12
Original Article Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 1 FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/ Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology. Content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International Licence. Any further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the title of the work, journal citation and DOI. Published under licence by Journal of Science and Aplicative Technology (JSAT). Received 00th January 20xx Accepted 00th Febuary 20xx Published 00th March 20xx DOI: 10.35472/x0xx0000 Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan Metode Falling Ball Small Tube Berbasis ATmega328 Arif Muhamad Fadli *a , Mahardika Yoga Darmawan 2 b , Abdul Rajak 3 c a Program Studi Fisika, Institut Teknologi Sumatera, Lampung, Indonesia b Program Studi Fisika, Institut Teknologi Sumatera, Lampung, Indonesia c Program Studi Fisika, Institut Teknologi Sumatera, Lampung, Indonesia * Corresponding E-mail: [email protected] Abstract: This study aims to design a viscosity measuring device, namely by using the falling ball method, this method is a liquid viscosity test using a ball or object that is dropped in a tube filled with liquid, some viscometer test instruments can show quite good results with this method. but by applying digital control as a sensor for the speed at which the ball falls, the resulting value can be better and reduce errors in measuring the viscosity of the liquid. The digital system uses the Arduino UNO as the main processor, the UGN3503 sensor as a ball detector, and the DS18B20 sensor as a fluid temperature parameter. But in fact the very small tube affects the viscosity due to friction caused by a magnetic ball falling on the surface wall in the tube. The results of the study were able to obtain the design of the viscometer with the least sample and the smallest error of = 6,04% in the cooking oil solution and the biggest error of = 105,71% in the OIL SAE 20W-40 solution because it uses a relatively small tube and in the future it will be very good with a reduction in error. in the code so that the viscosity error value decreases. Kata Kunci : Viscositas, Viscometer, Falling Ball Method, Arduino, Sensor UGN3503. Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk merancang bangun alat pengukur viskositas yaitu dengan menggunakan metode falling ball, metode ini adalah uji kekentalan cairan dengan menggunakan bola atau objek yang dijatuhkan di dalam tabung berisi cairan, beberapa alat uji viskometer dapat menunjukkan hasil yang cukup baik dengan metode ini, akan tetapi dengan menerapkan kontrol digital sebagai sensor kecepatan jatuhnya bola, maka nilai yang dihasilkan dapat lebih baik dan mengurangi error dalam pengukuran kekentalan cairan tersebut. Sistem digital menggunakan Arduino UNO sebagai Prosessor utama, sensor UGN3503 sebagai pendeteksi bola, dan sensor DS18B20 sebagai parameter suhu fluida.tetapi dalam kenyataanya tabung yang sangat kecil mempengaruhi viskositas akibat gaya gesek yang disebabkan bola magnet yang jatuh mengenai dinding permukaan dalam tabung. Hasil penelitian mampu didapatkan rancang bangun alat viskometer dengan sampel sedikit dan galat paling kecil sebesar = 6,04 % pada larutan minyak goreng dan galat terbesar sebesar = 105,71 % pada larutan Oli SAE 20W-40 karena menggunakan tabung yang relatif kecil dan kedepan akan sangat baik dengan adanya pengurangan galat pada kodingan sehingga nilai galat viskositas mengecil. Kata Kunci : Viskositas, Viskometer, Sistem bola jatuh, Arduino, Sensor UGN3503. 1. Pendahuluan Larutan mempunyai beberapa sifat fisik salah satunya berupa kekentalan. Pada suatu kekentalan larutan Open Access

Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Original Article

Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 1

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx

e-ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology. Content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International Licence. Any further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the title of the work, journal citation and DOI. Published under licence by Journal of Science and Aplicative Technology (JSAT).

