PERANCANGAN SISTEM PENGUJI KUALITAS SUSU SAPI MURNI BERDASARKAN NILAI PH DAN KADAR AIR
Oleh Tiras Indrajaya NIM: 612011012
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
i
INTISARI
Sebagian besar masyarakat di Salatiga khususnya di daerah Getasan, Kopeng banyak yang berprofesi sebagi peternak susu sapi. Hasil susu sapi tersebut banyak yang dijual ke Koperasi yang berada di daerah Getasan, salah satunya adalah Koperasi Andini Luhur. Koperasi Andini Luhur memiliki syarat susu dengan kualitas yang baik, yaitu susu yang mengandung nilai kadar air antara 80% - 90% dan memiliki kandungan kadar pH antara 6,5 – 7,1. Dengan adanya syarat tersebut maka dibuatlah perancangan sistem penguji kualitas susu sapi murni berdasarkan nilai pH dan kadar air untuk membantu Koperasi Andini Luhur dalam melakukan pengujian kualitas susu.
Pada perancangan sistem ini hanya terdapat 2 tombol yang dapat mempermudah user untuk mengoperasikannya. Ketika user memilih tombol A, maka sistem akan melakukan pengukuran kadar pH, pertama-tama beaker glass akan naik secara otomatis sehingga akan tercelup oleh sensor pH dan didapatkan nilai pH yang akan tertampil pada layar LCD. Sedangkan ketika user menekan tombol B maka sistem akan melakukan pengukuran kadar air. Untuk mendapatkan nilai kadar air pertama-tama sensor berat akan menimbang berat susu, kemudian masuk dalam proses pemadatan secara otomatis dan setelah itu sensor berat akan menimbang lagi berat susu yang sudah
dipadatkan sehingga didapatkan nilai kadar air yang akan tertampil pada layar LCD Alat yang direalisasikan mempunyai jangkauan pengukuran nilai kadar pH
antara 0 – 14 dan pengukuran nilai kadar air antara 0% – 100%. Hasil dari pengujian alat dari 2 sampel susu sapi sebanyak 10 kali mendapatkan nilai pH rata rata yaitu pH 6.71 dan pH 6.95 dengan ralat 0,06. Sedangkan hasil pengujian kadar air dilakukan untuk 2 sampel sama sebanyak 5 kali masing-masing dan mendapatkan nilai kadar air rata rata yaitu 84,80 % dan 84,12% dengan ralat 0,6%.
ii ABSTRACT
Most people in Salatiga, especially in the area Getasan, Kopeng many who work as a breeder cow's milk. The cow milk yields lots are sold to cooperatives in the area Getasan, one of which is a Andini Luhur Cooperative. Andini Luhur Cooperatives have a requirements milk of good quality, that is milk containing water content between 80% - 90% and contains a pH level between 6.5 - 7.1. Given these requirements, then made the system design of milk quality testing by the pH value and moisture content to help the Andini Luhur Cooperative in testing the quality of milk.
In designing this system there are only two keys to facilitate the user to operate it. When a user selects a button, the system will perform measurements of pH, first beaker glass
will go up automatically so it will be submerged by the pH sensor and pH values obtained will be displayed on the LCD screen. Meanwhile, when the user presses a button and the system will take measurements of water content. To get the water content first weight sensor will weigh the milk, then entered the solidification process automatically and after the weight sensor will weigh again by weight of milk that has been solidified to obtain water content that will be displayed on the LCD screen
Tools that have realized the value measuring range pH levels between 0-14 and measurement of water content between 0% - 100%. The results of the testing tools from two samples of cow's milk as many as 10 times to get an average pH value is pH 6.71 and pH 6.95 with 0.06 corrected. While the test results of water content, do the same for the two samples as many as five times each and get the value of the average moisture content is 84.80% and 84.12% with 0.6% corrected.
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih penulis haturkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat kebaikan, kesehatan, rejeki, kekuatan dan kasih setia-Nya yang senantiasa selama ini menyertai penulis, akhirnya penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer yang tercinta. Terima kasih Allah Bapa Yang Maha Tinggi atas segala kasih sayang, kekuatan, pengampunan, ujian, didikan, senang, tawa, sedih, susah selama berkuliah sehingga membuat penulis menjadi orang yang seperti sekarang. Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas dukungan dan doa dari orang-orang terkasih di sekeliling penulis.
