PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SENSOR TDS DAN SENSOR LEVEL PADA PROSES PENGENDAPAN CaCO3 DALAM

AIR DENGAN METODE PELUCUTAN ELEKTRON DAN MEDAN MAGNET

Oleh:Maylita Martani

1110 100 002

Pembimbing:Endarko, M.Si, Ph. D

JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA2014

OverviewPendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi

Analisa Data dan Pembahasan

Kesimpulan

LATAR BELAKANG

TUJUAN

BATASAN MASALAH

Pendahuluan

Latar Belakang

Adanya proses pengendapan dengan metodemedan magnet dan pelucutan elektron

Adanya kandungan ion Ca2+ ataupun Mg2+

dalam air dan adanya yang kadarnya berlebihsampai >250ppm

Kemajuan dan kemudahan proses dengan sensorTotal Dissolved Solids (TDS) dan sensor Level

Tujuan

Memperoleh rancangan sistem sensor leveluntuk me-monitoring proses pengendapan kapur (CaCO3)yang terlarut dalam air

Memperoleh rancangan sistem sensor TDSdengan menggunakan prinsip konduktivitas

Menghasilkan sistem monitoring otomatisdengan penggabungan sistem sensor level dansensor TDS untuk proses pengendapan kapurdengan menggunakan metode pelucutan elektron danmedan magnet

Batasan Masalah Sistem monitoring air bersih hanya meliputi

level air dan tingkat kesadahan

Sampel air yang digunakan adalah aquadesdicampur dengan CaCO3 yang mempunyaikesadahan 600ppm

Berbasis mikrokontroler ATMEGA16 dengankeluaran pada LCD dan PC

Pada pelevelan air menggunakan sensorultrasonik PING))).

Pada sensor TDS menggunakan prinsipkonduktivitas dengan probe stainless steel dan kuningan

Total Dissolved Solids (TDS)

Kesadahan Air

Sensor TDS

Sensor Level

Tinjauan Pustaka

Total Dissolved Solids (TDS)

TDS menggambarkan jumlah zat terlarut dalam part permillion (ppm) atau sama dengan miligram per liter(mg/L).

Kesadahan Air

Kesadahan dalam air terutama disebabkan oleh ion-ion Ca2+ danMg2+, juga oleh Mn2+, Fe2+ dan semua kation yang bermuatan dua.

Berikut adalah kriteria selang kesadahan menurut (Sawyer, 1994)0 – 70 ppm : sangat rendah (sangat lunak)70 – 140 ppm : rendah (lunak)140 – 210 ppm : sedang210 – 320 ppm : agak tinggi (agak keras)320 – 530 ppm : tinggi (keras)

Sensor TDS

KonduKtivitas

Conductivity atau juga sering disebut dengankonduktivitas merupakan kemampuan dalammenghantarkan listrik oleh suatu benda.

operational amplifier (op-amp)

Penguat operasional memiliki 5 terminal dasar, yaitu dua untukmenyuplai daya, dua untuk masukan, dan satu untuk keluaran.

Elektoda Sensor

Osilator Wien bridge

Non-inverting Amplifier

Buffer danPenyearah

Differential Amplifier

Filter RC low pass

ADC Atmega16

LCD 2x16 Display

KomputerVia Serial Interface

Diagram Blok Sensor TDS

Sensor Level

Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akandipancarkan dari pemancar ultrasonik. Ketikasinyal mengenai benda penghalang, maka sinyalini dipantulkan, dan diterima oleh penerimaultrasonik

Diagram perancangan sistem

Metodologi

SUPPLYTANK

TREATMENTPELUCUTAN ELEKTRON

SUPPLY VALVE

TREATMENT MEDAN MAGNET

PRODUCT TANK

PRODUCTPUMP

CIRCULATIONPUMP

Measurement TANK

Sensor TDS

Sensor Level

Mini Plant

Flowchart SoftwareSTART

Valve=OPENPumpa sirkulasi=OFF

Ukur Level tangki measurement

Level ≥

Setpoint+5% ?

