LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING TAHUN KE-I IDENTIFIKASI DAGING SEGAR MENGGUNAKAN SENSOR WARNA RGB TCS3200-DB

REKAYASA

LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING

TAHUN KE-I IDENTIFIKASI DAGING SEGAR MENGGUNAKAN SENSOR WARNA RGB TCS3200-DB

TAHUN KE-II IDENTIFIKASI DAGING SEGAR DAN BUSUK MENGGUNAKAN SENSOR pH METER DIGITAL Oleh: Ir. Prastyono Eko Pambudi, M.T. Edhy Sutanta, S.T., M.Kom. Mujiman, S.T., M.T. Dibiayai oleh: DIPA Kopertis Wilayah V Tahun Anggaran 2014 Nomor: SP DIPA-023.04.2.189971/2014; Tanggal 05 Desember 2013 Beserta Revisinya, Kode Kegiatan 2013.109

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 2014 i

ii

iii

iv

A. LAPORAN HASIL PENELITIAN RINGKASAN Tingginya kebutuhan daging dan terbatasnya ketersediaan daging di pasaran, membuat harga daging menjadi mahal dan semakin banyak pedagang daging yang mencampurkan daging busuk ke dalam daging segar. Untuk menghindari resiko, masyarakat sebagai konsumen harus mewaspadainya dan mengetahui karakteristik daging busuk dan perbedaannya dengan daging segar. Penelitian ini merupakan kelanjutan hasil Penelitian Tahun I yang berhasil mengembangkan alat identifikasi daging segar dan busuk berdasarkan sensor warna RGB. Penelitian Tahun ke II ini merancang alat identifikasi daging sebagai alat bantu bagi konsumen pada umumnya dan petugas instansi terkait pada khususnya dalam mengidentifikasi daging yang beredar di pasaran, apakah daging yang dijual oleh pedagang benar-benar daging segar atau daging busuk. Peralatan dikembangkan didasarkan pada sensor pH meter digital, yaitu alat pengukur pH yang digunakan untuk mengetahui apakah daging dalam keadaan segar ataukah sudah busuk berdasar pada nilai asam, basa, atau netral. pH meter bekerja berdasarkan sensor, salah satunya adalah pH Meter Digital dengan sensor pH berupa elektroda gelas. Prinsip kerja pH Meter Digital adalah membandingkan perbedaan potensial dari elektroda pada sensor dengan ion elektron khususnya H+ pada daging yang diukur. Dengan menggunakan penguatan tegangan Op-Amp yang memiliki impedansi input tinggi dapat ditampilkannya sinyal berupa tegangan (mV) yang diubah ke bentuk digital dengan Analog to Digital Converter sehingga nilai penguatan pH dapat ditampilkan dan terbaca pada layar LCD/peraga (display). Kata kunci: asam, daging busuk, daging segar, pH Meter Digital, elektroda gelas.

v

KATA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan segala rahmat, hidayah, serta inayah-Nya, sehingga kami dapat melaksanakan penelitian dan menyusun laporan penelitian ini. Pelaksanaan penelitian dan penyusunan laporan ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak, baik moral maupun spiritual. Sehubungan dengan hal tersebut, kami mengucapkan terima kasih kepada Yang Terhormat Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan Nasional yang membiayai pelaksanaan penelitian ini, Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta yang telah memfasilitasi terlaksananya penelitian sehingga berjalan lancar, serta pihak lain yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu. Peneliti menyadari bahwa penelitian ini masih terdapat kekurangan, oleh karenanya peneliti mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca untuk perbaikan pelaksanaan dan laporan penelitian pada tahap selanjutnya. Akhir kata semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat dan berguna bagi khalayak masyarakat terutama yang terkait dengan kebutuhan deteksi daging.

Yogyakarta, Ketua Peneliti,

Ir. Prastyono Eko Pambudi, M.T.

vi

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN SAMPUL ........................................................................... HALAMAN PENGESAHAN................................................................. SURAT PERNYATAAN........................................................................ BERITA ACARA SERAH TERIMA LAPORAN PENELITIAN & .... & BERITA ACARA LAPORAN PENGGUNAAN DANA PENELITIAN HIBAH BERSAING

i ii iii iv

A. LAPORAN HASIL PENELITIAN RINGKASAN ......................................................................................... KATA PENGANTAR ........................................................................... DAFTAR ISI...........................................................................................

v vi vii

BAB I. PENDAHULUAN..................................................................... 1.1 Latar Belakang Masalah.................................................................... 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 1.3 Batasan Masalah................................................................................

1 1 2 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA........................................................... 2.1 Pengertian Daging............................................................................. 2.1.1 Cara Menentukan Kualitas Daging ................................................ 2.1.2 Daging Sapi Gelonggongan ........................................................... 2.2 Cara Menentukan Kualitas Daging .................................................. 2.3 Penentuan Kadar pH ......................................................................... 2.3.1 Nilai tetapan Asam......................................................................... 2.3.2 Kadar pH Larutan........................................................................... 2.4 pH Meter Digital ...............................................................................

3 3 4 4 5 5 6 7 8

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN......................... 3.1. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3.2. Manfaat Penelitian ..........................................................................

10 10 10

BAB IV METODE PENELITIAN .................................................... 4.1 Metode dan Identifikasi Pengukuran ............................................... 4.2 Konsep Dasar Perancangan Alat pH Meter Digital .......................... 4.3 Perancangan Alat Ukur pH Meter Digital......................................... 4.3.1 Catu Daya dari Alat Ukur .............................................................. 4.3.2 Rangkaian pH Meter Digital .......................................................... 4.3.2.1 Penguatan pada Sensor................................................................ 4.3.2.2 Konversi Analog ke Digital dengan ICL 7107 ........................... 4.4 Cara Pengukuran Perancangan.......................................................... 4.4.1 Pengambilan Sample Larutan ........................................................ 4.4.2 Kalibrasi Alat Ukur pH Meter Digital ........................................... 4.4.3 Menganalisis dan Perbandingan Pengukuran.................................

11 11 11 12 12 13 13 14 15 15 16 17

vii

BAB V HASIL YANG DICAPAI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Cara Kerja Alat ................................................................................ 5.2 Metode Pengujian.............................................................................. 5.2.1 Pengamatan Daging Sapi Non SNI Segar dan Busuk .................... 5.2.2 Pengamatan Daging Sapi SNI Segar dan Busuk............................ 5.3. Pembahasan......................................................................................

18 18 18 20 22 24

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Kesimpulan ....................................................................................... 6.2 Saran..................................................................................................

26 26 26

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 28 LAMPIRAN: LAMPIRAN I Laporan Keuangan Penelitian Hibah Bersaing LAMPIRAN II Hasil Kontruksi I Alat Identifikasi Daging dengan Sensor Warna Hasil Kontruksi II Alat Identifikasi Daging dengan pH Meter Digital LAMPIRAN III Personalia Tenaga penelitian & Kualifikasinya B. LAPORAN KEUANGAN ................................................................ C. DRAFT NASKAH PUBLIKASI .....................................................

viii

41 46

1

BAB 1 PENDAHULUAN

I.I. Latar Belakang Masalah Tingginya kebutuhan masyarakat terhadap daging setiap harinya dan tingginya harga daging, serta langkanya daging di pasaran menyebabkan banyak pedagang daging nakal mencoba mencampurkan daging segar dengan daging yang sudah rusak untuk memperoleh keuntungan yang lebih besar walaupun dengan cara yang tidak dibenarkan atau tidak halal. Hal ini tentu merugikan konsumen. Kondisi tersebut menjadi alasan diperlukannya perangkat alat bantu untuk dapat mendeteksi kondisi daging yang dikonsumsi oleh masyarakat, yaitu berupa peralatan pH Meter digital, sekaligus menyempurnakan hasil penelitian tahun sebelumnya berupa alat pendeteksi daging dengan menggunakan sensor warna TCS3200DB. Peralatan pH Meter Digital digunakan untuk mengetahui kadar daging basah yang diuji apakah termasuk dalam kadar asam atau basa. Asam adalah zat yang dapat memberikan ion hidrogen bermuatan positif, atau proton (H+). Contoh: HCL dan HNO3. Basa didefinisikan sebagai zat yang dapat menerima (H+). Banyak pengujian kadar asam dan basa dahulu dilakukan dengan menggunakan kertas lakmus yang dicelupkan ke dalam larutan. Kertas tersebut akan berubah warnanya menjadi warna tertentu, warna kertas lakmus yang telah berubah tersebut kemudian dibandingkan dengan pengukur pH yang terdiri dari beberapa warna yang menandakan kadar pH larutan. Setiap larutan memiliki kadar pH yang berbeda, tergantung dari larutan itu sendiri. Untuk larutan kadar Asam memiliki nilai di bawah 7 dan larutan kadar basa memiliki nilai di atas 7, sedangkan kadar pH 7 adalah kadar pH yang netral, berarti larutan tersebut tidak terdapat bahan atau senyawa yang berifat asam maupun basa. Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa alat ukur pH dapat dimanfaatkan untuk mengetahui kadar asam dan basa. Sebagai contoh kasus uji kadar pH yang terdapat pada minuman berkarbonisasi seperti Fanta dan Coca-Cola, setelah diukur dengan menggunakan pH meter maka didapatkan hasil bahwa Fanta berwarna merah memiliki kadar pH sebesar 3,4 (asam) dan Coca-Cola memiliki kadar pH sebesar 2,3 (termasuk asam kuat) ini adalah nilai yang mendekati kadar pH pada larutan H2SO4. Daging yang dimasukkan ke dalam larutan CocaCola dan dibiarkan selama satu hari atau satu malam, maka dapat dilihat daging tersebut hancur. Dengan menggunakan pH Meter digital, maka hasil pengukuran akan lebih akurat dan

2

dapat diketahui oleh pengguna yang awam secara lebih mudah, karena tinggal membaca tampilan nilai angka pada layar LCD/peraga (display). pH Meter Digital dapat dimanfaatkan untuk mengukur kadar asam atau basa dalam berbagai jenis larutan, termasuk pengukuran pH pada daging yang menjadi fokus penelitian pada Tahun II ini.

1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Bagaimana membuat rancangan alat identifikasi kondisi daging apakah dalam kondisi segar atau busuk dengan menggunakan sensor warna RGB TCS3200-DB dan pH Meter digital, sehingga masyarakat dapat mengetahui kondisi daging yang layak untuk dikonsumsi. b. Bagaimana kinerja alat pengidentifikasi daging yang dirancang dapat bekerja dengan baik dan handal.

1.3. Batasan Masalah Perancangan alat identifikasi daging segar atau busuk dalam penelitian ini lebih difokuskan pada sistem pembaca nilai warna RGB dan kadar pH pada daging dengan batasan sebagai berikut: a. Informasi yang ditampilkan pada layar LCD/peraga (display) adalah teks nilai kekuatan warna daging dan kadar pH daging. b. Sensor warna yang digunakan adalah RGB TCS3200-DB dari Parallax.Inc. c. uC yang digunakan berasal dari keluarga AVR dari Atmel, yaitu ATMega8535 atau ATMega16. d. Sensor yang digunakan pada pH Digital Meter adalah elektroda gelas, ICL 7107, dan AMT 16M. e. Daging yang diidentifikasi adalah daging sapi yang disimpan kurang dari 24 jam tanpa proses pendinginan atau pembekuan.

3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Daging Daging merupakan salah satu produk pangan asal hewani yang mempunyai gizi tinggi karena mengandung karbohidrat, protein, lemak, vitamin dan mineral. Yang dimaksud dengan daging ialah bagian yang diperoleh dari pemotongan ternak baik ternak besar seperti sapi, kerbau, kuda, dll., maupun ternak kecil seperti kambing, domba maupun ternak unggas, dll. Namun demikian daging yang tidak sehat bila dikonsumsi dapat menyebabkan berbagai macam penyakit seperti keracunan bagi yang mengkonsumsi, untuk itu perlu diketahui jenis dan kriteria daging yang sehat dan segar serta layak dikonsumsi. Secara umum daging yang sehat dan baik adalah daging yang berasal dari ternak yang sehat, disembelih di tempat pemotongan resmi, kemudian diperiksa, diangkut dengan kendaraan khusus dan dijual di pasar maupun di supermarket atau di los daging pasar yang bersih dan higienis. Penelitian dan jurnal yang membahas tentang sensor warna saat ini memang sudah banyak dilakukan, seperti Sanjay Kr. Singh (2003) melakukan penelitian tentang perbandingan pendeteksian wajah yang dikendalikan bacground menggunakan ruang warna RGB, YCbCr dan HSI penggunaan sistem warna ini lebih efisien meskipun belum mampu memberikan hasil yang sangat baik. Penelitian yang lain dilakukan oleh Budi Setiawan Santosa (2007) tentang pembuatan robot mesin sortir dengan embedded system. Hasil yang diperoleh dari pembuatan embedded system ini berupa alat scanning warna dan mekanisme sortir benda setelah di-scan. Robot ini digunakan sebagai alat bantu dalam menyeleksi warna suatu benda. Sehingga warna dari setiap benda yang disensor akan terlihat nilai RGB-nya. Nilai yang didapat akan dicocokkan dengan tabel data yang ada dengan batasan nilai untuk masing-masing nilai R, G, dan B. Dari hasil sensor dapat diketahui nilai warnanya yang kemudian benda hasil sensor akan diletakkan pada tabung yang ditentukan. Tabung-tabung tersebut akan segera menyesuaikan dengan nilai warna dengan bergerak menggunakan motor servo sebagai penggeraknya sesuai dengan posisi yang ditentukan. Penentuan gerak motor servo ini diperoleh dengan mengatur jarak pulsa sesuai dengan tabung yang dibuat. Antara tabung yang satu dengan lainnya akan mempunyai jarak pulsa yang berbeda pula. Penelitian lain oleh Ronald Indrajaya (2002) mengembangkan prototipe alat pencampur cat otomatis. Prototipe ini terdiri atas sebuah konveyor untuk menggerakkan kontainer, solenoida untuk membuka dan menutup valve pada tangki, sensor infra-red LED sebagai proximity switch,

4

dan motor DC untuk mengangkat dan menurunkan timbangan A dan timbangan B, menggerakkan lengan Z, dan mengaduk cat. Sistem kerja dari prototipe ini adalah mengisi kontainer dengan cat yang terdapat pada tangki A dan tangki B. Metode yang dipakai untuk mendapatkan perbandingan warna cat tertentu, yaitu dengan menimbang berat masingmasing warna cat dengan suatu transduser LVDT, sesuai dengan setting point yang di-inputkan. Berdasarkan hasil pengujian, sistem dapat mencampurkan dua warna cat sesuai dengan setting point yang di-input-kan meskipun warna cat hasil pencampuran kurang bagus, hal ini disebabkan karena sistem masih memiliki error.

