PROTOTYPE SISTEM DIGITALISASI PEMERAH SUSU UNTUK SMART FARMING DAIRY INDUSTRY

(1)

(2)

PROTOTYPE SISTEM DIGITALISASI PEMERAH SUSU UNTUK SMART FARMING

DAIRY INDUSTRY

PENGARAH

Prof. Dr. Ir. H. Fatah Sulaiman, S.T., M.T.

Rektor Untirta Ilham Mustofa, M,IP.

Direksi PT. Agrobisnis Banten Mandiri (Perseroda) Dr. Idat Galih Permana

Dekan Fakultan Peternakan IPB University PENANGGUNG JAWAB PENYUSUN

Dr. Alimuddin, S.T., M.M., M.T.

TIM PENYUSUN Muhammad Fadhil S.T., M.T.

Masjudin, S.T., M.T.

Dr. Imamul Muttaqin, S.T., M.T.

Dr. Irma Saraswati, S.T., M.T.

Ria Arafaiyah, S.Si., M.Si.

DESAIN DAN LAYOUT Fakhrul Fepriyanto, S.P.

PENERBIT Untirta Press ISBN: 978-623-5604-42-8

REDAKSI

Jl. Raya Jakarta Km 4, Pakupatan, Panancangan, Kec. Cipocok Jaya, Kota Serang, Banten 42124

Hak Cipta dilindungi oleh undang-undang.

Dilarang memperbanyak, mencetak, ataupun menerbitkan sebagian atau seluruh isi buku tanpa izin tertulis dari penerbit

(3)

i Alhamdulillahi Rabbul Alamin kepada Allah Swt atas selalu memberikan petunjuk pada manusia serta Salawat kepada Nabi Muhammad saw selalu menjadi Tauladan dalam kehidupan sehari-hari

Nilai Keteladanan yang akan menjadi penciri dan kekuatan kearifan lokal warga Untirta, dibangun dari dua sosok pergerakan Banten, yakni: Sultan Ageng Tirtayasa dan Syeikh Nawawi Al-Bantani. Kedua tokoh ini merupakan simbol dari kekuatan umaro dan ulama. Dua tokoh besar yang dilahirkan di bumi Banten ini telah diabadikan namanya menjadi nama Masjid Kampus Untirta “Syeikh Nawawi Al-Bantani”. Karakter Sultan Ageng Tirtayasa dan Syeikh Nawawi Al-Bantani, mewakili karakter ke- pemimpinan dan intelektual.

Sebagai wujud kepedulian Intelektual terhadap tujuan pembangunan nasional terutama dalam mencerdaskan bangsa, Untirta terus melakukan pengembangan dan perubahan untuk merespon kebutuhan stakeholders bidang penelitian dan pengabdian masyarakat

Perpaduan karakter yang diperlukan dalam memimpin Universitas sebagai pusat keilmuan dan kepakaran serta pusat penelitian dan pengabdian masyarakat. Karakter dimaksud antara lain tercermin dalam sembilan karakter unggul, yaitu; 1). Cerdas, berpikir taktis dan strategis 2).

Pantang menyerah, memiliki integritas watak, dan konfrontatif terhadap kezaliman 3). Inovatif dan kreatif 4).

Visioner, peduli terhadap pengembangan ilmu dan pendidikan 5). Proaktif, responsif, dan berorientasi pada

Prof. Dr. Ir. H. Fatah Sulaiman, S.T., M.T.

REKTOT UNTIRTA KATA SAMBUTAN

(4)

ii pelayanan 6). Membuka diri dan mampu membaca tantangan zaman 7). Komunikatif dan mampu bekerja sama 8). Moderat dan menghargai kemajemukan, serta 9). Men- jaga nilai budaya lokal. Sembilan karakter inilah yang harus menjadi jati diri individu civitas akademika Untirta selalu melaksanakan tridharma perguruan tinggi bidang penelitian dan pengabdian masyarakat.

Dalam membangun terwujudnya Untirta sebagai Integrated, Smart, dan Green (It’S Green) University yang siap bersaing di tataran global sangat mendukung penerbitan buku Manual Sistem Pemerah Susu Dihgital Berbasisi IoT bagian dari program kedaireka Macthing Fund dengan Tema Implementasi Pemrah Susu Digital dan Proses Bisnis pada Smart Farming Dairy Industry.

Wassalamualaikum Warhamtullahi Wabarakatuh

Serang, 15 Desember 2022 Rektor Untirta

Prof. Dr. Ir. H. Fatah Sulaiman., S.T., M.T.

(5)

iii Kemajuan teknologi industri sapi perah di negara-negara maju seperti di Amerika dan Eropa sudah sangat berkembang. Penerapan berbagai teknologi mulai dari perkan- dangan modern, sistem pemberian pakan, sistem pemerahan otomatis, bahkan menggunakan pemerahan menggunakan robot sudah umum digunakan. Sementara itu, penerapan teknologi di peternakan sapi perah di Indonesia sangat terbatas, hal ini disebabkan sebagian besar peternakan sapi perah di Indonesia merupakan peternak rakyat yang daya adopsi teknologinya masih rendah.

Untuk menghasilkan susu dengan kualitas yang baik dan higienis penggunaan mesin perah otomatis dalam peternakan sapi perah modern merupakan suatu keharusan. Hal ini sangat berhubungan dengan kualitas susu yang dihasilkan.

Namun demikian kondisi saat ini sebagian besar peternak sapi perah di Indonesia masih melakukan secara manual.

Oleh karena itu di era Technology Industry 4.0 perlu ada terobosan inovasi dalam pemerahan susu yang sudah me- nerapkan teknologi digital namun mudah diadopsi oleh para peternak.

Buku yang berjudul “Prototype Sistem Digitalisasi Peme- rahan Susu untuk Smart Farming Industry” merupakan buku yang membahas prototype mesin pemerahan susu berbasis digital yang dihasilkan dari Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Produk inovasi prototype sistem pemerahan susu digital ini merupakan cikal-bakal dalam mengh-

Dr. Ir. Idat Galih Permana, MSc.Agr.

Dekan Fakultas Peternakan IPB University KATA SAMBUTAN

(6)

iv asilkan produk pemerahan susu yang berbasis digital buatan dalam negeri. Kedepan akan dihasilkan mesin pemerahan susu berbasis IoT yang dilengkapi dengan sensor (pH, moisture, total solid, temperature, water), micro- controller, data lodger berbasis web.

Walaupun saat ini inovasi ini masih dalam tahap prototype, namun ke depan adanya prototype sistem digitalisasi pemerahan susu akan menumbuhkan produk-produk inovasi lain berbasis Internet of Things (IoT) dibidang industri sapi perah, seperti automatic feeding system, controlled closed house, atau mengontrol reproduksi, dan lain sebagainya.

Selamat dan sukses untuk Universitas Sultan Ageng Tirta- yasa, semoga produk inovasi ini dapat segera diaplikasikan di industri sapi perah di Indonesia.

Bogor, 9 Januari 2023

Dekan Fakultas Peternakan IPB University

Dr. Ir. Idat Galih Permana, MSc.Agr.

(7)

v

Patuh bersyukur kepada Allah Swt buku manual dapat diselesaikan dengan baik dan rampung serta salawat dan salam kepada Nabi Besar Muhammad saw sebagai inspi- rasi tauladan bagi umat manusia.

Dalam buku ini dibuat sebagai luaran program Kedaireka Macthing Fund 2022 Program Konsorsium Patriot Pangan Nasional dengan tema “Implementasi pemerah Susu Digi- tal dan Proses Bisnis untuk Smart farming Dairy Industry”

Permasalahan dihadapi peternak pemerah susu masih manual atau konvensional sehingga diperlukan modernisasi peralatan yaitu pemerah susu digital berbasis IoT agar bisa sistem pemerah bisa lebih efisien dan profesional. Dekade terakhir ini negara maju seperti Eropa, Amerika, Australia dan Selandia Baru sudah dikembangkan otomatisasi pemerah susu dengan menggunakan robot. Untuk di Indonesia sebagai negara berkembang menuju negara maju perlunya membuat pemerah susu digital berbasis IoT untuk meres- pons Sustanability Development Goals (SDG) bidang Industry Innovation and infrastructure.

Para pembaca buku ini bisa dijadikan referensi bagi akade- misi praktisi dan pebisnis sebagai pengetahuan, wawasan, acuan atau panduan untuk mesin pemerah susu sapi perah digital berbasis IoT.

Saya mengucapkan terima kasih kepada Tim Kedaireka Matching Fund PMO Kemenristekdikti atas pembiayaan DIPA, Rektor IPB University sebagai Ketua Konsorsium Dr. Alimuddin, S.T., M.M., M.T.

PENANGGUNG JAWAB KATA SAMBUTAN

(8)

vi Patriot Pangan Nasional dan Rektor Untirta sebagai Sekre- taris Konsorsium Patriot Pangan Nasional serta 10 PTN tergabung dalam Konsorsium Patriot Pangan Nasional juga tim pengusul terdari dosen dari Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, IPB University dan Universitas Negeri Jakarta turut berkontribusi dalam penyusunan buku manual ini Serang, 14 Desember 2022

Ketua Tim Pengusul Kedaireka Macthing Fund 2022

Dr. Alimuddin, S.T., M.M., M.T.

