BERKALA SAINSTEK 2022 10(1): 10-16 doi: 10.19184/bst.v10i1.27315 https://jurnal.unej.ac.id/index.php/BST/article/view/27315

## RESEARCH ARTICLE

## Design of a Falling Ball Speed Measuring Instrument in Viscosity Experiment Using Arduino UNO ATmega
(Rancang Bangun Alat Pengukur Kecepatan Bola Jatuh pada Praktikum Viskositas dengan Menggunakan Arduino UNO ATmega)
Budiyono *) , Edy Sutrisno, Taufik Usman Wibowo Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember Jln. Kalimantan 37, Jember 68121

## ABSTRACT
Viscosity experiments in universities generally use falling ball method with manual observations. Measuring travel time of iron ball from one point to another manually using a stopwatch can cause a large error. This problem can be solved by designing a digital falling ball viscometer using infrared and photodiode configured with Arduino. Infrared and photodiode pairs are placed in the top and bottom glass tubes to detect the movement of iron ball so that it produces a change in voltage. This voltage change is used to mark start and stop times in time measurement. The time measurement obtained is then used to calculate speed of the ball through the formula for distance between sensors divided by time. Data obtained is then entered into viscosity formula of falling ball method to obtain viscosity value of fluid (oil). The digital falling ball viscometer is accurate when error obtained is less than 5%. The results obtained are the error of the digital viscometer measurement results are better than the error of the manual viscometer. The highest error obtained from the digital viscometer is 4%, while the lowest is 1%. This indicates that the digital falling ball viscometer has a high enough accuracy so that data obtained is in accordance with the reference and can be used as a viscosity experiment tool using falling ball method.
Praktikum  viskositas  di  perguruan  tinggi  pada  umumnya  menggunakan  metode  bola  jatuh  dengan  pengamatan  secara  manual. Pengukuran waktu tempuh bola besi dari satu titik ke titik lainnya secara manual menggunakan stopwatch dapat menyebabkan error yang besar. Permasalahan ini dapat diatasi dengan mendesain sebuah alat viskometer bola jatuh digital menggunakan inframerah dan fotodioda yang terkonfigurasi dengan arduino. Pasangan inframerah dan fotodioda diletakkan di tabung kaca bagian atas dan bagian bawah untuk mendeteksi gerakan bola besi sehingga menghasilkan perubahan tegangan. Perubahan tegangan ini dimanfaatkan untuk menandai  waktu  mulai  dan  henti  dalam  pengukuran  waktu.  Pengukuran  waktu  yang  didapatkan  kemudian  digunakan  untuk menghitung  kecepatan  bola  melalui  rumus  jarak  antar  sensor  dibagi  dengan  waktu.  Semua  data  yang  didapatkan  kemudian dimasukkan ke dalam rumus viskositas metode bola jatuh untuk mendapatkan nilai viskosita fluida (minyak). Viskometer bola jatuh digital dapat dikatakan akurat ketika error yang didapatkan kurang dari 5%. Hasil yang didapatkan yaitu error yang dihasilkan dari viskometer digital lebih baik dibandingkan error dari viskometer manual. Error paling tinggi yang didapatkan dari viskometer digital yaitu 4% sedangkan terendah 1%. Hal ini menandakan bahwa viskometer bola jatuh digital memiliki akurasi yang cukup tinggi sehingga  data  yang  didapatkan  sesuai  dengan  referensidan  dapat  digunakan  sebagai  salah  satu  alat  bantu  praktikum  viskositas menggunakan metode bola jatuh.
Keywords: viscosity experiments, infrared; photodiode, arduino, falling ball method.

