3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1.
Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret 2011 sampai dengan
September 2011. Kegiatan penelitian ini terdiri dari dua bagian, yaitu pembuatan alat dan uji coba alat. Pembuatan dan uji coba alat dilakukan di Workshop Akustik dan Instrumentasi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. 3.2.
Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Table 2 :
Table 2. Daftar alat yang digunakan No Nama Alat 1 Seperangkat Komputer dengan sistem operasi Windows XP 2 Solder listrik 45 watt 3 Multimeter Digital Sanwa CD 4 5 6 7
Gerinda Listrik Cutter Obeng CodeVisionAVR 2.04.4a
8 9 10 11 12 13 14 15 16
Penggaris Amplas STK 500 Bor Listik EAGLE 5.10 Microsoft Excel 2010 Lem Alteco AutoCad 2008 Google SketchUp 7
Fungsi Merancang perangkat keras dan lunak serta pengolahan data Menyolder antar komponen Mengukur voltase, hambatan dan koneksi komponen80 Memotong pipa PVC Memotong acrylic Membuka dan memasang baut Membuat firmware dan mengunduh firmware ke mikrokontroller Mengukur panjang Menghaluskan cassing Memprogram ATMega 8535 Melubangi casing Membuat desain rangkaian Mengolah data hasil perekaman Merekatkan casing Membuat desain rancangan cassing Membuat desain rancangan cassing
16
17
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3 Tabel 3. Daftar bahan yang digunakan No Nama Bahan 1 Acrilic ( 3 mm, 1x 1 m) 2 Sensor Infrared Transmitter 3 Sensor Suhu 4 Sensor Infrared Recivier 5 Pipa PVC (d 3/4 inch ) 6 Pipa PVC (d 3 inch ) 7 Modul Mikrokontroller ATMega 8535 8 Jack Konektor 8 pin 9 Kabel ( 8 in 1 ) 10 Resistor 220 Ω 11 Resistor 10 KΩ 12 Trimpod 10 KΩ 13 Female Header 10 pin 14 Female Header 2 pin 15 Female Header 1 pin 16 Pin Header 2 x 20 17 Pin Header 1 x 20 18 LCD 2x16 19 Ikan Nila 20 Ikan Lele 21 Baterai Alkaline kotak 9 volt 22 Sakelar 3.3.
Jumlah 1 buah 3 buah 1 buah 3 buah 1 buah 1 buah 1 buah 2 buah 1.5 meter 10 buah 20 buah 1 buah 2 buah 5 buah 5 buah 2 buah 2 buah 1 buah 1 Kg 1 Kg 2 buah 1 buah
Desain Kerja Pembuatan alat pengukur kesegaran ikan memiliki tahapan diperlihatkan
pada Gambar 3. Pembuatan alat dimulai dari rancang bangun instrumen yang dilanjutkan dengan perancangan elektronik dan rancangan software. Pengujian dilakukan dua kali, uji pertama untuk mengetahui kesesuaian hasil pengukuran dengan program yang dibuat. Setelah pengujian pertama berhasil dilanjutkan dengan penyesuaian seluruh perangkat elektronik dengan desain casing alat dilanjutkan dengan ujicoba kembali kinerja alat yang dibuat.
18
Mulai
Persiapan Perumusan
Perancangan
Memenuhi
Ya Perancangan Elektronik, Sofware dan Model Desain
Perancangan Model Desain
Perancangan Model Elektronik
Perancangan Model Sofware
Uji Coba
Ya Penyesuaian
Tidak
Uji Coba
Selesai
Gambar 3. Diagram alir Perancangan Alat Pengukur Kesegaran Ikan 3.4.
Penentuan Panjang Gelombang Penentuan panjang gelombang dilakukan untuk melihat panjang
gelombang yang baik untuk mengukur kesegaran ikan. Pengukuran ini dilakukan
19
dengan menggunakan sampel ikan nila. Ikan nila yang telah dimatikan akan dilakukan pengukuran panjang gelombang menggunakan alat ukur NIR (near infrared) . Pengukuran ini dilakukan pada tiga bagian tubuh ikan, yaitu bagian mata, bagian perut dan bagian ekor. Sebagai asumsi yaitu perbedaan kadar air pada setiap bagain tubuh ikan tersebut untuk melihat panjang gelombang berapa yang memberikan perubahan pantulan yang nyata pada setiap bagian ikan. 3.5.
