## M. Taofik Chulkamdi
Dosen Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Islam Balitar, BLITAR Alamat Kampus
chulkamdi@gmail.com

## Abstract
Turbid warter is one of the characteristics of unclean water and unhealthy. Importance of water clarity to humans at this time then designed a device that could measure water quality using a LDR sensor, where the sensor can detect light from a diode light levels. LED penetrating the water, it will be detected water quality. Microcontroller in the system that became controlleris arduino uno. Out of this toolis the percentage rate that water quality will be displayed on the LCD. Testing water quality measuring instrument is using nefelometric. System testing is done by detecting changes in the level of water quality in five sampel of bottled water, drinking water processed two and three wastewater. The results are not clear, the higher the level of water or less clear water, the sensor output voltage is also higher.
Keywords: Arduino uno, LCD, LDR sensor, LED, Nefelometrik .

## Pendahuluan
Ketersedian  air  yang  cukup  secara  kualitas  dan kuantitas sangat penting untuk kelangsungan  hidup manusia. Dewasa ini, yang menjadi masalah utama adalah  kualitas  dan  kuantitas  air  tidak  mampu  lagi untuk  memenuhi  kebutuhan  yang  terus  meningkat. Sekitar  70%  permukaan  bumi  ditempati  oleh  air, namun  97%  darinya  adalah  air  laut.  Terbatasnya jumlah  air  bersih  tidak  sebanding  dengan pertambahan jumlah penduduk dunia yang menyebabkan konsumsi air segar meningkat drastis. Krisis  air  bersih  juga  disebabkan  oleh  penurunan kualitas  air  sebagai  akibat  dari  pencemaran  dan kegiatan  mausia.  Menteri    Kesehatan    NO. 907/Menkes/SK/VII/2002  air  yang  berkualitas memiliki syarat dikonsumsi [1].
Air  merupakan  senyawa  kimia  yang  sangat penting bagi kehidupan makhluk  hidup di bumi  ini. Fungsi    air  bagi  kehidupan  tidak  dapat  digantikan oleh senyawa lain. Penggunaan air yang  utama  dan sangat  vital  bagi  kehidupan  adalah  sebagai  air
minum.  Kehilangan  air  dapat  menyebabkan kematian   yang    diakibatkan    oleh  dehidrasi.    Bagi kehidupan manusia air diperlukan untuk bermacam-macam    kegiatan  dalam    rumah    seperti minum,  mandi,  mencuci  dan  lain sebagainya,  serta air  juga  diperlukan  dalam   pertanian,  industri  dan perikanan [2].

## T INJAUAN P USTAKA

## A. Kualitas Air
Kualitas air adalah kondisi kualitas air yang diukur dan  diujikan  berdasarkan  parameter-parameter tertentu  dan  metode  tertentu  berdasarkan  peraturan perundang-undanga yang berlaku (pasal 1 keputusan mentri  negara  lingkungan  hidup  nomor  115  tahun 2003) [3].
1. Air jernih
Berdasarkan keputusan Menteri kesehatan Republik Indonesia nomor 492/MENKES/PER/IV/2010,
terdapat pengertian  mengenai  air  bersih  yaitu  air  yang

## PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ALAT UKUR KUALITAS AIR MENGGUNAKAN METODE NEFELOMETRIK
Perancangan Dan Implementasi Alat Ukur Kualitas Air Menggunakan Metode Nefelometrik
digunakan  untuk  keperluan  sehari-hari  dan kualitasnya memenuhi persyaratan kesehatan air bersih  sesuai  dengan  perundangan-undangan yang berlaku dan dapat diminum apabila dimasak [4].
2. Air Keruh
Air keruh merupakan salah satu ciri air yang tidak bersih  dan  tidak  sehat.  Departemen  Kesehatan Indonesia  menyatakan  bahwa,  air  minum  yang baik  untuk  dikomsumsi  adalah  air  minum  yang memiliki  syarat-syarat  antara  lain    tidak  berasa, tidak  berbau,  tidak  berwarna  dan  tidak mengandung logam berat [5].