(9)

vii PRAKATA

Alhamdulillah Puji syukur kepada Allah swt buku manual ini berhasil dirampungkan. Salawat dan salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad Saw, keluarga- nya, sahabatnya, dan juga para peng8ikutnya hingga akhir zaman.

Para pembaca para Era sekarang merupakan era industri 4.0 menuju era industry 5.0 menjadi suatu kebutuhan inovasi teknologi IoT. Buku manual judul “Prototype Sistem Digitalisasi Pemerah Susu untuk Smart farming Dairy Industry” bisa dijadikan referensi untuk memperkaya bahan materi bidang Teknik Elektro, Teknik Informatika, Ilmu Komputer, Ilmu peternakan, Teknik Industri, Teknik Kimia, Teknologi Pangan, Teknik Pertanian serta Bidang Ilmu berkaitan langsung ruang lingkup sesuai kompetensi dan kepakaran dan Praktisi pelaku peternakan untuk sapi perah. Dalam buku ini di bahas Smart farming di dairy Industry, Informasi Sistem Device Elektronik Instrumen- tasi, Sistem monitoring Pemerah Susu Berbasis IoT dan Manual Prosedur penggunaan.

Ucapan terima kasih kepada pengelola Kedaireka Matching Fund PMO Kemenristekdikti, Rektor IPB University, Rektor Untirta serta 10 PTN yaitu IPB University, UNTIRTA, UGM, UNILA, USK,UNTAN, UNMUL, UNG, UNRAM dan UNPATTI tergabung dalam Konsor- sium Patriot Pangan Nasional salah satu Output/luaran Buku Manual tema Implementasi Pemerah Susu Digital dan Proses Bisnis pada Smart Farming Dairy Industry.

Akhir kata bila ada dalam buku manual perlu masukan atau kritikan dengan tangan terbuka menerima masukan/ kritikan dalam penyempurnaan.

Serang, 15 Desember 2022 Tim Penulis

(10)

viii

KATA SAMBUTAN ... i

KATA SAMBUTAN ... v

PRAKATA ... vii

DAFTAR ISI ... viii

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Smart Farming di Dairy Industri ... 2

1.1.1 Definsi Dairy Industry ... 4

1.1.2 Ruang Lingkup Dairy Industry ... 4

1.1.3 Kecenderungan Global Dairy Industry ... 6

1.1.4 Permasalahan di Dairy Industry ... 7

1.1.5 Pengujian Kualitas Kimia Komoditi Susu ... 8

1.1.6 Konsumsi Susu Masyarakat Indonesia ... 11

1.1.7 Penggunaan Teknologi sebagai penunjang Dairy Industri ... 12

1.1.8 Penggunaan IoT di Sektor Peternakan ... 13

1.1.9 Future of Smart Farming ... 14

1.1.10 Produksi Susu Sapi di Provinsi Banten ... 14

1.2 Sistem Monitoring Pemerah Susu Berbasis IoT .... 16

DAFTAR ISI

(11)

ix 1.2.2. Sensor pada Sistem Monitoring Prototyple Sapi

Perah berbasis IoT ... 18

1.2.3. Sistem Internet of Thing ... 22

1.2.4 Cara Kerja Alat ... 23

BAB II. INFORMASI SISTEM ... 25

2.1 Gambaran Umum Sistem ... 26

2.2 Sistem Sensor Pemerah Susu ... 28

2.2.2 Mikrokontroller ESP32... 28

2.2.2 Relay ... 29

2.2.3 Sensor Water Level ... 30

2.2.4 Sensor TDS ... 31

2.2.5 SENSOR pH (DFRobot Gravity: Analog pH meter pro V2) ... 32

2.2.6 SENSOR SUHU DS18B20 ... 33

2.3 Sistem Proses Pemerah Susu Digital ... 34

2.3.1 Persiapan ... 38

2.3.2 Waktu Pemerahan Susu ... 35

2.3.3 Mekanisme Mesin Pemerah Susu Sapi DigitalB Berbasis IoT ... 36

2.4 Visualisasi Digitalisasi Pemerah Susu ... 37

2.4.1 Tipe Visualisasi Data ... 38

2.4.2 Visualisasi Data Pada Thingspeak ... 46

BAB III. MANUAL PROSEDUR PENGGUNAAN ... 50

3.1 Instalasi Sistem ... 51

3.1.1 Instruksi Keselamatan Penggunaan ... 51

3.1.2 Komponen Sistem dan Spesifikasi ... 52

3.1.3 Prosedur Instalasi Sistem ... 54

3.1.4 Prosedur Menghubungkan Modul dengan Jaringan ... 58

3.2 Prosedur Penggunaan ... 59

3.3 Prosedur Maintenance ... 61

BAB IV. PENUTUP ... 64

BAB V. DAFTAR PUSTAKA ... 65

(12)

1

I PENDAHULUAN

(13)

2 1.1 Smart Farming di Dairy Industri

Smat farming bidang peternakan ialah penerapan teknologi atau inovasi bidang elektonik dan IT untuk meningkatkan efisiensi dan efekstivitas usaha peternakan.

Smart farming merupakan implementasi dari berbagai teknologi dan perangkat lainnya seperti Internet, cloud, dan perangkat IoT (Rusli, 2021). Pada tahun 2050 para ilmuwan memperkirakan bahwa akan terjadi kekurangan pangan dunia. Hal tersebut didasarkan pada pre- deksi jumlah populasi manusia di masa depan akan mencapai 9,6 Miliar jiwa. Para ilmuwan juga menegaskan bahwa bidang pertanian perlu meningkatkan jumlah produk pangan sebesar 70 % sebagai langkah antisipasi ben- cana kekurangan pangan dan dampak buruk lain yang disebabkan karena bertambahnya jumlah populasi manusia.

Melonjaknya jumlah populasi tersebut akan berakibat pada banyaknya tuntutan yang belum pernah ada sebelumnya pada pihak yang berkaitan di sektor pertanian. Selain itu, PBB (Perserikatan Bangsa-Bangsa) juga memperkirakan hal tersebut.

Suhu lingkungan yang terus mengalami peningkatan memiliki potensi yang sangat signifikan dalam mengubah pola pertumbuhan pada tanaman dan hewan. Meng- akibatkan gangguan pada siklus penyerbukan alami dan perkecambahan tanaman. Beberapa contohnya ialah badai besar, kekeringan, polusi udara, perubahan siklus reproduksi hewan yang mempengaruhi produksi pangan. Sektor pertanian berada pada ambang baru yang menuju kerja sama besar antara para pelaku kepentingan dalam sektor industri. Dengan demikian, dalam rangka meningkatkan kapasitas dan kualitas produksi pada sektor pertanian untuk memenuhi pangan dunia, perlu adanya penggunaan aplikasi teknologi pengindraan yang memungkinkan produsen makanan menjadi lebih “Smart” dan lebih ilmiah melalui praktik “Percision Agriculture”. Maka untuk itu alat atau

(14)

3 teknologi yang digunakan ialah Internet of Things yang akan dibuat untuk memonitoring dari kualitas hasil pertanian atau pangan dari hewan, khususnya pada kualitas susu sapi perah.

Internet of Things atau “IoT” merupakan salah satu kemajuan penting dari Internet. Definisi IoT tidak perma- nen tetapi tergantung pada konteksnya melibatkan infra- struktur global untuk teknologi informasi dan komunikasi.

Pada dasarnya, permintaan yang berpusat pada manusia adalah upaya utama yang memengaruhi inovasi IoT. IoT dalam lingkungan cerdas konteks telah dipelajari dan didefinisikan sebagai sistem interkoneksi antara internet dan lainnya perangkat penginderaan dan penggerak yang dapat mengoperasikan informasi di berbagai platform melalui kerangka kerja terpadu seperti komputasi awan dengan representasi informasi yang mulus, data analitik, dan penginderaan di mana-mana.

Gambar 1.1. IoT Pada peternakan

Saat ini minat orang untuk bekerja di bidang pertanian maupun peteranakan memiliki minat yang rendah, dampaknya sektor peratanian dan peternakan kekurangan tenga kerja sedangkan permintaan dari konsumen dalam

(15)

4 pemenuhan pangan sangat tinggi. Dengan penggunaan teknologi dalam bidang peternakan diharapkan mampu meng- atasi permasalahan kelangkaan tenaga kerja tersebut. Salah satu alat yang dibutuhkan pada sektor peternakan, terutama pada proses pemerahan susu sapi yaitu dengan menggunakan mesin pemerah susu. Mesin pemerah susu tersebut tidak bekerja sendirian, mesin ini bekerja dengan beberapa perangkat lain yang semuanya telah diatur secara otomatis agar bekerja dengan urutan yang benar. Sehingga dengan adanya penggunaan teknologi tersebut, jumlah hasil produksi mampu memenuhi jumlah permintaan dalam rentang waktu yang lebih cepat..

1.1.1 Definsi Dairy Industry

Industri Pengolahan susu adalah salah satu manufaktur pangan yang pengembangannya menjadi prioritas.

