04540001 Etty Damayanti Noor.ps
-
Upload
habib-legendre -
Category
Documents
-
view
111 -
download
8
Transcript of 04540001 Etty Damayanti Noor.ps
-
PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI KADAR BETA KAROTEN
MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS230
SKRIPSI
Oleh :ETTY DAMAYANTI NOOR
NIM: 04540001
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)
MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG
2010
-
Pembuatan Alat Pendeteksi Kadar Beta Karoten Menggunakan
Sensor Warna TCS230
SKRIPSI
Diajukan Kepada:Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri (UIN) Maulana Malik Ibrahim Malanguntuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam
Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)
Oleh:
ETTY DAMAYANTI NOORNIM: 04540001
JURUSAN FISIKAFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGIUNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)
MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG2010
-
SURAT PERNYATAAN
ORISINALITAS PENELITIAN
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Etty Damayanti Noor
NIM : 04540001
Fakultas/Jurusan : Saintek/ Fisika
Judul penelitian : ALAT PENDETEKSI KADAR BETA KAROTEN
MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS230
Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa hasil penelitian saya ini tidak
terdapat unsur-unsur penjiplakan karya penelitian atau karya ilmiah yang pernah
dilakukan atau dibuat oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah
ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dalam daftar pustaka.
Apabila ternyata hasil penelitian ini terbukti terdapat unsur-unsur penjiplakan,
maka saya bersedia untuk mempertanggungjawabkan, serta diproses sesuai peraturan
yang berlaku.
Malang, 30 Juli 2010
Yang membuat pernyataan,
Etty Damayanti Noor
NIM. 04540001
-
Pembuatan Alat Pendeteksi Kadar Beta Karoten Menggunakan
Sensor Warna TCS230
Oleh:
ETTY DAMAYANTI NOORNIM: 04540001
Telah Disetujui untuk Diuji
Malang, 30 Juli 2010
Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,
Drs. Abdul Basid, M.Si Dr. Munirul Abidin, M.Ag NIP 19650504 199003 1 003 NIP 19720420200212 1 003
Mengetahui,
Ketua Jurusan Fisika
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri (UIN)
Maulana Malik Ibrahim
Drs. M. Tirono, M. Si.NIP 19641211 199111 1 001
-
LEMBAR PENGESAHAN
Pembuatan Alat Pendeteksi kadar Beta Karoten Menggunakan Sensor warna TCS230
SKRIPSI
OLEHETTY DAMAYANTI NOOR
NIM 04540001
Telah Dipertahankan di Depan Dewan Penguji Skripsi dan Dinyatakan Diterima sebagai Salah Satu Persyaratan
untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)Tanggal: 19 Agustus 2010
Susunan Dewan Penguji: Tanda Tangan
1. Penguji Utama : Dr.H. Agus Mulyono S.Pd. M.Kes ( )
2. Ketua Penguji : Farid Samsu H, S.Si ( )
3. Sekretaris Penguji : Drs. Abdul Basid, M.Si ( )
4. Anggota Penguji : Dr. Munirul Abidin M. Ag ( )
Mengetahui dan Mengesahkan,Ketua Jurusan Fisika
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri (UIN)
Maulana Malik Ibrahim Malang
Drs. M. Tirono, M. Si.NIP 19641211 199111 1 001
-
LEMBAR PERSEMBAHAN
Karya sederhana ini dipersembahkan kepada :
Mamaku, Dra. Hj. Norainah dan Abahku Drs. H. Muhammad Yusuf Syuaib
( Rabbighfirlii waliwaalidayya warhamhuma kamaa Rabbayaani Shaghiira..)
Adik-adikku tercinta..Bebas Melati Hadi Atin Noor, Abdan Matin Ahmad, Muhammad
Amin Hasan Maulidi, Mardhiatin Nisa Rohama, dan Asruri Mahmudah Subhi.
Guru-guruku yang sudah mengajari banyak hal, tentang ilmu dan bagaimana memaknai
kehidupan
Almamaterku UIN Maulana Malik Ibrahim Malang
Tarbiyahatas setiap rangkaian proses menggapai Ridha-Nya
Ikhwati fillah yang senantiasa istiqamah dijalan-Nya KAMMI, FORSUA UIN, PII
(semoga Allah senatiasa menguatkan perjuangan kita)
Dan semua orang yang telah menginspirasi
JAZAKUMULLAH AHSANAL JAZA
-
MOTTO
..
.dan bertakwalah kepada Allah, Allah akan mengajarmu (ilmu), dan Allah Maha
mengetahui segala sesuatu.(Al Baqarah : 282)
Di hutan, kulihat dua cabang jalan terbentang
Kuambil jalan yang jarang dilalui orang
Dan itulah yang membuat segala perbedaan
(Robert Frost, The Road Not Taken)
I can accept failure. Everyone fails at something. But i cant accept not
trying...ganbatte...!!!
-
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan anugerah rahmat
kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Skipsi yang berjudul Alat
Pendeteksi Kadar Beta Karoten Menggunakan Sensor Warna TCS230 dengan sukses.
Shalawat serta salam kami panjatkan kepada murabbi kita Nabi Muhammad SAW, yang
karenanya kita bisa menikmati indahnya islam.
Dalam penyusunan laporan ini banyak pihak-pihak lain yang ikut memberikan
bantuan baik moral maupun material sehingga selesailah skripsi ini. Oleh karena itu
dengan setulus hati penulis ucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Imam Suprayogo selaku rektor Universitas Islam Negeri (UIN)
Maulana Malik Ibrahim Malang.
2. Bapak Prof. Drs. Sutiman Bambang Sumitro SU, Dsc. selaku Dekan Fakultas Sains
dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.
3. Bapak Drs. M. Tirono M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika Fakultas Sains dan
Teknologi
4. Bapak Drs. Abdul Basid M.Si, selaku Dosen Pembimbing yang penuh kesabaran
memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini.
5. Bapak Dr. Munirul Abidin M.Ag, selaku Dosen Pembimbing skripsi dalam
integrasi sains dan agama
-
6. Bapak Ibu Dosen Fisika, khususnya pak farid yang sering memberikan saran-saran
terkait elektronika, terima kasih banyak telah memberikan ilmu-ilmunya kepada
kami
7. Kedua orang tua, bapak dan ibu yang selalu memberikan dukungan moril dan
materil serta doa yang tiada hentinya.
8. Adik-adikku yang sangat memotivasi dan menginspirasi. Atin, abdan, amin, icha,
dan ruri.
9. Sensei-sensei elektronika. Isna (kapan ke semeru), fajar, usman, aldo, akhi putut,
akhi hari pintar.
10. Nur dan dewi yang sudah membantu menyampur sampel
11. Akhi Erik yang sudah membantu menyusun abstrak bahasa inggris
12. Asisten-asisten laboratorium fisika, mas rahmat, mas kusairi, dan mbak nia.
13. Akhwatifillah penghuni Hirzia apartment. Titik, tuhfah, lia, mbak aminah, aisy,
srity, fida, mbak lilian, ilmi, dewi, ulif, usfi, arofah, eno. Terima kasih atas
manisnya ukhuwah yang hadir ditengah keterbatasan seorang anti. (Semoga
Allah mempertemukan kita di surga-Nya).
14. Teman-teman seperjuangan jurusan fisika khususnya angkatan 2004 yang selalu
memberikan semangat.
15. Seluruh pihak yang telah membantu secara langsung maupun tidak langsung dalam
segala hal demi suksesnya penulisan skripsi, yang tidak dapat disebutkan satu
persatu.
-
Akhirnya dengan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa dalam penulisan
skripsi ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu segala kritik dan saran yang
kontsruktif dari semua pihak sangat kami harapkan demi perbaikan penelitian ini.
Semoga penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan
bagi pembaca pada umumnya.
Malang, Agustus 2010
Penulis
-
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... iHALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ............................................. iiHALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ iiiHALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... ivHALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vMOTTO.......................................................................................................... viKATA PENGANTAR .................................................................................... viiDAFTAR ISI .................................................................................................. viiiDAFTAR TABEL........................................................................................... xiDAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiiDAFTAR LAMPIRAN................................................................................... xiiiABSTRACT ................................................................................................... xivABSTRAK ..................................................................................................... xv
BAB I: PENDAHULUAN .............................................................................. 11.1 Latar Belakang.......................................................................................... 11.2 Rumusan Masalah..................................................................................... 31.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 41.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 41.5 Batasan Masalah ....................................................................................... 41.6 Sistematika Pembahasan ........................................................................... 5BAB II: KAJIAN PUSTAKA ......................................................................... 62.1. Pemanfaatan Cahaya ................................................................................ 62. 2. Hukum Lambert-Berr .............................................................................. 102.3. Spektrofotometri ...................................................................................... 132. 4. Beta Karoten ........................................................................................... 142. 5. Sifat-Sifat Warna..................................................................................... 162.6. Sensor Warna Tcs230............................................................................... 192.7. Photodiode ............................................................................................... 22
2.8. Mikrokontroller At89s52.......................................................................... 232.9. Bahasa Pemrograman C ........................................................................... 262.10. LCD M1632........................................................................................... 27
BAB III: METODE PENELITIAN ................................................................. 303. 1. Waktu Dan Tempat Penelitian................................................................. 303. 2. Alat Dan Bahan Penelitian ...................................................................... 303. 3. Tahapan-Tahapan Penelitian ................................................................... 31 3. 3. 1. Perancangan Dan Pembuatan Alat ..............................................31
3. 3. 2.Pembuatan Program......................................................................... 31 3. 3. 3. Pembuatan Sampel.......................................................................... 33
3.3. 4. Teknik Pengambilan Data.................................................................. 34
-
3. 3. 5. Pengujian Sistem ............................................................................. 35 3. 3. 6. Analisa Data .................................................................................... 35 3.3.7. Sistem Keseluruhan ........................................................................... 35 3. 3. 8. Pengambilan Kesimpulan.................................................................. 35
BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN........................................................ 364.1. Pengujian Perangkat Keras ...................................................................... 36 4.1.1 Hasil Pengujian Rangkaian Sensor Warna TCS230............................. 36 4.1.2 Hasil Pengujian System Minimum AT89S52 ...................................... 37 4.1.3 Hasil Pengujian LCD M1632 .............................................................. 37 4.1.4 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem................................................... 374.2. Pembahasan............................................................................................. 384.3. Cahaya Dalam Al quran ......................................................................... 41
BAB V: PENUTUP........................................................................................ 475.1 Kesimpulan .............................................................................................. 475.2 Saran ........................................................................................................ 48
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN
-
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
Tabel 1 : Kombinasi fungsi dari S2 dan S3 bisa........................................20
Tabel 2 : Penskalaan Output......................................................................21
Tabel 3 : Variabel C...................................................................................27
Table 4 : Fungsi pin-pin LCD....................................................................28
Tabel 5 : Hasil pengujian rangkaian sensor warna tcs 230.37
Tabel 6 : Hasil pengambilan data..38
-
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
Gambar 1 : Penguraangan kekuatan sinar oleh larutan peng absorbsi..........12
Gambar 2 : Diagram spektrofotometri..............................................................14
Gambar 3 : Gabungan warna primer.................................................................17
Gambar 4 : Gabungan warna subractive .........................................................17
Gambar 5 : sensor digambarkan seperti alat indera .........................................19
Gambar 6 : Sketsa fisik dan blok fungsional TCS230 .....................................19
Gambar 7 : Contoh Beberapa Sampel warna dan komposisi RGB-nya.......20
Gambar 8 : Ilustrasi gelombang kotak dengan timer .......................................21
Gambar 9 : Ilustrasi gelombang kotak dengan menghitung periode...............22
Gambar 10 : Sketsa fisik Mikrokontroller AT89S52 .........................................25
Gambar 11 : sketsa fisik LCD M1632................................................................28
-
LAMPIRAN- LAMPIRAN
Kartu bimbingan skripsi
Skema rangkaian alat keseluruhan
Gambar alat
Modul minimum sistem
List program C-kompiller Keil51
Data sheet sensor warna TCS230
-
ABSTRAK
Noor, Etty Damayanti. 2010. Pembuatan Alat Pendeteksi Kadar Beta Karoten Menggunakan Sensor Warna TCS230. Skripsi. Jurusan Fisika. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri (UIN) Maulana Malik Ibrahim Malang.
