Rancang bangun monitoring elektrolisis air berbasis Arduino Uno dan kontrol tegangan Buck Converter

INDONESIA:

Elektrolisis adalah suatu cara untuk memisahkan air (H2O) menjadi gas hidrogen (H2) dan oksigen (O2) dengan menggunakan arus listrik melalui air. Selama ini penelitian tentang elektrolisis air banyak dilakukan dengan akuisisi data secara manual. Penelitian ini bertujuan untuk membuat perangkat sistem monitoring elektrolisis air untuk akuisisi data otomatis berbasis Arduino Uno kemudian untuk mengetahui pengaruh kontrol tegangan Buck Converter terhadap produksi gas hidrogen yang dihasilkan. Perangkat sistem monitoring ini dirancang dengan 4 buah sensor, yaitu: sensor gas MQ-8; sensor tegangan 25VDC; sensor arus ACS712; dan sensor suhu DS18b20. Datalogger menggunakan Microsoft Excel dengan fitur VBA (Visual Basic for Application). Sensor MQ-8 diatur dengan skala pembacaan 200-1000 ppm (parts per million) dengan nilai RMSE sebesar 0,0288. Hasil validasi menunjukkan sensor tegangan 25VDC memiliki akurasi 99,81% dengan skala pembacaan 5-12 Volt, sensor arus ACS712 memiliki akurasi 95,21% dengan skala pembacaan 0-2,5 ampere, dan sensor suhu DS18b20 memiliki akurasi 99,68% dengan skala pembacaan 25°–51° C. Tingkat akurasi perangkat sistem pemantauan elektrolisis yang dikembangkan umumnya sesuai dengan standar penelitian ilmiah. Kemudian elektrolisis air menunjukkan bahwa penggunaan tegangan 12 Volt menghasilkan konsentrasi gas hidrogen paling tinggi yaitu 847 ppm, dan proses elektrolisis lebih cepat yaitu 6 jam 7 menit ditandai tidak ada arus yang mengalir. Sedangkan pada pengaturan tegangan 9 menghasilkan konsentrasi gas 510 ppm selama 6 jam 40 menit, dan pada pengaturan tegangan 6 Volt menghasilkan konsentrasi gas 214 ppm selama 10 jam 8 menit.

ENGLISH:

Electrolysis is a way to separate water (H2O) into hydrogen gas (H2) and oxygen (O2) by using an electric current through water. So far, research on electrolysis of water has been mostly done by manual data acquisition. This study aims to create a water electrolysis monitoring system device for automatic data acquisition based on Arduino Uno and then to determine the effect of Buck Converter voltage control on the production of hydrogen. The monitoring system device is designed with 4 sensors, namely: MQ-8 gas sensor; 25VDC voltage sensor; ACS712 current sensor; and DS18b20 temperature sensor. Datalogger uses Microsoft Excel with VBA (Visual Basic for Application) features. The MQ-8 sensor is set with a reading scale of 200-1000 ppm (parts per million) with an RMSE value of 0.0288. The validation results show the 25VDC voltage sensor has an accuracy of 99.81% with a reading scale of 5-12 Volts, the ACS712 current sensor has an accuracy of 95.21% with a reading scale of 0-2.5 amperes, and the DS18b20 temperature sensor has an accuracy of 99.68% with the reading scale is 25°–51° C. The level of accuracy of the developed electrolysis monitoring system devices is generally in accordance with scientific research standards. Then the electrolysis of water showed that the use of 12 Volt voltage resulted in the highest concentration of hydrogen gas at 847 ppm, and the electrolysis process was faster at 6 hours 7 minutes, marked by no current flowing. Meanwhile, at the voltage setting 9, the gas concentration was 510 ppm for 6 hours and 40 minutes, and at the 6 Volt setting the gas concentration was 214 ppm for 10 hours and 8 minutes.

ARABIC:

يعد التحليل الكهربائي طريقة لفصل الماء (H2O) إلى غاز الهيدروجين (H2) والأكسجين (O2) باستخدام تيار كهربائي عبر الماء. حتى الآن ، تم إجراء معظم الأبحاث حول التحليل الكهربائي للمياه عن طريق الحصول على البيانات يدويًا. تهدف هذه الدراسة إلى إنشاء جهاز نظام مراقبة التحليل الكهربائي للماء للحصول على البيانات تلقائيًا بناءً على Arduino Uno ومن ثم تحديد تأثير التحكم في جهد محول باك على إنتاج غاز الهيدروجين المنتج. جهاز نظام المراقبة هذا مصمم بأربعة مستشعرات ، وهي: مستشعر الغاز MQ-8 ؛ مستشعر الجهد VDC25 ؛ مستشعر التيار ACS712 ؛ وجهاز استشعار درجة الحرارة DS18b20. يستخدم Datalogger برنامج Microsoft Excel مع ميزات VBA (Visual Basic for Application). تم ضبط مستشعر MQ-8 بمقياس قراءة من٢٠٠ - ١٠٠٠ ppm جزء في المليون (أجزاء في المليون) بقيمة RMSE تبلغ ٠,٠٢٨٨. تظهر نتائج التحقق من صحة مستشعر الجهد 25VDC بدقة ٩٩,٨١ ٪ مع مقياس قراءة من ٥ - ١٢ فولت ، ومستشعر التيار ACS712 بدقة ٩٩,٢١ ٪ مع مقياس قراءة من ٠ - ٢.٥ أمبير ، ومستشعر درجة الحرارة DS18b20 لديه دقة تبلغ ٩٩,٦٨٪ بمقياس قراءة ٢٥ درجة -٥١ درجة مئوية. مستوى دقة أجهزة نظام مراقبة التحليل الكهربائي المطورة بشكل عام يتوافق مع معايير البحث العلمي. ثم أظهر التحليل الكهربائي للماء أن استخدام جهد ١٢ فولت أدى إلى أعلى تركيز لغاز الهيدروجين عند ٨٤٧ جزء في المليون ، وأن عملية التحليل الكهربائي كانت أسرع عند ٦ ساعات و ٧ دقائق ، مع عدم وجود تدفق للتيار. وفي الوقت نفسه ، عند إعداد الجهد ٩ ، ينتج تركيز غاز يبلغ ٥١٠ جزء في المليون لمدة ٦ ساعات و ٤٠ دقيقة ، وعند إعداد جهد ٦ فولت ينتج تركيز غاز قدره ٢١٤ جزء في المليون لمدة ١٠ ساعات و ٨ دقائق.