SOLAR DRYER DENGAN AIR HEATER BERBASIS MIKROKONTROLER UNTUK HASIL LAUT TUGAS AKHIR

SOLAR DRYER DENGAN AIR HEATER

BERBASIS MIKROKONTROLER

UNTUK HASIL LAUT

TUGAS AKHIR

Oleh :

HENDRA WIRANATA

NIM : 4211311024

PROGRAM STUDI TEKNIK MEKATRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI BATAM

2017

SOLAR DRYER DENGAN AIR HEATER BERBASIS

MIKROKONTROLER UNTUK HASIL LAUT

TUGAS AKHIR

Oleh :

HENDRA WIRANATA

NIM : 4211311024

Disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan Program Diploma IV

Program Studi Teknik Mekatronika Politeknik Negeri Batam

PROGRAM STUDI TEKNIK MEKATRONIKA

POLITEKNIK NEGERI BATAM

iii

SOLAR DRYER DENGAN AIR HEATER BERBASIS

MIKROKONTROLER UNTUK HASIL LAUT

Nama Mahasiswa : Hendra Wiranata

NIM : 4211311024

Pembimbing : Nadhrah Wivanius, M.Si

Email : hendra.wiranata28@gmail.com

ABSTRAK

Pengolahan bahan pangan dengan cara pengeringan sangat banyak digunakan, salah satunya adalah bahan pangan dari hasil laut yaitu ikan dan cumi-cumi. Dengan cara ini, ikan dan cumi-cumi yang dikeringkan dapat bertahan lebih lama melalui pemanasan. Pemanasan menurunkan kadar air sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Saat ini, masyarakat masih banyak mengeringkan dengan cara tradisional, yaitu dengan menjemurnya dengan panas matahari. Cara ini sangat bergantung cuaca sehingga pengeringannya membutuhkan waktu yang lama.

Penelitian ini mempelajari inovasi solar dryer system yang bekerja dengan cara memaksimalkan penyerapan panas matahari dan menyalurkan panas serta mengeringkan secara merata menggunakan kipas dan motor sebagai pemindah sisi objek yang akan dikeringkan, serta tambahan air heater jika panas matahari tidak maksimal. Di samping itu, alat juga dilengkapi sensor load cell untuk menimbang berat objek penjemuran, serta sistem mikrokontroler untuk mengontrol solar dryer dan air heater.

Dengan telah selesai dibuatnya alat ini, akhirnya didapatkan hasil berupa penurunan kadar air lebih cepat 98% dengan suhu penjemuran 60 ◦C, sehingga dapat membantu produktivitas masyarakat dalam mengelola hasil laut.

iv

SOLAR DRYER WITH AIR HEATER BASED ON

MICROCONTROLLER FOR SEAFOOD

Student Name : Hendra Wiranata

NIM : 4211311024

Supervisor : Nadhrah Wivanius, M.Si

Email : hendra.wiranata28@gmail.com

ABSTRACT

Food processing by drying method is done commonly, especially for fish and squid. In this way, dried fish and squid can durable through heating. Heating can decrease the water content, so it can inhibit bacterial growth. Now, people are still dry using traditional way to dry seafood under the sun, but this way is very dependent on the weather, so drying takes a long time.

This research will discuss about inovation of solar dryer system that working by maximizing the absorption of solar heat and channeling heat, and then drying evenly using fan and motor to replace the object side to be dried, and additional air heater will be used if solar heat is not maximal. In additional, the tool also features a load cell sensor to scale the object of drying, as well as a microcontroller system to control the solar dryer and air heater.

Finally, the results of this research show that’s a decreasing in water content 98% faster with drying temperature 60 ◦C, so it can help community productivity in managing seafood.

vii

DAFTAR ISI

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... i

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ...ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ...vii

DAFTAR GAMBAR ... ix DAFTAR TABEL ... xi BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1Latar BelakangMasalah ... 1 1.2Perumusan Masalah ... 1 1.3Batasan Masalah ... 2

1.4Tujuan dan Manfaat ... 2

1.5Sistematika Penulisan ... 2

BAB II DASAR TEORI ... 4

2.1Konsep Penyerapan Panas Matahari... 4

2.2Air Heater ... 5

2.3Mikrokontroler ... 5

2.4Sensor Suhu DS18B20 ... 6

2.5Konsep Relay Module ... 6

2.6Synchronous Motor ... 7

2.7Sensor Load Cell ... 8

2.8Konsep Module Hx711 ... 8

2.9LCD Keypad Shield ... 10

2.10 Buzzer ... 10

viii

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 12

3.1Rancangan Penelitian ... 12

3.1Perancangan Software... 12

3.2Perencanaan Mekanik ... 14

BAB IV HASIL DAN ANALISA ... 18

4.1 Hasil Perancangan Mekanikal... .18

4.2 Hasil Pengujian Data Sensor Suhu DS18B20…... .18

4.3 Hasil Pengujian Data Sensor Load Cell... .20

4.4 Hasil Pengujian Panas Box Solar Dryer... .21

4.5 Hasil Pengujian Panas Air heater…... .22

4.6 Hasil Pengujian Panas Solar Dryer dengan Air Heater…... .24

4.7 Hasil Pengujian Penjemuran dengan Solar Dryer dan Tradisional…... .25

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 28

5.1Kesimpulan ... 28

5.2Saran ... 28

DAFTAR PUSTAKA ... 29

BIOGRAFI PENULIS ... 30 LAMPIRAN ...

