BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Cahaya

maka pita absorbsi naik dan juga panjang gelombangnya ... yaitu efek yang menyebabkan kenaikan intensitas. ... Jika suatu berkas radiasi …...

0 downloads 19 Views 1MB Size
BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Cahaya Cahaya adalah gelombang yang memindahkan tenaga tanpa perambatan massa. Cahaya adalah penting untuk semua kehidupan di bumi karena ia adalah tenaga dari matahari, yng dipindahkan ke bumi dalam bentuk cahaya, yang dipakai oleh tanam-tanaman untuk mensintesiskan karbohidrat dari karbondioksida dan air (fotosintesis). Seperti bunyi, cahaya juga memberikan informasi vital tentang lingkungannya pada binatang. Binatang-binatang yang l ebih tinggi telah membentuk mekanisme kompleks untuk medeteksi cahaya. Apa yang dilihat binatang tergantung pada sifat-sifat fisis khusus dari cahaya yang sensitif untuk matanya. Menusia mempunyai penglihatan warna yang baik (deteksi frekuensi), sedangkan lebah dapat mendeteksi warna dan polarisasi cahaya. Tidak seperti bunyi, bagaimanapun, cahaya tidak mempunyai basis di dalam mekanika. Karena bunyi adalah getaran unsur-unsur udara di bawah pengaruh kakas-kakas mekanis. Sifat-sifatnya hanyalah konsekuensi hukumhukum mekanika yang terterapkan pada unsur-unsur itu. Gelombang cahaya, dilain pihak, bukanlah getaran dari zat materi apapun, dan dengan demikian sifatsifatnya tidak dapat diturunkan dari mekanika. Cahaya adalah fenomena yang berbeda secara mendasar yang tidak punya basis di dalam mekanika. (Alan H. Cromer : 532).

Universitas Sumatera Utara

2.1.1 Sifat Gelombang Cahaya

Telah diketahui oleh Aristoteles (384-322 SM) bahwa bunyi disebabkan oleh getaran-getaran di dalam udara. Pengetahuan ini mungkin didasarkan pada pengamatan bahwa musik yang dihasilkan oleh dawai-dawai yang bergetar. Penjelasan yang memadai tentang gelombang bunyi belum dimungkinkan sampai pada zaman Newton. Meskipun tidak ada yang diketahui tentang sifat dasar pada zaman Newton, adalah wajar untuk berspekulasi bahwa cahaya adalah gelombang, sama dengan bunyi. Christian Huygens (1629-1695), seorang yang sezaman dengan Newton, mengembangkan teori gelombang cahaya, tetapi Newton sendiri menyukai suatu teori yang menyatakan bahwa cahaya terdiri dari zarah nirmassa (korpuskel). Newton berhipotesis bahwa korpuskel-korpuskel tesebut merambat di dalam ruang dengan laju tetap dan bahwa ada tipe korpuskel yang berbeda untuk setiap warna. Keberatan utamanya terhadap teori gelombang adalah bahwa cahaya, tidak seperti bunyi, tidak kelihatan membelok pada pojok-pojok. (Alan H. Cromer : 533).

2.1.2 Sifat Elektromagnetik Cahaya

Hukum-hukum dasar keelektrikan dan kemagnetan, yang telah ditemukan dalam paruh pertama abad ke 19, telah dirumuskan kedalam teori matematis yang menyeluruh oleh James Clerk Maxwell (1831-1879). Dari teori ini Maxwell menurunkan bahwa harus ada gelombang elektromagnetik yang terdiri pada pokoknya dari medan elektrik dan magnetik berosilasi yang merambat di dalam ruang dengan laju tertentu. Menurut teori Maxwell, laju ini diberikan di dalam tetapan-tetapan elektrik tertentu yang sangat terkenal yang masuk kedalam teori. Sewaktu Maxwell menghitung laju gelombang elektromagnetik dari tetapan ini, ia mendapatkannya sama dengan kelajuan cahaya.

Universitas Sumatera Utara

Sekarang fisikawan telah terbiasa dengan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang berjangkau kurang dari 10-17 m sampai lebih dari 104 m. Hanya gelombang dengan panjang gelombang diantara 4 x 10-7 dan 7 x 10-7 terdeteksi oleh mata manusia dan itu adalah daerah cahaya tampak. Gelombanggelombang dengan panjang gelombang yang lebih panjang dan lebih pendek mempunyai

nama-nama

khas,

seperti

misalnya

gelombang

radio,

mikrogelombang, inframerah, ultraungu, sinar-X, dan seterusnya. (Alan H. Cromer : 533-534).

2.2. Spektrofotometri

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda.