Hal tersebut berdasarkan Rencana Induk Pembangunan Industri Nasional (RIPIN) 2015 – 2035. Menteri Perindus- trian Agus Gumiwang memberikan pernyataan bahwa “ Industri ini (Industri pengolahan susu) masih di hadapkan pada tantangan pemenuhan bahan baku, karena sampai saat ini hanya 22% bahan baku susu yang dipasok dari dalam negeri,” pernyataan tersebut beliau sampaikan pada saat acara Groundbreaking pabrik baru PT Frisian Flag Indo- nesia di cikarang, Kabupaten Bekasi, Jawa Barat, Selasa (9/3) (Kemenprin.go.id).

1.1.2 Ruang Lingkup Dairy Industry

1. Industri pengolahan susu meliputi usaha pembuatan susu bubuk, susu kental manis, susu asam, kepala susu/krim susu termasuk pengawetannya seperti sterilisasi dan pasteurisasi.

2. Industri pengolahan susu pada umumnya menggunakan susu segar sebagai bahan baku. Selain bahan baku susu segar, industri ini juga membutuhkan bahan tambahan seperti gula, krim, minyak nabati,

(16)

5 dan lain-lain agar dapat diproses menjadi produk olahan lainnya.

3. Nomor KBLI (Klasifikasi Baku Lapangan Usaha Indonesia) industri pengolahan susu adalah :

a. 15211 : Industri susu

b. 15212 : Industri makanan dari susu

c. Nomor HS industri pengolahan susu: 040210100, 040221110, 040221190, 040221900, 040291000, 040299000, 040310000, 040390100

d. Jenis diversifikasi produk susu meliputi : susu cair (UHT, pasteurisasi), susu bubuk, susu kental manis, keju, mentega, yoghurt, dan es krim. Susu segar dan produk olahannya disajikan dalam bentuk pohon industri berikut:

Gambar 1.2 Jenis-Jenis Olahan Susu

(17)

6 1.1.3 Kecenderungan Global Dairy Industry

1. Kecenderungan yang telah terjadi

 Total produksi Susu Segar Dalam Negeri (SSDN) sebesar + 1,4 juta kg/hari atau + 511.000 ton/tahun. Adapun bahan baku susu segar dari peternak sapi perah dalam negeri yang diserap oleh IPS (Indeks Pembangunan Statistik) pada tahun 2008 sebesar 474.500 ton (1,3 juta kg/

hari), sisanya diimpor sebesar 180.912 ton (sumber BPS). Potensi produksi susu di Indonesia terkonsentrasi di wilayah Jawa Barat, Jawa Tengah, dan Jawa Timur. Sedangkan untuk wilayah di luar Jawa relatif lebih kecil meliputi Sumatera Selatan, Sumatera Barat, Bengkulu, Kalimantan Barat, Kalimantan Selatan, dan Sulawesi Selatan.

 Produksi riil industri susu pada tahun 2008 sebesar 622.720 ton dengan tingkat utilisasi 103.49%. Produk susu dan makanan dari susu selain untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, sebagian juga diekspor di mana volume ekspor tahun 2008 sebesar 6.939 ton dengan nilai sebesar US$ 11.698.478. Sedangkan volume impor produk susu dan makanan dari susu sebesar 39.975 ton dengan nilai sebesar US$

146.681.652.

2. Kecenderungan yang akan terjadi

 Harga bahan baku susu impor mengalami fluk- tuasi yang tinggi akhir-akhir ini. Harga Skim Milk Powder ton/tahun pada 2006 sebesar US$

3.188, tahun 2007 sebesar US$ 4.204, tahun 2008 turun menjadi US$ 2.200, dan pada tahun 2009 diperkirakan akan turun menjadi US$

1.625. Diprediksikan di tahun-tahun mendatang harga akan meningkat kembali.

(18)

7

 Untuk masa mendatang, permintaan akan susu segar maupun produk turunannya diperkirakan terus meningkat seirama dengan pertambahan populasi, pertumbuhan ekonomi, perbaikan tingkat pendidikan, kesadaran gizi dan perubahan gaya hidup.

1.1.4 Permasalahan di Dairy Industry 1. Bahan Baku

 Industri persusuan nasional belum berkembang secara optimal karena selama ini belum merupakan industri prioritas, dan belum ada pengembangan secara holistic.

 Konsumsi susu nasional baru mencapai 10,47 kg/kapita/tahun, masih jauh di bawah negara ASEAN yaitu Philipina 20 kg/kapita/tahun, Malaysia 20 kg/kapita/tahun, Thailand 20-25 kg/

kapita/tahun, dan Singapura 32 kg/kapita/tahun.

 Kurangnya kesadaran peternak untuk penerapan Good Farming Practices (GFP) sehingga mengurangi kualitas Susu Segar Dalam Negeri (SSDN), utamanya kandungan bakteri (TPC) dan kadar protein dalam total soluble solid.

 Produktivitas ternak sapi sangat rendah 8 – 12 liter/ekor/hari dibanding luar negeri 20 liter/hari, dikarenakan rendahnya ransum pakan ternak dan cara berternak yang kurang baik, kepemilik- an sapi perah 2 – 3 ekor/peternak.

2. Industri Susu

 Usaha peternakan olahan (+ 70%) masih diimpor dalam bentuk skim milk powder, butter milk powder, dll, maka bila terjadi depresiasi rupiah terhadap dolar akan meningkatkan biaya produksi.

(19)

8

 Banyaknya produk susu impor yang masuk secara ilegal.

 Belum harmonisnya tarif BM produk susu olahan dengan bahan baku/penolong dan kemasan.

1.1.5 Pengujian Kualitas Kimia Komoditi Susu

Untuk mendapatkan kualitas susu yang layak untuk dikonsumsi oleh konsumen atau masyarakat, maka harus dilakukan beberapa pengujian untuk mengetahui dari kualitas susu sapi tersebut. Diantaranya sebagai berikut :

1. Pengujian Milkoscan

Industri pengolahan susu dituntut untuk mempro- duksi susu sapi dengan jumlah puluhan ribu liter, yang diperoleh dari berbagai koperasi ataupun peternakan langsung. Dengan demikian, pengujian kualitas susu sapi tersebut perlu dilakukan dengan cepat. Salah satunya dengan cara melakukan pengujian dengan cepat menggunakan Milkoscan.

Prinsip kerja milkoscan adalah berdasar bahwa lemak, protein, dan laktosa memiliki kemampuan menyerap sinar infra merah dengan panjang gelombang tertentu. Ketika susu dilewati sinar infra merah maka sebagian sinar infra merah akan diserap oleh komponen-komponen gizi susu tersebut diatas. Setiap komponen akan menyerap sinar infra merah dengan panjang gelombangnya masing- masing. Jumlah sinar yang diserap dapat digunakan sebagai dasar untuk menentukan jumlah komponen-komponen gizi tersebut. Milkoscan dilengkapi filter optik (optic filters) supaya dapat dipastikan bahwa sinar yang dipancarkan menuju sampel susu hanyalah sinar infra merah dengan panjang gelombang tertentu.

(20)

9 2. Uji Organoleptik

Pengujian organleptik memiliki sifat yang sub- yektif, tapi itu merupakan sifat yang penting.

Pengujian ini terdiri dari rasa, aroma, dan warna.

Rasa dan aroma dapat bersinergi membentuk citarasa. Citarasa susu sapi dipengaruhi beberapa faktor. Menurut Hammer dan Babel (1957) faktor- faktor yang mempengaruhi citarasa susu antara lain: penyerapan bau, bahan pakan ternak, kondisi ternak, pengaruh sinar matahari, dan penambahan bahan asing.

3. Uji Keasaman

Uji keasaman susu biasa dilakukan dengan metode titrasi. Titrasi dilakukan dengan larutan NaOH 0,1 M. Susu segar yang dititrasi sebanyak 10 ml yang diencerkan dengan Aquadest hingga 20 ml.

Indikator yang digunakan adalah phenolptaline (PP). Titrasi dihentikan setelah terjadi perubahan warna larutan dari putih susu menjadi merah muda.

Volume NaOH yang digunakan untuk menetralkan susu dicatat. Angka yang tercatat dikalikan 10 dan disebut sebagai derajad Thorner (^oTh). Susu yang masih segar memiliki ^oTh antara 15 – 18.

4. Uji Alkohol

Uji alkohol untuk komoditi susu dilakukan dengan 2 tahap yaitu dengan menggunakan alkohol 75%

dan alkohol 72%. Pengujian dengan alkohol 72%

hanya dilakukan jika pengujian pada tahap pertama menunjukkan hasil positif. Hasil positif jika pada saat ditambah alkohol susu mengalami penggum- palan. Susu yang baik adalah yang menunjukkan hasil negatif. Alkohol yang digunakan adalah jenis etil alkohol.

(21)

10 5. Uji Reduktase

Uji reduktase dilakukan dengan meneteskan meti- len blue kedalam susu yang diuji. Pada saat ditetes- kan warna susu biasanya menjadi biru. Susu kemudian diinkubasi pada suhu 37°C. Amati perubahan warna biru. Semakin cepat warna biru memudar kualitas susu semakin buruk. Susu segar yang masih baik waktu yang diperlukan oleh warna biru untuk memudar adalah lebih dari 30 menit.

6. Uji pH Susu

Uji pH dilakukan dengan pH meter atau pH univer- sal. Susu yang masih segar pH nya sekitar netral 6,6 – 6,7. Semakin asam susu menunjukkan kualitas susu tersebut semakin menurun.