Pembimbing: (1) Drs. Abdul Basid M. Si (2) Dr. Munirul Abidin, M.Ag
Kata kunci : Beta Karoten, tcs230, AT89S52, keil51
Penelitian ini bertujuan untuk membuat sebuah rangkaian alat pendeteksi kadar beta karoten. Perangkat ini mengambil metode spektrofotometri yang biasa digunakan untuk mengukur absorbansi suatu larutan, spektrofotometer absorbsi terdiri dari sumber radiasi, sel sampel, unsur pendispersi, dan detektor.
Sistem ini menggunakan perangkat keras sensor warna tcs230 yang sudah difilter khusus warna biru sebagai karakter panjang gelombang untuk larutan beta karoten. Sensor ini merubah cahaya menjadi frekuensi yang akan diprosesmikrokontroller AT89S52, untuk ditampilkan hasilnya pada liquid cristal display (LCD). Pemrograman menggunakan bahasa C kompiller jenis Keil51. Data yang diambil dari 11sampel beta karoten dilarutkan dalam 100 ml Petrolium eter (Pe) yang sebelumnya dilakukan pengujian frekuensi sensor menggunakan osiloskop sebagai data pembanding pada mikrokontroller. Data keseluruhan yang diperoleh kemudian dianalisis dan hasilnya dibandingkan dengan hasil secara perhitungan untuk menentukan ketelitian pada alat tersebut.
Dari hasil pegujian terhadap alat pendeteksi kadar beta karoten baik rangkaian mikrokontroller AT89S52 maupun liquid cristal display (LCD) dapat disimpulkan bahwa dengan menggunakan alat pendeteksi kadar beta karoten dengan sensor warnadapat mengukur kadar beta karoten sesuai dengan hasil perbandingan nilai perhitungan. Pengukuran kadar beta karoten dengan sensor warna menunjukkan nilai kesalahanrelatif sebesar 20,4%.
-
1BAB I
PENDAHULUAN
I. Latar Belakang
Alquran sebagai kalamullah menganjurkan manusia untuk memperhatikan alam
dan melakukan kegiatan ilmiah serta aktifitas lainnya demi memakmurkan bumi Allah.
Berbagai fenomena alam banyak yang dapat diambil pelajaran, baik tentang kejadian
manusia, binatang, tumbuhan, dan kondisi alam semesta seperti bagaimana turunnya
hujan, petir, gunung-gunung yang menjadi pasak bumi, dan sinar yang menerangi alam
semesta ini, yaitu matahari.
Salah satu fenomena itu adalah adanya cahaya yang mampu membuat gelap
menjadi terang. Cahaya dapat di ukur intensitasnya tidak seperti gelap yang sampai saat
ini tak bisa ditentukan ukurannya. Dalam kehidupan sehari-hari, cahaya bisa
dimanfaatkan dalam banyak hal, yaitu sebagai penerangan, energi, tumbuhan hijau
memerlukan cahaya untuk membuat makanan, dan lain-lain.
Fenomena cahaya telah di sebutkan Allah SWT dalam firman-Nya surah An Nur
ayat 35 :
.
-
2Artinya :Allah (Pemberi) cahaya (kepada) langit dan bumi. perumpamaan cahaya Allah, adalah seperti sebuah lubang yang tak tembus, yang di dalamnya ada pelita besar. pelita itu di dalam kaca (dan) kaca itu seakan-akan bintang (yang bercahaya) seperti mutiara, yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang berkahnya, (yaitu) pohon zaitun yang tumbuh tidak di sebelah timur (sesuatu) dan tidak pula di sebelah barat(nya), yang minyaknya (saja) Hampir-hampir menerangi, walaupun tidak disentuh api. cahaya di atas cahaya (berlapis-lapis), Allah membimbing kepada cahaya-Nya siapa yang Dia kehendaki, dan Allah memperbuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia, dan Allah Maha mengetahui segala sesuatu . (An Nur : 35)
Di dalam ayat ini Allah bericara tentang cahaya-Nya, yakni cahaya keimanan dan al
Quran yang tertanam di dalam hati orang-orang yang beriman, dibaratkan seperti
lubang yang tak tembus dinding dan dalamnya terdapat sebuah pelita terang, lubang
tersebut yang dapat menyatukan cahaya sehingga menjadi sangat terang. Intensitas
cahaya dalam dunia fisika dapat dimanfaatkan untuk mengukur kadar sebuah unsur
dalam larutan. Misalnya dengan membuat suatu rangkaian aplikasi yang bisa dibaca
intensitas dari cahaya itu sendiri. Hal ini berkaitan langsung dengan panjang gelombang
ataupun jumlah frekuensi yang dihasilkan.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi menghasilkan beberapa metode
yang berkaitan dengan pengukuran kadar suatu unsur. Diantara metode-metode
pengukuran tersebut adalah titrasi, kolorimetri, spektrofotometri, dan sebagainya,
dimana masing-masing metode mempunyai kelebihan dan kekurangan dalam hal
efektifitas dan efesiensi. Sebagai contoh adalah metode spektrofotometri, metode ini
memerlukan sumber cahaya dalam proses kinerja alat. Tidak semua orang mampu
menggunakan spektrofotometri, dikarenakan harga alat tersebut relatif mahal.
-
3Disamping itu, kehidupan manusia yang sudah modern pastinya penuh dengan aktivitas
dan adakalanya merasa kerepotan untuk melakukan beberapa pekerjaan sekaligus.
Dewasa ini aplikasi yang berkaitan dengan bidang elektronika dan teknologi
informasi yang melibatkan komputer bisa memberikan solusi. Sistem otomatisasi
merupakan jawaban yang paling tepat untuk mengatasi masalah tersebut. Perangkat atau
peralatan tersebut adalah alat-alat bantu yang dibutuhkan untuk kelancaran aktivitas.
Penelitian telah dilakukan oleh Nia Faricha (2008) tentang pengukuran pada kadar
besi dalam air, ketidak stabilan lampu halogen yang digunakan menyebabkan suhu
dalam kotak cepat panas dan mempengaruhi kondisi penerimaan sinyal pada sensor
yang digunakan yaitu LDR, sehingga data yang didapat kurang maksimal. Berdasarkan
latar belakang tersebut penulis bermaksud untuk membuat sebuah aplikasi baru tentang
pembuatan alat pendeteksi kadar beta karoten, sumber cahaya berupa lampu LED kecil
yang lebih praktis dan menggunakan Sensor Warna TCS230.
II. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat disusun rumusan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang alat pendeteksi kadar beta karoten dengan metode absorbsi
spektrofotometri menggunakan sensor warna TCS230?
2. Bagaimana membuat program pendeteksi kadar beta karoten dengan metode
absorbsi spektrofotometri menggunakan sensor warna TCS230?
3. Bagaimana menguji tingkat akurasi alat pendeteksi kadar beta karoten dengan
metode absorbsi spektrofotometri menggunakan sensor warna TCS230.
-
4III. Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk :
1. Dibuatnya alat pendeteksi kadar beta karoten dengan metode absorbsi
spektrofotometri menggunakan sensor warna TCS230
2. Dibuatnya program pendeteksi kadar beta karoten dengan metode absorbsi
spektrofotometri menggunakan sensor warna TCS230
3. Terujinya tingkat akurasi alat pendeteksi kadar beta karoten dengan metode
absorbsi spektrofotometri menggunakan sensor warna TCS230
IV. Manfaat
Hasil dari penelitian diharapkan dapat :
1. menghasilkan suatu alat pendeteksi kadar beta karoten pada buah tomat dengan
metode absorbsi spektrofotometri menggunakan sensor warna TCS230 yang praktis
untuk digunakan
2. menghasilkan suatu alat pendeteksi kadar beta karoten yang memiliki tingkat
ketelitian yang cukup baik
V. Batasan
Agar tidak menyimpang jauh dari pokok bahasan, maka penelitian ini mempunyai
batasan masalah sebagai berikut :
1. Pengambilan sampel hanya pada buah tomat
2. Sampel berbentuk larutan
-
53. Metode yang digunakan adalah absorbsi spektrofotometri
4. Tidak membahas konsep pengukuran kadar beta karoten menggunakan analisis
kimia
5. Menggunakan sistem minimum AT89S52
6. Menggunakan sensor warna TCS230
VI. Sistematika Penulisan
BAB I : PENDAHULUAN
Berisi tentang gambaran umum penelitian dan penulisan laporan penelitian yang
dilakukan meliputi Latar Belakang, Rumusan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat
Penelitian, Batasan Masalah, dan Sistematika Penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Berisi tentang landasan teori dari sistem yang akan dibuat yang berhubungan dengan
prinsip kerja dari masing-masing blok sistem.
BAB III : METODE PENELITIAN
Meliputi berbagai hal yang berkenaan dengan perancangan dan pembuatan perangkat
keras maupun perangkat lunak.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Meliputi tentang pengujian dan penganalisaan dari rangkaian.
BAB V : PENUTUP
Meliputi kesimpulan dan saran-saran dari penelitian
-
6BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pemanfaatan Cahaya
Cahaya merupakan suatu bentuk gelombang elektromagnetik yang dapat di
deteksi mata manusia. Cahaya dapat merambat dalam medium, mempunyai frekuensi
antara 4x1014 Hz sampai 7,5x1014 Hz. Panjang gelombang cahaya antara 400nm (infra
merah) sampai 700nm (ultra ungu). (Setyawan, 2004)
Cahaya memiliki sifat-sifat, yaitu cahaya bergerak lurus ke semua arah.
Buktinya, mata mampu melihat lampu yang menyala dari segala penjuru dalam sebuah
ruang gelap. Apabila cahaya terhalang, bayangan yang dihasilkan disebabkan cahaya
yang bergerak lurus tidak dapat berbelok. Namun cahaya dapat dipantulkan . (Setyawan,
2004)
Alquran sebagai sumber ilmu pengetahuan yang tak terbantahkan menyinggung
tentang cahaya ini dalam surah An Nur ayat 35.