Universitas Sumatera Utara

2.2.1 Spektrofotometer (Uv-Vis)

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Spektrofotometri merupakan satu cabang analisis instrumental yang membahas tentang interaksi atom atau molekul dengan radiasi elektromagnetik (REM). Pada prinsipnya interaksi radiasi elektromagnetik dengan molekul menghasilkan satu atau dua macam kejadian yang mungkin terjadi. Ketiga macam kejadian yang mungkin terjadi sebagai akibat interaksi atom atau molekul dengan radiasi elektromagnetik adalah : hamburan (scattering), absorbs (absorption), dan emisi (emission). Hamburan melahirkan spektrofotometri Raman, absorbs melahirkan spektrofotometri lembayung ultra (ultra violet) dan tampak (visible) serta spektrofotometri infra merah (infra merah), sedangkan absorbsi yang disertai emisi melahirkan fotolimunesensi yang kemudian dikenal sebagai fluoresensi dan fosforesensi. Dalam aspek kuantitatif, suatu berkas radiasi dikenakan pada cuplikan (larutan sampel) dan intensitas sinar radiasi yang diteruskan diukur besarnya. Radiasi yang diserap oleh cuplikan ditentukan dengan membandingkan intensitas sinar yang diteruskan intensitas sinar yang diserap jika tidak ada spesies penyerap lainnya. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding. Sinar ultraviolet mempunyai panjang gelombang 200-400 nm, sementara sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400-700 nm. Molekul akan bersifat sangat selektif (all or none) terhadap radiasi elektromagnetik sehingga eksitasi yang terjadi pada panjang gelombang 200 – 2780 nm hanya akan diberikan oleh molekul-molekul yang mempunyai : -

v Ikatan rangkap terkonyugasi

-

v Mempunyai gugus kromofor yang terikat dengan auksokrom

Universitas Sumatera Utara

Spektrum ultralembayung adalah suatu gambaran antara panjang gelombang atau frekuensi radiasi terhadap intensitas absorbsi (transmisi = T), absorbs (A), yang dapat digrafik dengan cermat pada system koordinat Cartesian. Sedangkan cahaya tampak (visible) merupakan cahaya sinambung, artinya cahaya yang terdiri dari semua panjang gelombang yang mungkin terdapat dalam suatu jarak tertentu, sebagai contoh bila kita melihat pelangi di langit. Dalam hal ini dikenal warna komplementer, yaitu pandangan dua warna (spectrum) yang bila keduanya digabung akan menghasilkan cahaya putih. Apabila radiasi elektromagnetik dikenakan pada suatu atom, sebagian dari energi radiasi elektromagnetik tersebut diserap oleh molekul atau atom sesuai dengan struktur molekul atau atom tersebut. Radiasi cahaya UV-VIS pada molekul atom atau atom akan menyebabkan terjadinya energy elektronik, sebagai akibat transisi antara dua tingkat energy elektron dari molekul atau atom. Sistem atau gugusan atom yang mengabsorbsi radiasi elektromagnetik UV-VIS disebut gugus kromofor. Boleh dikatakan hamper semua gugus kromofor merupakan ikatan kovalen yang tidak jenuh. Pelarut atau substituen lain dapat mempengaruhi pita absorbsi yaitu berpengaruh terhadap intensitas dan kemungkinan juga panjang gelombangnya. Hal – hal yang berpengaruh tersebut antara lain : 1.

Kromofor terkonyugasi Senyawa organik yang mempunyai struktur molekul dengan ikatan tak jenuh lebih dari satu disebut senyawa terkonyugasi apabila ikatan tak jenuh tersebut berselang-seling dengan ikatan tunggal. Senyawa terkonyugasi ini tidak karakteristik

seperti

kromofor

terpisah,

tetapi

terjadi

interaksi

yang

mengakibatkan pengaruh terhadap pita absorbsi yaitu terjadi pergeseran ke panjang gelombang yang lebih panjang. 2.

Auksokrom Gugus auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elektron non bonding seperti –OH, O-NH2, dan –OCH3 , yang mengabsorbsi radiasi ultra lembayung jauh dan gugus auksokrom ini tidak mengabsorbsi didaerah ultra lembayung dekat. Akan tetapi bila gugus auksokrom diikat oleh gugus kromofor

Universitas Sumatera Utara

maka pita absorbsi naik dan juga panjang gelombangnya tergeser kea daerah ultra lembayung dekat. Ada empat kemungkinan perubahan pita absorbsi yang disebabkan oleh pelarut atau auksokrom : a.

Pergesaran batokromik (red shift), yaitu pergeseran kearah panjang gelombang yang lebih panjang atau kearah frekuensi rendah.

b.

Pergeseran hipokromik (blue shift), yaitu pergeseran kearah panjang gelombang yang lebih pendek atau kearah frekuensi tinggi.

c.

Efek hiperkromik, yaitu efek yang menyebabkan kenaikan intensitas.

d.

Efek hipokromik, yaitu efek yang menyebabkan penurunan intensitas. Apabila cahaya monokromatis atau bukan monokromatis dilewatkan pada suatu media yang homogen dengan intensitas cahaya yang dating (I o), maka sebagian dari cahaya tersebut dipantulkan (Ir), sebagian diabsorbsi (Ia), dan sebagian lagi diteruskan (It). Sehingga dari keadaan tersebut dapat ditulis sebagai : Io = Ir + Ia + It Untuk permukaan udara dan gelas (kuvet) harga Ir = ± 4% dan harga Ir dapat diabaikan karena dalam pengerjaan dengan spektrofotometri digunakan larutan blanko. Pengukuran serapan pada analisis kuantitatif dengan metode spektrofotometri baik zat tunggal atau suatu campuran pada prinsipnya harus dilakukan pada panjang gelombang maksimum (lamda maks). Beberapa alasannya adalah : 1. Perubahan serapan untuk setiap satuan konsentrasi paling besar terjadi pada panjang gelombang maksimum sehingga pengukuran pada panjang gelombang maksimum akan memperoleh kepekaan analisis yang maksimal 2. Disekitar panjang gelombang maksimum bentuk kurva serapannya datar, sehingga hukum Lambert-Beer akan terpenuhi 3.

