Project DEMO : Alat deteksi PH Limbah Buangan Industri
PROJECT DEMO
Alat ini dibuat untuk automatisasi pendeteksian Ph Air Limbah buangan industri dengan menggunakan sensor PH, TDS dan suhu yang dikontrol menggunakan Arduino Mega 2560.
Komponen yang digunakan untuk instalasi alat ini diuraikan sebagai berikut :
a. Sensor PH (SKU SEN0161)
Sensor PH ini memiliki tingkat keakurasian data 0,1 dengan respons waktu kurang dari satu menit. Sensor ini terdiri dari LED sebagai power indicator, konektor BNC, dan interface sensor PH 2.0. Penggunaan sensor ini dilakukan dengan cara menghubungkan probe sensor dengan Arduino dalam kit modul menggunakan kabel analog ke IO expansion shield atau digunakan jumper.
|
b. Sensor Suhu (DS18B20)
Sensor DS18B20 merupakan sensor yang digunakan untuk suhu air (waterproof sensor). Sensor ini dapat mengukur temperatur mulai dari -55°C sampai 125°C. Memiliki tingkat akurasi hingga 0,5°C pada rentang -10 hingga +85°C.
c. Sensor TDS
Sensor TDS atau Total Dissolved Solid (TDS) yaitu sensor yang mendeteksi jumlah zat terlarut (baik itu zat organik maupun anorganik) yang terdapat pada sebuah larutan. TDS menggambarkan jumlah zat terlarut dalam part per million (ppm) atau sama dengan milligram per liter (mg/L).
d. Arduino Mega 2560
Arduino Mega 2560 digunakan karena memiliki flash memory yang lebih besar dari kontroller lainnya bernilai 256kb yang digunakan sebagai memori penyimpanan data low volatile pada Arduino.
Board ini memiliki pin I/O sejumlah 54 buah digital I/O pin (15 pin diantaranya adalah PWM), 16 pin analog input, 4 pin UART (serial port hardware). Arduino Mega 2560 memiliki 16 pin sebagai analog input, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit
a. Sensor PH (SKU SEN0161)
PH menandakan tingkat derajat keasaman dari suatu air. Range nilai PH berkisar dari 1 sampai 14, dengan 7 sebagai nilai titik netral dari PH tersebut. Dengan nilai dibawah 7 menandakan keasaman dan diatas 7 menandakan basa. Pengukuran tingkat keasaman limbah didasarkan kepada potensial elektrokimia antara larutan didalam gelas dengan larutan diluar gelas. Lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hydrogen yang ukurannya relative kecil dan aktif, potensial elektrokimia / potential of hydrogen akan diukur oleh elektroda gelas.
Ujung elektroda kaca memiliki ketebalan 0,1 mm berbentuk silinder (bulat). Didalamnya terdapat larutan HCl (0,1 mol/
b. Sensor Suhu (DS18B20)
Bentuk fisik dari DS18B20 dapat terlihat pada Gambar 2.8, komponen ini mempunyai tiga kaki yang terdiri dari GND untuk ground, DQ untuk data masukan atau data keluaran, dan VDD untuk daya device. Salah satu keunggulan lain yaitu device ini tidak memerlukan daya dari luar, daya dapat diambil langsung oleh device ini dari kaki DQ atau kaki untuk data, istilah lainnya yaitu parasit power. Sensor DS18B20 merupakan sensor yang digunakan untuk suhu air (waterproof sensor). Sensor ini dapat mengukur temperatur mulai dari -55°C sampai 125°C. Memiliki tingkat akurasi hingga 0,5°C pada rentang -10 hingga +85°C [9]. Karakteristik nilainya secara detail dijabarkan melalui Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik Sensor Suhu DS18B20 [10].