## PENDAHULUAN
Praktikum  viskositas  merupakan  salah  satu percobaan  atau  praktikum  dari  fisika  dasar  yang bertujuan  untuk  mengukur  kekentalan  zat  cair. Kekentalan zat cair merupakan salah satu karakteristik
dari  suatu  fluida. Pengukuran  viskositas  terdiri  dari banyak  metode  seperti metode  ultrasonik,  metode bola jatuh, metode vibrasi, dan metode rotasi. Salah satu  metode  non-destruktif  (tidak  merusak)  dan sering  digunakan  pada  kegiatan  praktikum  yaitu metode  bola  jatuh. Kelemahan  dari pengukuran
*)Corresponding author: Budiyono E-mail: boedyfisika1dasar@gmail.com
Budiyono et al, Design of a Falling Ball Speed …
viskositas metode  bola  jatuh sampai saat  ini  adalah pengukuran waktu secara manual sehingga data yang didapatkan cenderung kurang akurat. Ketidakakuratan ini  timbul  akibat  tidak  lurusnya arah pandangan pengamat  dan  kelelahan  atau  kerusakan  mata pengamat  sehingga  pencatatan  waktu  kurang  akurat [1]. Berdasarkan  permasalahan  ketidakakuratan  pada praktikum  viskositas,  maka  peneliti  ingin  merancang sebuah  viskometer  bola  jatuh  digital  otomatis menggunakan LED inframerah dan sensor fotodioda untuk  membantu  praktikan  dalam  mengukur kecepatan bola jatuh di zat cair. LED inframerah dan sensor fotodioda  diletakkan  saling  berhadapan  di dinding  tabung  viskositas  untuk  mendeteksi  bola jatuh.  Sensor  ini  kemudian  dihubungkan  dengan Arduino Uno untuk membaca sinyal dari sensor dan kemudian memulai atau memberhentikan pengukuran waktu.  Sensor  yang  digunakan  diletakkan  di  dekat permukaan cairan dan di dekat dasar tabung. Sensor di bagian  atas  sebagai  pemicu dimulainya pengukuran waktu, sedangkan  sensor  di  bagian  bawah berguna untuk menghentikan pengukuran waktu. Data waktu tempuh  bola  akan  ditampilkan  melalui  LCD ( Liquid Crystal Display ) yang terhubung dengan Arduino. Viskositas  terdiri  dari  2  jenis  yaitu  viskositas kinematik dan viskositas dinamik. Viskositas dinamik didapatkan dari perkalian antara viskositas kinematik dengan  massa  jenis  cairan  sedangkan  viskositas kinematik adalah suatu nilai yang menyatakan ukuran hambatan untuk cairan. Satuan umum yang digunakan untuk  viskositas  dinamik  adalah  Pa.s  dan  P  (Poise) sedangkan  satuan  untuk  viskositas  kinematik  adalah Stokes [2]. Ketika sebuah benda bergerak dalam fluida tidak  ideal  (fluida  memiliki  viskositas  cukup  besar) maka  terjadi  gaya  hambat  pada  benda  yang  disebut gaya Stokes. Gaya Stokes merupakan gaya yang timbul akibat  gesekan  antara  zat  cair  dengan  permukaan benda. Rumus dari gaya Stokes hanya berlaku untuk geometri berbentuk bola dengan permukaan halus [3]. Rumus dari gaya Stokes
= 6 ............................................................. (1) dimana adalah  gaya  stokes  ( ), adalah viskositas ( / ), adalah jari – jari bola ( ), dan adalah kecepatan bola ( / ).
