PROJEK AKHIR 2
AGUNG RAMADAN LUBIS 162411045
PROGAM STUDI D-III METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
SISTEM KONTROL SUHU DAN MONITORING MASSA PADA PADI KERING BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8
PROJEK AKHIR 2
Saya menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 22 Juli 2019
Agung Ramadan Lubis 162411045
Judul :
Sistem Kontrol Suhu Dan Monitoring Massa Pada Padi Kering Berbasis Mikrokontroller Atmega 8
Kategori : Projek Akhir 2
Nama : Agung Ramadan Lubis
Nomor Induk Mahasiswa : 162411045
Program Studi : D3 Metrologi Dan Instrumentasi
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, 22 Juli 2019
Ketua Program Studi Pembimbing
Dr. Diana A Barus, MSc Dr. Diana A Barus, MSc
NIP. 196607291992032002 NIP. 196607291992032002
ABSTRAK
Perubahan yang kerap terjadi pada cuaca menyebabkan tidak menentunya aktivitas panas matahari yang digunakan dalam proses penjemuran. Hal ini menyebabkan para pelaku petani yang memanfaatkan matahari dalam proses penjemuran mengalami kendala dalam penjemuran,seperti tidak cukupnya panas matahari,tingkat kekeringan yang kurang baik,persentase kadar air yang tidak memenuhi standar dalam pengeringan serta turunya kualitas produk yang dikeringkan. Pengeringan padi merupakan proses pascapanen yang berguna untuk menurunkan kadar air dalam biji padi yang dapat menghindari kemungkinan berkembangnya mikroorganisme seperti jamur dan bakteri, dan menghindari kemungkinan padi bertunas kembali. Dalam hal ini panas yang tidak dapat menjanjikan,mendorong saya untuk merancang suatu alat yang mampu mengeringkan biji padi dengan baik,dengan mengontrol suhu dan massa dari pada proses biji padi tersebut. Sistem pengeringan ini bersifat pengontrollan menggunakan mikrokontroller ATMega 8 yang kemudian ditampilkan dalam keluaran LCD.
Kata kunci: ATMega 8, Biji Padi, LCD, Pengeringan, Pengontrollan.
ABSTRACT
Changes that often occur in the weather cause uncertainty in the solar heat activity used in the drying process. This causes farmers who use the sun in the drying process to experience obstacles in drying, such as insufficient solar heat, poor dryness, the percentage of moisture content that does not meet the standards in drying and the quality of dried products. Drying rice is a postharvest process that is useful for reducing water content in rice seeds which can avoid the possibility of developing microorganisms such as fungi and bacteria, and avoid the possibility of rice sprouting again. In this case heat that cannot be promised, encouraged me to design a device that is able to dry rice seeds well, by controlling the temperature and mass of the rice seed process. This drying system is controlling using an ATMega 8 microcontroller which is then displayed in the LCD output.
Keywords: ATMega 8, Rice Seed, LCD, Drying, Controller
Segala Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat, kasih karunia dan penyertaan-Nya selama penulis melaksanakan studi hingga menyelesaikan skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan.
Selama kuliah sampai penyelesaian skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bantuan dalam moril, materi, dorongan, serta bimbingan dari berbagai pihak oleh karena itu dengan sepenuh hati, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar- besarnya:
1. Ibunda saya tercinta, yang menjadi penyemangat, mendoakan, memotivasi, membiayai penulis selama menempuh pendidikan dan menyelesaiakan skripsi ini. Terima kasih untuk pengorbanan dan kasih sayangnya.
2. Semua saudara kandung saya : Kusmiati Tumangger, Anto Doi Elfradi Tumangger, Rita Tumangger, AMd.Kep, Ika lestari Tumangger, yang telah membantu dan mendukung pendidikan saya, hingga saya semangat untuk menyelesaikan pendidikan ini dengan tepat waktu.
3. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU dan seluruh staf bagian pengurusan Departemen Fisika.
4. Ibu Dr. Diana A Barus, M.Sc dan Bapak Dr. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan kepercayaan kepada penulis dalam melaksanakan penelitian hingga penyelesaian penulisan skripsi ini.
5. Dosen-dosen di Departemen Fisika yang telah memberikan ilmu selama penulis mengenyam perkuliahan.
6. Johaiddin Saragih, S.Si, M.Si, selaku staf pegawai departemen Fisika FMIPA USU yang telah memberikan saran dan masukkan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Faturahman, S.Si yang telah membantu penulis untuk merancang dan meneliti untuk menyelesaikan laporan ini.
Br.Milala, Christina Valentine, Epi Siagian, Agustina Situmorang, Alvin, Ulfa, Kak Rohama Sinaga, Kak Sabrita Tarigan, dan Seluruh Teman Angkatan 2016.
9. Semua rekan saya satu bimbingan yang sama-sama berjuang dan membantu menyelesaikan penulisan skripsi ini.
10. Semua teman-teman kost di Gang Bersama Jl.Jamin Ginting Padang Bulan : Cristianto Sitio,ST, Ika Lestari, Exaudi Hutasoit, Sisteria Noni, Elma Liliy, Serly Bagariang, Daisy Berutu, Imel Siburian, Ijah.
11. Serta pihak-pihak lain yang telah ikut serta membantu penulis yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan isi dan analisa yang disajikan. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
Medan, 22 Juli 2019
Agung Ramadan Lubis
PERNYATAAN i
PENGESAHAN TUGAS AKHIR ii
ABSTRAK iii
ABSTRACT iv
PENGHARGAAN v
DAFTAR ISI vii
DAFTAR GAMBAR x
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan Penelitian 2
1.5 Manfaat Penelitian 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikrokontroler ATMEGA 8 7
Arsitektur Mikrokontroler ATMEGA 8 7 Fitur ATMEGA 8 8
Konfigurasi Pin ATMEGA 8 8
2.2 Sensor Suhu DS18B20 9 2.3 Load Cell 10
2.4 Power Suplay Aparatus 11
2.5 Relay 11
Prinsip Kerja Relay 12
2.6 Display LCD 16x2 13
Konfigurasi Pin LCD 14
2.8 Heater 15
3.1 Perancangan Diagram Blok Sistem 27
3.1.1 Fungsi Setiap Blok 27
3.2 Perancangan Perangkat Keras 28
3.2.1 Perancangan Rangkaian Power Suplay 28
3.2.2 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller ATMEGA 8 29
3.2.3 Perancangan Rangkaian LCD 16x2 30
3.2.4 Perancangan Rangkaian Sensor DS18B20 31
3.2.5 Perancangan Rangkaian Loadcell 31
3.2.6 Perancangan Rangkaian Push Button 32
3.2.7 Perancangan Rangkaian HX711 32
3.2.8 Perancangan Rangkaian Heater 33
3.3 Perancangan Sistem Perangkat Lunak 33
3.3.1 Flowchart Sistem 34
3.4 Perancangan Sistem Secara Keseluruhan 35
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply 23
4.2 Pengujian Mikrokontroller ATMEGA 8 24
4.3 Pengujian Display LCD 28
4.4 Pengujian Sensor DS18B20 31
4.5 Pengujian Load cell 34
4.6 Pengujian Push Button 35
4.7 Pengujian Rangkaian Modul HX711 37
4.8 Pengujian Rangkaian Heater 38
4.9 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan 38
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR PUSTAKA 48
2.1 Arsitektur Mikrokontroler ATMEGA 8 4
2.2 Pin Konfigurasi pada ATMEGA 8 5
2.3 Sensor Suhu DS18B20 6
2.4 Sensor Load Cell 7
2.5 Power Supply Aparatus 8
2.6 Bentuk Fisik Relay 9
2.7 LCD 16x2 10
2.8 Bentuk Fan 11
2.9 Push Button 11
3.1 Diagram Blok Sistem Secara Keseluruhan 14
3.2 Rangkaian Power Suplay 15
3.3 Rangkaian Mikrokontroller ATMEGA 8 16
3.4 Perancangan Rangkaian LCD 17
3.5 Perancangan Rangkaian Sensor DS18B20 17
3.6 Perancangan Rangkaian Load cell 18
3.7 Perancangan Rangkaian Push Button 19
3.8 Perancangan Rangkaian Modul HX711 19
3.9 Perancangan Rankaian Heater 19
3.10 Flowchart Sistem 20
3.11 Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan 22
4.1 Pengujian Power Supply 23
4.2 Pengujian Rangkaian Power Supply 24
4.3 Pengujian Mikrokontroller ATMEGA 8 24
4.4 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA 8 28
4.5 Pengujian Rangkaian Display LCD 30
4.6 Pengujian Rangkaian Sensor DS18B20 31
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengeringan merupakan proses penurunan kadar air bahan sampai mencapai kadar air tertentu sehingga dapat memperlambat laju kerusakan produk akibat aktivitas biologi dan kimia. Pengeringan pada dasarnya merupakan proses perpindahan energi yang digunakan untuk menguapkan air yang berada dalam bahan, sehingga mencapai kadar air tertentu agar kerusakan bahan pangan dapat diperlambat.