7. Uji Karbonat

Uji karbonat dilakukan untuk mengetahui adanya pemalsuan produk susu. Susu segar umumnya memberi respon negatif pada uji ini. Uji karbonat dikatakan positif jika muncul gumpalan berwarna merah ketika komoditi susu ditetesi dengan 2 tetes netral red dan alkohol 96%.

8. Uji Berat Jenis

Uji berat jenis dilakukan untuk mengetahui apakah komoditi susu telah dicampur atau diencerkan.

Pengukuran dilakukan dengan alat khusus bernama laktodensimeter. Berat jenis susu yang masih segar adalah antara 1,024 – 1,026.

(22)

11 9. Uji Penambahan Tepung

Uji ini relatif sederhana karena hanya dengan meneteskan iodin pada komoditi susu. Jika terdapat warna biru maka dapat diduga bahwa komoditi tersebut mengandung tepung.

1.1.6 Konsumsi Susu Masyarakat Indonesia

Konsumsi susu per kapita masyarakat Indonesia masih berada pada level yang rendah. Bahkan, pada september 2021, angka konsumsi per kapita untuk susu bubuk, susu cair pabrik, dan susu bubuk bayi mengalami penurunan. Rata – rata konsumsi per kapita untuk susu cair dari pabrik pada September 2021 sebesar 47 gram dalam sebulan. Jumlah tersebut mengalami penurunan sebesar 60,17 % dibandingkan pada Maret 2021 yang sebesar 118 gram. Sedangkan, jumlah konsumsi susu bubuk per kapita sebesar 21 gram dalam sebulan. Angka tersebut mengalami anjlok 69,57 % dibandingkan enam bulan sebelumnya yang sebesar 69 gram.

Kemudian, rata-rata konsumsi per kapita susu bubuk untuk bayi sebesar 14 gram per bulan. Jumlah tersebut mengalami penurunan 74,07 % dibandingkan pada semester sebelumnya yang mencapai 54 gram per bulan.

Hanya konsumsi susu kental manis per kapita yang mengalami kenaikan menjadi sebesar 131 gram sebulan pada September 2021. Jumlahnya meningkat 7,38% dibandingkan pada Maret 2021 yang sebesar 122 gram. Rendahnya konsumsi susu di Indonesia terjadi karena sejumlah faktor.

Pertama, rendahnya populasi sapi perah di Indonesia, sehingga harga susu menjadi mahal. Banyak pula masyarakat Indonesia yang mengalami gangguan intoleransi laktosa. Gangguan tersebut membuat perut merasa tidak nyaman ketika mengonsumsi susu, bahkan hingga mengakibatkan diare. (Widi, 2022)

(23)

12 Gambar 1. 3Rata-rata Konsumsi Susu Per Kapita

Sebulan di Indonesia

1.1.7 Penggunaan Teknologi sebagai penunjang Dairy Industri

Penggunaan teknologi pada industri susu mampu menjamin kualitas susu agar terjaga, sehingga susu yang sudah ada di tangan konsumen layak konsumsi. Diperlukan penyediaan alat-alat sesuai standar seperti :

a. Cooling unit kapasitas 2500 liter sebanyak 2 buah untuk satu unit usaha dengan 1000 ekor sapi perah pada lokasi jalur susu di Pulau Jawa. Berfungsi sebagai sistem tertutup yang menghasilkan kesejukan di dalam komponen yang memasok udara dingin di dalam unit kontrol untuk menyebarkan panas. Panas dialirkan ke saluran udara untuk didistribusikan ke luar.

b. Cooling unit kapasitas 250 liter sebanyak 2 buah untuk satu unit usaha dengan 100 ekor sapi perah diluar jalur susu di Pulau Jawa maupun luar Pulau Jawa.

(24)

13 c. Alat-alat pendukung lain seperti : mesin pasteurisasi,

mesin packaging, mesin perah, cool storage, milk can dengan kapasitas sesuai jumlah ternak.

1.1.8 Penggunaan IoT di Sektor Peternakan

Penggunaan Internet of Things atau biasa dikenal dengan IoT merupakan bagian yang sangat penting dalam mendukung perkembangan industri yang berada di era teknologi seperti saat ini, salah satu penggunaannya pada sektor peternakan. Dalam seminar yang diadakan Fakultas Peternakan bekerja sama dengan Departement of Animal Science- Faculty of Agriculture - Universiti Putra Malaysia (Malaysia) , International College and Faculty of Animal Science and Technology Maejo University (Thailand), College of Agriculture and Food Science University of the Philippines Los Banos (Filipina), dan Institute of Agriculture Camigui ini turut menghadirkan Prof. Dr.

Henning Otte Hansen dari University of Copenhagen, Denmark sebagai pembicara.

Dalam kesempatan tersebut ia memaparkan peran penting value chain dalam peningkatan efisiensi dalam industri peternakan. Value chain membahas secara detail hubungan (link) antara proses dari produksi (on farm) hingga konsumen (to fork). Ia menyebutkan permasalahan yang membuat value chain dalam industri peternakan lemah adalah minimnya kolaborasi antara satu input dengan input lainnya. Oleh sebab itu, kunci mendasar dalam pembangunan value chain yang supaya kuat adalah kolaborasi antara masing-masing input. Hal ini dapat dilakukan dengan peningkatan inovasi dan teknologi serta proses transfer teknologi kepada peternak melalui pendam- pingan berkelanjutan (sustainable farmer advisory). "Di era industry 4.0, industri peternakan harus ikut me- manfaatkan teknologi internet of things," papar Dosen Luar Biasa Fakultas Peternakan UGM, Prof. Dr. Abdul Razak

(25)

14 Alimon, dalam The 2nd International Joint Graduate Seminar on Animal Science Sabtu (12/6) (Ika, 2021) 1.1.9 Future of Smart Farming

Beberapa orang di sektor industri menyatakan bahwa smart farming akan mengalami pergerakan ke arah segregasi produksi sapi dan rekreasi sapi, yang berfokus pada pertumbuhan dan manajemen kesehatan sapi. Tetapi dengan pertumbuhan jumlah populasi dunia yang terus bertambah, Stewart seorang ahli gizi percaya bahwa masa depan dari smart farming terletak pada sumber daya manusia yang terampil atau pekerja yang mampu mengoperasikan kombinasi antara peralatan yang saat ini digunakan dalam smart farming dengan teknologi yang terus berkembang.

Salah satu faktor pendorong besar kemajuan smart farming terletak pada suksesi di peternakan, karena generasi penerus saat ini dan yang akan datang memiliki kecenderungan untuk tidak melakukan sesuatu yang di anggap merepotkan. Tetapi setiap bangsa atau negara tidak akan pernah lepas dari kebutuhan pangan. Sehingga untuk membuat generasi penerus melirik sektor peternakan, perlu dilakukan adanya otomatisasi agar mereka tidak merasa di- repotkan dengan segala sesuatu yang ada di bidang peternakan tersebut.

1.1.10 Produksi Susu Sapi di Provinsi Banten

Provinsi banten menjadi salah satu penyumbang susu sapi Nasional yang mengalami kenaikan per tahun- nya, namun pada rentang tahun 2020 – 2021 mengalami stack dengan angka 121,22 ton/tahun.

(26)

15 Gambar 1. 4 Data Jumlah Produksi Susu Sapi

Angka dari jumlah susu sapi yang dihasilkan tersebut dipengaruhi oleh jumlah susu sapi perah yang ada di Provinsi Banten yang berjumlah 67 Ekor, berikut ini jumlah susu sapi perah yang ada di Provinsi Banten dan beberapa Provinsi Lainnya:

Gambar 1. 5 Jumlah Sapi Perah

(27)

16 1.2 Sistem Monitoring Pemerah Susu Berbasis IoT

Susu sapi segar sebagai salah satu jenis bahan pangan yang banyak sekali dikonsumsi masyarakat dari segala kalangan usia. Susu sapi ini sangat penting dan berperan dalam mencukupi kebutuhan gizi setiap manusia dalam segi protein hewani, khususnya untuk generasi muda. Permintaan atas kehadiran susu sapi dalam pasaran sangatlah banyak, khususnya jika dipantau dari jumlah masyarakat indonesia yang menurut data perkiraan di tahun 2020 sudah sejumlah 269.603.400 penduduk (Badan Pusat Statistik:2020). Namun sangat disayangkan, dalam proses produksi susu sapi segar sekarang masih dinilai kurang mampu untuk memenuhi kebutuhan susu tingkat dalam negeri, yang mana indonesia masih mengandalkan teknik import susu sekiranya 60 hingga 70%, yang diakibatkan dari rendahnya produktivitas sapi perah yang beberapa di antaranya disebabkan oleh periode laktas, serta frekuensi pemerahannya.

