ALAT OPTIMASI SUHU DAN KELEMBABAN UNTUK INKUBASI FERMENTASI DAN PENGERINGAN PASCA FERMENTASI
Oleh Agustinus Hery Waluyo NIM: 612007025
Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
Januari 2015
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini: NAMA
: Agustinus Hery Waluyo
NIM
: 612007025
JUDUL SKRIPSI
: ALAT OPTIMASI SUHU DAN KELEMBABAN UNTUK
INKUBASI
FERMENTASI
DAN
PENGERINGAN PASCA FERMENTASI Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga,
4 Februari 2015
Materai Rp, 6000,Tanda Tangan Agustinus Hery Waluyo
ALAT OPTIMASI SUHU DAN KELEMBABAN UNTUK INKUBASI FERMENTASI DAN PENGERINGAN PASCA FERMENTASI
Oleh Agustinus Hery Waluyo NIM : 612007025
Skripsi ini telah diterima dan disahkan Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik dalam Konsentrasi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
Disahkan oleh :
Pembimbing I
Gunawan Dewantoro, M. Sc. Eng. Tanggal :
Pembimbing II
Ir. Sri Hartini, M. Sc. Tanggal :
INTISARI
Progdi Kimia Fakultas Sains dan Kimia (FSM) UKSW mempunyai fokus penelitian kimia pangan, khususnya tepung-tepungan dengan bahan dasar yang mengandalkan kearifan lokal. Penelitian ini memanfaatkan limbah kulit singkong untuk d teliti lebih lanjut. Proses penelitian yang di lakukan adalah proses fermentasi. Laboratorium Kimia FSM UKSW sudah mempunyai alat yang digunakan untuk proses fermentasi. Namun, alat ini hanya sebagai inkubator saja dan ternyata alat ini pun tidak bisa mengoptimalkan proses fermentasi dengan baik, karena objek fermentasi selalu busuk dikarenakan kelembaban saat proses fermentasi selalu bertambah sedangkan box tertutup rapat, namun ketika alat diberi lubang kulit singkong tetap busuk karena bakteri-bakteri dari udara luar yang tidak dibutuhkan untuk proses fermentasi masuk melalui lubang. Berdasarkan hal tersebut, muncul ide untuk merealisasikan alat ini, bahkan dengan dua fungsi sekaligus secara split, yaitu sebagai inkubator fermentasi dan sebagai pengering pasca fermentasi. Pada perancangan alat ini terdapat 2 menu utama yaitu untuk fermentasi dan pengeringan. Alat ini mampu bekerja dari suhu 35oC - 120oC, terdapat 2 buat fan exhaust yang berfungsi meminimalisir kelembaban ketika mode fermentasi maupun pengeringan. Proses fermentasi bisa bekerja dengan baik pada range suhu 36oC-40oC. Jika dibandingkan dengan proses fermentasi secara konvensional, alat ini bekerja lebih cepat dengan selisih 9 jam dan obyek fermentasi tidak menjadi busuk. Kemudian suhu yang baik untuk pengeringan adalah 80 oC.
ABSTRACT
Chemistry Education Program, Faculty of Science and Chemistry at SWCU has food chemistry reasearch focuses, especially strachy with basic materials that rely on local knowledge. This study utilizes waste cassava peel to be further investigated. Chemistry Laboratory, FSM at SWCU already have a tool that is used for the fermentation proses. However, this tool is only as incubator. And turn out of this tool was not able to optimize the fermentation objects always foul whisch is caused by the moisture during the fermentation process continues to increase while the box sealed, inspite of when the tool is a holed, cassava peel remains foul because of the bactherias from the outside air that is not needed for the fermentation process enter through the hole. Base on it, there is an idea to realize this tool, even with the two functions splitly, as an incubator fermentation and post-fermentation dryer. In designing this tool, there are two main menu for fermentation and drying. This tool is able to work from 35 oC – 120 oC. There are 2 fan exhaust whisch serve to minimize the moisture when the mode of fermentation and drying. The fermentation proses can work well at 36 oC - 40 oC temperature range. Compared with conventional fermentation process, this tool work 9 hours more quickly and the fermentation object does not become foul. The good temperature for drying is 80 oC.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus, Tuhan dan Sahabat. Atas segala berkat, rahmat dan karunia yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Segala jerih payah dan usaha yang dilakukan sejauh ini tentu tidak akan berarti tanpa bantuan dan dorongan serta bimbingan dari berbagai pihak. Maka ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu mengajarkan untuk tak pernah lelah menghadapi apapun. 2. Kedua orangtuaku yang luar biasa, Bapak Djumadi dan Ibu Ramini terima kasih untuk doa dan dukungannya, kalianlah sumber inspirasi, kekuatan dan semangat terbesar dalam hidupku. 3. Bapak Gunawan Dewantoro, M. Sc. Eng selaku pembimbing I yang sudah membantu mencarikan beasiswa untuk skripsi ini dan sudah sabar membimbing saya, dan Ibu Ir. Sri Hartini, M. Eng selaku pembimbing II yang sudah dengan sabar membimbing saya dan menyemangati saya seperti ibu saya sendiri. Terima kasih atas ilmu, bimbingan, arahan, kesabaran dan ide yang menginspirasi saya selama mengerjakan skripsi ini. 4. Kakakku Joko Siswoyo dan adikku Debora yang selalu menyemangatiku dengan cara yang gokil, ”Big Hug”. 5. Viorentin Puspa Ayu, “Seseorang spesial” yang selalu sabar dan memberi semangat serta doa tiada hentinya setiap hari, setiap waktu dan sudah membantu mencari singkong diladang untuk pengujian skripsi, “lve you dear, thanks alot” 6. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Pak Bambang, Mbak Rista, Mbak Dita, mbak Yola dll. 7. Teman-teman angkatan 2007, “2007 never give up till the end, you guys are so amazing”
8. Teman-teman “pembimbing III” yang menginspirasi penulis serta bersamasama berjuang pak ketua Eko 07, Putu 07, Winan 07, Nofan 07, Didik 07, Bli 07, Samuel 07, Icha 07, Adit 07, Rendi 07, Robot 07, Andikatan 07, Mima 07, Tama 07, Marino 07, Armop, Greg, Anggit 08. 9. Para penghuni Lab skripsi XT, teman-teman kos A & R, teman-teman Ekklesia Youth, teman-teman nge-jam bareng dan teman-teman lainnya. 10. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Januari 2015
Penulis
DAFTAR ISI INTISARI .............................................................................................................. i ABSTRACT ................................................................................................................... ii KATA PENGANTAR.................................................................................................... iii DAFTAR ISI ................................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... vii DAFTAR TABEL .................................................................................................viii DAFTAR SIMBOL..................................................................................................ix DAFTAR SINGKATAN .................................................................................................x BAB I
BAB II
BAB III
PENDAHULUAN ..................................................................................1 1.1