2.1.1. Cara Menentukan Kualitas Daging a. Warna merah pucat, merah keunguan atau kecoklatan dan akan berubah menjadi warna chery bila daging tersebut terkena oksigen. b. Serabut daging halus tapi tidak mudah hancur dan sedikit berlemak. c. Konsistensi liat, jika dicubit seratnya terlepas maka daging sudah tidak baik. d. Lemak berwarna kekuning-kuningan. e. Bau dan rasa aromatis. f. Tekstur dagingnya kenyal. g. Biasanya, daging sapi asli dijual dengan cara digantung.

2.1.2. Daging Sapi Gelonggongan a. Dagingnya berwarna pucat. b. Teksturnya lembek dan cepat busuk. c. Kadar airnya sangat banyak, jika dagingnya ditekan akan mengeluarkan air. d. Biasanya dijual dengan cara diletakkan di atas meja (tidak digantung). e. Jika direbus, daging sapi gelonggongan menyusut lebih banyak daripada daging sapi asli.

Gambar 2.1 Daging sapi

5

2.2. Cara Menentukan Kualitas Daging a. Keempukan atau kelunakan daging yang sehat akan memiliki konsistensi kenyal (padat) jika ditekan dengan jari. b. Kandungan lemak atau marbling. Marbling adalah lemak yang terdapat di antara otot (intra muscular), marbling berpengaruh terhadap cita rasa daging. c. Warna daging bervariasi, tergantung dari jenis secara genetik dan usia. d. Rasa dan aroma daging yang berkualitas baik mempunyai rasa yang relatif gurih dan aroma yang sedap. e. Kelembaban secara normal daging mempunyai permukaan yang relatif kering sehingga dapat menahan pertumbuhan organisme dari luar.

2.3 Penentuan Kadar pH Suatu zat yang warnanya berubah bila pH larutan berubah, disebut indikator asambasa, misalnya kertas lakmus, M.O, P, dan sebagainya. Perubahan warna untuk setiap indikator berbeda dan perubahan warna ini tidak terjadi secara mendadak, tetapi berangsurangsur. Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi atau berubah menjadi biru bila keasamannya rendah. Atas dasar ini indikator dapat dipakai untuk menetapkan pH daging/larutan. Indikator asam-basa ialah asam atau basa organik lemah, yang ionisasinya tergantung pH larutan. Warna dari molekul netral dan bentuk ionnya berbeda. Larutan asam atau basa memiliki nilai yang berbeda dengan kisaran antara 0-14. Untuk asam memiliki kadar pH antara 0-6,9. Sedangkan untuk basa, kadar pH antara 7,1 – 14. Kadar pH = 7 adalah indikator untuk daging/larutan yang netral tanpa ada asam atau basa. Kadar pH di bawah 3 atau 2 sudah termasuk dalam kategori asam kuat, sedang pH mendekati 14 termasuk basa kuat. Besarnya pH daging/larutan dapat ditetapkan dengan kolorimetri atau potensiometri. Cara kedua lebih tepat digunakan dalam kimia listrik. Cara pertama menggunakan indikator asam atau basa. Biasanya dengan menggunakan kertas lakmus yang dicelupkan ke dalam larutan dengan kadar tertentu, yang nantinya kertas lakmus tersebut akan berubah warna dan dengan menggunakan acuan warna sebagai petunjuk kadar pH.

2.3.1 Nilai Tetapan Asam Ketetapan pengukuran tergantung dari jenis larutan dan jenis pembanding. Kesulitan pengukuran banyak terjadi pada:

6

1. Pengukuran pH daging/larutan garam dan protein pada konsentrasi tinggi, karena kekuatan ion larutan sangat berpengaruh pada kesetimbangan indikator. 2. Pengukuran pH daging/larutan berwarna harus ada cara tertentu untuk mengkonversi warna larutan. Nilai tetapan asam dan basa ditentukan oleh nilai ketetapan kesetimbangan masing-masing larutan seperti tampak pada Tabel 2.1 dan Tabel 2.2.

No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Tabel 2.1 Harga tetapan asam (Ka) Nama Asam Rumus Kimia Ka Asam Asetat CH3COOH 1,8 x 10-5 Asam Fermiat HCOOH 1,8 x 10-4 Asam Benzoat C6H5COOH 6,7 x 10-5 Asam Florida HF 6,8 x 10-4 Asam Cianida HCN 4,9 x 10-10 Asam Borat H3BO3 5,9 x 10-10 Asam Oksolat H2C2O4 5,6 x 10-2 Asam Sulfia H2S 8,9 x 10-8 Asam Karbonat H2CO3 0,9 x 10-7

No. 1. 2. 3. 4. 5.

Tabel 2.2 Tabel tetapan basa lemah (Kb) Nama Basa Rumus Kimia Kb Amoniak NH3 1,8 x 10-5 Natrium Hidroksida NH4OH 1,8 x 10-5 Anilin C6H5NH2 4,2 x 10-4 Hidrosin NH2NH2 1,7 x 10-6 Piridin C6H5N 1,4 x 10-9

Kekuatan asam dan basa ditentukan oleh besarnya ketetapan ionisasi, Makin besar nilai tetapan ionisasi asam atau basa, maka semakin kuat asam atau basanya. Hubungan antara konsentrasi asam dan basa dengan Ka dan Kb terhadap konsentrasi ion H+ dan ion OHdapat dijabarkan sebagai berikut:

H     

Ka  m

OH _    

........................................................................ (2.1)

Ka m

Kb m

Kb  M

.......................................................................... (2.2)

7

Keterangan: [H+] = Konsentrasi ion H+

Ka = Tetapan kesetimbangan asam

[OH-] = Konsentrasi ion OH-

Kb = Tetapan kesetimbangan basa

α = Derajat ionisasi

M = Molaritas

2.3.2 Kadar pH Larutan Penjabaran dari kadar pH larutan dapat diambil dari reaksi ionisasi larutan air (H2O), sebagai berikut: H2O

H+ + OH-

[H+] = [OH-] = 0,000.0001 M = 10-7 M [H+] x [OH-] = 10-7 x 10-7 = 10-14 M

....................................... (2.3)

Nilai tersebut disebut tetapan kesetimbangan air (Kw) dalam keadaan murni. pH merupakan nilai negatif logaritma konsentrasi H+. maka: pH = - log [H+]

........................................................................... (2.4)

pOH = - log [OH-]

........................................................................... (2.5)

pKa = - log Ka

........................................................................... (2.6)

pKb = - log Kb

........................................................................... (2.7)

Kw = [H+] x [OH-]

........................................................................... (2.8)

= 10-7 x 10-7 pKw = pH + pOH = 7 + 7 = 14

................................................... (2.9)

2.4 pH Meter Digital Untuk pengukuran menggunakan alat digital, pH dapat diukur dengan menggunakan alat ukur pH Meter Digital. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip, bahwa setiap daging/larutan akan memberikan bentuk tegangan yang berbeda dari kadar ion-ion yang ada dalam daging/larutan. Hal ini akan ditangkap pada sebuah sensor yang berupa sel elektroda

8

untuk memberikan input sinyal analog yang akan diproses menjadi sinyal digital. Dalam prakteknya alat pengukur pH memiliki ketelitian yang cukup tinggi dalam pengukuran, sehingga menjadi salah satu alternatif dalam pengukuran kadar pH daging/larutan. Tetapi penggunaan alat pengukuran pH Meter Digital masih jarang, karena nilai cost dari alat ini relatif mahal dibandingkan pengukuran dengan menggunakan kertas lakmus. Gambar 2.2 menampilkan salah satu contoh bentuk pH Meter Digital dengan model PH-207. Alat ini termasuk alat ukur pH dengan cost yang rendah.

Gambar 2.2 pH Meter Digital model PH-207

Spesifikasi alat pH Meter Digital model PH-207: -

Model PH-207, untuk pengukuran pH, mV, temperatur

-

Display LCD 36mm, 31/2 digits

-

Range / akurasi pengukuran: 0-14 pH / 0,01 pH

-

mV / resolusi pengukuran: 0-1999 mV / 1.0 mV

-

Input Imedansi: 1012 Ohm.

-

Sensor: kombinasi Elektrode Glass dengan BNC konektor serta penutup.

-

Temperatur: 00-650 C (320F-1490F).

-

Power dan arus: 9 Volt DC dan 2,0 mA.

-

Aplikasi: fotografi, sekolah, universitas, kondisi air, makanan dan minuman. pH Meter Digital bekerja dengan dasar sensor yang dipakai, salah satu yang terlihat

9

pada gambar adalah pH Meter Digital dengan sensor pH berupa elektroda gelas. Prinsip kerja pH Meter Digital adalah memanfaatkan perbandingan beda potensial dari elektroda yang ada pada sensor dengan ion elektron khususnya ion H+ pada larutan yang diukur, kemudian dikonversi menjadi bentuk digital dan ditampilkan pada layar LCD/peraga (display).

10

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

3.1. Tujuan Penelitian Tujuan yang akan dicapai dari penelitian adalah: a. Menghasilkan rancangan teknologi sederhana untuk indentifikasi daging segar dan busuk menggunakan sensor warna RGB dan kadar pH pada daging dengan sensor elektroda gelas. b. Hasil rancangan alat membantu masyarakat atau petugas dari instansi terkait untuk mengidentifikasi kondisi daging yang beredar di pasaran. c. Melengkapi hasil penelitian Tahun I yaitu identifikasi daging berdasar pada sensor warna, sehingga dihasilkan alat identifikasi daging yang lebih akurat.

3.2. Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dari hasil penelitian adalah membantu masyarakat/petugas dari instansi terkait saat melakukan proses indentifikasi kondisi daging di pasaran agar dapat diketahui apakah daging dalam keadaan segar sehingga layak untuk dikonsumsi atau atau busuk sehingga tidak layak dikonsumsi, dengan cara melihat nilai kekuatan warna dan kadar pH pada daging.

11

BAB IV METODE PENELITIAN

4.1. Metode dan Identifikasi Pengukuran Penelitian ini diawali dengan identifikasi

spesifikasi kebutuhan alat yang akan

dibuat, yaitu sebagai berikut: a. Diperlukan komponen rangkaian catu daya yang berfungsi untuk memberikan supply tegangan dan arus pada rangkaian. b. Diperlukan alat pengindra berupa sensor yang peka untuk mendeteksi pH. c. Diperlukan komponen pengendali yang berfungsi untuk mengendalikan alat pendeteksi secara keseluruhan. d. Diperlukan komponen penampil nilai digital yang sederhana dan informatif.

4.2 Konsep Dasar Perancangan Alat pH Meter Digital Dalam konsep perancangannya, pH Meter Digital diharapkan dapat memenuhi standar pengukuran

pH

dengan

memperhatikan

aspek-aspek

yang

terkait

dalam

proses

pengukurannya. Rancangan alat dibuat sedemikian rupa agar dalam proses penggunaannya dapat dilakukan secara mudah dan memberikan hasil yang akurat. Identifikasi spesifikasi kebutuhan alat yang dirancang adalah sebagai berikut: a. Diperlukan piranti yang dapat digunakan sebagai pengukur larutan untuk identifikasi pH asam atau basa. b. Diperlukan piranti dengan sistem konversi nilai analog ke nilai digital yang optimal. c. Diperlukan piranti untuk visualisasi hasil konversi nilai digital yang sederhana dan mudah dipahami. Berdasarkan identifikasi spesifikasi kebutuhan alat tersebut, diperoleh hasil analisis dari alat yang akan dibuat dengan spesifikasi sebagai berikut: a. Elektroda gelas selektif ion, sebagai sensor yang digunakan dalam pengukuran pH. b. IC tipe ICL 7107, dengan sistem 3 ½ digit analog to digital converter. c. Penampil nilai hasil penguatan sensor pH indikator asam atau basa dengan bentuk visual bilangan desimal. Gambaran diagram blok pH Meter Digital yang dirancang ditunjukkan pada Gambar 4.1.

12

Larutan elektrolit

Sensor (Elektroda gelas)

Penguat Op-Amp

Nilai penguatan pH

Penampil 7 segmen

Analog to digital converter (CL 7107)

Data biner digital

Gambar 4.1 Diagram Blok pH Meter Digital Rangkaian blok diagram pH Meter Digital digunakan untuk memperoleh gambaran rangkaian yang digunakan serta proses penampilan nilai tegangan larutan/daging basah yang diukur sampai menjadi bentuk bilangan digital desimal.