Received 00th January

20xx Accepted 00th Febuary

20xx Published 00th March

20xx

DOI:

10.35472/x0xx0000

Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Metode Falling Ball Small Tube Berbasis ATmega328

Arif Muhamad Fadli *a, Mahardika Yoga Darmawan 2b, Abdul Rajak 3c

a Program Studi Fisika, Institut Teknologi Sumatera, Lampung, Indonesia

b Program Studi Fisika, Institut Teknologi Sumatera, Lampung, Indonesia

c Program Studi Fisika, Institut Teknologi Sumatera, Lampung, Indonesia

* Corresponding E-mail: [email protected]

Abstract:

This study aims to design a viscosity measuring device, namely by using the falling ball method, this method is a liquid viscosity

test using a ball or object that is dropped in a tube filled with liquid, some viscometer test instruments can show quite good

results with this method. but by applying digital control as a sensor for the speed at which the ball falls, the resulting value can

be better and reduce errors in measuring the viscosity of the liquid. The digital system uses the Arduino UNO as the main

processor, the UGN3503 sensor as a ball detector, and the DS18B20 sensor as a fluid temperature parameter. But in fact the

very small tube affects the viscosity due to friction caused by a magnetic ball falling on the surface wall in the tube. The results

of the study were able to obtain the design of the viscometer with the least sample and the smallest error of = 6,04% in the

cooking oil solution and the biggest error of = 105,71% in the OIL SAE 20W-40 solution because it uses a relatively small tube

and in the future it will be very good with a reduction in error. in the code so that the viscosity error value decreases.

Kata Kunci : Viscositas, Viscometer, Falling Ball Method, Arduino, Sensor UGN3503.

Abstrak:

Penelitian ini bertujuan untuk merancang bangun alat pengukur viskositas yaitu dengan menggunakan metode falling ball,

metode ini adalah uji kekentalan cairan dengan menggunakan bola atau objek yang dijatuhkan di dalam tabung berisi cairan,

beberapa alat uji viskometer dapat menunjukkan hasil yang cukup baik dengan metode ini, akan tetapi dengan menerapkan

kontrol digital sebagai sensor kecepatan jatuhnya bola, maka nilai yang dihasilkan dapat lebih baik dan mengurangi error dalam

pengukuran kekentalan cairan tersebut. Sistem digital menggunakan Arduino UNO sebagai Prosessor utama, sensor UGN3503

sebagai pendeteksi bola, dan sensor DS18B20 sebagai parameter suhu fluida.tetapi dalam kenyataanya tabung yang sangat kecil

mempengaruhi viskositas akibat gaya gesek yang disebabkan bola magnet yang jatuh mengenai dinding permukaan dalam

tabung. Hasil penelitian mampu didapatkan rancang bangun alat viskometer dengan sampel sedikit dan galat paling kecil

sebesar = 6,04 % pada larutan minyak goreng dan galat terbesar sebesar = 105,71 % pada larutan Oli SAE 20W-40 karena

menggunakan tabung yang relatif kecil dan kedepan akan sangat baik dengan adanya pengurangan galat pada kodingan sehingga

nilai galat viskositas mengecil.

Kata Kunci : Viskositas, Viskometer, Sistem bola jatuh, Arduino, Sensor UGN3503.

1. Pendahuluan Larutan mempunyai beberapa sifat fisik salah satunya

berupa kekentalan. Pada suatu kekentalan larutan

Open Access

Page 2: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

2 | Journal of Science and Applicative Technology , vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545

Title of Manuscript

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

materi memiliki beberapa tingkatan nilai kekentalan

yang biasa disebut viskositas. Semakin besar

viskositas maka semakin besar nilai kekentalan cairan

tersebut, sedangkan semakin kecil viskositas maka

semakin kecil nilai kekentalan cairan tersebut. Dalam

hal tersebut semakin besar viskositas maka laju aliran

semakin lambat dan sebaliknya. Maka viskositas

tidak lain bisa disebut nilai kecepatan mengalirnya

suatu cairan di suatu tempat. Alat ukur yang biasa

dipakai untuk mengukur besarnya viskositas adalah

viskometer. Teknik atau metode yang ada dalam

rancang bangun viskometer menurut Moechtar [2],

ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan,

antara lain 1) viskometer Brookfield (cone dan plate)

2) viskometer Oswald 3) viskometer Hoppler 4)

viskometer bola jatuh (falling ball) dan 5)

viskosmeter Lehman.

