perancangan dan pembuatan sensor tds dan …
TRANSCRIPT
![Page 1: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/1.jpg)
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN SENSOR LEVEL PADA PROSES PENGENDAPAN CaCO3 DALAM
AIR DENGAN METODE PELUCUTAN ELEKTRON DAN MEDAN MAGNET
Oleh:Maylita Martani
1110 100 002
Pembimbing:Endarko, M.Si, Ph. D
JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA2014
![Page 2: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/2.jpg)
OverviewPendahuluan
Tinjauan Pustaka
Metodologi
Analisa Data dan Pembahasan
Kesimpulan
![Page 3: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/3.jpg)
LATAR BELAKANG
TUJUAN
BATASAN MASALAH
Pendahuluan
![Page 4: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/4.jpg)
Latar Belakang
Adanya proses pengendapan dengan metodemedan magnet dan pelucutan elektron
Adanya kandungan ion Ca2+ ataupun Mg2+
dalam air dan adanya yang kadarnya berlebihsampai >250ppm
Kemajuan dan kemudahan proses dengan sensorTotal Dissolved Solids (TDS) dan sensor Level
![Page 5: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/5.jpg)
Tujuan
Memperoleh rancangan sistem sensor leveluntuk me-monitoring proses pengendapan kapur (CaCO3)yang terlarut dalam air
Memperoleh rancangan sistem sensor TDSdengan menggunakan prinsip konduktivitas
Menghasilkan sistem monitoring otomatisdengan penggabungan sistem sensor level dansensor TDS untuk proses pengendapan kapurdengan menggunakan metode pelucutan elektron danmedan magnet
![Page 6: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/6.jpg)
Batasan Masalah Sistem monitoring air bersih hanya meliputi
level air dan tingkat kesadahan
Sampel air yang digunakan adalah aquadesdicampur dengan CaCO3 yang mempunyaikesadahan 600ppm
Berbasis mikrokontroler ATMEGA16 dengankeluaran pada LCD dan PC
Pada pelevelan air menggunakan sensorultrasonik PING))).
Pada sensor TDS menggunakan prinsipkonduktivitas dengan probe stainless steel dan kuningan
![Page 7: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/7.jpg)
Total Dissolved Solids (TDS)
Kesadahan Air
Sensor TDS
Sensor Level
Tinjauan Pustaka
![Page 8: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/8.jpg)
Total Dissolved Solids (TDS)
TDS menggambarkan jumlah zat terlarut dalam part permillion (ppm) atau sama dengan miligram per liter(mg/L).
![Page 9: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/9.jpg)
Kesadahan Air
Kesadahan dalam air terutama disebabkan oleh ion-ion Ca2+ danMg2+, juga oleh Mn2+, Fe2+ dan semua kation yang bermuatan dua.
Berikut adalah kriteria selang kesadahan menurut (Sawyer, 1994)0 – 70 ppm : sangat rendah (sangat lunak)70 – 140 ppm : rendah (lunak)140 – 210 ppm : sedang210 – 320 ppm : agak tinggi (agak keras)320 – 530 ppm : tinggi (keras)
![Page 10: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/10.jpg)
Sensor TDS
KonduKtivitas
Conductivity atau juga sering disebut dengankonduktivitas merupakan kemampuan dalammenghantarkan listrik oleh suatu benda.
![Page 11: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/11.jpg)
operational amplifier (op-amp)
Penguat operasional memiliki 5 terminal dasar, yaitu dua untukmenyuplai daya, dua untuk masukan, dan satu untuk keluaran.
![Page 12: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/12.jpg)
Elektoda Sensor
Osilator Wien bridge
Non-inverting Amplifier
Buffer danPenyearah
Differential Amplifier
Filter RC low pass
ADC Atmega16
LCD 2x16 Display
KomputerVia Serial Interface
Diagram Blok Sensor TDS
![Page 13: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/13.jpg)
Sensor Level
Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akandipancarkan dari pemancar ultrasonik. Ketikasinyal mengenai benda penghalang, maka sinyalini dipantulkan, dan diterima oleh penerimaultrasonik
![Page 14: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/14.jpg)
Diagram perancangan sistem
Metodologi
![Page 15: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/15.jpg)
SUPPLYTANK
TREATMENTPELUCUTAN ELEKTRON
SUPPLY VALVE
TREATMENT MEDAN MAGNET
PRODUCT TANK
PRODUCTPUMP
CIRCULATIONPUMP
Measurement TANK
Sensor TDS
Sensor Level
Mini Plant
![Page 16: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/16.jpg)
Flowchart SoftwareSTART
Valve=OPENPumpa sirkulasi=OFF
Ukur Level tangki measurement
Level ≥
Setpoint+5% ?