Proses pengeringan petani padi yang dilakukan selama ini yaitu dengan pengeringan secara tradisional dengan menebarkan padi di bawah sinar matahari dan diratakan. Kadar air padi panen dari sawah umumnya masih cukup tinggi, sekitar 20-23%. Pada tingkat kadar air tersebut, padi tidak aman disimpan karena padi dapat tumbuh kembali menjadi benih. Agar padi aman disimpan, padi perlu dikeringkan hingga mencapai kadar air yang seimbang. Perlakuan pasca panen padi meliputi panen, perontokan, pengeringan, penyimpanan, pengilingan dan penyosohan. Salah satu proses penting dalam pasca panen padi adalah pengeringan.
Selama pengeringan dua proses terjadi secara simultan yaitu perpindahan panas ke produk dari sumber pemanas dan perpindahan massa uap air dari bagian dalam produk ke permukaan dan dari permukaan ke udara sekitar. Esensi dasar dari pengeringan adalah mengurangi kadar air dari produk agar aman dari kerusakan dalam jangka waktu tertentu, yang biasa diistilahkan dengan periode penyimpanan aman. Pengeringan terbagi menjadi dua yaitu pengering alami (menggunakan sinar matahari) dan pengering buatan (menggunakan bantuan alat).
Pada pengeringan sinar matahari (direct sundrying), produk yang akan dikeringkan langsung dijemur di bawah sinar matahari, sedangkan pada pengeringan surya (solar drying), produk yang akan dikeringkan diletakkan di dalam suatu alat pengering. Pengeringan padi oleh petani biasanya dengan cara konvensional yaitu menjemur dengan mengunakan cahaya matahari di lapangan terbuka. Pengeringan dengan cara ini memiliki banyak kerugian diantaranya tergantung pada cuaca sehingga pengeringan memerlukan waktu yang cukup lama
dan padi kurang dijamin kebersihannya. Oleh karena itu dibutuhkan suatu proses pengeringan padi yang baik, yaitu dengan menggunakan pemanasan yang baik dan dikontrol dengan menggunakan sensor, karena proses-proses menjaga kelembaban serta mengatur suhu yang tepat sudah sepenuhnya dikerjakan oleh sistem. Dengan menggunakan mesin pengering padi ini maka para petani tidak perlu lagi untuk menggunakan metode tradisional sehingga kebutuhan petani dapat terpenuhi mulai dari mempercepat proses pengeringan, mendapatkan kualitas beras yang baik, juga mengehemat tempat.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas,dapat dirumuskan permasalahan yaitu bagaimana merancang suatu alat yang dapat mengeringkan padi dengan sistem mikrokontroller dan pemanas buatan (heater), yang mempermudah petani dan masyarakat dalam penjemuran padi guna untuk mempermudah pengeringan dan meningkatkan kualitas panen padi.
1.3 Batasan Masalah
Dengan mempertimbangkan tingkat kemampuan alat, maka penulis memberikan suatu batasan masalah dalam pembahasan. Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :
1. Sumber tegangan menggunakan Power Suplay Aparatus (PSA).
2. Perancangan dan pembuatan alat ini menggunakan ATMega 8.
3. Menggunakan Sensor DS12B20 untuk sensor suhu.
4. Menggunakan Pemanas Buatan (Heater) 5. Tidak membahas tentang karateristik padi.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk membuat prototype sistem pengeringan padi dengan menggunakan pemanas buatan.
2. Untuk mengaplikasikan fungsi sensor suhu dan load cell.
3. Untuk mengaplikasikan fungsi mikrokontroller sebagai pusat pengendali sistem pada sistem pengeringan padi.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini sebagai berikut:
1. Mempermudahkan pengeringan padi.
2. Mempercepat proses pengeringan padi.
3. Menghemat media tempat penjemuran padi.
4. Meningkatkan kualitas produksi pasca panen padi.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikrokontroller ATMega 8
Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor dimana didalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, cloc dan peralatan internal lainnya yang sudah terhubung dan terorganisasi dengan baik oleh pabrik pembuatannya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Sehingga, dengan demikian kita tinggal memprogram isi ROM sesuai dengan aturan oleh pabrik pembuatnya. Salah satu contoh mikrokontroler yang banyak beredar dipasaran adalah mikrokontroler ATMEGA8.
Arsitektur Mikrokontroller ATMega 8
Gambar 2.1 Arsitektur Mikrokontroller ATMEGA 8
Konsep arsitektur AVR pada mulanya dibuat oleh dua orang mahasiswa di Norwgian institute of Technology ( NTH ) yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan. Penggunaan mikrokontroller ATMEGA8 ada dua pilihan ,dengan menggunakan board ATMEGA8 develompment board yang sudah ada diparaan atau dengan membuat rangkaian sendiri. Jika menggunakan rangkaian mikrokonter yang sudah tersedia dipasaran maka akan memepersingkat waktu pembuatan sistem, karena hanya tinggal membelirangkaian berupa kit dan hanya tinggal menggunakannya. Chip yang dijelaskan di sini menggunakan kemasan
PDIP, untuk kemasan yang lain ( TQPF, QFN / MLF ) tidak jauh berbeda. Untuk lebih jelasnya silahkan merujuk ke data sheet. Nama nama pin di atas usahakan lebih sering dikenal, hal ini berguna untuk penggunaan pheripheral internal.
Fitur ATMega 8
Berikut ini adalah fitur-fitur yang dimiliki oleh ATMEGA8 : A. Saluran I/O sebanyak 23 buah terbagi menjadi 3 port.