1. Papa Dwi Atma Prabowo dan mama Kristianti Apri Suprihantini orang tua yang sangat luar biasa sampai kapanpun, yang selalu memberi dukungan, kasih sayang, kesabaran, kemarahan, uang saku dan doa secara terus-menerus. Semoga sehat selalu dan panjang umur, sampai nantinya penulis dapat membahagiakan papa dan mama. Adikku tercinta Rifat Kevin Kusuma terima kasih untuk support dan doanya, sukses untuk kita!! Love you my family!!
2. Bapak Deddy Susilo, S.T., M.Eng dan Bapak Gunawan Dewantoro M.Sc.Eng selaku pembimbing I dan II, terima kasih atas bimbingan dan arahan serta kesediaan waktu dan tenaga untuk membimbing penulis selama pengerjaan skripsi ini.
3. Dosen-dosen pengajar, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Yola dan
Mbak Ragil terimakasih atas bantuan dan bimbingannya.
4. Magdalena Christiana, terima kasih atas semua bantuan, dukungan, perhatian, kasih dan doa yang diberikan kepada penulis.
iv
6. Mas Wawa dan Mas Jamed terimakasih atas bantuan bahasa “nanuino” nya yang sangat gila!!! Yudha the mekanik terimakasih atas saran mekaniknya yang aduhai. 7. Mas mbakku tersayang Bang Abdi, Faceroza, Pak Pan, Mba wik, Mas Astu
ngedram, Daniel pepeb, Sekar logok, Tolgong, Bintang, Rizal pentolek, David Maho, Herry ganteng. Adi-adiku Catur, Deny C. Agus Ambon, Akbar, Hendra, Nendyo, restu, pupuh, adit, niko, Arvin, eno, emon, Kevin lisbeth, putu, pian dan masih banyak banget, pokoknya You’re the best I’ve ever had !!!
8. Keluarga seperjuangan Lab Skripsi tercinta, Aksa AD-55, Acong Edo, Simon gondrong, Kana galer, Roma Irama, Shadrak batak, bandot kalian luar biasa sekali!!! Terimakasih atas bantuan, dukungan, kerjasamanya, selasa bahagia, obrolan rak cetu, yang paling penting kenangannya bos, is the best !!!!!
9. Teman2 kos kembar tercinta dani, ongky, brian, wendel, andre, aan, Daniel, nanta, sukma, agy, agy, apet, alloy, rian, risky, dikto, elyas, yosep, romi, kak dino, om zimry, dll,. Terimakasih untuk semunya. Kenangan hebat !!
10.Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah turut andil dalam proses pengerjaan skripsi ini., penulis ucapkan terimakasih.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika. Akhir kata semoga pngerjaan dan penulisan skripsi ini dapat bermanfaat dan boleh menjadi inspirasi bagi siapapun yang membacanya.
Salatiga, 29 Juni 2016
v
DAFTAR ISI
INTISARI
...
iABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Tujuan ... 1
1.2. Latar Belakang ... 1
1.3. Spesifikasi Sistem ... 2
1.4. Sistematika Penulisan ... 2
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
2.1. Metode Gravimetri (Pengeringan Dengan Proses Pemanasan) .. 4
2.2. Derajat Keasaman / pH ... 5
2.3. Sensor pH ... 5
2.4. Arduino Mega 2560 ... 6
2.5. Sensor Berat Load Cell ... 8
2.6. Sensor Suhu Thermocouple ... 9
2.7. Infrared Ceramic Heater ... 10
2.8. Real Time Clock ... 11
vi
2.10. Motor DC ... 14
2.11. Driver Motor ... 15
2.12. Liquid Crystal Display (LCD) ... 18
BAB III PERANCANGAN ALAT ... 20
3.1. Gambaran Sistem ... 20
3.2. Gambaran Kerja Alat ... 21
3.3. Perancangan Perangkat Keras ... 22
3.3.1. Perancangan Perangkat Keras Mekanik... 22
3.3.1.1. Perancangan Mekanik Pengujian Kadar PH ... 23
3.3.1.2. Perancangan Mekanik Pengujian Kadar Air ... 27
3.3.2. Perancangan Perangkat Keras Elektronik ... 22
3.3.2.1. Pengendali Utama ... 23
3.3.2.2. Sensor PH dengan Modul PH Meter V.1.0. ... 27