4.3 Perancangan Alat Ukur pH Meter Digital 4.3.1 Catu Daya Alat Ukur Pada rangkaian pH Meter Digital yang dibuat digunakan pencatuan daya dengan tegangan stabil. Saat ini sudah banyak dikenal komponen seri sebagai regulator tegangan tetap positif dan negatif. Komponen ini biasanya sudah dilengkapi dengan pembatas arus (current limiter) dan pembatas suhu (thermal shutdown). Komponen ini hanya memiliki tiga pin dan dengan menambah beberapa komponen saja sudah dapat menjadi rangkaian catu daya yang terregulasi dengan baik, misalnya IC7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan positif 5 volt, IC7809 adalah regulator untuk mendapat tegangan positif 9 volt. Sedangkan seri IC 7905 dan IC 7909 berturut-turut adalah regulator tegangan negatif 5 volt dan negatif 9 volt. Gambar 4.2 menampilkan diagram regulator yang digunakan.

13

+ 15 V VCC

+ C1

T1

1

VI

2

2200uF/25V

3

- BRIDGE +

GND

15 V

VCC

LM7805 VO

VO

3

+5V + C3

2

240 V

VI

GND

LM7815 1

2200uF/16V

CT 0 V

15 V

GND

VI

2

2200uF/16V + C4

VO

3

1

VI

GND

1

GND

2

2200uF/25V + C2

LM7915

VO

3 - 15 V VEE

LM7905 VEE + 15 V

Gambar 4.2 Rangkaian regulator

4.3.2 Rangkaian pH Meter Digital pH Meter Digital merupakan alat ukur yang memiliki derajat pengukuran cukup baik. Alat ini bekerja berdasarkan keluaran elektroda saat bereaksi dengan larutan yang menghasilkan beda potensial pada larutan dan elektroda gelas, menjadi sebuah kadar pH sebenarnya dari larutan yang diukur. Untuk hal ini diperlukan dua buah rangkaian, yaitu: 1. Penguatan tegangan sensor (elektroda gelas) menggunakan Op-Amp. 2. Pengkonversi tegangan analog ke digital menggunakan ICL 7107 digital to analog converter.

4.3.2.1 Penguatan pada Sensor Sensor yang digunakan (elektroda gelas) memiliki tingkat keluaran tegangan berdasarkan perbedaan potensial pada larutan elektrolit (asam atau basa) yang diukur dengan kawat elektroda inti dan elektroda referensi. Pada prinsipnya pengukuran kadar pH dengan menggunakan elektroda gelas adalah pengukuran konsentrasi ion H+. Larutan tersebut memberikan tegangan keluaran yang sangat kecil saat membran elektroda dan elektroda referensi pada elektroda gelas atau biasa disebut elektroda kombinasi dimasukkan ke dalam larutan. Hal ini membutuhkan bentuk penguatan tegangan saat pengukuran agar tegangan output sebelum masuk ke visual meter (ICL 7107) dapat diterima secara benar pada input converter dengan tampilan tegangan yang sesuai dengan indikator pH. Penguatan tegangan dalam penelitian ini menggunakan rangkaian yang sudah terintegrasi (IC) untuk memperbesar tegangan input. Op-Amp (Gambar 4.3) adalah rangkaian terpadu yang cocok untuk tugas tersebut. Op-Amp sering digunakan untuk memperkuat

14

tegangan kecil walaupun dengan impedansi yang tinggi. Op-Amp yang digunakan menggunakan spesifikasi khusus, yaitu memiliki input masukan yang sangat tinggi mencapai 1009-1012 Ohm. Dikarenakan rangkaian pengukuran pH Meter dengan perbedaan tegangan pada elektroda terhadap larutan memiliki sifat resistansi tinggi. Walaupun resistansi dari gelas elektroda dan larutan sudah kecil, tetapi resistansi rangkaian masih tetap tinggi. Kondisi ini merupakan pengukuran yang sangat tinggi pada voltmeter biasa. R2

VCC

56k

7 5

U1

1

3 2

+ -

PAD1 6 CA3140 Output (mV)

4 8 1

2

pH Probe BNC

R3 1 56k

R1

3 5k

VCE

2

Gnd

Gambar 4.3 Penguat elektroda dengan Op-Amp

Elektroda gelas yang dimasukkan pada larutan atau ditempelkan pada daging akan menghasilkan beda tegangan yang kemudian dikuatkan dengan Op-Amp. Berdasarkan hasil analisis diketahui bahwa tegangan output dari elektroda gelas sangat berpengaruh terhadap temperatur, seperti tampak pada Tabel 4.1.

ToC 0 5 10 15 20 25

Tabel 4.1 Tegangan elektroda gelas vs temperatur Values of 2.303RT/F 0o-50oC (mV) RTln(10)/F ToC RTln(10)/F 54.197 30 60.149 55.189 35 61.141 56.181 38 61.737 57.173 40 62.133 58.165 45 63.126 59.157 50 64.118

4.3.2.2 Konversi Analog ke Digital Tegangan pada elektroda gelas yang telah diberikan penguatan, dan output yang keluar dari penguatan Op-Amp sesuai dengan tegangan yang diinginkan berdasarkan indikator kadar pH yang sebenarnya, maka dilakukan konversi tegangan, dari bentuk tegangan analog ke bentuk digital menggunakan analog to digital converter 3½ digits

15

melalui ICL 7107 (Gambar 4.5). Dalam gambar tersebut tampak bahwa untuk konversi signal analog ke bentuk digital dapat diproses dengan satu buah rangkaian dengan akurasi yang baik. Ouput digital yang keluar sudah merupakan bilangan biner digital yang nantinya ditampilkan pada layar 7 segmen. Dengan demikian, maka bentuk rangkaian alat dapat disederhanakan agar memiliki ukuran sekecil mungkin, daripada menggunakan rangkaian terpadu digital dengan konversi bilangan satu persatu seperti IC seri 7447. ½ digit desimal. JP1 HEADER 25 +5V

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

R6 100K

1

1 SENSOR

1

C1 0,02uF

2

-5V

2

3

31 30

+5V

R3 47K

1 R2

R9 47K

C2 1

1K 2 0,1uF

R1 100K J2

+5V

1C3

3

36 35 34 33 40 39 38

2

100 pF 1 2

37 32

V+

2

1

R5 2K

IN+ INREF+ REFCREF+ CREF-

A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2

OSC1 OSC2 OSC3 TEST COM

A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3

C4 TEST

1

2

0,47uF R4 47K

29 28 27

A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1

A/Z BUFF INT

V-

POL

12 11 10 9 14 13 25 23 16 24 15 18 17 22 19 20

26

0,22uF

21

2

GND

AB4 C5 1

U1 ICL7107 5 4 3 2 8 6 7

-5V

Gambar 4.5 Rangkaian analog to digital converter

4.4 Cara Pengukuran Pengukuran dari alat yang dirancang dilakukan untuk memperoleh data-data yang berhubungan dengan hasil pengukuran. Hal ini untuk menentukan apakah alat dapat bekerja dengan baik dan memiliki tingkat error yang serendah-rendahnya. Tahapan analisis yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Pengambilan sampel menggunakan simulator kadar pH dengan temperatur 300C sebesar 60,149/pH. 2. Pengambilan sampel daging/larutan adalah larutan yang bersifat asam (pH<7) dan larutan yang bersifat basa (pH>7). 3. Melakukan perbandingan dengan alat ukur yang sama.

4.4.1 Pengambilan Sampel Daging /Larutan Banyak larutan elektrolit yang termasuk jenis larutan asam kuat atau lemah, atau larutan basa kuat atau lemah. Pengujian dilakukan menggunakan sampel bentuk tegangan

16

dari simulator dan larutan yang memiliki kadar pH tercantum atau sudah diketahui, hal ini untuk memudahkan mengetahui kesalahan dari pH Meter Digital yang dirancang. Dalam hal ini, terdapat dua macam bentuk larutan dengan pH tertera atau juga disebut larutan buffer, yaitu: 1. Larutan buffer solution Larutan buffer solution merupakan larutan standar internasional, yaitu kadar pH yang ada adalah benar berdasarkan kadar pH yang digunakan di seluruh dunia. Larutan dibuat oleh pabrikan yang telah memiliki lisensi teruji. Biasanya larutan ini digunakan untuk kalibrasi alat ukur pH Meter Digital. Terdapat kadar pH dari 1-14 yang digunakan, hal ini dikarenakan ada berbagai macam bentuk rancangan pH Meter Digital di pasaran dengan kalibrasi alat menggunakan larutan yang berbeda. 2. Larutan buffer universal Larutan buffer universal biasanya dibuat oleh praktikan di laboratorium sebagai larutan penyangga dalam reaksi kimia. Namun larutan dengan kadar pH ini tidak dapat digunakan sebagai kalibrasi pH Meter Digital, karena tidak memiliki standarisasi internasional, walaupun nilai yang ditampilkan sama atau mendekati kadar pH dari larutan buffer solution. Dari kedua jenis larutan buffer tersebut, untuk keperluan penelitian ini dapat digunakan larutan buffer solution dengan kadar pH 4 dan pH 7.

4.4.2 Kalibrasi Alat Ukur pH Meter Digital Sebuah piranti ukur harus memiliki tingkat kalibrasi yang akurat agar dapat menghasilkan hasil pengukuran yang tepat. Pada pH Meter Digital kalibrasi dilakukan menggunakan larutan netral dengan kadar pH=7 atau buffer solution pH 7. Di samping itu juga menggunakan larutan kalibrasi dengan buffer solution pH pH=1, pH=4, dan lainnya, dengan asumsi bahwa pengukuran kadar pH memiliki batasan nilai antara 1-14. Telah diketahui bahwa nilai yang akan diukur merupakan hasil dari proses reaksi antara sensor elektroda gelas yang terjadi pada daging/larutan elektrolit dengan pengamatan zat yang dapat memberikan ion hidrogen (asam) atau zat yang dapat menerima ion hidrogen (basa) dengan pengaruh temperatur larutan juga tentunya. Begitu banyaknya larutan elektrolit yang ada maka sebagai kalibrasi yang cukup sederhana, dengan melakukan pengukuran larutan dengan pH netral ICL 7107 dapat dengan baik mengukur sinyal analog yang diterima hanya dengan satu kalibrasi terhadap suatu obyek larutan. Tetapi hasil dari kalibrasi larutan netral tersebut harus dibandingkan dengan alat ukur pH Meter yang lain untuk mendapatkan

17

error yang terjadi selama pengukuran dengan beberapa kali tes. Jika error yang terjadi telah memenuhi batasan yang ditetapkan, baru melakukan pengukuran dengan larutan jenis yang lainnya sesuai dengan sampel larutan yang telah ditentukan sebelumnya. Setiap kali pengukuran kadar pH larutan diharapkan dapat diteliti perbandingan hasil pengukuran dengan alat ukur pH lainnya.

4.4.3

Perbandingan Pengukuran Pengambilan data pengukuran pH Meter Digital dilakukan dengan cara menghadirkan

pembanding berupa pH Meter Digital pabrikan yang dijual di pasaran dengan karakteristik teruji dan memiliki tingkat akurasi sekitar 0,01 pH, sehingga diharapkan mendapat hasil yang baik. Analisis diperoleh dari hasil pengamatan kedua alat tersebut dan dihitung tingkat error dari alat yang dirancang. Untuk melakukan pengamatan diperlukan bahan-bahan antara lain sebagai berikut: a.

Larutan yang akan diukur telah memiliki kandungan kadar pH.

b.

pH Meter Digital rancangan, untuk mengetahui apakah hasil pengukuran dapat terbaca dengan baik.

c.

pH Meter Digital buatan pabrik, sebagai pembanding dengan pH Meter Digital rancangan. Cara kalibrasi pH Meter Digital dapat dilakukan dengan cara yang berbeda,

tergantung dari bentuk rangkaian penguatan yang dirancang. Tahapan kalibrasi dilakukan sebagai berikut: a. Mengukur besarnya temperatur larutan kalibrasi ataupun larutan yang akan diukur (usahakan memiliki temperatur yang sama) dengan cara mengatur temperatur adjusment pada alat sesuai dengan besar temperatur pada larutan. b. Memasukkan elektroda gelas pada buffer solution pH 7 dengan cara mengatur adjusment pada alat sesuai dengan besarnya kadar pH = 7. c. Memasukkan elektroda gelas pada buffer solution pH 4 dengan cara mengatur adjusment pada alat sesuai dengan besarnya kadar pH = 4. d. Melakukan pengukuran kadar pH pada larutan sample yang akan diukur. Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa temperatur sebuah larutan sangat mempengaruhi hasil pengukuran pH. Bila temperatur larutan berubah, maka kadar pH juga akan berubah. Oleh karena itu akan lebih baik apabila pengukuran dilakukan dalam temperatur yang sama (misal: 300 C/suhu ruangan).