Pada umumnya, di Indonesia pada peternakan sapi perah yang ruang lingkupnya masih terbilang mikro, peme- liharaan sapi, serta pemerahan susunya dilakukan dengan cara tradisional, sehingga produksi susu masih rendah. Se- lain itu, karena kurangnya teknologi yang dikembangkan, dapat mengakibatkan susu mudah rusak. Maka dari itu dalam upaya meningkatkan produksi susu sapi, serta meningkatkan kualitasnya dengan basis teknologi untuk me- masuki pasar yang lebih kompetitif serta mempermudah pekerjaan seseorang, perlu diterapkan adanya alat pemerah susu sapi otomatis, dengan sistem monitoring yang berbasiskan internet of things. Sistem monitoring merupakan upaya sistematik yang bertujuan untuk menetapkan standar dari kinerja dalam proses perancangan sistem yang berguna untuk evaluasi kinerja aktual dengan kinerja standar, atau ketika di bawa standar. Hal ini untuk membandingkan kinerja, untuk memantau jika terjadi sebuah kendala atau penyimpangan, supaya dapat mudah untuk diambil tindak-

(28)

17 an lebih lanjut. Menetap-kan apakah telah terjadi suatu diperlukan untuk menjamin bahwa semua sumber daya perusahaan atau organisasi telah digunakan seefektif dan seefisien mungkin guna mencapai tujuan perusahaan atau organisasi (Widiastuti, Indriani, & Susanto).

1.2.1. Prototype Sapi Perah Berbasis IoT

Alat perah susu sapi merupakan sebuah alat yang mampu melakukan pemerahan susu pada hewan misalnya sapi, tanpa melalui tangan manusia. Adanya peran alat yang berkaitan erat dengan hewan dan hasil produksinya, tak terlepas dari adanya sistem monitoring untuk peman- tauan. Sistem monitoring adalah sebuah sistem yang digunakan untuk memantau suatu hal ataupun sistem untuk dapat dikendalikan oleh manusia dengan mudah, hal ini meliputi proses mengumpulkan data serta menganalisis data yang bertujuan supaya dapat memaksimalkan kinerja serta kualitas yang dimiliki. Berikut adalah contoh penggunaan dari smart farming yang berbasiskan IoT pada Gambar 1.6 dan Gambar 1.7.

Gambar 1. 6 Blok Diagram IoT

(29)

18 Gambar 1. 7 Sistem IoT

1.2.2. Sensor pada Sistem Monitoring Prototyple Sapi Perah berbasis IoT

Adapun alat monitoring tak lepas dari adanya peran sensor sebagai penginderanya, sensor yang akan mendeteksi adanya perubahan yang terjadi pada susu sapi yang diperah. Sensor yang digunakan antara lain:

1. Gravity pH Sensor

Cara kerja dari sensor pH adalah mengubah besarnya nilai re aksi kimia yang terjadi atau yang ter- deteksi dan dikonversikan ke dalam besaran tegangan listrik. Hal itu juga menjadikan sensor pH masuk ke dalam kategori sensor kimia. (Chuzaini, Fanharis, & Dzulkiflih, 2022)

(30)

19 Gambar 1. 8 Sensor pH

2. Gravity TDS (Total Dissolved Solids Sensor) Sensor TDS memiliki prinsip kerja yang sesuai dengan sifat konduktivitas listrik. Terdapat dua elektroda yang dapat mengukur konduktivitas pada cairan. Kandungan partikel ion dan sifat elektrolit dalam cairan dapat mempengaruhi hasil dari pengukuran dengan menggun akan sensor TDS (Wirman, R. P., & Isnaini).

Gambar 1. 9Sensor TDS

(31)

20 3. DS18B20 (Temperature)

DS18B20 merupakan sensor suhu DS18B20 untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik (V). Dimana karakteristik dari sensor ini bisa langsung kalibrasi menjadi satuan derajat celcius, dengan skala linier +10Mv/ °C, dengan ketelitian 0,5 °C dengan suhu(25 °C) atau suhu kamar, rentang suhu dari -55-150 °C. Sensor ini beroperasi pada nilai tegangan sebesar 4 sampai 30 Volt, dengan arus operasinya Beroperasi pada tegangan

< 60 μA, serta besar Zout yang rendah yaitu 0,1Ω untuk load keluaran 1 mA. (Fanharis Chuzaini, Dzulkiflih:2022).

4. Water Level

Untuk mengukur banyaknya volume air dalam suatu tempat.

5. Load Cell

Sensor Loadcell merupakan transduser yang bekerja sebagai konversi dari berat benda menjadi elektrik, perubahan ini terjadi karena terdapat resistansi pada strain gauge. Pada satu sensor loadcell memiliki 4 susun- an strain. Sensor ini memiliki nilai konduktansinya berbanding lurus dengan gaya/beban yang diterima dan bersifat resistif. Jika loadcell tidak ada beban besar resistansi nya akan bernilai sama pada setiap sisinya, tetapi ketika loadcell memiliki beban maka nilai resistansinya akan menjadi tidak seimbang. Proses inilah yang

(32)

21 dimanfaatkan untuk mengukur berat pada suatu benda.

(Wibowo & Adi Supriyono, 2019)

Gambar 1. 10 Sensor Load Cell 6. Ultrasonik

Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek atau benda tertentu didepan frekuensi kerja pada daerah di atas gelombang suara dari 20 kHz hingga 2 MHz (Arief, 2011). Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima struktur unit pemancar dan penerima (Arasada, Bakhtiyar, &

Supriyanto, 2017).

Gambar 1. 11Sensor Ultrasonic

(33)

22 Sensor-sensor di atas akan dipasang untuk menghindari adanya kesalahan yang dilakukan pada alat sehingga dapat beresiko mengurangi kualitas susu perah, maka tak hanya diperlukan sensor, dengan adanya sensor akan lebih efektif jika kinerja sensor tersebut dipantau langsung oleh manusia melalui sistem internet of things, yang mana dapat digunakan dari jarak jauh maupun dekat, bergantung dari sistem IoT yang dipasangkan.

1.2.3. Sistem Internet of Thing.

Sistem IoT merupakan sistem untuk menggambarkan sebuah sistem di mana benda-benda di dunia fisik dapat dihubungkan ke Internet dengan sensor (Shinghania

& Vivek). Dalam penerapannya, IoT juga dapat mengidentifikasi, menemukan, melacak, memantau objek dan memicu hal yang terkait secara otomatis dan realtime (Junaidi). Dimana IoT yang dirancang khusus menyesuai- kan dengan kebutuhan yang diperlukan, dengan berbagai model cara kerjanya seperti, dari perangkat ke perangkat lain dengan berkomunikasi satu sama lain, melalui server aplikasi atau dari perangakat ke cloud model komunikasi dimana terhubung langsung ke layanan cloud Internet sepertipenyedia layanan aplikasi untuk bertukar data dan mengontrol lalu lintas pesan atau melalui aplikasi yang bekerja pada suatu device local gateway sebagai perantara antara device dengan layanan cloud dengan menyediakan beberapa fungsionalitas yaitu data dan translasi protokol (Shinghania & Vivek). Internet of Things telah menjadi istilah populer untuk menggambarkan skenario di mana Konektivitas internet dan kemampuan komputasi meluas ke berbagai objek, perangkat, sensor, dan sehari-hari. Di masa kini, peran IoT telah menjangkau hampir mayoritas masyarakat kalangan atas, maupun beberapa perusahaan.

IoT dinilai dapat berdampak pada perkembangan dari berbagai produk ataupun layanan, yang semua sistemnya berbasis akan kecerdasan buatan. IoT secara komersil telah

(34)

23 digunakan di banyak bidang seperti transportasi, pertanian, bisnis, manufaktur, dan pada topik ini IoT akan mencakup bidang peternakan (Doshi, Patel, & Kumar Bharti).

Pembahasan mengenai IoT ini paling banyak diteliti adalah pada bidang pertanian/peternakan, dimana bidang ini dinilai cukup krusial, karena melibatkan proses untuk ketahanan pangan di saat meningkatnya populasi manusia, serta minat akan pangan tersebut.

1.2.4 Cara Kerja Alat

Dengan adanya peran IoT dapat membuat sebuah teknik tradisional pada bidang pemerahan susu sapi, menjadi konsep manajemen peternakan yang lebih modern untuk meningkatkan produktivitas pada produksi susu sapi dengan kualitas dan kuantitas yang baik serta memadai.

IoT akan memberikan sistem otomatis guna memudahkan fungsi pengawasan manusia dari jarak jauh, dengan diberi pemberitahuan mengenai kondisi produk berdasarkan parameter standar yang ditentukan, tanpa harus manusia berada di lapangan. Sehingga dari adanya sistem IoT yang tak lepas dari peran sebuah mesin yang memiliki sensor sebagai penginderaan, seorang peternak sapi perah dan pemerah susunya dapat memantau mengenai kualitas susu yang dihasilkan melalui parameter kadar pH susu, water level atau kapasitasi susu yang dihasilkan, serta suhu pada susu hasil perah.

Secara singkat, gambaran dari alat ini, cara kerjanya yaitu dari pemerasan sapi, dengan menggunakan aktuator untuk memerah susu sapi, yang berkonsep layaknya vakum, dapat terhubung dengan relay untuk mematikan dan menghidupkan mesin ini, kemudian susu yang dihasilkan disimpan ke dalam tabung pertama yang selanjutnya akan disedot oleh pompa untuk dipindahkan sample nya ke penampungan untuk diukur kualitasnya dengan menggunakan beberapa sensor water level, pH, TDS, dan suhu. Pada peroses pemindahan dari penampung

(35)

24 pertama ke penampung sensor, terdapat switch dari relay yang perannya untuk menghidupkan atau mematikan pompa. Jadi ketikawater level mengindikasi bahwa tanki penampungan penuh, maka akan memicu relay untuk ber- ubah, misalnya keadaan normal adalah normally close, maka ketika tanki penuh, ia akan open, dan membuat pompa berhenti. Jadi relay disini berfungsi sebagai saklar yang sifatnya otomatis, yang memperoleh input dari ke- luaran yang dihasilkan oleh water level. Proses kendali alat dilakukan otomatis dengan aplikasi blynk, dimana ketika susu sapi ditampung oleh tangki, dan tangki itu penuh, maka akan dipindahkan ke tangki kedua dengan kontrol otomatis dari blynk. Ketika di tangki kedua, susu akan dibaca oleh sensor mengenai kualitas dari segi keasaman, konsentrasi, suhu, serta water level untuk mengukur keadan penampung. Pada blynk terdapat 2 saklar dari komponen relay, yang pertama untuk kontrol power aktuator, dan yang kedua untuk kontrol power pompa untuk pemindahan antar tanki.