Level ≤

Setpoint ?

Pumpa sirkulasi=ON

Pumpa sirkulasi=OFF

CMD=ON ?

CMD=ON CMD=OFF

YES

NO

NO

YES

Sirkulasi

Storage

START

Inisialisasi awal:Semua aktuator OFF

Kontrol Sirkulasi, Level Tangki measurement

dikontrol sesuai set point

Level ≥

Setpoint ?

Matikan semua aktuator, Delay 2 menit agar level

tangki stabil.

Pengukuran Kesadahan air

dengan sensor TDS

Kesadahan ≤

Setpoint TDS ?

Aktifkan Kontrol sirkulasi dan

nyalakan medan magnet selama 15

menit

Matikan medan magnet dan aktifkan

kontrol storage

Tekan Tombol Stop ?

FINISH

Matikan medan magnet dan aktifkan

kontrol storage

NO

NO

YES

YES

YES

NO

TDS Control

Analisa Data dan Pembahasan

Data dan Grafik Kalibrasi Sensor

Respon Sensor terhadap Sistem Kontrol

Pembahasan

Data dan Grafik Kalibrasi Sensor

Data Kalibrasi Sensor TDS

Sample

Keluaran

Sensor (mV)

KalibratorCond

(µS/cm)

TDS (ppm)

1 151,37 73,3 36,52 1557,62 576 2883 2387,7 782 3914 3388,67 989 4955 4091,68 1116 5576 4638,67 1194 598

y = 7.933x - 425.1R² = 0.972

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 200 400 600 800

Kel

uara

n Se

nsor

(m

V)

TDS (PPM)

sensitivitas alat yang dibuat adalah 7,933 mV/ppm

Perbandingan Probe Stainless Stell dan Kuningan

Keterangan : *Stainless steel +Kuningan

No.TDS (ppm)

Alat standart Alat yang dirancang

1 100 98,50±1,50

2 200 197,77±1,113 300 298,22±0,59

4 400 396,14±0,97

5 500 499,70±0,06

6 600 590,45±1,59

Uji alat yang dirancang dengan alat standart

Data Kalibrasi Sensor LevelLevel

Tangki Penggaris

(cm)

Level PING))) (cm)

Variasi Naik

Variasi Turun

1 0.65 0.842 2.44 2.043 3.23 3.344 3.83 3.95 4.93 4.236 5.82 5.62.... .... ........ .... ........ .... ....20 18.96 19.0621 20.06 20.5522 21.05 21.2523 21.95 21.9524 22,89 22,8525 23,99 23,99

Respon Sensor terhadap Sistem Kontrol

Proses Sirkulasi

Proses Storage

TDS Control

Pembahasan

Respon sensor TDS memiliki error terbesar dalam pengukuran sebesar 1,59%

Respon sensor PING))) dapat me-monitoring level ketinggian hasil proses pengendapan kapur (CaCO3) yang terlarut dalam air

Proses pengiriman data dari kedua sensor secararealtime dapat bekerja dengan baik

Kesimpulan

Sistem sensor TDS dibuat dengan menggunakan dari probe kuningan menghasilkan pembacaan yang lebih sensitif dan akurat dibandingkan dengan probe staninless steel

Sensor TDS yang dibuat dapat untuk mengukur kesadahan hasil pengolahan air yang mengandung CaCO3.

Sistem sensor level yang digunakan dapat bekerja dalam tangki dengan jangkauan pengukuran 3-23cm dengan error sebesar 0,05%.

Sistem kontrol otomatisasi yang dibuat dapat bekerja untuk proses sirkulasi dengan set point level diatas 40−80%, penyimpanan dengan set point level 40% dan kontrol TDS dalam me-monitoring miniplant dengan adanya set point TDS 300 ppm dan level air sebesar 50%.

Simulasi

terima KasiH