ALAT PENGEKSTRAK KUNYIT OTOMATIS BERBASIS ARDUINO UNO

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI TUGAS AKHIR

ALAT PENGEKSTRAK KUNYIT OTOMATIS BERBASIS ARDUINO UNO

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program StudiTeknik Elektro

Oleh : ARDIAN WIDYATAMA NIM : 115114014

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKHNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2013 i

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI FINAL PROJECT PROPOSAL

AUTOMATIC TURMERIC EXTRACTION MACHINE BASED ARDUINO UNO

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the SarjanaTeknik Degree In Electrical Engineering Study Program

ARDIAN WIDYATAMA NIM : 115114014

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT ELECTRICAL ENGINEERING SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY 2013 ii

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

HALAMAN PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR


AUTOMATIC TURMERIC EXTRATCTION MACHINE BASED ARDUINO UNO

Oleh : ARDIAN WIDYATAMA NIM : 115114014

Telah disetujui oleh :

Pembimbing

B.Wuri Harini, S.T., M.T.

Tanggal .………………..

iii

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR


Oleh: ARDIAN WIDYATAMA NIM: 115114014 Telah dipertahankan didepan panitia penguji pada tanggal dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji: Nama Lengkap Ketua

:

Sekretaris

:

Anggota

:

Tandatangan

Yogyakarta, Fakultas Sains danTeknologi Universitas Sanata Dharma Dekan,

iv


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta,

Ardian Widyatama

v


HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO: “Selalu ada harapan bagi mereka yang mau berdoa dan selalu ada jalan bagi mereka yang mau berusaha”

Skripsi ini kupersembahkan untuk…… Allah S.W.T Kedua orang tua tercinta, ibu dan ayah, kedua adikku serta sahabatsahabatku yang selalu memberi semangat dan bantuan selama skripsi ini dikerjakan

vi


LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Ardian Widyatama NIM

: 115114014

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

ALAT PENGEKSTRAK KUNYIT OTOMATIS BERBASIS ARDUINO UNO Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di diinternet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian surat pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta,

( Ardian Widyatama )

vii


INTISARI Kurkumin adalah salah satu senyawa aktif yang terkandung dalam kunyit. Senyawa ini memiliki kasiat yang sangat banyak untuk mengobati berbagai macam penyakit. Alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino Uno merupakan salah satu alat yang bisa digunakan untuk mengekstrak atau memisahkan senyawa kurkumin yang terkandung dalam kunyit. Alat Pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino uno terdiri dari tiga bagian yaitu : unit input, unit pengolah dan Output. Unit input tersusun atas tombol Up, tombol Down , tombol Ok sebagai tombol navigasi dan sensor fototransistor digunakan sebagai sensor pendeteksi sampel (simplisia kunyit yang akan diekstrak). Unit pengolah terdiri dari mikrokontroler Arduino uno. Unit Output tersusun atas driver motor, motor power window yang berfungsi untuk menggerakkan penggiling untuk menghaluskan sampel, motor dc 12v sebagai penggerak pengaduk untuk mencampur antara sampel dan pelarut, Elektrik solenoid valve yang berfungsi sebagai valve untuk mengeluarkan hasil ekstraksi dan LCD sebagai penampil proses yang sedang dieksekusi. Prinsip kerja Alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino uno ini adalah ketika sensor pototransistor mendeteksi adanya objek maka keluaran dari sensor tersebut akan dijadikan input untuk mengaktifkan motor power window yang berfungsi sebagai motor penggerak penggiling untuk menghaluskan. Kemudian dilakukan penginputan secara manual dengan menekan tombol navigasi dan memilih mode pewaktuan untuk mengatur lamanya proses pelarutan. Semakin lama proses pelarutan yang dilakukan maka akan semakin baik pula hasil ekstraksi yang akan didapatkan. Hasil akhir dari proses ekstraksi menggunakan alat ini adalah sampel yang mengandung kurkumin dalam bentuk cair. Hasil dari proses ekstraksi yang didapat dilakukan pengukuran menggunakan alat pengukur kadar kurkumin untuk mengetahui berapa banyak kadar kurkumin dalam sampel hasil dari proses ekstraksi yang dilakukan. Dari hasil serapan didapatkan alat ini memiliki tingkat kesalahan sebesar 2,88% dibandingkan dengan hasil serapan menggunakan metode manual.

Kata kunci : Ekstraksi, kunyit, mikrokontroler, Arduino Uno

viii


ABSTRACT Curcumin is one of the active compounds contained in turmeric . This compound has properties very much for treating various diseases . Automatic extraction tool turmeric -based Arduino Uno is one tool that can be used to extract or separate the compounds curcumin contained in turmeric . Automatic extraction tool based Arduino uno turmeric consists of three parts: input unit , processing unit and output . The unit is composed of key inputs Up , Down button , the Ok button as navigation buttons and sensors are used as sensor phototransistor detector samples ( botanicals turmeric to be extracted ) . Processing unit consists of a microcontroller Arduino uno . The output unit is composed of motor drivers , power window motors which serves to move the grinder to smooth the sample , 12v dc motor as the driving stirrer to mix the sample and solvent , Electric solenoid valve which serves as a valve to release the results of extraction and the LCD as a viewer processes being executed . The working principle of the automatic tool -based extractors turmeric Arduino uno pototransistor this is when the sensor detects the presence of the object then the output of the sensor will be used as input to activate the power window motors that serve as a driving force grinder to smooth . Then do the inputting manually by pressing the navigation button and select the timing mode to set the duration of the leaching process . The longer the dissolution process is done then it will be better the extraction results to be obtained . The end result of the extraction process using this tool is a sample containing curcumin in liquid form. The results obtained from the extraction process was measured using gauges levels of curcumin to know how many levels of curcumin in the sample results from the extraction process is carried out. Uptake results obtained from this tool has an error rate of 2.88% compared with the uptake results using manual methods.

ix


KATA PENGANTAR Syukur dan terimakasih kepada Allah S.W.T

atas karunia dan rahmat-Nya

sehingga tugas akhir dengan judul“Alat Pengekstrak Kunyit Otomastis BerbasisArduino Uno” ini dapat diselesaikan dengan baik. Selama menulis tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah membantu dan mendukung sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada: 1. Ibu Bernadeta Wuri Harini, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing yang selalu memberi masukan dan dukungan selama menyelesaikan tulisan ini. 2. Seluruh dosen teknik elektro yang telah membagi ilmunya kepada penulis selama kuliah. 3. Bapak Sriyadi, Ibu Mamik Widyastuti serta adik Aristya Widianto dan Aditya Aji Pratama untuk limpahan kasih sayang, kesabaran, doa, semangat serta dukungan kepada penulis.

1. Teman-teman alumni Politeknik Mekatronika Sanata Dharma yang sedang menempuh studi di Teknik Elektro yang telah memberikan doa, semangat dan dukungan kepada penulis.

2. Teman-teman Teknik Elektro terimakasih atas kekompakkan dan kerjasamanya dan bantuannya selama ini. Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terimakasih.

Yogyakarta,

Penulis

x

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ................................................................................................

i

HALAMAN JUDUL .................................................................................................

ii

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING................................................

iii

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI .........................................................

iv

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................

v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ..........................................

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS..................................................................

vii

INTISARI ..................................................................................................................

viii

ABSTRACT ..............................................................................................................

ix

KATA PENGANTAR ..............................................................................................

x

DAFTAR ISI ............................................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................

xiv

DAFTAR TABEL .....................................................................................................

xvi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xvii BAB I PENDAHULUAN .........................................................................................

1

1.1. Latar Belakang ................................................................................................

1

1.2. Tujuan dan Manfaat .........................................................................................

2

1.3. BatasanMasalah ...............................................................................................

2

1.4. MetodologiPenelitian.......................................................................................

3

BAB II DASAR TEORI ...........................................................................................

5

xi

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2.1. Ekstraksi..........................................................................................................

5

2.2. Modul Mikrokontroler Arduino Uno ................................................................

5

2.2.1. Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega328 ..........................................

7

2.2.2. Timer / Counter......................................................................................

9

2.3.Tombol .............................................................................................................

10

2.4. Adjustable Infrared Sensor ..............................................................................

11

2.4. Shield Driver Motor Dc 2 A .............................................................................

13

2.5. Electric Solenoid Valve....................................................................................

15

2.7. LCD .............................................................................................................

16

2.8. Motor Dc 12V .................................................................................................

19

2.9. LED

.............................................................................................................

20

BAB III PERANCANGAN ALAT ...........................................................................

22

3.1. Perancangan Perangkat Keras ..........................................................................

23

3.1.1. Perancangan Mekanik ............................................................................

23

3.1.2. Perancangan Elektrik .............................................................................

25

3.1.2.1. Tombol Push Button ..................................................................

26

3.1.2.2. Sensor infra Red ........................................................................

27

3.1.2.3. Modul Mikrokontroler Arduino Uno.........................................

28

3.1.2.4. Driver Motor Dc........................................................................

29

3.1.2.5. Liquid Crystal Display...............................................................

30

3.1.2.6. Motor DC ..................................................................................

31

3.1.2.7. LED ..........................................................................................

31

xii


3.1.3. Perancangan Perangkat Lunak ...............................................................

32

3.1.3.1. Perancangan Tampilan LCD ......................................................

32

3.1.3.2. Diagram Alir Program ...............................................................

33

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................................

36

4.1. Hasil Perancangan Perangkat Keras .................................................................

36

4.1.1. Cara Kerja dan Penggunaan ...................................................................

41

4.1.2. Pengujian Hasil Alat ..............................................................................

46

4.2. Hasil Pengujian................................................................................................

49

4.2.1. Pengujian Sensor ...................................................................................

49

4.2.2. Fototransistor ........................................................................................

50

4.2.3. Pengujian Tombol Push Button .............................................................

54

4.2.4. Pengujian Driver Motor Dc Shield .........................................................

54

4.3. Analisa Perangkat Lunak Arduino ...................................................................

56

4.3.1 Inisialisasi ...............................................................................................

56

4.3.2. Implementasi Pembacaan Sensor ...........................................................

58

4.3.1. Implementasi Pemilihan Mode ...............................................................

59

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................

60

5.1. Kesimpulan .....................................................................................................

60

5.2. Saran ..............................................................................................................

60

DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................

61

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................

62

xiii

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR GAMBAR Gambar1.1. Diagram Model Perancangan ...................................................................

3

Gambar 2.1. Board Arduino Uno ................................................................................

5

Gambar 2.2. Konfigurasi pin Atmega328 padaArduino Uno .......................................

6

Gambar 2.3. SoftwareArduino Uno ............................................................................

6

Gambar 2.4. Rangkaian Tombol dengan Pull up .........................................................

10

Gambar 2.5. Tombol Push Button ...............................................................................

11

Gambar 2.6. Blok diagram transmitter and receiver ...................................................

12

Gambar 2.7. Adjustable Infrared Sensor .....................................................................

12

Gambar 2.8. Driver Motor Shield................................................................................

14

Gambar 2.9. Power Selection mode ............................................................................

14

Gambar 2.10. Electric Solenoid valve..........................................................................

16

Gambar 2.11. Bentuk Fisik LCD Topway ...................................................................

17

Gambar 2.12. Motor DC 12 V Power Window ............................................................

21

Gambar 2.13. LED . ....................................................................................................

21

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem .............................................................................

22

Gambar 3.2. Gambar Desain Alat Pengekstrak Otomatis .............................................

23

Gambar 3.3. Gambar komponen Mekanik alat pengekstrak otomatis ...........................

24

Gambar 3.4. Gambar komponen Mekanik penggiling..................................................

24

Gambar 3.5 Gambar pemasangan valve output dan penyaring .....................................

25

Gambar 3.6 Rangkaian Tombol Push button ...............................................................

26

Gambar 3.7. Instalasi Sensor Infra red ........................................................................

28

xiv

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Gambar 3.8 Rangkaian Penggunaan Pin Mikrokontroler .............................................

28

Gambar 3.9 Pemasangan Driver Motor Dc ..................................................................

29

Gambar 3.10 Rangkaian LCD .....................................................................................

30

Gambar 3.11 Tampilan LCD ......................................................................................

32

Gambar 3.12 Diagram Alir Program Utama ................................................................

34

Gambar 3.13 Diagram Tombol navigasi ......................................................................

35

Gambar 4.1.Blok kontrol.............................................................................................

36

Gambar 4.2. Konstruksi alat Keseluruhan ...................................................................

37

Gambar 4.3. Bagian dalam tabung ..............................................................................

39

Gambar 4.4. Posisi Valve ............................................................................................

39

Gambar 4.5. Posisi Motor Power window ...................................................................

40

Gambar 4.6. Bahan utama Proses ekstraksi .................................................................

41

Gambar 4.7. Tampilan awal pengoperasian .................................................................

41

Gambar 4.8. Proses Penghalusan .................................................................................

42

Gambar 4.9. Pelarutan.................................................................................................

42

Gambar 4.10. Awal proses Penginputan durasi ...........................................................

43

Gambar 4.11. Mode durasi ..........................................................................................

43

Gambar 4.12. M mode menit dan mode jam ................................................................

44

Gambar 4.13. Penginputan durasi proses berdasar Mode. ............................................

44

Gambar 4.14. Durasi lamanya proses ekstraksi dengan mode menit ............................

45

Gambar 4.15. Valve output terbuka .............................................................................