Parameter
|
Symbol
|
Condition
|
Min
|
Tipe
|
Max
|
Unit
|
T
Thermometer
error
|
-10°C To +85°C
|
±½
|
°C
| |||
-55°C To +125°C
|
±2
| |||||
Input logic high
|
Local Power Parasite Power
|
2.2
3.0
|
5.5
|
V
| ||
Input logic low
|
-0.3
|
+0.8
|
V
| |||
Sink current
|
-4.0
|
mA
| ||||
Standby Current
|
750
|
1000
|
nA
| |||
Active Current
|
1
|
1.5
|
mA
| |||
DQ-Input Load Current
|
5
|
µA
|
c. Sensor TDS
Sensor TDS atau Total Dissolved Solid (TDS) yaitu sensor yang mendeteksi jumlah zat terlarut (baik itu zat organik maupun anorganik) yang terdapat pada sebuah larutan. TDS menggambarkan jumlah zat terlarut dalam part per million (ppm) atau sama dengan milligram per liter (mg/L).
#define SensorPin A0 //pH meter Analog output to Arduino Analog Input 0
#define Offset -5.50 //deviation compensate
#define LED 13
#define samplingInterval 20
#define printInterval 800
#define ArrayLenth 40 //times of collection
int pHArray[ArrayLenth]; //Store the average value of the sensor feedback
int pHArrayIndex=0;
void setup(void)
{
// pinMode(LED,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
Serial.println("pH meter experiment!"); //Test the serial monitor
}
void loop(void)
{
static unsigned long samplingTime = millis();
static unsigned long printTime = millis();
static float pHValue,voltage;
if(millis()-samplingTime > samplingInterval)
{
pHArray[pHArrayIndex++]=analogRead(SensorPin);
if(pHArrayIndex==ArrayLenth)pHArrayIndex=0;
voltage = avergearray(pHArray, ArrayLenth)*5.0/1024;
pHValue = 3.5*voltage+Offset;
samplingTime=millis();
}
if(millis() - printTime > printInterval) //Every 800 milliseconds, print a numerical, convert the state of the LED indicator
{
Serial.print("Voltage:");
Serial.print(voltage,2);
Serial.print(" pH value: ");
Serial.println(pHValue,2);
// digitalWrite(LED,digitalRead(LED)^1);
printTime=millis();
}
}
double avergearray(int* arr, int number){
int i;
int max,min;
double avg;
long amount=0;
if(number<=0){
Serial.println("Error number for the array to avraging!/n");
return 0;
}
if(number<5){ //less than 5, calculated directly statistics
for(i=0;i<number;i++){
amount+=arr[i];
}
avg = amount/number;
return avg;
}else{
if(arr[0]<arr[1]){
min = arr[0];max=arr[1];
}
else{
min=arr[1];max=arr[0];
}
for(i=2;i<number;i++){
if(arr[i]<min){
amount+=min; //arr<min
min=arr[i];
}else {
if(arr[i]>max){
amount+=max; //arr>max
max=arr[i];
}else{
amount+=arr[i]; //min<=arr<=max
}
}//if
}//for
avg = (double)amount/(number-2);
}//if
return avg;
}
Alat yang dibuat dikerjakan pada simulasi proteus dan gambar selanjutnya merupakan instalasi hardware dari perancangan alat pendeteksian air limbah buangan industri.
Hasil ujicoba sensor PH ini dibandingkan dengan sensor PH meter pada Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi, Teknik Elektro, Universitas Andalas. Pengambilan data ini diambil sebanyak 100x pengambilan data sensor selama lima menit. Perbandingan pengujian data ini dilakukan dengan cara membandingkan data pada sensor PH dengan PH meter pada sampel yang sama bernilai 5,99.
