## I. PENDAHULUAN
Air  merupakan  sumber  kehidupan,  tidak  hanya  bagi manusia, makhluk hidup yang lain juga sangat membutuhkan air.
menurut  Departemen  Kesehatan  Indonesia,  air  minum  yang baik  untuk  dikonsumsi  adalah  air minum  yang memiliki syarat-syarat  antara  lain  tidak  berasa,  tidak berbau,  tidak berwarna dan tidak mengandung logam berat.
Sebagaimana  kita  ketahui,  air  keruh  merupakan  salah  satu ciri air yang tidak bersih dan tidak sehat. Pengkonsumsian air keruh dapat mengakibatkan timbulnya berbagai jenis penyakit seperti cacingan, diare dan penyakit kulit.
Dalam  peneliti  ini  penulis  bermaksud  mendeteksi kekeruhan  air  menggunakan  sensor  LDR  yang  akan memudahkan  operator  dalam  melakukan  terhadap  air  keruh tersebut.

## II. LANDASAN TEORI

## A. Air
Ahli  biokimia,  A.  E.  Needham,  dalam  bukunya The Uniqueness  of  Biological  Materials ,  menunjukkan  betapa pentingnya  cairan  bagi  pembentukan  kehidupan.  Jika hukum alam  semesta  memungkinkan  keberadaan  zat  padat  atau  gas saja,  maka  tidak  akan  pernah  ada  kehidupan.  Alasannya adalah bahwa atom-atom zat padat berikatan terlalu rapat dan terlalu  statis  dan  sama  sekali    tidak  memungkinkan  proses molekuler dinamis  yang  penting  bagi    terjadinya  kehidupan. Sebaliknya,  dalam  gas,  atom-atom bergerak  bebas  dan  acak. Mekanisme  kompleks  bentuk  kehidupan  tidak  mungkin berfungsi  dalam  struktur  seperti  itu.  Singkatnya,  lingkungan cair  mutlak  dibutuhkan dalam  proses-proses  pembentukan kehidupan. Yang paling ideal dari semua cairan atau tepatnya, satu-  satunya  cairan  ideal  untuk  tujuan  ini  adalah  air. Kenyataan  bahwa air  memiliki  sifat-sifat  yang  sangat  sesuai untuk  kehidupan  menarik  perhatian  .ilmuwan  sejak  dulu (Yahya, 2005: 2).

## Syarat-syarat Air Minum
Pada  umumnya  air  minum  ditentukan  beberapa  standar (patokan)  yang  pada  beberapa  Negara  berbeda-beda  menurut (Sutrisno,  2006:  20-23).  Ada  tiga  syarat  yaitu  syarat  fisika, syarat  kimia  dan  Bakteriologik.  Syarat  fisika  yaitu  air  tidak boleh  berwarna,  berasa,  berbau,  suhu  air  hendaknya  dibawah sela  udara  (sejak  ±25 ℃ )  dan  air  harus  jernih.  Untuk  syarat kimia adalah air  minum tidak boleh mengandung racun, zat- zat  mineral  atau  zat-zat  kimia  tertentu  dalam  jumlah