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 (a) Aluminium, (b) Acrylic, (c) Seng ... 4

Gambar 2.2 PTC Air Heater ... 5

Gambar 2.3 Layout Arduino Uno [4] ... 5

Gambar 2.4 Sensor Suhu DS18B20 [5] ... 6

Gambar 2.5 Two Channel Relay Module [6] ... 7

Gambar 2.6 Synchronous Motor [7] ... 7

Gambar 2.7 Sensor Load Cell ... 8

Gambar 2.8 Module Hx711 ... 9

Gambar 2.9 LCD Keypad Shield 16x2 ... 10

Gambar 2.10 Buzzer ... 11

Gambar 2.11 Limit Switch ... 11

Gambar 3.1 Tahapan Penelitian ... 12

Gambar 3.2 Flowchart sistem kerja ... 14

Gambar 3.3 Diagram blok perancangan hardware ... 15

Gambar 3.4 Diagram elektronik input dan output ... 16

Gambar 3.5 Perancangan hardware dengan autocad ... 16

Gambar 3.6 Sistem pengeringan dan penimbangan dengan autocad ... 16

Gambar 3.7 Tata letak komponen ... 17

Gambar 4.1 Hasil Perancangan Mekanikal ... 18

Gambar 4.2 Grafik perbandingan sensor DS18B20 dengan termometer digital ... 19

Gambar 4.3 Grafik perbandingan sensor load cell dengan timbangan digital ... 20

Gambar 4.4 Grafik perubahan panas box solar dryer ... 22

x Gambar 4.6 Grafik pengujian panas solar dryer dengan air heaeter ... 24 Gambar 4.7 Grafik perbandingan penjemuran dengan solar dryer dan cara tradisional ... 26

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil pengujian sensor suhu DS18B20 ... 19

Tabel 4.2 Hasil pengujian sensor load cell dengan module Hx711... 20

Tabel 4.3 Hasil pengujian panas box solar dryer ... 21

Tabel 4.4 Hasil pengujian panas air heater ... 23

Tabel 4.5 Hasil pengujian panas solar dryer dengan air heater ... 24

Tabel 4.6 Hasil penjemuran dengan solar dryer ... 25

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Indonesia adalah negara kepulauan terbesar di dunia dengan hasil laut yang sangat melimpah, maka dari itu banyak masyarakat Indonesia yang hidup bergantung pada hasil laut, di antara hasil laut tersebut adalah ikan dan cumi-cumi. Dengan ikan dan cumi-cumi yang melimpah, banyak masyarakat mengelola hasil tersebut dengan berbagai cara, salah satunya adalah dengan cara mengeringkannya. Cara ini sangat banyak digunakan oleh masyarakat karena dengan menurunkan kadar air dari ikan atau cumi tersebut dapat menghambat tumbuhnya jamur dan bakteri sehingga dapat membuat ikan atau cumi menjadi lebih tahan lama. Tetapi cara ini sangat tergantung pada kondisi cuaca karena membutuhkan panas dari sinar matahari dan membutuhkan waktu yang lama untuk mengeringkannya.

Cara yang sudah digunakan antara lain dengan menggunakan alat solar dryer. Alat solar dryer memaksimalkan panas dari matahari dengan menyerap panas dan menyalurkannya pada objek yang ingin dikeringkan. Kelemahan dari alat ini yaitu lamanya pengeringan jika panas matahari tidak maksimal, tidak meratanya pengeringan, dan alat masih harus dikontrol secara manual. Maka dari itu penulis membuat solar dryer system dengan tambahan energi mekanik dari air heater dan kipas, sistem pemindah sisi yang dikeringkan menggunakan motor dan penimbangan berat objek penjemuran menggunakan sensor load cell serta sistem mikrokontroler untuk mengontrol solar dryer.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas , maka rumusan masalahnya yaitu: 1. Bagaimana menyerap panas dari matahari secara maksimal ?

2. Bagaimana jika panas matahari tidak maksimal ? 3. Bagaimana agar panas dapat disalurkan secara merata ?

4. Bagaimana agar hasil laut yang dijemur dapat mengering secara merata ? 5. Bagaimana cara menyesuaikan berat awal dengan berat akhir yang diinginkan ?

2

1.3 Batasan Masalah

Agar penelitian ini dapat lebih terarah dan terfokus , maka penulis membatasi masalah pembuatan alat solar dryer system hanya pada :

1. Alat ini dibuat dalam skala kecil dengan berat pengeringan yaitu 1 kg. 2. Pengambilan data menggunakan sampel ikan laut selar kuning dan cumi.

3. Penjemuran hanya dilakukan pada pagi sampai sore agar dapat menghemat daya dari air heater.

4. Penjemuran dilakukan pada ruang yang tertutup.

1.4 Tujuan dan Manfaat

Pembuatan alat ini memiliki tujuan sebagai berikut :

1. Mempercepat waktu pengeringan ikan, cumi, dan hasil laut atau sungai lainnya. 2. Menurunkan kadar air (35% untuk sampel ikan laut selar kuning dan 20% untuk

sampel cumi yang dihitung dari berat pengeringan). 3. Penjemuran dilakukan pada suhu 60 ◦C.

Manfaat dari alat ini antara lain sebagai berikut :

1. Dapat meningkatkan produktivitas masyarakat dalam bidang penjemuran hasil laut. 2. Ikan dan cumi yang dijemur dapat tahan lebih lama.