Artinya ;
-
7Allah (Pemberi) cahaya (kepada) langit dan bumi. perumpamaan cahaya Allah, adalah seperti sebuah lubang yang tak tembus, yang di dalamnya ada pelita besar. pelita itu di dalam kaca (dan) kaca itu seakan-akan bintang (yang bercahaya) seperti mutiara, yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang berkahnya, (yaitu) pohon zaitun yang tumbuh tidak di sebelah timur (sesuatu) dan tidak pula di sebelah barat(nya), yang minyaknya (saja) Hampir-hampir menerangi, walaupun tidak disentuh api. cahaya di atas cahaya (berlapis-lapis), Allah membimbing kepada cahaya-Nya siapa yang Dia kehendaki, dan Allah memperbuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia, dan Allah Maha mengetahui segala sesuatu. (Q. S. An Nur:35)
Teks yang sangat menakjubkan dalam ayat diatas, yaitu Allah (pemberi)
cahaya (kepada) langit dan bumi.... Teks ayat yang menakjubkan ini timbul bersama
dengan cahaya yang tenang dan mencerahkan, sehingga tersebar keseluruh alam. Ia juga
tersebar keseluruh perasaan dan anggota-anggota badan. Ia mengalir keseluruh sisi dan
aspek kehidupan. Sehingga, seluruh alam semesta bertasbih dalam lautan cahaya yang
sangat terang. (Quthb, 2004)
Di dalam ayat ini Allah bericara tentang cahaya-Nya, itu merupakan
perumpamaan yang mendekatkan kepada pemahaman manusia yang terbatas, dengan
gambaran yang terabatas. Ia menggambarkan alat bantu yang kecil yang dapat
direnungkan oleh indra ketika tidak mampu memikirkan materi aslinya. Perumpamaan
itu mendekatkan kepada pemahaman manusia ketika dia tidak mampu menyelidiki
puncak cahayanya dan ufuk-ufuknya yang dimaksudkan dibalik pengetahuan manusia
yang lemah. Seperti yang Allah sebutkan dalam firman-Nya di surah An Nur ayat 35 :
.....Allah membimbing kepada cahaya-Nya siapa yang Dia kehendaki,...
Orang-orang yang dikehendaki Allah adalah orang-orang yang dibukakan
hatinya bagi cahaya-Nya sehingga dapat melihatnya. Cahaya itu tersebar dilangit-langit
dan bumi. Ia juga melimpah ruah dilangit-langit dan bumi. Ia juga selamanya dilangit-
-
8langit dan bumi tidak pernah putus, tidak terhalang dan tidak tertutup. Maka, bila hati-
hati mau bertolak menuju kepadanya, pasti ia akan mendapatkannya. Bila seorang yang
sedang bingung dalam kesesatan berusaha mencarinya, pasti ia memberinya petunjuk.
Dan, ketika orang bingung itu mendapatkan cahaya tersebut, pasti dia akan menemukan
Allah Tujannya. (Quthb, 2004)
Sesungguhnya perumpamaan yang digambarkan oleh Allah merupakan cara
pendekatan kepada pengetahuan manusia karena Dia Maha Mengetahui tentang
kemampuan akal manusia. Dalam Al quran Allah swt berfirman :
......dan Allah memperbuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia, dan Allah Maha mengetahui segala sesuatu. (QS.Al Ankabut :43)
Itulah cahaya yang menyinari, yang tersebar keseluruh langit dan bumi, dan
melimpah ruah di langit dan bumi. Ia tampak jelas dengan cahayanya yang bersinar di
rumah-rumah Allah, dimana hati-hati menjalin hubungan dengan Allah. Hati-hati itu
selalu mencari-Nya, mengingat-Nya, mengagungkan-Nya, memurnikan dirinya hanya
untuk-Nya, dan lebih mengutamakannya dibanding seluruh godaan kehidupan. (Quthb,
2004)
Para ahli fisika menguji teori cahaya secara eksperimental dan matematis dengan
menerangkan bahwa cahaya merupakan kumpulan besar partikel cahaya. Padahal
cahaya juga memiliki sifat gelombang, memancarkan sebagai frekuensi yang memenuhi
ruang dan sama sekali tidak terpenggal dalam suatu partikel. Cahaya adalah suatu
bentuk energi yang dapat dilihat langsung (Dyayadi, 2008).
Cahaya sendiri sebenarnya berasal dari bintang atau matahari. Karena
melepaskan cahaya, maka matahari disebut bersinar. Al-Quran secara teliti dan jelas
-
9telah membedakan matahari sebagai penghasil energi, sedangkan bulan tidak
mengeluarkan energi. Sebagaimana firman Allah SWT dalam surat Nuh ayat 16 berikut:
Artinya: Dan Allah menciptakan padanya bulan sebagai cahaya dan menjadikan matahari sebagai pelita (bersinar).(QS. Nuh:16).
Ayat ini menjelaskan bahwa Allah SWT juga menjadikan bulan di langit sebagai
cahaya bagi penduduk bumi, mereka memanfaatkan pantulan cahayanya dari kegelapan,
ini merupakan bukti keindahan bentuk dan sistemnya. Allah menjadikan matahari
sebagai lampu terang yang menyinari seluruh alam ini dengan sinarnya.
Sebagaimana diketahui para ahli fisika bahwa sinar matahari adalah sumber
utama energi untuk semua keperluan di bumi. Dari panas yang disinarkannya, maka
terjadilah angin. Dari proses kimia, enegi sinar diubah menjadi karbohidrat di
tumbuhan, yang kemudian menjadi sumber energi bagi hewan dan manusia.
Matahari terus memancarkan energi yang sangat besar jumlahnya. Energi
matahari itu bersumber dari gaya gravitasi matahari dan tubrukan meteroit-meteroit ke
permukaannya. Persamaan yang diturunkan oleh Albert Einstein, E= mc 2 dan hasil
pengamatan Aston bahwa 4 atom hidrogen lebih berat daripada masa atom helium.
Berdasarkan kedua hal ini, Arthur Eddington menghitung bahwa pembakaran hidrogen
menghasilkan helium dan kehilangan 0,7 persen massa. Menurut hubungan massa
energi Einstein, kehilangan massa ini kemudian diubah menjadi energi. Dari perkiraan
massa hidrogen yang ada di matahari dapat dihitung, bahwa energi yang dihasilkan akan
cukup membuat matahari bersinar selama 100 triliun tahun (Dyayadi, 2008).
-
10
Pendapat para ahli tentang cahaya, diawali denggan teori penglihatan. Pada
zaman yunani kuno, Phytagoras (580-500 SM) dan Democritos (460-370 SM)
berpendapat bahwa kita dapat melihat benda karena benda itu mengeluarkan butir-butir
yang masuk e dalam mata. Empeducles (300 SM) berpendapat bahwa kita dapat
melihatkarena dari mata kita keluar sesuatu, kemudian menumbuk butir-butir yang
dikeluarkan benda yang kita lihat itu. Kemudian Al Hazan (Arab, k965-1038)
berpendapat bahwa kita dapat melihat karena ada cahaya yang dipancarkan atau
dipantulkan oleh benda itu. (Setyawan, 2004)
Berawal dari pendapat-pendapat itu, akhirnya beberapa ahli mengembangkan
teori tentang cahaya, diantaranya teori cahaya tentang difraksi, interferensi, dan cahaya
sebagai gelombang elektromagnetik. Kumpulan teori tersebut yang kemudian
memberikan manfaat sehingga muncullah berbagai aplikasi sains dan teknologi zaman
ini.
2. 2. Hukum Lambert-Berr
2. 2. 1. Hukum Lambert
Hukum ini menyatakan bahwa bila cahaya monokromatik melewati medium
tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas berbanding lurus dengan ketebalan
medium. Sehingga pernyataan bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan berkurang
secara eksponensial dengan bertambahnya ketebalan medium yang menyerap. Atau
dengan menyatakan bahwa lapisan manapun dari medium itu yang tebalnya sama akan
menyerap cahaya masuk kepadanya dengan fraksi yang sama (Bassett et. dkk., 1994).
-
11
2. 2. 2. Hukum Berr
Sejauh ini telah dibahas absorbsi cahaya dan transmisi cahaya untuk cahaya
monokromatik sebagai fungsi ketebalan lapisan penyerap saja. Tetapi dalam analisis
kuantitatif orang terutama berurusan dengan larutan. Beer mengkaji efek konsentrasi
penyusun yang berwarna dalam larutan, terhadap transmisi maupun absorbsi cahaya.
Dijumpainya hubungan yang sama antara transmisi dan konsentrasi seperti yang
ditemukan Lambert antara transmisi dan ketebalan lapisan, yakni intensitas berkas
cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi
zat penyerap secara linier. Ini dapat ditulis dalam bentuk:
It = I0 . e-kc = I0 . 10
-0,4343kc = I0 . 10-Kc
(Bassett et.dkk, 1994).
Salah satu sifat cahaya adalah dapat ditransmisikan, artinya cahaya dapat
dilewatkan melalui suatu materi. Jika lebih banyak cahaya yang ditransmisikan berarti
hanya sebagian kecil saja cahaya yang diabsorpsi. Sebaliknya jika hanya sebagian kecil
cahaya yang ditransmisikan berarti lebih banyak cahaya yang diabsorpsi. Banyaknya
cahaya yang ditransmisikan atau diabsorpsi tergantung dari warna materi yang
ditembusnya.
Sifat cahaya inilah yang kemudian digunakan sebagai dasar pengukuran
kepekatan suatu larutan. Gambar 1 memperlihatkan sinar sebelum (P0) dan sesudah (P)
melewati larutan yang mempunyai ketebalan b cm dan konsentrasi zat penyerap sinar,
sebagai akibat interaksi di antara cahaya dan dan partikel-partikel penyerap (absorpsi)
-
12
adalah berkurangnya kekuatan sinar P0 ke P. Transmitansi larutan Y merupakan bagian
dari cahaya yang diteruskan melalui larutan.
T = 0P
P
T = koefisien transmisi
P = cahaya yang menembus materi (fluks)
Po = cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya (fluks)
Gambar 1 : Penguraangan kekuatan sinar oleh larutan peng absorbsi(Hendayana, 1996 )
Transmitansi (T) dinyatakan sebagai persentase (%T). Absorbansi larutan (A)
dinyatakan sebagai :
A = - log T
= b c
Ket:
A = Absorbansi
= absortivitas molar (L cm-1mol-1)
b = jarak yang dilewati (cm)
c = konsentrasi (mol/l)
-
13
Persamaan diatas adalah hukum Beer. Supaya hukum Beer dapat dipakai dengan
baik, maka harus dipenuhi beberapa syarat, yaitu:
1. Konsentrasi harus rendah
2. Zat yang diukur harus stabil
3. Cahaya yang digunakan harus monokromatis.
4. Larutan yang diukur harus jernih (Hendayana, 1996 )
2.3. Spektrofotometri
Spektrometer absorbsi terdiri dari sumber radiasi, sel sampel, unsur pendispersi,
dan detektor. Sifat khas dari setiap komponen bergantung pada daerah spektrum
elektromagnet yang dibahasnya. Kebanyakan spektrometer juga mempunyai
monokromator. (Atkins, 1996)
Dalam spektroskopi absorbsi, absorbsi neto dari sinar datang yang hampir
monokromatis,di monitor saat sinar itu dilewatkan pada suatu jarak frekuensi. Energi
h dari foton yang dipancarkan atau diabsorbsi dan karenanya frekuensi dari radiasi
yang dipancarkan atau diabsorbsi, dinyatakan dengan kondisi frekuensi Bohr yang sama
seperti yang kita jumpai pada atom :
21 EEh
Hubungan ini sering dinyatakan dalam panjang gelombang vakum A (biasanya dalam
nanometer)
c
Atau bilangan gelombang vakum
-
14
c
Suatu spektrofotometer standar terdiri atas spektrofotometer untuk menghasilkan
cahaya dengan panjang gelombang terseleksi yaitu bersifat monokromatik serta suatu
fotometer yaitu suatu piranti untuk mengukur intensitas berkas monokromatik,
digabungkan bersama dinamakan sebagai spektrofotometer (Khopkar, 2003).