Pengukuran ulang serapan panjang gelombang maksimum akan memberikan kesalahan yang kecil sekali.

Pada umumnya konfigurasi dasar setiap spektrofotometer berupa susunan peralatan optik terkonstruksi sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

Sumber Radiasi

Sampel Kompar temen

Monokr omator

Detek tor

Amplifi er

Visual Display

Gambar 2.1 Gambaran Umum Cara Kerja Spektrofotometer

Keterangan : SR

:

Sumber radiasi

M

:

Monokromator

SK

:

Sampel kompartemen

D

:

Detektor

A

:

Amplifier

VD

:

Visual display

Sumber radiasi Beberapa sumber radiasi yag dipakai pada spektrofotometer adalah lampu deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri. Lampu deuterium dapat dipakai pada daerah panjang gelombang 180 – 370 nm (daerah UV pekat). Karena pada rentangan panjang gelombang tersebut lampu deuterium memberikan gambaran energi radiasi yang lurus. Sedangkan pada panjang gelombang 486 dan 651,1 nm memberikan dua garis spektra yang dapat dipakai untuk menggeser ketetapan panjang gelombang pada spektrofotometer. Lampu tungsten merupakan campuran filamen tungsten dan gas iodine (halogen). Lampu tungsten dapat dipakai pada panjang gelombang 380-900 nm, sedangkan lampu merkuri merupakan suatu lampu yang mengandung uap merkuri tekanan rendah. Biasanya lampu merkuri ini digunakan pada daerah ultraviolet khususnya disekitar panjang gelombang 365 nm. Monokromator Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi yang memancarkan radiasi

monokromatis

dari

sumber

radiasi

yang

memancarkan

radiasi

Universitas Sumatera Utara

polikromatis. Monokromator pada spektrofotometer biasanya terdiri dari susunan celah masuk – filter – prisma – kisi – celah keluar. Sampel kompartemen Tempat sampel (sampel kompartemen) berupa kuvet atau sel adalah wadah untuk zat yang dianalisa. Dianjurkan setiap kali memakai kuvet selalu dibersihkan dengan alcohol absolute atau direndam didalamnya. Detektor Detektor merupakan suatu bagian spektrofotometer yang penting karena kualitas detector akan menentukan kualitas spektrofotometer. Fungsi detector didalam spektrofotometer adalah mengubah signal radiasi menjadi signal elektronik. Pada detector diinginkan kepekaan radiasi yang tinggi terhadap radiasi yang diterima, dengan tingkat kebisingan yang rendah, kemampuan respon kuantitatif dan signal elektronik yang ditansfer oleh detector dapat diaplikasikan oleh penguat (amplifier) ke recorder.

Amplifier atau penguat dan Visual display Amplifier dibutuhkan saat signal elektronik yang dialirkan setelah melewati detector untuk menguatkan karena penguat dengan resistensi masukan yang tinggi sehingga rangkaian detector tidak tersadap habis yang menyebabkan keluaran yang cukup besar untuk dapat dideteksi oleh suatu alat pengukur (meter).

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.2 Spektrofotometer UV-VIS

2.3. Hukum Lambert-Berr

Hukum Lambert-Beer merupakan hukum yang mendasari metode absorbsi spektrofotometri. Apabila suatu berkas dengan intensitas Io melewati suatu larutan, maka sebagian sinar akan diserap sehingga intesitas radiasi yang diteruskan I menjadi lebih kecil dari Io (Hayati, 2007) : I

T = I0

T = Transmittan (%)

Hukum Lambert-Beer menunjukkan hubungan sebagai berikut (Khopkar, 1990:195): 𝐼𝑡

T = 𝐼0 = 10 –abc

Log (T) =

Log

1 𝑇

𝐼𝑡 𝐼0

= -abc

) = log

𝐼𝑡 𝐼0

= abc = A

Dimana :

I = intensitas sinar yang diteruskan I0 = intensitas sinar awal T = transmitansi (%) A = absorbansi a = tetapan absorbsifitas

Universitas Sumatera Utara

b = jarak tempuh optik c = konsentrasi

Hukum di atas dapat ditinjau sebagai berikut : 1. Jika suatu berkas radiasi monokromatik yang sejajar jatuh pada medium pengabsorpsi pada sudut tegak lurus setiap yang lapisan yang sangat kecilnya akan menurunkan intensitas berkas. 2. Jika suatu cahaya monokromatis mengenai suatu medium yang transparan, laju pengurangan intensiats dengan ketebalan medium sebanding dengan intensitas cahaya. 3. Intensitas berkas sinar monokromatis berkurang secaraeksponensional bila konsentrasi zat pengabsorpsi bertambah.