Viskometer dalam kehidupan sehari-hari dapat kita

temui dalam berbagai metode mempunyai cara kerja

yang manual maupun otomatis, tentunya alat ukur

otomatis memiliki kelebihan sendiri yaitu lebih tepat

ukurannya. Tetapi dalam permasalahan alat-alat

tersebut hanya mampu untuk mengukur viskositas

cairan dengan sampel berjumlah banyak. Disini untuk

keperluan penelitian dengan sampel yang sedikit

kami mencoba untuk membuat rancang bangun alat

ukur viskositas dengan beberapa tetesan cairan.

Penelitian ini mengggunakan metode falling ball

dengan menggunakan hukum Stokes. Hukum Stokes

adalah dasar dari viskometer falling ball, Penelitian

ini mengggunakan metode falling ball small tube

dengan menggunakan hukum Stokes. Hukum Stokes

adalah dasar dari viskometer falling ball, dimana

cairan berada dalam posisi stasioner dalam tabung

gelas yang vertikal. Sebuah bola dapat dijadikan

sebagai objek jatuh dengan syarat bola dapat melalui

volume cairan dengan tidak adanya gesekan pada

wadah atau tabung pada cairan tersebut. Jika

memenuhi syarat tersebut, bola dapat mencapai

kecepatan terminal yang tepat dan dapat diukur

dengan waktu yang dibutuhkan untuk melalui sensor

pertama dan sensor kedua yang dipasang pada tabung

yang diberi arak. Sedangkan small tube berarti adalah

tabung kecil uang menjadi wadah larutan tersebut

yang mempunyai diameter yang cukup kecil.

Penginderaan elektronik dapat digunakan sebagai

sensor untuk cairan. Sensor yang digunakan untuk

penginderaan elektronik pada penelitian ini yaitu

sensor magnet yang berjenis UGN3503

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hukum Newton, Hukum Archimedes dan

Hukum Stokes Pada Viskometer Metode Falling

Ball

Ketika bola dijatuhkan kedalam fluida, maka akan

terjadi gaya apung bola (FA), gaya gesekan antara

bola dengan fluida (FS) dan juga gaya berat (W).

Maka dapat dirumuskan dengan dasar hukum I

Newton. Hukum 1 Newton mengatakan bahwa

“percepatan benda nol jika gaya total (gaya resultan)

yang bekerja pada benda sama dengan nol”

Page 3: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 3 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Gambar 2.1 Gaya-gaya pada bola di dalam fluida.

Dengan dasar hukum I Newton maka dapat

dirumuskan sebagai berikut:

0F

(1)

A sF F W

(2)

Dengan memasukkan rumus gaya apung (FA) yaitu

hukum Archimedes

fVg serta rumus gaya gesekan (FS) fluida

berdasarkan hukum Stokes ke persamaan 2, Gaya

gesek antara suatu permukaan benda padat yang

bergerak dengan cairan akan sebanding dengan suatu

kecepatan relatif gerak benda ini kepada cairan.

Hambatan gerak di dalam cairan disebabkan gaya

gesek antara bagian cairan yang melekat ke

permukaan suatu benda. Gaya gesek tersebut

sebanding dengan koefisien viskositas (η) fluida cair.