## B. Metode Nefelometrik
Metode  Nefelometrik  merupakan  suatu  metode pengukuran kekeruhan air dengan cara melewatkan sumber  cahaya  pada  air  sehingga  intesitas  cahaya yang  dipantulkan  oleh  bahan-bahan  penyebab kekeruhan  air  dapat  diketahui.  Semakin  tinggi intensitas  cahya  yang  dihamburkan  maka  tingkat kekeruhan  semakin  tinggi  [6].  Rumus  dari  metode nefelometrik menurut  Morais, Ines P.A, Ildiko V.T, Antonio  O.S.S.R,  2013,  dapat  di  jelaskan  sebagai berikut [7] :
I = intensitas cahaya K=kostanta (tergantung pada ukuran beberapa factor seperti  ukuran  dan  bentuk  hamburan  partikel dan panjang gelombang dari sumber radiasi ). Io=intensitas sumber radiasi yang ditrasmisikan oleh blanko.
C = konsentrasi (w/v).
Untuk  mencari  konsentrasi  didapatkan  rumus sebagai berikut :

## M ETODE P ENELITIAN
Blog diagram sistem ini akan membahas tentang sistem  yang  ada  pada  alat  ukur  kualitas  air menggunakan  metode  nefelometrik,  adapun  blog diagram sistem  dapat dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Blok Diagram Sistem
Sensor  kekeruhan  air  mengirimkan  data  kualitas Nephelometrik Turbidity Unit (NTU) lalu mikrokontroler  mengolah  data  tersebut  untuk selanjutnya  dirangkai  informasi  yang  akan  di tampilkan  ke  LCD  jika  beberapa  keadaan  sesuai dengan kondisi kualitas air. Penjelasan blok diagram sistem sebagai berikut :
a. Air  yang  digunakan  dalam  pengujian  alat  ukur kualitas air menggunakan air jernih dan air kotor. Air  jernih  yang  digunakan  adalah  air  kemasan (cleo,  asa,  cheers,  gris  dan  club)  sedangkan  air keruh  atau  tidak  jernih  menggunakan  air (pertanian,  perternakan,  cucian  baju,  kopi  dan teh).
b. Led  digunakan  sebagai  sumber  cahaya,  cahaya yang digunakan berwarna putih. Sumber cahaya digunakan  untuk  membatu  sensor  LDR  dalam penerima cahaya.
c. Sensor  cahaya  LDR  yang  mengirimkan  sinyal ADC, kemudian akan diproses dan menghasilkan nilai  berupa  kualitas  dengan  satuan  NTU.  LED akan  menjadi  sumber  cahaya  untuk  membantu LDR dalam mendeteksi kualitas air. LCD disini sebagai  output  informasi  yang  sudah  diolah sistem LCD untuk menampilkan data
d. Mikrokontroler yang memakai arduino uno akan menerima  inputan  tersebut,  proses  selanjutnya adalah  coding  yang  terpasang  pada  chip.  Tidak hanya kualitas yang diterima oleh mikrokontroler, melainkan ketika sistem mikrokontroler mengirimkan informasi “jernih 8000 NTU” maka dari itu cara untuk mengakalinya ke LCD.
e. Pada pengujian alat kekeruhan ini menggunakan 10 jenis cairan dengan  nilai  1 NTU,  10 NTU, 25 NTU, 50  NTU,  100 NTU,  250  NTU,  500 NTU,    dan    1000    NTU.  Air  tersebut  akan  di letakan  pada  wadah  (gelas  ukur)  dan  di  letakan pada sensor LDR dengan sudut 90°.
f. Pengujian  secara  keseluruhan  dilakukan  dengan menggukur  perubahan  resistansi  tegangan  yang dihasilkan  oleh  sensor  LDR  dan  LED  terhadap
I = k. lo. c ml  x g 1 ml
L ED Se nsor
LDR mi krokont roler L CD
2X 16
intensitas cahaya yang masuk terhadap berbagai macam air yang tenang.
Perubahan  resistansi  dari  sensor  LDR  ini dilanjutkan ke mikrokontroler Atmega 328. Karena sinyal  keluar  dari  sistem  sensor  analog,  maka dibutuhkan ADC untuk mengkonversi sinyal analog ke  digital  agar  bisa  terbaca  oleh  rangkaian mikrokontroler  Atmega  328.  Selanjutnya  menjadi masukan  pada  program,  dan  diproses  untuk  di tampilkan ke LCD 2 X 16.