Gaya yang bekerja pada bola ketika jatuh ke dalam fluida adalah gaya berat, gaya Archimedes serta gaya Stokes  yang  mengarah  ke  atas.  Ketiga gaya  ini  terus
bekerja  pada  benda  seiring  dengan  gerak  benda tersebut  hingga  sistem  setimbang  atau  resultan  gaya sama  dengan  nol.  Ketika  resultan  gaya  yang  bekerja pada benda sama dengan nol, maka kecepatan benda tersebut  tetap.  Kecepatan  ini  disebut  dengan kecepatan  terminal [4].  Secara  matematis  dapat dituliskan :
− − = 0 …………………………….(2) Mengingat bahwa F A merupakan gaya Archimedes, F s merupakan  gaya Stokes  dan  massa  benda (m) berhubungan  dengan  massa  jenis  benda,  maka persamaan (2) dapat dirubah menjadi :
− 6 − = 0 ……… …….(3) sehingg didapatkan rumusan dari viskositas yaitu : = ( ) ………………………….. (4) dimana adalah massa jenis benda ( / ), adalah  massa  jenis  fluida  ( / ), adalah percepatan gravitasi bumi ( 9,8 / ) dan adalah kecepatan terminal ( / ). Mikrokontroler merupakan sistem komputer yang dirangkai  dalam  sebuah  chip  dimana  di  dalamnya sudah  terdapat  mikroprosesor,  I/O,  dan  memori. Mikrokontroler yang paling umum adalah AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) yang memiliki arsitektur 8  bit.  Salah  satu  contoh  dari  mikrokontroler  yaitu Arduino Uno R3 dengan chip ATMega328. Arduino Uno memiliki 14 pin input / output digital dan 6 input analog. Arduino Uno bisa berjalan dengan kombinasi hardware ,  bahasa  pemrograman  dan  IDE  ( Integrated Development  Environment )  sebagai  aplikasi  penulis pemrograman [5]. Arduino UNO memiliki fitur yang memudahkan  pengguna  salah  satu  contohnya  hanya dengan  menghubungkan  Arduino  ke komputer melalui port USB,  maka  Arduino  siap  digunakan. Arduino  merupakan  sebuah  alat  yang  bersifat open source dan  penggunaannya  disandingkan  dengan aplikasi Arduino  IDE  yang  menggunakan  bahasa C. Arduino  IDE  merupakan  program  yang  dapat memberikan  perintah  ( compile )  ke  mikrokontroler ATmega  328  yang  terdapat  di  dalam  Arduino  Uno tanpa tambahan apapun [6].
Fotodioda  adalah  komponen  elektronika  yang mengubah  cahaya  menjadi  arus  listrik.  Fotodioda termasuk  dalam  komponen  aktif  yang  terbuat  dari
Budiyono et al, Design of a Falling Ball Speed …
bahan  semikonduktor.  Fotodioda  memiliki  terminal positif  (anoda)  dan  terminal  negatif  (katoda)  serta memiliki lensa dan filter optik di permukaan sebagai pendeteksi  cahaya. Cahaya  yang  dapat  dideteksi fotodioda antara lain cahaya tampak, sinar Inframerah, sinar  Ultra-violet  hingga  sinar  X  (tergantung pada bahan semikonduktor). Fotodioda memiliki sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan pendeteksi  cahaya  lainnya.  Resistansi  dari  fotodioda semakin  mengecil  seiring  dengan  membesarnya intensitas cahaya, sehingga semakin besar radiasi yang dipancarkan  sumber  cahaya,  maka  resistansinya semakin mengecil begitu juga sebaliknya [7].
Tissos  dkk  (2014)  telah  melakukan  penelitian pengukuran viskositas  fluida tetapi menggunakan sensor  Efek  Hall  UGN3503  dan Arduino  Uno  328. Prinsip  kerja  dari  alat  yang  dibuat  oleh  Tissos dkk adalah bola  besi  yang  masuk  ke  dalam  fluida  akan terdeteksi  oleh  sensor efek  Hall  dan  menyebabkan medan  magnet  dari  sensor  berubah ketika bola  besi yang bergerak dalam fluida melewati sensor. Besaran medan  magnet  ini  kemudian  dirubah  oleh  sensor menjadi tegangan listrik. Perubahan tegangan diolah lebih  lanjut  oleh  Arduino  dan  digunakan  sebagai penanda  dimulainya  pengukuran  waktu  tempuh. Ketika  bola  tepat  melewati  sensor  Efek  Hall  yang kedua (tabung viskositas bagian bawah), sensor Efek Hall  akan  kembali  mendeteksi  perubahan  medan magnet,  dirubah  menjadi  sinyal  listrik  dan mengirimkannya  Arduino  sebagai  penanda  akhir pengukuran  waktu. Arduino  melakukan  perhitungan secara  otomatis  sehingga  didapatkan  nilai  viskositas fluida.  Nilai  dari  viskositas  fluida  kemudian ditampilkan  pada  LCD.  Hasil  yang didapatkan  yaitu sistem sensor Efek Hall memiliki ketelitian yang cukup tinggi dengan persentase kesalahan sebesar 4,2% [8].