B. ADC sebanyak 6 saluran dengan 4 saluran 10 bit dan 2 saluran 8 bit.
C. Tiga buah timer counter, dua diantaranya memiliki fasilitas pembanding.
D. CPU dengan 32 buah register
E. Watchdog timer dan oscillator internal.
F. SRAM sebesar 1K byte.
G. Memori flash sebesar 8K Bytes system Self-programable Flash H. Unit interupsi internal dan eksternal.
I. Port antarmuka
J. EEPROM sebesar 512 byte.
K. Port USART ( Universal Syncronous and Asycronous Serial Receiver and Transmitter ) untuk komunikasi serial.
Konfigurasi Pin ATMega 8
Gambar 2.2 Pin Konfigurasi pada ATMEGA 8 2.2 Sensor Suhu DS18B20
Kebanyakan sensor suhu memiliki tingkat rentang terukur yang sempit serta akurasi yang rendah namun memiliki biaya yang tinggi. Sensor suhu DS18B20 dengan kemampuan tahan air (waterproof) cocok digunakan untuk mengukur
suhu pada tempat yang sulit, atau basah. Karena output data sensor ini merupakan data digital, maka kita tidak perlu khawatir terhadap degradasi data ketika menggunakan untuk jarak yang jauh. DS18B20 menyediakan 9 bit hingga 12 bit yang dapat dikonfigurasi data. Karena setiap sensor DS18B20 memiliki silicon serial number yang unik, maka beberapa sensor DS18B20 dapat dipasang dalam 1 bus. Hal ini memungkinkan pembacaan suhu dari berbagai tempat. Meskipun secara datasheet sensor ini dapat membaca bagus hingga 125°C, namun dengan penutup kabel dari PVC disarankan untuk penggunaan tidak melebihi 100°C.
Gambar 2.3 Sensor Suhu DS18B20 Spesifikasi
1. Tegangan yang dibutuhkan sensor dari 3.0V sampai 5.5V power/data
Akurasinya ±0.5°C sampai -10°C, dan -10°C sampai +85°C
Batas temperatur sensor dari -55 sampai 125°C atau -67°F sampai +257°F
2. Menyediakan 9 bit hingga 12 bit yang dapat dikonfigurasi data
3. Menggunakan 1 kabel Antarmuka (Interface) dan hanya 1 digital pin untuk komunikasi
4. Data pengenalan Identitas yang disimpan 64 bit 5. Memiliki batas peringatan jika suhu tinggi 6. Temperature-limit alarm system
7. Waktu tunggu data masuk 750ms
8. kabel antarmuka (Interface) Kabel merah : VCC, Hitam : GND, Putih : Data
9. Bahan Stainl
10. Ess steel silinder 6mm diametenya panjang 35mm 11. Diameter kabel : 4mm
12. Panjang kabel : 90cm
2.3 Load Cell
Load Cell adalah sebuah sensor gaya yang sering digunakan untuk mengukur berat. Load cell tersusun dari satu strain gauge atau lebih tergantung kebutuhan. Strain gauge adalah suatu komponen yang terbuat dari foil grid, yaitu berupa kawat tipis yang panjang dan disusun secara zig-zag.Strain Gauge pada umumnya adalah tipe metal-foil, dimana konfigurasi grid di bentuk oleh proses photoeching. Cara kerja dari strain gauge ini adalah saat strain gauge mendapat tarikan maka akan menyebabkan perubahan panjang pada kawat tipis penyusunnya sehingga menyebabkan bertambahnya resistansi yang dihasilkan, perubahan resistansi inilah yang akhirnya dimanfaatkan sebagai patokan perubahan pada sensor beban (Load Cell).
Gambar 2.4 Sensor load cell
Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm dan yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 Ohm dan 350 Ohm. Selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm. Idealnya resistansi dari sebuah Strain gauge akan berfase hanya merespon adanya berubahan sebuah peregangan yang ada.
Strain gages secara umum digunakan dalam pengukuran presisi gaya, berat, tekanan, torsi, perpindahan dan kuantitas mekanis lainnya. Hasil pengukuran load Cell selain ditentukan oleh besarnya beban, juga ditentukan oleh besarnya tegangan Eksitasi, dan karakteristik (mV/V) Load Cell itu sendiri. Salah satu karakteristik load Cell yaitu 3mV/V. Yang berarti setiap satu volt tegangan Excitasi, pada saat Load Cell dibebani maksimal akan mengeluarkan signal
sebesar 3mV. Jika beban 100Kg diberikan pada Load Cell kapasitas 100Kg dengan tegangan Excitasi 10V, maka signal yang terkirim dari Load Cell tersebut adalah sebesar 30mV. Demikian juga apabila dibebani 50Kg dengan tegangan Excitasi tetap 10V, karena 50 Kg adalah setengah dari 100Kg maka keluaran Load Cell menjadi 15mV.
2.4 Power Supplay Aparatus
Power supplay aparatus adalah suatu hardware komponen elektronika yg mempunyai fungsi sebagai supplier arus listrik dengan terlebih dahulu merubah tegangannya dari AC jadi DC. Jadi arus listrik PLN yang bersifat Alternating Current (AC) masuk ke power supply, dikomponen ini tegannya diubah menjadi Direct Current (DC) baru kemudian dialirkan ke komponen lain yang membutuhkan. Proses pegubahan tegangan tersebut dilakukan karena hardware pada umumnya seperti komputer, hanya bisa bekerja dengna menggunakan arus DC. Ibaratnya makhluk hidup, power supply sama dengan jantung yang fungsi utamanya untuk memompa hasil proses pembentukan darah keseluruh tubuh yang memerlukannya.
Gambar 2.5 Power supplay aparatus
2.5 Relay
Relay merupakan saklar elektromagnetik yang dapat di on/off-kan oleh arus. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (Selenoid) di dekatnya. Ketika selenoid di aliri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada selenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali keposisi semula dan kontak saklar kembali terbuka. Relay biasanya digunakan untuk menggerakan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220Volt DC). Relay yang paling sederhana adalah relay
elektro mekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik.
Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut:
1. Alat yang digunakan gaya elektromekanik untuk menutup ( membuka) kontak saklar.
2. Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik.
Gambar 2.6 Bentuk Fisik Relay
2.6 Display LCD 16×2
LCD (Liquid Crystal Dispalay) sering diartikan dalam bahasa indonesia sebagai tampilan kristal cair merupakan suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD dapat menampilkan karakter ASCI sehingga kita bisa menampilkan campuran huruf dan angka sekaligus berwarna ataupun tidak berwarna, hal ini disebabkan karena terdapat banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya didalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih dibagian belakang susunan kristal cair tadi.
Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring.
Dalam menampilkan karakter untuk membantu menginformasikan proses dan control yang terjadi dalam suatu program robot kita sering menggunakan LCD. Ada beberapa jenis LCD perbedaannya hanya terletak pada alamat menaruh karakternya. Salah satu LCD yang sering dipergunakan adalah LCD 16x2 artinya
LCD tersebut terdiri dari 16 kolom dan 2 baris. LCD ini sering digunakan karena harganya yang relatif murah dan pemakaian nya yang mudah.
Gambar 2.7 LCD 16 x 2 Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan.
2. Setiap terdiri dari 5 x 7 dot-matrix cursor.
3. Terdapat 192 macam karakter.
4. Terdapat 80 x 8 bit display RAM ( maksimal 80 karakter ).
5. Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit.