Rancangan Alat Alat pengukur kesegaran ikan terbagi kedalam tiga sistem rancangan yaitu,
sistem elektronik, sistem software dan sistem desain. 3.5.1. Sistem Elektronik Alat pengukuran kesegaran ikan ini dirancang berdasarkan system scanning (pemindaian). Sensor infrared yang digunakan akan disusun secara vertikal yang dengan kombinasi dimana receiver berada ditengah 2 transmitter seperti yang terlihat pada Gambar 4.
Tx Rx Tx Gambar 4. Susunan infrared Tx adalah sensor transmitter Rx adalah sensor receiver (infrared) Pada rangkain sensor (Gambar 5) dimana sensor memiliki sumber tegangan 5 volt dari baterai. Rangkaian ini dihubungkan dengan rangkaian pengurang tegangan dan penguat tegangan guna memperoleh rentang keluaran hasil yang lebih besar.
20
Gambar 5. Rangkain Infrared Penyusunan tersebut untuk memperoleh luasan area yang terpindai lebih luas sehingga hasil yang diperoleh memiliki tingkatan kepercayaan yang cukup besar.
C F
A C
D
B
C E
B
A
Samping
Depan
A. Probe Sensor B. Ikan/Daging Ikan C. IR Transmitter D. IR Recivier E. Radiasi Infrared F. Sensor Suhu
Gambar 6. Sistem pengukuran kesegaran ikan Radiasi sinar infrared (E) yang ditransmisikan oleh sensor infrared (C) akan menembus lapisan daging ikan dan dihamburbalikan oleh daging ikan (B). Energi hambur balik ini yang akan diterima oleh fotodioda (D) sebagai receiver, perubahan hambur balik yang diterima pada saat mengenai ikan diukur seperti yang ditunjukan pada Gambar 6. Dengan adanya perubahan tektur daging yang
21
terus menurun akan mengakibatkan perubahan nilai hambur balik yang diterima oleh sensor. Sinyal penerimaan yang diperoleh dikondisikan dengan rangkaian penguat sinyal (Gambar 7). Hasil Pengkondisian yang diperoleh dikonversi kedalam sinyal digital pada mikrokontroller melalui proses ADC. Proses ADC terdapat pada Port A dalam AT Mega 32.
Gambar 7. Rangkaian penguat sinyal. Sensor DS1820 merupakan sensor digital yang dapat digunakan untuk mengukur suhu di setiap rak ikan. Sensor ini memiliki tiga kaki yaitu GND, Vcc, dan out. Agar nilai dari sensor stabil, maka pada rangkaian (Gambar 7) ditambahkan resistor sebagai pull up sebesar 1 kΩ. Sensor memiliki satu keluaran dimana nilainya akan berubah sesuai suhu yang dideteksi. Keluaran dari sensor ini sudah dalam bentuk digital sehingga tidak harus dikonversi lagi.
22
Gambar 8. Rangkaian dasar DS1820 Alat pengukur kesegaran ikan yang dikembangkan memiliki tampilan hasil menggunakan LCD 2x16 karakter. LCD ini terhubungkan dengan mikrokontroller pada Port B sebagai output hasil pengukuran. Rangkaian LCD dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 9. Rangkaian LCD 2x16 Alat ini memiliki bagian kontrol sebagai pengatur sistem yang ada didalamnya. Mikrokontroller sebagai pusat pengaturan alat adalah tipe ATMega 32 yang memiliki empat port sebagai keluaran. Keempat port keluaran tersebut terhubung kedalam empat bagian sistem elektronik. Bagian Port A terhubung dengan bagian sensor sebagai inputan ADC. Port B terhubung dengan LCD sebagai tampilan hasil pengukuran yang ditunjukkan
23
oleh alat. Pada bagian ini, alat menampilkan hasil berupa nilai ADC. Nilai suhu serta nilai kesegaran ikan sebagai hasil pengolahan alat. Pada Port C terhubung dengan sensor suhu untuk mengukur seberapa besar suhu yang ada saat pengukuran. Rangkaian sistem ini dapat dilihat ada gambar 9 dibawah ini.
Gambar 10. Rangkaian Mikrokontroller 3.5.2. Sistem Perangkat Lunak Perangkat lunak yang terdapat dalam mikrokontroller disebut firmwire. Sistem Perangkat lunak ini dibuat menggunakan software CodeVision AVR dengan bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C. Firmware yang telah dibuat diunduh ke mikrokontroller dengan Atmel AVRProg (AVR910).