45

Gambar 4.16. Hasil ekstraksi dengan alat pengekstrak kunyit otomatis .......................

46

xv

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Gambar 4.17. Hasil ekstraksi yang dilakukan secara manual .......................................

47

Gambar 4.18. Output phototransistor pada beberapa terminal ......................................

52

Gambar 4.19. Rangkaian sensor pototransistor ............................................................

53

Gambar 4.20. Rangkaian driver motor dengan menggunakaan relay............................

56

Gambar 4.21. Gambar inisialisasi I/O..........................................................................

57

Gambar 4.22. Gambar diagram utama .........................................................................

57

Gambar 4.23. Implementasi program pembacaan sensor .............................................

58

Gambar 4.24. Implementasi program pemilihan mode ................................................

59

xvi

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR TABEL Tabel 2.1.Konfigurasi dan deskripsi pin Atmega328 ...................................................

7

Tabel 2.2. Konfigurasi altenatif port D.........................................................................

8

Tabel 2.3 Timer pada Mikrokontroler Arduino Uno ....................................................

9

Tabel 2.4 Spesifikasi Adjustable Infrared Sensor ........................................................

13

Tabel 2.5 . Alokasi Pin Driver motor DC.....................................................................

15

Tabel 2.6 . Spesifikasi Electric Solenoid Valve............................................................

16

Tabel 2.7 . Konfigrasi pin LCD Topway......................................................................

18

Tabel 2.8 . Spesifikasi motor power window Denso ....................................................

20

Tabel 3.1 . TombolPush Button ...................................................................................

27

Tabel 3.2 . Pengalamatan Input Output ........................................................................

29

Tabel 3.3 . Pengalamatan LCD ....................................................................................

31

Tabel 4.1. Blok kontrol dan fungsi rangkaian ..............................................................

37

Tabel 4.2. Bagian dan fungsi alat ................................................................................

38

Tabel 4.3. Hasil Pengukuran proses manual dan otomatis............................................

48

Tabel 4.4. Pengambilan data Adjustable Infrared Sensor .............................................

49

Tabel 4.5. Data hasil pengujian sensor pototransistor ..................................................

53

Tabel 4.6. Data hasil pengujian tombol push button ....................................................

54

Tabel 4.7. Data pengujian driver motor shield dan power supply Dc 12 Volt 2 Ampere ............................................................................................................

55

Tabel 4.8. Data pengujian driver motor dengan relay dan power supply ......................

55

xvii


BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Ekstraksi merupakan suatu proses pemisahan suatu senyawa kimia dari suatu bahan

alam dengan menggunakan pelarut tertentu. Ekstraksi bisa dilakukan dengan berbagai metode yang sesuai dengan sifat dan tujuan ekstraksi. Proses ekstraksi dapat dilakukan dengan menggunakan bahan yang telah dikeringkan (simplisia), tergantung pada sifat tumbuhan dan senyawa yang akan diisolasi untuk mengekstraksi senyawa utama yang terdapat dalam bahan tumbuhan. Pada penelitian ini simplisia yang akan diekstraksi adalah kunyit yang telah dikeringkan dan memiliki berat kurang lebih 0,1 gram. Metode ekstraksi yang digunakan adalah menggunakan metode Maserasi. Maserasi merupakan proses pencarian senyawa kimia secara sederhana dengan cara merendam simplisia pada suhu kamar dengan menggunakan pelarut yang sesuai sehingga bahan menjadi lunak dan larut [1]. Biasanya sampel tersebut dihaluskan secara manual kemudian direndam selama 3-5 hari dan dilakukan penyaringan untuk memisahkan ampas atau sisa bahan alam yang digunakan, dengan cairan hasil ekstraksi untuk mendapatkan hasil ekstraksi yang sempurna. Salah satu cara untuk mempercepat proses ekstraksi ini adalah dilakukan pengadukan dan penggilingan sampel secara berulang. Berdasarkan kondisi ini, maka dalam penelitian ini akan dirancang suatu alat yang dapat melakukan proses penghalusan sampel dan pengadukan secara otomatis. Dalam pengoperasian alat ekstraksi ini sampel yang telah dikeringkan dimasukkan melalui sebuah corong pada bagian atas alat ekstraksi. Sensor yang digunakan adalah sensor Infra red sebagai pendeteksi sampel yang akan diekstraksi. Proses penggilingan pada alat ekstraksi ini memanfaatkan putaran motor DC 12 V (volt) sebagai penggiling untuk menghaluskan sampel menjadi bentuk yang lebih halus. Setelah dilakukan proses penggilingan, senyawa kimia dimasukkan secara manual. Hal tersebut dikarenakan dalam satu jenis sampel terkadang diinginkan hasil ekstraksi atau zat yang terkandung dalam bahan alam yang berbeda sehingga digunakan senyawa kimia yang berbeda dan memiliki takaran yang berbeda pula volumenya.

1

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Pada penelitian ini digunakan zat pelarut berupa etanol 96% untuk mengambil zat kurkumin yang terkandung dalam kunyit. Proses pengadukan dilakukan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran motor. Aktuator yang digunakan adalah Electric Solenoid Valve yang berfungsi sebagai katup untuk membuka dan menutup saluran pada bak pengaduk untuk dilakukan proses penyaringan. Sebenarnya, beberapa alat ekstraksi sederhana sudah ada yang dijual di pasaran baik menggunakan metode maserasi atau menggunakan metode metode lainnya. Namun, cara penggunaan sebagian dari alat - alat tersebut masih manual karena hanya menggunakan peralatan yang sederhana yaitu dengan cara menumbuk simplisia secara manual kemudian di masukkan ke dalam alat maserator atau alat pengaduk yang memiliki dimensi yang cukup besar dan dilakukan penyaringan secara manual. Saat ini Industri kecil dan menengah yang berjalan dalam bidang farmasi dan obat obatan juga menggunakan alat ekstraksi yang telah diotomasi. Alat alat ekstraksi yang digunakan diindustri tersebut biasanya memiliki dimensi yang cukup besar dan hanya terdapat satu proses saja didalamnya yaitu proses pengekstrakan suatu simplisa. Dari fakta yang ada maka penulis melakukan penelitian untuk merancang suatu alat ekstraksi otomatis yang didalamnya terdapat proses penggilingan, pengekstrakan, penyaringan secara otomatis dan memiliki dimensi yang lebih kecil dari mesin ekstraksi yang telah digunakan dan dijual di pasaran.

1.2

Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan yang akan dicapai adalah menghasilkan suatu alat ekstraksi yang dapat

mengekstrak suatu sampel ( kunyit ) yang memiliki massa 0,1 gr. Manfaat yang akan dicapai adalah didapatkan hasil ekstraksi yang lebih baik dengan proses yang lebih cepat dengan menggunakan satu alat saja dibandingkan dengan proses sebelumnya yang menggunakan beberapa alat dan dilakukan secara manual.

1.3

Batasan Masalah Karena kompleksnya permasalahan yang ada maka dalam pembahasan tugas akhir ini

diberikan pembatasan masalah sebagai berikut : a.

Menggunakan modul Arduino UNO sebagai main process dan pengolah data.

b.

Menggunakan sensor Infra red sebagai pendeteksi sampel.

2

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI c.

Menggunakan Electric Solenoid Valve DC12 Volt sebagai pembuka katup output ekstraksi.

d.

Menggunakan 2 (dua) buah Motor DC12 Volt sebagai aktuator untuk proses penggilingan dan pengadukan.

e.

Menggunakan LCD 2x16 karakter sebagai penampil proses dan keterangan dari proses yang sedang dilakukan.

1.4

Metodologi Penelitian

Penulisan ini menggunakan metode : a. Pengumpulan referensi berupa website, buku-buku, dan jurnal-jurnal. b. Perancangan dan pembuatan subsistem berupa hardware dan software. Pada tahap ini bertujuan mencari hasil yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan berbagai faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Pada gambar 1.1 sistem bekerja ketika tombol start telah ditekan kemudian sensor akan mendeteksi adanya sampel yang telah dimasukkan dan dilakukan proses penggilingan. Setelah itu pemasukan senyawa kimia dilakukan secara manual dengan cara menuangkan pelarut yang telah di ukur volumenya dengan menggunakan gelas ukur yang memiliki volume 400ml pada lubang masuk sampel. Push Button Tombol Ok

Motor DC 12 V (volt)

Sensor Infra Red

Motor DC 12 V (volt)

Push Button Up

Mikrokontroler Arduino UNO

Electric Solenoid Valve

Push Button Down

Indikator LED

Push Button Select

LCD Penampil

INPUT

PENGOLAH

Gambar 1.1 Blok model perancangan 3

OUTPUT

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI c. Melakukan coding program menggunakan software Arduino. d. Melakukan trouble-shooting mekanika dan rangkaian elektrik dari Alat Pengekstrak Kunyit Otomatis Berbasis Arduino Uno. e. Pengujian dan pengambilan data. Pengujian dilakukan dengan cara mengubah – ubah sampel dengan bentuk dan berat yang berbeda kemudian dilakukan pengukuran hasil ekstraksi ke laboratorium untuk masing - masing sampel yang di uji. Untuk teknik pengambilan data dalam penelitian ini adalah lamanya waktu yang dibutuhkan untuk melakukan proses ekstraksi. Hal tersebut dikarenakan lamanya proses pengekstraksian sangatlah berpengaruh terhadap hasil dari proses ekstraksi yang didapatkan. f. Melakukan analisa dari hasil pengambilan data Alat Pengekstrak Kunyit Otomatis Berbasis Arduino Uno. g. Penyimpulan hasil percobaan. Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan cara membandingkan hasil ekstraksi yang dilakukan menggunakan proses yang biasa dilakukan secara manual, dengan hasil ekstraksi menggunakan alat pengekstrak otomatis menggunakan alat ukur kardar curcumin. Sehingga dapat diketahui prosentase dari hasil ekstraksi yang didapatkan.

4


5

BAB II DASAR TEORI 2.1. Ekstraksi Ekstraksi atau extraction adalah cara menarik satu atau lebih zat-zat dari bahan asal yang umumnya zat berkhasiat tersebut tertarik dalam keadaan (khasiatnya) tidak berubah. Istilah ekstraksi hanya dipergunakan untuk penarikan zat – zat dari bahan asal dengan menggunakan cairan penarik atau pelarut [2].

2.2. Modul Mikrokontroler Arduino Uno Arduino Uno adalah sebuah perangkat keras keluaran dari Arduino Italy yang berupa minimum system dengan menggunakan mikrokontroler Atmega 328 [3]. Untuk bentuk fisik dari Arduino Uno bias dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Modul Mikrokontroler Arduino Uno [3]

Mikrokontroler Arduino Uno memiliki 14 pin digital yang diantaranya terdapat 6 pin yang dapat digunakan sebagai output Pulse Width Modulation atau PWM yaitu pin D.3, D.5, D.6, D.9, D.10, D.11 dan 6 pin input analog. Menggunakan osilator sebesar 16 MHz, koneksi USB, ICSP header dan tombol reset. Untuk konfigurasi pin Atmega 328 pada Arduino dapat dilihat pada gambar 2.2.

5


6

Gambar 2.2 Konfigurasi pin Atmega328 / Atmega 168 padaArduino Uno [3]

Pemograman pada Arduino Uno menggunakan bahasa C dan untuk pemrogramannya menggunakan suatu perangkat lunak yang bisa digunakan untuk semua jenisArduino ( gambar 2.3 ). Mikrokontroler yang digunakan pada Arduino Uno adalah Atmega 328 yang didalamnya sudah terpasang bootloader yang memungkinkan pengguna untuk mengunggah kode tanpa menggunakan tambahan perangkat keras.

Gambar 2.3.Perangkat lunak Arduino


7

Fasilitas komunikasi yang dimiliki mikrokontroler Arduino Uno meliputi komunikasi antara Arduino Uno dengan komputer, Arduino Uno dengan Arduino lain, dan Arduino Uno dengan mikrokontroler lain. Hal tersebut dikarenakan mikrokontroler Atmega 328 yang digunakan pada Arduino Uno menyediakan fasilitas USART ( Universal Synchronous and Asynchronous Serial Receiver and Transmitter ) yang terdapat pada pin D.0 ( Rx) dan pin D.1 ( Tx ).

2.2.1. MikrokontrolerAtmega 328 Dalam penelitian ini mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler Atmega 328 karena mikrokontroler jenis ini sangat kompatibel dengan modul mikrokontroler Arduino Uno yang digunakan. Atmega 328memiliki fitur 32 kByte downloadable flash memory, 1 kByte Electrically Erasable Programable Read - Only Memory (EEPROM), 2 kByte internal Static Random Acess Memory (SRAM), 2 Timer / Counter 8 bit dan 1 Timer / Counter 16 bit, 6 kanal PWM, Serial USART yang dapat diprogram dan frekuensi kerja dapat mencapai 20MHz [4]. Untuk fungsi dari masing - masing pin yang ada pada Atmega 328 bisa dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1.Konfigurasi dan fungsi pin Atmega 328 [4]. No Pin

Nama Pin

Keterangan

7

VCC

Sumber tegangan positif

8, 22

GND

Ground

9, 10, 14, Port B

Masing-masing pin pada port B memiliki resistor pull-up

15,16,17,

internal dan dapat digunakan sebagai 8 bit I/O digital.