## A. Alat yang Digunakan
1. Liquid Cristal Display (LCD) LCD (Liquid Cristal Display) komponen elektronika  yang  berfungsi  sebagai  tampilan  suatu data, baik karakter, huruf, atau pun grafik. Dipasaran tampilan  LCD  sudah  tersedia  dalam  bentuk  modul yaitu tampilan LCD beserta rangkaian pendukungnya  termasuk  ROM.  LCD  mempunyai pin data, control catu daya, dan pengaturan kontras tampilan. Gambar LCD terdapat pada gambar 2 [8].

## Gambar 2. Liquid Cristal Display (LCD)

## 2. LDR (Light Dependent Resistors)
Sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistors) adalah    salah    satu    jenis    resistor    yang  dapat mengalami  perubahan      resistansinya  apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai  hambatan  pada  sensor cahaya  LDR (Light  Dependent  Resistors) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR  sering  disebut  dengan  alat  atau  sensor  yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. gambar LDR terdapat pada gambar 3 [8]
Gambar 3 LDR(Light Dependent  Resistors

## 3. Arduino UNO
Arduino  merupakan sebuah board mikrokontroler yang  didasarkan  pada  ATmega328.  Arduino  uno memuat  semua  yang  dibutuhkan  untuk  menunjang mikrokontoler,  mudah  menghubungkan  ke  sebuah komputer  dengan  sebuah  kabel  USB  atau mensuplainya  dengan  sebuah  adaptor  AC  ke  DC atau menggunakan baterai untuk memulainya [9]

## Gambar 4 Arduino uno

## 4. Light Emitting Dioda  (LED)
LED adalah singkatan dari Light Emitting Dioda , merupakan  komponen  yang  dapat  mengeluarkan emisi  cahaya.  LED  merupakan  komponen  yang dapat  mengeluarkan  emisi  melepaskan  energy berupa  panas  dan  energy  cahaya.  Gambar  LED terdapat pada gambar 2.4  [10].
Gambar 5 Light Emitting Dioda  (LED)

## B. Flow Chat Program
Flow chat program digunakan untuk mengetahui cara kerja dari alat ukur kualitas air.

## Perancangan Dan Implementasi Alat Ukur Kualitas Air Menggunakan Metode Nefelometrik

## Gambar 6. Flow Chat Program
Dari  flow  chat  program  dapat  dijelakan  air  yang akan diujikan adalah air kemasan, air olehan dan air limbah  yang  semuanya  berjumlah  10  air.  Led dipasang  dengan  teganga  5  volt,  led  yang  telah dipasang akan member cahaya pada sensor LDR dan LDR  akan  mengeluarkan  tegangan  dari  tingkat kualitas  air  yang  akan  diujikan.  LCD  di  pasang dengan menancapkan kabel RS E D4 D5 D6 D7 pada LCD. sedangkan untuk angka 6, 7, 9, 10, 11, 12 di tancapkan pada arduino uno. Pin LDR di tancapkan pada  A1  di  arduino  uno.  Pembacaan  sensor  LDR dilakukan untuk mengetahui kondisi air dengan data tercemar  100  sampai  200,  keruh  300  sampai  400, kurang jernih 500 sampai 600 dan jernih 700 sampai 1000.  Metode  nefelometrik  digunakan  untuk menghitung  hasil  intensitas  cahaya,  penghitungan tersebut  dapat  dilihat  pada  bab  2  hasil  dari penghitungan  metode  nefelometrik  dan  nilai  LDR dapat dilihat pada layar LCD 2 x 16.