## RANCANG BANGUN APLIKASI SISTEM PENDETEKSI KEKERUHAN AIR MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535
Lusia Ester Manik,    Meicsy E.I. Najoan, ST., MT ., Arthur M. Rumagit, ST, MT,.  Brave A. Sugiarso, ST., MT., Jurusan Teknik Elektro-FT, UNSRAT,  Manado-95115, Email: mai_lucia@yahoo.com
Abstract    -    Water  is  a  source  of  the  life,  not  only  for human  but  also  for  other  living  things.  Clean  water  is  one  of  a fine  resource  and  it  can  be  used  for  human  consumptions  or doing  many  activities  on  daily  basis.  Nowdays  the  availability  of clean water is limited. Based on that, we have designed a tool can measure  the  frayed  of  the  water  with  LDR  (Light  Dependent Resistor) censor which can detect water from level of LED (Light Emitting Diode) which can get through the water, so it will detect the frayed of the water. The process and control unction are doing by  ATMega  8535.  The  output  from  this  tool  is  a  voltage  and frayed  water,  which  will  be  proceed  with  VB  (Visual  Basic) Program and visualised at PC (Personal Computer).
On the 20 cm height water with 5 litre volume, it can get clean water  is  on  0.17  Volt,  medium  frayed  water  is  on  0.17  till  0.18 Volt, and frayed water is on 5 Volt.
Keywords: ATMega 8535, LED, Censor LDR, PC, VB
Abstrak - Air  merupakan  sumber  kehidupan,  tidak  hanya bagi  manusia,  makhluk  hidup  yang  lain  juga  sangat membutuhkan sir. Air bersih merupakan salah satu jenis sumber daya  yang  baik  dan  dimanfaatkan  oleh  manusia  untuk dikonsumsi  atau  melakukan  aktivitas  sehari-hari.  Saat  ini ketersediaan  air  bersih  sudah  terbatas.  Untuk  itu,  maka dirancanglah  suatu  alat  yang  dapat  mengukur  suatu  kekeruhan air  dengan  menggunakan  sensor  LDR  (Light  Dependent Resistor),  dimana  sensor  ini  dapat  mendeteksi  air  dari  tingkat cahaya LED (Light Emitting Diode) yang menembus air tersebut, maka  akan  terdeteksi  kekeruhan  air.  Pemprosesan  dan pengendalinya dilakukan oleh ATMega 8535. Keluaran dari alat ini  adalah  tegangan  dan  kekeruhan  air,  yang  diolah  dengan pemograman VB (Visual Basic) dan ditampilkan di PC (Personal Computer).
Pada ketinggian air 20 cm dengan volume 5 Liter, diperoleh air  jernih  bernilai  tegangan  0.17  Volt,  air  setengah  keruh  0.17 Volt sampai 0.18 Volt, sedang air keruh 5 Volt.
Kata kunci: ATMega 8535, LED, Sensor LDR, PC, VB
melampaui batas yang telah ditentukan. Sedangkan berdasarkan  syarat  bakteriologik  yaitu  air  minum  tidak  boleh mengandung  bakteri-bakteri  penyakit  ( patogen )  sama  sekali dan  tidak  boleh  mengandung  bakteri-bakteri  golongan  Coli melebihi  batas-batas  yang  telah  ditentukan  yaitu  1  Coli/  100 ml  air.  Bakteri  golongan  Coli  ini  berasal  dari  usus  besar ( faeces ) dan tanah. bakteri pathogen yang mungkin ada dalam air  antara  lain  yaitu  bakteri typhsum , vibrio  colerae , entamoeba  hystolotica ,  bakteri enteritis (penyakit  perut)  Air yang mengandung golongan coli dianggap telah berkontaminasi (berhubungan) dengan kotoran manusia.

## B. Sensor
Sensor adalah alat yang dapat menerima rangsangan dan merespon  dengan  suatu  sinyal  elektrik.  Rangsangan  adalah kuantitas,  sifat,  atau  kondisi  yang  di  rasakan  dan  di  konversi ke  dalam  sinyal  elektrik.  Tujuan  dari  suatu  sensor  adalah untuk  merespon  suatu  masukan  sifat  fisis  (rangsangan)  dan mengkonversikannya  ke  dalam  suatu  sinyal  elektrik  melalui kontak elektronik.

## Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip  pantulan gelombang suara dan digunakan untuk  mendeteksi  keberadaan  suatu  objek  tertentu  di depannya,  frekuensi  kerjanya  pada  daerah  diatas  gelombang suara dari 40 KHz hingga 400 KHz (lihat gambar 1).
Sensor  ultrasonik  terdiri  dari  dari  dua  unit,  yaitu  unit pemancar  dan  unit  penerima.  Struktur  unit  pemancar  dan penerima  sangatlah  sederhana,  sebuah  Kristal piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya dihubungkan  dengan  diafragma  penggetar.  Tegangan  bolak- balik  yang  memiliki  frekuensi  kerja  40  KHz  –  400  KHz diberikan  pada  plat  logam.  Struktur  atom  dari  kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut terhadap polaritas tegangan yang diberikan, dan ini disebut dengan efek piezoelectric.
LDR (Light Dependent Resistor) LDR  singkatan  dari Light  Dependent  Resistor adalah resistor  yang  nilai  resistansinya  berubah-ubah  karena  adanya intensitas  cahaya  yang  diserap.  Gambar  2  merupakan komponen  LDR.  LDR  juga  merupakan  resistor  yang mempunyai koefisien temperature negative , dimana resistansinya dipengaruhi oleh intrensitas cahaya.
LDR  dibentuk  dari cadium  Sulfied (CDS)  yang  mana CDS  dihasilkan  dari  serbuk  keramik.  Secara  umum,  CDS disebut juga peralatan photo conductive , selama konduktivitas
Gambar 1.  Prinsip Pemantulan Gelombang  Ultrasonik
atau resistansi dari CDS bervariasi terhadap intensitas cahaya. Jika  intensitas  cahaya  yang  diterima  tinggi  maka  hambatan juga  akan  tinggi  yang  mengakibatkan  tengangan  yang  keluar juga  akan  turun  begitu  juga  sebaliknya  disinilah  mekanisme proses perubahan cahaya menjadi listrik terjadi.

## C. Mikrokontroler AVR ATMega 8535
Mikrokontroler  AVR  merupakan  mikrokontroler  berbasis arsitektur  RISC  ( Reduced  Instruction  Set  Computing )  8  bit. Gambar  3  merupakan  DI-SMART  tempat  tertancapnya ATMega 8535. Berbeda dengan mikrokontroler keluarga 8051 yang  mempunyai  arsitektur  CISC  ( Complex  Instruction  Set Computing ),  AVR  menjalankan  sebuah  instruksi  tunggal dalam  satu  siklus  dan  memiliki  struktur  I/O  yang  cukup lengkap  sehingga  penggunaan  komponen  eksternal  dapat dikurangi.  Mikrokontroler  AVR  didesain  menggunakan arsitektur Harvard, di  mana ruang dan jalur bus bagi  memori program  dipisahkan  dengan  memori  data.  Memori  program diakses dengan single-level pipelining , di mana ketika sebuah instruksi dijalankan, instruksi lain berikutnya akan di- prefetch dari memori program.

## Arsitektur ATMega 8535
ATMega8535  memilii  bagian  struktur  bagian  sebagai berikut: Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C,  dan Port D,    ADC  10  bit  sebanyak  8  saluran,  Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan  perbandingan, CPU yang  terdiri  atas  32  buah register , Watchdog  Timer dengan osilator  internal,  SRAM  sebesar  512 byte ,  Memori  Flash sebesar  8  KB  dengan  kemampuan Read      While  Write ,  unit interupsi  internal  dan  eksternal, Port antarmuka  SPI, EEPROM  sebesar  512 byte yang  dapat  diprogram  saat operasi,  Antarmuka  komparator  analog,  Port  USART  untuk komunikasi serial.

## Gambar 2. Komponen LDR
Gambar 3. Modul DI-Smart tempat tertancapnya AVR ATMega 8535

## D. Selenoid Valve
Selenoid  Valve  (gambar  4)  adalah  katub  yang digerakkan  oleh  energi  listrik,  mempunyai  kumparan  sebagai penggeraknya  yang  berfungsi  untuk  menggerakkan  flunger yang  dapat  digerakkan  oleh  arus  AC  maupun  DC.  Selenoid Valve  atau  katub  selenoida  mempunyai  lubang  keluaran, lubang masukan, lubang jebakan udara dan lubang inlet main. Lubang  inlet  main  berfungsi    sebagai  terminal/tempat  udara bertekanan masuk atau udara keluar.