Gambar 2 : diagram spektrofotometri
(Khopkar, 2003).
2. 4. Beta Karoten
Beta karoten merupakan salah satu dari sekitar 500 karotenoid yang ada dialam
dan mempunyai aktivitas vitamin A paling tinggi. Ada 2 macam sumber beta karoten
dalam makanan yaitu ;
1. Beta karoten terdapat secara alami seperti wortel, bayam, tomat dan sebagainya.
2. Beta karoten ditambahkan kedalam makanan sebagai sumber mikronutrien atau
pewarna. (Suwandi,1991)
Beta karoten sangat bermanfaat bagi tubuh. Fungsi beta karoten bagi tubuh antara
lain :
1. Beta karoten sebagai antioksidan
Karatenoid tertentu yang mempunyai struktur kimia khusus mampu menetralkan
atau memadamkan reaktivtas single oxigen dengan cara menghamburka energi
Sumber MonokromatorSel penyerap detektor
Master atau pencatat
-
15
keseluruh molekul karatenoid. Suoaya dapat memadamkan single oxigen tersebut,
karotenoid setidaknya harus memiliki 9 ikatan rangkap dengan ikatan tunggal diantara
ikatan rangkap. Susunan kimia ini dinamakan conjugated double bonds.
Beta karoten mempunyai 11 ikatan kimia tersebut. Energi dari singlet oxigen
dipindahkan ke beta karoten dipindahkan dan dihamburkan ke semua 9katan tunggaol
dan rangkap, kemudian dilepas sebgai panas dan molekul beta karoten kembali ke
energi semula. Pada saat itu singlet oxigen telah diubah menjadi oksigen normal. Beta
karoten tidak rusak oleh pemindahan energi dari singlet oxigen tersebut dan dapat
mengurangi proses yang sama dengan singlet oxigen lain. Satu mol beta karoten mampu
memadamkan sampia seribi mol singlet oksigen. Kemampuan inilah yang membuat
beta karoten merupakan pemadam singlet oksigen yang handal.
2. Beta karoten meningkatkan sistem imun
Imunitas sangat diperlukan untuk melindungi tubuh terhadap patogenitas
infektor. Sekali infeksi dimusnahkan , sistem kekebalan dapat mengingat dan
melindungi tubuh terhadap infektor tersebut
3. Beta karoten sebagai kemoprevensi
Salah satu tujuan kemoprvensi adalah untuk mencari jaringan dimana akumulasi
karsinogen teraktifasi berlangsung. Disamping itu, agen kemopreventif harus
mempunyai beberapa sifat tertentu, seperti tidak tidak toksik, dapat tersedia sebgaia
nutrient sehingga memungkinkan konsumsi dengan mengatur diet dan harganya tidak
mahal. Dengan pertimbangan ini beta karoten memenuhi kriteria sebagai
kemopreventif.
-
16
4. Beta karoten sebagai anti kanker
Orang yang mengkonsumsi sayuran dan buah-buahan secara teratur mempunyai
resiko terkena kanker lebih mudah dibandingkan yang tidak mengonsumsi.
(Suwandi,1991)
Sumber utama beta karoten adalah wortel, namun jika dikonsumsi dalam jumlah
besar akan dapat membahayakan karena mengandung substansi itrosamid, nitrit dan
falcarinol. FDA telah menyetujui beta karoten kristal murni sebagai food additive yang
digunakan untuk makanan, obat-obatan dan kosmetik. (suwandi,1991). Isomer beta
karoten (misalnya alfa karotena dan karotena) hanya berbeda pada letak ikatan
rangkapnya dalam satuan ujung siklik (Harborne, 1996)
2. 5. Sifat-Sifat Warna
2. 5. 1. Dasar-dasar warna
Suatu warna yang biasanya dilihat manusia sebenarnya merupakan cahaya.
Cahaya memiliki energi elektromagnetik yang mempunyai spekturm frekuensi dengan
panjang gelombang antara 400 milimikron sampai 700 milimikron. Pada panjang
gelombang antara 400 sampai 700 milimmikron terdapat macam-macam warna antara
lain warna ungu, biru, hijau, kuning, orange, merah, dan sebagainya. (sawamura,1991)
Dari sekian banyak warna terdapat tiga warna primer, yaitu merah, hijua,dan
biru. Tiga macam warna primer, dapat membentuk berbagai macam warna. Gabungan
tiga warna primer dengan proporsi yang sama akan membentuk warna putih. Gabungan
duawarna primer dengan proporsi yang sama akan membentuk suatu warna yang
-
17
disebut dengan warna subsractive. Warna biru jika digabung dengan warna hijau akan
menghasilkan warna cyan. Warna biru jika digabung dengan warna merah akan
menghasilkan warna magenta. Sedangkan warna merah digabung dengan warna hijau
akan menghasilkan warna kuning. Untuk lebih jelasnya mengenai penggabungan warna
dapat dilihat pada gambar 3 :
Gambar 3 : Gabungan warna primer (sawamura,1991)
Gabungan tiga warna subractive dengan substansi yang sama akan membentuk
warna hitam. Gabungan dua warna subractive dengan proporsi yang sama kan
membentuk suatu warna yang disebut dengan warna primer. Warna kuning dengan
warna magenta akan menghasilkan warna merah.Warna kuning digabung denagan
warna cyan akan menghasilkan warna hijau. Sedangkan warna cyan digabung dengan
warna magenta akan menghasilkan warna biru. Untuk lebih jelasnya penggabungan
warna tersebut dapat dilihat pada gambar 4 :
Gambar 4 : Gabungan warna subractive (Sawamura,1991)
G r e e n
M a g e n t a R e dB l u e
C y a n Y e l l o w
M a g e n t a
G r e e n C y a nY e l l o w
R e d B l u e
-
18
2. 5. 2. Karakterisitik warna
Warna mempunyai kepekaan, pertama kepekaan berbeda terhadap warna-warna
primer yang disebut dengan hue. Yang kedua adalah kepekaan terhadap warna cahaya
atau luminasi misalnya merah terang atau merah gelap yang disebut luminance. Ketiga
yaitu kepekaan terhadap kemurnian warna misalnya biru cerah ataua biru suram yang
disebut kroma atau saturation. (Sawamura,1991)
Ketiga kepekaan warna tersebut disebut dengan atribut warna atau lebih dikenal
dengan LHS dengan kepanjangannya adalah Luminance hue and saturation. Dalam
prakteknya banyak cara untuk menyatakan ketiga atribut warna itu, diantaranya adalah
dengan menggunakan sistem warna Munsell. Dalam sitem LHS, luminance dapat
berperan sebagai pemrosesan gambar digital. Luminance (Y) dibentuk dari tiga warna
primer dengan menggunakan persamaan I
Y = 1, 0000R + 4,5907G + 0, 0601B (I)
R merupakan singkatan dari Red (merah), G merupakan singkatan Green (hijau),
dan B merupakan singkatan dari Blue (biru). Warna primer merah, hijau dan biru
dikenal dengan sistem RGB.(Sawamura,1991)
Dengan mencampur dua atau lebih warna didapat campuran warna. Ada dua
macam cara mencampur warna, yaitu ada yang menghasilkan warna yang lebih gelap
seperti pada waktu mencampur warna cat. Sedangkan lainnya adalah mengahasilkan
warna yang lebih terang seperti bila mencampur sinar warna. Yang pertama disebut
pencampuran subbaractive dan yang kedua disebut pencampuran additif. Contoh
-
19
pencampuran subraktif dapat dilihat pada proses mencetak printer warna yang
menggunakan warna cyan, magenta dan kuning.(R. Rio, Y sawamura,1991)
2.6. Sensor Warna Tcs230
Sensor adalah alat untuk mendeteksi atau mengukur sesuatu yang digunakan
untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan
dan arus listrik. Sensor itu sendiri terdiri dari transducer dengan atau tanpa penguat
sinyal yang terbentuk dalam satu sistem pengindera. Dalam lingkungan sistem
pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata,
pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya,
dapat dilihat pada gambar :
Gambar 5 : sensor digambarkan seperti alat indera (delta-electronic.com)
TCS230 adalah IC pengkonversi warna cahaya ke frekuensi. Ada dua komponen
utama pembentuk IC ini, yaitu photodioda dan pengkonversi arus ke frekuensi,
sebgaimana bisa dilihat pada gambar .
Gambar 6 : Sketsa fisik dan blok fungsional TCS230 (delta-electronic.com)
-
20
Setiap warna bisa disusun dari warna dasar. Untuk cahaya, warna dasar
penyusunnya adalah warna Merah, Hijau dan Biru, atau lebih dikenal dengan istilah
RGB (Red-Green-Blue). Gambar 7 memperlihatkan beberapa sampel warna dan
komposisi RGB-nya terskala 8 bit.(delta-electronic.com/article/wp-
content/uploads/2008/09)
Photodiode pada IC TCS230 disusun secara array 8x8 dengan konfigurasi: 16
photodiode untuk menfilter warna merah, 16 photodiode untuk memfilter warna hijau,
16 photodiode untuk memfilter warna biru, dan 16 photodiode tanpa filter. Kelompok
photodiode mana yang akan dipakai bisa diatur melalui kaki selektor S2 dan S3.
Kombinasi fungsi dari S2 dan S3 bisa dilihat pada Tabel 1.
Gambar 7 : Contoh Beberapa Sampel warna dan komposisi RGB-nya(delta-electronic.com)
Tabel 1 (Kombinasi fungsi dari S2 dan S3 bisa)
Photodiode akan mengeluarkan arus yang besarnya sebanding dengan kadar
warna dasar cahaya yang menimpanya. Arus ini kemudian dikonversikan menjadi sinyal
-
21
kotak dengan frekuensi sebanding dengan besarnya arus. Frekuensi Output ini bisa
diskala dengan mengatur kaki selektor S0 dan S1. Penskalaan Output bisa dilihat pada
tabel 2.
Tabel 2 (Penskalaan Output)
Dengan demikian, program yang kita perlukan untuk mendapatkan komposisi
RGB adalah program penghitung frekuensi. Ada dua cara yang biasa dilakukan untuk
menghitung frekuensi. Cara pertama: Kita buat sebuah timer berperiode 1 detik, dan
selama periode itu kita hitung berapa kali terjadi gelombang kotak. Ilustrasinya bisa
dilihat pada gambar.