3. Pengeringan ikan selar kuning dan cumi dapat merata.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan skripsi ini dibagi menjadi 5 bab, masing-masing bab di uraikan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini akan menjelaskan tentang latar belakang , perumusan masalah , batasan masalah tujuan dan manfaat dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Pada bab ini memuat referensi tentang konsep penyerapan panas, air heater, mikrokontroler, sensor suhu DS18B20, konsep relay module, synchronous

3 motor, sensor load cell, konsep module Hx711 dan LCD keypad shield, buzzer,

limit switch yang berguna untuk penelitian sesuai dengan perumusan masalah.

BAB III PERANCANGAN SISTEM

Pada bagian ini diuraikan desain, metoda atau pendekatan yang digunakan dalam menjawab permasalahan untuk mencapai tujuan penelitian

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi analisis terhadap data penelitian dan pembahasan mengenai hasil perancangan yang diperoleh.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan tentang Tugas Akhir yang telah dilakukan berdasarkan data-data yang didapat, serta terdapat saran sebagai penunjang maupun pengembang tugas akhir ini untuk masa-masa yang akan datang.

4

BAB II DASAR TEORI

Permasalahan pengeringan ikan dan cumi umumnya terkendala pada panas matahari yang dihasilkan. Jika panas matahari tidak maksimal, maka waktu yang diperlukan untuk penjemuran akan lama. Permasalahan lainnya adalah tidak meratanya pengeringan atau terlalu kering sehingga menyusut dan dapat berakibat pada hasil akhir yang diinginkan. Berikut akan dibahas beberapa hal yang berkaitan dengan permasalahan tersebut.

2.1 Konsep Penyerapan Panas Matahari

Penyerapan matahari menggunakan bahan yang harganya terjangkau, bahannya ringan sehingga memudahkan dalam pengoperasian, bahan yang dipilih memiliki sifat kolektor panas. Dengan sifat kolektor panas maka panas akan tersalurkan di dalam alat sehingga dapat mempercepat proses pengeringan. Bahan yang memiliki konduktor panas yang baik antara lain adalah aluminium dengan karakteristik bahan yang ringan dan harganya terjangkau. Penggunaan acrylic transparan yang berfungsi untuk memaksimalkan penyerapan panas sinar matahari sebagai sumber utama. Untuk kolektor panas digunakan bahan dari seng yang dicat dengan warna hitam. Seng hitam ini merupakan konduktor (penghantar) panas yang baik. Penggunaan kipas untuk mempercepat aliran panas yang diserap.

(a) (b) (c)

5

2.2 Air Heater

Air heater yang dipilih pada percobaan ini adalah PTC Air Heater, dimana

jenis ini bekerja dengan mengubah energi listrik menjadi energi panas. Panas yang dihasilkan dari aluminium kemudian dialirkan melalui aliran udara.

Gambar 2.2 PTC Air Heater

Tegangan input pada PTC air heater adalah 220 volt dengan daya sebesar 180 watt. Alat ini menggunakan material pemanas PTC thermistor dengan metode pemanasan menggunakan aliran udara.

2.3 Mikrokontroler

Mikrokontroler yang digunakan pada alat ini adalah Arduino Uno, dimana jenis ini merupakan sebuah kombinasi dari hardware, software, dan Integrated Development

Environment (IDE). Komponen utama di dalam Arduino adalah microcontroller 8 bit

dengan merek ATmega (buatan ATMEL Corp.)

Gambar 2.3 Layout Arduino Uno [4]

Pada Gambar 2.3 dapat dilihat layout dari sebuah arduino uno yang terdiri dari :

1. Pin analog reference yang berwarna orange yang terdiri dari input 5 Volt,

Ground, dan 9 Volt.

2. 14 pin digital (0-13), pin 0-1 tidak dapat digunakan untuk digital input atau output jika menggunakan komunikasi serial.

6 3. 6 pin digital yang dapat menjadi output PWM.

4. Tombol reset S1 yang berwarna biru tua. 5. Pin analog (0-5) yang berwarna biru.

6. USB port untuk mengunggah program ke arduino.

2.4 Sensor Suhu DS18B20

Sensor suhu DS18B20 merupakan sebuah sensor suhu yang memiliki akurasi nilai suhu dan kecepatan pengukuran serta kestabilan yang baik. DS18B20 adalah sensor suhu digital yang dikeluarkan oleh Dallas Semiconductor. Untuk pembacaan suhu, sensor ini menghasilkan pulsa digital sebagai indikasi suatu suhu tertentu. Sensor suhu DS18B20 mengunakan protokol 1 wire communication. Sensor DS18B20 memilki 3 pin yaitu pin +5V, ground dan data input/output.

2.4 Sensor Suhu DS18B20 [5]

Temperature sensor atau sensor suhu DS18B20 beroperasi pada suhu -55 ◦C

hingga 125 ◦C. Kelebihan sensor suhu DS18B20 yaitu output berupa data digital dengan nilai ketelitian 0.5 ◦C selama kisaran temperature - 10 ◦C sampai 85 ◦C hingga mempermudah pembacaan oleh mikrokontroler. Dalam pemrograman DS18B20, dapat digunakan library OneWire.cpp dan OneWire.h.