6. Dibangun oleh osilator lokal.
7. Satu sumber tegangan 5 Volt.
8. Bekerja pada suhu 0oC sampai 550C.
2.6 Fan
Fan adalah salah satu kelengkapan pada komputer. Fungsi utama dari sebuah kipas komputer adalah mengeluarkan panas dan menggantinya dengan udara segar ke dalam sistem. Kipas pendingin ini telah dirancang agar sesuai ditempatkan pada motherboard atau hard disk drive. Ada sekitar 3 atau 4 baling- baling kipas pada CPU. Ada juga komputer yang telah dirancang khusus sudah mempunyai kipas extra yang ditempelkan pada casing komputer yang terbuat dari alumunium, namun demikian kipas tersebut tidaklah cukup untuk meredam panas yang dihasilkan oleh CPU sehingga tetap harus dipasang kipas pendingin CPU, apalagi untuk komputer yang digunakan antara antara 12 hingga 15 jam sehari sehingga kipas tersebut tidak akan cukup untuk memberikan ventilasi udara yang memadai. Oleh karena itu kipas pendingin untuk CPU didesain dan telah terbukti mampu meredam panas yang dihasilkan oleh CPU walaupun komputer dioperasikan dalam jangka waktu yang lama. Dalam hal ini fan digunakan untuk
membantu proses pengeringan biji padi dengan mengkondisikan suhu pada wadah percobaan,fan akan digerakan oleh sebuah motor driver yang di program.
Gambar 2.8 Bentuk Fan 2.7 Push Button
Swich Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian – bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open). Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop dan kontak NO akan berfungsi sebagai start biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor – motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industry.
Gambar 2.9 Push Button 2.8 Heater (Pemanas)
Pemanas adalah sebuah objek yang memancarkan panas atau menyebabkan tubuh lain untuk mencapai suhu yang lebih tinggi. Dalam pengaturan rumah tangga atau domestik, pemanas biasanya berupa peralatan yang
tujuannya adalah untuk menghasilkan pemanasan (yaitu kehangatan). Pemanas ada untuk semua materi, termasuk padatan, cairan dan gas. Bentuk-bentuk pemanas sangat banyak yang digunakan untuk kebutuhan sehari-hari seperti : pemanas dalam ruangan,pemanas dalam penetasan telur, pemanasan dalam pengeringan,dan lain-lain. Pemanas listrik banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari, baik didalam rumah tangga ataupun pada peralatan dan mesin industri. Bentuk dan type dari Electrical Heating Element ini bermacam-macam disesuaikan dengan fungsi, tempat pemasangan dan media yang akan di panaskan.
Panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas listrik ini bersumber dari kawat ataupun pita bertahanan listrik tinggi (Resistance Wire) biasanya bahan yang digunakan adalah niklin yang dialiri arus listrik pada kedua ujungnya dan dilapisi oleh isolator listrik yang mampu meneruskan panas dengan baik hingga aman jika digunakan.
Pemanas dari sumber bola lampu juga bisa digunakan dalam proses pengeringan,proses ini memang tidak begitu besar panas yang di hasilkan seperti pemanas elemen listrik. Pemanas ini juga sering digunakan masyrakat untuk memanaskan ruangan,penetasan telur,dan lain-lain. Dalam sistem ini saya mencoba menggunakan sistem pemanas dari bola lampu yang dipasang dalam wadah sebanyak 4 buah lampu dengan daya perlampunya 15 watt. Pemanas dalam proses pengeringan/penjemuran sangat tergantung dengan jenis bahan yang dikeringkan,semakin besar kadar air dalam bahan maka besar suhu heater juga tinggi yang dibutuhkan dalam proses pengeringan.
2.9 Padi
Padi (Orizae sativa L.) merupakan tanaman yang membutuhkan air yang cukup dalam hidupnya. Tanaman ini tergolong semi-aquatis yang cocok ditanam di lokasi tergenang. Biasanya padi ditanam di sawah yang menyediakan kebutuhan air cukup untuk pertumbuhannya. Meskipun demikian padi juga dapat diusahakan di lahan kering atau ladang, istilahnya padi ladang. Namun demikian kebutuhan airnya tetap harus terpenuhi. Padi adalah satu bahan makanan yang mengandung gizi dan penguat yang cukup bagi tubuh manusia. Di dalam padi terkandung bahan-bahan yang mudah diubah menjadi energi. Oleh karena itu padi
disebut juga sebagai makanan energi. Padi memiliki jenis yang berbeda satu sama lainnya, baik umur, cara pemeliharaan dan mutu berasnya. Padi pada saat ini tersebar luas di seluruh dunia dan tumbuh di hampir semua bagian dunia yang memiliki cukup air dan suhu udara cukup hangat.
Padi menyukai tanah yang lembab dan becek. Sejumlah ahli menduga bahwa padi merupakan hasil evolusi dari tanaman moyang yang hidup di rawa.
Padi merupakan tanaman pangan berupa rumput berumpun. Tanaman pertanian kuno berasal dari dua benua yaitu Asia dan Afrika Barat tropis dan subtropis.
Fosil butir padi dan gabah ditemukan di Hastinapur Uttar Pradesh India sekitar 100-800 SM. Selain Cina dan India, beberapa wilayah asal padi adalah Bangladesh Utara, Burma, Thailand, Laos, Vietnam (Anonim, 2010). Menurut Andoko (2002) dan Adiratma (2004), beras atau gabah memiliki beberapa arti yang penting bagi negara Indonesia antara lain :
1. Sebagai makanan pokok penduduk karena mempunyai nilai gizi yang relatif lebih baik
2. Sebagai suatu komoditi yang dapat dijadikan standar harga atau nilai kebutuhan lainnya
3. Dapat merupakan ukuran prestise individu, keluarga, budaya seseorang atau bangsa
4. Bagi suatu pemerintah merupakan ukuran kekuatannya sebagai alat tawar menawar politik untuk mempertahankan kekuasaannya
5. Mempunyai nilai Pertahanan dan Keamanan (HANKAM)
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Perancangan Diagram Blok Sistem
Untuk memudahkan dalam proses perancangan sistem maka sebaiknya terlebih dahulu yang dilakukan adalah perancangan blok diagram sistem. Hal ini juga akan membantu dalam menjelaskan dan menganalisa blok diagram sistem secara umum. Blok diagram merupakan bentuk penyederhanaan dari seluruh sistem. Blok diagram dan skematik diagram rangkaian mempunyai hubungan yang sangat erat pada rancangan suatu sistem. Blok diagram ini menyatakan hubungan yang berurutan dari satu atau lebih sistem yang memiliki kekuatan kerja sendiri.
DS18B20
CATU DAYA
AT MEGA 8
LCD
Loadcell HX711
HEATER
FAN
PC RELAY
DRIVER
RS232
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Secara Keseluruhan
3.1.1 Fungsi Setiap Blok
1. PSA (Power Suplay Aparatus) berfungsi sebagai sumber tegangan.
2. Mikrokontroller ATMEGA 8 berfungsi sebagai pengontrol/pengendali semua cara kerja rangkaian sehingga sistem ini dapat bekerja sesuai fungsi masing-masing.
3. DS18B20 berfungsi sebagai sensor suhu, yang akan mengukur besar suhu dalam pengeringan untuk proses pengontrolan.
4. Load Cell berfungsi sebagai penimbang untuk memonitor massa biji padi dalam sistem pengeringan.
5. LCD 16x2 berfungsi sebagai output yang dihasilkan oleh sistem pengeringan.
6. Relay berfungsi sebagai pengatur on/off pada sistem heater.
7. Driver berfungsi sebagai driver/pengendali dari FAN (kipas).
8. Heater berfungsi sebagai pemanas buatan yang akan mengeringkan biji padi pada sistem.
9. FAN berfungsi untuk meratakan panas yang di hasilkan heater keseluruh permukaan.
10. HX711 berfungsi sebagai penghubung loadcell ke mikrokontroller .
3.2 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras adalah perancangan untuk merancang skema rangkain dari sistem perangkat keras yang digunakan dalam metode penelitian ini.
3.2.1 Perancangan Rangkaian Power Supply
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh sistem.
Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan sistem sedangkan keluaran 12 volt untuk Radio Frekuensi Transmitter.