Menurut Stokes, gaya gesek pada cairan yaitu

6sF rv , setelah itu

dimasukan ke persamaan 3:

6fVg rv mg (3)

3 34 46

3 3f br g rv r g

246 ( )

3b fv r g

Maka akan diperoleh formula viskositas fluida seperti

yang ditunjukkan pada persamaan 4 yaitu

2 ( )2

9

b fgr

v

(4)

dengan:

µ = koefisien kekentalan fluida (kg/ms)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

r = jari – jari bola (m)

ρb = densitas bola (kg/m2)

ρf = densitas fluida (kg/m2)

v = kecepatan terminal bola uji (m/s)

   V = volume bola magnet (3m )

W = gaya berat ( N )

2.2 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah bagian dasar dari sebuah

sistem komputer yang berbentuk kecil dan memiliki

tugas yang sangat spesifik dan banyak. Walaupun

dalam bentuk yang kecil, tetapi Mikrokontroler tetap

dibangun dari elemen dasar yang sama dari sebuah

komputer pribadi dan komputer mainframe [4].

Berikut merupakan contoh dari Mikrokontroler yang

sering digunakan untuk membangun sebuah sistem

sederhana dan digunakan untuk penelitian ini:

2.2.1 Arduino

Arduino adalah termasuk kedalam Mikrokontroler

single-board yang dirancang untuk mempermudah

developer elektronik dalam membangun sistem

elektronik di berbagai bidang penggunaaan. Arduino

bersifat open source, diturunkan dari Wiring platform

Page 4: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

4 | Journal of Science and Applicative Technology , vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545

Title of Manuscript

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

dengan hardware menggunakan prosesor Atmel AVR

dan software yang memiliki bahasa pemrograman

sendiri.

Gambar 2.2 Arduino UNO ATmega328

Pada penelitian ini saya menggunakan Arduino UNO

ATmega328 sepeti gambar 2.4. Arduino UNO adalah

papan sirkuit berbasis chip ATmega328. IC

(integrated circuit) ini memiliki 14 input/output

digital (6 output untuk PWM), 6 analog input,

resonator kristal keramik 16 MHz, Koneksi USB,

soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset [5]

2.3 Sensor UGN3503

Data yang menjadi acuan utama adalah data selang

waktu dari sensor magnet UGN3503. Sensor yang

digunakan untuk mendapat data magnet adalah

UGN3503. Sensor ini digunakan dikarenakan

memiliki kelebihan yaitu tidak terganggu walaupun

ruang tidak memiliki cahaya. Sensor UGN3503

merupakan sensor efek hall. Efek Hall terjadi ketika

konduktor pembawa arus tertahan pada medan

magnet, medan memberi gaya menyamping pada

muatan-muatan arus yang mengalir pada konduktor

[7]

Page 5: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 5 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

3. Metode Penelitian

3.1 Gambaran Umum dan Tahapan Penelitian

Penelitian bertujuan untuk mengembangkan alat ukur

viskositas sederhana yaitu menggunakan metode

falling ball untuk mengukur waktu tempuh bola besi

saat dijatuhkan pada lintasan sensor UGN3505 yaitu

sensor magnetik.

Secara garis bersar tahapan dalam penelitian ini

terbagi menjadi 5 tahapan yang disebut pada gambar

3.1.

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

3.2 Rancangan Penelitian

Ada beberapa hal yang dapat diperhatikan dalam

rancangan dalam penelitian ini yaitu:

Gambar 3,2 Rancangan mekanik penelitian

Gambar 3.2 menunjukkan alat viskositas yang telah

dirangkai sedemikian rupa sehingga alat yang

digunakan bisa mengukur cairan dengan sampel

sedikit dengan tabung ukuran kecil. Dengan

keterangan gambar sebagai berikut:

1) Bola Magnet

2) Tabung Kecil (Small Tube)

3) Sensor UGN3503

4) LCD 16X2

5) Tiang Statif

6) Kotak Komponen

7) Sensor DS1820 Waterproof dan Lubang kabel

Alat pada gambar 3.2. menggunakan sensor

UGN3505 untuk mendeteksi bola magnet yang jatuh

dengan menggunakan metode falling ball data hasil

perhitungan akan muncul di LCD 16x2. Kotak

komponen berperan sebagai perangkat keras atau

wadah berisikan rangkaian atau komponen beserta

catu daya. Dalam perangkat keras ini terdapat

mikrokontroler jenis Arduino UNO ATmega328, dan

rangkaian tersebut dihubungkan mikrokontroler yang

akan mengolah data hasil sensor di luar kotak

Page 6: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

6 | Journal of Science and Applicative Technology , vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545

Title of Manuscript

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

komponen dan dalam penelitian ini perancangan

bagian selanjutnya yaitu pengontrolan yang

dilakukan oleh mikrokontroler dikendalikan

pengguna menggunakan perangkat lunak,

sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3.3.