24
Alur program kerja dari alat yang dibuat ditunjukan pada Gambar 11. Mulai
Inisialisasi Mikrokontroller Deklarasi Fungi Konfigurasi Mikrokontroller Deklarasi Variabel Inisalisasi Variabel
Inisialisasi Sensor
Terdapat sensor ?
Tidak
Ya
Ambil data ADC
Ambil Data Suhu
Format Data (.txt) Parsing Data Tulis file data.txt (No, ADC, Suhu) Tulis LCD Selesai
Gambar 11. Rancangan program yang diunduh pada mikrokontroller
25
3.5.3. Sistem Cassing Alat pengukur kesegaran ikan ini dibagi menjadi dua bagian utama yaitu bagian control dan bagian probe sensor. 1. Bagian Kontrol Bagian ini merupakan tempat perangkat elektronik yang berhubungan dengan pengolahan data dari sensor dan power supply yang digunakan seperti baterai. Bagian alat memiliki dua bagian yaitu bagian badan dan bagian pegangan. Pada bagian badan terdapat LCD yang menampilkan hasil pengukuran. Dibagian dalam terdapat tempat penyimpanan baterai dan soket SD card untuk merekam data yang diperoleh. Secara keseluruhan dimensi alat ini seperti yang terlihat pada Gambar 12 dan Gambar 13.
A
B
C Gambar 12. Dimensi Alat Kontrol dalam (mm) (A.) tampak atas (B.) tampak samping (C.) tampak depan
26
A
B A
Gambar 13. Tampilan pegangan dalam (mm) (A.) tampak depan (B.) tampak samping 2.
Bagian Probe Sensor Bagian ini merupakan tempat keseluruhan sensor infrared dan sensor suhu.
Probe sensor akan secara langsung berhubungan dengan objek yang akan diukur. Secara jelas dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14. Dimensi Bagian Probe dalam (mm) (tampak samping).
27
3.6.
Kalibrasi Infrared terhadap Suhu Kalibrasi ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh perubahan suhu
terhadapa hasil pengukuran pantulan inframerah yang diterima. Pantulan ini dilakukan dengan mengukur sebuah bidang yang memiliki tingkatan kekuatan pantulan yang sama dan tetap dalam hal ini digunakan lantai keramik putih. Pengukuran dilakukan selama 24 jam untuk melihat sejauh mana pengaruh suhu yang terjadi pada siang hari dan malam hari terhadap pantulan yang diterima. Setelah diperoleh akan ditentukan regresi atau hubungan dari suhu dan pantulan inframerah. 3.7.
Prosedur Uji Coba Alat Pengujian alat dilakukan sebanyak 3 perlakuan terhadap dua jenis sampel
ikan yang digunakan yaitu ikan nila merah dan lele. Perlakuan tersebut yaitu pengujian Ikan secara whole atau ikan utuh seperti biasa, Pengujian skin on atau bagian ikan fillet luar atau sebelah sisik ikan dan terakhir pengujian skin less atau bagian ikan fillet dalam. Pengujian tersebut berdasarkan kepada kondisi umum ikan yang ada dipasaran. Pengujian whole dilakukan pada ikan utuh seperti biasa. Setelah ikan dimatikan langsung dilakukan pengkuran pantulan inframerah di bagian tengah badan ikan. Pengukuran ini dilakukan selama 48 jam dengan pencatatan setiap satu jam disertai dengan pencatatan suhu yang diperoleh. Pengujian skin on dilakukan dengan terlebih dahulu memillet ikan yang telah dimatikan. Kemudian bagian sisik ikan (jika masih terdapat) dihilangkan, pada bagian inilah dilakukan pengukurun tingkatan pantulan inframerah di bagian
28
tengah fillet daging ikan. Pengukuran ini dilakukan selama 48 jam dengan pencatatan setiap satu jam disertai dengan pencatatan suhu yang diperoleh. Pengujian skin less dilakukan dengan terlebih dahulu memillet ikan yang telah dimatikan. Kemudian bagian dalam daging ikan diperlihatkan, pada bagian inilah dilakukan pengukuran tingkatan pantulan inframerah di bagian tengah fillet daging ikan. Pengukuran ini dilakukan selama 48 jam dengan pencatatan setiap satu jam disertai dengan pencatatan suhu yang diperoleh.
