PROTOTIPE SISTEM PENGERING GABAH DENGAN INDIKATOR KELEMBABAN DAN SUHU BERBASIS MIKROKONTROLER (Rancang Bangun dan Indikator)

   

 

PROTOTIPE SISTEM PENGERING GABAH DENGAN   INDIKATOR KELEMBABAN DAN SUHU BERBASIS MIKROKONTROLER   (Rancang Bangun dan Indikator)  

The Prototype of Grain Dryer System with Humidity and Temperature Indicators based on Microcontroller (Design Build and Indicators)

     

 

  Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro

Oleh :

Iyan Jumaedi 091311016

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG BANDUNG 2012

 

                     

 

     

RIWAYAT HIDUP

     

Nama : Iyan Jumaedi NIM

: 091311016

TTL

: Garut, 18 Januari 1990

 

Alamat : Kp. Ciawi RT.05/ RW.03 Ds. Cikondang,

 

Kec. Cisompet, Kab. Garut 44174  

E-mail : [email protected]

   

PENDIDIKAN FORMAL 1. Perguruan Tinggi lulus tahun

2012 di Politeknik Negeri Bandung

2. SMA lulus tahun

2009 di SMA Negeri 1 Garut

3. SMP lulus tahun

2006 di SMP Negeri 2 Cikajang

4. SD lulus tahun

2003 di SD Negeri Cikondang IV

PENGALAMAN ORGANISASI 1. Anggota Himpunan Mahasiswa Elektronika POLBAN

2009 – 2012

2. Anggota UKM ROBOTIKA POLBAN

2009 – 2011

iii

 

         

             ...    

            

 

…"Ya Tuhanku, tunjukilah aku untuk mensyukuri nikmat Engkau yang telah Engkau berikan kepadaku dan kepada ibu bapakku dan supaya aku dapat berbuat amal yang saleh yang Engkau   ridhai; berilah kebaikan kepadaku dengan (memberi kebaikan) kepada anak cucuku. Sesungguhnya aku bertaubat kepada Engkau dan Sesungguhnya aku Termasuk orang-orang yang berserah diri". (QS. Al-Ahqaf : 15)

 

Merenungkan tentang nikmat Allah sungguh merupaka salah satu ibadah yang utama. (Umar bin Abdul Azis) Setiap orang sukses yang pernah saya jumpai mengatakan “Kehidupanku berubah ketika aku mulai percaya pada diriku” (Horace)

Proyek Akhir ini aku persembahkan untuk Mamah dan Bapak tercinta yang selalu memberikan dorongan, motivasi, dan kasih sayang yang tiada batasnya serta senantiasa mendo’akan aku untuk selalu menjadi anak yang soleh, sukses, dan menjadi kebanggaanmu. Untuk adik-adikku Arman dan Amri, semoga kalian menjadi anak yang soleh, sukses, serta selalu berbakti kepada orang tua agama dan negara.

~ ‫~ﻋﯿﺎن ﺟﻮﻣﯿﺪي‬ “Iyan Jumaedi”

iv

 

     

ABSTRAK

   

Indonesia merupakan negara agraris yang antara lain memproduksi beras

yang  berasal dari gabah yang melewati tahap pengeringan dan penumbukan.    

Pengering gabah berbasis teknologi telah tersedia dipasaran tetapi tidak memiliki sistem pembaca suhu dan kelembaban yang akurat, sehingga suhu dan kelembaban tidak dapat diatur selama proses pengeringan, dan menyebabkan  

kualitas gabah menurun. Untuk mengatasi masalah tersebut dirancang dan   direalisasikan Prototipe Sistem Pengering Gabah dengan Indikator Kelembaban  

dan Suhu berbasis Mikrokontroler bagian Rancang Bangun dan Indikator. Sistem ini dirancang dan direalisasikan untuk mendeteksi, memonitor serta mengontrol suhu dan kelembaban. Sistem terdiri dari tiga bagian utama, yaitu input berupa push button, limit switch, keypad serta SHT10, processor berupa mikrokontroler Atmega 16, serta output berupa indikator LED, buzzer, dan LCD. Push button berfungsi sebagai tombol start dan stop sistem. Keypad berfungsi untuk memasukan data nilai suhu dan kelembaban yang diinginkan. Sensor SHT10 berfungsi untuk melakukan pembacaan suhu dan kelembaban gabah selama proses. Selanjutnya data dari sensor akan diproses dan dikontrol oleh mikrokontroler Atmega 16. Output mikrokontroler Atmega 16 akan ditampilkan pada LCD, diberikan perintah pada aktuator yang dikontrol oleh sistem yang dibuat terpisah. Selama sistem melakukan proses, indikator LED ON, ketika terjadi error buzzer akan ON dan proses OFF. Proses pengujian pengeringan dilakukan satu siklus dan berurutan dengan penentuan hasil secara kualitatif, dan kualitas terbaik di dapat pada pengaturan pengeringan 40°C dan 55%RH. Kata kunci : Gabah, Pengeringan, Suhu, Kelembaban, Keypad, SHT10, Mikrokontroler Atmega 16, LCD

v

 