Gambar 8: Ilustrasi gelombang kotak dengan timer(delta-electronic.com)
Cara kedua: Kita hitung berapa periode satu gelombang, kemudian mencari frekuensi
dengan menggunakan rumus:
-
22
Ilustrasinya bisa dilihat pada gambar 7
Gambar 9: Ilustrasi gelombang kotak dengan menghitung periode(delta-electronic.com)
2.7. Photodiode
Photodiode merupakan sambungan p n yang dirancang untuk beroperasi bila
dibiaskan dalam arah terbalik.(Woollard, 2006)
Ketika energi caaya dengan panjang gelombang yang benar jatuh pada
sambungan fotodiode, arus mengalir dalam sirkit eksternal. Alat ini kemudian bekerja
sebagai generator arus, yang arusya sebanding denagan intensitas cahaya itu. Silikon
merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk fotodiode dan memberikan
waktu reaksi sebesar 1 ns. (Woollard, 2006)
Sifat dari fotodiode hampir sama dengan sifat dioda, hanya fotodiode bisa
memancarkan cahaya ketika dialiri arus. Lambangnya juga sama, hanya ditambahi
panah keluar untuk menunjukkan bahwa ada cahaya yang dipancarkan keluar dari
komponene ini. (Blocher, 2004)
-
23
2.8. Mikrokontroller At89s52
Mikrokontroler juga sering dikenal dengan Microcomputer. Tipe komputer ini
memiliki kemampuan jauh dibawah minicoputer atau komputer desktop. Ciri khas
sekaligus kelebihan dari mikrokontroler adalah bahwa semua elemen/komponen yang
membangun sebuah komputer semuanya dikemas dalam satu chip saja. Dimensi dari
mikrokontroller bisa satu chip saja. Dimensi lain dari mikrokontroler bisa sangat kecil.
Tipe komputer ini biasanya digunakan dalam sistem pengendalian dalam industri
maupun aplikasi sehari-hari. (Tim peneliti wahana komputer, 2006)
Penggunaan mikrokontroller sebagai pengendali juga sudah dikenal luas oleh
kalangan praktisi dan pendidikan, juga sering di aplikasikan di dunia industri da sebagai
alat bantu penelitian. Sebagai pengendali, mikrokontroler juga memiliki tiga bagian
yang merupakan inti dari teknik sistem kendali yakni input dan output, memori, dan
prosesor (pengolah logika). Ada banyak jenis mikrokontroler yang beredar saat ini,
bergantung pada fasilitas dan kapasitas yang ada padanya. Salah satu yang paling
banyak dikenal adalah mikrokontroler keluarga MCS-51. (Tim peneliti wahana
komputer, 2006)
Perbedaan nama mikrokontroler dibedakan atas jumlah kapasitas memorinya.
mikrokontroler AT89S52 memiliki berbagai fasilitas penting yang dimiliki oleh
AT89S8252 sebagai sebuah pengendali, antara lain sebagai berikut :
- Power pin
- Input/output pin
- Reset pin
-
24
- Memory adressing pin
ALE/PROG (pin nomor 30)
PSEN (pin nomor 29)
EA/VPP (pin nomor 31)
- CPU clock pin
XTAL1 (pin nomor 18)
XTAL 2 (pin nomor 19)
Mikrokontroller tipe Atmel AT89S52 termasuk kedalam keluarga MCS51
merupakan suatu mikrokomputer CMOS 8-bit dengan daya rendah, kemampuan tinggi,
memiliki 8K byte Flash Programable and Erasable Read Only Memory (PEROM).
(Tim peneliti wahana komputer, 2006)
Perangkat ini dibuat menggunakan teknologi memori nonvolatile (tidak
kehilangan data bila kehilangan daya listrik). Set instruksi dan kaki keluaran AT89S52
sesuai dengan standar industri 80C51 dan 80C52. Atmel AT89S52 adalah
mikrokomputer yang sangat bagus dan fleksibel dengan harga yang rendah untuk
banyak aplikasi sistem kendali. (Tim peneliti wahana komputer, 2006)
Fasilitas Mikrokontroller AT89S52. Fasilitas yang terdapat dalam AT89S52
antara lain:
- Sesuai dengan produk-produk MCS-51.
- Terdapat memori flash yang terintegrasi dalam sistem. Dapat ditulis ulang
hingga 1000 kali.
- Beroperasi pada frekuensi 0 sampai 24MHz.
-
25
- Tiga tingkat kunci memori program.
- Memiliki 256 x 8 bit RAM internal.
- Terdapat 32 jalur masukan/keluaran terprogram.
- Tiga pewaktu/pencacah 6-bit (untuk 52) Delapan sumber interupsi(untuk 52)
- Kanal serial terprogram.
- Mode daya rendah dan mode daya mati. (Tim peneliti wahana komputer, 2006)
Konfigurasi Mikrokontroller AT89S52.
Mikrokontroller keluarga MCS 51 memiliki port-port yang lebih banyak (40
port I/O) dengan fungsi yang bisa saling menggantikan sehingga mikrokontroller
jenis ini menjadi sangat digemari karena hanya dalam sebuah chip sudah bisa
mengkafer untuk banyak kebutuhan. Konfigurasi dan Deskripsi kaki-kaki
mikrokomputer AT89S52 adalah sebagai berikut:
Gambar 10 : Sketsa fisik Mikrokontroller AT89S52 (anonymous,2009)
Konfigurasi Kaki Mikrokomputer AT89S52. Port 0 Port 0 adalah port dua arah
masukan/keluaran 8-bit saluran terbuka. Sebagai port keluaran, tiap kaki dapat
menerima masukan TTL. Ketika logika 1 dimasukkan ke kaki-kaki port 0, kaki-kaki
-
26
dapat digunakan sebagai masukan impedansi tinggi. Port 0 juga dapat diatur sebagai bus
alamat/data saat mengakses program dan data dari memori luar. Pada mode ini port 0
memiliki pull-up internal. Port 0 juga menerima byte-byte kode saat pemprograman
Flash dan mengeluarkan byte kode saat verifikasi. (Budiarto,2007)
2.9. Bahasa Pemrograman C
Dalam menjalankan program, mikrokontroller akan melakukan pembacaan data
yang tersimpan dalam memori program (internal dan eksternal). Alamat memori yang
yang harus dibaca disimpan dalam sebuah register yang dinamakan program counter
(PC). Data yang terbaca akan diartikan sebagai perintah yang harus dikerjakan oleh
mikrokntroller. Perintah ini bisa berbentuk pemindahan data (data transfer). Pengolahan
data (data processing) atau mengubah alur program (program control). Setelah
melaksanakan perintah, mikrokontroller akan memperbaharui isi PC dengan alamat
memori selanjutnya sehingga mikrokontroller bisa mengeksekusi perintah
selanjutnya.(Usman, 2008)
Bahasa C merupakan bahasa yang kokoh, yang keanekaragaman operator dan
jenis datanya dapat digunakan untuk menulis apa saja mulai dari sistem pengoperasian
sampai paket akutansi. Sesungguhnya, sudah banyak kompiler C yang terdapat
dipasaran saat ini. C merupakan bahasa yang portabel.dengan sedikit atau tanpa
modifikasi, program C yag dituliskan pada suatu komputer dapat dijalankan pada
komputer lainnya yang mempunyai kompiler C. Keuntungan lain dari C adalah dalam
hal kecepatannya. (Purdum,1988)
-
27
Beberapa variabel yang akan digunakan dalam bahasa pemrograman C adalah
sebagai berikut, walau tidak menutup kemungkinan untuk adanya tambahan lain:
Tabel 3 : Variabel C
Nama Ukuran memori Jangkauan bilangan
Char (character) 1 byte -128 s/d 127
Int (integer) 2 byte -32768 s/d 32767
Float (floating integer) 4 byte 3.4-38 s/d 3.4E+38
Double 8 byte 1.7E-308 s/d1.7E+308
Void 0 Tidak bernilai
Keterangan masing-masing variabel adala sebagai berikut :
Char
Misalnya : A, B, C, dll. Namun dapat juga digunakan untuk menyimpan
data string mikrokontroller
Int
Misalnya : 10. 20, 100, dll. Hanya digunakan untuk bilangan bulat (tanpa koma)
Float dan double
Misalnya : 1,23 45,6 dll. Kedua variabel ini mempunyai fungsi yang sama,
yaitu untuk menyimpan bilangan desimal (ada koma), perbedaannya adalah kemampuan
menangani bilangan (jangkauan ilangan, dimana double memiliki jangkauan yang lebih
panjang dari pada float). (Tim Lab. Mikroposesor)
2.10. LCD M1632
LCD (Liquid Crystal Display) merupakan salah satu jenis tampilan yang dapat
digunakan untuk menampilkan angka (numerik) atau karakter. LCD terdiri atas
-
28
tumpukan tipis dari dua lembar kaca dengan pinggiran yang tertutup rapat. Antara dua
lembar kaca tersebut diberi bahan kristal cair (Liquid Crystal) yang tembus cahaya.
Permukaan luar dari masing-masing keping kaca mempunyai lapisan penghantar tembus
cahaya seperti oksida timah atau oksida indium.(Woollard, 2006)
Gambar 11: sketsa fisik LCD M1632(Sumber : www.robotindonesia.com)
Tabel 4 Fungsi Pin LCD
Nama Pin Fungsi
DB0-DB7 Merupakan
ditampilkan
saluran data, berisis
perintah
dan data yang akan
E Sinyal operasi awal. Sinyal ini mengaktifkan data tulis atau data
baca
R/W Sinyal seleksi tulis atau baca
0 : tulis, 1: baca
Rs Sinyal pemilih register
0 : intruksi register (tulis)
1 : data register (tulis atau baca)
Vlc Untuk mengendalikan kecerahan LCD dengan mengubah Vlc
Vcc Tegangan catu +5 volt
Vss Terminal ground
-
29
LCD Display Module M1632 buatan Seiko Instrument Inc terdiri atas dua
bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam
bentuk huruf/angka dua baris, masing-masing baris bisa menampung 16 huruf/angka.
Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang
ditempelkan dibalik panel LCD, berfungsi mengatur tampilan informasi serta berfungsi
mengatur komunikasi M1632 dengan mikrokontroler. LCD modul M1632 mempunyai
16 pin atau penyemat yang fungsifungsinya sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel 2.3
LCD tipe M1632 mempunyai spesifikasi perangkat keras, sebagai berikut :
- 16 karakter dan 2 baris tampilan yang terdiri dari 5 x 7 dot matriks ditambah
dengan kursor
- Pembangkit karakter ROM untuk 192 jenis karakter
- Pembangkit karakter RAM untuk 8 jenis karakter
- 80 x 8 display data RAM (maksimum 80 karakter)
- Catu daya 5 volt
Berdasarkan keterangan diatas, maka perlu dibuat suatu rutin untuk kegiatan
berikut:
1. Inisalisasi lcd (sangat penting sebagailangkah awal penggunaan lcd)
2. Penulisan instruksi
3. Penulisan data
4. Menulis di line 1
5. Menulis di line 2 (Widodo, 2009)
-
30
BAB III
METODE PENELITIAN
3. 1. Waktu Dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan di laboratorium elektronika jurusan fisika.
Waktu pelaksanaan dimulai pada bulan Juli 2009- Juli 2010.