## E. Komunikasi Pada Protokol Serial
Komunikasi    serial  (gambar  5)  adalah    komunikasi yang    tiap-tiap    bit    data  dikirimkan  secara  berurutan  dalam satu   jalur  /  kabel.    Komunikasi    serial    merupakan komunikasi  data  dengan  pengiriman  data secara  satu  per satu  dengan  menggunakan  satu  jalur  kabel  data.  Sehingga komunikasi  serial  hanya  menggunakan  2  kabel  data  yaitu kabel    data    untuk  pengiriman    yang    disebut transmit (Tx) dan    kabel    data    untuk    penerimaan    yang  disebut receive (Rx).
F. Visual Basic 6.0 Visual  Basic merupakan  bahasa  pemrograman  yang sangat  mudah  dipelajari,    dengan    teknik    pemrograman visual yang    memungkinkan    penggunanya  untuk    berkreasi lebih  baik  dalam menghasilkan  suatu  program aplikasi.  Ini terlihat  dari    dasar    pembuatan    dalam    visual    basic    adalah FORM,  dimana    pengguna    dapat  mengatur  tampilan  form kemudian dijalankan dalam script yang sangat mudah.

## III.   METODE PENELITIAN

## A. Tempat Dan Waktu Penelitian
Penelitian dan perancangan alat ini dilakukan selama beberapa  bulan.  Penelitian  dimulai  pada  bulan  Novenber 2012.  Pada  perancangan  pendeteksi  kekeruhan  air  ini dilakukan beberapa kali percobaan dalam menganalisa tingkat kekeruhan,  dengan  mengatur  pengendali  dan  pemrograman. tempat penelitian dan perancangan alat dilaksanakan di ruang robotika dan kediaman penulis.

## B. Bahan dan Alat Perlengkapan
Bahan  dan  Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  dan penyusun  Tugas  Akhir  ini  adalah  :  DI-Smart  AVR  Sistem mikrokontroler  ATMEGA  8535,  K-125  AVRUSB  ISP, Adaptor  5V  –  12  V,  RS232  Serial,  PC,  Kabel  pita,  Mur  dan baut, Acrilyc, Plumbing: Pipa, mata kran, stop kran, dan lem
pipa, Relay 12 V, LDR, LED , Software Visual Basic 6.0, Software Code Vision AVR, Selenoid Valve, dan Wadah air.

## C. Prosedur Penelitian
Prosedur  yang  dilakukan  dalam  perancangan  pendeteksi kekeruhan  air  adalah  sebagai  berikut:  Sebagai  tahapan  awal penulis  dalam  perancangan  ini,  penulis      terlebih  dahulu melakukan  studi  literatur.  Dimana  materi-materi  yang  di pelajari  yang  berhubungan  dengan  alat  dan  bahan  yang digunakan,  tahapan  selanjutnya  setelah  melakukan  Analisa dengan  studi  literatur  dan mendapatkan  informasi  yang dibutuhkan,  maka  penulis  melakukan  suatu  perancangan system pendeteksi  kekeruhan  air,  penulis kemudian melakukan  kalibrasi  komponen,  dimana  penulis  dengan meniti  beratkan  pada  sensor  LDR  sebagai  masukan  (input) suatu  system,  penulis  dalam  pengujian  menggunakan  CAVR dan  VB  dalam  pengolahan  data  yang  terhubung  secara  serial komunikasi, perancangan dan implementasi sistem pendeteksi kekeruhan air, penulisan laporan.

## D. Perancangan Sistem
Dalam  perancangan  pendeteksi  kekeruhan  air  ini memerlukan  konsep  yang  matang  guna  mendapat  hasil  yang sesuai  tujuan.  Pemilihan    perangakat  keras  ( hardware )  dan perangkat  lunak  ( software )  yang  merupakan  implementasi sistem  mekanik  dan  sistem  kontrol,  sangat  mempengaruhi perancangan. Sehingga lebih akurat dalam pengendalian objek sesuai  yang  diberikan.  Konsep  dasar  merupakan  pedoman untuk  merencanakan  sesuatu  dalam  melakukan  rancangan (desain),  dimana  konsep  ini  memuat  langkah-langkah  dan petunjuk  untuk  menentukan  sesuatu  penunjang  yang dibutuhkan  dalam  mendesain.  Gambar  6  merupakan perancangan  system  pengendalian  kekeruhan  air  secara keseluruhan.