Gambar3.3. Diagram alir perangkat lunak.

Page 7: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 7 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Gambar 3,4 Diagram alir prosedur penelitian

4. Hasil dan Pembahasan

4.2 Hasil Penelitian

4.1 Perancangan dan Pengujian Alat Ukur

Viskositas Berbasis ATmega328

Perancangan alat ukur viskositas berbasi ATmega328

dengan menggunakan 2 buah sensor UGN 3503 tipe

switch yang terbuat dari rangkaian effect hall yang

menghasilkan beda potensial. tegangan yang

dihasilkan sensor dapat dilogikakan seperti saklar

ketika ada magnet maka terdeteksi dan dihitung

waktu yang ditempuh dari sensor 1 ke sensor 2.

Pengujian dilakukan dengan metode Falling Ball

yaitu dengan menjatuhkan sebuah objek bola yang

mengandung magnet neodyum.

Gambar 4.1 Skema Rancang Bangun Alat

Viskositas Faliing Ball Small Tube berbasis

ATmega328

4.2 Hasil Penelitian

Data yang diperoleh dikelompokkan menjadi data

hasil percobaan menggunakan viskometer falling

ball berbasis ATmega328 dengan variasi suhu serta

1 jenis bola dan dibandingkan dengan data nilai

hasil percobaan yang didapat viskometer falling ball

laboratorium fisika dasar. Data untuk bola yang

digunakan sebagai objek jatuhnya yang akan

dideteksi sensor UGN3503 pada viskometer falling

Page 8: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

8 | Journal of Science and Applicative Technology , vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545

Title of Manuscript

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

ball berbasis ATmega328 ditunjukkan pada

lampiran tabel 4.1.

Gambar 4.2 Grafik scatter linearitas Aquades dengan

variasi suhu

Pada gambar 4.2. Grafik menunjukan nilai viskositas

yang didapatkan menggunakan viscometer falling

ball. pada grafik scatter linearitas tersebut

menunjukan pengujian pada larutan aquades dengan

variasi suhu , dengan nilai determinasi R2

= 0,7986.

Dari grafik tersebut terlihat terjadi penurunan nilai

viskositas dari 27º celcius sampai 87º celcius.

Standar deviasi rata-rata pada sampel larutan

Aquades sebesar berturut-turut pada suhu

27º,47º,67º,87º celcius sebesar 0,07, 2,77, 1,72,

2,504.

Gambar 4.3. Grafik scatter linear Minyak Goreng

dengan variasi suhu

Pada gambar 4.3. Grafik menunjukan nilai viskositas

yang didapatkan menggunakan viscometer falling

ball. pada grafik scatter linearitas tersebut

menunjukan pengujian pada larutan minyak goreng

dengan variasi suhu , dengan nilai determinasi R2

=

0,8553. Dari grafik tersebut terlihat terjadi kenaikan

nilai viskositas pada suhu 47º celcius dan penurunan

sampai 87º celcius. Standar deviasi rata-rata pada

sampel larutan Minyak Goreng berturut-turut pada

suhu 27 º,47 º,67 º,87 º celcius bernilai 94,88, 67,94,

24,64, 22,95.

y = -0,9196x + 5,142 … 0

5

0 2 4 6

Nila

i Vis

kosi

tas

(cP

)

Variasi Suhu (º Celcius)

Larutan Aquades dengan 1 jenis

bola

y = -2,2065x + 274,7 R² = 0,8554 0

50

100

150

200

250

0 50 100

Nila

i Vis

kosi

tas

(cP

)