3. 2. Alat Dan Bahan Penelitian
- Mikrokontroller AT89S52
- Minimum System untuk AT89S52 merek HERARI
- Perangkat Lunak bahasa C Kompiler Keil51
- Seperangkat komputer personal tipe pentium 4 CPU 2,66 GHz, harddisk 40 Gbyte,
memori 256 Mbyte RAM dan sistem operasi windows XP profesional
- Sampel berupa beta karoten
- Pe (Petrolium eter)
- Konektor kabel
- Protoboard
- Sensor warna TCS230
- LED putih
- Dioda 1 A
- Kapasitor 2200 F / 16 V
- Kapasitor 10 Pf/16 V
-
31
- Resistor 1 K
- Resistor 330
- LCD LM1632
3. 3. Tahapan-Tahapan Penelitian
3. 3. 1. Perancangan Dan Pembuatan Alat
Sumber cahaya berupa lampu led putih, memancarkan cahaya yang akan
mengenai kaca berisi sampel larutan beta karoten, sinar yang sudah melewati kaca
sampel diteruskan mengenai sensor warna TCS230. keluaran sensor akan diproses di
mikrokontroller dan hasilnya akan terbaca pada rangkaian LCD M1632.
3. 3. 2.Pembuatan Program
Membuat software untuk alat pengukur beta karoten menggunakan bahasa
pemrograman C-Compiller Keil51.
Pengendalian sistem yang berpusat pada mikrokontroller sepenuhnya diatur
oleh program utama mikrokontroller. Dalam program utama ini terdapat sub rutin-sub
rutin yang mengendalikan beberapa sistem yang mendukung kinerja mikrokontroller.
Saklar ON/OFF
Sumber cahaya
sampleSensor warna
LCD
Mikrokontroller
-
32
Ketika program dijalankan, program akan memanggil sub rutin-sub rutin
inisialisasi, diantaranya :
a. Inisialisasi port untuk menginisialisasi port-port yang digunakan sebagai jalur input
atau output
b. Inisialisasi LCD (tampilan awal pada LCD)
Selanjutnya program menuliskan data pointer judul pada line 1 dan line 2
sebanyak 16 karakter dan dilakukan delay (tunda waktu). Kemudian program
menuliskan judul pada line 1 dan nama pada line 2, juga dilakukan delay. Dan
kemudian dilakukan kalibrasi dengan menggunakan tabel lookup dan diakhiri dengan
menuliskan hasilnya dalam bentuk angka frekuensi dari kadar beta karoten.
Dengan program yang telah dibuat, selama kadar beta karoten kurang dari atau
sama dengan 10% yang terkandung dalam larutan akan terukur dan ditampilkan melalui
LCD.
-
33
start
End
Inisialisasi LCDInput judul, nama
F= frekuensi
Timer&counter ON
Timer 1s
Stop counter
Kadar Beta karoten = F
Tulis frekuensi beta karoten
If F = data awal
yes
No
Gambar 10. Diagram Alur program
3. 3. 3. Pembuatan Sampel
Pembuatan sampel dilakukan dengan cara melarutkan 10ml beta karoten murni
dalam 100ml Pe (Petrolium eter) sehingga didapatkan beta karoten 10% sebagai larutan
stok sesuai rumus persen :
% beta karoten = ml zat terlarut x 100%
100ml zat pelarut
-
34
Selanjutnya untuk mendapatkan beta karoten dengan kadar tertentu, maka
diambil dari larutan stok kemudian diencerkan sampai volume 10ml sesuai dengan
rumus berikut :
2211 VMVM Dimana :
1
221 M
VMV 1M konsentrasi larutan stok (%)
2M Konsentrasi larutan yang diinginkan (%)
1V Volume dari larutan stok
2V Volume larutan yang diinginkan (10ml)
3.3. 4. Teknik Pengambilan Data
Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan 11 sampel yang telah terukur
kadar beta karotennya secara perhitungan. Adapun langkah-langkahnya sebagai berikut:
1. Membuat larutan sampel dengan perhitungana kadar beta karoten sebagaimana
telah dijelaskan pada sub pokok bahasan 3.3.3
2. Meletakkan satu persatu larutan sampel pada rangkaian sistem
3. Sampel diukur kadar beta karotennya menggunakan alat ukur kadar beta karoten
dalam larutan
4. Mengamati dan mencatat hasil yang ditampilkan pada LCD
5. Membandingkan hasil pengukuran alat dengan kadar hasil perhitungan beta karoten
-
35
3. 3. 5. Pengujian Sistem
Pengujian sistem dilakukan untuk mengetahui apakah perangkat elektronik yang
terdiri dari sensor warna, mikrokontroller, dan LCD dapat melakukan proses
pengolahan data.
3. 3. 6. Analisa Data
Analisa dibuat setelah melalui tiga tahapan, yaitu :
1. Pengambilan data dari sistem elektronik, diambil data berapa frekuensi yang terbaca
di osiloskop
2. Pengambilan data pada sistem keseluruhan, berapa kadar beta karoten yang terbaca
di LCD
3. Membandingkan hasil data awal dengan data keseluruhan
3.3.6. Sistem Keseluruhan
Analisis yang digunakan adalah analisis kesalahan relatif (KR) rata-rata. Adapun
persamaan rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
KR(%) = hasil perhitungan hasil pengukuran alat x 100 %
hasil perhitungan
3. 3. 7. Pengambilan Kesimpulan
Pengambilan kesimpulan dilakukan dengan melihat hasil dari pengujian sistem
dan pembahasan yang telah dilakukan.
-
36
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Perangkat Keras
4.1.1 Hasil Pengujian Rangkaian Sensor Warna TCS230
Pengujian sensor warna tcs230 dilakukan dengan cara mengganti beberapa filter,
yaitu merah, biru, hijau, dan tanpa filter. Dari hasil pengamatan terdapat perbedaan
frekuensi dari tiap pengambilan data .
Pengujian juga dilakukan dengan mengganti konsentrasi larutan dan bibaca
frekuensi yang masuk di tiap perhitungan larutan yang berbeda :
Tabel 5 : Hasil pengujian sensor warna tcs230
No Kadar perhitungan (%) Jumlah frekuensi (Hz)
1 0 385
2 2 589
3 3 604
4 4 618
5 5 631
6 6 652
7 7 666
8 8 686
9 9 711
10 10 725
-
37
4.1.2 Hasil Pengujian System Minimum AT89S52
Pengujian System Minimum AT89S52 dilakukan dengan cara mendonlot
program menyalakan rangkaian lampu led, dari percobaan yang dilakukan
mikrokontroller bekerja dengan baik, ditandai dengan aktifnya nyala lampu led sesuai
program yang diinginkan.
4.1.3 Hasil Pengujian LCD M1632
Pengujian rangkaian LCD dilakukan dengan mendonlot program untuk
menampilkan karakter :
tulis_lcd(0x80," ETTY DAMAYANTI ");tulis_lcd(0xC0," NIM 04540001 ");tulis_lcd(0x80," ALAT PENDETEKSI ");tulis_lcd(0xC0," KADAR B.KAROTEN ");
Hasil pengujian menujukkan data yang sesuai dengan apa yang dikehendaki
program dengan keluarnya karakter nama, nim, dan judul.
4.1.4 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem
Pengujian sistem keseluruhan dilakukan dengan pengambilan data dari hasil tiap
perhitungan alat, data tersebut di cari rata-rata dengan menjumlah data keseluruhan
kemudian dibagi dengan jumlah sampel yang di uji pada alat. Setelah di dapat data,
dicari nilai rata-rata dan dilakukan analisa dengan rumus :
KR(%) = hasil perhitungan hasil pengukuran alat x 100 %
hasil perhitungan
-
38
Tabel 6 : Hasil pengambilan Data
No Perhitungan (%) Alat (%) KR (%)
1 0 2,6 0
2 2 3,6 80
3 3 4,1 36,7
4 4 4,5 12,5
5 5 4,9 2
6 6 5,6 6,6
7 7 6,0 14,2
8 8 6,7 16,21
9 9 7,6 15,5
10 10 7,9 21
Jumlah kesalahan rata-rata 20,4
Prosentase kesalahan hasil pengukuran alat menunjukkan kesalahan rata-rata
sebesar 20,4%. Adanya kesalahan pengukuran kadar beta karoten ini disebabkan karena
konsentrasi larutan yang tidak stabil, dikarenakan pelarut petroleum eter (Pe) yang
sangat mudah menguap dalam suhu ruang, dan juga kondisi larutan beta karoten yang
sensitif terhadap suhu ruang, sehingga dibutuhkan ketelitian yang cukup dalam
pengambilan data.
4.2. Pembahasan
Cahaya dari lampu led akan diteruskan ke sampel yang otomatis intensitas
cahaya akan berubah ketika melewati larutan beta karoten, intensitas itu ditangkap
sensor warna dan diteruskan ke mikrokontroller dalam data biner, kemudian ditangkap
-
39
oleh lcd sehingga bisa terbaca berapapun kadar beta karotenya. Dalam percobaan ini
hanya mengaktifkan filter warna biru, mengingat panjang gelombang beta karoten
berada pada 450-475 nm, panjang gelombang tersebut berada di warna biru.
Percobaan ini menggunakan 11 sampel yang telah diukur prosentase kadar beta
karotennya, dan diketahui banyaknya frekuensi yang ada melalui osiloskop, yaitu 0, 2,3,
4,......10%. salah satu sampel yang sudah terukur prosentase kadar beta karoten dan
frekuensinya pada osiloskop diukur lagi menggunakan alat, baru dibandingkan kembali
dengan hasil perhitungan semula. Saat pengukuran, sistem harus bebas dari cahaya luar
atau dalam keadaan gelap, karena cahaya luar sangat berpengaruh pada pembacaan
intensitas oleh sensor. Selain itu kondisi sampel juga sangat sensitif terhadap suhu
ruang, sehingga membutuhkan ketelitian yang cukup tinggi dalam pengambilan data.
Dalam penelitian ini sensor warna cukup berhasil dalam membaca frekuensi yang
terkandung dalam setiap larutan kadar beta karoten.
Secara teori supaya hukum Beer dapat dipakai dengan baik, maka harus
dipenuhi beberapa syarat, yaitu konsentrasi harus rendah, zat yang diukur harus stabil,
cahaya yang digunakan harus monokromatis, larutan yang diukur harus jernih
(Hendayana, 1996 ). Dalam penelitian ini kesalahan relative (KR) cukup besar, hali ini
dikarenakan salah satu zat yang diukur harus stabil, sedangkan pelarut yang dipakai
yaitu Petrolium eter (Pe) adalah zat yang sangat mudah menguap di suhu ruang
sehingga mempengaruhi pembacaan frekuensi pada sensor warna dan menyebabkan
data yang didapat memiliki kesalahan relatif yang cukup besar. Namun demikian, secara
-
40
pembacaan alat ini dapat membaca dengan baik, dengan kesalahan relatif yang kecil
pada beberapa data lainnya.
Software dalam peneltian ini menggunakan bahasa C kompiller tipe KEIL51.