2.5 Konsep Relay Module

Relay module yang digunakan adalah 2 channel relay module. Relay Module

adalah sebuah saklar yang dioperasikan secara elektrik yang memungkinkan untuk mengaktifkan atau mematikan sirkuit menggunakan tegangan. Relay module dapat melindungi rangkaian mikrokontroler dari rangkaian yang memiliki daya tinggi. Relay

7 2.5 Two Channel Relay Module [6]

Gambar di atas memiliki pin configuration sebagai berikut : 1. Vcc : 5V Dc

2. Com : 5V Dc

3. In1 : high / low output 4. In2 : high / low output 5. Gnd : ground

2.6 Synchronous Motor

Motor yang digunakan adalah motor synchronous atau rotary kipas angin yang memiliki input 220V / 240V dengan kecepatan putaran 5/6 rpm dan daya sebesar 4 watt. Motor sinkron atau motor arus bolak-balik adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah energi listrik arus bolak-baik (AC) menjadi energi gerak atau mekanik berupa putaran rotor. Motor arus bolak-balik terdiri dari dua bagian yaitu bagian yang diam atau yang disebut stator dan bagian yang bergerak yaitu rotor. Pada motor

synchronous, ketika motor masih bekerja maka rotor motor sinkron akan selalu terikat

atau terkopel secara magnetis dengan medan putar dan dipaksa untuk turut berputar dengan kecepatan sinkronnya. Dengan demikian, penambahan beban tidak berpengaruh terhadap putaran motor.

8

2.7 Sensor Load Cell

Load cell sensor adalah sebuah sensor yang mendeteksi perubahan gaya atau

beban suatu benda. Perubahan yang ditimbulkan oleh gaya benda tersebut akan dijadikan sinyal analog dan diteruskan ke tranduser. Tranduser berfungsi mengubah sinyal analog yang ditimbulkan oleh load cell menjadi besaran listrik. Sensor load cell biasanya berisi pegas (spring). Bagian lain dari load cell adalah strain gauge yang untuk mendeteksi besarnya perubahan dimensi jarak yang disebabkan oleh suatu elemen gaya. Strain gauge secara umum digunakan dalam pengukuran presisi gaya, berat, tekanan, torsi, perpindahan dan kuantitas mekanis lainnya.

Gambar 2.7 Sensor Load Cell.

Prinsip kerja load cell dihitung dari perubahan resistansi yang terjadi akibat perubahan gaya pada strain gauge. Ketika bagian lain dari sensor yang lebih elastis mendapat tekanan, maka pada sisi lain akan mengalami perubahan regangan yang sesuai dengan yang dihasilkan oleh strain gauge sehingga terjadi perubahan resistansi. Dari hasil perubahan tekanan pada beban akan dirubah menjadi tegangan oleh komponen pendukung yang ada. Perubahan nilai resistansi yang diakibatkan oleh perubahan gaya yang diubah menjadi nilai tegangan oleh rangkaian pengukuran yang ada. Berat dari sebuah objek yang diukur dapat diketahui dengan mengukur besarnya nilai tegangan yang timbul.

2.8 Konsep Module Hx711

Modul Hx711 adalah sebuah komponen elektronika yang digunakan sebagai modul timbangan. Modul ini berfungsi untuk menguatkan sinyal keluaran dari sensor dan mengonversi data analog menjadi data digital. HX711 didesain untuk sensor timbangan digital dan industrial kontrol aplikasi yang terkoneksi dengan sensor

9 jembatan (bridge sensor). HX711 adalah modul timbangan yang memiliki prinsip kerja menguatkan perubahan tegangan yang terukur pada sensor load cell dan mengkonversinya ke dalam besaran listrik melalui rangkaian yang ada. Modul melakukan komunikasi dengan computer atau mikrokontroler melalui TTL232. Modul Hx711 memiliki struktur yang sederhana, mudah dalam penggunaan, hasil yang stabil, sensitivitas tinggi, dan mampu mengukur perubahan dengan cepat.

Gambar 2.8 Module Hx711 Modul Hx711 memiliki spesifikasi sebagai berikut :

 Pin E+ : Excitation Positive

 Pin E- : Excitation Negative

 Pin A+ : Channel A Positive Input

 Pin A- : Channel A Negative Input

 Pin B+ : Channel B Positive Input

 Pin B- : Channel B Negative Input

 Pin GND : 0V/ Ground Power Connection

 Pin DT : Data IO Conection

 Pin SCK : Serial Clock Input

 Pin VCC : Power Input

Modul Hx711 memiliki fitur seperti berikut :

 Differential input voltage: ± 40mV (Full-scale differential input voltage is ± 40mV)

 Data accuracy : 24 bit (24 bit A/D converter chip)

 Refresh frequency : 80 Hz

 Operating Voltage : 5V DC

10

2.9 LCD Keypad Shield 16x2

Liquid Crystal Display keypad shield atau yang disebut LCD keypad shield,

adalah salah satu komponen elektronika yang dikembangkan untuk arduino yang kompatibel dengan board arduino. LCD keypad shield menyediakan interface dengan penggunanya, yang memungkinkan pengguna membuat pilihan melalui menu. LCD

keypad shield terdiri dari 1602 white character blue backlight LCD dan terdapat 5

tombol, yaitu tombol select, up, right, down dan left. Untuk menyimpan pin digital IO,

interface keypad hanya menggunakan satu channel ADC. Tombol dibaca melalui 5

tahap pembagi tegangan.