(PB7:0)

18, 19

Untuk Pin PB.6 dan PB.7 terhubung dengan kristal 16 MHz dan tidak digunakan sebagai I/O. Pin PB.1- pin PB.3 dapat digunakan sebagai output PWM.

1, 23, 24, Port C

Masing-masing pin pada port C memiliki resistor pull-up

25, 26, 27, (PC6:0)

internal dan dapat digunakan sebagai 7 bit I/O analog. Pin

28

PC.6 sebagai input reset.


8

Tabel 2.1.( Lanjutan ) Konfigurasi dan fungsi pin Atmega 328 [4]. No Pin

Nama Pin

Keterangan

2, 3, 4, 5, 6,

Port D

Untuk konfigurasi alternatif port D dapat dilihat pada

11, 12, 13

(PD7:0)

tabel 2.2.

20

AVcc

Sumber tegangan positif untuk konversi analog ke digital

21

Aref

Tegangan reverensi utuk konversi analog ke digital

Tabel 2.2.Konfigurasi Alternatif Port D [4] No Pin

Nama Pin

Keterangan

13

PD7

AIN1 (Analog Comparator Negative Input) PCINT23 (Pin Change Interupt 23)

12

PD6

AIN0 (Analog Comparator Negative Input) OC0A (Timer/Counter 0 Output Compare Match A output) PCINT22 (Pin Change Interupt 22)

11

PD5

T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input) OC0B (Timer/counter 0 Output Compare Match B Output) PCINT21 (Pin Change Interupt 21)

10

PD4

XCK (USART External Clock Input/Output) T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input) PCINT20 (Pin Change Interupt 20)

9

PD3

INT1 (External Interupt 1 input) OC2B (Timer/counter 2 Output Compare Match B Output) PCINT19 (Pin Change Interupt 19)

8

PD2

INT0 (External Interupt 1 input) PCINT18 (Pin Change Interupt 18)

7

PD1

TXD (USART Output Pin) PCINT17 (Pin Change Interupt 17)

6

PD0

RXD (USART Input Pin) PCINT16 (Pin Change Interupt 16)


9

2.2.2. Timer / Counter pada Mikrokontroler Arduino Uno Ada 3 (tiga) buah timer yang tersedia pada mikrokontroler ATmega 328 dan dapat dikonfigurasi untuk memenuhi kebutuhan penggunanya [5]. Fungsi dari ketiga timer tersebut dapat dilihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3. Timer pada Mikrokontroler Arduino Uno Timer Timer 0

Fungsi  Waktu delay dengan satuan millisecond

Pin Output Pin 5 dan 6

 Pengendali output PWM Timer 1

Pengendali output PWM

Pin 9 dan 10

Timer 2

Pengendali output PWM

Pin 3 dan 11

Dari ketiga timer tersebut hanya timer 0 yang dilengkapi dengan ISR ( Interupt Service Routine) sehingga untuk keperluan PWM (Pulse With Modulation ) menggunakan Timer 1 yang akan mengatur pin 9 dan 10 sedangkan untuk timer 2 akan mengatur pin 3 dan 11. Hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan timer adalah : 1. Inisialisasi Inisialisasi digunakan pertama kali untuk menentukan periode timer karena secara default bernilai satu detik. 2. Pengaturan Periode Mikrokontroler arduino memiliki periode minimal satu mikro detik atau 1 MHz dan periode maksimal 8388480 mikrodetik atau 8,3 detik. Pengaturan periode ini akan merubah interrupt dan frekuensi kedua output PWM. 3. PWM Pin output untuk timer.1 adalah pin 9 dan 10 sedangkan timer2 memiliki output pin 2 dan 11. Duty cycle yang dimiliki adalah 10 bit sehingga dapat diatur mulai dari nol sampai 1023.


10

4. Fungsi Interrupt Pemanggilan fungsi interrupt dalam mikro detik. Perlu diperhatikan dalam penggunaan fungsi interrupt karena akan berjalan pada frekuensi tinggi, atau CPU tidak akan pernah masuk ke program utama dan program akan terkunci pada fungsi interupt. 5. Mematikan Pin PWM Dengan mematikan PWM makan pin tersebut dapat digunakan untuk fungsi yang lain.

2.3. Tombol Tombol adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai penghubung dan pemutus arus listrik. Dalam rangkaian elektronika dan rangkaian litstrik, tombol atau saklar berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus listrik yang mengalir dari sumber tegangan menuju beban (output ) atau dari sebuah system ke system lainnya [6]. Dalam perancangan alat elektronika tombol bisa dipasang secara langsung atau diberi rangkaian tambahan apabila dalam perancangan menggunakan IC digital. Hal tersebut dimaksudkan untuk menghindari bounce atau posisi mengambang apabila IC diberi masukan melalui sebuah tombol ( ketika tombol ditekan ). Terdapat dua jenis rangkaian pada masukan yaitu rangkaian pull-updanpull-down. Rangkaian Pull-up adalah suatu rangkaian tambahan yang menghubungkan masukan IC supaya default mendapat logic 1 (satu). Ketika mendapat trigger maka, masukkan akan berubah menjadi logic 0 (nol) atau sering disebut juga dengan active low. Rangkaian pull-up dapat dilihat pada gambar 2.4. Vcc Pin Mikrokontroler

R4

SW4

C4

Gnd

Gambar 2.4.Rangkaian Tombol dengan Pull-up


11

Besarnya resistansi resistor dalam rangkaian pull-up harus diperhatikan karena akan menentukan besarnya arus yang mengalir ke mikrokontroler. Sesuai dengan hukum Ohm, maka besarnya resistansi resistor dapat dihitung dengan persamaan: R = ……………………………………… (2.1.) Dengan :

R = resistansi resistor (Ohm) V = tegangancatudaya (Volt) I = arus yang dijinkanmasukke pin mikrokontroler (Ampere)

Pada rangkaian tombol dengan pull-up (gambar 2.4.) dipasang sebuah kapasitor yang berfungsi untuk meredam noise dan mengantisipasi terjadinya bouncing. Untuk gambar tombol (push button) dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. Tombol (push button)

2.4.Modul Sensor Infra merah (Adjustable Infrared Sensor) Sensor infra merah atau infrared sensor adalah sebuah sensor yang menggunakan prinsip pantulan sinar infra merah yang di pancarkan oleh transmiter dan dan kemudian diterima oleh reciver yang ada didalamnya. Untuk blok diagram sisi penerima dan pengirim pada sensor ini bisa dilihat pada gambar 2.6. Sensor ini memiliki kemampuan untuk mendeteksi obyek pada jarak 3 cm sampai dengan 80 cm dan dapat diatur area deteksinya sesuai dengan kebutuhan. Konfigurasi pemasangan pada sensor ini adalah kabel warna merah : +5VDC, hijau : GND (ground)dan kabel warna kuning adalah Signal keluaran atau output sensor ini. Untuk bentuk fisik dari sensor ini dapat dilihat pada gambar 2.7 dan tabel 2.4 untuk spesifikasi dari sensor ini.


12

Gambar 2.6. Blog diagram transmitter and reciver[7]

Karena sifat dari sensor ini adalah aktif low maka dibutuhkan sebuah resistor sebagai pull-up. Nilai resistansi resistor dapat dihitung menggunakan persamaan 2.1.

Gambar 2.7.Adjustable Infrared Sensor[7]


13

Tabel 2.4. Spesifikasi Adjustable Infrared Sensor [7]

Specifications Sensor Type

E18-D80NK-N

Sensing Range

3 – 80 Cm Adjustable

Sensing Object

Translucency, opaque

Supply Voltage

DC 5V

Load Current

100 mA

Output operation

Normally open(O)

Output

DC three-wire system(NPN)

Diameter

18mm, Length: 45mm

Aperance

Threaded cylindrical

Material

Plastic

Guard Mode

Reverse polarity protection

Ambient Temperature

-25-70℃

2.5. Shield Driver Motor DC 2A Modul ini memungkinkan Arduino untuk mendrive 2 (dua) buah chanel motor DC. Modul ini menggunakan IC L298N yang merupakan jenis IC driver dan mampu untuk menghantarkan arus pada masing masing chanelpada modul sebesar 2 A [8].IC L298N sama sepertihalnya IC L298 yang dimana di dalamnya terdiri dari transistor transistor logic (TTL) dengan gerbang NAND yang memudahkan dan dapat menentukan arah putaran suatu motor DC. Untuk pengaturan kecepatan putaran motor pada modul ini diperoleh dari PWM pada Arduino yang terdapat pada pin 5 dan 6 dan untuk fungsi enable dan disable motor dapat diatur dengan Arduino pin digital 4 dan 7.Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 2.5. Modul ini bisa disuplai dari power suply yang terdapat pada arduino yaitu 4,8 V ataupun power suply tambahan diluar Arduino dengan maksimal tegangan 35V.Gambar 2.7.menunjukkan gambar dari driver motor shield beserta diagramnya.


14

Gambar2.8 Driver motor shield beserta diagramnya [8] Gambar2.8.

Speed Control Mode : Berisikan barisan jumper yang menunjukkan mode yang akan digunakan PWM atau PLL. Untuk PWM mode digunakan pin E1 dan E2 untuk menghasilkan sinyal PWM. Sedangkan untuk PLL mode digunakan pin M1 dan M2 untuk menghasilkan sinyal PLL. Power Selectionmode:: Berisikan pin untuk memilih power suplay yang digunakan Motor Motor.Berasal dari Arduino atau suplay lay dari eksternal power suplay dengan cara menggeser pin VIN(Arduino power suplay) menjadi PWRIN(Eksternal power suplay). Dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar2.9 Power Selection mode [8] Gambar2.9.


15

Tabel 2.5. Alokasi Pin Driver motor DC [8] "PLL Mode"

"PWM Mode" Pin

Function

Pin

Function

Digital 4

Motor 2 Direction control

Digital 4

Motor 2 Enable control

Digital 5

Motor 2 PWM control

Digital 5


Digital 6

Motor 1 PWM control

Digital 6


Digital 7


Digital 7

Motor 1 Enable control

2.6. Electric Solenoid Valve Elektrik solenoid valve adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai kumparan sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan piston yang dapat digerakan oleh arus DC, solenoid valve atau katup (valve) solenoida mempunyai lubang keluaran, lubang masukan dan lubang exhaust, lubang masukan, berfungsi sebagai terminal / tempat cairan masuk atau supply, lalu lubang keluaran, berfungsi sebagai terminal atau tempat cairan keluar yang dihubungkan ke beban, sedangkan lubang exhaust, berfungsi sebagai saluran untuk mengeluarkan cairan yang terjebak saat piston bergerak atau pindah posisi ketika solenoid valve bekerja. Cara kerja dari elektrik solenoid valve sendiri adalah ketika koil mendapat supply tegangan maka koil tersebut akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakan piston pada bagian dalamnya ketika piston berpindah posisi maka valve pada elektrik solenoid akan terbuka. Untuk gambar dan spesifikasi dari elektrik solenoid valve ditunjukkan pada gambar 2.9 dan tabel 2.6.


16

Gambar 2.10. Electric solenoid valve[9] Tabel 2.6. Spesifikasi Electric Solenoid Valve [9] Working Voltage

DC 12V

Maximum current

450 mA

Operating Mode

Normally Closed (valve opens when energized)

Inlet/Outlet Ports Weight Materials Value Type Filter Screen Suitable Media Temperature Limitations Valve Response Time Pressure Estimated Valve Life

Esternal diameter ¾”(19mm) 103 g Nylon/ Stainless steel/ Polyoxymethylene Diaphgram Valve (servo operated) Stainless Steel Inlet Filter Water Maximum Fluid Temperature 120oC Fast Acting 0.02 ~ 0.8 Mpa More Than 200.000 Cycles

2.7. Liquid Crystal Display (LCD) Liquid Crystal Display (LCD) merupakan material yang mengalir seperti cairan, tetapi memiliki struktur molekul dengan sifat-sifat yang bersesuaian dengan padatan (solid).Ada 2 tipe utama LCD yang dikembangkan, yaitu field effect dan dynamic scattering. Keunggulan LCD dibandingkan dengan LED adalah daya yang diperlukan lebih rendah, tampilan yang


17

lebih lengkap (angka, huruf garis dan warna) dan kemudahan dalam memprogram. Untuk kerugian dari LCD sendiri adalah lifetime yang lebih singkat, waktu tanggap yang lebih lambatdan membutuhkan sumber cahaya baik internal maupun eksternal [10]. Pada tugas akhir ini LCD yang digunakan adalah LCD Topway LMB162AFC 2x16 karakter. Untuk pemasangannya LCD ini membutuh kan 3(tiga) jalur kontrol dan 8 (delapan) jalur data (untuk mode 8 bit) atau 4(empat) jalur data (untuk mode 4 bit). Ketiga jalur kontrol yang dimaksud adalah pin E, RS, dan R/W. Bentuk fisik LCD dapat dilihat pada gambar 2.10. dan konfigurasi pin 1~19 pada LCD jenis Topway dapat dilihat pada tabel 2.7.