Tujuan .............................................................................................1
1.2
Latar Belakang .................................................................................1
1.3
Spesifikasi Sistem ............................................................................2
1.4
Sistematika Penulisan ......................................................................2
DASAR TEORI .......................................................................................4 2.1
Fermentasi Kulit Singkong ..............................................................4
2.2
Mikrokontroler ...............................................................................5
2.3
Sensor Suhu dan Kelembaban SHT11 ...........................................6
2.4
Pemanas ...........................................................................................7
2.5
Fan Exhaust......................................................................................7
2.6
LCD Display ....................................................................................8
2.7
Keypad .............................................................................................8
PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM ...................................10 3.1
Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras..................................10 3.1.1 Box Inkubasi Fermentasi dan Pengeringan .......................10 3.1.2 Modul Interface ................................................................11 3.1.3 Sensor ................................................................................12 3.1.4 Pemanas ............................................................................ 13 3.1.5 Modul driver Beban AC ....................................................14 3.1.6 Modul Mikrokontroler ......................................................15
BAB IV
3.2
Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak ................................17
3.3
Realisasi Alat Keseluruhan ............................................................20
PENGUJIAN DAN ANALISA ............................................................21
BAB V
4.1
Pengujian Modul Mikrokontroler ................................................. 21
4.2
Pengujian Pembacaan Suhu dan Kelembaban Oleh Sensor ..........22
4.3
Pengujian Driver Baban AC .........................................................25
4.4
Pengujian Timer .............................................................................25
4.5
Pengujian Sistem Secara Keseluruhan ..........................................26
KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................29 5.1
Kesimpulan ....................................................................................29
5.2
Saran ..............................................................................................29
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................30 LAMPIRAN ...................................................................................................................32
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Kulit singkong ...........................................................................................4 Gambar 2.2. Board Atmega 2560 ..................................................................................5 Gambar 2.3. diagram blok SHT11 .................................................................................6 Gambar 2.4. Pemanas ....................................................................................................7 Gambar 2.5. Fan exhaust ...............................................................................................7 Gambar 2.6. LCD karakter 16 x 2 .................................................................................8 Gambar 2.7. Keypad ......................................................................................................8 Gambar 3.1. Skema realisasi box dan komponen ........................................................11 Gambar 3.2. Keypad 4x4 dan LCD karakter 16x2 yang digunakan dalam perancangan.............................................................................................12 Gambar 3.3. Koneksi sensor SHT11 ke mikrokontroler ............................................13 Gambar 3.4. Pemanas keramik ....................................................................................13 Gambar 3.5. Rangkaian driver AC untuk pemanas ....................................................14 Gambar 3.6. Blok diagram alat ............................................................................17 Gambar 3.7. Diagram alir sistem .................................................................................18 Gambar 3.8. Diagram alir inisialisasi sensor SHT11 ...................................................19 Gambar 3.9. Realisasi alat tampak depan ....................................................................20 Gambar 3.10. Relalisasi alat saat pintu dibuka ..............................................................20 Gambar 4.1. Diagram alir program ..............................................................................21 Gambar 4.2. perbandingan hasil pengukuran SHT11 dengan termo-hygrometer anymetre...................................................................................................22 Gambar 4.3. Grafik suhu terhadap pengujian pada SHT 11 dan Hygrometer .............24 Gambar 4.4. Grafik kelembaban terhadap pengujian pada SHT 11 dan Hygrometer..24 Gambar 4.5. Display proses fermentasi menggunakan alat..........................................27 Gambar 4.6. Display proses pengeringan menggunakan alat.......................................28
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1.
Konfigurasi penggunaan pin Arduino 2560 ..............................................16
Tabel 4.1.
Hasil pengujian suhu dan kelembaban pada SHT 11 dan Hygrometer Anymetre ....................................................................................................23
Tabel 4.2.
Hasil pengujian proses fermentasi kulit singkong secara konvensional ...26
Tabel 4.3.
Hasil pengujian proses fermentasi kulit singkong menggunakan alat ......26
Tabel 4.4.
Hasil pengujian pengeringan kulit singkong .............................................28
DAFTAR SIMBOL
º
Derajat
Ω
Ohm
µ
satuan mikro .10-6
DAFTAR SINGKATAN
ADC
Analog to Digital Converter
LCD
Liquid Crystal Display
SRAM
Static random-access memory
EEPROM
Electrically Erasable Programmable Readonly Memory
IC
Integrated Circuit
AC
Alternating Current
DC
Direct Current
RTC
Real Time Clock
RH
Relative Humidity
SCK
Serial Clock
TRIAC
TRIode Alternating Current
PWM
Pulse Width Modulation