Gambar 2.9 LCD Keypad Shield 16x2

Liquid Crystal Display atau yang biasa disebut LCD mempunyai beberapa pin

dengan konfigurasi sebagai berikut:

1. Pin Analog 0 : Button ( select, up, right, down, left ) 2. Pin Digital 4 : DB4

3. Pin Digital 5 : DB5 4. Pin Digital 6 : DB6 5. Pin Digital 7 : DB7

6. Pin Digital 8 : RS ( Data or Signal Display Selection ) 7. Pin Digital 9 : Enable

8. Pin Digital 10 : Backlit Control

2.10 Buzzer

Buzzer umumnya digunakan untuk alarm atau indikator suara bahwa proses

telah selesai atau terjadi error pada suatu alat. Penggunaan buzzer relatif mudah, dengan memberikan tegangan maka buzzer dapat mengubah tegangan tersebut menjadi sinyal suara. Frekuensi suara yang dapat dikeluarkan oleh buzzer yaitu

11 antara 1-5 KHz. Prinsip kerja dari buzzer hampir sama dengan loadspeaker, yaitu terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet. Kumparan tersebut akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya. Karena kumparan dipasang pada diafragma, setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.

Gambar 2.10 Buzzer

2.11 Limit Switch

Limit switch atau saklar pembatas adalah saklar atau perangkat elektromekanis

yang mempunyai tuas aktuator sebagai pengubah posisi kontak terminal dari normally

open (NO) ke normally close (NC) atau sebaliknya dari NC ke NO. Posisi kontak akan

berubah ketika tuas aktuator tersebut terdorong atau tertekan oleh suatu objek. Limit

switch hanya mempunyai 2 kondisi, yaitu menghubungkan dan memutuskan aliran

arus listrik atau hanya mempunyai kondisi ON atau Off.

Sistem kerja limit switch berbeda dengan saklar pada umumnya. Pada saklar, umumnya sistem kerjanya akan diatur/ dikontrol secara manual oleh manusia seperti diputar atau ditekan, sedangkan limit switch dibuat dengan sistem kerja yang berbeda.

Limit switch dibuat dengan sistem kerja yang dikontrol oleh dorongan atau tekanan

(kontak fisik) dari gerakan suatu objek pada aktuator. Sistem kerja ini bertujuan untuk membatasi gerakan ataupun mengendalikan suatu objek tersebut, dengan cara memutuskan atau menghubungkan aliran listrik yang melalui terminal kontaknya.

12

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Rancangan Penelitian

Pada penelitian ini akan dilakukan tahapan penelitian sebagai berikut: 1. Pembuatan dan pemasangan hardware solar dryer dengan air heater. 2. Pembuatan program mikrokontroler.

3. Penggabungan dan pengujian pada sistem hardware dengan software. 4. Evaluasi dan proses finishing.

5. Analisa data.

6. Penulisan paper dan buku laporan akhir.

Gambar 3.1 Tahapan penelitian.

3.2 Perancangan Software

Perancangan software pada solar dryer ini menggunakan arduino uno sebagai

13 berat, input dari setting akan menjadi acuan berat target dan suhu yang diinginkan. Pada alat ini terdapat tombol start dan pause. Jika tombol start ditekan, maka alat akan memulai bekerja dan apabila tombol pause ditekan, maka semua program akan dihentikan sementara. Solar dryer menyerap panas dari sinar matahari, kemudian sensor suhu DS18B20 membaca panas yang terserap. Jika panas yang dihasilkan oleh box solar dryer kurang, maka sistem mikrokontroler akan mengaktifkan air heater, kipas, dan motor melalui relay. Arduino akan mengontrol panas air heater sesuai dengan input dari sensor suhu DS18B20. Pengaturan selisih berat untuk penjemuran ikan atau cumi akan menghitung berat akhir yang diinginkan sesuai dengan berat awal yang dihitung oleh sensor load cell, sedangkan jika hanya menekan tombol run, maka alat hanya akan menjemur tanpa adanya perhitungan berat yang diinginkan. Berat awal yang diterima oleh load cell akan masuk ke arduino dan arduino akan menyesuaikan dengan setting yang ada, kemudian arduino akan mengontrol berat akhir yang diinginkan sesuai dengan program yang telah dibuat. Jika sensor load cell menghitung berat akhir sudah mencapai target, maka arduino akan mematikan sistem dan menghidupkan buzzer serta mengambil lamanya waktu penjemuran, agar dapat diketahui efektif atau tidaknya penggunaan alat solar dryer. LCD berguna untuk menampilkan suhu pada solar dryer, lamanya waktu penjemuran serta berat awal dan berat akhir penjemuran. Alat juga dilengkapi sistem peringatan. Apabila limit switch mendeteksi alat tidak ditutup, maka sistem tidak akan berjalan dan buzzer akan berbunyi.

14 Gambar 3.2 Flowchart sistem kerja

3.3 Perancangan Mekanik

Pembuatan mekanik alat solar dryer ini berfokus pada pengeringan yang cepat serta merata dan hasil akhir penjemuran yang diinginkan secara otomatis, dimana sistem bekerja dengan motor memutar semua sisi yang ada dan sistem akan berhenti jika bahan yang dijemur telah mencapai berat yang ditargetkan.

15 Gambar 3.3 Diagram blok perancangan hardware.

Diagram blok 3.3 adalah rancangan hardware dari alat solar dryer. Alat akan bekerja ketika sensor DS18B20 membaca panas dari penyerapan matahari tidak maksimal. Arduino akan mengaktifkan relay dan mengontrol panas dari air heater sesuai dengan setting yang diinginkan. Keluaran dari sensor load cell yang berupa besaran listrik akan masuk ke module Hx711 lalu dikonversi menjadi data digital melalui rangkaian yang ada pada module Hx711. Output dari module Hx711 yang berupa data digital masuk ke arduino dan kemudian dikelola melalui program yang ada ditambah dengan library Hx711 sehingga didapatkan data berat yang berupa gram. Arduino akan menghitung berat awal dan akhir sampai mencapai target dan mematikan sistem. Arduino juga akan mengontrol motor, kipas, dan buzzer.