Variasi Suhu (º Celcius)

Page 9: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 9 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Gambar 4.4. Grafik scatter linearitas Oli SAE 20W-

40 dengan variasi suhu

Pada gambar 4.4. Grafik menunjukan nilai viskositas

yang didapatkan menggunakan viscometer falling

ball. pada grafik scatter linearitas tersebut

menunjukan pengujian pada larutan Oli SAE 20W-40

dengan variasi suhu , dengan nilai determinasi R2

=

0,6655. terjadi kenaikan nilai viskositas pada suhu

87º celcius. Standar deviasi rata-rata pada larutan Oli

SAE 20W-40 menunjukkan pada suhu 27 º,47 º,67 º

dan 87 º celcius sebesar 112,57, 23,20 , 29,30 ,

39,38

Tabel 4.1 Kalibrasi Suhu

Gambar 4.5. Grafik perbandingan galat Viscometer

berbasis ATmega328 dengan Viscometer Falling Ball

Laboratorium Fisika Dasar (Manual) dengan variasi

suhu

4.3 Pembahasan

Adapun pembahasan didasari dengan rumus

viskositas yaitu

2 ( )2

9

b fgr

v

(6)

dengan:

µ = koefisien kekentalan fluida (kg/ms)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

r = jari – jari bola (m)

ρb = densitas bola (kg/m2)

ρf = densitas fluida (kg/m2)

v = kecepatan terminal bola uji (m/s)

   V = volume bola magnet (3m )

y = -0,8375x + 251,36 R² = 0,6655

0

50

100

150

200

250

0 50 100

Nila

i Vis

kosi

tas

(cP

)

Variasi Suhu (º Celcius)

96,4

0

40,7

8

27,8

8

95,8

2

53,7

4

34,5

7

92,8

4

6,04

61,5

7

93,4

2

9,62

105,

71

0,0050,00

100,00150,00

Gal

at (

%)

Jenis Larutan dan Variasi Suhu (º Celcius)

Galat Viscometer berbasis ATmega328 dengan

Viscometer Falling Ball Laboratorium Fisika Dasar

(Manual) dengan variasi suhu

Suhu 27Derajat

Suhu 47Derajat

Suhu 67Derajat

96,4

0

40,7

8

27,8

8

95,8

2

53,7

4

34,5

7

92,8

4

6,04

61,5

7

93,4

2

9,62

105,

71

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

Aquades Minyak Goreng Oli SAE 20W-40

Gal

at (

%)

Jenis Larutan dan Variasi Suhu (º Celcius)

Galat Viscometer berbasis ATmega328 dengan Viscometer Falling Ball Laboratorium Fisika Dasar

(Manual) dengan variasi suhu

Suhu 27 Derajat

Suhu 47 Derajat

Suhu 67 Derajat

Suhu 87 Derajat

Page 10: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

10 | Journal of Science and Applicative Technology , vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545

Title of Manuscript

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

W = gaya berat ( N )

Dengan nilai densitas atau massa jenis adalah massa

dibagi volume :

ρ =V

M (7)

Maka dari rumus viskositas (6) diatas nilai densitas

dapat mempengaruhi nilai kecepatan terminal

apabila kita telaah maka semakin besar nilai

pengurangan densitas bola dikurang dengan densitas

fluida dengan maka nilai kecepatan terminal akan

semakin besar diakibatkan nilai viskositas tetap.

Jari-jari pada bola mempunyai pengaruh juga

apabila jari-jari atau diameter berbeda maka hal ini

mempengaruhi juga dengan kecepatan terminal

dikarena kecepatan terminal berbanding terbalik

dengan densitas bola dikurangi densitas larutan.