18

BAB V HASIL YANG DICAPAI

5.1. Cara Kerja Alat Cara kerja alat pada penelitian Tahun I bekerja berdasarkan sensor warna yang mendapat pantulan cahaya dari obyek benda berwarna, kemudian sensor akan mendeteksi benda berwarna tersebut. IC TCS3200-DB disusun secara array dengan konfigurasi: 16 photodiode untuk mem-filter warna merah, 16 photodiode untuk mem-filter warna hijau, 16 photodiode untuk mem-filter warna biru, dan 16 photodiode tanpa filter. Photodiode akan mengeluarkan arus yang besarnya sebanding dengan kadar warna dasar cahaya yang menimpanya. Arus ini kemudian dikonversikan menjadi sinyal kotak dengan frekuensi sebanding dengan besarnya arus untuk dikirim ke uC sebagai data input. Dalam uC sinyal kotak akan dicacah sesuai dengan jumlah sinyal kotak yang dihasilkan dari pembacaan warna menggunakan fitur counter yang terdapat dalam uC, selanjutnya hasil pencacahan dikonversikan menjadi bilangan desimal untuk ditampilkan pada penampil LCD. Sedang untuk penelitian tahun ke II didasarkan pada sensor pengukuran kadar pH pada daging dalam kondisi segar dan busuk yang diinformasikan untuk ditampilkan pada penampil LCD. Telah diketahui bahwa kadar pH yang akan diukur merupakan hasil dari proses reaksi antara sensor elektroda gelas yang terjadi pada daging/larutan elektrolit dengan pengamatan zat yang dapat memberikan ion hidrogen (asam) atau zat yang dapat menerima ion hidrogen (basa) dengan pengaruh temperatur larutan. Begitu banyaknya larutan elektrolit yang ada maka sebagai kalibrasi yang cukup sederhana, dengan melakukan pengukuran larutan dengan pH netral ICL 7107 dapat dengan baik mengukur sinyal analog yang diterima hanya dengan satu kalibrasi terhadap suatu obyek larutan. Tetapi hasil dari kalibrasi larutan netral tersebut harus dibandingkan dengan alat ukur pH Meter yang lain untuk mendapatkan error yang terjadi selama pengukuran dengan beberapa kali tes. Jika error yang terjadi telah memenuhi, baru melakukan pengukuran dengan larutan-larutan dengan jenis yang berlainan sesuai dengan larutan sample yang telah ditentukan.

5.2. Metode Pengujian Metode pengujian pada penelitian Tahun I dilakukan dengan meletakkan sensor di atas kertas putih, lalu set filter merah dan catat berapa jumlah counter yang dihasilkan. Hal ini dilakukan juga untuk filter warna biru, hijau. Hal ini dilakukan untuk mencari nilai 255

19

dari setiap filter. Bila nilai RGB 255 semua, maka hasilnya warna putih atau dengan kata lain bila dicampurkan warna merah,biru dan hijau dengan konsentrasi yang sama, maka akan dihasilkan warna putih. Jumlah counter inilah yang nantinya digunakan untuk referensi. Alat deteksi daging selanjutnya diuji dengan mengukur nilai RGB pada warna putih, hitam, merah, hijau dan biru. Bila pembacaan alat dan nilai referensinya tepat, maka pada pembacaan warna putih akan didapat nilai RGB yang mendekati 255 demikian pula untuk warna hitam akan diperoleh nilai mendekati 0. Untuk pembacaan warna merah akan diperoleh nilai R yang lebih besar dibanding nilai G dan B nya, demikian pula sebaliknya untuk warna biru dan hijau. Untuk warna hijau nilai G lebih besar dibanding nilai R dan B sedangkan untuk warna biru nilai B lebih besar dibanding nilai R dan G. Bila alat telah benar maka alat telah siap untuk mengukur nilai RGB pada daging. Pengujian dilakukan langsung mengukur pada daging uji, pengumpulan data dilakukan dengan 2 cara yaitu mencatat counter output sensor saat pembacaan warna putih, hitam, merah, hijau dan biru. Mencatat nilai RGB yang dihasilkan dari masing-masing daging sampel untuk mengetahui kandungan warna RGB pada daging sampel yang menjadi obyek percobaan. Adapun pengujian berdasar sensor warna dilakukan, sebagai berikut: a. Menghitung jumlah counter output sensor. b. Pengamatan pada daging sapi non SNI segar & daging sapi non SNI busuk. c. Pengamatan pada daging sapi SNI segar & daging sapi SNI busuk. Sedangkan pengujian kadar pH daging dilakukan dengan cara sebagai berikut: a. Pasang baterai 1 x 9V dan menyalakan alat ukur pH dan menekan serta menahan tombol pH/mV selama 3 detik untuk mengkofigurasikan unit ukuran yang diinginkan (oC atau oF) dan modus pH. b. Menghubungkan alat pengecekan suhu ke alat ukur dan elektroda pH, lepaskan botol pelindung dari elektroda, ada beberapa cairan KCL dalam botol untuk penyimpanan, jangan membuang cairan tersebut, ini untuk penyimpanan lagi setelah pengujian, jika cairan KCL habis, tambahkan beberapa buffer 4.00. Bilas elektroda dan alat pengecekan suhu dengan air bersih dan dilap sampai kering. c. Celupkan elektroda dan alat pengecekan suhu ke dalam larutan buffer 7.00, gerakkan elektroda secara perlahan-lahan dan tunggu untuk menstabilkan tampilan. Tekan dan tahan tombol CAL sampai ‘CAL’ muncul dalam tampilan dan kemudian 7.00 berkedip. Ketika kedipan berhenti dan menampilkan ‘SA’ kemudian ‘END’, kalibrasi selesai dan kembali pada cara pengukuran. Ikon ‘SA’ tidak akan muncul jika kalibrasi gagal.

20

d. Bilas elektroda dan alat pengecekan suhu dengan air bersih dan lap sampai kering. Celupkan elektroda dan alat pengecekan suhu ke dalam larutan buffer 4.00 atau 10.00, gerakkan elektroda secara perlahan-lahan dan tunggu untuk menstabilkan tampilan. Tekan dan tahan tombol CAL sampai ‘CAL’ muncul dalam tampilan dan kemudian 4.00 dan 10.00 berkedip. Ketika kedipan berhenti dan menampilkan ‘% (persentase kemiringan) ’ kemudian ‘SA’ dan ‘END’, kalibrasi selesai dan kembali pada cara pengukuran. e. Bilas elektroda dan alat pengecekan suhu dengan air bersih dan lap sampai kering. Buka dudukan elektroda A, pasang stainless steel blade penetrasi dan memasang bagian A lagi, selalu hati-hati pada blade untuk menghindari blade patah. f. Gunakan pisau untuk memotong daging dan biarkan elektroda masuk ke dalam daging, juga masukkan alat pengecekan suhu ke dalam meteran, tunggu sampai tampilan stabil dan membaca kadar pH daging. g. Setelah pengujian, lepaskan blade dan bersihan elektroda dengan air bersih dan bilas sampai kering dengan menggunakan kertas lembut dan simpan elektroda dalam botol pelindung.

5.2.1 Pengamatan Pada Daging Sapi Non SNI Segar dan Busuk Pada pengamatan ini dilakukan pendeteksian RGB pada daging sapi baik kondisi segar maupun kondisi busuk yaitu daging yang telah disimpan pada kondisi ruang selama 2 hari tanpa melalui proses pembekuan atau pendinginan. Untuk mengetahui besar nilai RGB yang terkandung dalam warna daging sapi sampel yang akan diukur, demikian juga dilakukan pengukuran kadar pH yaitu dengan menusukkan alat pengukur pH pada daging uji. Hasil pengamatan dapat dilihat pada Tabel 5.1 dan grafik perbandingan nilai RGB pada Gambar 5.1, dan grafik perbandingan kadar pH pada Gambar 5.2.

No. 1. 2. 3. 4. 5.

Tabel 5.1 Pengamatan pada daging sapi non SNI segar Red filter Green filter Blue filter Clear filter Kadar pH 71 32 39 39,5 4,89 79 35,5 44 38 4,75 74 31,5 37,5 39 4,73 72 33 40,5 40 4,72 75 34 42,5 41 4,76

21

Daging sapi non SNI segar 40 35 30 25 Red 20 Nilai RGB

Green 15 Blue

10

Clear

5 0 1

2

3

4

5

Percobaan

Gambar 5.1 Grafik perbandingan nilai RGB daging sapi non SNI segar

pH

Daging sapi non SNI segar 4,95 4,9 4,85 4,8 4,75 4,7 4,65 4,6

4,89

4,75

1

2

4,76

4,73

3

PH

4,72

4

5

Percobaan

Gambar 5.2 Grafik perbandingan kadar pH daging sapi non SNI segar Pada daging yang busuk, tidak terjadi perubahan warna daging yang signifikan sehingga daging masih memiliki warna yang mirip dengan daging segar yang membedakannya hanya dari segi bau yang khas daging busuk, sehingga memiliki komposisi warna RGB daging busuk mendekati komposisi warna RGB daging segar, seperti ditampilkan pada Tabel 5.2 dan Gambar 5.3. Sedangkan hasil pengukuran pH untuk daging non SNI segar menunjukkan sifat asam yang masuk katagori asam lemah (kadar pH 4,7 - 4,9) , sedangkan pada daging non SNI busuk menunjukkan kadar pH yang lebih kecil yang masuk dalam katagori asam kuat, dengan kadar pH 3,3-3,6, seperti tampak pada Gambar 5.4.

22

Tabel 5.2 Pengamatan pada daging sapi non SNI busuk No. Red filter Green filter Blue filter Clear filter 1. 64 34 43 42 2. 63 35 45 45 3. 63,5 33,5 40,5 43 4. 65 35 43 47 5. 65 36 45 46

Kadar pH 3,63 3,45 3,37 3,42 3,32

Daging sapi non SNI busuk

25

Nilai RGB

20

15

Red Green

10

Blue 5

Clear

0 I

II

III

IV

V

Percobaan Gambar 5.3 Grafik perbandingan nilai RGB daging sapi non SNI busuk

Daging sapi non SNI busuk 3,7

3,63

3,6 pH

3,5

3,45

3,4

pH

3,42

3,37

3,32

3,3 3,2 3,1 1

2

3

4

5

Percobaan

Gambar 5.4 Grafik perbandingan kadar pH daging sapi non SNI busuk

5.2.2. Pengamatan Pada Daging Sapi SNI Segar dan Busuk Pada pengamatan dilakukan pendeteksian RGB dan kadar pH pada daging sapi baik

23

kondisi segar maupun kondisi busuk. Hal ini dilakukan untuk mengetahui nilai RGB dan kadar pH yang terkandung dalam daging sampel yang akan diukur. Hasil pengamatan diperlihatkan pada Tabel 5.3 dan Gambar 5.5. Pada daging sapi SNI segar perbandingan nilai filter merah dengan filter lain sangat signifikan sebab warna dagingnya yang berwarna merah darah sehingga menyebabkan nilai filter merah tinggi, sedangkan hasil pengukuran pH menunjukkan daging bersifat asam lemah dengan kadar pH 5,80-5,89, seperti tampak pada Gambar 5.6.

Tabel 5.3 Pengamatan pada daging sapi SNI segar Red filter 51,5 53 54 54,5 55

Green filter 21,5 22 23 23 24

Blue filter 26,5 27 285 28,5 28

Clear filter 28 28,5 29,5 29 30

Kadar pH 5,89 5,83 5,80 5,87 5,83

Daging sapi SNI segar

50 45 40 35 Nilai RGB

No. 1. 2. 3. 4. 5.

30

Red

25

Green

20

Blue

15 Clear

10 5 0 I

II

III

IV

V

Gambar 5.5 Grafik perbandingan nilai RGB daging sapi SNI segar Percobaan

24

pH

Daging sapi SNI segar 5,9 5,88 5,86 5,84 5,82 5,8 5,78 5,76 5,74

5,89 5,87 5,83

5,83

pH

5,8

1

2

3

4

5

Percobaan

Gambar 5.6 Grafik perbandingan kadar pH daging sapi SNI segar Pada daging sapi yang SNI busuk, warna yang dimiliki sama dengan warna daging ketika masih segar sehingga jika diidentifikasi berdasarkan warna ketelitian yang diperoleh masih rendah, seperti pada Tabel 5.4 dan Gambar 5.6. Sedang pengukuran kadar pH menunjukkan bahwa daging bersifat lebih asam atau dikatakan asam kuat dengan kadar pH 3,74-3,89, seperti tampak pada Gambar 5.7. Tabel 5.4. Pengamatan pada daging sapi SNI busuk Red filter Green filter Blue filter Clear filter 62,5 32,5 39 39 62 32 38 38,5 61,5 32,5 37 38,5 65 34 40 40 65,5 33 40 40

No. 1. 2. 3. 4. 5.

Kadar pH 3,89 3,74 3,77 3,87 3,82

Daging sapi SNI busuk

60 50 40

Red 30 Green Nilai RGB

20

Blue Clear

10

Gambar 5.6 Grafik perbandingan nilai RGB daging sapi SNI busuk

0 I

II

III

Percobaan

IV

V

25

Daging sapi SNI busuk 3,95 3,9 3,85

pH 3,8

pH

3,75 3,7 3,65 1

2

3

4

5

Percobaan

Gambar 5.7 Grafik perbandingan kadar pH pada daging sapi SNI busuk

5.3. Pembahasan Nilai yang terukur dari program untuk tiap warna RGB berkisar dari 0-255, warna hitam nilai RGB semuanya mendekati 0, sedangkan warna mendekati putih nilai RGB nya membesar mendekati 255. Kekurangan dari alat ini ialah jarak pengukuran efektifnya tidak lebih dari 2 cm (sampel harus diletakkan tepat di titik fokus dari sensor tersebut). Perubahan jarak akan menyebabkan pembacaan berubah dan dapat menyebabkan kesalahan pembacaan. Dari hasil proses identifikasi daging yang segar, alat telah mampu mengidentifikasi dengan baik, sehingga rentang nilai yang digunakan untuk acuan identifikasi telah sesuai dengan ditunjukkan hasil pengukuran tidak mempunyai rentang nilai yang lebar, pada daging sapi non SNI (71-79) untuk nilai R, (31,5-35,5) untuk nilai G, dan (37,5-42,5) untuk nilai B, sedang kadar pH adalah (4,72-4,89) sehingga termasuk kadar asam lemah (Tabel 5.2). Pada daging sapi segar SNI mempunyai nilai (51,5-55) untuk nilai R, (21,55-24) untuk nilai G, dan (26,5-28,5) untuk nilai B, sedangkan untuk kadar pH nya adalah (5,805,89) sehingga merupakan kadar asam lemah (Tabel 5.3). Pada daging sapi busuk SNI mempunyai nilai (61,5-65,5) untuk nilai R, dan (32-34) untuk nilai G,dan (37-40) untuk nilai B,sedangkan untuk kadar pH nya adalah (3,74-3,89) jadi merupakan asam yang termasuk kadar asam kuat (Tabel 5.4). Pada dasarnya sifat daging mempunyai kadar pH asam, hal ini ditunjukkan dari pengukuran dengan pH Meter Digital didapat baik daging segar maupun daging busuk bersifat asam, hanya diketahui apabila daging semakin busuk maka kadar pH nya menjadi lebih asam atau masuk katagori asam kuat dengan kadar pH kurang dari 4, tentunya daging yang semakin bersifat asam tidak layak untuk dikonsumsi.