## C. Alur Metode Neflometrik
Metode nefelometrik digunakan untuk mengukur kualitas pada sampel air dengan melewatkan cahaya melalui sampel  dan  mengukur  jumlah  cahaya  yang
dibelokan. Alur metode Nefelometrik terdapat pada Gambar 7.

## Gambar 7 Alur metode nefelometrik
Dari  alur  metode  nefelometrik  LDR  memiliki tugas  membaca  tingkat  kualitas  air  yang  akan dideteksi. Dari pembacaan sensor mendapatkan hasil dari  air  yang  telah  diujikan  hasil  tersebut  berupa angka  atau  nilai  tegangan, ADC  dan  NTU.  Setelah nilai  dari  pengujian  didapatkan  maka  diketahui penyebab kekeruhan air tersebut.

## D. Rancangan Alat Keseluruhan
Perancangan alat ukur kekeruhan air ini terdiri dari inputan berupa air keruh yang akan dideteksi berupa air kemasan, air pertanian padi, air perikanan, LED sebagai  cahaya  dan  sensor  LDR  sebagai  sensor pendeteksi  kekeruhan  air.  Mikrokontroler  Atmega 328 sebagai pemroses dan output akan ditampilkan melalui  LCD  2  x  16.  Dapat  dilihat pada  gambar  8. Rancangan alat yang akan peneliti gunakan pada alat ukur kualitas air terdapat pada gambar 2.5. Sepasang sensor  intensitas  cahaya  yang  terdiri  dari  LED sebagai sumber cahaya dan LDR berfungsi sebagai detektor cahaya.pembacaan sensor cahaya memanfaat  perubahan nilai  resistansi pada  LDR. Dari  perubahan  nilai  resistansi  tersebut  maka berpengaruh pada tegangan keluaran LDR. Arduino sebagai pusat. Hasil dari pengolahan data kemudian ditampilkan  pada  LCD  Penampil  LCD  digunakan untuk mengetahui hasil dari tinggat kualitas air yang akan di uji menggunakan alat ukur kualitas air.
Start Air yang akan diuji L ED Sensor LDR Pembacaan sensor LDR end Penghitungan metode nefelometrik
Tampilan hasil penghitungan    nefelometrik dan nilai LDR pada LCD Start
Pembacaan sensor LDR Pengukuran tingkat kekeruhan air Penyebab kekeruhan Star
Gambar 8 Rancangan alat keseluruhan

## H ASIL D AN P EMBAHASAN

## A. Alat – Alat Yang Digunakan
Alat-alat  yang  digunakan  untuk  membuat  alat ukur kualitas air menggunakan metode nefelometrik dapat dilihat pada gambar 9.

## Gambar 9 alat yang digunakan
Pada  gambar  3.1  terdapat  alat  arduino  UNO, LED, LCD 2 X 16 dan LDR yang akan digunakan sebagai alat ukur kualitas air. Alat tersebut akan diuji cobakan satu persatu untuk mengetahui apakah alat tersebut dapat digunakan dalam mengetahui kulitas air  jernih  atau  tidak.  Pada  gambar  9  menampilkan gambaran dari alat yang digunakan untuk mengukur kualitas air dan rancangan dari alat ukur kualitas air dapat dilihat pada gambar 10.

## Gambar 10 Rancangan alat keseluruhan
Rancangan keseluruhan dari alat ukur kualitas air dapat dilihat pada gambar 10 Pada gambar terdapat gelas  ukur,  gelas  ukur  tersebut  digunakan  untuk menampung air jernih dan air kotor yang akan diuji mengguakan alat ukur kualitas air. Baterai atau daya digunakan untuk menjalan alat ukur kualitas air. Led digunakan  untuk  membatu  sensor  LDR  dalam
medeteksi kaulitas air , sensor LDR berfungsi untuk medeteksi  air  yang  akan  diuji  cobakan.  Led digunakan  untuk  menampilkan  kondisi  air,  nilai NTU  dan  ADC.  Potensio  color  digunakan  untuk memper jelas tampilan pada layar LCD.