Gambar 2.11. Bentuk Fisik LCD Topway [11]


18

Tabel 2.7. Konfigrasi pin LCD Topway [11] No Pin

Nama Pin

Fungsi Pin

Keterangan

1

VSS

Sumber Tegangan

Ground

2

VDD

Sumber Tegangan

Sumber tegangan positif

3

V0

Sumber Tegangan

Sumber tegangan referensi untuk mengatur kontras LCD

4

RS

Sumber Tegangan

Register select

5

R/W

Input

Read / Write control bus

7

E

Input

Data Enable, sering disebut “EN”

8

DB0

9

DB0

10

DB0

11

DB0

12

DB0

13

DB0

14

DB0

15

BLA

Sumber Tegangan

Sumber tegangan positif backlight

16

BLK

Sumber Tegangan

Sumber tegangan negatif backlight

6

I /O

Bi-directional tri-state data bus

Pin Enable (E) digunakan untuk mengaktifkan LCD. Sebelum mengirim data ke LCD pinE harus berlogika satu (high). Data yang dikirim terletak pada jalur data.Transisi dari logika satu (high).Data yang dikirim terletak pada jalur data. Transisi dari logika satu (high) ke logika nol (low) menginformasikan LCD untuk mengambil data pada jalur kontrol dan jalur data. Pin RS adalah pin register select. Saat pi RS berlogika nol (low), data yang dikirim adalah perintah-perintah seperti membersihkan layar, posisi kursor, dll. Jika pin RS berlogika 1 (high), maka data yang dikirim adalah teks data dimana teks ini yang harus ditampilkan di layar. Pin R/W adalah pin Read/Write. Pada saat pin R/W berlogika 0 (low), informasi pada jalur data berupa pengiriman data ke LCD(write). Sedangkan saat pin R/W berlogika high, informasi pada jalur data berupa pengambilan data dari LCD (read).


19

2.8. Motor DC 12 V Motor adalah mesin yang merubah energi listrik menjadi energi mekanis. Pada motor arus searah (motor DC) energi listrik yang diubah adalah energi arus searah yang berasal dari sumber tegangan listrik arus searah. Dimana sumber tegangan ini dihubungkan kepada rangkaian medan dan rangkaian jangkar dari motor tersebut [12]. Motor DC memiliki suatu nilai efisiensi karena tidak mungkin seluruh energi listrik yang diterima oleh motor diubah menjadi energi mekanis, karena motor DC memiliki tahanan kumparan jangkar, tahanan kumparan medan, tahanan sikat dan kontak sikat, koefisien gesek antara sikat dengan komutator, poros rotor dengan bantalan roda, permukaan rotor dengan celah udara, sifat ferromagnetik bahan penyusun inti jangkar dan lain sebagainya, yang menyebabkan sejumlah energi terbuang ataupun diserap oleh motor selama proses pengkonversian energi tersebut.Secara garis besar, jenis motor DC dapat dibagi menjadi dua yaitu motor DC bersikat dan motor DC tanpa sikat. Persamaan dari kedua jenis motor DC tersebut adalah memiliki dua bagian utama: Rotor yaitu bagian yang berputar, dan stator yang diam. Sedangkan perbedaan-nya adalah, pada jenis motor DC bersikat rotor-nya bersifat elektro-magnetik dan bagian stator-nya bersifat magnet-alami, sedangkan pada motor DC tanpa sikat hal tersebut berkebalikan, begitu juga dengan karakteristik dan aplikasi dari masing masing jenis motor tersebut. Jenis motor DC yang digunakan pada rancang bangun alat pengekstrak kunyit otomatis ini adalah motor Power Window . Motor dc yang digunakan pada alat Pengekstrak Kunyit Otomatis adalah motor Power Window.Motor power window banyak digunakan karena memiliki torsi tinggi dengan rating tegangan input yang rendah yaitu 12VDC, dan dimensi motor yang relatif simple (ramping) dan dilengkapi dengan internal gearbox sehingga memudahkan untuk instalasi mekanik. Motor dc yang digunakan pada alat Pengekstrak Kunyit Otomatis adalah motor Power Window.Motor power window banyak digunakan karena memiliki torsi tinggi dengan rating tegangan input yang rendah yaitu 12VDC.Dimensi motor relatif simple (ramping) dan dilengkapi dengan internal gearbox sehingga memudahkan untuk instalasi mekanik. Berikut adalah salah satu spesifikasi dari motor power windowdengan merk Denso:


20

Tabel 2.8. Spesifikasi motor power window Denso Rate Voltage

DC 12 Volt

Operating Voltage Range

DC 10 – 16 Volt

Operating Temperature Range

-30o C – ( + ) 80oC

Speed

40 ± 5 rpm

Load

4 N.m

Untuk Gambar dari salah satu jenis motor DC (Power Window) dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.12.Motor DC 12VPower Window.

2.9. LED (Light Emiting Diode) LED adalah singkatan dari "Light Emitting Diode".Yang berarti sebuah perangkat semikonduktor yang menghasilkan cahaya ketika arus listrik melewati celah antara katoda dan anoda didalam sistem perangkat tsb. LED juga disebut "Solid State Lighting" karena chip LED disolder ke Printed Circuit Board (PCB) dan oleh karena itu tidak memiliki partikel-partikel yang longgar / filamen seperti bola lampu pijar, atau zat beracun seperti gas merkuri pada Lampu Hemat Energy (LHE)[13]. Untuk gambar Led dapat dilihat pada gambar 2.12.Dalam perancangan menggunakan LED supply arus yang diperbolehkan menurut datasheet adalah 10mA-20mA dan pada tegangan 1,6V-3,5V menurut karakter warna yang dihasilkan. Sehingga, dibutuhkan suatu beban atau resistor untuk menjaga agar supply yang masuk pada


21

LED tidak melebihi batas kemampuan dari LED itu sendiri untuk mencari nilai resistansi yang dibutuhkan maka digunakan persamaan untuk mencari nilai tegangan menggunakan hukum ohm adalah = .Sehingga persamaan untuk mencari nilai resistor yang digunakan sebagai indikator adalah : =

………………………………………………(2.2.)

Gambar 2.13. LED

Pada perancangannya, sensor ini memiliki beban arus maksimal sebesar 100 mAdan arus maksimal sebesar 5V DC (menurut datasheet).


22

BAB III RANCANGAN PENELITIAN Alat Pengekstrak Kunyit Otomatis Berbasis Arduino Uno terdiri dari tiga bagian yaitu : unit input, unit pengolah dan unit output. Unit input terdiri atas tombol push button, dan sensor Infrared. Unit pengolah terdiri dari mikrokontroler Arduino Uno.Unit output terdiri atas LED, LCD, Motor DC 12V (volt) dan Electric Solenoid Valve DC 12 Volt. Pada unit input tombol push button berfungsi sebagai tombol, up, down dan Ok yang digunakan sebagai pemberi masukan untuk memulai proses pengekstraksian yang dihubungkan pada pin A.1. sampai dengan pin A.3 mikrokontroler Arduino Uno. Sensor Infrared yang berfungsi sebagai pendeteksi sampel yang akan diekstraksi, dihubungkan pada pin mikrokontroler Arduino Uno nomer A.0. Untuk unit output pada alat Pengekstrak Kunyit Otomatis, LCD yang berfungsi sebagai penampil dan dihubungkan pada pin D.3 sampai pin D.8 mikrokontroler Arduino Uno. Dua (2) buah motor DC yang masing – masing berfungsi sebagai penggiling dan pengaduk dihubungkan dengan mikrokontroler Arduino Uno pada pin D.11 dan pin D.12. Electric Solenoid Valve yang berfungsi sebagai katup pembuka dari tabung ekstraksi dihubungkan pada pin D.10 mikrokontroler Arduino Uno dan LED yang berfungsi sebagai Indikator pada alat Pengekstrak Kunyit Otomatis dihubungkan pada pin D.9 mikrokontroler Arduino Uno. Pada gambar 3.1 ditunjukkan diagram blok sistem perancangan alat Pengekstrak Kunyit Otomatis Berbasis Arduino Uno.

Start

Penyaringan

Sensor Infra Red

Motor DC 1 (penggilingan)

Valve Output

Motor DC 2 (Pengadukan)

Gambar3.1. Diagram blok sistem

22

Pemasukan SenyawaKimia

Ok


23

3.1. Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat keras merupakan bagian terpenting dalam pembuatan alat pengekstrak otomatis ini. Pada bagian ini berisi mengenai perancangan elektrik dan perancangan mekanik yang akan sangat mempengaruhi kinerja dan hasil akhir proses ekstraksi dari alat pengekstrak otomatis ini.

3.1.1. PerancanganMekanik Perancangan mekanik pada alat pengekstrak otomatis berupa sebuah desain konstruksi dan susunan dari komponen - komponen mekanik untuk membentuk sebuah alat pengekstrak otomatis. Komponen komponen mekanik yang digunakan untuk membangun alat ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 3.2. Gambar desain alat Pengekstrak Otomatis


Gambar 3.3. Gambar komponen mekanik alat Pengekstrak Otomatis

Gambar 3.4. Gambar komponen mekanik penggiling

24


Transmisi Pengaduk

25

Motor DC 2

Konektor dengan bearing

Valve Output Penyaring

Gambar 3.5. Gambar pemasangan valve output dan penyaring

Pemilihan material yang untuk membangun alat ini mengunakan material dengan jenis alumunium dan baja tahan karat atau biasa disebut dengan stainless steel. Baja tahan karat atau stainless steel dipilih karena selain kuat dan tahan karat, material ini juga tidak menimbulkan perubahan reaksi kimia yang disebabkan oleh pelarut yang digunakan dalam proses ekstraksi. Penggunaan material stainless steel digunakan pada komponen komponen yang berhubungan langsung dengan pelarut, yaitu pada bagian tangki, roler penggiling dan pipa. Sedangkan pada bagian rangka alat digunakan material dengan jenis alumunium agar lebih ringan ketika dipindahkan.

3.1.2. PerancanganElektrik Perancangan Hardware elektronika pada alat ini dibuat dengan mengunakan beberapa shield untuk memperkecil tempat atau space dalam peletakannya dan memperkecil ukuran dari alat ini. Komponen penyusun hardware elektronika yang digunakan pada alat ini meliputi : Arduino sebagai main sistem, rangkaian tombol push button, sensor, driver motor, electric solenoidvalve, LCD dan LED indikator. Hardware elektronika yang menyusun sistem alat ini meliputi rangkaian-rangkaian elektronika adalah sebagai berikut :


26

3.1.2.1. Tombol Push button Perancangan tombol menggunakan rangkaian active low. Tombol push button akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler Arduino Uno untuk menjalankan proses. Ketika tombol tersebut ditekan, tombol tersebut akan memberikan logika low ke mikrokontroler Arduino Uno. Rangkaian tombol dapat dilihat pada gambar 3.4. Resistor yang digunakan merupakan nilai resistor yang mengijinkan arus yang masuk ke mikrokontroler Arduino Uno dengan arus DC maksimal 40mA dan arus minimal masing-masing pinnya adalah 3mA (datasheet). Untuk menentukan nilai resistor yang digunakan dapat dihitung dengan persamaan :

R= R=

,

= 3,8 KΩ

Dengan tegangan sumber sebesar 12VDC (VCC), tegangan minimal sebesar 0,4VDC dan arus minimal pada masing-masing pin sebesar 3mAmaka, berdasarkan perhitungan diperoleh nilai resistor (R) sebesar 3,8KΩ. Pada perancangan rangkaian tombol push button digunakan resistor sebesar 10KΩ, sehingga nilai arus yang mengalir pada tombol push button sebesar 1,16mA. VCC PIN A.1 PIN A.2 PIN A.3 R7 R8 R9

Gambar 3.6. Rangkaian Tombol push button


27

Tabel 3.1 Tombol Push Button

Nomor Tombol SW 1 SW 2 SW 3

Fungsi Tombol

PengalamatanTombol

Sebagai tombol Ok Sebagai tombol Up Sebagai tombol Down

Pin A.1 Pin A.2 Pin A.3

3.1.2.2. Sensor Infra Red (IR) Pada perancangan Alat Pengekstrak Kunyit Otomatis, digunakan sensor infra red sebagai pendeteksi sampel yang akan diekstraksi. Pemilihan penggunaan sensor ini selain mudah dalam penggunaannya dalam perancangan, sensor ini dapat diatur jarak pendeteksiannya (adjustable range) dan memiliki respon yang baik terhadap benda yang terdeteksi pada range pembacaan sensor ini. Sensor Infra red yang digunakan memiliki output dengan tipe digital sehingga cara kerjanya adalah On/Off. Dalam pembacaannya sensor ini mampu mendeteksi benda dengan jarak antara 3 - 80cm dan mampu mendeteksi kunyit yang memiliki berat 0.1 gram yang memiliki dimensi kurang lebih 10 x 10 mm. Gambar instalasi sensor infrared dapat dilihat pada gambar 3.5. Pada perancangannya, menurut datasheet sensor ini memiliki beban arus maksimal sebesar 100mA dan tegangan maksimal sebesar 5V DC (menurut datasheet). Sehingga dibutuhkan sebuah resistor sebagai pull-up. Nilai resistansi yang dibutuhakan pada perancangan sensor ini dapat dihitung persamaan 2.1. atau hukum ohm yaitu :

I = 50mA V = 5V R= R=

5 50

= 100Ω

Pada perancangan dilakukan perancangan agar arus yang mengalir sebesar 50mA atau tidak melebihi arus maksimal pada sensor yaitu 100mA. Maka digunakan resistor (R) sebesar 100Ω.