Kelebihan dari bahasa C diantaranya, selain menjadi bahasa tingkat menengah, C juga
memiliki kapasitas memori yang lebih kecil. Sedangkan bahasa assembly (bahsa tingkat
rendah) memerlukan pemahaman register, termasuk di dalamnya nama setiap register
dari chip kontroller yang digunakan dan struktur register itu sendiri. Demikian juga
pengalamatan yang dilakukan terhadap memory perlu mendapat perhatian bagi
pemrogram. Dengan bahasa C memudahkan pemrogram untuk melakukan aplikasi
tanpa harus memakan waktu lebih lama dalam memahami register kompleks tersebut.
Alquran sendiri mengajarkan bahwa setiap perubahan yang diinginkan harus
disertai dengan usaha, seperti dalam surat Ar Radu ayat 11 :
.
Artinya: Sesungguhnya Allah tidak merobah Keadaan sesuatu kaum sehingga mereka
merobah keadaanyang ada pada diri mereka sendiri. (Ar Rad : 11)
Ayat diatas bercerita bahwa Tuhan tidak akan merubah Keadaan mereka, selama
mereka tidak merubah sebab-sebab kemunduran mereka. Tanpa usaha dan kerja keras,
tentu perubahan atau sesuatu yang ingin dicapai hanya mimpi kosong tiada makna.
Tetapi dengan semangat untuk berusaha merubah diri dengan optimisme akan adanya
pertolongan Allah SWT sehingga keinginan yang ada pada diri, perlahan tapi pasti
menjadi sebuah kenyataan. Jadi dengan Tekad yang kuat, berawal dari sebuah atau
beberapa buah mimpi, kemudian di follow up dengan ikhtiar dan kerja nyata, dihiasi
-
41
dengan doa dan kesabaran serta keikhlasan, maka insya Allah apapun hasilnya, kita
akan selalu dalam posisi sebagai seorang mukmin yang sukses didunia pula sukses
diakhirat.
4.3. Cahaya Dalam Al quran
Allah yang menciptakan langit dan bumi, Dia menciptakan benda-benda langit
itu dalam bentuk yang mengeluarkan sinar sendiri, seperti matahari dan bintang.
Matahari sebagai lampu yang bersinar, di samping memancarkan cahaya juga
memancarkan energi termo dan nontermo. Sebagaimana dijelaskan dalam al- Quran
surat An-Nuur ayat 35.
Artinya:
Allah (Pemberi) cahaya (kepada) langit dan bumi. perumpamaan cahaya Allah, adalah seperti sebuah lubang yang tak tembus, yang di dalamnya ada pelita besar. pelita itu di dalam kaca (dan) kaca itu seakan-akan bintang (yang bercahaya) seperti mutiara, yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang berkahnya, (yaitu) pohon zaitun yang tumbuh tidak di sebelah timur (sesuatu) dan tidak pula di sebelah barat(nya), yang minyaknya (saja) hampir-hampir menerangi, walaupun tidak disentuh api. Cahaya di atas cahaya (berlapis-lapis), Allah membimbing kepada cahaya-Nya siapa yang Dia kehendaki, dan Allah memperbuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia, dan Allah Maha mengetahui segala sesuatu.(QS. An-Nuur:35)
Allah memberikan perumpamaan tentang cahaya-Nya yang dilontarkan kedalam
-
42
hati orang mukmin, seperti dikatakan Ubay bin Kaab r.a. adalah seperti cahaya-Nya
dalam hati hamba-Nya yang beriman, yaitu cahaya Al quran dan iman yang Allah SWT
berikan kepadanya. (Qardhawi, 1998).
Begitulah cahaya Allah, tanpa cahaya seseorang akan terus berada dalam
kegelapan. Dengan cahaya pula semakin terbuka mata hati untuk mempelajari ilmu
pengetahuan. Seperti saat ini banyak teori tentang cahaya yang mampu
mengembangkan sains dan teknologi. Diantaranya untuk mengetahui kadar suatu
larutan. Penelitian ini menggunakan intensitas cahaya untuk mengetahui kadar dalam
larutan beta karoten, yaitu dengan absorbsi cahaya yang berasal dari lampu led yang
melewati sampel sehingga dapat terbaca intensitas tersebut pada sensor warna tcs230
dengan mengetahui jumlah frekuensi yang dihasilkan dari hasil penyerapan cahaya
tersebut.
Cahaya yang paling dekat dengan kehidupan manusia dan dapat dirasakan
langsung adalah matahari. Sebagai ciptaan Allah, tanpa bosannya matahari selalu terbit
dan bersinar dari sebelah timur dari hari ke hari. Matahari memancarkan kepada kita
sinar yang tidak hanya memberi cahaya, tetapi juga memberikan panas. Sebagian kecil
dari pancaran sinar matahari yang tidak dapat dilihat dalam bentuk sinar ultraviolet.
Berlainan halnya dengan bulan, yang tidak memantulkan sinar dari sinar matahari,
kecuali cahaya murni ditambah dengan pancaran sinar inframerah. Sebagaimana
dijelaskan dalam firmanNya surat Ar Radu ayat 2 berikut:
-
43
Artinya :Allah-lah yang meninggikan langit tanpa tiang (sebagaimana) yang kamu lihat, kemudian Dia bersemayam di atas 'Arasy, dan menundukkan matahari dan bulan. masing-masing beredar hingga waktu yang ditentukan. Allah mengatur urusan (makhluk-Nya), menjelaskan tanda-tanda (kebesaran-Nya), supaya kamu meyakini Pertemuan (mu) dengan Tuhanmu.(QS. Ae Radu : 2)
Ayat tersebut memberitakan bahwa matahari dan bulan bergerak atas perintah
Allah swt, sebagaimana Allah menciptakan matahari dan bulan dengan sangat sempurna
agar manusia dapat hidup di planet ini.(Dyayadi, 2008)
Fenomena cahaya yang diciptakan Allah dengan sangat sempurna seharusnya
menjadi pengingat untuk selalu mensyukuri segala anugerah yang diberikan-Nya. Tidak
seperti kaum yang ketika ditimpakan bencana mereka taat kepada Allah, tapi ketika
Allah memberikan nikmat itu mereka melupakan Allah dan melupakan doa mereka
selama ditimpa bencana, kemudian allah mengancam bahwa pada saat itu mereka bias
bersenang-senang tetapi sebenarnya menuju neraka. Hanya orang-orang yang
mempunyai ilmu yang dapat menerima pelajaran. Seperti dalam firman-Nya :
(Apakah kamu Hai orang musyrik yang lebih beruntung) ataukah orang yang beribadat di waktu-waktu malam dengan sujud dan berdiri, sedang ia takut kepada (azab) akhirat dan mengharapkan rahmat Tuhannya? Katakanlah: "Adakah sama orang-orang yang mengetahui dengan orang-orang yang tidak mengetahui?"
-
44
Sesungguhnya orang yang berakallah yang dapat menerima pelajaran. (QS. Az Zumar : 9)
Ilmu yang hak merupakan makrifat, merupakan pemahaman atas kebenaran,
merupakan terbukanya mata hati, dan merupakan keterkaitan dengan aneka hakikat
yang kokoh di alam semesta ini. Ilmu bukanlah pengetahuan yang berdiri sendiri, yang
terpisah dan hanya mengisi nalar, yang tidak sampai ke berbagai hakikat alam semesta,
dan yang tidak menjangkau apa yang ada dibalik realita. Seperti dalam potongan ayat al
quran di surah Az Zumar ayat 9 :
......adakah sama oramg-orang yang menegetahui dengan orang-orang yang tidak mengetahui?.......
Inilah jalan menuju ilmu yang hakiki dan pengetahuan yang bercahaya. Inilah
ketaatan kepada Allah, kepekaan kalbu, kewaspadaan terhadap akhirat, pencarian
rahmat Allah dan karunia-Nya, dan perasaan diawasi oleh Allah disertai kengerian dan
ketakutan. Inilah jalan dimaksud. Karena itu, ia memahami dan menganalisa subtansi.
Juga dapat menagmbil manfaat melalui apa yang dilihat, didengar, dan dialaminya.
Kemudian pemahaman ini berakhir pada hakikat yang besar dan kokoh melalui aneka
panorama dan pengalaman kecil. Adapun orang yang terpaku pada batas pengalaman
individual dan bukti-bukti lahiriah, berarti mereka sebagai pengumpul pengetahuan,
bukan ulama.
....Sesungguhnya orang yang berakallah yang dapat menerima pelajaran. (Az Zumar:9)
Yang dapat mengetahui ialah para pemilik kalbu yang seanantiasa sadar,
terbuka, dan memahami hakikat yang ada dibalik lahiriah. Juga memanfaatkan apa yang
dilihat dan diketahuinya, yang ingat kepada Allah melalui segala sesuatu yang
-
45
dilihatnya dan disentuhnya. Dia tidak melupakan-Nya, maka takkan lupa saat kamu
menemui-Nya. (Quthb, 2004)
Alquran sebagai sumber motivasi ilmuan terdahulu dalam memajukan ilmu
pengetahuan, seharusnya diwarisi oleh ilmuan saat ini. Jika membaca sejarah,
universitas-universitas Islam pada zaman klasik mengajarkan studi agama dan ilmu
umum dalam satu paket, yang diikuti oleh mahasiswa sesuai dengan kemampuannya
masing-masing. Pada zaman itu lahir sederetan nama ulama ahli agama sekaligus filsof
ataupun ahli sains dan teknologi. Nama-nama seperti Ibnu sina (kedokteran dan
psikologi), Ibnu Rusyd dan Al Ghazali (fikih dan filsafat), alkindi, Ibnu Miskawaih, al
Khawarizmi (pencipta rumus logaritma), al Razi (filsafat dan kedokteran), Ibn
Khaldun(filsafat seajarah dan sosiologi), al biruni, al Jibra (matematika) dan lain-lain
sudah tidak asing lagi. Semua itu terjadi dalam zaman keemasan peradaban Islam di
Baghdad dan di Andalusia (Spanyol) dahulu.
Kini, setelah lebih dari 7 abad umat Islam tidak lagi menjadi pelopor peradaban
dunia, hasrat dan seamangat untuk kembali semakin membara. Akan tetapi sebuah
kebangkitan akan mustahil tanpa menguasai sains dan teknologi.
Ulama Plus
Berabad lamanya, definisi ulama identik dengan ahli tafsir, ahli hadis, ahli fikih,
fasih berbahasa Arab dan menguasai kitab kuning, sederhananya menguasai segala
cabang ilmu agama. Tak heran, jika sarjana fisika, kimia, atom, kedokteran, elektro,
sosial politik, dan sebagainya, tidak termasuk dalam kategori ulama yang dipakai di
Indonesia. Kalau diantara ahli-ahli agama itu ada yang mengerti sedikit tentang dasar-
-
46
dasar iptek, maka ia diberi gelar ulama plus, gelar yang pernah dipopolerkan oleh
Munawir Syadzali, menteri agama zaman orde baru.