Penelitian lainnya juga dilakukan oleh Surtono dan Suciyati  (2015), dengan menggunakan sensor fotodioda, laser serta arduino ATmega 8535. Prinsip kerja  dari  alat  ini yaitu  mengkonversi  tegangan  yang diukur  oleh  fotodioda  menjadi  waktu  tempuh  bola jatuh.  Ketika  bola  melewati  laser,  maka  terjadi perubahan  tegangan  pada  fotodioda  yang  kemudian dikonversi  menjadi  waktu  oleh  IC  LM311.  Analisis data  yang  dilakukan  oleh  Surtono  dan  Suciyati  yaitu membandingkan  pengukuran  waktu  bola  jatuh  oleh alat  dan  secara  manual.  Hasil  yang  didapatkan  yaitu sistem yang dibuat mengukur waktu bola jatuh lebih baik  dibandingkan  manual  serta  sistem  yang  terdiri
dari sensor fotodioda, IC LM311, laser, dan arduino ATmega8535  dapat  berfungsi  dengan  baik  sebagai sistem deteksi bola jatuh [9].
Dalam  penelitian  ini,  peneliti  mendesain viskometer  bola  jatuh  digital  yang  lebih  handal  dan sesuai kebutuhan praktikum sains dasar di perguruan tinggi.  Dalam  penelitian  ini,  jumlah  sensor  yang digunakan  lebih  banyak  yaitu  16  pasang  LED inframerah  dan  fotodioda  agar  lebih  peka  dalam mendeteksi  gerak  bola  jatuh  di  dalam  tabung  berisi cairan.  Selain  itu,  suhu  cairan  juga  divariasi  untuk mengetahui  kehandalan  desain  sensor  dalam viskometer bolajatuh digital.

## METODE PENELITIAN
Kerangka Pemecahan Masalah Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain tabung kaca sebagai wadah cairan uji untuk viskometer,  statif  sebagai  penyangga  tabung  kaca, bola besi sebagai bola uji viskometer digital, 16 pasang inframerah  dan fotodioda  sebagai  sensor  pemicu pengukuran waktu, Arduino  sebagai  mikrokontroler untuk  mengatur  sensor  (pengukuran waktu), LED sebagai indikator pendeteksi dari pasangan inframerah dan  fotodioda,  resistor  sebagai  penghambat  arus, potensiometer  sebagai  pengatur  sensitivitas  dari inframerah  dan  fotodioda, IC  LM324  sebagai komparator, magnet sebagai alat untuk menarik bola besi  ketika  telah  diuji, LCD  sebagai  penampil  data waktu yang terukur, kabel sebagai penghubung antar komponen elektronik, laptop sebagai perangkat keras pengolah  pemrograman dan  data,  minyak  goreng FILMA sebagai cairan uji viskometer digital.
Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan dan  pengulangan. Langkah  pertama  yaitu  mengukur massa bola besi menggunakan timbangan digital dan mengukur  diameter  bola  besi  menggunakan mikrometer  sekrup.  Selanjutnya  mengukur  suhu minyak  goreng  yang  telah  dipanaskan,  dikarenakan dalam penelitian  ini juga menggunakan  variasi  suhu cairan untuk menguji  kehandalan alat.  Setelah mencapai  suhu  yang  diinginkan,  massa  jenis  minyak diukur  menggunakan  metode  gelas  ukur  lalu dan melakukan kalibrasi alat. Selanjutnya bola dijatuhkan pada tabung kaca yang berisi minyak goreng dengan suhu tertentu. Inframerah dan fotodioda sebanyak 16 pasang ditempatkan di bagian atas dan bagian bawah tabung  kaca,  masing-masing  8  pasang  disusun
Budiyono et al, Design of a Falling Ball Speed …
melingkari  tabung.  Ketika  bola  terdeteksi  oleh kelompok sensor  pertama,  maka  terjadi  perubahan tegangan pada fotodioda yang memicu arduino untuk memulai  pengukuran  waktu waktu.  Ketika  bola mengenai kelompok sensor  kedua,  maka  perubahan tegangan  fotodioda  memicu  arduino  untuk memberhentikan  pengukuran waktu.  Jika  bola  tidak terdeteksi  di  sensor  pertama  maupun  kedua,  maka bola  dijatuhkan  kembali  ke  dalam  minyak  hingga terdeteksi  oleh  sensor.  Setelah  didapatkan  data  pada suhu yang diinginkan, prosedur di atas diulangi untuk suhu yang berbeda. Suhu yang digunakan didasarkan pada  referensi  yang  telah  ada untuk  memudahkan perbandingan nilai viskositas referensinya. Data yang didapatkan kemudian diolah menggunakan Ms.Excel untuk mendapatkan nilai viskositas.

## Spesifikasi Desain Viskometer Digital
Desain  dari  penelitian  yang  dilakukan  sesuai dengan  alat  dan bahan  yang  telah  dijelaskan sebelumnya. Spesifikasi dari set alat viskometer bola jatuh digital disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi  set  alat  viskometer  bola  jatuh digital Keterangan Spesifikasi Diameter luar tabung kaca 4 cm Diameter dalam tabung kaca 3,7 cm Tinggi tabung kaca 50 cm Massa bola besi 2,05 g Diameter bola besi 7,36 mm Jarak sensor dengan permukaan 10 cm Jarak antar sensor 34,5 cm Resistor 22 dan 33
Gambar 1. Desain viskometer bola jatuh digital
Gambar 1 merupakan desain dari viskometer bola jatuh  digital  sesuai  dengan  spesifikasi  serta  alat  dan bahan yang telah dideskripsikan pada Tabel 1.
Analisis Data Data yang didapatkan dari penelitian ini yaitu massa bola besi, diameter bola besi, massa jenis fluida dan waktu  tempuh  bola  besi. Massa  jenis  fluida  dapat dihitung menggunakan gelas ukur dimana massa fluida dan  gelas  ukur  dikurangi  dengan  massa  gelas  ukur dibagi  dengan  volume  fluida  tersebut.  Secara matematis dirumuskan sebagai:
=
....... (5)
Massa  jenis  bola  dan  kecepatan  terminal  bola berturut – turut didapatkan dari : = ………………………………….. (6) = ……………………………………... (7) dimana adalah  massa  bola  ( ),
adalah volume bola ( ), adalah jarak antar sensor (m), dan
adalah waktu yang tercatat ( ). Nilai , , dan dimasukkan dalam persamaan 4 sehingga didapatkan nilai  viskositas. Faktor  koreksi  yang  digunakan  yaitu
Arduino, LCD, dan rangkaian elektronik lainnya Fotodioda Inframerah Fotodioda Inframerah 10 cm 34,5 cm Sensor start Sensor stop
Budiyono et al, Design of a Falling Ball Speed …
faktor koreksi yang disesuaikan dengan spesifikasi alat. Faktor koreksi yang digunakan yaitu :