2.4. Alfatokoferol

Alfa tokoferol adalah antioksidan yang larut dalam lemak yang terdapat di dalam sel. Alfa tokoferol ditemukan sekitar awal 1920-an. Nama tokoferol pertama kali digunakan oleh Evans. Tokoferol berasal dari kata Yunani, tokos berarti kelahiran bayi, phero berarti membawa kemajuan dan ol menunjukkan bahwa molekulnya mengandung alkohol. Vitamin E adalah istilah umum untuk menunjukkan semua aktifitas biologi vitamin E alami, yaitu d-alfa-tokoferol. Di alam, terdapat 8 substansi yang memiliki aktifitas vitamin E, yaitu kelompok tokoferol (d-alfa, d-beta, d-gamma dan d-delta-tokoferol) dan kelompok tokotrienol (d-alfa, d-beta, d-gamma, dan ddelta-tokotrienol). Kedua kelompok ini berbeda dalam hal metilasi dan rantainya. Dari semuanya, d-alfa-tokoferol mempunyai aktifitas biologik yang paling tinggi sehinga dijadikan sebagai standard bagi yang lain. Vitamin E atau tokoferol termasuk antioksidan primer yang dapat mencegah terjadinya rentetan reaksi radikal bebas. Tokoferol atau vitamin E banyak sekali dijumpai dalam minyak tumbuhan seperti minyak bunga matahari,

Universitas Sumatera Utara

minyak zaitun,, kacang-kacangan, biji gandum, dan sayuran berwarna hijau. Pada hewan seperti daging sapi, unggas, atau ikan. Vitamin E lebih tepat disebut sebagai antioksidan daripada vitamin. Karena tidak seperti vitamin yang lain, vitamin E tidak bertindak sebagai kofaktor bagi reaksi enzimatik. Vitamin E juga tidak menimbulkan suatu penyakit yang khas seperti vitamin yang lain. Defisiensi vitamin E dapat terjadi jika terdapat malabsorbsi lemak, bayi prematur dan penderita yang mendapat nutrisi parenteral total. Efek dari intake vitamin E yang inadekuat biasanya baru tampak dalam jangka panjang dan biasanya berhubungan dengan penyakit kronis, seperti kanker dan atherosklerosis. Fungsi utama vitamin E adalah mencegah peroksidasi membran fosfolipid. Karakteristik vitamin E yang lipofilik memungkinkan tokoferol berada di lapisan dalam sel membran (Halliway dan Getteridge, 1992).Tokoferol OH dapat memindahkan atom hidrogen dengan satu elektron ke radikal bebas dan membersihkan radikal bebas sebelum radikal bebas bereaksi dengan protein membran sel atau bereaksi membentuk lipid peroksidasi. Tokoferol-OH yang bereaksi dengan radikal bebas membentuk tokoferol-O. Tokoferol-O sendiri adalah radikal bebas juga. Tokoferol-O akan bereaksi lagi dengan vitamin C membentuk semidehidroaskorbat, suatu radikal bebas yang lemah.

2.5. Paprika

Paprika memiliki nama latin Capsicum annuum 1 dan berasal dari Amerika Selatan. Di Indonesia, paprika banyak dibudidayakan di Jawa, Bali, dan Nusa Tenggara Barat. Terdapat berbagai Varietas paprika berdasarkan warna buahnya, diantaranya paprika hijau, kuning, merah, atau unggu yang sering digunakan untuk salad. Berdasarkan rasanya, paprika dibedakan atas dua jenis, yaitu paprika manis yang bentuknya besar dan paprika pedas yang bentuknya lebih kecil. Paprika termasuk keluarga cabai, hanya saja paprika tidak memiliki kandungan

Universitas Sumatera Utara

Capsicin,

yaitu

zat

yang

menimbulkan

rasa

pedas

cabe.

2.5.1. Kandungan dan Manfaat Paprika Kandungan gizi yang paling umum pada paprika adalah karoten, vitamin B serta vitamin C. Sedangkan dalam paprika hijau, tiap 100gramnya mengandung protein 0.9g, lemak 0.3g, karbohidrat 4.4g, kalsium 7.0mg, besi 0.4mg, fosfor 22mg, vitamin A 540 IU, vitamin B1 22.0mg, vitamin B2 0.002mg, nyacin 0.4mg dan vitamin C 160mg. Tabel 2.1 Perbandingan nilai gizi paprika merah, kuning, dan hijau per 100 gr Kandungan gizi per 100 gram bahan

Paprika merah Paprika hijau Paprika kuning

Energi (kkal)

26

20

27

Protein (g)

0,99

0,86

1

Lemak total (g)

0,3

0,17

0,21

Lemak jenuh (g)

0,06

0,06

0,03

Lemak tak jenuh tunggal (g)

0,01

0,01

-

Lemak tak jenuh ganda (g)

0,16

0,06

-

Karbohidrat (g)

6,03

4,64

6,32

Serat (g)

2

1,7

0,9

Gula (g)

4,2

2,4

-

Kalsium (mg)

7

10

11

Besi (mg)

0,43

0,34

0,46

Magnesium (mg)

12

10

12

Fosfor (mg)

26

20

24

Kalium (mg)

211

175

212

Natrium (mg)

2

3

2

Seng (mg)

0,25

0,13

0,17

Tembaga (mg)

0,02

0,07

0,11

Universitas Sumatera Utara

Mangan (mg)

0,11

0.12

0,12

Selenium (mg)

0,1

80,4

0,3

Vitamin C (mg)

190

0,06

183,5

Thiamin (mg)

0,05

0,03

0,03

Riboflavin (mg)

0,09

0,48

0,03

Niacin (mg)

0,98

0,22

0,89

Vitamin B6 (mg)

0,29

11

0,17

Folat (mkg)