Berdasarkan gambar 3.3, maka desain elektrik dibagi menjadi 2, yakni input dan output dengan arduino uno sebagai mikrokontroler. Input sistem ini terdiri dari

limit switch, sensor DS18B20, dan sensor load cell. Output berupa buzzer, relay, air heater, kipas, motor, dan LCD. Gambar 3.4 adalah diagram elektronik input dan output

16 Gambar 3.4 Diagram elektronik input dan output.

Gambar 3.5 Perancangan hardware dengan autocad

17 Sistem pengeringan dan penimbangan ini menggunakan motor sebagai pemutar semua sisi bahan yang dijemur dan kipas untuk meratakan pemanasan sehingga membantu percepatan pengeringan. Sensor load cell untuk menghitung berat awal dengan berat akhir yang diinginkan sesuai dengan program dan setting yang telah dibuat. Penggunaan arduino untuk mengontrol motor, kipas dan air heater melaui

relay, relay akan mati saat berat akhir yang dihitung oleh load cell telah mencapai

target yang ditentukan oleh program. Limit switch berguna untuk sistem peringatan apabila alat belum tertutup.

Untuk desain mekanik tempat penyimpanan komponen yang sensitif terhadap air dan panas, maka digunakan kotak yang bisa digunakan sebagai rumah untuk komponen elektrikal yang diletakkan di luar ruangan dari solar dryer. Kotak penyimpanan dilengkapi dengan rubber seal, sehingga dapat terhindar dari masuknya air, uap dari penjemuran dan sebagainya.

Gambar 3.7 Tata letak komponen

Gambar 3.7 menunjukkan tata letak komponen adalah rangkaian sirkuit power

supply, relay, arduino, buzzer dan LCD keypad. Kotak penyimpanan diletakkan pada

18

BAB IV

HASIL DAN ANALISA

4.1 Hasil Perancangan Mekanikal

Perancangan mekanikal seperti yang telah dibahas pada BAB III telah dirancang sesuai desainnya, hasil perancangan mekanikal adalah seperti gambar dibawah ini :

Gambar 4.1 Hasil perancangan mekanikal.

4.2 Hasil Pengujian Data Sensor Suhu DS18B20

Sensor suhu yang digunakan adalah sensor DS18B20. Pengambilan data dilakukan dengan pembacaan sensor suhu DS18B20 pada arduino dan termometer digital dengan akurasi +/- 1.5% . Adapun hasil pengukuran adalah sebagai berikut :

19 Tabel 4.1 Hasil pengujian sensor suhu DS18B20

No Suhu Terukur Suhu Termometer Error DS18B20 ( ◦C ) digital ( ◦C ) ( % ) 1 33,1 34,1 2,93 2 36,4 36,6 0,55 3 39,2 39,5 0,76 4 42,7 43,1 0,93 5 45,2 45,5 0,66 6 48,5 48,9 0,82 7 51,0 51,2 0,39 8 54,4 54,8 0,73 9 57,1 57,4 0,52 10 59,9 60,3 0,66 Rata-rata Error 0,90

Gambar 4.2 Grafik perbandingan sensor DS18B20 dengan termometer digital.

Data yang didapat pada Tabel 4.1 menunjukan hasil pengujian sensor suhu DS18B20 dan suhu termometer dilakukan sebanyak 10 kali dengan rata-rata error mencapai 0,90%. Gambar 4.2 menunjukkan perbandingan antara sensor suhu DS18B20 dengan termometer digital. Dengan pengambilan sampel sebanyak 10 kali,

20 pembacaan sensor suhu pada sensor sedikit lebih kecil dari pada termometer digital dengan mencapai 0,9991.

4.3 Hasil Pengujian Data Sensor Load Cell dengan Module Hx711

Sensor load cell berguna untuk menimbang berat dari bahan yang akan dijemur. Pengujian data load cell dengan menggunakan module Hx711 akan dibandingkan dengan timbangan digital, hasil perbandingannya dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.2 Hasil pengujian sensor load cell dengan module Hx711 No Berat Terukur Timbangan Error

(gram) digital (gram) ( % ) 1 102 100 2.00 2 151 150 0.67 3 203 201 1.00 4 254 252 0.79 5 303 300 1.00 6 354 351 0.85 7 403 400 0.75 8 452 450 0.44 9 504 501 0.60 10 553 550 0.55 Rata-rata Error 0.86

21 Data pada tabel 4.2 dapat dilihat perbandingan nilai pembacaan antara sensor

load cell menggunakan module Hx711 dengan timbangan digital. Grafik perbandingan

sensor load cell dengan timbangan digital dapat dilihat pada gambar 4.3. Pengambilan data sebanyak 10 kali dengan berat yang berbeda, akurasi sensor mencapai 0,86% dan mencapai 0,9998 yang berarti perbedaan pembacaan sensor dengan timbangan digital hanya berbeda sedikit.