Level ≤
Setpoint ?
Pumpa sirkulasi=ON
Pumpa sirkulasi=OFF
CMD=ON ?
CMD=ON CMD=OFF
YES
NO
NO
YES
Sirkulasi
![Page 17: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/17.jpg)
Storage
![Page 18: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/18.jpg)
START
Inisialisasi awal:Semua aktuator OFF
Kontrol Sirkulasi, Level Tangki measurement
dikontrol sesuai set point
Level ≥
Setpoint ?
Matikan semua aktuator, Delay 2 menit agar level
tangki stabil.
Pengukuran Kesadahan air
dengan sensor TDS
Kesadahan ≤
Setpoint TDS ?
Aktifkan Kontrol sirkulasi dan
nyalakan medan magnet selama 15
menit
Matikan medan magnet dan aktifkan
kontrol storage
Tekan Tombol Stop ?
FINISH
Matikan medan magnet dan aktifkan
kontrol storage
NO
NO
YES
YES
YES
NO
TDS Control
![Page 19: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/19.jpg)
Analisa Data dan Pembahasan
Data dan Grafik Kalibrasi Sensor
Respon Sensor terhadap Sistem Kontrol
Pembahasan
![Page 20: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/20.jpg)
Data dan Grafik Kalibrasi Sensor
Data Kalibrasi Sensor TDS
Sample
Keluaran
Sensor (mV)
KalibratorCond
(µS/cm)
TDS (ppm)
1 151,37 73,3 36,52 1557,62 576 2883 2387,7 782 3914 3388,67 989 4955 4091,68 1116 5576 4638,67 1194 598
y = 7.933x - 425.1R² = 0.972
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 200 400 600 800
Kel
uara
n Se
nsor
(m
V)
TDS (PPM)
sensitivitas alat yang dibuat adalah 7,933 mV/ppm
![Page 21: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/21.jpg)
Perbandingan Probe Stainless Stell dan Kuningan
Keterangan : *Stainless steel +Kuningan
![Page 22: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/22.jpg)
No.TDS (ppm)
Alat standart Alat yang dirancang
1 100 98,50±1,50
2 200 197,77±1,113 300 298,22±0,59
4 400 396,14±0,97
5 500 499,70±0,06
6 600 590,45±1,59
Uji alat yang dirancang dengan alat standart
![Page 23: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/24.jpg)
Data Kalibrasi Sensor LevelLevel
Tangki Penggaris
(cm)
Level PING))) (cm)
Variasi Naik
Variasi Turun
1 0.65 0.842 2.44 2.043 3.23 3.344 3.83 3.95 4.93 4.236 5.82 5.62.... .... ........ .... ........ .... ....20 18.96 19.0621 20.06 20.5522 21.05 21.2523 21.95 21.9524 22,89 22,8525 23,99 23,99
![Page 25: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/26.jpg)
Respon Sensor terhadap Sistem Kontrol
![Page 27: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/27.jpg)
Proses Sirkulasi
![Page 28: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/28.jpg)
Proses Storage
![Page 29: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/29.jpg)
TDS Control
![Page 30: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/30.jpg)
Pembahasan
Respon sensor TDS memiliki error terbesar dalam pengukuran sebesar 1,59%
Respon sensor PING))) dapat me-monitoring level ketinggian hasil proses pengendapan kapur (CaCO3) yang terlarut dalam air
Proses pengiriman data dari kedua sensor secararealtime dapat bekerja dengan baik
![Page 31: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/31.jpg)
Kesimpulan
Sistem sensor TDS dibuat dengan menggunakan dari probe kuningan menghasilkan pembacaan yang lebih sensitif dan akurat dibandingkan dengan probe staninless steel
Sensor TDS yang dibuat dapat untuk mengukur kesadahan hasil pengolahan air yang mengandung CaCO3.
Sistem sensor level yang digunakan dapat bekerja dalam tangki dengan jangkauan pengukuran 3-23cm dengan error sebesar 0,05%.
Sistem kontrol otomatisasi yang dibuat dapat bekerja untuk proses sirkulasi dengan set point level diatas 40−80%, penyimpanan dengan set point level 40% dan kontrol TDS dalam me-monitoring miniplant dengan adanya set point TDS 300 ppm dan level air sebesar 50%.
![Page 32: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/32.jpg)
Simulasi
![Page 33: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN …](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012709/61a92c910fe4f1780162771f/html5/thumbnails/33.jpg)
terima KasiH