18

0

26

Vitamin B12 (mkg)

0

370

0

Vitamin A (IU)

3.131

0,37

200

Vitamin E (mg)

1,58

7,4

-

Vitamin K (mkg)

4,9

7,4

-

sumber: www.nutritionanalyzer.com

Gambar 2.3 Paprika Merah, Kuning, dan Hijau

Berikut 4 manfaat besar dari buah paprika untuk kesehatan 1. Meningkatkan kekebalan tubuh. Paprika mengandung gizi yang sangat tinggi, terutama vitamin C. Kandungan vitamin C dalam paprika lebih tinggi dibandingkan dalam kandungan vitamin C dalam jeruk ( 30-50 mg per 100 gram ). Diantara jenis paprika yang lain, paprika merah mengandung vitamin C paling tinggi yaitu 190 mg per 100 gram. Vitamin

Universitas Sumatera Utara

C terlibat dalam beberapa proses penting tubuh, mulai dari mengangkut lemak, pengangkutan elektron dari berbagai reaksi enzimatik, pembuatan kalogen ( protein berserat yang membentuk jaringan ikat pada tulang ), pemacu gusi yang sehat, menjaga tingkat kolesterol, memelihara kekebalan, untuk penyembuhan luka dan meningkatkan fungsi otak agar dapat bekerja maksimal. 2. Mencegah penyakit mata. Selain vitamin C, paprika juga mengandung vitamin A dan beta karoten. Paprika merah mengandung vitamin A sebanyak 3.131 IU. Lagi-lagi, paling tinggi diantara jenis paprika lainnya. Vitamin A bermanfaat untuk mencegah penyakit mata, pertumbuhan sel, sistem kekebalan tubuh, reproduksi, serta menjaga kesehatan kulit. 3. Mencegah kanker. Kandungan beta karoten dalam paprika mencegah timbulnya kanker karena beta karoten bekerja sebagai antioksidan yang menstabilkan radikal berinti karbon. Semakin tua umur paprika, maka kandungan beta karoten akan semakin tinggi. Selain itu, paprika juga mengandung likopen. Sebuah penelitian yang dilakukan Unversitas Yale terhadap 473 orang pria menemukan fakta bahwa pria tidak mengidap kanker prostat

memiliki

lebih

banyak likopen dalam

darahnya

dibandingkan mereka yang sakit. Sedangkan penelitian di Universitas Harvard

pada

tahun

2002,

menunjukkan

bahwa

laki-laki

yang

mengkonsumsi likopen dalam jumlah banyak memiliki resiko penyakit kanker yang lebih rendah, khususnya kanker prostat. 4. Meningkatkan kualitas sperma. Likopen dalam paprika ternyata juga bermanfaat untuk sistem reproduksi. Konsumsi likopen, terutama pada paprika merah, diyakini dapat meningkatkan kualitas reproduksi. Hal ini karena likopen meningkatkan jumlah sperma, menjaga struktur sperma, dan meningkatkan motilitas ( pergerakan ) sperma. Likopen merupakan salah satu dari 650 jenis karotenoid yang secara normal terdapat dalam konsentrasi tinggi di dalam testis. Jika konsentrasi likopen rendah, maka pria hal ini menjadi salah satu penyebab pria mengalami infertilitas ( ketidak suburan ).

Universitas Sumatera Utara

5.

Mengobati Keseleo. Capsaicins senyawa yang terkandung dalam paprika juga mengandung banyak manfaat. Bisa mem-blok transmisi rasa sakit dari kulit ke sumsum tulang belakang dan mencegah sensasi rasa sakit. Ini sangat membantu dalam mengobati penyakit yang terkait dengan nyeri termasuk keseleo.

6. Membakar Kalori. Mengonsumsi paprika mempercepat metabolisme dan membantu membakar lebih banyak kalori. Konsumsi paprika juga mengurangi berat badan karena diet lemak tinggi. Hal ini juga menyebabkan sekresi cairan pencernaan dan mencegah gangguan alat cerna 7. Rambut. Ekstrak paprika adalah salah satu penyubur rambut terbaik sekaligus menumbuhkan rambut baru. Paprika juga akan mencegah kerusakan mahkota Anda sekaligus membantu mempertahankan rambut tetap tebal.

2.5.2. Cara Mengolah, Memilih, dan Menyimpan Yang Baik

Pengolahan paprika hendaknya dilakukan dengan benar agar tidak mengurangi nilai gizinya. Agar kadar vitamin C tak cepat menguap, sebaiknya paprika dimasukkan ke dalam masakan pada akhir proses memasak atau dicampur dengan salad. Penyimpanan paprika hendaknya dilakukan secara tepat. Kandungan vitamin C bisa berkurang, bahkan hilang, jika paprika yang telah terbelah dibiarkan lama terkena udara. Menurut Irna (2005), kiat memilih dan menyimpan paprika yang baik adalah sebagai berikut: 1.

Pilih paprika yang kulitnya masih licin, berkilat dan tidak kusam.

2.

Perhatikan ujung paprika dekat batangnya. Jika ada sedikit saja warna hitam atau cokelat keabu-abuan, paprika itu sudah mulai membusuk di dalamnya.

Universitas Sumatera Utara

3.

Pilih paprika yang keras untuk memastikan bahwa kualitasnya masih bagus dan baru.