Pada penelitian ini memilih menggunakan satu jenis

bola sehingga memiliki analisis yang mendalam dan

linear pada rumusan. Apabila kita lihat lebih dalam

kecepatan terminal sangat dipengaruhi oleh

viskositas semakin tinggi viskositasnya semakin

rendah kecepatan terminal bolanya dan begitupun

sebaliknya karena nilai viskositas berbanding

terbalik dengan nilai kecepatan terminal . Pada

kalibrasi melalui viskometer falling ball

laboratorium fisika dasar didapatkan hasil dari

kalibrasi dengan viskometer falling ball small tube

berbasis ATmega328 dengan galat yang tinggi pada

larutan aquades dengan suhu 27º celcius dengan

galat 96,40% dan didapatkan galat paling kecil pada

larutan minyak goreng dengan suhu 67º celcius

dengan galat sebesar 6,04%. Dapat kita lihat pada

gambar a. 4.2 b.4.3 dan c. 4.4 nilai standar deviasi

terkecil didapatkan pada larutan aquades dengan

variasi suhu rentang 27º-87º celcius didapatkan nilai

standar deviasi berturut-turut 0,07, 2,77, 1,72, 2,504.

Artinya presisi sangat tinggi tetapi dapat kita lihat

galat yang terjadi pada gambar 4.5 memiliki galat

dalam variasi suhu rata-rata sebesar 95% artinya

akurasi rendah sedangkan dapat kita lihat pada

larutan minyak memiliki standar deviasi berturut-

turut sebesar 94,88, 67,94, 24,64, 22,95. Artinya

memiliki presisi rendah dan pada gambar 4.5 dalam

selang variasi suhu memiliki galat rata-rata apabila

dijumlahkan dan dibagi jumlah variasi suhu didapat

galat kurang lebih sebesar 27,5% itu artinya

memiliki akurasi yang cukup baik. Dapat kita lihat

dari contoh larutan aquades dan minyak goreng galat

alat bersifat acak serta tidak linear. Galat terjadi

karena ada beberapa faktor yang harus ditelaah

untuk parameter kalibrasi harus menggunakan alat

yang telah terkalibrasi dengan secara digital agar

nilai parameter yang sudah didapat nilainya tepat

dan galat yang terjadi dapat digunakan sebagai nilai

untuk kalibrasi yang sesuai tentunya dalam

penelitian ini masih menggunakan parameter alat

manual yang memungkinkan masih adanya

kesalahan hitung. [14]

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan alat kemudian pengujian hingga

pembahasan dapat ditarik kesimpulan, antara lain:

1. Perancangan alat uji viskositas larutan dengan metode

falling ball small tube berbasis ATmega328 dengan

menggunakan sensor magnet UGN3503 tipe switch

yang dirancang sedemikan rupa sehingga 2 sensor

menjadi 1 dengan jarak antara sensor 13cm dan volume

tabung kurang lebih 14 mL.

Page 11: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 11 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

2. Variasi suhu mempengaruhi nilai viskositas dari

viskometer dibuktikan pada Gambar a) 4.2, b) 4.3 dan

c) 4.4 yang mana mengalami grafik penurunan yang

linear sebesar berturut-turut nilai determinasi a) y = -

0,046x + 5,4639. b) y = -2,2065x+274,7. c) y = -

0,8375x + 251,36. Hal ini berbanding lurus dengan

teori yang mengatakan semakin besar suhu maka

semakin kecil viskositas begitu sebaliknya

3. Didapatkan nilai galat pada pengujian viskometer

falling ball small tube berbasis ATmega328 dengan

viskometer falling ball laboratorium fisika dasar nilai

terkecil 6,04% pada suhu 67º celcius dalam larutan

minyak goreng dengan determinasi linear R2

= 0,8553

dan nilai galat terbesar dalam larutan Oli SAE 20W-40

105,71% pada suhu 87º celcius dengan determinasi

linear sebesar R2

= 0,6655.