26

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

7.1 Kesimpulan Dari hasil penelitian identifikasi daging segar dan busuk menggunakan sensor pH Meter Digital dan sensor warna RGB TCS3200-DB dengan melakukan perancngan, pengujian, dan analisa data hasil pengamatan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: a. Tegangan pada elektroda gelas yang telah melewati rangkaian penguatan OP-AMP sangat menentukan indikator pH daging. b. Temperatur daging/larutan uji, sangat mempengaruhi nilai pH bila temperatur lebih tinggi/naik dari suhu ruangan 30° C maka nilai PH akan berubah. c. Larutan buffer solution pH = 4 atau pH = 7, sangat menentukan ketepatan/presisi hasil pengukuran nilai pH. d. Besar kecilnya konsentrasi H+ pada daging/larutan uji sangat menentukan output tegangan yang dikonversikan menjadi nilai pH daging / larutan. e. Pada dasarnya daging mempunyai kadar pH asam, hal ini ditunjukkan dari data pengukuran pada daging segar dan busuk bersifat asam, daging yang lebih busuk akan lebih bersifat asam kuat dengan nilai pH di bawah 3-4.

7.2 Saran Dari hasil perakitan alat identifikasi dan dilakukan pengujian ternyata diketahui bahwa masih memiliki kelemahan terutama yang menggunakan sensor warna RGB TCS3200-DB yaitu identifikasi daging segar dan busuk dengan berdasarkan sensor warna dan pH meter digital masih memiliki tingkat akurasi identifikasi yang masih rendah sehingga diperlukan penambahan sensor lain yang berguna sebagai pembanding atau pelengkap. Sensor yang dapat digunakan antara lain sensor gas, atau sensor untuk mengukur serat daging sehingga diperoleh alat identifikasi daging yang memiliki tingkat akurasi lebih tinggi. Penempatan/letak sensor warna RGB TCS3200-DB sangat menentukan hasil pengukuran, oleh sebab itu penempatan probe dengan daging uji harus diperhitungkan jaraknya agar mendapatkan nilai pengukuran yang presisi.

27

DAFTAR PUSTAKA

Iswanto. Design dan Implementasi Sistem Embedded Mikrokontroler ATMega8535 dengan Bahasa Basic. Yogyakarta: Penerbit Gava Media, 2008. Nugroho, Wahyu. Alat Pendeteksi Warna Berdasarkan Warna Dasar Penyusun “RGB” Menggunakan Sensor TCS230. Yogyakarta: IST AKPRIND, 2008. Raja, A. Sivanantha, and K.Sankaranarayanan. "RGB Color Sensor in Colorimeter for Better Clinical Blood Glucose." BIME Journal, Dec. 2006: Volume 06 Issue 1. Santosa, Budi Setiawan. Scanning Warna Dengan TCS230 Color Sensor Pada Mesin Sortir. Yogyakarta: Universitas Kristen Duta Wacana, 2007. Wardhana. Belajar Sendiri Mikrokontroler Atmel AVR Seri ATMega8535 Simulasi Hardware dan Aplikasi. Yogyakarta: Penerbit Andi, 2006. —. "datasheet TCS230 programmable color light-to-frequency converter." TAOS. Januari 15, 2003. www.taosinc.com (accessed Agustus 28, 2010). —. LCD Interfacing. 2010. www.lcdinterfacing.info (accessed Agustus 28, 2010). —. Modul Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega8535 dengan Bascom AVR. Yogyakarta: Inkubator Teknologi MITI, 2010. —. Wikipedia Bahasa Indonesia. Juni 16, 2010. www.id.wikipedia.org (accessed Agustus 28, 2010). —. LCD Interfacing. 2010. www.lcdinterfacing.info (accessed Agustus 28, 2010).

28

LAMPIRAN I: LAPORAN KEUANGAN PENELITIAN HIBAH BERSAING 1. Pengajuan Anggaran Penelitian

1

2

3

4

5

Honor Peneliti a). Peneliti utama: 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 10.000/j b). Peneliti anggota I : 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 7.000/j c). Peneliti anggota II : 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 7.000/j d). Peneliti anggota III : 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 7.000/j e). Staf administrasi 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 5.000/j

Rp

5.760.000

Rp

4.032.000

Rp

4.032.000

Rp

4.032.000

Total Honor Peneliti

Rp Rp

2.880.000 20.736.000

Total Biaya Peralatan

Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp

7.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000 3.750.000 2.500.000 2.500.000 23.750.000

Total Biaya Bahan Habis Pakai

Rp Rp Rp Rp Rp

500.000 2.000.000 2.500.000 1.000.000 6.000.000

Rp

3.500.000

Rp Rp

5.000.000 8.500.000

Rp Rp Rp Rp Rp

500.000 1.500.000 2.000.000 1.500.000 5.500.000

Rp

66.790.000

Peralatan a). 5 Unit Modul Sensor Warna @ Rp. 1.500.000 b). 5 Unit Modul ATMEGA @ Rp 500.000 c). 5 Unit Data Recorder @ Rp. 500.000 d). 5 Unit Base Board @ Rp. 500.000 e). 5 Baterai LiPo 3.3V 2200 mAH @ 750.000 f). 5 Mini Solar Cell 0.45W @ 500.000 g). 5 Casing Metal @ 500.000 Bahan Habis Pakai a). 1-Set Kabel b). Rangka Alumunium c). Material komponen elektronik d). Material komponen kontruksi

Perjalanan a). Perjalanan untuk pengumpulan data di lokasi penelitian (transport + lumpsum) b).Perjalanan mengikuti presentasi ilmiah nasional sebanyak 2 kali (transport + lumsum) Total Biaya Perjalanan Lain-lain a). Pemeliharaan peralatan b). Pembuatan laporan dan penggandaan c). Publikasi jurnal nasional terakreditasi d). Penelusuran Pustaka Total Biaya Lain-lain

TOTAL ANGGARAN PENGAJUAN KESELURUHAN TAHUN II

29

2. Perubahan Anggaran Penelitian

1

2

3

4

5

Honor Peneliti a). Peneliti utama: 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 10 bl x Rp. 10.000/j b). Peneliti anggota I : 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 10 bl x Rp. 7.000/j c). Peneliti anggota II : 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 10 bl x Rp. 7.000/j d). Staf teknisi : 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 10 bl x Rp. 5.000/j e). Staf administrasi 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 10 bl x Rp. 5.000/j

Rp

4.800.000

Rp

3.360.000

Rp

3.360.000

Rp

2.40.000


Rp Rp

2.400.000 17.280.000



4.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 2.250.000 13.200.000 1.500.000 25.950.000


Rp Rp Rp Rp Rp

500.000 2.000.000 2.500.000 1.000.000 6.000.000

Rp

3.500.000

Rp Rp

2.000.000 5.500.000

Rp Rp Rp Rp Rp

3.959.850 1.660.150 500.000 1.650.000 7.770.000

Rp

62.500.000

Peralatan a). 3 Unit Modul Sensor Warna @ Rp. 1.500.000 b).3 Unit Modul ATMEGA @ Rp 500.000 c). 3 Unit Data Recorder @ Rp. 500.000 d). 3 Unit Base Board @ Rp. 500.000 e). 3 Baterai LiPo 3.3V 2200 mAH @ 750.000 f). 2 Unit sensor pH Meter Digital @ 6.600.000 g).3 Casing Metal @ 500.000 Bahan Habis Pakai a). 1-Set Kabel b). Rangka Alumunium c). Material komponen elektronik d). Material komponen kontruksi

Perjalanan a). Perjalanan untuk pengumpulan data di lokasi penelitian (transport + lumpsum) b).Perjalanan mengikuti presentasi ilmiah nasional sebanyak 2 kali (transport + lumsum) Total Biaya Perjalanan Lain-lain a). Pembayaran pajak (PPN dan PPh) b). Pembuatan laporan dan penggandaan c). Publikasi hasil penelitian d).Anggaran rapat dan akumudasi Total Biaya Lain-lain

TOTAL ANGGARAN PERUBAHAN KESELURUHAN TAHUN II

30

3. Realisasi Anggaran Penelitian

1

2

3

4

5


Rp

1.596.000

Rp

1.117.200

Rp

1117.200

Rp

798.000


Rp Rp

798.000 5.426.400



4.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 2.250.000 13.200.000 1.500.000 25.950.000


Rp Rp Rp Rp Rp

500.000 2.000.000 2.500.000 1.000.000 6.000.000

Rp

900.000

Rp Rp

900.000

Rp Rp Rp Rp Rp

3.959.850 300.000 839.800 5.099.600

Rp

43.376.000



TOTAL ANGGARAN REALISASI KESELURUHAN TAHUN II

31

REKAPITULASI ANGGARAN PENELITIAN

Pembiayaan penelitian yang diajukan untuk tahun ke II adalah sebagai berikut: 1) Usulan anggaran tahun ke. II sebesar : Rp 66.790.000,2) Anggaran disetujui

: Rp 62.500.000,-

3) Pencairan Aaggaran 70 %

: Rp 43.750.000,-

4) Anggaran realisasi 70 %

: Rp 43.376.000,-

5) Sisa anggaran

: Rp

374.000,-

( akan digunakan langkah penelitian berikutnya ) Perincian dan bukti penggunaan anggaran lebih detail untuk tiap-tiap alokasi anggaran pengeluaran disajikan dalam Lampiran.

32

LAMPIRAN II: HASIL KONTRUKSI I ALAT IDENTIFIKASI DAGING DENGAN SENSOR WARNA

33

HASIL KONTRUKSI KE II ALAT IDENTIFIKASI DAGING DENGAN pH METER DIGITAL

34

PENGUJIAN DAGING SEGAR NON SNI DAN DAGING SEGAR SNI DENGAN PH METER

35

CONTOH-CONTOH DAGING SEGAR NON SNI DAN DAGING SEGAR SNI

36

LAMPIRAN III: PERSONALIA TENAGA PENELITI DAN KUALIFIKASINYA 1. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas N o

Nama

Bidang Ilmu

NIDN

Alokasi Waktu (jam/minggu)

1


05190461 01

Teknik Elektro

15

2

Edhy Sutanta, S.T., M.Kom.

05080372 01

Teknik Informatika

12

3

Mujiman, S.T. M.T.

05050755 01

Teknik Elektro

12

4

Ari Santoso, S.T.

Teknik Elektro

9

Uraian Tugas Berkoordinasi dengan tim sebagai ketua peneliti dan membuat sistem elektronis penelitian Membantu secara teknis bidang teknologi informasi Membantu secara teknis bidang elektronika Staf/Teknisi

2. Biodata Ketua Tim Pengusul A. Identitas Diri

2.

Nama Lengkap (dengan gelar) Jabatan Fungsional

Ir. Prastyono Eko Pambudi, M.T. L/P Lektor Kepala

3.

Jabatan Struktural

Kepala LPPM IST AKPRIND Yogyakarta

4.

NIP/NIK/Identitas lainnya

89.0461.394 E

5.

NIDN

0519046101

6.

Tempat dan Tanggal Lahir

7.

Alamat Rumah

8.

Nomor Telepon/Faks/HP

9.

Alamat Kantor

Banyuwangi, 19 April 1961 Perumahan Gunung Sempu, Jl. Rakaiwarak No.5, Bantul Yogyakarta 08164226916 Jl. Kalisahak No. 28 Komplek Balapan Yogyakarta (0274) 563029 / (0274) 563847

1.

10. Nomor Telepon/Faks 11. Alamat e-mail Lulusan yang telah 12. dihasilkan

[email protected] S-1 =  120 orang

37

13. Mata Kuliah yang diampu

1. Sistem Kendali 2. Perancangan Sistem Elektronika 3. Elektronika Industri 4. Teknik Tenaga Listrik & Elektronika

B. Riwayat Pendidikan S1 Perguruan Institut Teknologi Malang (ITN) Malang

Nama Tinggi

Bidang Ilmu Tahun Masuk-Lulus Judul Skripsi/Tesis/Disertasi

Nama Pembimbing/Promotor

Teknik Elektro 1986 – 1988 Pengendalian Kecepatan Motor DC Dengan Unit Section Drave Sistem 1. Ir. Hary Purnomo 2. Ir. L. Nizam Tobing

S2 Program Pasca Sarjana Universitas Gadjah Mada Yogyakarta Teknik Elektro 1995 – 1998 Pengaruh Sudut Penyulutan SCR Terhadap Kecepatan Motor DC 1. Ir. Soedjatmiko, MSc 2. Dr.Ir. Sasongko PH

S3

C. Pengalaman Penelitian Dalam 5 Tahun Terakhir No. Tahun

1.

2009

2.

2010

3.

2010

4.