## E. Perancangan perangkat Keras Perancangan perangkat keras pengontrol
DI-Smart AVR System (gambar 7)  adalah sebuah modul elektronika  yang  berdasar  pada  rangkaian  sistem  minimum mikrokontroler  AVR  (sismin  AVR)  ATMEGA  8535. Spesifikasi  dari  DI- SMART  AVR  Sistem  adalah sebagaimana disebutkan sesudahnya ini yaitu dapat digunakan sebagai  sistem  minimum  mikrokontroler    AVR  untuk  tipe ATMEGA 8535(L),
menggunakan  XTAL  8MHz,  dilengkapi  rangkaian  regulator 5V  dan  dioda  pengaman  dengan  konektor  DC  yang  mudah dihubungkan  dengan  Adaptor-DC,  dilengkapi  rangkaian antarmuka  ( interface )  Max232  sehingga  dapat  langsung dihubungkan  pada  PORT  SERIAL  /  COM  PORT  computer, koneksi  ADC  sudah  disiapkan  (AVCC,  AGND,  dan  AREF) sehingga  sistem  sudah  siap  untuk  menerima  input  ANALOG pada  PORTA,  Tersedia  Array  LED  pada  PORTC,  dan  Push- ON  pada  PORTD.2  dan  PORTD.3  sehingga  cocok  untuk latihan    pemrograman  atau  pengecekkan  program  (DEBUG), tersedia  DI-Smart Extension  Board untuk  mempermudah koneksi yang membutuhkan single pin.
Gambar 7. Skema Rangkaian DI-Smart AVR Sistem

## Perancangan perangkat keras aktuator.
Aktuator  yang  digunakan  yaitu  Selenoid  valve  dengan tegangan  input  bolak  balik  (AC).  Berikut  ini  adalah  jenis selenoid valve yang di gunakan:

## Perancangan perangkat keras catu daya
Suplay untuk  mikrokontroler  digunakan untuk  mensuplai tegangan  ke  mikrokontroler  untuk  mengirimkan  data  pada motor  maupun  pada  input  system  yang  di  gunakan  dengan spesifikasi  masukan  110/220V  dengan  keluaran  5-12  V. Suplay untuk  motor  power  window.  Pada  suplay  ini  terdiri atas  2  keluaran  untuk  masing  masing  motor  power  window dimana setiap keluarannya yaitu 9-12 volt untuk menggerakan motor power window.

## Perancangan perangkat lunak
Perancangan  program  Code  Vision  AVR  C (gambar  8) Untuk Code  Vision AVR  C  pembuatan source  code sangat penting untuk langkah awal memulai pembuatan program dan project . Perancangan  Visual  Basic (VB). Membuat  program pengolahan  pada  VB  sebagai  fungsi  untuk  penentuan  objek seperti pada gambar 9.
Gambar 6. Perancangan Sistem Kekeruhan Air
Gambar 8. Program Code Vision AVR

## Gambar 9. Tampilan Program VB

## TABEL I. HASIL PENGUKURAN SENSOR AIR TERHADAP TEGANGAN OUTPUT
No. Vin(V) Vout (V) 1. 4.88 2,21 2. 4.91 2,45

## TABEL  II.  HASIL  PENGUKURAN  SENSOR  CAHAYA  TERHADAP TEGANGAN OUTPUT SENSOR
No. Vin(V) Vout (V) 1. 4.88 2,70

## TABEL  III.  HASIL  PENGUKURAN  SENSOR  CAHAYA  TERHADAP
JENIS AIR DAN KETINGGIAN AIR No.  Jenis Air Ketinggian Air (cm) Vout (V) 1. Jernih(air minum kemasan ) 20 0.17 2. Setengah  Keruh (air pancuran) 20 0.18 3. Keruh(air sabun) 20 5.00 TABEL  IV. HASIL PENGUJIAN SENSOR CAHAYA TERHADAP JENIS AIR  DAN KETINGGIAN AIR DALAM SERIAL KOMUNIKASI DATA No.  Jenis Air Ketinggian Air (cm) Vout (V) 1. Jernih (air minum kemasan) 20 0.17 2. Setengah Keruh (air pancuran) 20 0.17- 0.18 3. Keruh (air sabun) 20 5.00

## IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN
Tiga  sampel  air  yaitu  air  Jernih  (air  minum  kemasan),  air setengah keruh (air pancuran), dan air keruh (air sabun).
Gambar 10. Tampilan VB Terhadap Pengujian Air Jernih
Gambar 11. Tampilan VB Terhadap Pengujian Air Setengah Keruh
Gambar 12. Tampilan VB Terhadap Pengujian Air Keruh

## A. Pengukuran Hardware/Alat
Pada  tabel  I  dilakukan  pengukuran  sensor  terhadap  air, dimana  tegangan  air  yg  masuk  (Vin)  diukur  dan  diperoleh tegangan    keluaran  (Vout).  Nilai  tegangan  kaluaran  (Vout) lebih  kecil  dibanding  nilai  tegangan  yang  masuk  (Vin).  Pada untuk  tabel    II dilakukan  pengukuran  sensor  cahaya  terhadap tegangan  air  yg  masuk  (Vin)  diukur  dan  diperoleh  tegangan keluar  (Vout).  Nilai  tegangan  keluaran  (Vout)  lebih  kecil dibanding nilai tegangan yang masuk (Vin) dan Pada tabel  III dilakukan  pengukuran  sensor  cahaya  terhadap  tiap  jenis  air dimana  ketinggian  air  dari  tiap  jenis  air  adalah  20  cm  dan diperoleh  tegangan  (Vout)  yang  berbeda  dari  tiap  jenis  air. Pada  tabel  IV dilakukan pengukuran  sensor cahaya terhadap tiap jenis air dan ketinggian air dalam serial komunikasi data
dimana  ketinggian  air  dari  tiap  jenis  air  adalah  20  cm  dan diperoleh tegangan (Vout) yang berbeda dari tiap jenis air.

## B. Pembuatan Software
Untuk  Pembuatan/Pemograman Software gambar  10 merupakan    tampilan  VB  terhadap  pengujian  air  Jernih dimana  tegangan  air  pada  air  jernih  diperoleh  0,17  Volt. gambar  11  merupakan  tampilan  VB  terhadap  pengujian  air setengah  keruh  bernilai  0.17-0.18  Volt.  Sedangkan  pada gambar  12  merupakan  tampilan  VB  terhadap  pengujian  air keruh adalah 5 Volt.

## V.  KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  dan  pembahasan  dalam  rancang bangun aplikasi  sistem pendeteksi kekeruhan air,  maka dapat disimpulkan  beberapa  hal  terkait  dengan  pelaksanaan  dan hasil dari penelitian yaitu:
adanya  perubahan  debit  air  yang  signifikan  memerlukan adanya  reaksi  sensor  yang  tanggap  terhadap  Plant, penggunaan LDR dalam perancangan ini kurang efisien dalam pendekteksian  kekeruhan  air,  mikrokontroler  DI-Smart  AVR ATMega  8535  digunakan  sebagai  interface  antar  komponen dan  jalur  komunikasi  data.  Komputer  digunakan  sebagai interface dengan manusia dan dalam monitoring , pengendalian sistem menggunakan Visual Basic memudahkan dalam interface yang real time dan lebih komunikatif.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Heryanto,  W.  Adi, Pemrograman  Bahasa  C  Untuk Mikrokontroler ATMEGA 8535 , Andi, Yogyakarta, 2008.
[2] I.  Made,  Joni,  R.  Budi, Pemrograman  C  dan  Implementasinya, Informatika, Bandung, 2008.
[3] R.  Setiawan, Manual  Book  Trainer  Mikrokontroler  AVR  ATmega, Alfabeta , Bandung, 2010.
[4] Y.  Subari, Panduan  Lengkap  Pemrograman  Visual  Basic  6.0, Cerdas Publisher , Bandung, 2008.
[5] Depokinstruments DI-Smart  AVR  System  (Sistem  Minimum Mikrokontroler  AVR  ATMEGA8535) ,  (29  September  2013). tersedia di: www.depokinstruments.com.