04540001 Etty Damayanti Noor.ps

download 04540001 Etty Damayanti Noor.ps

of 75

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