2011

Judul Penelitian Penentuan Sudut Penyulutan Thyristor untuk Pengendalian Kecepatan Motor DC Sistem Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Berbasis Mikrokontroller M68HC11 Analisis Penyusutan Umur Terhadap Pengaruh Pembebanan Pada Transformator Gardu Induk Aplikasi Master Switch Otomatis Berbasis Microcontroller AT 89C51

Pendanaan Sumber Jumlah (Juta Rp) IST Akprind

7,50

IST Akprind

5,00

IST Akprind

2,50

IST Akprind

2,50

D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat Dalam 5 Tahun Terakhir Pendanaan Judul Pengabdian Kepada No. Tahun Sumber Jumlah Masyarakat (Juta Rp) Penerapan Teknologi Pembuatan Pupuk Cair Dari Limbah Pabrik DP2M 1. 2009 Spritus Madukismo , di Desa 49,99 DIKTI Tirtonirmolo, Kec. Kasihan, Bantul Yogyakarta

38

2.

3.

2010

Aplikasi Transformator Isolasi Sebagai Alat Penghindar Kecelakaan Akibat Sengatan Arus Listrik

DP2M DIKTI

49,25

2011

Penyuluhan Proteksi /keamanan dan Effisiensi Penggunaan Energi Listrik, di Koperasi Ngudi Mulyo Desa Baturetno Banguntapan Bantul Yogyakarta

IST AKPRIND Yogyakarta

1,50

E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah Dalam Jurnal Dalam 5 Tahun Terakhir Volume/ No Judul Nomor/Tahu Nama Jurnal . n 1. Sistem Kendali Menggunakan Kartu Vol. 6 No. 3 , Jurnal Ilmiah Suara (Sound Card) Desember Techno, Ilmu-ilmu 2007 Teknik 2. Aplikasi Master Switch otomatis Vol 5, No. 2, Jurnal berbasis Mikrocontroller AT89C51 Agustus 2007 TELKOMNIKA

F. Pengalaman Penyampaian Makalah Secara Oral Pada Pertemuan/ Seminar Ilmiah Dalam 5 Tahun Terakhir Nama No Waktu dan Pertemuan Judul Artikel Ilmiah . Tempat Ilmiah/Seminar 1. Seminar Nasional Pemanfaatan Sensor Pembatas Universitas 17 IPTEK I Level Air Sebagai Kendali Pompa Agustus 1945 Air Secara Otomatis Surabaya, 14 Juni 2007 2. Seminar Nasional Pengujian Equivalent Salt Deposit Universitas On Elektrical Density Pada Bahan Isolasi Resin Mataram, NTB Mechanical,Civil Epoksi ISBN: 979-9999-0-x Enginering And Application

G. Pengalaman Penulisan Buku Dalam 5 Tahun Terakhir No Jumlah Judul Buku Tahun . Halaman

H. Pengalaman Perolehan HKI Dalam 5 – 10 Tahun terakhir No Judul/Tema HKI Tahun Jenis . 1. Aplikasi transforator isolasi sebagai 02-02- MURI alat penghindar kecelakaan akibat 2002 sengatan arus listrik ada instalasi listrik tegagan 220 volt

Penerbit

Nomor P/ID

39

I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya Dalam 5 Tahun Terakhir No Judul/Tema/Jenis Rekayasa Sosial Tempat Respons Tahun . Lainnya yang Telah Diterapkan Penerapan Masyarakat

J. Penghargaan yang Pernah Diraih Dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi, atau institusi lainnya) No Institusi Pemberi Jenis Penghargaan Tahun . Penghargaan

.

Yogyakarta, 16 September 2014 Ketua Tim Pengusul,


40

B. LAPORAN KEUANGAN LAPORAN KEUANGAN PENELITIAN HIBAH BERSAING

IDENTIFIKASI DAGING SEGAR MENGGUNAKAN SENSOR WARNA RGB TCS3200-DB TAHUN KE-II

IDENTIFIKASI DAGING SEGAR DAN BUSUK MENGGUNAKAN SENSOR pH METER DIGITAL

Oleh : Ir. Prastyono Eko Pambudi, M.T. Edhy Sutanta, S.T., M.Kom. Mujiman, S.T., M.T. Dibiayai oleh:

DIPA Kopertis Wilayah V Tahun Anggaran 2014 Nomor : SP DIPA-023.04.2.189971/2014; Tanggal 5 Desember 2013 Beserta Revisinya, Kode Kegiatan 2013.109

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 2014

LAPORAN KEUANGAN PENELITIAN HIBAH BERSAING I. Pengajuan Anggaran Penelitian

1

2

3

4

5

Honor Peneliti a). Peneliti utama: 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 10.000/j b). Peneliti anggota I : 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 7.000/j c). Peneliti anggota II : 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 7.000/j d). Peneliti anggota III : 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 7.000/j e). Staf administrasi 12 j/mgg x 4 mgg/bl x 12 bl x Rp. 5.000/j

Rp

5.760.000

Rp

4.032.000

Rp

4.032.000

Rp

4.032.000


Rp Rp

2.880.000 20.736.000



7.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000 3.750.000 2.500.000 2.500.000 23.750.000


Rp Rp Rp Rp Rp

500.000 2.000.000 2.500.000 1.000.000 6.000.000

Rp

3.500.000

Rp Rp

5.000.000 8.500.000

Rp Rp Rp Rp Rp

500.000 1.500.000 2.000.000 1.500.000 5.500.000

Rp

66.790.000

Peralatan a). 5 Unit Modul Sensor Warna @ Rp. 1.500.000 b). 5 Unit Modul ATMEGA @ Rp 500.000 c). 5 Unit Data Recorder @ Rp. 500.000 d). 5 Unit Base Board @ Rp. 500.000 e). 5 Baterai LiPo 3.3V 2200 mAH @ 750.000 f). 5 Mini Solar Cell 0.45W @ 500.000 g). 5 Casing Metal @ 500.000 Bahan Habis Pakai a). 1-Set Kabel b). Rangka Alumunium c). Material komponen elektronik d). Material komponen kontruksi

Perjalanan a). Perjalanan untuk pengumpulan data di lokasi penelitian (transport + lumpsum) b).Perjalanan mengikuti presentasi ilmiah nasional sebanyak 2 kali (transport + lumsum) Total Biaya Perjalanan Lain-lain a). Pemeliharaan peralatan b). Pembuatan laporan dan penggandaan c). Publikasi jurnal nasional terakreditasi d). Penelusuran Pustaka Total Biaya Lain-lain

TOTAL ANGGARAN PENGAJUAN KESELURUHAN TAHUN II

41

42

II. Perubahan Anggaran Penelitian

1

2

3

4

5


Rp

4.800.000

Rp

3.360.000

Rp

3.360.000

Rp

2.40.000


Rp Rp

2.400.000 17.280.000



4.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 2.250.000 13.200.000 1.500.000 25.950.000


Rp Rp Rp Rp Rp

500.000 2.000.000 2.500.000 1.000.000 6.000.000

Rp

3.500.000

Rp Rp

2.000.000 5.500.000

Rp Rp Rp Rp Rp

3.959.850 1.660.150 500.000 1.650.000 7.770.000

Rp

62.500.000



TOTAL ANGGARAN PERUBAHAN KESELURUHAN TAHUN II

42

43

III. Realisasi Anggaran Penelitian

1

2

3

4

5


Rp

1.596.000

Rp

1.117.200

Rp

1117.200

Rp

798.000


Rp Rp

798.000 5.426.400



4.500.000 1.500.000 1.500.000 1.500.000 2.250.000 13.200.000 1.500.000 25.950.000


Rp Rp Rp Rp Rp

500.000 2.000.000 2.500.000 1.000.000 6.000.000

Rp

900.000

Rp Rp

900.000

Rp Rp Rp Rp Rp

3.959.850 300.000 839.800 5.099.600

Rp

43.376.000



TOTAL ANGGARAN REALISASI KESELURUHAN TAHUN II

43

44

REKAPITULASI ANGGARAN PENELITIAN

Pembiayaan penelitian yang diajukan untuk tahun ke II adalah sebagai berikut: 1) Usulan anggaran tahun ke. II sebesar : Rp 66.790.000,2) Anggaran disetujui

: Rp 62.500.000,-

3) Pencairan Aaggaran 70 %

: Rp 43.750.000,-

4) Anggaran realisasi 70 %

: Rp 43.376.000,-

5) Sisa anggaran

: Rp

374.000,-

( akan digunakan langkah penelitian berikutnya ) Perincian dan bukti penggunaan anggaran lebih detail untuk tiap-tiap alokasi anggaran pengeluaran disajikan dalam Lampiran.

44

45

C. DRAFT NASKAH PUBLIKASI IDENTIFIKASI DAGING SEGAR DAN BUSUK MENGGUNAKAN SENSOR pH METER DIGITAL Oleh: Prastyono Eko Pambudi1), Edhy Sutanta2), dan Mujiman3) 1), 3) Teknik Elektro, FTI, IST AKPRIND Yogyakarta 2) Teknik Informatika, FTI, IST AKPRIND Yogyakarta RINGKASAN Tingginya kebutuhan daging dan terbatasnya ketersediaan daging di pasaran, membuat harga daging menjadi mahal dan semakin banyak pedagang daging yang mencampurkan daging busuk ke dalam daging segar. Untuk menghindari resiko, masyarakat sebagai konsumen harus mewaspadainya dan mengetahui karakteristik daging busuk dan perbedaannya dengan daging segar. Penelitian ini merupakan kelanjutan hasil Penelitian Tahun I yang berhasil mengembangkan alat identifikasi daging segar dan busuk berdasarkan sensor warna RGB. Penelitian Tahun ke II ini merancang alat identifikasi daging sebagai alat bantu bagi konsumen pada umumnya dan petugas instansi terkait pada khususnya dalam mengidentifikasi daging yang beredar di pasaran, apakah daging yang dijual oleh pedagang benar-benar daging segar atau daging busuk. Peralatan dikembangkan didasarkan pada sensor pH meter digital, yaitu alat pengukur pH yang digunakan untuk mengetahui apakah daging dalam keadaan segar ataukah sudah busuk berdasar pada nilai asam, basa, atau netral. pH meter bekerja berdasarkan sensor, salah satunya adalah pH Meter Digital dengan sensor pH berupa elektroda gelas. Prinsip kerja pH Meter Digital adalah membandingkan perbedaan potensial dari elektroda pada sensor dengan ion elektron khususnya H+ pada daging yang diukur. Dengan menggunakan penguatan tegangan Op-Amp yang memiliki impedansi input tinggi dapat ditampilkannya sinyal berupa tegangan (mV) yang diubah ke bentuk digital dengan Analog to Digital Converter sehingga nilai penguatan pH dapat ditampilkan dan terbaca pada layar LCD/peraga (display). Kata kunci: asam, daging busuk, daging segar, pH Meter Digital, elektroda gelas. PENDAHULUAN Daging merupakan salah satu produk pangan asal hewani yang mempunyai gizi tinggi karena mengandung karbohidrat, protein, lemak, vitamin dan mineral. Daging ialah bagian yang diperoleh dari pemotongan ternak baik ternak besar seperti sapi, kerbau, kuda, dll., maupun ternak kecil seperti kambing, domba maupun ternak unggas, dll. Namun demikian daging yang tidak sehat bila dikonsumsi dapat menyebabkan berbagai macam penyakit seperti keracunan bagi yang mengkonsumsi, untuk itu perlu diketahui jenis dan kriteria daging yang sehat dan segar serta layak dikonsumsi. Secara umum daging yang sehat dan baik adalah daging yang berasal dari ternak yang sehat, disembelih di tempat pemotongan resmi, kemudian diperiksa, diangkut dengan kendaraan khusus dan

45

46

dijual di pasar atau supermarket atau los daging yang bersih dan higienis. Tingginya kebutuhan masyarakat terhadap daging setiap harinya dan tingginya harga daging, serta langkanya daging di pasaran menyebabkan banyak pedagang daging nakal mencoba mencampurkan daging segar dengan daging yang sudah rusak untuk memperoleh keuntungan yang lebih besar walaupun dengan cara yang tidak dibenarkan atau tidak halal. Hal ini tentu merugikan konsumen. Kondisi tersebut menjadi alasan diperlukannya perangkat alat bantu untuk dapat mendeteksi kondisi daging yang dikonsumsi oleh masyarakat. Penelitian ini merupakan pengembangan dari penelitian sebelumnya, yaitu merancang alat identifikasi daging segar dan busuk menggunakan pH Meter digital. Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan rancangan teknologi sederhana untuk indentifikasi daging segar dan busuk menggunakan sensor warna RGB dan kadar pH pada daging dengan sensor elektroda gelas. Hasil rancangan alat diharapkan dapat membantu masyarakat atau petugas dari instansi terkait untuk mengidentifikasi kondisi daging di pasaran, apakah layak konsumsi atau tidak layak konsumsi, dengan cara melihat nilai kekuatan warna dan kadar pH pada daging. Penelitian dan jurnal yang membahas tentang sensor warna pernah dilakukan oleh Sanjay Kr. Singh (2003) yang meneliti perbandingan deteksi wajah yang dikendalikan bacground menggunakan ruang warna RGB, YCbCr dan HSI penggunaan sistem warna ini lebih efisien meskipun belum mampu memberikan hasil yang sangat baik. Penelitian lain dilakukan oleh Budi Setiawan Santosa (2007) tentang pembuatan robot mesin sortir dengan embedded system. Hasil yang diperoleh dari pembuatan embedded system ini berupa alat scanning warna dan mekanisme sortir benda setelah di-scan. Robot ini digunakan sebagai alat bantu dalam menyeleksi warna suatu benda. Sehingga warna dari setiap benda yang disensor akan terlihat nilai RGB-nya. Nilai yang didapat akan dicocokkan dengan tabel data yang ada dengan batasan nilai untuk masing-masing nilai R, G, dan B. Dari hasil sensor dapat diketahui nilai warnanya yang kemudian benda hasil sensor akan diletakkan pada tabung yang ditentukan. Tabung-tabung tersebut akan segera menyesuaikan dengan nilai warna dengan bergerak menggunakan motor servo sebagai penggeraknya sesuai dengan posisi yang ditentukan. Penentuan gerak motor servo ini diperoleh dengan mengatur jarak pulsa sesuai dengan tabung yang dibuat. Antara tabung yang satu dengan lainnya akan mempunyai jarak pulsa yang berbeda pula. Penelitian Ronald Indrajaya (2002) mengembangkan prototipe alat pencampur cat otomatis. Prototipe ini terdiri atas sebuah konveyor untuk menggerakkan kontainer, solenoida untuk membuka dan menutup valve pada tangki, sensor infra-red LED sebagai proximity switch, dan motor DC untuk mengangkat dan menurunkan timbangan A dan timbangan B, menggerakkan lengan Z, dan mengaduk cat. Sistem kerja dari prototipe ini adalah mengisi kontainer dengan cat yang terdapat pada tangki A dan tangki B. Metode yang dipakai untuk mendapatkan perbandingan warna cat tertentu, yaitu dengan menimbang berat masing-masing warna cat dengan suatu transduser LVDT, sesuai dengan setting point yang di-input-kan. Berdasarkan hasil pengujian, sistem dapat mencampurkan dua warna cat sesuai dengan setting point yang diinput-kan meskipun warna cat hasil pencampuran kurang bagus, hal ini