= 1 + …………………………………... (8) dimana d adalah diameter bola besi dan D adalah diameter tabung. Dengan menggunakan faktor koreksi tersebut, maka nilaiviskositas hasil pengukuran yaitu :
= …………………………. (9)
Nilai  viskositas  yang  didapatkan  dari  penelitian menggunakan  alat  ini  dibandingkan  dengan  nilai viskositas  fluida referensi.  Viskometer  digital  dapat dikatakan  akurat  ketika error yang  dihasilkan  kurang dari 5%. Rumus dari error yaitu :
(%) = 100% ……. (10)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Desain dan Cara kerja Sistem Viskometer Digital Pada penelitian ini,  jumlah  inframerah dan fotodioda  yang  digunakan sebanyak  16  pasang agar kemungkinan bola besi terdeteksi oleh sensor semakin besar. Jika yang digunakan hanya 1 pasang fotodioda dan  inframerah  maka  kemungkinan  bola  terdeteksi kecil karena bola dapat bergeser saat jatuh ke dalam fluida.  Selain  itu,  konfigurasi  8  pasang  sensor  ini mengatasi  kelemahan  inframerah  dimana  ketika terkena kaca, maka sinar inframerah akan terfokuskan pada satu titik sehingga bola sulit terdeteksi jika sensor tidak  dipasang  setengah  lingkaran.  8  pasang inframerah dan fotodioda ini sensitif terhadap adanya halangan  sehingga  diperlukan uji  kinerja  sensor. Uji kinerja sensor dari viskometer digital hanya dilakukan ketika  terdapat  LED  yang  menyala  saat  bola  akan dijatuhkan.  Setiap  LED  dapat  diatur  menggunakan potensiometer,  artinya  satu potensiometer  mengatur satu LED. Pengaturan dilakukan dengan cara memutar potensiometer dari LED yang hidup hingga LED mati lalu  diputar  sedikit  ke  arah  yang  berlawanan  hingga menyala lalu diputar kembali ke arah yang berlawanan hingga  LED  mati. Ketika  potensiometer  telah dikembalikan ke posisi putaran potensiometer hingga LED  mulai  mati,  maka  sistem  sensor  telah  teruji. Dalam uji kinerja sensor, sistem sensor telah kembali ke  keadaan,  dimana  fotodioda  mendeteksi  intensitas
cahaya inframerah yang dipancarkan LED inframerah ketika, ruang antara fotodioda dan LED Inframerah terhalang oleh objek yang baru, dalam hal ini berupa cairan yang baru.
Cara  kerja  sistem  viskometer  digital  ini  yaitu terdapat dua buah modul sensor yang terletak di dekat permukaan cairan (bagian atas tabung) yang berfungsi sebagai sensor “start” dan terdapat di bawah tabung sebagai  sensor “stop”. Pembacaan  sensor  fotodioda ini  dihubungkan  dengan  rangkaian  komparator LM324.  Hasil  pembacaan  sensor  kemudian dibandingkan dengan Variable Resistor (VR) di dalam IC LM324, jika tegangan sensor dan VR sama maka tegangan  akan  dilewatkan  IC  LM324.  Output  dari komparator merupakan LED dan masuk sebagai input Arduino yang akan memberikan logika 1 atau HIGH jika  sensor  membaca  adanya  halangan  dan memberikan  logika  LOW  atau  0  jika  sensor  tidak mendapatkan  halangan.  Artinya  jika  bola  terdeteksi oleh  salah  satu  pasangan  inframerah  dan  fotodioda, maka  salah  satu  LED  akan  menyala.  Pada  Arduino telah terprogram bahwa sensor “start” apabila  salah satu  dari  8  sensor bagian  atas (pasangan  inframerah dan  fotodioda)  mendeteksi  bola  besi  atau  halangan lain  maka  stopwatch  akan  mulai  menghitung  dan apabila  salah  satu  dari  8  sensor bagian  bawah mendeteksi bola besi atau halangan lain maka waktu stopwatch  akan “stop” berhenti. Output yang ditampilkan  pada  LCD  adalah  selang  waktu  antara pembacaan sensor start dan sensor stop.