4.4 Hasil Pengujian Panas Box Solar Dryer

Box solar dryer terdiri dari kotak aluminium, seng dan acrylic transparan yang

memaksimalkan penyerapan panas dari matahari. Data diambil pada tanggal 26 november 2016 pukul 13.00 WIB dengan kondisi cuaca panas. Hasil pengujian panas yang diserap oleh box solar dryer dapat dilihat pada tabel di bawah :

Tabel 4.3 Hasil pengujian panas box solar dryer No Waktu Suhu Terukur

(Menit) (◦C ) 1 0 31,3 2 5 34,4 3 10 37,2 4 15 40,2 5 20 42,6 6 25 44,7 7 30 46,5 8 35 47,3 9 40 48,0 10 45 48,2

22 Gambar 4.4 Grafik perubahan panas box solar dryer.

Pengujian panas box solar dryer dapat dilihat pada tabel 4.3 pengambilan data dilakukan pada suhu awal 31,3 ◦C dengan waktu 5 menit sekali sebanyak 10 kali dan

box solar dryer mampu menyerap panas hingga 48.2 ◦C dalam waktu 45 menit.

Gambar 4.4 menunjukkan pengambilan data panas yang diserap oleh box solar dryer dengan waktu pengambilan sampel sebanyak 10 kali. Panas yang diserap oleh box

solar dryer rata-rata mengalami kenaikan sebesar 1,9 ◦C per 5 menit.

4.5 Hasil Pengujian Panas Air Heater

Panas yang dihasilkan oleh heater berguna apabila panas yang diserap oleh box solar dryer tidak maksimal. Air heater diaktifkan oleh relay apabila panas yang dihasilkan kurang dari suhu yang diatur. Adapun hasil pengujian adalah sebagai berikut :

23 Tabel 4.4 Hasil pengujian panas air heater

No Waktu Suhu Terukur (Menit) (◦C ) 1 0 28,8 2 5 36,4 3 10 42,8 4 15 46,1 5 20 48,4 6 25 50,0 7 30 51,0 8 35 51,8 9 40 52,3 10 45 52,9

Gambar 4.5 Grafik perubahan panas air heater

Pengujian panas yang dapat dihasilkan oleh air heater dapat dilihat pada tabel 4.4. Pengambilan data setiap 5 menit sekali sebanyak 10 kali hingga air heater mampu menghasilkan panas sebesar 52,9 ◦C. Gambar 4.5 menunjukkan panas yang dihasilkan oleh air heater mengalami kenaikan hingga 52,9 ◦C dalam waktu 45 menit atau mengalami peningkatan panas rata-rata 2,7 ◦C per 5 menit.

24

4.6 Hasil Pengujian Panas Solar Dryer dengan Air Heater

Panas dari solar dryer dengan air heater diambil datanya sebanyak 10 kali dalam waktu 135 menit. Pengambilan data dilakukan pada tanggal 27 november 2016 pukul 11.00 WIB dengan kondisi cuaca panas. Adapun hasil pengujian panas tersebut adalah sebagai berikut:

Tabel 4.5 Hasil pengujian panas solar dryer dengan air heater No Waktu Suhu Terukur

(Menit) ( C◦ ) 1 0 31,2 2 15 42,2 3 30 53,1 4 45 58,7 5 60 63,4 6 75 65,7 7 90 66,9 8 105 67,4 9 120 67,7 10 135 67,6

Gambar 4.6 Grafik pengujian panas solar dryer dengan air heater

Pada tabel 4.5, pengujian panas solar dryer dengan air heater dilakukan pada suhu awal 31,2 ◦C. Dapat dilihat pada gambar grafik 4.6, panas yang diserap dan

25 disalurkan oleh box solar dryer dan air heater mengalami peningkatan suhu hingga 67,6 ◦C pada menit ke 135. Selama percobaan, solar dryer dengan air heater hanya mampu menghasilkan panas hingga 67,6 ◦C.

4.7 Hasil Pengujian Penjemuran dengan Solar Dryer dan Tradisional

Pengujian penjemuran dengan menggunakan solar dryer dan cara tradisional dilakukan untuk mengetahui perbandingan antara penjemuran menggunakan solar

dryer dengan penjemuran tradisional. Pengambilan data dilakukan pada tanggal 4

desember 2016 pukul 11.00 WIB dengan cuaca panas dan sedikit berawan. Pengaturan suhu solar dryer yaitu pada 60 ◦C, jika panas yang diserap oleh solar dryer tidak mencukupi, maka akan dibantu oleh air heater. Sampel yang digunakan pada percobaan dengan solar dryer adalah cumi dengan berat 359 gram, sedangkan untuk penjemuran dengan cara tradisional dilakukan dengan sampel cumi dengan berat awalnya adalah 349 gram. Adapun hasil pengujian adalah sebagai berikut :

Tabel 4.6 Hasil penjemuran dengan solar dryer

No Waktu Berat Penurunan (Menit) ( Gram) Berat ( % ) 1 30 330 0,00 2 60 305 7,58 3 90 281 7,87 4 120 257 8,54 5 150 236 8,17 6 180 217 8,05 7 210 196 9,68 8 240 176 10,20 9 270 160 9,09 10 300 143 10,63 Rata-rata penurunan berat 8,87

26 Tabel 4.7 Hasil penjemuran dengan cara tradisional

No Waktu Berat Penurunan (Menit) ( Gram) Berat ( % ) 1 30 334 0,00 2 60 322 3,59 3 90 308 4,35 4 120 295 4,22 5 150 286 3,05 6 180 272 4,90 7 210 257 5,51 8 240 243 5,45 9 270 230 5,35 10 300 221 3,91 Rata-rata penurunan berat 4,48

Gambar 4.7 Grafik perbandingan penjemuran dengan solar dryer dan cara tradisional

Data pada percobaan penjemuran yang menggunakan solar dryer, pengaturan suhu pada 60 ◦C dan sampel yang digunakan adalah cumi dengan berat 359 gram. Pengambilan sampel sebanyak 10 kali dengan rentang waktu 30 menit sekali. Sedangkan data pada penjemuran dengan cara tradisional dilakukan dengan sampel

27 cumi dengan berat awalnya adalah 349 gram dan dijemur pada suhu 31 ◦C. Pengambilan data sebanyak 10 kali dalam 300 menit.