46

47

disebabkan karena sistem masih memiliki error. Dalam penelitian ini, identifikasi daging segar atau busuk diukur berdasarkan gabungan dua paramater, yaitu kekuatan warna RGB dan kadar pH. pH Meter Digital bekerja berdasarkan prinsip, bahwa setiap daging/larutan akan memberikan bentuk tegangan yang berbeda dari kadar ion-ion yang ada dalam daging/larutan. Hal ini akan ditangkap pada sebuah sensor yang berupa sel elektroda untuk memberikan input sinyal analog yang akan diproses menjadi sinyal digital. pH Meter Digital bekerja dengan dasar sensor yang dipakai, salah satu yang terlihat pada gambar adalah pH Meter Digital dengan sensor pH berupa elektroda gelas. Prinsip kerja pH Meter Digital adalah memanfaatkan perbandingan beda potensial dari elektroda yang ada pada sensor dengan ion elektron khususnya ion H+ pada larutan yang diukur, kemudian dikonversi menjadi bentuk digital dan ditampilkan pada layar LCD/peraga (display). METODOLOGI Penelitian ini diawali dengan identifikasi spesifikasi kebutuhan alat yang akan dibuat, yaitu sebagai berikut: e. Diperlukan komponen rangkaian catu daya yang berfungsi untuk memberikan supply tegangan dan arus pada rangkaian. f. Diperlukan alat pengindra berupa sensor yang peka untuk mendeteksi pH. g. Diperlukan komponen pengendali yang berfungsi untuk mengendalikan alat pendeteksi secara keseluruhan. h. Diperlukan komponen penampil nilai digital yang sederhana dan informatif. Dalam konsep perancangannya, pH Meter Digital diharapkan dapat memenuhi standar pengukuran pH dengan memperhatikan aspek-aspek yang terkait dalam proses pengukurannya. Rancangan alat dibuat sedemikian rupa agar dalam proses penggunaannya dapat dilakukan secara mudah dan memberikan hasil yang akurat. Identifikasi spesifikasi kebutuhan alat yang dirancang adalah sebagai berikut: d. Diperlukan piranti yang dapat digunakan sebagai pengukur larutan untuk identifikasi pH asam atau basa. e. Diperlukan piranti dengan sistem konversi nilai analog ke nilai digital yang optimal. f. Diperlukan piranti untuk visualisasi hasil konversi nilai digital yang sederhana dan mudah dipahami. Berdasarkan identifikasi spesifikasi kebutuhan alat tersebut, diperoleh hasil analisis dari alat yang akan dibuat dengan spesifikasi sebagai berikut: d. Elektroda gelas selektif ion, sebagai sensor yang digunakan dalam pengukuran pH. e. IC tipe ICL 7107, dengan sistem 3 ½ digit analog to digital converter. f. Penampil nilai hasil penguatan sensor pH indikator asam atau basa dengan bentuk visual bilangan desimal. Gambaran diagram blok pH Meter Digital yang dirancang ditunjukkan pada Gambar 1.

47

48

Larutan elektrolit

Sensor (Elektroda gelas)

Penguat Op-Amp

Nilai penguatan pH

Penampil 7 segmen

Analog to digital converter (CL 7107)

Data biner digital

Gambar 1 Diagram blok pH Meter Digital Perancangan Alat Ukur pH Meter Digital Catu Daya Alat Ukur Pada rangkaian pH Meter Digital yang dibuat digunakan pencatuan daya dengan tegangan stabil. Saat ini sudah banyak dikenal komponen seri sebagai regulator tegangan tetap positif dan negatif. Komponen ini biasanya sudah dilengkapi dengan pembatas arus (current limiter) dan pembatas suhu (thermal shutdown). Komponen ini memiliki tiga pin dan dengan menambah beberapa komponen saja sudah dapat menjadi rangkaian catu daya yang terregulasi dengan baik, misalnya IC7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan positif 5 volt, IC7809 adalah regulator untuk mendapat tegangan positif 9 volt. Sedangkan seri IC 7905 dan IC 7909 berturut-turut adalah regulator tegangan negatif 5 volt dan negatif 9 volt. Rangkaian pH Meter Digital pH Meter Digital merupakan alat ukur yang memiliki derajat pengukuran cukup baik. Alat ini bekerja berdasarkan keluaran elektroda saat bereaksi dengan larutan yang menghasilkan beda potensial pada larutan dan elektroda gelas, menjadi sebuah kadar pH sebenarnya dari larutan yang diukur. Untuk hal ini diperlukan dua buah rangkaian, yaitu: a. Penguatan tegangan sensor (elektroda gelas) menggunakan Op-Amp. b. Pengkonversi tegangan analog ke digital menggunakan ICL 7107 digital to analog converter. Penguatan pada Sensor Sensor yang digunakan (elektroda gelas) memiliki tingkat keluaran tegangan berdasarkan perbedaan potensial pada larutan elektrolit (asam atau basa) yang diukur dengan kawat elektroda inti dan elektroda referensi. Pada prinsipnya pengukuran kadar pH dengan menggunakan elektroda gelas adalah pengukuran konsentrasi ion H+. Larutan tersebut memberikan tegangan keluaran yang sangat kecil saat membran elektroda dan elektroda referensi pada elektroda gelas atau biasa disebut elektroda kombinasi dimasukkan ke dalam larutan. Hal ini membutuhkan bentuk penguatan tegangan saat pengukuran agar tegangan output

48

49

sebelum masuk ke visual meter (ICL 7107) dapat diterima secara benar pada input converter dengan tampilan tegangan yang sesuai dengan indikator pH. Penguatan tegangan dalam penelitian ini menggunakan rangkaian yang sudah terintegrasi (IC) untuk memperbesar tegangan input. Op-Amp sering digunakan untuk memperkuat tegangan kecil walaupun dengan impedansi yang tinggi. Op-Amp yang digunakan menggunakan spesifikasi khusus, yaitu memiliki input masukan yang sangat tinggi mencapai 1009-1012 Ohm. Dikarenakan rangkaian pengukuran pH Meter dengan perbedaan tegangan pada elektroda terhadap larutan memiliki sifat resistansi tinggi. Walaupun resistansi dari gelas elektroda dan larutan sudah kecil, tetapi resistansi rangkaian masih tetap tinggi. Kondisi ini merupakan pengukuran yang sangat tinggi pada voltmeter biasa. Elektroda gelas yang dimasukkan pada larutan atau ditempelkan pada daging akan menghasilkan beda tegangan yang kemudian dikuatkan dengan OpAmp. Berdasarkan hasil analisis diketahui bahwa tegangan output dari elektroda gelas sangat berpengaruh terhadap temperatur. Konversi Analog ke Digital Tegangan pada elektroda gelas yang telah diberikan penguatan, dan output yang keluar dari penguatan Op-Amp sesuai dengan tegangan yang diinginkan berdasarkan indikator kadar pH yang sebenarnya, maka dilakukan konversi tegangan, dari bentuk tegangan analog ke bentuk digital menggunakan analog to digital converter 3½ digits melalui ICL 7107. Cara Pengukuran Pengukuran dari alat yang dirancang dilakukan untuk memperoleh datadata yang berhubungan dengan hasil pengukuran. Hal ini untuk menentukan apakah alat dapat bekerja dengan baik dan memiliki tingkat error yang serendahrendahnya. Tahapan analisis yang dilakukan adalah sebagai berikut: a. Pengambilan sampel menggunakan simulator kadar pH dengan temperatur 300C sebesar 60,149/pH. b. Pengambilan sampel daging/larutan adalah larutan yang bersifat asam (pH<7) dan larutan yang bersifat basa (pH>7). c. Melakukan perbandingan dengan alat ukur yang sama. Pengambilan Sampel Daging /Larutan Banyak larutan elektrolit yang termasuk jenis larutan asam kuat atau lemah, atau larutan basa kuat atau lemah. Pengujian dilakukan menggunakan sampel bentuk tegangan dari simulator dan larutan yang memiliki kadar pH tercantum atau sudah diketahui, hal ini untuk memudahkan mengetahui kesalahan dari pH Meter Digital yang dirancang. Dalam hal ini, terdapat dua macam larutan dengan pH tertera atau juga disebut larutan buffer, yaitu: a. Larutan buffer solution, merupakan larutan standar internasional yang dibuat oleh pabrikan yang telah memiliki lisensi teruji. Biasanya larutan ini digunakan untuk kalibrasi alat ukur pH Meter Digital. b. Larutan buffer universal, biasanya dibuat oleh praktikan di laboratorium sebagai larutan penyangga dalam reaksi kimia. Namun larutan dengan kadar

49

50

pH ini tidak dapat digunakan sebagai kalibrasi pH Meter Digital, karena tidak memiliki standarisasi internasional, walaupun nilai yang ditampilkan sama atau mendekati kadar pH dari larutan buffer solution. Dari kedua jenis larutan buffer tersebut, untuk keperluan penelitian ini dapat digunakan larutan buffer solution dengan kadar pH 4 dan pH 7. Kalibrasi Alat Ukur pH Meter Digital Sebuah piranti ukur harus memiliki tingkat kalibrasi yang akurat agar dapat menghasilkan hasil pengukuran yang tepat. Pada pH Meter Digital kalibrasi dilakukan menggunakan larutan netral dengan kadar pH=7 atau buffer solution pH 7. Di samping itu juga menggunakan larutan kalibrasi dengan buffer solution pH pH=1, pH=4, dan lainnya, dengan asumsi bahwa pengukuran kadar pH memiliki batasan nilai antara 1-14. Telah diketahui bahwa nilai yang akan diukur merupakan hasil dari proses reaksi antara sensor elektroda gelas yang terjadi pada daging/larutan elektrolit dengan pengamatan zat yang dapat memberikan ion hidrogen (asam) atau zat yang dapat menerima ion hidrogen (basa) dengan pengaruh temperatur larutan juga tentunya. Begitu banyaknya larutan elektrolit yang ada maka sebagai kalibrasi yang cukup sederhana, dengan melakukan pengukuran larutan dengan pH netral ICL 7107 dapat dengan baik mengukur sinyal analog yang diterima hanya dengan satu kalibrasi terhadap suatu obyek larutan. Tetapi hasil dari kalibrasi larutan netral tersebut harus dibandingkan dengan alat ukur pH Meter yang lain untuk mendapatkan error yang terjadi selama pengukuran dengan beberapa kali tes. Jika error yang terjadi telah memenuhi batasan yang ditetapkan, baru melakukan pengukuran dengan larutan jenis yang lainnya sesuai dengan sampel larutan yang telah ditentukan sebelumnya. Setiap kali pengukuran kadar pH larutan diharapkan dapat diteliti perbandingan hasil pengukuran dengan alat ukur pH lainnya. Perbandingan Pengukuran Pengambilan data pengukuran pH Meter Digital dilakukan dengan cara menghadirkan pembanding berupa pH Meter Digital pabrikan yang dijual di pasaran dengan karakteristik teruji dan memiliki tingkat akurasi sekitar 0,01 pH, sehingga diharapkan mendapat hasil yang baik. Analisis diperoleh dari hasil pengamatan kedua alat tersebut dan dihitung tingkat error dari alat yang dirancang. Untuk melakukan pengamatan diperlukan bahan sebagai berikut: d. Larutan yang akan diukur telah memiliki kandungan kadar pH. e. pH Meter Digital rancangan, untuk mengetahui apakah hasil pengukuran dapat terbaca dengan baik. f. pH Meter Digital buatan pabrik, sebagai pembanding dengan pH Meter Digital rancangan. Kalibrasi pH Meter Digital dapat dilakukan dengan tahapan sebagai berikut: e. Mengukur besarnya temperatur larutan kalibrasi ataupun larutan yang akan diukur (usahakan memiliki temperatur yang sama) dengan cara mengatur temperatur adjusment pada alat sesuai dengan besar temperatur pada larutan.