5.2 Saran

Adapun saran untuk penelitian lebih lanjut adalah

sebagai berikut:

1. Sebelum menggunakan alat dalam penelitian seperti

lihat terlebih dahulu rangkaian tersebut sudah tepat

atau belum input dan outputnya,

2. Sebaiknya tinjau ukuran bola magnet, apabila bola

magnet ada yang berukuran lebih kecil maka

gunakan itu sehingga dapat mengurangi gaya gesek

luar.

3. Apabila pembandingnya adalah viskometer manual

harus lebih teliti untuk mengambil data pada

viskometer tersebut disebabkan nilai yang dicari

masih menggunakan cara manual

Page 12: Rancang Bangun Alat Pengujian Viskositas Larutan dengan

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

12 | Journal of Science and Applicative Technology , vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545

Title of Manuscript

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

DAFTAR PUSTAKA

[1] Firdausi, K.S, W. Setia Budi, S. Sutiah, Studi

kualitas minyak goreng dengan parameter viskositas

dan indeks bias, Berk. Fis. 11 (2008) 53–58.

[2] Moechtar, Farmasi Fisik, UGM Press. (1990).

[3] Wibowo, R.A., others, Pembuatan Alat Uji

Viskometer Sistem Bola Jatuh Berbasis Digital,

(2018).

[4] P. Studi, T. Komputer, F. Ilmu, K. Universitas, D.

Bengkulu, Alat Mematikan dan Menghidupkan

Televisi Dengan Short Massage Service ( Sms )

Menggunakan Mikrokontroler Atmega 32, 11 (2015)

159–170.

[5] T.I. Munandar, M. Kamal, Temperatur Pada Proses

Pemanggangan Ikan Tuna Secara Otomatis

Menggunakan Arduino Uno Atmega328, 3 (2019).

[6] Sharon. D, dkk.(1982). Principles of Analysis

Chemistry, (n.d.).

[7] Riyanti. A, J.E. Suseno, Karakterisasi Sensor

Magnetik Efek Hall UGN3503 Terhadap Sumber

Magnet dan Implementasinya pada Pengukuran

Massa, 12 (2009).

[8] D.J.M. St, M. Eng, D. Bahrun, M. Kes, N.M.

Tulung, Rancang Bangun Alat Ukur Temperatur

Untuk Mengukur Selisih Dua Keadaan, E-Journal

Tek. Elektro Dan Komput. 2 (2013).

[9] Winarno. E, Prosiding Seminar Nasional Multi

Disiplin Ilmu Dan Call For Papers UNISBANK

(SENDI_U), Fak. Teknol. Inform. Univ. Stikubank

SEMARANG. (2018).

[10] M. Yan, E. Adiptya, H. Wibawanto, Sistem

Pengamatan Suhu Dan Kelembaban Pada Rumah

Berbasis Mikrokontroller ATmega8, J. Tek. Elektro

Unnes. 5 (2013) 15–17.

[11] Jumianto.S, A. Mujadin, D. Elfidasari, Rancang

Bangun Alat Ukur Viskositas Dalam Rangka

Pengembangan Modul Praktikum Fisika Dasar, J.

Al-AZHAR Indones. SERI SAINS DAN Teknol. 2

(2014) 48–51.

[12] Tisso.N.P, Y. Yulkifli, Z. Kamus, Pembuatan Sistem

Pengukuran Viskositas Fluida Secara Digital

Menggunakan Sensor Efek HallmUgn3503 Berbasis

Arduino Uno328, J. Sainstek Pembuatan Sist.

Pengukuran Viskositas Fluida Secara Digit.

Menggunakan Sens. Efek HallmUgn3503 Berbas.

Arduino Uno328. 4 (2014) 71–83.

[13] N.A. Asi, Rancang Bangu Alat Ukur Kekentalan

OLI SAE 10-30 Menggunakan Metode Falling Ball

Viscometer (FBV) Small Tube, Universitas Andalas,

2017.

[14] J. PUSTAKA, Peta Kebutuhan Jasa Kalibrasi Bagi

Industri Di Bagian Barat Indonesia, LIPI Press,

Jakarta, 2014.