4.

Jika dibeli dalam keadaan terbungkus plastik, segera buka kemasannya agar tidak lembab.

5.

Simpan paprika dalam kantong plastik yang telah dilubangi sebelum dimasukkan ke dalam kulkas, sehingga tahan untuk jangka waktu lama.

6.

Paprika jangan dibiarkan dalam keadaan terbelah jika tidak akan langsung dimakan karena vitamin C yang terkandung di dalamnya bisa berkurang/hilang.

2.6. Sensor Warna Tcs3200

Sensor warna merupakan sebuah modul sensor warna yang berbasis Sensor TAOS TCS3200 yang digunakan melakukan pengukuran warna RGB(Read, Green, Bue) dari sebuah objek. Modul sensor ini memiliki fasilitas untuk merekam hingga 25 data warna yang akan disimpan dalam EEPROM. Modul sensor ini dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.

Gambar 2.4 Sensor Warna TCS 3200

Module Sensor Warna TCS3200 menggunakan chip TAOS TCS3200 RGB. Modul ini telah terintegrasi dengan 4 LED. Sensor Warna TCS3200 dapat

Universitas Sumatera Utara

mendeteksi dan mengukur intensitas warna tampak. Beberapa aplikasi yang menggunakan sensor ini diantaranya pembacaan warna, pengelompokkan barang berdasarkan warna, ambient light sensing and calibration, pencocokan warna, dan banyak aplikasi lainnya.

Chip TCS3200 memiliki beberapa photodetector, dengan masing-masing filter warna yaitu, merah, hijau, biru, dan clear. Filter-filter tersebut didistribusikan pada masing-masing array. Module ini memiliki oscilator yang menghasilkan pulsa square yang frekuensinya sama dengan warna yang dideteksi.

Dimensi modul DT-SENSE Color Sensor yaitu : 1. Tanpa spacer : 4,8 cm (p) x 4,8 cm (l) x 2,8 cm (t). 2. Dengan spacer : 4,8 cm (p) x 4,8 cm (l) x 4,6 cm (t).

Spesifikasi DT-SENSE Color Sensor yaitu: 1. Berbasis sensor TAOS TCS3200D. 2. Mampu mengukur komponen warna RGB dari sebuah obyek berwarna. 3. Dilengkapi dengan spacer 3 cm sehingga mencakup area pandang (field of view) 2 cm x 2 cm. 4. Tersedia 2 LED putih untuk membantu pembacaan data warna pada obyek. 5. Tersedia fitur penyimpanan 25 buah data warna. 6. Pin input/output kompatibel dengan level TTL/CMOS. 7.

Dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.

8.

Konfigurasi komunikasi serial adalah : baudrate 9600 bps, 8 data bit, 1 stop bit, tanpa parity, dan tanpa flow control.

9.

Antarmuka I2C mendukung bit rate data hingga 50 kHz.

10. Pada antamuka I2C modul ini dapat di-cascadehing yang terdiri dari :  8 modul tanpa hardware tambahan.  Pengaturan alamat hardware I2C melalui pengaturan jumper.

Universitas Sumatera Utara

 Tersedia perintah white balance untuk membaca referensi warna putih dan black balance untuk membaca nilai referensi warna hitam melalui command set. 

Kebutuhan catu daya 4,8 - 5,4 VDC.

 Tersedia deskripsi dan penjelasan command set yang didukung oleh modul ini.  Tersedia contoh program uji untuk antarmuka I2C.

2.7. Mikrokontroller AT89S52

Mikrokontroler adalah mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol, dan dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip. AT89S52 adalah salah satu anggota dari keluarga MCS-51/52 yang dilengkapi dengan inte rnal 8 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory ), yang memungkinkan memori program untuk dapat deprogram kembali. AT89S52 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi standar dan susunan pin 80C5.

Mikrokontroler AT89S52 memiliki : 1.

Sebuah CPU ( Central Processing Unit ) 8 Bit.

2.

256 byte RAM ( Random Acces Memory ) internal.

3.

Empat buah port I/O, yang masing masing terdiri dari 8 bit.

4.

Osilator internal dan rangkaian pewaktu.

5.

Dua buah timer/counter 16 bit Lima buah jalur interupsi ( 2 buah interupsi eksternal dan 3 interupsi internal).

6.

ebuah port serial dengan full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver

7.

Transmitter).

Mampu melaksanakan proses perkalian, pembagian, dan Boolean.

Universitas Sumatera Utara

8.

EPROM yang besarnya 8 KByte untuk memori program.

9.

Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 μs pada frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroler yang digunakan adalah 12 MHz, maka kecepatan pelaksanaan instruksi adalah 1 μs.

2.7.1 CPU ( Central Prosesing Unit )

Bagian ini berfungsi mengendalikan seluruh operasi pada mikrokontroler. Unit ini terbagi atas dua bagian, yaitu unit pengendali atau CU ( Control Unit ) dan unit aritmatika dan logika atau ALU ( Aritmetic logic Unit ) Fungsi utama unit pengendali adala h mengambil instruksi dari memori (fetch) kemudian menterjemahkan susunan instruksi tersebut menjadi kumpulan proses kerja sederhana ( decode), dan melaksanakan urutan instruksi sesuai dengan langkahlangkah yang telah ditentukan program ( execute). Unit aritmatika dan logika merupakan bagian yang berurusan dengan operasi aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, serta manipulasi data secara logika seperti operasi AND, OR, dan perbandingan.