50

51

f. Memasukkan elektroda gelas pada buffer solution pH 7 dengan cara mengatur adjusment pada alat sesuai dengan besarnya kadar pH = 7. g. Memasukkan elektroda gelas pada buffer solution pH 4 dengan cara mengatur adjusment pada alat sesuai dengan besarnya kadar pH = 4. h. Melakukan pengukuran kadar pH pada larutan sample yang akan diukur. Temperatur sebuah larutan sangat mempengaruhi hasil pengukuran pH, apabila temperatur larutan berubah, maka kadar pH juga akan berubah. Dengan alasan tersebut, maka pengukuran lebih baik dilakukan dalam temperatur yang sama (misal: 300 C/suhu ruangan). HASIL DAN PEMBAHASAN Cara Kerja Alat Pada penelitian Tahun I bekerja berdasarkan sensor warna yang mendapat pantulan cahaya dari obyek benda berwarna, kemudian sensor akan mendeteksi benda berwarna tersebut. IC TCS3200-DB disusun secara array dengan konfigurasi: 16 photodiode untuk mem-filter warna merah, 16 photodiode untuk mem-filter warna hijau, 16 photodiode untuk mem-filter warna biru, dan 16 photodiode tanpa filter. Photodiode akan mengeluarkan arus yang besarnya sebanding dengan kadar warna dasar cahaya yang menimpanya. Arus ini kemudian dikonversikan menjadi sinyal kotak dengan frekuensi sebanding dengan besarnya arus untuk dikirim ke uC sebagai data input. Dalam uC sinyal kotak akan dicacah sesuai dengan jumlah sinyal kotak yang dihasilkan dari pembacaan warna menggunakan fitur counter yang terdapat dalam uC, selanjutnya hasil pencacahan dikonversikan menjadi bilangan desimal untuk ditampilkan pada penampil LCD. Sedang untuk penelitian tahun ke II didasarkan pada sensor pengukuran kadar pH pada daging dalam kondisi segar dan busuk yang diinformasikan untuk ditampilkan pada penampil LCD. Metode Pengujian Metode pengujian pada penelitian Tahun I dilakukan dengan meletakkan sensor di atas kertas putih, lalu set filter merah dan catat berapa jumlah counter yang dihasilkan. Hal ini dilakukan juga untuk filter warna biru, hijau. Hal ini dilakukan untuk mencari nilai 255 dari setiap filter. Bila nilai RGB 255 semua, maka hasilnya warna putih atau dengan kata lain bila dicampurkan warna merah,biru dan hijau dengan konsentrasi yang sama, maka akan dihasilkan warna putih. Jumlah counter inilah yang nantinya digunakan untuk referensi. Pengukuran dilakukan secara langsung dengan mengukur daging yang diuji, pengumpulan data dilakukan dengan 2 cara yaitu mencatat counter output sensor saat pembacaan warna putih, hitam, merah, hijau dan biru. Mencatat nilai RGB yang dihasilkan dari masing-masing daging sampel untuk mengetahui kandungan warna RGB pada daging sampel yang menjadi obyek percobaan. Pengujian berdasar sensor warna dilakukan sebagai berikut: d. Menghitung jumlah counter output sensor. e. Pengamatan pada daging sapi non SNI segar & daging sapi non SNI busuk. f. Pengamatan pada daging sapi SNI segar & daging sapi SNI busuk.

51

52

Sedangkan pengujian kadar pH daging dilakukan dengan cara sebagai berikut: a. Pasang baterai 1 x 9V dan menyalakan alat ukur pH dan menekan serta menahan tombol pH/mV selama 3 detik untuk mengkofigurasikan unit ukuran yang diinginkan (oC atau oF) dan modus pH. b. Menghubungkan alat pengecekan suhu ke alat ukur dan elektroda pH, lepaskan botol pelindung dari elektroda, ada beberapa cairan KCL dalam botol untuk penyimpanan, jangan membuang cairan tersebut, ini untuk penyimpanan lagi setelah pengujian, jika cairan KCL habis, tambahkan beberapa buffer 4.00. Bilas elektroda dan alat pengecekan suhu dengan air bersih dan dilap sampai kering. c. Celupkan elektroda dan alat pengecekan suhu ke dalam larutan buffer 7.00, gerakkan elektroda secara perlahan-lahan dan tunggu untuk menstabilkan tampilan. Tekan dan tahan tombol CAL sampai ‘CAL’ muncul dalam tampilan dan kemudian 7.00 berkedip. Ketika kedipan berhenti dan menampilkan ‘SA’ kemudian ‘END’, kalibrasi selesai dan kembali pada cara pengukuran. Ikon ‘SA’ tidak akan muncul jika kalibrasi gagal. d. Bilas elektroda dan alat pengecekan suhu dengan air bersih dan lap sampai kering. Celupkan elektroda dan alat pengecekan suhu ke dalam larutan buffer 4.00 atau 10.00, gerakkan elektroda secara perlahan-lahan dan tunggu untuk menstabilkan tampilan. Tekan dan tahan tombol CAL sampai ‘CAL’ muncul dalam tampilan dan kemudian 4.00 dan 10.00 berkedip. Ketika kedipan berhenti dan menampilkan ‘% (persentase kemiringan) ’ kemudian ‘SA’ dan ‘END’, kalibrasi selesai dan kembali pada cara pengukuran. e. Bilas elektroda dan alat pengecekan suhu dengan air bersih dan lap sampai kering. Buka dudukan elektroda A, pasang stainless steel blade penetrasi dan memasang bagian A lagi, selalu hati-hati pada blade untuk menghindari blade patah. f. Gunakan pisau untuk memotong daging dan biarkan elektroda masuk ke dalam daging, juga masukkan alat pengecekan suhu ke dalam meteran, tunggu sampai tampilan stabil dan membaca kadar pH daging. g. Setelah pengujian, lepaskan blade dan bersihan elektroda dengan air bersih dan bilas sampai kering dengan menggunakan kertas lembut dan simpan elektroda dalam botol pelindung. Pengamatan Pada Daging Sapi Non SNI Segar dan Busuk Pada pengamatan ini dilakukan pendeteksian RGB pada daging sapi baik kondisi segar maupun kondisi busuk yaitu daging yang telah disimpan pada kondisi ruang selama 2 hari tanpa melalui proses pembekuan atau pendinginan. Untuk mengetahui besar nilai RGB yang terkandung dalam warna daging sapi sampel yang akan diukur, demikian juga dilakukan pengukuran kadar pH yaitu dengan menusukkan alat pengukur pH pada daging uji. Hasil pengamatan dapat dilihat pada Tabel 5.1.

52

53

No. 1. 2. 3. 4. 5.

Tabel 5.1 Pengamatan pada daging sapi non SNI segar Red filter Green filter Blue filter Clear filter Kadar pH 71 32 39 39,5 4,89 79 35,5 44 38 4,75 74 31,5 37,5 39 4,73 72 33 40,5 40 4,72 75 34 42,5 41 4,76

Hasil pengamatan pada daging yang busuk, tidak terjadi perubahan warna daging yang signifikan sehingga daging masih memiliki warna yang mirip dengan daging segar yang membedakannya hanya dari segi bau yang khas daging busuk, sehingga memiliki komposisi warna RGB daging busuk mendekati komposisi warna RGB daging segar, seperti ditampilkan pada Tabel 5.2.

No. 1. 2. 3. 4. 5.

Tabel 5.2 Pengamatan pada daging sapi non SNI busuk Red filter Green filter Blue filter Clear filter Kadar pH 64 34 43 42 3,63 63 35 45 45 3,45 63,5 33,5 40,5 43 3,37 65 35 43 47 3,42 65 36 45 46 3,32

Hasil pengukuran pH untuk daging non SNI segar menunjukkan sifat asam yang masuk katagori asam lemah (kadar pH 4,7 - 4,9) , sedangkan pada daging non SNI busuk menunjukkan kadar pH yang lebih kecil yang masuk dalam katagori asam kuat, dengan kadar pH 3,3-3,6. Pengamatan pada Daging Sapi SNI Segar dan Busuk Hasil pengamatan daging sapi segar diperlihatkan pada Tabel 5.3. Pada daging sapi SNI segar perbandingan nilai filter merah dengan filter lain sangat signifikan sebab warna dagingnya yang berwarna merah darah sehingga menyebabkan nilai filter merah tinggi, sedangkan hasil pengukuran pH menunjukkan daging bersifat asam lemah dengan kadar pH 5,80-5,89. Tabel 5.3 Pengamatan pada daging sapi SNI segar No. 1. 2. 3. 4. 5.

Red filter 51,5 53 54 54,5 55

Green filter 21,5 22 23 23 24

Blue filter 26,5 27 285 28,5 28

Clear filter 28 28,5 29,5 29 30

Kadar pH 5,89 5,83 5,80 5,87 5,83

Pada daging sapi SNI busuk, warna yang dimiliki sama dengan warna daging ketika masih segar sehingga jika diidentifikasi berdasarkan warna ketelitian yang diperoleh masih rendah, seperti pada Tabel 5.4. 53

54

No. 1. 2. 3. 4. 5.

Tabel 5.4. Pengamatan pada daging sapi SNI busuk Red filter Green filter Blue filter Clear filter 62,5 32,5 39 39 62 32 38 38,5 61,5 32,5 37 38,5 65 34 40 40 65,5 33 40 40

Kadar pH 3,89 3,74 3,77 3,87 3,82

Pembahasan Nilai yang terukur dari program untuk tiap warna RGB berkisar dari 0255, warna hitam nilai RGB semuanya mendekati 0, sedangkan warna mendekati putih nilai RGB nya membesar mendekati 255. Kekurangan dari alat ini ialah jarak pengukuran efektifnya tidak lebih dari 2 cm (sampel harus diletakkan tepat di titik fokus dari sensor tersebut). Perubahan jarak akan menyebabkan pembacaan berubah dan dapat menyebabkan kesalahan pembacaan. Dari hasil proses identifikasi daging yang segar, alat telah mampu mengidentifikasi dengan baik, sehingga rentang nilai yang digunakan untuk acuan identifikasi telah sesuai dengan ditunjukkan hasil pengukuran tidak mempunyai rentang nilai yang lebar, pada daging sapi non SNI (71-79) untuk nilai R, (31,535,5) untuk nilai G, dan (37,5-42,5) untuk nilai B, sedang kadar pH adalah (4,724,89) sehingga termasuk kadar asam lemah (Tabel 5.2). Pada daging sapi segar SNI mempunyai nilai (51,5-55) untuk nilai R, (21,55-24) untuk nilai G, dan (26,5-28,5) untuk nilai B, sedangkan untuk kadar pH nya adalah (5,80-5,89) sehingga merupakan kadar asam lemah (Tabel 5.3). Pada daging sapi busuk SNI mempunyai nilai (61,5-65,5) untuk nilai R, dan (3234) untuk nilai G,dan (37-40) untuk nilai B,sedangkan untuk kadar pH nya adalah (3,74-3,89) jadi merupakan asam yang termasuk kadar asam kuat (Tabel 5.4). Pada dasarnya sifat daging mempunyai kadar pH asam, hal ini ditunjukkan dari pengukuran dengan pH Meter Digital didapat baik daging segar maupun daging busuk bersifat asam, hanya diketahui apabila daging semakin busuk maka kadar pH nya menjadi lebih asam atau masuk katagori asam kuat dengan kadar pH kurang dari 4, tentunya daging yang semakin bersifat asam tidak layak untuk dikonsumsi. KESIMPULAN DAN SARAN Dari hasil penelitian ini dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: a. Tegangan pada elektroda gelas yang telah melewati rangkaian penguatan OP-AMP sangat menentukan indikator pH daging. b. Temperatur daging/larutan uji, sangat mempengaruhi nilai pH bila temperatur lebih tinggi/naik dari suhu ruangan 30° C maka nilai PH akan berubah. c. Larutan buffer solution pH = 4 atau pH = 7, sangat menentukan ketepatan/presisi hasil pengukuran nilai pH. d. Besar kecilnya konsentrasi H+ pada daging/larutan uji sangat menentukan output tegangan yang dikonversikan menjadi nilai pH daging / larutan.

54

55

e. Pada dasarnya daging mempunyai kadar pH asam, hal ini ditunjukkan dari data pengukuran pada daging segar dan busuk bersifat asam, daging yang lebih busuk akan lebih bersifat asam kuat dengan nilai pH dibawah 3 - 4. DAFTAR PUSTAKA Iswanto. Design dan Implementasi Sistem Embedded Mikrokontroler ATMega8535 dengan Bahasa Basic. Yogyakarta: Penerbit Gava Media, 2008. Nugroho, Wahyu. Alat Pendeteksi Warna Berdasarkan Warna Dasar Penyusun “RGB” Menggunakan Sensor TCS230. Yogyakarta: IST AKPRIND, 2008. Raja, A. Sivanantha, and K.Sankaranarayanan. "RGB Color Sensor in Colorimeter for Better Clinical Blood Glucose." BIME Journal, Dec. 2006: Volume 06 Issue 1. Santosa, Budi Setiawan. Scanning Warna Dengan TCS230 Color Sensor Pada Mesin Sortir. Yogyakarta: Universitas Kristen Duta Wacana, 2007. Wardhana. Belajar Sendiri Mikrokontroler Atmel AVR Seri ATMega8535 Simulasi Hardware dan Aplikasi. Yogyakarta: Penerbit Andi, 2006. —. "datasheet TCS230 programmable color light-to-frequency converter." TAOS. Januari 15, 2003. www.taosinc.com (accessed Agustus 28, 2010). —. LCD Interfacing. 2010. www.lcdinterfacing.info (accessed Agustus 28, 2010). —. Modul Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega8535 dengan Bascom AVR. Yogyakarta: Inkubator Teknologi MITI, 2010. —. Wikipedia Bahasa Indonesia. Juni 16, 2010. www.id.wikipedia.org (accessed Agustus 28, 2010). —. LCD Interfacing. 2010. www.lcdinterfacing.info (accessed Agustus 28, 2010).

55

LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING TAHUN KE-I IDENTIFIKASI DAGING SEGAR MENGGUNAKAN SENSOR WARNA RGB TCS3200-DB

Recommend Documents