28

DC 5 V DC 5 V

Arduino PinA.0 GND

Gambar 3.7.Instalasi Sensor infra red

3.1.2.3. Modul Mikrokontroler Arduino Uno Mikrokontroler Arduino Uno digunakan sebagai pengontrol atau main system dari alat Pengekstrak Kunyit Otomatis ini. Gambar rangkaian penggunaan pin mikrokontroler dapat dilihat pada gambar 3.8. dan pengalamatan input output mikorokontroler Arduino Uno dapat dilihat pada tabel 3.2.

3 2 1 TOMBOL

A0 A1 A2 A3 A4 A5

Analog Input

1

5V

Vin

1

Digital Input/output

SENSOR

ARDUINO

RST AREF

1

Power

GND

3V3

1

D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

1

LED

MOTOR DC 1

MOTOR DC 2

ELECTRIC SOLENOID

1 2 3 4 5 6

LCD

Gambar 3.8.Rangkaian Penggunaan Pin Mikrokontroler Arduino Uno


29

Tabel 3.2.Pengalamatan Input Output Mikrokontroler Arduino Uno Nama I /O

Tipe

Pengalamatan diArduino Uno

Sensor

Input

Pin A.0

Tombol Ok

Input

Pin A.1

Tombol Up

Input

Pin A.2

Tombol Down

Input

Pin A.3

Motor DC 1

Output

Pin D.11

Motor DC 2

Output

Pin D.10

Electric Solenoid Valve

Output

Pin D.9

Indikator LED

Output

Pin D.12

LCD

Output

Pin D.3 – D8

3.1.2.4. Driver Motor DC Driver motor DC yang digunakan pada perancangan ini adalah sebuah shield atau modul yang compatible dengan Arduino Uno. Pada modul ini menggunakan IC L298P yang berfungsi sebagai driver motor dan terdapat 8 (delapan) buah diode dengan tipe SS14 yang memiliki arus maksimal sebesar 2 Ampere dan berfungsi sebagai pengaman apabila terjadi lonjakan arus yang disebabkan oleh induksi dari lilitan motor atau yang biasa disebut dengan freeweeling. 2

A0 A1 A2 A3 A4 A5

ARDUINO

Power RST 3V3 5V GND 0 GND 1 Vin

AREF GND 2 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0


AREF GND 2 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Analog Input

A0 A1 A2 A3 A4 A5

DRIVER MOTOR DC

RST 3V3 5V GND 1 Vin

M1M1+ M2M2+

PWR INPWR IN+

1

M2

1

M1

Analog Input

DC 12V

2

MOTOR DC 12V

Gambar 3.9. Pemasangan Driver Motor DC


30

Untuk pemasangan / instalasi dengan menggunakan driver motor dc ini bisa dilihat pada gambar 3.9 dan untuk pengalamatan atau penggunaan pin yang akan digunakan bisa dilakukan langsung menggunakan program pada arduino yaitu pin D.11 untuk motor 1 dan pin D.10 untuk motor 2.

3.1.2.5. Liquid Crystal Display (LCD) Pada alat Pengekstrak Kunyit Otomatis, LCD berfugsi untuk memberikan informasi kepada pengguna mengenai berapa lamanya proses ekstraksi akan dilakukan dan status (runing, stop dan proses yang dilakukan) dari Alat pengekstrak Kunyit Otomatis. LCD yang digunakan pada perancangan alat Pengekstrak Kunyit Otomatis adalah LCD 2 x 16 (dua baris enam belas kolom). Rangkaian LCD dapat dilihat pada gambar 3.10. Sedangkan untuk pengalamatan LCD pada Arduino Uno dapat dilihat pada tabel 3.3.

Analog Input

3

A0 A1 A2 A3 A4 A5

5V

Vin

D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Gambar 3.10. Rangkaian LCD

1 (VSS) 2 (VCC) 3 (Vo) 4 (RS) 5 (R/W) 6 (E) 7 (DB0) 8 (DB1) 9 (DB2) 10 (DB3) 11 (DB4) 12 (DB5) 13 (DB6) 14 (DB7) 15 (LED+) 16 (LED-)

LCD

10k


2

Power

ARDUINO

1

RST AREF

GND

3V3

J2


31

Tabel 3.3.Pengalamatan LCD Pin LCD

Pengalamatan LCD

RS

Pin D.8

R/W

GND

E

Pin D.7

DB4

Pin D.6

DB5

Pin D.5

DB6

Pin D.4

DB7

Pin D.3

3.1.2.6. Motor DC Motor DC 1 (Power Window) berfungsi sebagai penggiling simplisia yang akan diekstraksi. Pada motor DC 1 pada bagian rotor akan disambung dengan roda penggiling yang berfungsi untuk menggiling sampel menjadi bentuk yang lebih halus agar lebih mudah dan lebih cepat dalam pengekstraksiannya. (Gambar 3.3). Motor DC 2 berfungsi sebagai pengaduk tabung ekstraksi yang didalamnya sudah terdapat sampel yang telah dicampur dengan pelarut (Etanol 96%). Rotor pada motor DC 2 dipasang roda gigi yang akan menggerakkan roda gigi yang telah terpasang pada bagian tabung ekstraksi(Gambar 3.3). Untuk Pemasangan Motor DC pada driver dapat dilihat pada gambar 3.8. Dan untuk pengalamatan pada mikrokontroler motor DC 1 terpasang pada pin D.12 dan motor DC 2 terpasang pada pin D.11.

3.1.2.7. LED (Light Emiting Diode) Digunakan sebuah LED sebagai indikator sebagai penanda proses yang dilakukan pada alat pengekstrak kunyit otomatis. LED yang digunakan memiliki tegangan sebesar 3 V(volt). Maksimal arus LED pada LCD adalah 50mA ( datasheet), sehingga untuk menentukan nilai resistor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:


32

=

=

5 − 1,6 = 340Ω 10 10

Dengan nilai tegangan output regulator sebesar 5VDC (VOUT), tegangan minimal LED sebesar 1,6VDC (VMIN LED) dan arus minimal LED sebesar 10m (

) menurut

datasheetmaka berdasarkan perhitungan diperoleh nilai resistor (R1) sebesar 340Ω. Pada perancangan indikator LED digunakan resistor (R1) sebesar 330Ω, sehingga diperoleh nilai arus yang mengalir pada LED sebesar 10,3mA. LED akan menyala karena arus minimal yang dibutuhkan LED adalah 10mA.

3.1.3 Perancangan Perangkat Lunak 3.1.3.1. Perancangan Tampilan LCD Perancangan perangkat lunak pada alat ini bertujuan untuk memudahkan penggunaan alat oleh pembuat. Perancangan perangkat lunak pada alat ini terdiri dari perancangan tampilan LCD dan diagram alir program.

PROSES DURASI PROSES/KETERANGAN

Gambar 3.11. Tampilan LCD

Pada gambar 3.11 merupakan tampilan yang ada pada LCD. Pada baris pertama menampilkan proses yang sedang dilakukan saat itu. Sedangkan pada baris kedua menampilkan keterangan atau waktu proses yang sedang dilakukan.


33

3.1.3.2. Diagram Alir Program Diagram alir program dapat dilihat pada gambar 3.10.Program diawali dengan inisialisasi port-port yang digunakan dan sudah tertera pada tabel 3.2. Tulisan nama proses dan keterangan akan tertera pada layar LCD yang memerintahkan pengguna untuk memasukkan sampel yang akan diekstrak. Kemudianapabila sampel telah dimasukkan dan sensor mendeteksi maka, motor 1 yang berfungsi sebagai pengiling akan mengiling sampel disertai dengan aktifnya Led dan tampilan LCD yang menampilkan proses yang sedang terjadi beserta lamanya proses pengilingan dilakukan. Untuk lamanya proses pengilingan akan ditentukan dalam program. Berakhirnya proses pengilingan ditandai oleh perubahan tulisan pada LCD yang menginformasikan pada pengguna untuk melakukan proses selanjutnya yaitu proses pencampuran. Proses pencampuran diawali dengan memasukkan pelarut yang akan digunakan untuk ekstraksi secara manual dan penginputan durasi waktu proses pencampuran. Apabila pemasukan cairan pelarut telah dilakukan pengguna diharuskan untuk menekan tombol “Ok” untuk memberi informasi pada mikrokontroler bahwa proses pemasukan pelarut telah selesai dilakukan. Pada penginputan durasi waktu terdapat dua mode yaitu mode jam dan mode hari yang dapat dipilih langsung oleh pengguna dengan menekan tombol “Up” untuk mengaktifkan mode hari dan tombol “Down” untuk mode Jam. Pada LCD akan tertampil mode yang dipilih dan perintah untuk memasukkan durasi waktu proses yang akan dilakukan dengan menekan tombol “Up” untuk counter +1 dan tombol “Down” untuk counter -1 kemudian tekan tombol “Ok” untuk memulai proses pencampuran. Motor 2 yang berfungsi sebagai motor pencampur akan berputar selama durasi waktu yang telah ditentukan berdasarkan mode dan jumlah counter yang telah dimasukkan. Untuk diagram alir dari tombol navigasi (mode)dapat dilihat pada gambar 3.11. Apabila proses pencampuran telah selesai maka electric solenoid valve yang berfungsi sebagai katup outputakan terbuka secara otomatis untuk mengeluarkan hasil dari proses ekstraksi.Setelah katup output terbuka dilakukan proses penyaringan dengan menggunakan kertas saring yang telah terpasang pada katup buang electric solenoid valve. Kertas saring yang terpasang pada katup output dapat diganti setelah proses ekstraksi selesai atau pada saat akan memulai proses ekstraksi secara manual. Electric solenoid valve akan menutup secara otomatis selama waktu yang telah ditentukan dalam program atau dengan cara menekan tombol “Ok” setelah terdapat perintah yang telah tertampil pada layar LCD.

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI A

START

Inisialisasi C

Apa tombol “Ok” ditekan?

Tampilan LCD Penghalusan Masukkan Sampel

Apa sensor mendeteksi ?

Tidak

Ya

Motor DC 2 dan Indikator Aktif

Tidak

Ya

Tampilan LCD Pelarutan durasi proses(dlm menit)

Motor DC 1 dan Indikator Aktif

Tampilan LCD Penghalusan Durasi proses (dlm ms)

Apa timer 2 sudah habis ?

Tidak

Ya


Tidak

Ambil data dari Timer 2

Ya Ambil data dari Timer 1

Motor DC 2 dan Indikator Mati

Motor DC 1 dan Indikator Mati

Tampilan LCD Output Hasil ekstraksi

Tampilan LCD Pelarutan Masukkan Pelarut

Buka Valve Apa tombol “Ok” ditekan?

Tidak


Ya Tampilan LCD Pelarutan dan Masukkan durasi

Apa tombol “Ok” ditekan?

Ya

Tidak

Ambil data dari Timer 3

Tutup Valve

Ya Tampilan LCD Durasi dan Up: Hari, Dwn: Jam

Ambil data Tombol navigasi

34

Tampilan LCD Tekan OK untuk ulang ekstrak B

C A

Gambar 3.12. Diagram Alir Program Utama

Tidak

B


35

Start

Baca data input tombol navigasi Tidak

Tidak

Apa tombol Up ditekan ?

Apa tombol Down ditekan ?

Ya

Ya

Tampilan LCD “Mode Hari” (masukkan Input) Hari Tidak Tidak

Apa tombol Up ditekan ?

Ya


Tampilan LCD Mode Jam (masukkan Input) Jam Tidak Apa tombol Up ditekan ?

Ya

Tidak


Ya

Ya

Tambahkan nilai counter hari +1

Tambahkan nilai counter hari -1

Tambahkan nilai counter Jam +1

Tambahkan nilai counter Jam -1

Tampilan LCD “Counter Hari”

Tampilan LCD “Counter Hari”

Tampilan LCD “Counter Jam”

Tampilan LCD “Counter Jam”

Jeda = (counter_hari*(24*3600*1000))

Jeda = (counter_hari*(24*3600*1000))

Jeda = (counter_Jam*(1*3600*1000))

Jeda = (counter_Jam*(1*3600*1000))

Berhenti

Gambar 3.13.Diagram subrutin Alir Tombol Navigasi. Untuk perhitungan jeda hari yang digunakan dalam subrutin ini adalah banyaknya counteryang diinputkan dan dikalikan dengan konversi satuan waktu per miliseconds nya.pada baris pertama adalah untuk satuan jam (satu hari = 24 jam). Baris kedua adalah konversi dari jam menjadi detik yaitu 1 jam = 60 menit dan 1 menit = 60 detik sehingga 1 jam = 3600 detik. Dan baris ketiga adalah konversi dari detik ke miliseconds yaitu 1 detik = 1000ms. Sehingga jeda yang dibutuhkan untuk 1 hari adalah : 24 *3600 *1000ms = 86.400.000ms. Sedangkan untuk jeda jam yang digunakan per 1 jamnya adalah : 1*3600 *1000ms= 3.600.000ms


36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil implementasi alat beserta dengan pembahasan pada bab ini dibagi menjadi dua bagian yaitu hasil perancangan pada perangkat keras dan hasil perangkat lunak. Hasil implementasi alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino uno beberapa sudah dijelaskan pada BAB III dan perubahan yang telah dilakukan akan dijelaskan pada bab ini.

4.1. Hasil Perancangan Perangkat Keras Perangkat keras pada alat pengekstrak otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno terdiri atas beberapa bagian yaitu : rangkaian elektronika (blok kontrol) dan konstruksi alat. Blok kontrol terdiri dari beberapa rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai pengatur lamanya proses ekstraksi dan penampil informasi prosess kepada pengguna. Blok kontrol dapat dilihat pada gambar 4.1. sedangkan fungsi dari setiap rangkaian dapat dilihat pada tabel 4.1.