2.7.2 Bagian Masuk/Keluaran (I/O)

Bagian ini berfungsi sebagai alat komunikasi serpih tunggal dengan piranti di luar sistem. Sesuai dengan namanya, perangkat I/O dapat menerima maupun memberi data dari /ke serpih tunggal. Ada dua macam piranti I/O yang digunakan, yaitu piranti untuk hubungan serial UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter ) dan piranti untuk hubungan pararel yang disebut dengan PIO (Pararel Input Output). Kedua jenis I/O tersebut telah tersedia di dalam serpih tunggal AT89S52.

2.7.3 Perangkat Lunak

Universitas Sumatera Utara

Serpih tunggal keluarga MCS-51 memiliki bahasa pemrograman khusus yang tidak dipahami oleh jenis serpih tunggal yang lain. Bahasa pemrograman ini dikenal dengan nama bahasa assembler yang memiliki 256 perangkat instruksi. Namun saat ini

pemrograman mikrokontroler dapat dilakukan dengan

menggunakan bahasa C. Dengan bahasa C, pemrograman mikrokontroler menjadi lebih mudah, hal ini karena dengan format bahasa C akan secara otomatis diubah menjadi bahasa assembler dengan format file hexa. Perangkat lunak pada mikrokontroler dapat dibagi menjadi lima kelompok sebagai berikut :

1. Instruksi Transfer Data Instruksi ini berfungsi memindahkan data, yaitu antar register, dari memori ke memori, dari register ke memori dan lain lain.

2. Instruksi Aritmatika Instruksi ini melaksanakan operasi aritmatika yang meliputi penjuml ahan, pengurangan, penambahan satu (increment), pengurangan satu (decrement), perkalian dan pembagian.

3. Instruksi Logika dan Manipulasi Bit Berfungsi melaksanakan operasi logika AND, OR, XOR, perbandingan, penggeseran dan komplemen data.

4. Instruksi Percabangan Berfungsi untuk mengubah urutan normal pelaksanaan suatu program. Dengan instruksi ini, program yang sedang dilaksanakan akan meloncat ke suatu alamat tertentu.

5. Instruksi Stack, I/O, dan Kontrol Instruksi ini mengatur penggunaan stack, memba ca/menulis port I/O, serta pengontrolan.

Universitas Sumatera Utara

2.7.4 Konfigurasi Pin

Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40 pin dengan catu daya tunggal 5 Volt. Ke-40 pin tersebut digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.5 Konfigurasi pin Mikrokontroller AT89S52 Fungsi dari masing-masing pin AT89S52 adalah : 1). Pin 1 sampai 8 (Port 1) merupakan port pararel 8 bit dua arah ( bidirectional) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan ( general purpose). 2). Pin 9 merupakan pin reset, reset aktif jika mendapat catuan tinggi. 3). Pin 10 sampai 17 (Port 3) adalah port pararel 8 bit dua a rah yang memiliki fungsi pengganti sebagai berikut : 

P3.0 (10) : RXD (port serial penerima data)



P3.1 (11) : TXD (port serial pengirim data)



P3.2 (12) : INT0 (input interupsi eksternal 0, aktif low)



P3.3 (13) : INT1 (input interupsi ekstrernal 1, a ktif low)



P3.4 (14) : T0 (eksternal input timer / counter 0)



P3.5 (15) : T1 (eksternal input timer / counter 1)



P3.6 (16) : WR (Write, aktif low) Sinyal kontrol penulisan data dari port 0 ke memori data dan input-output eksternal.



P3.7 (17) : RD (Read, aktif low) Sinyal kontrol pembacaan memori data input –output eksternal ke port 0.

Universitas Sumatera Utara

4). Pin 18 sebagai XTAL 2, keluaran osilator yang terhubung pada kristal. 5). Pin 19 sebagai XTAL 1, masukan ke osilator berpenguatan tinggi, terhubung pada kristal. 6). Pin 20 sebagai Vss, terhubung ke 0 atau ground pada rangkaian. 7). Pin 21 sampai 28 (Port 2) adalah port pararel 8 bit dua arah. Port ini mengirim byte alamat bila pengaksesan dilakukan pada memori eksternal. 8). Pin 29 sebagai PSEN (Program Store Enable) adalah sinyal yang digunakan untuk membaca, memindahkan program memori eksternal (ROM / EPROM) ke mikrokontroler (aktif low). 9). Pin 30 sebagai ALE (Address Latch Enable) untuk menahan alamat bawah selama mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi s ebagai PROG (aktif low) yang diaktifkan saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler (on chip). 10). Pin 31 sebagai EA (External Accesss) untuk memilih memori yang akan digunakan, memori program internal (EA = Vcc) atau memori program eksterna l (EA = Vss), juga berfungsi sebagai Vpp (programming supply voltage) pada saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler. 11). Pin 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port pararel 8 bit dua arah. Berfungsi sebagai alamat bawah yang dimultipleks den gan data untuk mengakses program dan data memori eksternal. 12). Pin 40 sebagai Vcc, terhubung ke +5 V sebagai catuan untuk mikrokontroler.