Dapat dilihat pada gambar grafik 4.7, bahwa penjemuran dengan menggunakan

solar dryer mengalami penurunan berat rata-rata sebesar 8,87% atau 21,3 gram per 30

menit, 98% lebih cepat dari pada penjemuran secara tradisional yang hanya mengalami penurunan berat rata-rata 4,48% atau 12,8 gram per 30 menit. Solar dryer dapat mempercepat pengeringan objek yang dijemur, hal tersebut dikarenakan panas pada

28

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Penjemuran cumi dengan menggunakan solar dryer mengalami penurunan berat rata-rata 8,87% per 30 menit atau lebih cepat 98% dari pada menggunakan cara penjemuran tradisional yang hanya mengalami penurunan berat rata-rata 4,48% per 30 menit.

2. Penurunan kadar air sesuai dengan pengaturan selisih berat yang diatur. Untuk sampel ikan laut selar kuning selisih beratnya adalah 35% dari berat awal dan untuk sampel cumi 20% dari berat awal.

3. Suhu penjemuran dapat diatur hingga suhu 60 ◦C, jika panas yang diserap oleh box

solar dryer tidak mencukupi, maka akan dibantu oleh air heater.

5.2 Saran

Untuk pengembangan sistem lebih lanjut, maka dapat diberikan saran sebagai berikut : 1. Penggunaan kotak dan kipas yang lebih optimal agar panas yang diserap dapat

lebih maksimal dan sirkulasi udara panasnya dapat disalurkan secara merata.

2. Penggunaan air heater dengan daya yang lebih besar agar dapat mencapai suhu panas yang lebih tinggi.

3. Desain tempat timbangan lebih kokoh agar timbangan tetap stabil walaupun motor berputar.

4. Wadah penjemuran dapat dibuat lubang kecil lebih banyak agar aliran udara lebih luas sehingga bahan yang dijemur dapat kering atas dan bawahnya.

29

DAFTAR PUSTAKA

[1] M Iqbal Hanafri, Aditya Herry Emawan, Eni Kustanti, Evi L Rahayu. “Pembuatan Prototipe Alat Solar Dryer Berbasis Tenaga Surya Hybrid Sistem Portable”, Internet : http://directory.umm.ac.id/penelitian/PKMI/pdf/PEMBUATAN%20PROTOTIPE%20AL AT%20SOLAR%20DRYER%20BERBASIS%20TENAGA%20SURYA%20HYBRID% 20SISTEM%20PORTABLE.pdf, [Mei.15,2016].

[2] Sofyan, I."Rancangan Awal Alat Pengering Energi Matahari (Solar Dryer) untuk Pegering Rumput Laut", Skripsi,Institut Pertanian Bogor Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,Bogor,2001.

[3] “PTC Air Heaters”. Internet : http://www.ptc-heater.com.tw/PTC_heaterFan_eng.htm, [Mei.16,2016].

[4] “Introduction to the Arduino Board”. Internet : http://arduino.cc/en/reference/board, [Mei.16,2016].

[5] “DS18B20 1-Wire Digital Thermometer”. Internet : www.maximintegrated.com. [Desember17,2016].

[6] “2 Channel Relay Module”. Internet : http://digilib.mercubuana.ac.id/manager/n!@ file_skripsi/Isi2838320616704.pdf, [Desember.17,2016].

[7] ”Synchronous Motor”. Internet : http://staff.ui.ac.id/system/files/users/chairul.hudaya /material/papersynchronousmotor.pdf, [Desember.18,2016].

[8] “Load Cell”. Internet : http://library.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00643-sk %202.pdf, [Mei.19,2016].

[9] “LCD KeyPad Shield”. Internet : http://repository.uksw.edu/bitstream/123456789/3852/3 /T1_612007067_BAB%20II.pdf , [Desember.19,2016].

[10] “Buzzer”. Internet: http://eprints.polsri.ac.id/1779/3/BAB%20II.pdf , [Desember.19, 2016].

[11] “Limit Switch”. Internet: http://blog.unnes.ac.id/antosupri/limit-switch-saklar-pembatas/, [Januari.07,2017].

[12] “Modul Hx711”. Internet: http://eprints.polsri.ac.id/2842/3/File%20III.pdf, [Maret.25, 2016].

30

BIOGRAFI PENULIS

Nama : Hendra Wiranata

Tempat/tanggal lahir : Tanjung pinang, 28 Maret 1996 Agama : Buddha

Alamat : Kp. Krajan RT/RW 002/ 003 Kota baru,Kecamatan Teluk sebong, Kabupaten Bintan, Provinsi Kepulauan Riau. Email : hendra.wiranata28@gmail.com

Riwayat Pendidikan :

1. SMA YKPP Tanjung Uban (2010-2013) 2. SMPN 012 Bintan Utara (2007-2010) 3. SDN 016 Ekang Anculai (2001-2007)

1

LAMPIRAN

2

2. Hasil Perancangan Mekanikal 2.1 Gambar Mekanikal

3

2.2 Gambar Tampilan LCD dan Tombol Pengaturan

3. Hasil Penjemuran

4