Hasil Pengukuran Viskositas Pengukuran viskositas minyak goreng dengan merk FILMA  dilakukan  menggunakan  satu  diameter  bola dengan  5  variasi  suhu  minyak.  Hal  ini  dikarenakan referensi yang didapatkan salah satunya menggunakan minyak goreng FILMA dengan suhu yang bervariasi [10]. Spesifikasi dari tabung dan bola besi dapat dilihat pada desain alat penelitian (Gambar 1 dan Tabel 1). Hasil  yang  didapatkan menggunakan  viskometer digital  lebih  baik  dibandingkan  dengan  pengukuran viskositas secara manual. Hal ini dapat dilihat melalui Tabel 2 dan Tabel 3 dimana error yang  dihasilkan viskometer  digital  jauh  lebih  kecil  daripada pengukuran  secara  manual. Error yang  kecil menandakan akurasi alat semakin baik.
Tabel 2. Hasil pengukuran viskositas menggunakan viskometer digital
Budiyono et al, Design of a Falling Ball Speed …
No. T ( o C) t (s) v T (m/s) ρ f (kg/m 3 ) η teori [10] η pengukuran Error 1 29 0,44 0,784 907 0,393 0,402 2% 2 35 0,40 0,863 895 0,368 0,366 1% 3 40 0,38 0,908 885 0,361 0,348 4% 4 45 0,37 0,932 875 0,350 0,339 3% 5 50 0,35 0,986 870 0,331 0,321 3%
η teori didapatkan dari penelitian yang dilakukan oleh Damayanti dkk (2018) [10].
Tabel 3. Hasil pengukuran viskositas secara manual No. T ( o C) t (s) v T (m/s) ρ f (kg/m 3 ) η teori η pengukuran Error 1 29 0,62 0,556 907 0,393 0,567 44% 2 35 0,55 0,627 895 0,368 0,503 37% 3 40 0,49 0,704 885 0,361 0,449 24% 4 45 0,44 0,784 875 0,350 0,404 15% 5 50 0.40 0,863 870 0,331 0,367 11%
Grafik hubungan antara antara suhu dan viskositas yang dihasilkan dari pengukuran viskometer manual, viskometer  digital  dan  renerensi  [10]  disajikan  pada Gambar  2.  Pengambilan  data  dilakukan  di  dalam laboratorium  dimana  suhu  di dalam  ruang  tersebut diasumsikan  konstan.  Pengukuran  juga  dilakukan secara  cepat  sehingga  diasumsikan  tidak  ada perubahan  suhu  yang  signifikan  pada  cairan  minyak yang  diukur.  Pada  grafik  tersebut,  terlihat  bahwa viskositas  hasil  pengukuran  viskometer  manual memiliki  nilai  yang  jauh  berbeda  dengan  viskositas referensi. Error dari  perhitungan  viskositas
menggunakan  viskometer  manual  sangat  besar dikarenakan  beberapa  faktor,  terutama  yaitu perhitungan waktu yang terlalu lambat maupun terlalu cepat. Hal ini dikarenakan bola besi meluncur dengan begitu  cepat  sehingga  antara  stopwatch  dan  mata pengamat kurang sinkron sehingga waktu yang terbaca bukan  waktu  yang  sebenarnya.  Beberapa  faktor lainnya  seperti  kesalahan  pengukuran  diameter  bola, massa bola maupun massa jenis fluida, tetapi karena yang  digunakan  hanya  satu  jenis  bola,  maka pengukuran  yang  dilakukan  hanya  untuk  1  bola  saja sehingga beberapa faktor ini dapat diabaikan.