2.7.5 Organisasi Memori

Semua serpih tunggal dalam keluarga MCS-51 memiliki pembagian ruang alamat untuk program dan data. Pemisahan memori program dan memori data memperbolehkan memori data untuk diakses oleh alamat 8 bit. Sekalipun demikian, alamat data memori 16 bit dapat dihasilkan melalui register DPTR (Data Point Register). Memori program hanya bisa dibaca tidak bisa ditulis karena disimpan dalam EPROM. Dalam hal ini EPROM yang tersedia di dalam serpih tunggal AT89S52 sebesar 8 Kbyte .

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.6 Organisasi Memori pada Mikrokontroller AT89S52

a) Memori Program Pada EPROM 8 Kbyte, jika EA (External Access) bernilai tinggi, maka program akan menempati alamat 0000 H sampai 0FFF H secara internal. Jika EA bernilai rendah maka program akan menempati alamat 1000 H sampai FFFF H ke pr ogram eksternal.

b) Memori Data Memori data internal dipetakan seperti pada gambar di bawah ini Ruang memorinya dibagi menjadi tiga blok yaitu bagian 128 bawah, 128 atas, dan ruang SFR ( Special Function Register)

Gambar 2.7 Memori Data pada Mikrokontroller AT89S52 Bagian RAM 128 byte bawah dipetakan menjadi 32 byte bawah dikelompokkan menjadi 4 bank dan 8 register (R0 sampai R7). Pada bagian 16

Universitas Sumatera Utara

byte berikutnya, di at as bank-bank register, membentuk suatu blok ruang memori yang bisa teralamati per bit ( bit addressable). Alamat-alamat bit ini adalah 00 H hingga 7F H. Semua byte yang berada di dalam 128 bawah dapat diakses baik secara langsung maupun tidak langsung. Bagian 128atas hanya dapat diakses dengan pengalamatan tidak langsung. Bagian 128 atas dari RAM hanya ada di dalam piranti yang memiliki RAM 256 byte.

2.8. LCD 1632

M1632 adalah merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya yang rendah. Modul ini dilengkapi dengan mikrokontroler yang didisain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD ini mempunyai CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory) dan DDRAM (Display Data Random Access Memory).

DDRAM DDRAM adalah merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada. Contoh, untuk karakter „A‟ atau 41H yang ditulis pada alamat 00, maka karakter tersebut akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis di alamat 40, maka karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.8 DDRAM M1632 (diambil dari data sheet HD44780)

CGRAM CGRAM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Namun memori ini akan hilang saat power supply tidak aktif, sehingga pola karakter akan hilang.

CGROM CGROM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Namun karena ROM bersifat permanen, maka pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power supply tidak aktif Pada gambar 2, tampak terlihat pola-pola karakter yang tersimpan dalam lokasi-lokasi tertentu dalam CGROM. Pada saat HD44780 akan menampilkan data 41H yang tersimpan pada DDRAM, maka HD44780 akan mengambil data di alamat 41H (0100 0001) yang ada pada CGROM yaitu pola karakter A. Tabel 2.2 Memori CGROM

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.3 Perintah-perintah pada Memori CGROM

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.9 LCD LM1632

Register HD44780, mempunyai dua buah Register yang aksesnya diatur dengan menggunakan kaki RS. Pada saat RS berlogika 0, maka register yang diakses adalah Register Perintah dan pada saat RS berlogika 1, maka register yang diakses adalah Register Data

Register Perintah Register ini adalah register di mana perintah-perintah dari mikrokontroler ke HD44780 pada saat proses penulisan data atau tempat status dari HD44780 dapat dibaca pada saat pembacaan data.

Penulisan Data ke Register Perintah Penulisan data ke Register Perintah dilakukan dengan tujuan mengatur tampilan LCD, inisialisasi dan mengatur Address Counter maupun Address Data. Gambar menunjukkan proses penulisan data ke register perintah dengan menggunakan mode 4 bit interface. Kondisi RS berlogika 0 menunjukkan akses data ke Register Perintah. RW berlogika 0 yang menunjukkan proses penulisan data akan dilakukan. Nibble tinggi (bit 7 sampai bit 4) terlebih dahulu dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock. Kemudian Nibble rendah (bit 3 sampai bit 0) dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock lagi. Untuk mode 8 bit interface, proses penulisan dapat langsung dilakukan secara 8 bit (bit 7 … bit 0) dan diawali sebuah pulsa logika 1 pada E Clock.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.10 Penulisan Data ke register Perintah

2.8. Light Emmiting Diode (LED)

Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, tampak, atau inframerah. LED juga disebut "Solid State Lighting" karena chip LED disolder ke Printed Circuit Board (PCB) dan oleh karena itu tidak memiliki artikel-artikel yang longgar / filamen seperti bola lampu pijar, atau zat beracun seperti gas merkuri pada Lampu Hemat Energy (LHE).

Universitas Sumatera Utara

Gambar.2.3. Simbol dan gambar LED

LED dulu umumnya digunakan pada gadget seperti ponsel serta komputer. Sebagai pesaing lampu bohlam dan neon, saat ini aplikasinya mulai terus meluas dan bahkan bisa kita temukan pada korek api yang kita gunakan, lampu emergency dan sebagainya. LED sebagai model almpu masa depan dianggap dapat menekan pemanasan global karena efesiensinya.

Universitas Sumatera Utara