(36)

25

II INFORMASI SISTEM

(37)

26 2.1 Gambaran Umum Sistem

Pada sistem monitoring pemerah susu berbasis IoT ini merancang sebuah alat yang digambarkan pada diagram arsitektur berikut :

Gambar 2.1 Diagram Arsitektur Sistem Monitoring Pada Gambar 2.1 dijelaskan bagaimana sistem monitoring yang dilakukan. Sistem monitoring adalah proses mengumpulkan data dari berbagai sumber yang digunakan dan data yang terkumpul merupakan data yang real time (Tiffani & Aulia, 2017). Data yang digunakan berasal dari sensor-sensor yang telah ditetapkan kemudian sensor ini akan mengirimkan data ke esp32 dan nanti esp32 dengan bantuan sinyal wifi akan mengirimkan data ke internet. Data yang ada di internet akan masuk ke platform thingspeak melalui API yang telah ditetapkan sebelumnya.

Setelah data berada di platform thingspeak maka data dapat diambil serta ditampilkan melalui media seperti smartphone, notebook dan media lainnya dalam bentuk visualisasi data.

Pada Gambar 2.2 flowchart menjelaskan alur dari prototype mulai dinyalakan. Saat input dari sensor dibaca data akan dikirim ke web server yang digunakan. Kemu-

(38)

27 dian, data akan terkirim ke mobile application dan data akan tertampil. Pada proses monitoring ini hasil data akan disimpan dalam data logger. Data logger adalah suatu perangkat elektronik yang mampu menyimpan data dalam jangka waktu tertentu. Dengan dihubungkan pada sensor tertentu, alat ini akan menyimpan data secara time series (Prayudha, 2020). Alur proses pada sistem monitoring dapat dilihat pada Gambar 2. 2.

Gambar 2. 2 Flowchart Sistem Monitoring

(39)

28 2.2 Sistem Sensor Pemerah Susu

2.2.2 Mikrokontroller ESP32

ESP 32 adalah mikrokontroler yang dikenalkan oleh Espressif System merupakan penerus dari mikrokontroler ESP8266 Click or tap here to enter text (Muliadi, Imran, & Rasul, 2020). ESP32 juga memiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroler yang lain, mulai dari pin out yang lebih banyak, pin analog yang lebih banyak, memori yang lebih besar, serta terdapat low energy Bluetooth 4.0. Pada mikrokontroler ini sudah tersedia modul WiFi dalam chip sehingga sangat mendukung untuk membuat sistem aplikasi Internet of Things (Widyatmika

& W., 2021).

Gambar 2.3 ESP32 dan bagian-bagian pinnya Dari Gambar 2.1 merupakan pin out dari ESP32. Pin tersebut dapat dijadikan input atau output untuk menyala- kan LCD, lampu, bahkan untuk menggerakan motor DC.

Perbedaan mikrokontroller ESP32 dengan yang lainnya dapat dilihat pada tabel berikut ini.

(40)

29 ESP32 Arduino

Uno

Node MCU (ESP8266) Tegangan 3.3 Volt 5 Volt 3.3 Volt

CPU Xtensa

dual core LX6 – 160MHz

Atmega328- 16MHz

Xtensa single core L106 – 60MHz Arsitektur 32 bit 8 bit 32 bit

Flash Memory 16MB 32kB 16MB

SRAM 512kB 2kB 160kB

GPIO Pin (ADC/DAC)

32 (18/2) 14 (6/-) 17 (1/-) Bluetooth Ada Tidak ada Tidak ada

WiFi Ada Tidak ada Ada

SPI/I2C/UART 4/2/2 1/1/1 2/1/2 Terlihat perbedaan yang menjadi keunggulan mikrokontroler ESP32 dibanding dengan mikrokontroler yang lain, mulai dari pin out nya yang lebih banyak, pin analog lebih banyak, memori yang lebih besar, terdapat bluetooth 4.0 low energy serta tersedia WiFi yang memungkinkan untuk mengaplikasikan Internet of Things dengan mikokontroler ESP32.

2.2.2 Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elek- tromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromag- netik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi (Haryati & Saleh, 2017).

(41)

30 Gambar 2.4 Bentuk dan Simbol Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu Electromagnet (Coil), Armature, Switch Contact Point (Saklar) dan Spring. Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup). Kemudian ada Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka) .

Gambar 2.5 Struktur Sederhana Relay 2.2.3 Sensor Water Level

Water sensor merupakan sensor yang bekerja jika tersen- tuh oleh air yang saling menghubungkan 2 atau lebih lempengan kawat yang ada pada papan sensor. Water level merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi ke- tinggian air dengan output analog kemudian diolah menggunakan mikrokontroler. Cara kerja sensor ini adalah

(42)

31 pembacaan resistansi yang dihasilkan air yang mengenai garis lempengan pada sensor. Semakin banyak air yang mengenai lempengan tersebut, maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan sebaliknya.

2.2.4 Sensor TDS

TDS (Total Dissolved Solids) menunjukkan berapa miligram padatan terlarut yang terlarut dalam satu liter air.

Secara umum, semakin tinggi nilai TDS, semakin banyak padatan terlarut yang terlarut dalam air, dan semakin tidak bersih air tersebut. TDS umumnya dinyatakan dalam part per million (ppm) atau sebagai miligram per liter (mg/L) . TDS berhubungan langsung dengan kualitas air , yaitu semakin rendah angka TDS, semakin murni airnya. Seba- gai contoh, air murni reverse osmosis akan memiliki TDS antara 0 dan 10, sedangkan air ledeng akan bervariasi antara 20 dan 300.

Gambar 2.6 Parameter TDS

Pengukur TDS pada dasarnya adalah pengukur muatan listrik (EC) di mana dua elektroda dengan jarak yang sama dimasukkan ke dalam air dan digunakan untuk mengukur muatan. Hasilnya diinterpretasikan oleh TDS meter dan diubah menjadi angka ppm. Jika air tidak mengandung bahan yang larut dan murni, air tidak akan melakukan muatan dan oleh karena itu akan memiliki angka 0 ppm.

Sebaliknya, jika air penuh dengan bahan terlarut, ia akan melakukan muatan, dengan angka ppm yang dihasilkan sebanding dengan jumlah padatan terlarut. Hal ini karena

(43)

32 semua padatan terlarut memiliki muatan listrik , yang memungkinkan konduksi muatan listrik antar elektroda.

2.2.5 SENSOR pH (DFRobot Gravity: Analog pH meter pro V2)

DFRobot Gravity: Analog pH meter pro V2 dirancang khusus untuk mengukur pH larutan dan mencerminkan keasaman atau kebasaan. Ini biasanya digunakan dalam berbagai aplikasi seperti aquaponik, akuakultur, dan pengujian air lingkungan. Sebagai versi generasi kedua pH meter pro sangat meningkatkan presisi dan pengalaman pengguna.

Chip pengatur tegangan onboard mendukung pasokan tegangan lebar 3,3 ~ 5,5V, yang kompatibel dengan papan kontrol utama 5V dan 3,3V, seperti Arduino dan Latte- Panda. Sinyal keluaran yang disaring oleh perangkat keras memiliki jitter yang rendah. Pustaka perangkat lunak mengadopsi metode kalibrasi dua titik, dan dapat secara otomatis mengidentifikasi dua solusi buffer standar (4.0 dan 7.0)

Elektroda kombinasi pH industri ini terbuat dari membran kaca sensitif dengan impedansi rendah. Ini dapat digunakan dalam berbagai pengukuran PH dengan respon cepat, dan stabilitas termal yang baik. Ini memiliki reproduktifitas yang baik, sulit dihidrolisis, dan pada dasarnya menghi- langkan kesalahan alkali. Antara rentang pH 0 hingga 14, tegangan keluaran elektroda adalah linier. Sistem referensi yang terdiri dari jembatan garam elektrolit gel Ag/AgCl memiliki potensi setengah sel yang stabil dan kinerja anti polusi yang sangat baik. Membran cincin PTFE tidak mudah tersumbat, sehingga elektroda cocok untuk deteksi online jangka panjang.

(44)

33 Gambar 2.7 DFRobot Gravity: Analog pH meter pro V2 2.2.6 SENSOR SUHU DS18B20

Sensor Suhu DS18B20 adalah sensor suhu digital one wire atau hanya membutuhkan satu pin jalur data komunikasi.

Setiap sensor DS18B20 memiliki nomor seri 64-bit yang unik yang berarti dapat menggunakan banyak sensor pada bus daya yang sama (banyak sensor terhubung ke GPIO yang sama). Hal tersebut sangat berguna untuk logging data pada proyek pengontrolan suhu (Syafitri & Ikhsan, 2021).