Gambar 4.1. Blok kontrol pada alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino uno

36


37

Tabel 4.1. Blok kontrol dan fungsi rangkaian No Nama Rangkaian

Fungsi

1

Rangkaian sensor pendeteksi

Untuk mendeteksi keberadaan kunyit.

Pembagi tegangan untuk tombol Push

Untuk mengatur tegangan masing –

button.

masing tombol Push button.

2

3

Rangkaian LCD

Untuk mengatur informasi yang akan ditampilkan ke pengguna. Untuk mengaktifkan Motor pada

4

Rangkaian Driver Motor

penggiling, motor pengaduk dan valve output.

5

Mikrokontroler Arduino Uno

Sebagai pengontrol input dan output.

Konstruksi dari alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno tidak sama dengan perancangan yang telah dituliskan pada bab III. Perubahan konstruksi pada alat ini dilakukan untuk mengganti beberapa bagian yang tidak memungkinkan dibangun atau digunakan. Hal tersebut dikarenakan ketidakmampuan konstruksi dan komponen tersebut untuk menjalankan proses yang akan dilakukan.

Gambar 4.2. Gambar konstruksi alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino Uno


38

Tabel 4 .2. Bagian dan fungsi alat No

Nama Bagian

Fungsi

1

Sensor

Untuk mendeteksi sampel yang dimasukkan.

2

Motor Dc Power Window

Untuk penggerak transmisi penggiling sampel,

3

Penggiling

Untuk menggiling atau menghaluskan sampel yang akan diekstraksi.

4

LCD

Untuk memberikan informasi ke pengguna

5

Tombol Push button

Untuk mengatur menjalankan dan mengatur durasi prosess pencampuran.

6

Valve Output

Untuk mengeluarkan hasil estraksi.

7

Motor DC 12 volt

Untuk mencampur bahan ekstraksi dengan pelarut.

Konstruksi dari alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno sedikit berbeda dengan perancangan yang sebelumnya pada bab III. Dalam rancang bangun pembuatan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler arduino Uno dilakukan perubahan konstruksi pada bagian tabung penampung dan pemasangan valve output. Perubahan tersebut dilakukan karena tidak memungkinkan dan akan sangat sulit dalam proses pembuatannya dalam skala kecil. Pada perancangan bab III proses pengadukan dilakukan dengan cara memutar tabung penampung pada satu poros yang digerakkan oleh motor Dc. Sedangkan pada pembuatan alat ini tabung penampung dirancang hanya diam namun, memiliki pengaduk berupa baling - baling yang dipasang pada poros tabung untuk membantu proses pencampuran. Berikut adalah hasil konstruksi dari tabung pencampur dan pengaduk pada alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis arduino Uno yang perancangannya tertampil pada gambar 4.3.


39

Gambar 4.3. Gambar bagian dalam tabung dan pengaduk.

Perubahan konstruksi pada tabung mengakibatkan perubahan posisi peletakan valve output

yang sebelumnya pada perancangan terpasang pada sebuah pipa yang terhubung

langsung dengan poros tabung diubah menjadi terpasang pada sisi tabung. Hasil dari perubahan tersebut tertampil pada gambar 4.4.

Gambar 4.4. Gambar posisi valve.


40

Pada gambar desain perancangan bab III, motor Dc yang digunakan untuk menggerakkan penggiling pada alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis arduino Uno adalah motor Dc 12 volt standar. Dalam perancangannya motor ini dipasang pada poros dari salah satu penggiling yang tidak terpasang roda gigi. Namun pada pembuatan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler arduino Uno dilakukan penggantian motor dengan menggunakan motor power window. Penggantian motor dilakukan karena torsi dari motor dc standar tidak mampu untuk menggerakkan penggiling yang berbahan kuningan dan dipasangi roda gigi sebagai penggeraknya. Penggantian motor Dc yang dilakukan mengakibatkan perubahan pula pada pemasangan motornya. Sehingga yang pada awalnya motor dipasang pada salah satu poros penggiling yang tidak dipasangi roda gigi dirubah menjadi diatas roda gigi penggiling. Perubahan pemasangan motor Dc tersebut dimaksudkan agar gilingan pertama dan gilingan ke dua bisa berputar berlawanan dan bisa terhubung langsung denga roda gigi 1 dan roda gigi 2 penggiling. Berikut adalah hasil dari perubahan peletakan yang telah dilakukan dan tertampil pada gambar 4.5.

Gambar 4.5. Gambar posisi motor power window.


41

4.1.1. Cara Kerja dan Cara Penggunaan. Proses awal dalam penggunaan alat pengekstrak kunyit otomatis ini adalah mempersiapkan beberapa bahan utama. Bahan – bahan utama yang perlu dipersiapkan terlebih dahulu adalah simplisia kunyit yang telah ditimbang dengan berat kurang lebih 0,1 g dan Etanol 90% sebanyak 200ml gambar 4.6.

Gambar 4.6. Bahan utama proses ekstraksi.

Tampilan awal pada proses pengoperasian alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler arduino uno terlampir pada gambar 4.7.

Gambar 4.7. Tampilan awal proses pengoperasian.

Proses pertama dalam pengoperasian alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler arduino Uno adalah dengan cara memasukkan sampel pada mulut penggiling. Ketika sampel kunyit telah dimasukkan sensor yang terpasang pada sisi penggiling akan mendeteksi. Hasil dari pendeteksian tersebut digunakan sebagai inputan untuk mengaktifkan motor penggiling dan merubah tampilan pada LCD yang menunjukkan proses yang sedang dilakukan. gambar 4.8.


42

Gambar 4.8. Proses Penghalusan.

Durasi lamanya proses penghalusan yang dilakukan ditentukan dalam program yaitu selama 3000ms. Kemudian, setelah proses penghalusan telah selesai dilakukan maka tampilan dari LCD akan menunjukkan proses yang akan dilakukan selanjutnya dan terlampir pada gambar 4.9.

Gambar 4.9. Pelarutan

Proses kedua yang akan dilakukan adalah operator diharapkan untuk memasukkan cairan pelarut secara manual. Cairan pelarut yang digunakan dimasukkan melalui mulut penggiling dan diikuti dengan penekanan tombool “Ok” setelah proses pemasukan cairan pelarut selesai dilakukan. Penekanan tombol “Ok” berfungsi untuk menginformasikan kepada mikrokontroler bahwa pelarut telah dimasukkan dan akan dilanjutkan ke proses selanjutnya. Proses selanjutnya yang akan dilakukan adalah perintah untuk masuk ke mode awal penginputan durasi. Gambar pada proses tersebut terlampir pada gambar 4.10.


43

Gambar 4.10. Awal proses Penginputan durasi

Proses yang terjadi pada gambar 4.12. dimaksudkan untuk menginformasikan kepada pengguna bahwa proses pelarutan akan segera dilakukan. Pada proses ini pengguna diharapkan untuk melakukan penekanan tombol “Ok” agar masuk ke pengaturan durasi atau pengaturan lamanya proses ekstraksi yang akan dilakukan. Gambar proses awal pengaturan (mode) durasi terlampir pada gambar 4.11.

Gambar 4.11. Awal Mode durasi

Pada alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler arduino Uno digunakan 2 mode pemilihan lamanya proses ekstraksi yang akan dilakukan. Mode yang pertama adalah mode menit yang akan aktif ketika dilakukan penekanan pada tombol Up dan mode Jam yang akan aktif ketika dilakukan penekanan pada tombol down. Gambar mode tersebut terlampir pada gambar 4.12.


44

Gambar 4.12. Masuk mode menit atau mode jam.

Pemilihan mode dan penginputan lamanya pewaktuan yang dimasukkan akan mempengaruhi lamanya proses ekstraksi yang akan dilakukan. Untuk rumus perhitungan untuk menentukan lamanya proses sama persis dengen perancangan yang telah di tuliskan pada bab III. Pada proses ini pengguna diminta untuk memilih durasi proses ekstraksi yang akan dilakukan. Apabila sudah menemukan mode mana yang akan digunakan pengguna diharapkan menekan tombol “Ok” untuk masuk ke proses ekstraksi berdasarkan mode yang telah dipilih. Gambar pemasukan durasi terlampir pada gambar 4.13.

Gambar 4.13. Penginputan durasi proses berdasar Mode.

Proses yang dilakukan setelah dilakukan pemilihan durasi yang akan digunakan adalah proses penginputan lamanya proses ekstraksi yang akan dilakukan. Pada proses ini pengguna diharapkan memasukkan lamanya proses yang akan dilakukan. Proses penginputan dilakukan dengan cara menekan tombol “Up” sebagai counter-up yang yang berfungsi untuk menambah


45

lamanya proses yang akan dilakukan atau menekan tombol “Down” sebagai counter-down yang berfungsi untuk mengurangi lamanya proses. Kemudian diikuti penekanan tombol “Ok” apabila penginputan lamanya proses ekstraksi telah dilakukan. Proses ekstraksi akan berlangsung selama durasi waktu yang telah diinputkan sebelumnya. Hal tersebut ditandai oleh perubahan tampilan pada LCD penampil dan dan berputarnya motor dc pengaduk. Motor dc pengaduk akan berputar berdasarkan lamanya proses durasi yang telah diinputkan sebelumnya. Terlampir pada gambar 4.14.

Gambar 4.14. Durasi lamanya proses ekstraksi dengan mode menit.

Apabila proses ekstraksi yang telah dilakukan selesai maka motor pengaduk yang terpasang pada tabung akan berhenti secara otomatis dan valve output akan tebuka untuk mengeluarkan hasil dari proses ekstraksi yang telah dilakukan. Gambar 4.15.

Gambar 4.15. Valve output terbuka


46

4.1.2. Pengujian Hasil Alat. Alat ini diuji dengan membandingkan hasil serapan (ekstraksi) kunyit berdasarkan pewaktuan atau lamanya proses ekstraksi dilakukan oleh alat dengan hasil serapan proses manual Untuk pengukuran dari hasil ekstraksi digunakan alat yang bernama Spektrofotometer. Prinsip kerja spektrofotometer adalah memancarkan cahaya polikromatis dan dipantulkan pada kisi difraksi yang memiliki fungsi untuk merubah cahaya polikromatis menjadi monokromatis pada panjang gelombang tertentu dalam satuan nm (nano meter). Cahaya polikromatis yang telah berubah menjadi cahaya monokromatis ditembakkan pada hasil serapan (ekstraksi) untuk mengetahui besarnya serapan yang diperoleh dari proses ekstraksi. Untuk pengambilan data pengukuran hasil serapan menggunakan alat Pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino uno menggunakan panjang gelombang yang sesuai dengan artikel berjudul Aplikasi Metode Spektrofotometri Visibel Untuk Mengukur Kadar Curcuminoid pada Rimpang Kunyit (Curcuma Domestica)[14]. Pada artikel tersebut ditentukan untuk pengukuran sampel kunyit menggunakan panjang gelombang sebesar 422 nm (nano meter) kemudian diukur kadar absorption (ABS) menggunakan alat Spektrofotometer. Hasil pengujian dari alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino uno yang telah dilakukan dapat dilihat pada gambar 4.16.

Gambar 4.16. Hasil ekstraksi dengan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino uno A. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 1 jam. B. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 3 Jam. C. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 24 Jam.


47

Dari gambar 4.1 dapat dilihat semakin lama proses ekstraksi yang dilakukan maka semakin pekat warna dari hasil proses ekstraksi yang dihasilkan. Perubahan warna hasil ekstraksi sama halnya terjadi pada proses yang dilakukan secara manual dan bisa dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.17. Hasil ekstraksi yang dilakukan secara manual. A. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 1 Jam. B. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 3 Jam. C. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 24 Jam.

Dari hasil ekstraksi yang telah dilakukan baik itu menggunakan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino uno dan proses yang dilakukan secara manual maka dilakukan pengukuran menggunakan alat spektrofotometer untuk mengetahui hasil dari penyerapan yang terjadi dari masing - masing larutan hasil ekstraksi. Hasil pengukuran yang telah dilakukan dapat dilihat pada tabel 4.1. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan didapatkan hasil penyerapan sesuai dengan tabel 4.1dan terdapat perbedaan hasil serapan yang didapatkan. Perbedaan tersebut kemungkinan dikarenakan perbedaan perlakuan pada proses ekstraksi yang dilakukan. Metode manual menggunakan sebuah wadah yang kedap cahaya dan ditutup rapat sehingga kedap udara. Sedangkan pada proses otomatis dalam perancangannya, tabung penampung sampel dan pelarut dibuat terbuka. Sehingga hasil pada proses ekstraksi menggunakan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis arduino ini ada kemungkinan mengalami perubahan yang dipengaruhi oleh cahaya luar dan hasil dari proses ekstraksi menjadi kurang maksimal.


48

Dari tabel hasil pengukuran yang telah dilakukan maka dapat dihitung prosentasi error dari alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis arduino Uno dengan menggunakan hasil serapan dari proses manual yang didapatkan sebagai acuannya.

=

.

− .

100%

.

Tabel 4.3. Hasil Pengukuran proses manual dan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino uno dengan menggunakan panjang gelombang sebesar 422 Nm.

