Perpustakaan Digital ITB

Informasi dan teknologi dewasa ini penting dalam dunia pendidikan terutama kimia sebagai instrumentasi agar pekerjaan di laboratorium menjadi lebih praktis. Salah satu teknologi terbarukan yaitu arduino sebagai mikrokontroller. Beberapa penelitian dalam pendidikan kimia telah dilakukan dengan memanfaatkan teknologi ini seperti dalam pembuatan buret elektronik, pH meter, termometer, kalorimeter berbasis arduino, alat sentrifugasi, spektrofotometer, titrasi otomatis, pengukur kadar CO2 dan lain-lain. Pembuatan alat ukur kadar CO2 menggunakan arduino merupakan hal yang menarik karena dalam percobaannya melibatkan konsep stoikiometri dan gas. Sebagian besar guru menggunakan metode praktikum secara konvensional untuk menjelaskan konsep ini. Sebagian guru lainnya menjelaskan konsep stoikiometri hanya dengan menjelaskan konsep dan perhitungan tanpa melakukan praktikum di laboratorium. Pemilihan metode dan media ajar ini penting untuk guru agar peserta didik mampu membangun konsep dengan benar sehingga proses pembelajaran menjadi bermakna. Penggunaan teknologi dalam pembelajaran kimia sebagai instrumentasi elektronik memiliki efektifitas dan efisiensi yang cukup baik, selain mudah untuk didapatkan, harganya pun cukup murah dan relatif terjangkau. Inovasi dan kreasi guru dalam penggunaan teknologi sebagai media pembelajaran memiliki peran penting sesuai dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi. Penelitian ini terdiri dari dua tahap, pertama pembuatan alat ukur kadar CO2 menggunakan arduino, kemudian tahap kedua dilakukan percobaan untuk menguji efektifitas dan sensitifitas alat tersebut. Pada penelitian ini telah dikembangkan alat pengukur kadar CO2 berbasis arduino dengan memodifikasi alat dan rancangan percobaan yang berbeda dari penelitian sebelumnya. Perangkat ini dibuat dengan menggunakan arduino uno sebagai mikrokontroller yang dihubungkan dengan sensor MH-Z19B sebagai pendeteksi CO2 dan komponen lainnya seperti LCD (Liquid Crystal Display) untuk menampilkan output data, modul SD-card untuk menyimpan data kadar CO2, breadboard sebagai control panel, switch sebagai on/off, dan RGB LED sebagai indikator kestabilan perangkat dalam mengukur kadar CO2. Seluruh komponen tersebut dihubungkan melalui kabel jumper. Setelah semuanya terhubung, perangkat dijalankan melalui pemrograman khusus pada software arduino IDE. Perangkat ini memiliki range pembacaan 400-5000 ppm, data yang terbaca dapat dilihat pada layar LCD, software arduino, dan tersimpan dalam memori SD-card. Prinsip kerja alat ini menggunakan sensor berbasis NDIR (Non-dispersive infrared) yang merupakan spektroskopi sensor sederhana yang umum digunakan sebagai sensor pendeteksi gas. Gas yang terdeteksi di ruang sampel menyebabkan absorpsi panjang gelombang tertentu menurut hukum Lambert-beer, dan atenuasi panjang gelombang ini diukur dengan detektor untuk menentukan konsentrasi gas. Eksperimen dirancang untuk dua tujuan percobaan. Pertama dilakukan untuk menguji efektifitas dan sensitifitas sensor yaitu dengan mereaksikan HCl sebagai pereaksi pembatas pada berbagai jumlah mol yang berbeda dengan NaHCO3 berlebih agar dihasilkan kadar CO2 dalam rentang tersebut. Hasil percobaan menunjukan grafik yang linear dengan perolehan rendemen sebesar 98,65%. Angka ini diperoleh dengan membandingkan antara hasil percobaan dengan perhitungan menggunakan konsep stoikiometri dan gas. Percobaan kedua dilakukan untuk menentukan konsentrasi pereaksi HCl yang tidak diketahui melalui CO2 yang terbentuk. Dengan mereaksikan 0,8 mL HCl dan NaHCO3 berlebih, diperoleh konsentrasi HCl sebesar 0,02 M dengan persen rendemen sebesar 98,59%. Nilai ini dihasilkan dengan membandingkan hasil eksperimen dan konsentrasi yang sebenarnya. Salah satu hal penting lainnya dalam percobaan ini adalah teknik kalibrasi alat setiap kali pengukuran. Kalibrasi dilakukan untuk memperoleh hasil yang akurat secara manual dengan menghubungkan pin HD pada sensor ke pin 0V pada arduino selama lebih dari 10 menit.