Rancang Bangun Pemanas Dan Pengaduk Larutan Terintegrasi Untuk Sintesis Material Berbasis Mikrokontroler

Abstract

Abstrak
Telah dilakukan perancangan suatu sistem pemanas dan pengaduk larutan terintegrasi yang
berbasis hotplate dan magnetic stirrer. Pengaturan kecepatan putaran pada pengaduk yakni
dengan cara mengatur lebar pulsa (PWM), sedangkan untuk pengaturan temperatur
pemanas menggunakan teknik kontrol otomatis pada sistem tertutup berupa PID dengan
parameter Kp = 8, Ki = 4.5, dan Kd = 5 yang didapatkan dengan menggunakan pendekatan
tuning trial and error. Pada penelitian ini, pengujian dilakukan sesuai dengan kebutuhan alat
untuk sintesis material polimer. Oleh karena polimer memiliki viskositas yang cenderung
tinggi, maka kecepatan putaran motor dibuat hingga dapat mencapai (±) 5000 RPM dengan
kondisi diberikan beban magnet. Pemberian beban magnet pada motor dc, diuji pada
penelitian ini yang hasilnya adalah pemberian beban magnet tersebut dapat menurunkan nilai
tegangan dan kecepatan putaran motor yang dihasilkan dibandingkan kondisi tanpa beban
magnet. Selain itu, stabilitas dan daya tahan alat juga diuji karena penggunaan alat pada
larutan polimer cenderung membutuhkan waktu yang lama (4 – 24 jam). Pengujian stabilitas
dilakukan selama 24 jam menggunakan larutan PEG (150 ml) pada tiap variasi temperatur
uji (80 °C, 100 °C, 120 °C, 140 °C, dan 160 °C) sembari diaduk pada kecepatan konstan (2500
RPM) dan menghasilkan simpangan kesalahan pada pemanas <2% dan pada pengaduk
(±)8%. Pada akhir penelitian dilakukan juga pengujian terkait pengaruh kecepatan pengaduk
yang dibuat konstan (2500 RPM) terhadap viskositas larutan PVA 400 yang divariasikan
persen massanya (5 Wt%, 10 Wt%, 15 Wt%) pada temperatur ruangan dengan hasil
pengujian tersebut berupa penurunan viskositas PVA 400. Berdasarkan ketiga pengujian
tersebut, didapatkan hasil yang menunjukkan bahwa pemanas dan pengaduk ini dapat
digunakan untuk sintesis material polimer PEG dan PVA 400 dengan indikator berupa
penurunan viskositas pada kedua larutan tersebut.

Kata kunci : pemanas, pengaduk, PWM, PID, RPM, viskositas

Abstract
Integrated solution heater and stirrer system based on hotplate and magnetic stirrer have been
designed. The adjustment of stirrer rotation speed adjusted by changing pulsewidth of output
(PWM), while the adjustment of heater temperature using automatic control techniques in closed
system by PID with the parameters of Kp=8, Ki=4.5, and Kd=5 with trial and error approach. In
this research, testing was carried out in accordance with the needs for polymeric materials.
Because the polymer has a viscosity which tends to be high, the rotational speed of motor is made
up to 5000 RPM by the conditions given the magnetic load. The giving of a magnetic load on a
dc motor was tested in this research that the result is magnetic load could reduce the voltage value
and the rotaion speed of motor produced compared to the condition without the magnetic load.
Furthermore, stability and endurancy are also tested because the use of devices in polymer
solutions tends to require a long time (4-24 Hours). Stability testing was carried out for 24 hours
using PEG solution (150 ml) at each temperature variation tested (80 °C, 100 °C, 120 °C, 140 °C,
and 160 °C) while stirring at a constant speed (2500 RPM) and produced an error deviation <2%
for heater and (±)8% for stirrer. At the end session of research, a test was also carried out related
to the effect of constant stirring speed (2500 RPM) to the thickness (viscosity) of PVA 400 solution
which varied by mass percent (5 Wt%, 10 Wt%, and 15 Wt%) at room temperature with the test
results is a decrease in PVA 400 viscosity . Based on the three tests conducted, the result show 

that this Heater and Stirrer can be used for synthesis of PEG and PVA 400 polymer materials
which are marked by viscosity reduced in both solutions.

Keywords: Heater, Stirrer, PWM, PID, RPM, viscosity