Gambar 2. Grafik viskositas minyak terhadap suhu
0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 V isk os ita s ( P a.s ) Suhu ( o C) Manual Digital
Teori
Budiyono et al, Design of a Falling Ball Speed …
Error yang  dihasilkan  dari  pengukuran menggunakan  viskometer  digital  cukup  baik  dengan nilai  di  bawah  5%.  Meskipun  perhitungan  waktu menggunakan  sensor,  tetapi  terdapat  beberapa permasalahan yang mengakibatkan masih munculnya error .  Beberapa  permasalahan  tersebut  antara  lain rumus  faktor  koreksi  yang  tidak  sesuai  dan pengambilan  jarak  antar  sensor  yang  kurang  tepat. Faktor  koreksi  dari  viskositas  yaitu  membandingkan antara diameter bola dengan diameter tabung, tetapi untuk  rumusan  dari  faktor  koreksi  berbeda - beda bergantung  pada  spesifikasi  alat  tersebut.  Faktor koreksi  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  telah disesuaikan  sedemikian  rupa  sehingga  hasil  yang didapatkan  untuk  semua  suhu  mendekati  nilai referensi. Permasalahan yang kedua yaitu pengambilan jarak  antar  sensor  yang  kurang  tepat  mengakibatkan kecepatan yang terukur bukan kecepatan terminal.

## KESIMPULAN
Desain  viskometer  digital  sudah  cukup  baik dikarenakan  sensor  yang  dipasang  melingkar  pada tabung  menyebabkan  peluang  bola  terdeteksi  lebih besar.  Sistem  juga  berjalan  dengan  baik  terlihat  dari pengukuran waktu yang cukup akurat untuk berbagai suhu minyak goreng. Akurasi dari viskometer digital jauh  lebih  baik  dibandingkan  dengan  akurasi  dari pengukuran viskositas secara manual terlihat dari error yang  dihasilkan,  sehingga  viskometer  digital  dapat digunakan  sebagai  praktikum  untuk  mengatasi permasalahan yang timbul pada pengukuran viskositas secara  manual.  Kelebihan  dari  alat  ini  yaitu  dapat mengukur  waktu  tempuh  bola  secara  presisi,  tetapi untuk  tingkat  akurasi  data  macam - macam  fluida belum dibuktikan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Giancoli, D.C., Fisika Edisi 5 Jilid 2, Jakarta: Erlangga,
1998.
[2] Djaman, Pembuatan Prototipe Alat Viskositas Crude Oil dengan  Menggunakan  Sensor  Proximity,  Thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember. 2016.
[3] Rosyid, M.F., E. Firmansah dan Y.D. Prabowo, Fisika Dasar Jilid 1: Mekanika. Yogyakarta: Penerbit Periuk, 2014.
[4] Indrajit, D., Mudah dan Aktif  Belajar Fisika, Jakarta: Setia Purna Inves, 2009.
[5] Artanto, D., Interaksi Arduino dan LabVIEW, Jakarta : PT. Elex Media Komputindo. 2012
[6] Handoko, P., “Sistem Kendali Perangkat Elektronika Monolitik Berbasis Arduino Uno R3”, Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017 , vol. 1-2, November 2017.
[7] Simajuntak,  H.D.Z., “Aplikasi  Fotodioda  Sebagai Penghitung  Jumlah  Produk  Berbasis  Arduino  Uno”, Projek  Akhir II , Medan: Universitas  Sumatera  Utara, 2019.
[8] Tissos,  N.P.,  Yulkifli., dan Z. Kamus, “Pembuatan Sistem  Pengukuran  Viskositas  Fluida    Secara  Digital Menggunakan  Sensor  Efek  Hall  Ugn3503  Berbasis Arduino  Uno328”, Jurnal  Sainstek , vol. 6, pp.  18-73, 2014.
[9] Surtono, A,  dan  S.W. Suciyati, “Sistem  Pengukur Kecepatan  Pada  Viskometer  Bola  Jatuh  Berbasis Mikrokontroler  Atmega  8535”, Proseding  SATEK  3 . Universitas Lampung, 19 Oktober 2010.
[10] Damayanti, Y.,  A.D.  Lesmono,  dan  T.  Prihandono, “Kajian Pengaruh Suhu Terhadap Viskositas Minyak Goreng  Sebagai  Rancangan  Bahan  Ajar  Petunjuk Praktikum Fisika”. Jurnal Pembelajaran Fisika , vol. 7, pp. 307 – 314, September 2018.