Gambar 3.2 Rangkaian Power Suplay
3.2.2 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller ATMEGA 8
Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller ATMEGA 8
Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagian input dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroller jenis ATMEGA 8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
a. Kristal 8 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock.
b. Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2.
c. Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset.
d. Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu :
PortC.0 digunakan sebagai Penerima data dari remote (receiver)
PortB.1, PortB.2, PortB.3 digunakan sebagai data input basis transistor Dengan rangkaian mikrokontroller akan bekerja pada frekuensi kerja 16MHz. Rangkaian minimum ini adalah rangkaian dengan konfigurasi minimum yang digunakan agar mikrokontroller dapat beroperasi. Pin Reset pada mikrokontroller terhubung ke 5V melalui sebuah resistor 10K. Pin AVCC, VCC dan ARef pada mikrokontroller langsung terhubung pada sumber tegaangan 5V.
3.2.3 Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Gambar 3.4 Perancangan Rangkaian LCD
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroller menjadi tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 10 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.
3.2.4 Perancangan Rangkaian Sensor DS18B20
Sensor suhu DS18B20 dengan kemampuan tahan air (waterproof) cocok digunakan untuk mengukur suhu pada tempat yang sulit, atau basah. Karena output data sensor ini merupakan data digital, maka kita tidak perlu khawatir terhadap degradasi data ketika menggunakan untuk jarak yang jauh. DS18B20 menyediakan 9 bit hingga 12 bit yang dapat dikonfigurasi data. Karena setiap sensor DS18B20 memiliki silicon serial number yang unik, maka beberapa sensor DS18B20 dapat dipasang dalam 1 bus.
Gambar 3.5 Perancangan Rangkaian Sensor DS18B20
3.2.5 Perancangan Rangkaian Loadcell
Gambar 3.6 Perancangan Rangkaian Loadcell
Selama proses penimbangan akan mengakibatkan reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan gaya secara elastis. Gaya yang ditimbulkan oleh regangan ini dikonversikan kedalam sinyal elektrik oleh strain gauge (pengukur regangan) yang terpasang pada load cell. Loadcell dihubungkan kepada mikrokontroller dengan power supplay sebagai sumber tegangan nya.
3.2.6 Perancangan Rangkaian Push Button
Gambar 3.7 Perancangan Rangkaian Push Button
Rangkaian ini merupakan sarana input logika digital bagi mikrokontroller.
Dari rangkaian dapat dilihat bahwa ketika saklar tidak tekan, semua pin pada SL1 akan tetap bertegangan 5V (logika 1). Ketika salah satu saklar ditekan, maka outputnya menjadi 0V (berlogika 0). Pada rangkaian tersebut pada saat tombol ditekan hidup, maka rangkaian akan mulai counting (mengukur), pada keadaan tersebut inputan tombol akan dilakukan untuk memulai proses pengeringan. Pada masing-masing telah deprogram untuk fungsi masing-masing,yakni tombol 1 sebagai input on, tombol 2 dan 3 sebagai input suhu yang diinginkan dalam pengeringan.
3.2.7 Perancangan Rangkaian Modul HX711
HX711 adalah sebuah komponen terintegrasi dari “AVIA SEMICONDUCTOR”, HX711 presisi 24-bit analog to digital conventer (ADC) yang didesain untuk sensor timbangan digital dal industrial control aplikasi yang terkoneksi sensor jembatan. HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada.
Struktur yang sederhana, mudah dalam penggunaan, hasil yang stabil dan reliable, memiliki sensitivitas tinggi, dan mampu mengukur perubahan dengan cepat.
HX711 biasanya digunakan pada bidang aerospace, mekanik, elektrik, kimia, konstruksi, farmasi dan lainnya, digunakan untuk mengukur gaya, gaya tekanan,perpindahan, gaya tarikan, torsi, dan percepatan.
Gambar 3.8 Perancangan Rangkaian Modul HX711
3.2.8 Perancangan Rangkaian Heater
Gambar 3.9 Perancangan Rankaian Heater
Pada perancangan ini heater yang digunakan adalah bersifat radiasi yang dimana berasal dari lampu pijar yang memiliki daya sebesar 15 watt yang dirangkaikan sebanyak 4 buah, keempat lampu tersebut memiliki panas yang cukup untuk mengeringkan bahan di dalam sistem pengeringan.
3.3 Flowchart Sistem
Start
Inisialisasi
Baca Massa
Aktifkan Heater
IF SUHU
= SET 50°C
Heater Aktif
IF SUHU
= SET 50°C
Pengeringan Selesai
Selesai
Heater Aktif
T
Y T
Y 1
Gambar 3.10 Flowchart Sistem Keseluruhan
Keterangan Flowchart :
1. Start : Mulai Program
2. Inisialisasi : Membaca sistem program
3. Letakan sampel : Meletakan bahan yang di program 4. Baca massa : Program menghitung massa sampel
5. Aktifkan heater : Heater diaktifkan untuk mengeringkan sampel 6. Set suhu : Program untuk menginputkan suhu yang
diinginkan
7. Heater aktif : Program tetap berada dalam proses pengaktifan suhu
8. Set massa : Program untuk menghitung besar massa sampel 9. Heater mati : Program yang dirancang untuk mematikan heater
dengan set suhu yang sudah ditetapkan
10. Pengeringan selesai : Program telah selesai dijalankan dalam pengeringan
11. Selesai : Proses pengeringan telah selesai dijalankan
3.4 Perancangan Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan
Pada saat biji padi di masukan kedalam wadah, maka loadcell akan mengukur dan mengontroll penurunan massa biji padi di dalam sistem. Prinsip pembuatan alat ini menggunakan pemanas buatan (heater) yang setara dengan panas matahari yang akan difungsikan sebagai pemanas buatan. Konsep perancangan dan pengujian bahan ini dilaksanakan selama tiga bulan,dalam proses perancangan beberapa sistem menggunakan komponen elektronika dan bahan dalam penelitian. Pengambilan data dilakukan selama beberapa kali dan data yang mendekati sesuai dengan standar yang dijadikan sebagai data perbandingan dalam sistem pengering.
Perancangan sistem secara keseluruhan adalah merancang sistem perangkat keras yang digunakan dalam metode penelitian ini,yang dimana rangkain ini digunakan dalam pembentukan untuk peletakan pada PCB,tempat komponen di rangkaikan. Perancangan sistem ini menggunakan sensor
DBS18B20, dimana sensor ini berfungsi sebagai sensor suhu yang mengukur suhu pada wadah pengeringan. Sebagai pengendalian sistem menggunakan mikrokontoller ATMega 8.
Gambar 3.11 Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay
Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5,01 volt.
Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +5 Volt Hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni.Selain itu, tegangan jala-jala listrik yang digunakan tidak stabil. Pada pengujian Power Suplay, tegangan yang kita butuhkan sebesar 5 volt, pertama masuk tegangan AC sebesar 220 volt dari PLN, kemudian disalaurkan ke travo sehingga tegangan menjadi 12 volt AC, disaring lagi ke diode sehingga menjadi 12 volt DC, kemudian di hubungkan dengan IC 7805 sehingga tegangan menjadi 5 volt DC.
Gambar 4.1 Pengujian Power Supply
Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Power Supply
4.2 Pengujian Mikrokontroller ATMEGA 8
Pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu ATMEGA 8.
Gambar 4.3 Pengujian Mikrokontroller
ATMEGA 8ATMEGA 8 menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroller bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.
