Rancang Bangun Sensor Kapasitif Dua Plat Tembaga untuk Mengukur Viskositas Minyak
DOI:
https://doi.org/10.52436/1.jpti.1734Keywords:
Astable Multivibrator, F-V Converter, Mikrokontroler, Sensor Kapasitif, Viskositas MinyakAbstract
Minyak merupakan fluida yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari maupun industri, namun kualitasnya dapat menurun akibat pemakaian berulang yang ditandai oleh peningkatan viskositas. Pengukuran viskositas secara konvensional menggunakan viskometer dinilai kurang praktis untuk kebutuhan pemantauan secara real-time. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem sensor kapasitif berbasis dua plat tembaga sejajar sebagai pendekatan alternatif dalam mengukur viskositas minyak secara tidak langsung melalui analisis perubahan kapasitansi dan respon frekuensi sensor. Sistem yang dikembangkan terdiri atas rangkaian astable multivibrator berbasis IC 555, rangkaian F–V converter berbasis IC LM331, serta rangkaian amplifier non-inverting berbasis IC LM358 sebagai pengkondisi sinyal sebelum diolah oleh mikrokontroler ESP32. Pengujian dilakukan pada lima jenis fluida pada suhu konstan 30°C, meliputi minyak murni, minyak filtrasi, minyak jelantah, oli 10W-30W, dan oli 20W-50W. Hasil pengujian menunjukkan bahwa peningkatan viskositas fluida menyebabkan penurunan frekuensi keluaran sensor dari 55,56 kHz menjadi 53,94 kHz. Sistem mampu mengestimasi viskositas pada rentang 57–219 cP dengan sensitivitas frekuensi rata-rata sebesar 0,010 kHz/cP. Rata-rata deviasi hasil estimasi terhadap nilai referensi literatur berada pada rentang 4–8%. Kontribusi utama penelitian ini terletak pada pemanfaatan sensor kapasitif dua plat tembaga sederhana yang dikombinasikan dengan astable multivibrator dan F–V converter sebagai metode alternatif pengukuran viskositas berbiaya rendah yang mudah diintegrasikan dengan sistem mikrokontroler.
Downloads
References
U. Pratiwi, A. Luthfia, J. Fisika, F. Matematika, D. Ilmu, and P. Alam, “PENGUKURAN VISKOSITAS OLI DAN MINYAK GORENG MENGGUNAKAN SENSOR MINI REED SWITCH MAGNETIC BERBASIS ARDUINO,” ORBITA: Jurnal Pendidikan dan Ilmu Fisika, vol. 9, Nov. 2023.
N. Mutawakkillah, M. Yantidewi, and ) Muhimmatul Khoiro, “IMPLEMENTASI SENSOR FIBER OPTIK DALAM MENGUKUR KUALITAS MINYAK GORENG SAWIT,” Jurnal Inovasi Fisika Indonesia (IFI), vol. 13, pp. 95–102, 2024.
D. Dendi, B. Sugiarto, and T. A. Wiharso, “Jurnal FUSE-Teknik Elektro Prototipe Alat Pendeteksi Kualitas Minyak Goreng Kelapa Sawit Menggunakan Sensor TCS3200 dan Metode Fuzzy Logic,” Jurnal FUSE –Teknik Elektro, vol. 3, pp. 79–84, Dec. 2023, [Online]. Available: https://journal.uniga.ac.id/index.php/JFT/index
M. Z. U. Rahman, O. M. Aldossary, and T. Islam, “A constant phase impedance sensor for measuring conducting liquid level,” ISA Trans., vol. 115, pp. 250–258, Sep. 2021, doi: 10.1016/j.isatra.2021.01.024.
M. F. Naveed, A. Amaar, S. S. Khan, M. Omar, and S. Larkin, “Detection and continuous monitoring of moisture content in transformer oil using fractal-based capacitive sensor,” Heliyon, vol. 10, no. 24, p. e40995, Dec. 2024, doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e40995.
Y. Usman, R. Rahman, and E. Papilaya, “Analisis Perbandingan Nilai Konstanta Dielektrik Dari Minyak Goreng Kemasan, Minyak Goreng Curah dan Minyak Jelantah,” Jurnal Fisika Papua, vol. 2, no. 2, pp. 114–119, Aug. 2023, doi: 10.31957/jfp.v2i2.81.
S. Rangkuti, dan Muhamad Zakaria, and C. Author, “RANCANG BANGUN PROTOTIPE PENGATURAN KECEPATAN MOTOR INDUKSI SATU FASA DENGAN METODE PWM MENGGUNAKAN MULTIVIBRATOR ASTABLE,” JURNAL SOSIAL DAN SAINS, vol. 2, pp. 616–625, May 2022, [Online]. Available: http://sosains.greenvest.co.id
J. E. Elektro, B. Murtianta, D. Susilo, K. S. Wacana, and B. M. Edu, “PENGUAT KELAS D FREKUENSI TETAP ORDE 2,” May 2022. [Online]. Available: https://journal.uny.ac.id/index.php/jee
R. Bensalem et al., “Design of an Integrated Micro-Viscometer for Monitoring Engine Oil,” Sensors, vol. 22, no. 14, Jul. 2022, doi: 10.3390/s22145157.
L. Lauritsch, F. Linhart, and M. Da Silva, “Capacitive and Wireless Gas Holdup Sensing in a Loop Reactor Using a Magnetically Coupled Resonant Circuit,” IEEE Sens. Lett., vol. 9, no. 8, 2025, doi: 10.1109/LSENS.2025.3585250.
Y. Wang, T. Lin, D. Wu, L. Zhu, X. Qing, and W. Xue, “A New In Situ Coaxial Capacitive Sensor Network for Debris Monitoring of Lubricating Oil,” Sensors, vol. 22, no. 5, p. 1777, Feb. 2022, doi: 10.3390/s22051777.
Y. Zaarour et al., “Engine Oil Quality Monitoring Using an Additively Manufactured X-Band Microwave Waveguide Sensor,” IEEE Access, vol. 12, pp. 181341–181350, 2024, doi: 10.1109/ACCESS.2024.3509643.
I. Ni??, S. Osman, and O. Iulian, “Dynamic viscosity dependence on temperature for fuels used for diesel engine,” Ovidius University Annals of Chemistry, vol. 32, no. 1, pp. 98–103, Jan. 2021, doi: 10.2478/auoc-2021-0014.
J. Corach, P. A. Sorichetti, and S. D. Romano, “Electrical properties and kinematic viscosity of biodiesel,” Fuel, vol. 299, p. 120841, Sep. 2021, doi: 10.1016/j.fuel.2021.120841.
I. Stanciu, “Study Rheological Behavior of Rapeseed Oils Compared to Mineral Oil,” Oriental Journal Of Chemistry, vol. 37, no. 1, pp. 247–249, Feb. 2021, doi: 10.13005/ojc/370135.