3.3.2.3. Sensor Berat Load Cell dengan Modul HX711 .... 34
3.3.2.4. Sensor Suhu Thermocouple Type-K ... 36
3.4. Perancangan Perangkat Lunak ... 37
3.4.1. Diagram Alir Pengukuran Kadar PH ... 37
3.4.2. Diagram Alir Pengukuran Kadar Air ... 39
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 41
4.1. Pengujian Sensor Suhu... 41
vii
4.3. Pengujian Sensor Berat Load Cell ... 45
4.4. Pengujian Nilai Kadar Air... 46
4.5. Pengujian Tampilan LCD 16 x 2 ... 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 52
5.1. Kesimpulan ... 52
5.2. Saran ... 53
DAFTAR PUSTAKA ... 54
LAMPIRAN SURAT PERNYATAAN KOPERASI ANDINI LUHUR ... 55
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 PH Probe ... 5
Gambar 2.2. Konfigurasin Pin Arduino Mega 2560. ... 6
Gambar 2.3. Sensor Berat Load Cell. ... 8
Gambar 2.4. Sensor Suhu Thermocouple. ... 9
Gambar 2.5. Kontruksi Thermocouple. ... 9
Gambar 2.6. Infrared Ceramic Heater. ... 10
Gambar 2.7. Real Time Clock DS1307 ... 11
Gambar 2.8. Bentuk Relay ... 13
Gambar 2.9. Bagian-bagian dan simbol pada relay.. ... 13
Gambar 2.10. Motor DC Sederhana. ... 14
Gambar 2.11. Motor DC Power Window 12V ... 15
Gambar 2.12. Driver motor EMS 5A H-Bridge. ... 15
Gambar 2.13. Tata letak komponen EMS 5A H-Bridge. ... 16
Gambar 2.14. Contoh koneksi EMS 5A H-Bridge dengan beban motor DC . ... 17
Gambar 2.15. LCD 16 x 2 ... 18
Gambar 3.1. Blok Diagram Alat ... 21
Gambar 3.2. Mekanik Keseluruhan Pengujian Kadar PH ... 23
Gambar 3.3. Motor DC ... 24
Gambar 3.4. Tuas / Lengan ... 25
Gambar 3.5. Dudukan Beaker Glass ... 25
Gambar 3.6. Beaker Glass ... 26
ix
Gambar 3.8. Mekanik Keseluruhan Pengujian Kadar PH ... 27
Gambar 3.9. Motor Conveyor ... 28
Gambar 3.10. Cawan ... 28
Gambar 3.11. Infrared Ceramic Heater ... 29
Gambar 3.12. Timbangan Load Cell ... 29
Gambar 3.13. Rantai ... 30
Gambar 3.14. Gir ... 30
Gambar 3.15. As ... 31
Gambar 3.16. Bearing ... 31
Gambar 3.17. Skema Sensor PH ... 34
Gambar 3.18. Skema Sensor Berat Load Cell... 35
Gambar 3.19. Skema Sensor Suhu Thermocouple ... 36
Gambar 3.20. Diagram Alir Pengukuran Kadar PH ... 37
Gambar 3.21. Diagram Alir Pengukuran Kadar Air ... 39
Gambar 4.1. Tampilan Utama LCD pada alat ... 48
Gambar 4.2. Tampilan ketika alat sedang melakukan pengukuran kadar pH ... 49
Gambar 4.3. Tampilan nilai pH yang dihasilkan ... 49
Gambar 4.4. Tampilan nilai berat susu sebelum dan sesudah dipanaskan ... 50
Gambar 4.5. Tampilan ketika alat sedang melakukan pengukuran kadar air ... 50
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Deskripsi Dan Fungsi Pin Konektor Power & Motor Header (J1).... 16
Tabel 2.2. Deskripsi Dan Fungsi Pin Interface Header (J2). ... 17
Tabel 2.3. Tabel kebenaran EMS 5A H-Bridge ... 18
Tabel 2.4. Konfigurasi Pin LCD 16 X 2. ... 19
Tabel 3.1. Dimensi Kerangka Alat Pengujian Kadar PH ... 23
Tabel 3.2. Dimensi Kerangka Alat Pengujian Kadar Air... 27
Tabel 3.3. Konfigurasi Pin ATMega 2560 Pada Bagian Pengendali Utama ... 33
Tabel 4.1. Perbandingan Pengukuran Suhu ... 42
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Nilai Kadar PH Sampel Susu Sapi Murni Pertama... 44
Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Nilai Kadar PH Sampel Susu Sapi Murni Kedua. 44 Tabel 4.4. Hasil Perbandingan Pengukuran Berat ... 46
Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Nilai Kadar Air Untuk Sampel Pertama ... 47