## B. Pengujian Alat Ukur Kualitas Air
Untuk    memastikan    bahwa    alat    yang  dibuat bisa    digunakan    dengan    baik,    maka  dilakukan proses    pengujian    pada    alat    dan  program  yang meliputi :
1. Pengujian Arduino UNO
Pengujian  arduino  UNO  ini  berguna  untuk memastikan apakah aduino UNO dapat digunakan  untuk  menjalankan  sebuah  program yang  akan  di  gunakan  dalam  mengukur  tingkat kualitas  air.  Didalam  arduino  terdapat  pada  led kecil yang terhubung  ke pin no 13. LED ini dapat digunakan  sebagai  output  untuk  penanda jalannya  sebuah  program.    Pengujian  arduino terdapat pada gambar 11

## Gambar 11 pengujian arduino uno

## 2. Pengujian Sensor LDR
Pada  pengujian  LDR  sangat  penting  sekali, karena untuk menyelesaikan alat ukur kualitas air yang akan dirancang butuh ketelitian yang akurat. Dan  yang  perlu  diperhatikan  adalah  perubahan hambatan yang keluar dari LDR ketika  mengenai cahaya    dan    ketika    tidak    mengenai  cahaya. Pengujian  sensor  LDR  ini  untuk  mengetahui apakah sensor dapat digunakan untuk mendeteksi cahaya  yang  akan  dipasang  pada  alat  ukur kualitas air. Jika sensor tersebut dapat mendeteksi cahaya  maka  sensor  tersebut  dapat  digunakan pada alat ukur kualitas air. Dari gambar 12 dapat disimpulkan bahwa sensor LDR  yang digunkan dalam  pengujian  dapat  mendeteksi  cahaya  yang masuk.

## Perancangan Dan Implementasi Alat Ukur Kualitas Air Menggunakan Metode Nefelometrik

## Gambar 12 Pengujian sensor LDR mengenai cahaya
3. Pengujian Keseluruhan Alat
Setelah  semua  alat  yang  dibutuhkan  untuk membuat  alat  ukur  kualitas  air  diujikan,  alat tersebut dirakit satu-persatu menjadi sebuah alat ukur kualitas air. Gambar 13

## Gambar 13 pengujian keseluruhan alat
4. Pengujian Kualitas Air Minum Kemasan
Pengujian kualitas air kemasan yang terdeteksi oleh alat ukur kualitas air sebagai berikut:
1. Air asa dengan NTU 783,24, ADC 789 dan tegangan 1,131.
2. Air  cleo  dengan  NTU  764,4,  ADC  725,74 dan tegangan 0,798.
3. Air gris dengan NTU 697,12, ADC 661,42 dan tegangan 1,3808.
4. Air club dengan NTU 671,14, ADC 743,22 dan tegangan 4,7894.
5. Air cheers dengan NTU 6561, ADC 631,68 dan tegangan 1,689.
5. Pengujian Metode Nefelometrik Hasil  dari  perhitungan  menggunakan  metode nefelometrik memperoleh nilai sebagai berikut :
1. Air cheers dengan hasil 70473888.
2. Air cleo dengan hasil 65236500.
3. Air club dengan hasil 56880660.
4. Air gris dengan hasil 710010.
5. Air asa dengan hasil 696069.
6. Pengujian Menggunakan Air Keruh
Pengujian  kualitas  air  olahan  atau  air  limbah yang  terdeteksi  oleh  alat  ukur  kualitas  air  sebagai berikut:
1. Air teh dengan NTU 32752, ADC 402,16 dan tegangan 3,3698.
2. Air cucian baju NTU 433,32, ADC 437,3 dan tegangan 2,8502.
3. Air perikanan NTU 162,44, ADC 389,66 dan tegangan 3,3196.
4. Air  sawah  NTU  162,44,  ADC  244,64  dan tegangan 4,1818.
5. Air  kopi  NTU  144,34,  ADC  246,8  dan tegangan 4,2706.