Absorption (ABS)

Durasi

Manual

Otomatis

Error (%)

1 Jam

2,852

2,661

6,69

3 Jam

2,901

2,847

1,86

24 Jam

2,979

2,978

0,1

Maka prosentase error yang didapatkan dari data percobaan maka dapat dicari rata – ratanya. rata − rata = rata rata =

Jumlah error Jumlah percobaan

8,65% 3

Error rata – rata = 2,88%

Dari data yang didapatkan hasil serapan (ekstraksi) dengan proses otomatis lebih sedikit daripada menggunaan proses yang dilakukan secara manual. Kemudian, dari data tabel tersebut dapat dicari perhitungan rata – rata error nya. Dari hasil perhitungan rata – rata eror yang didapatkan, alat ini mampu bekerja dengan baik karena memiliki error rata-rata dibawah 5% yaitu sebesar 2.88%.


49

4.2. Hasil Pengujian 4.2.1. Pengujian Sensor. Pengujian sensor pada alat pengekstrak otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno ini untuk mengetahui besar tegangan yang masuk ke pin mikrokontroler Arduino Uno saat mendeteksi adanya sampel yang masuk. Pengambilan data berikut menggunakan jarak maksimal pendeteksian antara dinding pembatas gilingan yaitu 7,4 Cm. Tabel 4.4. Pengambilan data Adjustable Infrared Sensor Pengujian

Jarak

Tegangan Masukan (Volt)

(Cm)

Terhalang

Tidak terhalang

1

1

4,98

0

2

1,5

4,98

0

3

2

4,98

0

4

2,5

4,98

0

5

3

4,98

0

6

3,5

0,98

0

7

4

0,98

0

8

4,5

0,98

0

9

5

0,98

0

10

5,5

0,98

0

11

6

0,98

0

12

6,2

0,98

0

13

6,5

0,98

0

14

6,7

0,98

0

15

7

0,98

0

16

7,2

0,98

0

17

7,4

4,98

0


50

Dari data percobaan pendeteksian yang telah dilakukan maka dapat di hitung tingkat keberhasilanpendeteksiannya yaitu: Tingkat Keberhasilan =

6 x 100% = 35,29% 17 percobaan

Disamping memiliki tingkat keberhasilan dalam pendeteksian yang cukup kecil yaitu 29.41% penggunaan sensor ini kurang efektif karena bentuk sensor yang cukup besar terhadap penggiling. Sehingga posisi pemasangannya akan memakan tempat. Oleh karena itu pada pembuatan alat pengekstrak kunyit otomatis ini perangkat deteksi diganti dengan menggunakan Fototransistor dan Infrared yang dipasang menggunakan metode through beam atau antara pemancar dan pengirim dipasang sejajar atau saling berhadapan sehingga sinar yang dipancarkan oleh pemancar akan langsung diterima oleh penerima. Ketika sinar tersebut tidak bisa diterima oleh penerima sensor atau terhalang suatu objek maka, ketidakmampuan penerima untuk menerima sinar yang dikirimkan oleh pengirim dijadikan sebagai masukan pada Arduino UNO yang menandakan adanya masukan atau input. Pada Alat Pengekstrak Kunyit Otomatis, digunakan fototransistor sebagai pendeteksi sampel yang akan diekstraksi. Pemilihan penggunaan sensor ini selain mudah dalam penggunaannya pada perancangan, sensor ini tidak memakan tempat dan memiliki respon yang cukup baik terhadap benda yang terdeteksi pada pembacaannya. Sensor cara pendeteksian sensor ini adalah On/Off atau dengan menggunakan metode switch. Dalam pembacaannya sensor ini mampu mendeteksi benda mendeteksi kunyit yang memiliki berat 0,1 gram yang memiliki dimensi kurang lebih 10 x 10 mm dengan ketebalan kurang lebih 1 - 2 mm .

4.2.2. Fototransistor Fototransistor adalah sebuah salah satu komponen yang berfungsi sebagai detektor cahaya yang dapat mengubah efek cahaya menjadi sinyal listrik. Karena itu fototransistor termasuk dalam detektor optik transistor bipolar yang memakai kontak base-collector yang menjadi permukaan agar dapat menerima cahaya sehingga dapat digunakan menjadi sensor cahaya [14]. Fototransistor dapat dikatakan sebagai sensor yang baik karena memiliki kelebihan yaitu mampu mendeteksi sekaligus menguatkan satu komponen tunggal dibandingkan dengan


51

fotodioda. Bahan utama dari fototransistor adalah silikon atau germanium dan memiliki dua tipe yaitu tipe NPN dan PNP. Fototransistor dapat digunakan dalam dua pilihan mode yaitu: 1. Mode aktif / linier : dalam mode aktif, keluaran dari photo transistor sesuai dengan intensitas cahaya yang dibiaskan kepadanya. 2. Mode switch : dalam mode switch, fototransistor akan saturasi pada saat menerima sinar infrared dan cut off pada saat tidak menerima sinar infrared . Fototransistor memiliki beberapa karakteristik yang sering digunakan dalam perancangan, yaitu: 1. Dalam rangkaian jika menerima cahaya akan berfungsi sebagai resistan. 2. Dapat menerima penerimaan cahaya yang redup (kecil). 3. Semakin tinggi intensitas cahaya yang diterima, maka semakin besar pula resistan yang dihasilkan. 4. Memerlukan sumber tegangan yang kecil. 5. Menghantarkan arus saat ada cahaya yang mengenainya. 6. Penerimaan cahaya dilakukan pada bagian basis. 7. Apabila tidak menerima cahaya maka tidak akan menghantarkan arus. Berdasarkan tanggapan spektral, sifat – sifat dan cara kerja dari fototransistor tersebut, maka perubahan cahaya yang kecil dapat dideteksi. Oleh karena itu fototransistor digunakan sebagai detektor cahaya yang peka, terutama terhadap cahaya inframerah [15]. Pada penelitian ini output dari fototransistor dihubungkan pada mikrokontroler arduino sehingga perlu resistor yang sesuai dengan arus maksimal yang bisa diterima arduino, sehingga bisa di hitung menggunakan rumus : R =

Dimana :

I

R

= Hambatan yang dibutuhkan

V

= Tegangan yang mengalir

I

= Arus maksimal yang diterima mikrokontroler

Sedangkan untuk output dari suatu fototransistor dapat didapatkan dari emitter ataupun kolektor, seperti pada gambar 4.18.


52

Gambar 4.18. Output phototransistor pada beberapa terminal (a) output fototransistor didapat dari terminal kolektor (b) output fototransistor didapat dari terminal emitter Dibutuhkan sebuah resistor sebagai pull-up dengan nilai resistansi yang telah di tententukan. Nilai resistansi yang dibutuhakan pada perancangan sensor ini dapat dihitung dengan rumus atau menggunakan hukum ohm yaitu :

R = 220 Ω V = 5 Volt

I= I=

Ω

= 27,7

Pada perancangan digunakan resistor (R) sebesar 220Ω, sehingga diperoleh nilai arus yang mengalir sebesar 27,7mA atau tidak melebihi arus maksimal pada sensor yaitu 50mA. Perancangan dari sensor pototransistor yang digunakan pada alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino uno tertampil pada gambar 4.8. Untuk pengujian dari sensor tersebut dapat dilihat pada tabel 4.5.


R2

R3

220

1k

R4 IR RX IR TX

2 1

CONN-SIL2

2 1

1k

PIN ARD 1 CONN-SIL1

CONN-SIL2

Gambar 4.19. Rangkaian sensor pototransistor

Tabel 4.5. Data hasil pengujian sensor pototransistor Pengujian

Jarak

Tegangan Masukan (Volt)

(Cm)

Terhalang

Tidak terhalang

1

1

4,55

0

2

1,5

4,53

0

3

2

4,55

0

4

2,5

4,55

0

5

3

4,55

0

6

3,5

4,55

0

7

4

4,56

0

8

4,5

4,55

0

9

5

4,55

0

10

5,5

4,55

0

11

6

4,55

0

12

6,2

4,55

0

13

6,5

4,55

0

14

6,7

4,55

0

15

7

4,55

0

16

7,2

4,55

0

17

7,4

4,55

0

53


54

Dari data yang didapatkan bisa dilihat bahwa penggunaan sensor fototransistor lebiih handal penggunaannya dalam perancangan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno dibandingkan dengan Adjustable Infrared Sensor.

4.2.3. Pengujian Tombol Push button Pengujian tombol pada

tombol push button alat pengekstrak otomatis berbasis

mikrokontroler Arduino Uno ini untuk mengetahui besar tegangan yang masuk ke pin mikrokntroler Arduino Uno saat ditekan dan pada saat tombol tidak ditekan. Data hasil pengujian tombol push button dapat dilihat pada tabel.

Tabel 4.6. Data hasil pengujian tombol push button Nama Tombol

Pin Mikrokontroler

Tegangan Masukan (Volt) Tombol Ditekan

Tombol Tidak Ditekan

Ok

Pin A.1

0

4,78

Up

Pin A.2

0

4,78

Down

Pin A.3

0

4,78

Pada tabel 4.5. Dapat dilihat bahwa saat tombol ditekan maka tegangan masukan pin mirokontroler Arduino Uno adalah 0 volt atau Logika “low” dan saat tombol tidak ditekan tegangan masukkan pada pin mikrokontroler Arduino Uno adalah 4,78 volt atau logika “high”. Sesuai dengan hasil pengujian yang ditabelkan pada tabel 4.5., dapat disimpulkan bahwa tombol navigasi dapat bekerja sesuai dengan perancangan.

4.2.4. Pengujian Driver Motor DC shield Pengujian driver motor dc pada alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno menggunakan driver motor shield 2 Ampere dan Power supply 12 Volt 2 Ampere pada alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno bertujuan untuk mengetahui respon motor dc terhadap outputan yang diberikan oleh mikrokontroler Arduino Uno.


55

Tabel 4.7. Data pengujian driver motor shield dan power supply Dc 12 Volt 2 Ampere. No

Output Arduino (Volt)

Beban

High

Tanggapan Motor Penggiling

Motor Pengaduk

Valve

1

Tidak ada

5

Aktif

Aktif

Aktif

2

Penggiling

5

Tidak

Aktif

Aktif

3

Penggiling

5

Tidak

Aktif

Atif

dan sampel

Dari data percobaan yang telah dilakukan maka dapat dihitung prosentase tingkat keberhasilannya yaitu: Tingkat keberhasilan =

2 x 100% = 66,67% 3 percobaan

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan dan dihitung prosentase errornya maka driver motor shield tidak layak digunakan arena memiliki prosentase error yang cukup besar yaitu 66,67%. Sehingga dalam pembuatan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino Uno, dilakukan penggantian pada bagian power supply dan driver motor shield menggunakan power supply 12 Volt, 5 Ampere dan menggunakan rellay sebagai driver motor untuk mengaktifkan dan me non aktifkan motor dc. Penggantian driver motor shield dilakukan karena pada rangkaian driver motor shield menggunakan IC L298P yang memiliki arus maksimal sebesar 2 Ampere sehingga akan rusak apabila digunakan power supply yang memiliki arus sebesar 5 Ampere. Berikut ini adalah pengujian yang dilaukan menggunakan rellay sebagai driver motor dan power supply 12 Volt, 5 Ampere.

Tabel 4.8. Data pengujian driver motor dengan relay dan power supply Dc 12 Volt 5 Ampere No

Beban

Output Arduino (Volt) High

Tanggapan Motor Penggiling

Motor Pengaduk

Valve

1

Tidak ada

5

Aktif

Aktif

Aktif

2

Penggiling

5

Aktif

Aktif

Aktif

3

Penggiling

dan 5

Aktif

Aktif

Atif

sampel


56

Dari percobaan yang telah dilakukan maka, pada pembuatan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis Arduino Uno digunakan rellay sebagai driver motor dan power supply 12 Volt 5 Ampere. Berikut ini adalah rangkaian dari driver motor dc dengan menggunakan rellay.

Q2

R2

TIP31 10k

RL2

MOTOR3 2 1

D2

CONN-SIL2

DIODE

12v

NTE-R46-12

DC 5V 2 1 CONN-SIL2

Q1

R1

TIP31 10k

ARDUINO PIN

CONN-SIL3

RL1

MOTOR2 2 1

D1

CONN-SIL2

DIODE

12v

3 2 1

NTE-R46-12

12v

DC 12V 2 1 CONN-SIL2

Q3

R3

TIP31 10k

RL3

MOTOR1 2 1

D3

CONN-SIL2

DIODE

12v

NTE-R46-12

Gambar 4.20. Rangkaian driver motor dengan menggunakaan relay.

4.3. Analisa Perangkat Lunak Arduino 4.3.1. Inisialisasi Inisialisasi pada perangkat lunak arduino berisi tentang pendefinisian dari fungsi dan variabel yang digunakan dalam proses pengoperasian data pin input output pada alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler arduino Uno. Dalam implementasinya inisialisai pin input output sudah sesuai dengan perancangan pada bab III dan bisa dilihat pada gambar 4.21.


57

Gambar 4 .21. Gambar inisialisasi I/O

Implementasi dari diagram utama yang dirancang pada bab III dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Implementasi diagram utama dapat dilihat pada gambar 4.22. dan hasil dari pengujuan dapat dilihat pada gambar 4.7.