Data pengujian yang didapatkan ditunjukan pada tabel dibawah:
Tabel 4.1 Pengujian data sensor PH
Waktu
|
Data PH
|
Data Sensor PH
|
3:29:41 PM
|
5,93
|
5,99
|
3:29:44 PM
|
5,93
|
5,99
|
3:29:47 PM
|
5,93
|
5,99
|
3:29:50 PM
|
5,93
|
5,99
|
3:29:53 PM
|
5,93
|
5,99
|
3:29:55 PM
|
5,94
|
5,99
|
3:29:58 PM
|
5,93
|
5,99
|
3:30:01 PM
|
5,96
|
5,99
|
3:30:04 PM
|
5,94
|
5,99
|
3:30:07 PM
|
5,99
|
5,99
|
3:30:09 PM
|
5,99
|
5,99
|
3:30:12 PM
|
5,99
|
5,99
|
3:30:15 PM
|
6,07
|
5,99
|
3:30:18 PM
|
6,06
|
5,99
|
3:30:21 PM
|
6,11
|
5,99
|
3:30:24 PM
|
6,14
|
5,99
|
3:30:26 PM
|
6,15
|
5,99
|
3:30:29 PM
|
6,09
|
5,99
|
3:30:32 PM
|
6,08
|
5,99
|
3:30:35 PM
|
6,07
|
5,99
|
3:30:38 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:30:40 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:30:43 PM
|
6,06
|
5,99
|
3:30:46 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:30:49 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:30:52 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:30:54 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:30:57 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:31:00 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:31:03 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:31:06 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:31:08 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:31:11 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:31:14 PM
|
6,06
|
5,99
|
3:31:17 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:31:20 PM
|
6,07
|
5,99
|
3:31:22 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:31:25 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:31:28 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:31:31 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:31:34 PM
|
6,02
|
5,99
|
3:31:36 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:31:39 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:31:42 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:31:45 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:31:48 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:31:51 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:31:53 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:31:56 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:31:59 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:32:02 PM
|
6,02
|
5,99
|
3:32:05 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:32:07 PM
|
6,01
|
5,99
|
3:32:10 PM
|
6,02
|
5,99
|
3:32:13 PM
|
6,01
|
5,99
|
3:32:16 PM
|
6,01
|
5,99
|
3:32:19 PM
|
6,01
|
5,99
|
3:32:21 PM
|
6,01
|
5,99
|
3:32:24 PM
|
6,02
|
5,99
|
3:32:27 PM
|
5,99
|
5,99
|
3:32:30 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:32:33 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:32:35 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:32:38 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:32:41 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:32:44 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:32:47 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:32:49 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:32:52 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:32:55 PM
|
6,02
|
5,99
|
3:32:58 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:33:01 PM
|
6,06
|
5,99
|
3:33:03 PM
|
6,04
|
5,99
|
3:33:06 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:33:09 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:33:12 PM
|
6,03
|
5,99
|
3:33:15 PM
|
6
|
5,99
|
3:33:17 PM
|
6,01
|
5,99
|
3:33:20 PM
|
6
|
5,99
|
3:33:23 PM
|
6,06
|
5,99
|
3:33:26 PM
|
6,05
|
5,99
|
3:33:29 PM
|
6,02
|
5,99
|
3:33:32 PM
|
6,01
|
5,99
|
3:33:34 PM
|
6,01
|
5,99
|
3:33:37 PM
|
5,98
|
5,99
|
3:33:40 PM
|
5,99
|
5,99
|
3:33:43 PM
|
5,99
|
5,99
|
3:33:46 PM
|
5,99
|
5,99
|
3:33:48 PM
|
5,97
|
5,99
|
3:33:51 PM
|
5,95
|
5,99
|
3:33:54 PM
|
5,95
|
5,99
|
3:33:57 PM
|
5,94
|
5,99
|
3:34:00 PM
|
5,92
|
5,99
|
3:34:02 PM
|
5,95
|
5,99
|
3:34:05 PM
|
5,92
|
5,99
|
3:34:08 PM
|
5,91
|
5,99
|
3:34:11 PM
|
5,91
|
5,99
|
3:34:14 PM
|
5,91
|
5,99
|
3:34:16 PM
|
5,95
|
5,99
|
Pada pengujian sensor PH, didapatkan nilai minimum dari data yang diambil adalah 5,91 sedangkan untuk nilai maksimum yang didpatkan adalah 6,15 dengan nilai rata rata dari 100 kali percobaan adalah 6,016060606. Jika dibandingkan dengan data pada sensor yang sebenarnya dengan nilai 5,99 maka didapatkan nilai error alat 0,4350%.
link download VIDEO
link download RANGKAIAN
No comments:
Post a Comment