## 3.4.Pengujian menggunakan metode neflometrik
Hasil  dari  perhitungan  menggunakan  metode nefelometrik memperoleh nilai sebagai berikut :
1. Air teh dengan hasil 11315424,00.
2. Air kopi dengan hasil 1086240,00.
3. Air perikanan dengan hasil 53853012.
4. Air cucian baju dengan hasil 568620.
5. Air sawah dengan hasil 194964.

## K ESIMPULAN
Setelah dilakukan penelitian dengan
menggunakan  alat  ukur  kualitas  air  dapat disimpulkan sebagai berikut:
a. Penggunaan  alat  ukur  kualitas  air  memiliki hasil  yang  tertinggi  adalah  Air  kemasa  asa dengan NTU 783,24, ADC 789 dan tegangan 1,131.  Air  limbah  atau  olahan  teh  dengan NTU  32752,  ADC  402,16  dan  tegangan 3,3698.
b. Hasil tertinggi dari penghitungan menggunakan metode nefelometrik adalah Air cheers  dengan  hasil  70473888  dan  Air  teh dengan hasil 11315424,00.
Dari    perancangan    alat   ukur  kualitas  air   ini diharapkan  dapat  dikembangkan  tidak adanya nilai tegangan secara otomatis pada alat ukur kualitas air dan penghitungan menggunakan metode nefelometrik yang terdapat pada program memiliki perbedan dengan hasil dari penghitungan menggunakann kalkulator.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Pamularsih C, Choanji D, Widiasa IN, 2013, Penyisihan Kekeruhan  Pada  System  Pengolahan  Air  Sungai Tembalang  Dengan  Teknologi  Rapd  Sand  Filter ,jurnal teknologi  kimia  dan  industry  vol.2,no.4,  halaman  48-54, Semarang.
[2] Suryadi,  2013, Sistem  Kendali  Dan  Monitoring  Tingkat Kekeruhan Air Pada Bak Filtrasi Sebagai Bahan Baku Air Bersih .
[3] Keputusan Mentri Negara Lingkungan Hidup nomor 115 tahun 2003.
[4] Peraturan Metri Kesehatan RI NO
492/MENKES/PER/IV/2010.
[5] Yusfi  M,  Wildia,  Hedlyni,  2011, Pemanfaatan  sensor fototransistor  dan  LED  inframerah  dalam  pendeteksi kekeruhan  air  berbasis  mikrokontroler  AT89S51 ,jurnal ilmu fisika (JIF), vol 3 no 2.
[6] Rasyid  R,  Wildian,  Hendrizon  Y,  2013, Uji  Sensitivitas Sudut  Hamburan  Kekeruhan  Air  Bersi  Dari  Rancang Bangun Alat Ukur Nephelometer , prosiding seminar FMIP Universitas Lampung.
[7] Morais, Ines P.A, Ildiko V.T, and Antonio O.S.S.R, 2012, Turbidimetric  and  Nephelometric  Flow  Analysis: Concepts  and  Applications ,  Universidade  Cato  Iica Portuguesa, Portugal.
[8] Purwanto  A,  Sulhan  M,  2015, Perancangan  Alat Pendeteksi  Tingkat  Kekeruhan  Air  Pada  Kamar  Mandi Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535 . Malang.
[9] Ichwan M, Husada MG, Rasyid MIA, 2013 Pembangunan Prototipe  Sistem  Pengendalian  Peralatan  Listrik  Pada PlatformArduino .
[10] Agung EF, Farhan M, Rachmansyah, Widiyanto EP, 2013, Sistem  Deteksi  Asap  Rokok  Pada  Ruangan  Bebas  Asap Roko Dengan Keluaran Suara ,

## Perancangan Dan Implementasi Alat Ukur Kualitas Air Menggunakan Metode Nefelometrik