Tabel 4.1 Tegangan Keluaran Keseluruhan Mikrokontroller ATMEGA 8
No Pin Tegangan Keluaran (V)
1 Reset (PC6) 1,5
2 RXD (PD0) 2,75
3 TXD (PD1) 2,69
4 INT0 (PD2) 5
5 INT1 (PD3) 2.81
6 XCK/T0 (PD4) 2.81
7 VCC 5,5
8 GND 0
9 XTAL1/TOSC1 (PB6) 2.81
10 XTAL2/TOSC2 (PB7) 2.81
11 T1 (PD5) 2.69
12 AIN0 (PD6) 2.18
13 AIN1 (PD7) 1.5
14 ICP1 (PB0) 4,97
15 OC1A (PB1) 4,95
16 OC1B/SS (PB2) 4,97
17 OC2/MOSI (PB3) 4,96
18 MISO (PB4) 0,004
19 SCK (PB5) 0,017
20 AVCC 5
21 AREF 0,5
22 GND 0
23 ADC0 (PC0) 0,001
24 ADC1 (PC1) 0,001
25 ADC2 (PC2) 0,001
26 ADC3 (PC3) 0,001
27 ADC4/SDA (PC4) 4,98
28 ADC5/SCL (PC5) 4,98
Tabel 4.2 Data Pengujian Mikrokontroller ATMEGA 8 Yang Diukur Menggunakan Multimeter
Pin Tegangan Keluaran (V)
1 4,98
2 1,37
3 4,98
4 0,003
5 4,98
6 0,050
7 4,98
8 0
9 2,5
10 2,5
11 4,95
12 0,004
13 1,38
14 4,97
15 4,95
16 4,96
17 4,95
18 0,004
19 0,017
20 4,98
21 4,98
22 0
23 0,001
24 0,001
25 0,001
26 0,001
27 4,98
28 4,98
Pada tabel 4.1 diatas telah berhasil data diambil dari pengujian mikrokontroller ATMEGA 8 terhadap sistem. Pengambilan data dilakukan pada masing-masing pin dengan perolehan tegangan keluaran yang berbeda, setiap pin- pin memiliki fungsi masing-masing yang dihubungkan terhadap komponen- komponen dan di program mengunakan bahasa pemrograman C.
Gambar 4.4 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA 8
4.3 Pengujian Display LCD ( liquid Criystal Display )
Rangkaian LCD dihubungkan ke PB.0 sampai PB7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai timer/counter, komperator analog dan mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial.
Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh mikrokontroller ATMega8. Pada bagian ini, mikrokontroller dapat memberi data langsung ke LCD. Pada LCD sudah terdapat driver untuk mengubah ASCII output mikrokontroller menjadi tampilan karakter.
Tabel 4.3 Data Pengujian Display LCD
Pin Tegangan Keluaran (V)
1 0,001
2 4,98
3 0,69
4 4,93
5 0,7
6 0,52
7 0
8 0
9 0
10 0
11 4,97
12 0,65
13 4,94
14 0,003
15 4,94
16 0,003
17 4,97
18 0,009
Tabel diatas merupakan hasil pengukuran pada display LCD, pengukuran dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah LCD bekerja dengan baik atau tidak yaitu dengan membandingkan tegangan terukur dengan program maupun data sheet.
Berikut program yang digunakan untuk menguji cara kerja LCD :
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 6, 5, 4, 3, 2);
void setup() { lcd.begin(16, 2);
}
void loop() {
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Tes LCD"); // carakter yang tampil }
Program di atas akan menampilkan kata “Tes LCD” di baris pertama pada display LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan.
Gambar 4.5 Pengujian Rangkaian Display LCD
4.4 Pengujian Sensor DS18B20
Karakteristik sensor suhu DS18B20 dengan kemampuan tahan air (waterproof) yang dilengkapi Stainless steel diameter tabung 6mm dengan 30mm panjang kabel adalah 36 “panjang / 100cm, diameter 4mm berisi sensor suhu DS18B20. digunakan untuk mengukur suhu pada tempat yang sulit, atau basah.
Karena ouput data produk ini merupakan data digital, maka tidak perlu khawatir terhadap degradasi data ketika menggunakan jarak yang jauh. DS18B20 menyediakan 9 hingga 12-bit (yang dapat dikonfigurasi) data. Karena setiap sensor DS18B20 memiliki silicon serial number yang unik, maka beberapa sensor DS18B20 dapat dipasang dalam 1 bus. Hal ini memungkinkan pembacaan suhu dari berbagai tempat. Dibutuhkan komponen tambahan sebuah resistor 4.7k, yang diperlukan sebagai pullup dari data vcc ketika menggunakan sensor. Spesifikasi sensor DS18B20 digunakan kisaran suhu: -55 sampai 125 ° C (-67 ° F sampai + 257 ° F). 9 sampai 12 bit resolusi dipilih menggunakan 1-Wire antarmuka-hanya membutuhkan satu pin digital untuk komunikasi unik 64 bit ID digunakan dalam chip. ± 0,5 ° C Akurasi dari -10 ° C hingga + 85 ° C. Digunakan dengan 3.0V ke 5.5V listrik / data.
4.6 Gambar Pengujian Sensor DS18B20
Berdasarkan perbandingan termometer fure dan sensor suhu DS18B20 pada Gambar 4.6 pengujian dilakukan dengan waktu yang bersamaan menghasilkan nilai suhu yang sama walupun terdapat range suhu yang berbeda. Range suhu yang dimiliki termometer fure 32°C - 42°C sedangkan range suhu yang dimiliki
DS18B20 -55°C - 125°C pembacaan suhu dilakukan sekitar 1 menit atau 60 detik, termometer fure menghasilkan nilai suhu 36.5°C dan DS18B20 menghasilkan nilai 36.50°C data hasil perbandingan dan pengujian dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.4 Perbandingan dan pengujian hasil pada sensor DS18B20 dengan termometer Fure
Alat ukur yang
digunakan Hasil nilai suhu
DS18B20
Termometer Fure
Gambar 4.7 Pengujian dan perbandingan monitoring suhu pada GE DASH 2500 dengan alat yang dibuat
Hasil pengujian dan perbandingan monitoring suhu GE DASH 2500 dengan alat yang dibuat menggunakan sensor suhu DS18B20 pada gambar 4.11 didapatkan hasil yang sama dengan hasil 35.2 °C pembacaan suhu dilakukan
sekitar 1 menit
Gambar 4.8 Pengujian Sensor Suhu DS18B20 pada LCD Nextion
Gambar 4.9 Pengaturan suhu minimum dan maksimum pada LCD Nextion
Gambar 4.11 Hasil pengujian Sensor Suhu DS18B20 Ke4 pada LCD Nextion
Gambar 4.11 Hasil pengujian Sensor Suhu DS18B20 Ke5 pada LCD Nextion Hasil pengujian monitoring suhu dengan menggunakan LCD Nextion sebagai user interface pada gambar 4.10 sampai 4.11 terdapat perubahan suhu yang dipengaruhi oleh suhu tubuh yang berubah ubah sesuai dengan kondisi objek, berikut keterangan hasil percobaan pada tabel 4.5. Hasil pengujian 1 sampai 5 dengan nilai suhu yang berubah ubah maka nilai suhu yang diperoleh tidak akan sama karena pada faktanya kondisi tubuh setiap objek berbeda beda, dengan keterangan hipotermia menujukan bahwa kondisi tubuh pada objek dibawah normal.
