BAB II
DASAR TEORI
Pada bab ini dijelaskan teori-teori penunjang yang diperlukan dalam merancang
dan merealisasikan skripsi ini. Bab ini dimulai pengenalan singkat dari komponen
elektronik yang dipakai untuk merealisasikan skripsi ini. Komponen yang dipakai pada
skripsi meliputi sensor suhu DS18B20, LCD 16×2, Heater 150 watt, Arduino Mega
2560, Motor DC, Load Cell Dan Modul HX711, dan 2- Channel Relay Modul.
2.1. Tinjauan Pustaka
Pada subbab ini akan dijelaskan penelitian yang berkaitan dengan alat yang
dibuat penulis. Berdasarkan metode pengolahan susu yang diperoleh, penulis ingin
merancang dan merealisasikan suatu alat pengendali suhu dan waktu yang digunakan
pada proses pasteurisasi susu menggunakan metode LTLT. Tujuan menggunakan
metode tersebut selain menghemat biaya dibandingkan dengan menggunakan metode
HTST. Hasil susu pasteurisasi menggunakan metode LTLT dapat langsung dikonsumsi
jika digunakan untuk skala kecil dan menengah. Karena pengolahan susu secara
konvensional menggunakan nyala api, dapat mengakibatkan hilangnya nutrisi-nutrisi
penting dalam susu, karena tidak menggunakan nilai suhu dan waktu yang tepat.
Gambar 2.1. Pengolahan susu secara konvensional
Eco Mini Pasteurizer FJ 15 merupakan mesin otomatis yang digunakan untuk
pasteurisasi susu atau untuk fermentasi, dan juga untuk mensterilkan susu dan
suhu yang dapat disesuaikan, cara kerja alat ini bekerja dengan menjaga kestabilan
suhu. Terdapat dua bagian tangki untuk menampung air dan menampung susu. [4]
2.2. Sensor Suhu DS18B20 [5]
Modul sensor suhu DS18B20 merupakan sensor suhu yang dapat bekerja di
dalam air, serta hanya membutuhkan satu buah pin arduino sebagai jalur komunikasi.
Sensor suhu ini dapat mengetahui atau mendeteksi perubahan-perubahan suhu dalam
bentuk keluaran data digital. Agar dapat bekerja dengan baik, ditambahkan sebuah
resistor pull up pada pin ‘data’ sebesar 4,7kΩ seperti yang disarankan pada data sheet.
Sensor ini digunakan sebagai pengambil data nilai suhu yang kemudian diolah oleh
Arduino Mega 2560.
Gambar 2.2. Sensor Suhu DS18B20
2.3. LCD [6]
LCD yang akan digunakan berukuran 16×2 LCD untuk menampilkan suhu susu
dan suhu air pada saat proses pemanasan. Digunakan juga untuk menampilkan
notifikasi saat alat bekerja.
Tabel 2.1. Pin LCD 16×2 beserta fungsinya
2.4. Elemen pemanas 150 watt [7]
Jenis elemen pemanas yang digunakan adalah tipe khusus untuk air, elemen
bekerja menggunakan energi listrik yang dikonversi menjadi energi panas. Elemen
pemanas digunakan agar suhu air sebagai media pemanas susu dapat diatur.
Gambar 2.4. Elemen Pemanas Air
2.5. Arduino Mega 2560 [8]
Mikrokontroler Arduino Mega 2560 digunakan untuk mengolah data yang
masuk dari sensor suhu, load cell dan data umpan balik dari sensor yang kemudian akan
Gambar 2.5. Arduino Mega 2560
Tabel 2.2. Spesifikasi Arduino Mega2560
Mikrokontroler ATmega2560
Tegangan Kerja 5V
Tegangan Masukan 7-12V
Tegangan Limit 6-20V
Pin I/O Digital 54 (14 untuk keluaran PWM)
Pin Analog 16
Arus DC pada per pin I/O 40 mA
SRAM 8 KB
EEPROM 4KB
2.6. Motor DC [9]
Motor DC adalah Motor listrik yang membutuhkan catu tegangan arus searah
atau arus DC pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Motor DC
digunakan untuk mengaduk susu, sehingga panas dapat merata. Jenis motor DC yang
Gambar 2.6. Motor power window
Tabel 2.3. Spesifikasi motor power window
Tegangan kerja rata-rata 12 VDC
Kecepatan tanpa beban 85 ± 15 RPM
Kecepatan rata-rata 60 ± 15 RPM
Arus (tanpa beban) < 5 A
Arus rata-rata (beban) < 15 A
Torsi rata-rata 30 Nm
2.7. Load Cell Dan Modul HX711 [10] [11]
Load Cell adalah alat yang mengeluarkan sinyal elektrik dengan gaya atau beban
yang diterimanya. Load cell disini digunakan sebagai pengukur batas volume air dan
volume susu yang akan diolah.
HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja mengkonversi
perubahan resistansi ke dalam besaran tegangan.
Tabel 2.4. Spesifikasi Load Cell 20kg
Bahan Aluminium alloy
Kapasitas berat 20 kg
Rentang Tegangan keluaran 0,1 mV – 1 mV
Suhu operasional minimal -20° C
Suhu operasional maksimal 55° C
Tabel 2.5. Spesifikasi Modul HX711
komponen elektromekanik yang terdiri dari dua bagian utama, yaitu coil
(elektromagnet) dan kontak saklar. Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk
menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus yang kecil, dapat menghantarkan
tegangan yang lebih tinggi. Relay disini digunakan sebagai pengatur nyala elemen
pemanas air, dan motor DC yang digunakan sebagai pengaduk susu.
Tabel 2.6. Spesifikasi 2- Channel Relay Modul
Tegangan kerja 5V DC
Jumlah relay 2
Sinyal kontrol ActiveLOW
Arus maksimal AC AC250V 10A
Arus maksimal DC DC30V 10A
Indikator LED setiap pin 1