Gambar 2.8 Sensor Suhu DS18B20

(45)

34 2.3 Sistem Proses Pemerah Susu Digital

Proses Pemerah Susu Sapi Perah menggunakan Mesin berbasis Digital.

Prinsip mesin pemerahan susu sapi yaitu metode meng- ekstrak susu dari sapi menggunakan sistem vakum. Mesin pemerahan susu sapi cara kerjanya melalui teknik udara vakum konstan ke ujung dot hingga menyedot susu keluar dan membawanya ke wadah penampung. Selain sistem vakum dan terdapat tekanan udara sedemikan rupa untuk menjaga sirkulasi darah sehingga sapi merasa nyaman (tidak sakit) dengan diintegrasikan dengan mikrokontroler sensor suhu PH dan TDS dengan pe,bacaan display dengan monitoring menggunkan laptop.

Gambar 2.9 Perlatan Pemerah Ssusu Digtal berbasis IoT 2.3.1. Persiapan

Sebelum melakukan pemerahan, pemerah susu perlu memastikan kondisi kebersihan lingkungan yaitu kebersihan sapi, area pemerahan, dan kebersihan diri. Kotoran yang mencemari akan mengakibatkan air susu mudah rusak (asam). Adapun yang perlu diperhatikan sebelum memerah antara lain:

(46)

35

a. Membersihkan kandang sapi.

b. Memastikan kebersihan peralatan, seperti wadah penampung susu, lap, dan sarung tangan yang akan digunakan.

c. Memastikan bahwa pemerah susu tidak sedang menderita penyakit menular.

d. Mencuci tangan dengan bersih dan mengeringkan- nya dengan lap yang bersih.

e. Memastikan kuku tangan pemerah bersih dan sudah dipotong pendek.

f. Membersihkan kotoran pada tubuh sapi, terutama di bagian ekor, bagian bawah, ambing (kantong susu), dan puting susu dengan air hangat untuk merangsang keluarnya susu.

g. Keringkan ambing dan puting dengan lap bersih.

h. Oleskan minyak kelapa atau bahan pelicin lain yang aman untuk memudahkan pemerahan serta menghindari luka pada puting saat diperah.

i. Perah empat puting susu dengan tangan hingga susu habis. Proses ini dilakukan oleh peternak yang sudah dilatih mempelajari posisi dan gerakan yang benar saat memerah.

j. Membersihkan peralatan mesin pemerah susu dan elektronik sesor, mikrokontroler dan laptop

2.3.2 Waktu Pemerahan Susu

Pemerahan susu sapi biasanya dilakukan dua kali sehari, setiap pagi dan sore di sintanduk. Untuk menghasilkan susu berkualitas baik, jadwal serta frekuensi pemerahan harus dijaga dengan teratur. Karena itu, pemerahan sebaiknya dilakukan pada jam yang sama setiap harinya.

Sebelum proses pemerahan dilaksanakan, sapi harus diberi makan terlebih dahulu guna menjamin kelengkapan nutrisi yang terkandung dalam susunya. Pemberian makan ini juga ditujukan untuk menjaga kenyamanan sapi saat diperah.

(47)

36 2.3.3. Mekanisme Mesin Pemerah Susu Sapi Didital berbasis IoT

Mesin pemerah susu sapi dikenal dengan istilah sistem pulsator. Semua sistem pulsasi terdiri dari pulsator (perangkat pengalih udara vakum), pompa vakum, dan pipa penghubung. Melalui udara vakum, akan terbentuk denyut pada ujung-ujung teat cup sehingga merangsang puting sapi untuk mengeluarkan susu. Impelemntasinya peternak memerah susu sapi dengan cara memberikan stimulus pada puting sapi. Kemudian susu sapi akan mengalir melalui selang-selang yang terhisap oleh adanya pompa vakum menuju wadah penampung susu sapi atau milk can dihu- bungkan dengan mikrokontroler dengan sensor untuk membaca kondisi lingkungan susu suhu PH dan TDS (lemak) yang pembacaan dengan display dan laptop. Susu sapi tidak akan melewati pulsator karena terdapat katup antara udara dan cairan susu yang membatasinya. Melalui mesin pemerah susu sapi, pekerjaan tidak lagi dilakukan secara manual sehingga manajemen peternakan menjadi lebih efisien.

a. b c d Gambar 2.10 Mekanisme Pemerah susu digital berbsis IoT Keterangan

a. Monitoring menggunakan laptop dengan setting suhu Ph dan Lemak (TDS)

b. Perlatan mikrokontrolwe dan sensor (T,Ph TDS) c. Pemerah susu menggunakan Vakum

d. Pembacaan dengan display motionring suhu asam dan lemak susu

(48)

37 2.4 Visualisasi Digitalisasi Pemerah Susu

Visualisasi data mengacu pada teknik yang dilibat- kan dalam merepresentasikan data secara grafis, menggunakan elemen visual seperti bagan dan grafik untuk menemukan tren, pola, dan pencilan, serta untuk pemahaman cepat dan membantu dalam pengambilan keputusan realtime. Dalam dunia dewasa ini, makin penting untuk me- mahami volume data yang sangat besar yang dihasilkan bisnis setiap hari. Pada era big data ini, bisnis membutuhkan perangkat lunak visualisasi data yang serbaguna untuk memenuhi semua kebutuhan visualisasi. Efektivitas perangkat lunak visualisasi data apa pun terletak dalam kekayaan kemampuan visualisasi data yang ditawarkan- nya. Perangkat lunak visualisasi data yang menawarkan keunggulan ini akan menjadi komponen vital dari bisnis apa pun dan prosesnya. Dalam lingkungan bisnis, kecepat- an pengambilan keputusan adalah kuncinya. Tidak perlu waktu terlalu lama untuk menemukan jawaban atas perta- nyaan dan indikator yang diketahui. Namun, saat mena- ngani skenario yang tidak diketahui, seharusnya ada cukup ruang untuk menjelajahi data yang tersedia dengan cara yang lebih sedikit memakan waktu.

Pikiran manusia memproses visual dengan kecepat- an yang sangat tinggi, dan hal yang sama juga berlaku untuk visualisasi data. Alasannya adalah diperlukan waktu kurang dari setengah detik bagi mata dan otak untuk me- nangkap apa yang disebut properti visual yang lebih responsif dari sebuah gambar—warna, bentuk, penempatan posisi spasial, dan gerakan yang membentuk visualisasi data. Beragam visualisasi dapat dibuat dengan komponen pembangun ini. Komponen tersebut meliputi:

 Visualisasi seri waktu, seperti bagan garis dan bagan area yang menggambarkan bagaimana variabel, atau beberapa variabel, berubah dari waktu ke waktu.

(49)

38

 Peringkat perbandingan berbagai tipe bagan batang, seperti horizontal/vertikal, dikelompokkan, dan ditumpuk.

 Tampilan sebagian hingga keseluruhan data berdasarkan persentase menggunakan bagan pai.

 Korelasi antara dua atau tiga variabel bisa dipahami secara efektif menggunakan plot sebar dan bagan gelembung.

 Visualisasi pemetaan geografis seperti choropleth

—peta berarsir atau isian pola—berguna jika perlu untuk membandingkan atau membuat segmen data yang diatur menurut wilayah geografis.

2.4.1 Tipe Visualisasi Data Bagan

Baik terpisah atau kontinu, bagan dapat memvisualisasikan tipe data apa pun untuk analisis dan interpretasi yang efektif. Ada berbagai tipe bagan seperti Area, Garis, Batang, Tumpuk, Pai, Sebar, kombinasi, Corong, Web, dll.

Setiap bagan memfasilitasi berbagai opsi interaksi pengguna untuk analisis kontekstual dan mendalam lebih lanjut.

 Bagan Garis

Bagan ini dapat digunakan untuk memvisualisasikan tren di setiap periode waktu. Ada dua varian bagan garis: Bagan Garis Halus dan Langkah.

(50)

39 Gambar 2.11 Bagan Garis

 Bagan Area

Bagan area membayangi area di bawah garis dan membantu Anda membandingkan besaran data dengan lebih mudah.

Gambar 2. 10 Bagan Area

 Bagan Batang

Bagan ini menampilkan data sebagai bilah indi- vidual yang ketinggiannya proporsional dengan nilai yang diplot. Bagan batang berguna untuk

(51)

40 membandingkan data yang diklasifikasikan ke grup terpisah.

Gambar 2.11 Bagan Batang

 Bagan Batang Tumpuk

Lakukan analisis perbandingan dari bagian-bagian- ke-keseluruhan dalam kumpulan data menggunakan bagan tumpuk. Bagan ini memplot nilai setiap nilai ke total di seluruh kategori.

Gambar 2.12 Bagan Batang Tumpuk

(52)

41

 Bagan Pai

Bagan ini lebih cenderung menggambarkan persentase atau data proporsional. Bagan ini dapat berguna untuk mencari tahu kontribusi dari bagian- bagian terhadap keseluruhan rangkaian.

Gambar 2.13 Bagan Pai

 Bagan Cincin

Atau dikenal sebagai bagan donat, bagan ini juga berguna dalam menyajikan data sebagai jumlah dari bagian-bagiannya dalam nilai persentase.