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Sensor suhu DS18B20 pada LCD Nextion
Pengujian Nilai suhu Keterangan
1 33.3 ° C Hipotermia
2 33.4 ° C Hipotermia
3 33.7 ° C Hipotermia
4 34.1 ° C Hipotermia
5 35.0 ° C Hipotermia
4.5 Pengujian Loadcell
Load cell sebagai sensor berat yang mengirimkan data berat terhadap objek yang diukur. Pengujian ini dilakukan dengan mencoba memberikan objek pada sensor dan membaca data pada LCD 16x2 dan PC dari mikrokontroller. Pada pengujian tersebut loadcell dihubungkan dengan mikrokontroller dan dipogram dengan bahasa pemograman C, dimana loadcell akan menampilkan massa objek.
Berikut program yang akan menguji cara kerja Loadcell :
#define Loadcell_humi A2
#define Laodcell_racun 12
#define Loadcell_dalam A3
void setup() {
pinMode(Loadcell_dalam, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(Loadcell_dalam,HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(Loadcell_dalam,LOW);
delay(1000);
}
4.6 Pengujian Rangkaian Push Button
Pengujian rangkaian ini dilakukan dengan mengukur tegangan pada titik seperti yang ditunjukkan pada gambar. Setelah itu, dilakukan penekanan pada tombol dan pengukuran tegangan dilanjutkan agar mengetahui tombol-tombol sudah beroperasi dengan baik atau tidak.
Pengujian push button dengan program sebagai berikut :
#define pb1 9
#define pb2 10
#define pb3 11 void setup() {
lcd.begin(16, 2);
Serial.begin(9600);
pinMode(pb1,INPUT);
pinMode(pb2,INPUT);
pinMode(pb3,INPUT);
digitalWrite(pb1,OUTPUT);
digitalWrite(pb2,OUTPUT);
digitalWrite(pb3,OUTPUT);
}
void loop() {
if (digitalRead(pb1)==0){baca massa = 1;delay(100);}
else if (digitalRead(pb3) == 0) {suhu tampil = 1;delay(100);}
else if (digitalRead(pb2) == 0 &&baca massa == 1 ||
baca massa == 1) {baca massa = 0; suhu tampil = 0;delay(100);}
if (digitalRead(pb2) == 0){setting = 1;delay(200);}
while (setting == 1){
if (digitalRead(pb1)==0){humi_set++;}
else if (digitalRead(pb3) == 0) {humi_set--;}
if (digitalRead(pb2) == 0){setting = 0;delay(200);}
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("RH SET : ");
lcd.print(humi_set);
delay(100);
}
Gambar 4.12 Rangkaian Pengujian Push Button
Tabel 4.6 Pengujian Rangkaian Push Button
Titik Uji
Push Button 1 Push Button 2 Push Button 3
Tidak Ditekan
Ditekan
Tidak Ditekan
Ditekan
Tidak Ditekan
Ditekan
TP1
4,6V DC
0
4,6V DC
4,6V DC
4,6V DC
4,6V DC
TP2
4,6V DC
4,6V DC
4,6V DC
0
4,6V DC
4,6V DC
TP3
4,6V DC
4,6V DC
4,6V DC
4,6V DC
4,6V DC
0
Tiap-tiap tombol pada push button memiliki fungsi masing-masing, push button dihubungkan langsung terhadap mikrokontroller. Tombol 1 berfungsi sebagai tombol on/off pada sistem, sedangkan tombol 2 dan 3 berfungsi sebagai set kisaran suhu yang diinginkan pada sistem. Berikut akan ditampilkan tabel pengukuran pengujian rangkaian push button.
4.7 Pengujian Rangkaian Modul HX711
Gambar 4.13 Pengujian Rangkaian Modul HX711
HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada. Modul melakukan komunikasi dengan computer/mikrokontroller melalui TTL232. Pada sistem ini ModulHX711 di hubungkan langsung dengan loadcell. Loadcell mengirimkan hasil timbang berupa sinyal berbentuk analog maka akan diubah menjadi sinyal digital, DOUT dan PD_SCK mendapat input dari loadcell dimana weight sensor mobile akan diubah dari sinyal analog menjadi sinyal analog dengan berbentuk pulsa. Pengambilan data dari HX711 dengan komunikasi 2 data yakni data dan clock. Saat data atau DOUT dalam keadaan high maka tidak terjadi pengambilan data, saat DOUT low maka terjadi pengambilan data ke mikrokontroller sebagai data digital berat yang telah dikonversikan.
4.8 Pengujian Rangkaian Heater
Pengujian heater bertujuan untuk mengetahui panas yang dihasilkan heater tersebut terhadap bahan, untuk mengeringkan biji padi dalam sistem pengeringan.
Dalam penelitian ini digunakan heater buatan yang berasal dari lampu pijar yang dirangkaian dalam sistem pengeringan. Sifat panas yang dihasilkan berupa daya listrik yang menimbulkan energy panas pada lampu, kemudian panas ini ditransmisikan dalam bentuk radiasi yang akan mengeringkan bahan biji padi.
Gambar 4.14 Pengujian Rangkaian Heater 4.9 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Pengujian sistem secara keseluruhan dilakukan dengan merancang alat pengering dengan merangkai semua komponen yang terkait, dimana mikrokontroller sebagai pusat pengelola sistem secara keseluruhan. Setelah rancangan perangkat keras di
lakukan, kemudian selanjutnya sistem dilakukan pengujian langsung dengan power supllay sebagai sumber tegangan, maka sistem akan bekerja dan untuk menjalankan rancangan sistem tersebut menggunakan bahasa pemrograman C yang sudah diprogram dengan ketentuan panas dan suhu yang diinginkan.
Pengujian dilakukan dengan sampel biji padi ang akan dikeringkan kedalam adah pengeringan dengan suhu ang ditentukan, akni 40 - 60 C. Pada waktu pengujian biji padi yang diamati adalah biji padi pasca panen dari sawah, dengan berat awal yakni 1016 gram. Padi tersebut kemudian dikeringkan menggunakan sistem dengan waktu pengambilan data selama lima menit sekali selama 120 menit (± 2 Jam). Massa biji padi setelah lima menit sekali sangat bervariasi dan cendrung turun akibat pengaruh suhu dalam wadah. Massa biji padi ditampilkan langsung oleh loadcell yang telah dirangkaikan kedalam sistem. Biji padi yang telah dilakukan pengeringan, dapat diketahui proses pematangannya dengan bentuk fisik dan perhitungan kadar air biji padi dengan sistem manual.
Proses percobaan ini dilakukan dengan menguji bahan untuk mengetahui apakah bahan sudah memenuhi standar kering, sesuai dengan standar yang ditetapkan.
Tabel 4.7 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
No Menit Suhu Min (g) Mout (g)
1 5 30 1016 1000
2 10 40 1016 1000
3 15 40 1016 1000
4 20 40 1016 998
5 25 40 1016 997
6 30 40 1016 996
7 35 40 1016 994
8 40 40 1016 991
9 45 40 1016 990
10 50 40 1016 989
11 55 40 1016 988
12 60 40 1016 986
13 65 40 1016 985
14 70 40 1016 984
15 75 40 1016 983
16 80 40 1016 980
17 85 40 1016 970
18 90 40 1016 955
19 95 42 1016 920
20 100 42 1016 910
21 115 42 1016 880
22 120 45 1016 872
Jika ditampilkan dalam bentuk grafik,akan terlihat seperti dibawah ini :
Gambar 4.15 Grafik Massa Akhir Biji Padi vs Waktu Keterangan :
Menit = waktu yang dibutuhkan dalam pengeringan Suhu = Panas yang dihasilkan heater dalam wadah Min (g) = Massa Biji padi sebelum pengeringan Mout (g) = Massa Biji padi setelah pengeringan 4.10 Pengujian Kadar Air Biji Padi
860 880 900 920 940 960 980 1000 1020
0 50 100 150
Series1
Untuk menghitung kadar air di dalam biji padi dapat menggunakan persamaan seperti berikut ini :
Kadar air Basis Kering
=
×
100%(4.1)
Keterangan :
Ka = Kadar air (%)
a = Massa awal sampel (gram) b = Massa akhir sampel (gram)
Gabah Kering Panen(GKP) secara umum mempunyai kadar air sebesar 20% - 27% (Balai Besar Karantina Pertanian 2017), berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) kualitas gabah, baik kualitas 1 hingga 3 mensyaratkan kadar air gabah (Mpi) 14% (Badan Litbang Pertanian Kementrian Pertanian Republik Indonesia) agar dapat disimpan dalam jangka waktu 6 bulan yang disebut gabah padi kering giling(GKG).