Gambar 4 .22. Gambar diagram utama


58

4.3.2. Implementasi Pembacaan sensor Implementasi dari pembacaan sensor dari alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno yang dirancang pada bab III dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Yaitu ketika sensor tidak mendeteksi adanya sampel yang masuk akan menggerakkan motor penggerak penggiling dan akan menampilkan proses yang sedang dilakukan pada LCD penampil. Berikut adalah listing programnya terlampir pada gambar 4.23. dan hasil pengujiannya dapat dilihat pada gambar 4.8 dan 4.9.

Gambar 4.23. Implementasi program pembacaan sensor.


59

4.3.1. Implementasi Pemilihan Mode Implementasi dari pemilihan mode dari alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno yang dirancang pada bab III dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Yaitu bisa dilakukan pemilihan mode yang ingin digunakan. Berikut adalah listing programnya bisa dilihat pada gambar 4.24. Sedangkan untuk pengujuiannya dapat dilihat pada gambar 4.11.

Gambar 4.24. Implementasi program pemilihan mode


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Setelah melakukan perancangan dan pengujian pada alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno peneliti dapat menarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Telah dapat dibuat alat pengekstrak kunyit yang dapat bekerja secara otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno dan menggunakan metode maserasi sebagai metode pengekstrakannya. 2. Prosentase kadar ekstraksi yang didapatkan dengan menggunakan alat pengekstrak kunyit otomatis berbasis mikrokontroler Arduino Uno lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan proses manual dan memiliki tingkat kesalahan sebesar 2,88%. 3. Proses ekstraksi lebih cepat karena hanya dengan menggunakan satu alat saja dan tidak memakan waktu dalam persiapannya walaupun masih terdapat kekurangan pada bagian valve outputnya. 4. Semakin lama proses ekstraksi yang dilakukan maka akan semakin besar juga hasil serapan (Absorption) yang akan didapatkan.

5.2. Saran Berdasarkan hasil implementasi yang diperoleh, untuk pengembangan lebih lanjut ada beberapa saran agar alat ini dapat bekerja lebih baik, yaitu : 1. Dilakukan perancangan ulang pada bagian penggiling tepatnya pada bagian roda gigi agar putaran dari penggiling lebih stabil dan tidak menimbulkan suara yang berisik. 2. Penambahan tutup atau cover pada tabung penampung agar pada saat proses pengekstrakkan tidak terpengaruh oleh cahaya luar. 3. Penggantian valve output yang lebih baik dari electric solenoid valve yang digunakan agar proses pengeluaran bisa lebih lancar dan cepat.

60


62

DAFTAR PUSTAKA [1]

anonim, 1979, Farmakope Indonesia Edisi III, DepartemenKesehatan RI, Jakarta, Indonesia

[2]

anonim, ------, IlmuResepJilid 1,BaktiHusada, DepartemenKesehatan RI, Jakarta Indonesia. hal. 61 – 62.

[3]

-----,-----, Arduino Uno, http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno, diakses 19 februari 2013, pukul 1.05 WIB.

[4]

----, 2009, Datasheet Atmega48PA/88PA/168PA/328P,Atmel.

[5]

----,----, Arduino, Interupt, dan Timers, http://www.funnyrobotics.com/2011/06/arduino-interrupts-and-timers.html, diakses 20 februari 2013, pukul 2.30 WIB.

[6]

----, ----, Switches, TheElektronics Club, http://www.kpsec.freuk.com/components/switch.html, diaksess 24 februari 2013, pukul 16.30 WIB.

[7]

----,----, Fototransistor, http://shatomedia.com/2008/12/fototransistor/

[8]

----,----, DFRobot, Arduino Motor Shield (L298N) (SKU:DRI0009) http://www.dfrobot.com/wiki/index.php?title=Arduino_Motor_Shield_%28L298N%29 _%28SKU:DRI0009%29, diaksess 3 maret 2013, pukul 15.15 WIB

[9]

----, 2010, Datasheet Electric Solenoid Valve. Seed studio Works.

[10]

Agung, I. G, A, P, R., dan Surwayan, K.A., 2007, Perancangan dan Realisasi Penghitung Frekuensi Detak Jantung Berbasis Mikrokontroler AT89S52, Majalah Ilmiah Teknologi Elektro Universitas Udayana, vol. 6, no. 2, hal 13-19.

[11]

----, 2007, Datasheet LCD LMB162AFC, Shenzhen Topway Technology Co.,Ltd.

[12]

----,----, http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/27627/4/Chapter%20I.pdf. diaksess pada tanggal 28 Februari 2013 pukul 16.50 WIB.

[13]

----, ----, http://www.orion-led.com/index/about, di aksess tanggal 28 Februari 2013 pukul 16.20 WIB.

61

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI [14]

62

-----, -----, Merangkai Elektronika, http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24865/4/Chapter%20II.pdf, diakses tanggal 14 Maret 2013.

[15]

Bernadeta Wuri Harini, Rini Dwiastuti dan Lucia Wiwid Wijayanti, 2012., Aplikasi Metode Spektrofotometri Visibel Untuk Mengukur Kadar Curcuminoid pada Rimpang Kunyit (Curcuma Domestica)., Seminar Nasional Sains dan Teknologi (SNAST) Peridoe III.

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR LAMPIRAN L1. Listing Program ........................................................................................................... L1 L2. Rangkaian Keseluruhan .............................................................................................. L2 L3. Data Sheet komponen................................................................................................... L3

62

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI LISTING PROGRAM L1. Listing Program Keseluruhan //===================================Inisialisasi===================================== #include const int M1 = 10; const int M2 = 9; const int M3 = 8; const int T1 = A5; const int T2 = A1; const int T3 = A2; const int T4 = A3; const int T5 = A4; LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); int buttonstate1 = 1; int buttonstate2 = 1; int buttonstate3 = 1; int buttonstate4 = 1; int buttonstate5 = 1; int z = 0; String hitung =""; long counter = 0L; long delayMotor = 0L; long delayDetik = 0L; int state = 0; int detikMenit = 0;

L1-1


L1-2

void setup () { pinMode (M1, OUTPUT); pinMode (M2, OUTPUT); pinMode (M3, OUTPUT); pinMode (T1, INPUT); pinMode (T2, INPUT); pinMode (T3, INPUT); pinMode (T4, INPUT); pinMode (T5, INPUT); lcd.begin(16, 2); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("

PROSES");

lcd.setCursor(1,1); lcd.print("MASUKKAN SAMPEL"); digitalWrite(M3, HIGH); delay(100); digitalWrite(M2, HIGH); delay(100); digitalWrite(M1, HIGH); delay(100); sensor(); mode(); } //=================================Membersihkan tampilan LCD ========================== void bersih_LCD()

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI { lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("

");

lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("

");

} //Pembacaan Sensor void sensor(){ ulang:; buttonstate1 = digitalRead(T1); buttonstate2 = digitalRead(T2); delay (10); if (buttonstate1 == HIGH) { bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" PROSES"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" PENGHALUSAN "); digitalWrite(M1, LOW); delay (3000); digitalWrite(M1, HIGH); bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" MASUKKAN"); lcd.setCursor(0, 1);

L1-3


L1-4

lcd.print(" PELARUT"); z = 1; pelarutan(); // } } else { digitalWrite(M1, HIGH); } goto ulang; } //=================================Masuk Prosess Pemilihan MODE ======================== void pelarutan(){ ngulang:; buttonstate2 = digitalRead(T2); if ((z==1) && (buttonstate2 == LOW)) { buttonstate2 = HIGH; bersih_LCD(); delay (600); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" PELARUTAN"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("MASUKKAN DURASI"); z = 2; // break; }


L1-5

if ((z==2) && (buttonstate2 == LOW)) { bersih_LCD(); delay (600); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("

DURASI");

lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" Up=Min, Dwn=Hr"); mode(); } goto ngulang; } //==========================Pemilihan MODE menit / Jam================================ void mode(){ ngulang2:; buttonstate2 = digitalRead(T2); buttonstate3 = digitalRead(T3); buttonstate4 = digitalRead(T4); if (buttonstate3 == LOW) { buttonstate3 = HIGH; bersih_LCD(); delay (600); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Masuk Mode Menit"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Setuju Tekan OK");

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI z=1; } if (buttonstate4 == LOW) { buttonstate4 = HIGH; bersih_LCD(); delay (600); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Masuk Mode Jam"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Setuju Tekan OK"); z=2; } if(buttonstate2 == LOW && z == 1){ buttonstate2 == HIGH; bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Mode Menit"); lcd.setCursor(0, 1); hitung = " ("; hitung.concat(counter); hitung = hitung + ") Menit"; lcd.print(hitung); hitung = ""; menit(); }

L1-6


L1-7

else if(buttonstate2 == LOW && z == 2){ buttonstate2 == HIGH; bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Mode Jam"); lcd.setCursor(0, 1); hitung = " ("; hitung.concat(counter); hitung = hitung + ") Jam"; lcd.print(hitung); hitung = ""; jam(); } goto ngulang2; } //================================Counter UP Menit================================== void menit(){ ngulang3:; buttonstate2 = digitalRead(T2); buttonstate3 = digitalRead(T3); buttonstate4 = digitalRead(T4); if (buttonstate3 == LOW) { buttonstate3 = HIGH; counter = counter + 1L; delay(1000);

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Mode Menit"); lcd.setCursor(0, 1); hitung = " ("; hitung.concat(counter); hitung = hitung + ") Menit"; lcd.print(hitung); hitung = ""; state = 1; } else if (buttonstate4 == LOW) { buttonstate4 = HIGH; counter = counter - 1L; delay(1000); bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Mode Menit"); lcd.setCursor(0, 1); hitung = " ("; hitung.concat(counter); hitung = hitung + ") Menit"; lcd.print(hitung); hitung = ""; state=1;

L1-8

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI } else if (buttonstate2 == LOW && state == 1) { buttonstate2 = HIGH; bersih_LCD(); motor(z); } goto ngulang3; } //=========================Counter UP JAM======================== void jam(){ ngulang4:; buttonstate2 = digitalRead(T2); buttonstate3 = digitalRead(T3); buttonstate4 = digitalRead(T4); if (buttonstate3 == LOW) { buttonstate3 = HIGH; counter = counter + 1; delay(1000); bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Mode Jam"); lcd.setCursor(0, 1); hitung = " ("; hitung.concat(counter); hitung = hitung + ") Jam";

L1-9

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI lcd.print(hitung); hitung = ""; state=1; } else if (buttonstate4 == LOW) { buttonstate4 = HIGH; counter = counter - 1; delay(1000); bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Mode Jam"); lcd.setCursor(0, 1); hitung = " ("; hitung.concat(counter); hitung = hitung + ") Jam"; lcd.print(hitung); hitung = ""; state=1; } else if (buttonstate2 == LOW && state==1) { buttonstate2 = HIGH; bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Prs. Pelarutan"); motor(z);

L1-10

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI } goto ngulang4; } //============================ Perhitungan Delay =================== void motor(int i){ if(i==1){ detikMenit = 1; delayMotor = (counter * 60000L) ; delayDetik = delayMotor/1000L; countDown(delayMotor,delayDetik,detikMenit); } else if(i==2){ detikMenit = 2; delayMotor = (counter * 3600000L) ; delayDetik = delayMotor/1000L/60L; countDown(delayMotor,delayDetik,detikMenit); } } //========================= Counter Down =========================== void countDown(long delayMotor,long delayDetik,int detikMenit){ ngulang6:; if(delayDetik > 0L && detikMenit == 1){ digitalWrite(M2, LOW); delay(1000); bersih_LCD();

L1-11

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI delayDetik = delayDetik - 1; lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Pelarutan"); lcd.setCursor(0, 1); hitung = " ("; hitung.concat(delayDetik); hitung = hitung + ") Detik"; lcd.print(hitung); hitung = ""; } else if(delayDetik > 0L && detikMenit == 2){ digitalWrite(M2, LOW); delay(60000); bersih_LCD(); delayDetik = delayDetik - 1; lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Pelarutan"); lcd.setCursor(0, 1); hitung = " ("; hitung.concat(delayDetik); hitung = hitung + ") Menit"; lcd.print(hitung); } else{ digitalWrite(M2, HIGH);

L1-12

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI delay(1000); bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Pelarutan"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" Selesai"); valve(); } goto ngulang6; } void valve(){ bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Output"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Valve Dibuka"); delay(3000); digitalWrite(M3, LOW); delay (30000); digitalWrite(M3, HIGH); selesai(); } void selesai(){ ngulang7:; buttonstate2 = digitalRead(T2);

L1-13

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI if (buttonstate2 == LOW){ bersih_LCD(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Tekan OK"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Untuk Mengulang"); } else if (buttonstate2 == HIGH){ z=0; counter=0; delayMotor = 0L; delayDetik = 0L; state = 0; detikMenit = 0; delay(100); setup(); } goto ngulang7; } void loop () { }

L1-14

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L58. Rangkaian Keseluruhan

3 2 1 TOMBOL

A0 A1 A2 A3 A4 A5

Analog Input

1

5V

Vin

1


SENSOR

1

Power

ARDUINO

RST AREF

1

GND

3V3

Rangkaian Keseluruhan

D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

1

LED

MOTOR DC 1

MOTOR DC 2

ELECTRIC SOLENOID

1 2 3 4 5 6

LCD

Rangkaian Pull Up Tombol

Rangkaian Sensor

L2-1


Rangkaian Driver Motor

Rangkaian LCD

L2-2

ALAT PENGEKSTRAK KUNYIT OTOMATIS BERBASIS ARDUINO UNO

Recommend Documents