Gambar 2.14 Bagan Cincin

(53)

42

 Bagan Sebar

Penggunaan umum bagan sebar untuk menggambarkan data sporadis dengan interval yang tidak rata. Digunakan untuk perbandingan antara dua sumbu numerik tidak seperti bagan garis, di mana satu sumbu tidak pernah numerik.

Gambar 2.15 Bagan Sebar

 Bagan Gelembung

Bagan berguna untuk memvisualisasikan data dengan menyoroti besarnya nilai data dengan penye- suaian ukuran yang proporsional. Selain itu, bagan gelembung juga bisa dapat digunakan bergantian dengan plot sebar.

(54)

43 Gambar 2.16 Bagan Gelembung

 Bagan Kombinasi

Jika Anda memiliki berbagai tipe seri data dan Anda perlu merepresentasikan keduanya secara bersama- an, pilih bagan kombinasi yang sesuai. Kemungkin- an tipe bagan untuk kombinasi antara lain bagan batang, garis, area, gelembung, dan bagan tersebar.

Gambar 2.17 Bagan Kombinasi

(55)

44

 Bagan Corong

Bagan ini digunakan untuk merepresentaikan alur progresif/pengurangan metrik bisnis di seluruh fase.

Gambar 2. 18 Bagan Corong

 Bagan Web

Pilih bagan ini untuk mempelajari perbandingan rangkaian data yang berbeda. Bagan ini membandingkan nilai jumlah rangkaian data yang ditunjukkan dengan penanda data, relatif terhadap titik pusat.

Gambar 2. 19 Bagan Web

(56)

45 Widget KPI

Widget adalah fitur yang sangat berguna untuk menyoroti metrik utama di dasbor untuk memudahkan pemahaman.

Metrik dapat disertai dengan indikator perbandingan untuk menyoroti tren. Tipe widget KPI yang sering digunakan meliputi (Placeholder1):

 Widget tipe bagan

Tipe ini memungkinkan Anda menyoroti metrik data menggunakan visual bagan seperti Dial dan Bullet.

Gambar 2. 20 Widget Tipe Bagan

 Widget satu angka

Gunakan ini untuk menampilkan nilai numerik tunggal yang disertai dengan indikator perbandingan

Gambar 2. 21 Widget Satu Angka

(57)

46 2.4.2 Visualisasi Data Pada Thingspeak

ThingSpeak merupakan sebuah platform analitik IoT yang berguna bagi user sebagai sarana untuk mengumpulkan data, melihat visual data, serta menganalisa data secara langsung melalui cloud. Platform ini memberikan gambaran data yang diposting oleh alat yang diteruskan kepada server. Adanya keahlian untuk menjalankan kode-kode MATLAB yang membuat user bisa menganalisis serta pemprosesan data-data online di mana saja. Platform ini bersifat gratis, tetapi ada juga yang berbayar dengan tujuan agar mendapatkan fitur yang lebih komplit daripada versi gratisnya. Berikut adalah tampilan ThingSpeak:

Gambar 2.22 Tampilan Depan Thingspeak

 Komunikasi Smartphone ke Server ThingSpeak Smartphone befungsi sebagai alat input atau alat untuk mengirim perintah on atau off ke server ThingSpeak.

Integrasi antara smartphone dan server ThingSpeak adalah API Key dan harus berada dalam satu jaringan yang sama. API Key berfungsi sebagai jembatan yang sudah diprogram melalui coding aplikasi.

 Komunikasi Server ThingSpeak ke Alat

Server ThingSpeak berperan sebagai alat untuk menerima input dari user dan mengirimkannya kembali menuju alat sebagai hasil output. Server memerlukan delay waktu untuk mengirim data menuju alat. Delay

(58)

47 tersebut terjadi karena server harus mengecek terlebih dahulu apakah alat berada dalam satu jaringan yang sama atau tidak. Jika iya, maka server akan langsung mengirim data kepada alat. Jika tidak, maka alat tidak berfungsi dengan baik.

Thingspeak merupakan server Internet of Things yang cukup diminati karena konfigurasinya yang mudah, untuk memulai Thingspeak pertama-tama kita harus membuat akun pada server tersebut dengan alamat email yang kita miliki. Setelah mendapat akun pada server tersebut, maka langkah selanjutnya ialah mengatur dashboard atau tampilan awalnya dengan perangkat kita yang akan digunakan untuk melakukan pengiriman data. Gambar berikut menunjukkan halaman Ketika kita memulai menggunakan Thingspeak, dan akan diarahkan untuk membuat akun jika belum terdaftar sebagai pengguna Thingspeak.

Gambar 2.23 Registrasi Thingspeak

(59)

48 Gambar 2.24 Setting Channel pada Thingspeak Pembuatan channel dilakukan dengan melakukan peng- aturan untuk membuat apakah channel yang akan digunakan bersifat public atau private. Tujuan pembuatan ini ialah membuat hak pengaksesan terhadap data yang diolah. Pada tugas akhir ini channel dibuat public supaya dapat diakses oleh server lain untuk melakukan embbed terhadap grafik dari Thingspeak. Setelah channel berhasil dibuat maka API (Application Programming Interface) Key akan otomatis tergenerate untuk dilakukan sebagai penghubung antara Thingspeak dan modul WiFi. Jika ada permasalahan mengenai koneksi antara perangkat dengan API Key kita bisa melakukan generate ulang API Key. Tampilan halaman API Key dapat dilihat pada Gambar berikut.

Gambar 2. 25 Halaman Informasi API

(60)

49 Pada API Key terdapat write API Key dan Read API Key, yang digunakan dalam sistem ini ialah write API Key karena kita akan menuliskan data pada server. Setelah API Key sudah tergenerate maka selanjutnya kita dapat menempatkannya pada kode proram di atas. Tampilan awal grafik pada My Channel sebelum data dikirim akan terlihat kosong, setelah data dikirimkan dari perangkat, maka grafika akan terlihat seperti Gambar berikut

Gambar 2. 26 Tampilan Grafik yang di Thingspeak

Grafik yang dapat ditampilkan dapat diatur sedemikian hingga terlihat seperti yang kita inginkan, tampilan grafik yang penulis gunakan adalah tampilan grafik dinamis dengan 10 data per tampilan dengan skala otomatis (Sahuleka, Lim, & Santoso, 2018).

(61)

50

III MANUAL PROSEDUR

PENGGUNAAN

(62)

51 3.1 Instalasi Sistem

Berikut ini merupakan instruksi instalasi alat yang mencakup langkah-langkah awal untuk merakit. Instruksi pada halaman ini berisi semua informasi yang dibutuhkan untuk merakit dan panduan penggunaan. Instruksi ini ditujukan pada pengguna untuk dapat merakit bagian mekanis dan bagian elektris dari alat dengan benar, melakukan konfigu- rasi sesuai dengan kehendak pengguna, serta bagaimana cara penanganan perawatan alat.

3.1.1 Instruksi Keselamatan Penggunaan

Harap diperhatikan beberapa hal sebelum menggunakan alat ini!

a. Perhatikan kondisi sekitar sebelum merakit alat ini.

b. Pastikan komponen elektronis ditempatkan pada tempat yang kering untuk menghindari bahaya sengatan arus listrik dan kerusakan alat.

c. Pastikan alat bekerja pada tegangan kerja dan arus kerja sesuai dengan spesifikasi alat untuk menghindari kerusakan alat.

d. Pastikan keadaan selang dalam keadaan baik sebelum merakit alat.

e. Pastikan tidak ada kebocoran pada sambungan selang dengan inlet/outlet

f. Dilarang membuka komponen elektronik alat untuk menghindari sengatan listrik dan ke- mungkinan rusaknya alat.

g. Jika alat tidak bekerja dengan normal dan jika terdapat pada fisik alat seperti bunyi dan tampilan yang tidak sesuai, putus hubungan sumber listrik utama.

h. Bersihkan alat setelah digunakan.

i. Untuk membersihkan alat, pastikan alat telah diputuskan dari sumber listrik dan gunakan lap kering. Jangan menggunakan bahan kimia seperti

(63)

52 wax, benzena, alkohol, aseton, pelumas, atau detergen. Bahan kimia ini mungkin dapat me- rusak alat.

3.1.2 Komponen Sistem dan Spesifikasi 1. Gambaran Umum Sistem

Sistem Pemerah Susu Otomatis Berbasis IoT terdiri atas beberapa komponen utama, di antaranya:

a. Tanki Susu sementara

Digunakan sebagai penampungan awal susu dan sebagai pembuat ruang vakum.

Gambar 3. 1 Tanki Susu Sementara b. Tanki Susu Primer

Digunakan sebagai penampungan utama susu yang telah diperah. Pada tanki ini juga terdapat sensor yang digunakan untuk mengukur beberapa parameter.

(64)

53 Gambar 3. 2 Tanki Susu Utama

c. Sensor

Terdapat beberapa sensor yang tertambat pada tanki susu utama, di antaranya adalah sensor suhu, sensor pH, sensor level, dan sensor TDS.

d. Modul Pemerah Susu

Merupakan sistem elektronis utama yang terintegrasi dalam satu modul. Modul ini merupakan antarmuka pengguna dengan sistem secara lokal.

e. Selang dan Suction Cup

Digunakan untuk menghubungkan tanki sementara dan tanki utama.