Massa awal biji padi = 1016 gram Massa akhir biji padi = 872 gram Massa konstan biji padi = 872 gram Lama pengeringan = 120 menit
Untuk menghitung pengurangan kadar air dapat menggunakan persamaan : Kadar air Basis Kering
=
×
100%=
×
100%=
×
100%= 1,14 × 100%
= 14 %
Jadi didapatkan kadar air dalam tubuh biji padi adalah 14 %, dengan waktu pengeringan selama 120 menit. Untuk menjalankan seluruh sistem tersebut, maka digunakan bahasa pemrograman dalam hal pemrosesan yang dikendalikan langsung oleh mikrokontroller ATMEGA 8.
Berikut adalah program sistem yang sedang dijalankan menggunakan bahasa C :
#include <EEPROM.h>
#include "DS18B20.h"
#include <OneWire.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);
#include <DallasTemperature.h>
#define ONE_WIRE_BUS A3
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
DeviceAddress insideThermometer;
unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 10;
HX711 scale(A2, A1);
#define up 2
#define down 4
#define ok 3
#define heater 5 float berat;
float suhu ; int set = 40;
int addr = 0;
const int numReadings1 = 10;
float readings1[numReadings1];
int readIndex1 = 0;
float total1 = 0;
float average1 = 0;
const int numReadings2 = 10;
float readings2[numReadings2];
int readIndex2 = 0;
float total2 = 0;
float average2 = 0;
int setting = 0;
int ligh=0;
void setup() {
pinMode(up,INPUT);
pinMode(down,INPUT);
pinMode(ok,INPUT);
pinMode(heater,OUTPUT);
digitalWrite(up,HIGH);
digitalWrite(down,HIGH);
digitalWrite(ok,HIGH);
lcd.begin();
lcd.backlight();
Serial.begin(9600);
scale.set_scale(228.f);
scale.tare();
sensors.begin();
}
void loop() {
if (digitalRead(ok)==0){
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Setting");
setting = 1;
delay(1000);
}
else if (digitalRead(up)==0){
scale.tare();
average1=0;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("tare");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("wait to zero");
delay(1000);
}
else if (digitalRead(down)==0 && ligh == 0){
lcd.noBacklight();
ligh = 1;
}
else if (digitalRead(down)==0 && ligh == 1){
lcd.backlight();
ligh = 0;
}
while (setting == 1){
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Set Suhu : ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(set);
if (digitalRead(ok)==0){
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("ok");
EEPROM.write(addr,set);
setting = 0;
delay(100);
}
else if (digitalRead(up)==0){set++;}
else if (digitalRead(down)==0){set--;}
if (set>80){set=80;}
else if (set<30){set=30;}
delay(50);
}
sensors.requestTemperatures();
total1 = total1 - readings1[readIndex1];
readings1[readIndex1] = scale.get_units(10);
total1 = total1 + readings1[readIndex1];
readIndex1 = readIndex1 + 1;
if (readIndex1 >= numReadings1) {readIndex1 = 0;}
average1 = total1 / numReadings1;
berat = (0.8914*average1)+0.1437;
total2 = total2 - readings2[readIndex2];
readings2[readIndex2] = sensors.getTempCByIndex(0);
total2 = total2 + readings2[readIndex2];
readIndex2 = readIndex2 + 1;
if (readIndex2 >= numReadings2) {readIndex2 = 0;}
average2 = total2 / numReadings2;
suhu = average2;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Weigh temp set");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(berat,0);
lcd.setCursor(7,1);
lcd.print(suhu,1);
lcd.setCursor(13,1);
lcd.print(set);
set = EEPROM.read(addr);
if (suhu > set){digitalWrite(heater,LOW);}
else if (suhu <= set){digitalWrite(heater,HIGH);}
unsigned long currentMillis = millis()/1000;
if (currentMillis - previousMillis >= interval) { previousMillis = currentMillis;
Serial.print("DATA,TIME,");
Serial.print(suhu,0);
Serial.print(",");
Serial.println(berat,0);
}
scale.power_down();
delay(50);
scale.power_up();
}
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan system yang dilanjutkan tahapo pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. telah berhasil dirancang suatu alat yang mampu mengeringkan biji padi, dengan menggunakan metode pengeringan heater yang sistemnya dikontroll menggunakan sensor suhu dan kelembapan yang kemudian dikendalikan oleh mikrokontroller ATMEGA 8 dari seluruh sistem dan ditampilkan di LCD.
2. System monitoring suhu dan massa pada biji padi menggunakan mikrokontroller ATMega 8.
3. Sensor suhu DS18B20 dan loadd cell berfungsi mengukur suhu dan massa biji padi.
Saran
Setelah melakukan penelitian, diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dilakukan penelitian lebih lanjut yaitu :
1. Penelitian selanjutnya diharapkan menggunakan alat yang menghasilkan panas yang lebih baik dari alat yang digunakan saat ini.
2. Diharapkan untuk kelanjutan penelitian ini sistem dapat bekerja lebih cepat dalam proses pengeringan dengan meningkatkan suhu dan pengontrollan yang lebih efektif.
DAFTAR PUSTAKA
Bejo, A. 2008. C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroller ATMega8535, Edisi I. Yogyakarta : Graha Ilmu
Bishop Owen. 2004. Dasar – Dasar Elektronika. Jakarta : Erlangga.
Catur Edi Widodo & Retna Prasetia. 2004. Teori dan Praktek Interfacing Port Serial Komputer dengan VisualBasic 6.0. Yogyakarta: Andi.
Daryanto, Drs.2008. Pengetahuan Teknik Elektronika. Jakarta : Bumi aksara Putra eko afgianto. 2002. Teknik Antar Muka Komputer : Konsep dan Aplikasi Yogyakarta : Graha ilmu.
Setiawan,Afrie. 2006.20 aplikasi mikrokontroller ATMEGA8535 &
ATMEGA16 menggunakan BASCOM – AVR. Yogyakarta : ANDI.
Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan Penerapan. ITB. Bandung
Wahyudin, Didin. 2007. Belajar Mudah Mikrokontroller AT89S52 Dengan Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM-8051. Yogyakarta : Penerbit ANDI.
Winoto, Ardi 2008. Mikrokontroller AVR ATMEGA8/32/16/6535 dan pemogramannya dengan bahasa C pada WinAVR. Bandung :Penerbit Informatika.
http://www.engineersgarage.com/electronic-components/ne555-timer-ic-datasheet Diakses bulan maret 2018
https://www.duniailkom.com/tutorial-belajar-c-pengertian-bahasa-pemrograman- c/
Diakses bulan desember 2018
http://www.materipertanian.com/klasifikasi-dan-ciri-ciri-morfologi-padi-oryza- sativa/
Diakses bulan desember 2018