Al quran sendiri tidak asal dalam istilah ulama plus, sebab alquran sendiri
hanya menggunakan kata ulama tanpa predikat plus sama sekali.
dan demikian (pula) di antara manusia, binatang-binatang melata dan binatang-binatang ternak ada yang bermacam-macam warnanya (dan jenisnya). Sesungguhnya yang takut kepada Allah di antara hamba-hamba-Nya, hanyalah ulama. Sesungguhnya Allah Maha Perkasa lagi Maha Pengampun.(Fathir : 28)
Pengertian ulama pada ayat 28 ..Sesungguhnya yang takut kepada Allah di antara
hamba-hamba-Nya, hanyalah ulama.... sejatinya mengacu para sarjana sains dan
teknologi. Maksudnya mereka adalah ulama sepanjang ilmu mereka memberi efek
ketakwaan kepada Allah tanpa embel plus.
Semangat Alquran memposisikan Iptek bukan sekedar komplemen yang
bersifat plusbelaka, melainkan menjadi komponen yang mutlak dibutuhkan bagi
peradaban manusia, sama dengan kehadiran agama. Maka adalah wajar ketika Al quran
menyebut para saintis dalam kategori ulama seperti dalam surat Fathir ayat 28 tersebut.
Tetapi siapapun itu, baik saintis, teknokrat, atau cendekiawan, tanggung jawab tetap
sama yakni menjadi pribadi yang patuh kepada Allah dan mengabdi untuk manusia dan
kemanusiaan.
-
47
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil yang dimulai dari perancangan sampai pengujian dan analisis,
dapat disimpulkan :
1. Sistem ini menggunakan metode spektrofotometri absorbsi warna pada sampel
beta karoten. Sumber cahaya berupa led putih meneruskan cahaya melewati sampel,
ditangkap oleh sensor warna TCS230 diproses dalam mikrokontroller AT89S52
untuk ditampilkan dalam bentuk persen pada lcd M1632.
2. Pembuatan software menggunakan bahasa pemrograman C kompiller jenis Keil51.
Pertama dibuat program menampilkan karakter nama, nim, dan judul skripsi. Data
sensor yang diambil dari osiloskop dijadikan sebagai nilai pembanding awal.
Setelah dibuat timer 1 sekon dihitung jumlah pulsa yang masuk sebagai nilai
frekuensi yang akan dibandingkan dengan data awal, selanjutkan dibuat program
untuk menampilkan hasil pada lcd dalam bentuk desimal.
3. Modul sensor dapat bekerja dengan baik dengan penyimpangan sebesar 20,4%.
kesalahan terbesar terletak pada sampel dengan konsentrasi 2%, yaitu sebesar 80%.
Adanya kesalahan pengukuran kadar beta karoten ini disebabkan karena
penyimpangan preparasi sampel, skala frekuensi yang dihasilkan osiloskop kurang
stabil, dan human eror.
-
48
5.2. Saran
1. Sensor warna sangat peka cahaya, sehingga butuh jarak yang tetap untuk lebih
stabilnya pengambilan data.
2. Hendaknya sampel yang digunakan lebih banyak sehingga akan lebih mudah untuk
dikalibrasi.
3. Gunakan konsentrasi yang lebih pekat agar data yang diambil lebih bagus.
4. Dengan sedikit modifikasi diharapkan bisa dimanfaatkan untuk pembacaan kadar
larutan yang mendekati panjang gelombang tertentu.
-
49
Atkins, P. W. 1996. Kimia Fisika. Terjemahan Dra. Irma I. Kartohadiprodjo. Jakarta : Erlangga
Anonymous. 2009. Sketsa fisik Mikrokontroller AT89S52. Diakses November 2009.
Basset, J.dkk. 2004. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Terjemahan A Hadyana pujatmaka dan L Setiono. Jakarta : Kedokteran EGC
Blocher, Richard. 2004. Dasar Elektronika. Yogyakarta : Andi
Budiarto, Widodo dan Rizal Gamayel. 2007. Belajar Sendiri : 12 Proyek Mikrokontroller untuk pemula. Jakarta : Eex Media Komputindo
Dyayadi. 2008. Alam Semesta Bertawaf (Keajaiban Sains dalam Al quran). Yogyakarta : Lingkaran
delta-electronic.com/article/wp-content/uploads/2008/09/
Harborne, J. B. 1996. Metode Fitokimia Penuntun Cara Modern Menganalisis Tumbuhan. Bandung : ITB
Khopkhar, SM. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press
Purdum, Jack J.1988. Petunjuk Pemrograman C Edisi Kedua. Jakarta : Erlangga
Qardawi, Yusuf. 1998. Alquran Berbicara Tentang Akal dan Ilmu pengetahuan. Jakarta : Gema Insani Press
Sawamura, R. Rio. 2007. Teknik Reparasi televisi Berwarna. Jakarta : Pradya paramita
Suwandi. 1991. manfaat Beta karoten bagi Kesehatan. Pusat penelitian dan pengembangan P. T. Kalbe farma, Jakarta : Cermin Dunia Kedokteran
Tim Penelitian dan Pengembangan Wahana Komputer. 2006. Teknik Antarmuka Mikrokontroler dengan Komputer Berbasis Delphi. Jakarta : Salemba Infotek
Tim Lab. Mikroprosesor. 2007. Pemrograman Mikrokontroller AT89S51 dengan C/C++ dan Assembler. Yogyakarta : Andi
Usman. 2008. Teknik Antarmuka + Pemrograman Mikrokontroller AT89S52. Yogyakarta : Andi
-
50
Widodo, Rommy Budhi. 2009. Embended System Menggunakan Mikrokontroller Dan Pemroograman C. Yogyakarta : Andi
Wollard, barry.2006. Elektronika Praktis. Jakarta: Pradnya Paramita
www.robotindonesia.com.( di akses Januari 2010)
www.seikolcd.htm. (di akses November 2009)
-
51
DEPARTEMEN AGAMAUNIVERSITAS ISLAM NEGERI MALANG
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGIJl . Gaja yana No. 50 Malang 65144. Telp (0341) 551354.
KARTU BIMBINGAN SKRIPSI
Nama : ETTY DAMAYANTI NOORNIM : 04540001Fakultas/Jurusan : SAINS DAN TEKNOLOGI/ FISIKAJudul : PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI KADAR BETA
KAROTEN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS230Pembimbing : I. Drs. Abdul Basid, M. Si
II. Dr. Munirul Abidin, M.Ag
No Tanggal MateriTanda Tangan Pembimbing
1. Persetujuan Proposal2. Bab I dan II3. Revisi Bab I dan II
4.Bab I dan II, Kajian Al-Quran dan Sains
5.Revisi Bab I dan II, Kajian Al-Quran dan Sains
6. Bab III dan IV7. Revisi Bab III dan IV
8.Bab IV, Kajian Al-Quran dan Sains
9.Revisi Bab IV, Kajian Al-Quran dan Sains
10. Bab V dan Abstrak11. Revisi Bab V dan Abstrak12. ACC keseluruhan
Mengetahui,Ketua Jurusan Fisika
Drs. M. Tirono, M.SiNIP. 19641211 199111 1 001
-
52
Skematik Rangkaian Alat
P1.01
P1.12
P1.23
P1.34
P1.45
P1.5 (MOSI)6
P1.6 (MISO)7
P1.7 (SCK)8
RESET9
P3.0 (RXD)10
P3.1 (TXD)11
P3.2 (INT0)12
P3.3 (INT1)13
P3.4(T/C0)14
P3.5 (T/C1)15
P3.6 (WR)16
P3.7 (RD)17
XTAL218
XTAL119
GND20
P2.0 (A8)21P2.1 (A9)22
P2.2 (A10) 23P2.3 (A11)
24P2.4 (A12)25
P2.5 (A13) 26P2.6 (A14)
27P2.7 (A15)28
PSEN29ALE30
EA/VPP 31
P0.7 (AD7) 32P0.6 (AD6)
33P0.5 (AD5)34
P0.4 (AD4) 35P0.3 (AD3)
36P0.2 (AD2)37
P0.1 (AD1) 38P0.0 (AD0)
39VCC40
AT89S52
10uF
123
JP2
12
JP1
12345678910111213141516
LM1632
12345678
TCS230
R2R1 R3
R?RES1
-
53
List Program C-Kompiller
#include #include
#define data_lcd P0#define RS P1_0#define EN P1_1#define sensor P3_5
//nilai adalah frekuensi//mili adalah persen konsentrasi larutanunsigned long int nilai,mili;unsigned int i, buf,buff, awasi;unsigned char ratusan,puluhan,ribuan,satuan,koma,msatuan,mpuluhan,mratusan;void tunda();void clock();void detik(float x);void tulis_cmd(unsigned char data_cmd);void tulis_char(unsigned char data_char);
void setxy(unsigned char baris,unsigned char kolom);void tulis_str(unsigned char *s);
void tampil_data(unsigned char line,unsigned char colum);void kon_ascii();
void tampil_data1(unsigned char line,unsigned char colum);void kon_ascii1();
void tulis_gerak(unsigned char* text);
void getdata();
void main(){ TMOD = 01010001;
tulis_cmd(0x38); //LCD 2x16 character tulis_cmd(0x0c); //Display on, cursor off tulis_cmd(0x01); //hapus layar tulis_cmd(0x06); //Pergeseran tampilan ke kanan
-
54
setxy(1,2); tulis_gerak("ALAT PENDETEKSI");
setxy(2,2); tulis_gerak("KADAR B.KAROTEN"); detik(1); tulis_cmd(0x01);
setxy(1,2); tulis_gerak("ETTY DAMAYANTI"); setxy(2,2); tulis_gerak("04540001"); detik(1); //bersihkan layar tulis_cmd(0x01);
setxy(1,4); tulis_str("LARUTAN X");
setxy(2,1); tulis_str("KADAR");
setxy(2,10); tulis_str("%"); tunda();
//looping forever while(1){ //ambil data dari sensor getdata();
//tampilkan konsentrasi tampil_data1(2,7);
//tampilkan frekuensi tampil_data(2,13); }}
void getdata(){
-
55
mili = 0; buf = 0; buff = 0; awasi = 0;
for(i=0; i
-
56
tulis_char(text[i]); i++;
detik(0.25); }}
void tunda(){ int i; for (i=0; i
-
57
void tulis_str(unsigned char *s){ while(*s) tulis_char(*s++);}
void setxy(unsigned char baris,unsigned char kolom){ if(baris==1) tulis_cmd ((0x80 + kolom)-1); else tulis_cmd ((0xc0 + kolom)-1);}
void tampil_data(unsigned char line,unsigned char colum){ kon_ascii(); setxy(line,colum); tulis_char(ratusan); tulis_char(puluhan); tulis_char(satuan); tulis_char(koma);}
void tampil_data1(unsigned char line,unsigned char colum){ kon_ascii1(); setxy(line,colum); tulis_char(mpuluhan); tulis_char(msatuan);}
void kon_ascii(){ koma = (nilai % 10) + 0x30; nilai /=10; satuan = (nilai % 10) + 0x30; nilai /=10; puluhan = (nilai % 10) + 0x30; nilai /=10; ratusan = (nilai % 10) + 0x30;}
void kon_ascii1(){ msatuan = (mili % 10) + 0x30; mili /=10; mpuluhan = (mili % 10) + 0x30;}
-
Gambar Rangkaian Alat Keseluruhan Pengujian sensor warna tcs230
Pengujian liquid cristal display
Gambar Rangkaian Alat KeseluruhanPengujian sensor warna tcs230
liquid cristal display (LCD) M1632
58
-
Alat keselurahan
Tampak dalam
Tampak luar
59