     

ABSTRACT

   

Indonesia is an agrarian country. One of it’s product is rice which is

derived from grain. In the post-harvest handling grain should be dryed and  

pulverized before become rice. In market, the mostly grain dryer based on  

technology are not completed with temperature and humidity system. Therefore,

 

the temperature and humidity can not be controlled during dryers process, and caused the degradation of grain quality. This project concern to design and   realized the prototype of grain dryer system with humidity and temperature  

indicators based on microcontroller, “Build design and indicators” part. This  

part of system is designed and realized in order to read, monitor, and controll the temperature and humidity. The system consist of the input push buttons, limit switches, keypad and SHT10, processor microcontroller Atmega 16, the output as well as LED indicator, buzzer, and the LCD. Push button has function as the start and stop actuator. Keypad is used to enter data for the determine temperature and humidity. SHT10 sensor is used to sense temperature and humidity in the grain chamber during the drying process. The temperature and humidity as process variable are controlled by microcontroller Atmega 16, the output of microcontroller is displayed on LCD, and send to actuator which are controlled by the other microcontroller in the other separately system. The LED indicator will be active in the mode ON and the buzzer will be the ON and OFF when there is an error during the process. The testing process of drying was carried out in a cycle and sequential mode, the best result is achieved by determine of the drying temperature at 40°C and humidity target 55%RH. Key Word : Grain, Dryer, Temperature, Humidity, Keypad, SHT10, Microcontroller Atmega 16, LCD

vi

 

   

KATA PENGANTAR

     

Puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT, yang mana atas berkat

rahmat karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan proyek  

akhir Prototipe Sistem Pengering Gabah dengan Indikator Kelembaban dan Suhu  

berbasis Mikrokontroler Atmega 16 bagian Rancang Bangun dan Indikator. Penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah

 

membantu pada penyusunan laporan ini, baik berupa bantuan moril maupun  

materil. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:  

1. Yth. Ir. Hari Purnama, M.Eng., sebagai ketua Jurusan Elektro.

 

2. Yth. Ervin Marsita, ST., MT., sebagai ketua Program Studi DIII-Teknik Elektronika. 3. Yth. Dr. Ir. Paula S. Rudati, M.si., sebagai pembimbing I. 4. Yth. Ir. Suheri Bakar, sebagai pembimbing II. 5. Yth. Yana Sudarsa, BSEE., MT., Dr. Drs. Petrus Pratomo, M.Eng., dan Tjan Swi Hong, M.Sc. sebagai penguji. 6. Yth. Tjan Swi Hong, M.Sc., sebagai panitia Proyek Akhir 2011. 7. Yth. seluruh karyawan dan Staf Dosen Program Studi Teknik Elektronika yang selama ini telah memberikan ilmu pengetahuan dan ketrampilan kepada Penulis. 8. Firman Ar Rasyid sebagai rekan tim dalam menyelesaikan Proyek Akhir. 9. Teman-teman Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Bandung khususnya angkatan 2009 Pada pembuatan laporan ini, penulis menyadari masih terdapat kekurangan-kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukanmasukan berupa kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk penyempurnaan penyusunan laporan-laporan selanjutnya. Akhir kata penulis berharap semoga laporan Kerja Praktik ini bermanfaat bagi semua pihak, khususnya bagi penulis dan umumnya bagi semua yang membacanya. Bandung, Juni 2012 Penulis

vii

 

       

DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................ v   ABSTRACT ...................................................................................................... vi

KATA   PENGANTAR .......................................................................................vii  

DAFTAR ISI .................................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... x

 

DAFTAR TABEL .............................................................................................xii   DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii

BAB   I PENDAHULUAN .................................................................................. 1  

1.1 Latar Belakang Masalah ......................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2 1.3 Tujuan .................................................................................................... 2 1.4 Batasan Masalah ..................................................................................... 3 1.5 Metodologi ............................................................................................. 3 1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................. 4 BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................ 5 2.1 Studi Literatur ........................................................................................ 5 2.2 Pengering Gabah .................................................................................... 7 2.2.1 Pengeringan alami ......................................................................... 8 2.2.2 Pengeringan Buatan ....................................................................... 9 2.3 Sistem Instrumentasi Elektronika ............................................................11 2.4 Mikrokontroler Atmega 16 .....................................................................12 2.5 Bascom AVR .........................................................................................14 2.5.1 Pengarah processor ........................................................................14 2.5.2 Tipe data .......................................................................................15 2.5.3 Variabel.........................................................................................15 2.5.4 Deklarasi .......................................................................................15 2.5.5 Operator ........................................................................................16 2.5.6 Pernyataan Kondisional .................................................................16 2.6 Sensor Suhu dan Kelembaban SHT10.....................................................17 2.7 Keypad 4x4 ............................................................................................20

viii

 

   

2.8 LCD 20x4...............................................................................................23  

BAB III RANCANGAN DAN REALISASI ......................................................24  

3.1 Langkah Perancangan .............................................................................24 3.2   Fungsi dan Cara Kerja Alat.....................................................................24 3.3 Spesifikasi Alat ......................................................................................26  

 

3.4 Rancang Bangun dan Indikator ...............................................................26 3.5 Perancangan Alat ....................................................................................28

 

3.5.1 Perancangan perangkat keras (hardware) .......................................28  

3.5.2 Perancangan perangkat lunak (software) ........................................33

3.6   Realisasi Alat .........................................................................................34  

3.6.1 Realisasi perangkat keras (hardware) .............................................34 3.6.2 Realisasi perangkat lunak (software) .............................................39 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ............................................................40 4.1 Pengujian dan Analisa RPS LM2576-ADJ ..............................................40 4.2 Pengujian dan Analisa Rangkaian Utama µC Atmega 16 ........................42 4.2.1 Pengujian dan analisa IC LM7805 .................................................43 4.2.2 Pengujian dan analisa IC mikrokontroler Atmega 16 .....................44 4.2.3 Pengujian dan analisa driver buzzer ...............................................46 4.3 Pengujian dan Analisa Sensor SHT10 .....................................................47 4.4 Pengujian Pengeringan Gabah ................................................................49 BAB V PENUTUP ............................................................................................56 5.1 Kesimpulan ............................................................................................56 5.2 Saran ......................................................................................................56 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................57

ix

 

       

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Blok Diagram Sistem Instrumentasi Elektronika ................................11   Gambar 2 Blok Diagram Sistem Instrumentasi Elektronika berbasis  

 

Mikrokontroler...................................................................................11

Gambar 3 Tampilan Fisik dan Konfigurasi Pin Mikrokontroler Atmega 16 ........12 Gambar 4 Bentuk Fisik SHT10 ..........................................................................17

 

Gambar 5 Kurva Hubungan Temperatur dengan Nilai Toleransi SHT10 ............18   Gambar 6 Kurva Hubungan Kelembaban Relatif dengan Nilai Toleransi ...........18

Gambar 7 Skema Pengambilan Data ..................................................................19    

Gambar 8 Grafik Hubungan Kelembaban terhadap Keluaran Digital ..................19 Gambar 9 Skematik Rangkaian Keypad 4x4 ......................................................21 Gambar 10 Tampilan LCD: (a) Tampak Depan, (b) Tampak Belakang ..............23 Gambar 11 Diagram Blok Sistem Keseluruhan ..................................................27 Gambar 12 Diagram Blok Sub-sistem Rancang Bangun dan Indikator ...............27 Gambar 13 Skematik Rangkaian Utama µC Atmega 16 .....................................29 Gambar 14 Skematik Rangkaian RPS LM2576 ..................................................30 Gambar 15 Skematik Rangkaian Driver LCD ....................................................30 Gambar 16 Desain Rangka Dalam (a)Tampak Depan (b) Tampak Samping .......31 Gambar 17 Desain Boks Pengering Tampak Depan ...........................................32 Gambar 18 Desain Boks Elektronik (a) Tampak Depan, (b) Tampak Samping ...33 Gambar 19 Komunikasi antara µC Atmega 16 dengan µC Atmega 8 .................34 Gambar 20 PCB Rangkaian Sistem Utama .........................................................34 Gambar 21 PCB Rangkaian RPS LM2576 .........................................................35 Gambar 22 PCB Rangakai Driver LCD ..............................................................35 Gambar 23 Rangka Boks Pengering ...................................................................35 Gambar 24 Boks Pengering Tampak Samping Kanan ........................................36 Gambar 25 Boks Pengering Tampak Keseluruhan ..............................................36 Gambar 26 Boks Elektronik (a) Tampak Depan, (b) Tampak Belakang ..............37 Gambar 27 Boks Elektronik (a) Tampak Samping, (b) Tampak Keseluruhan .....37 Gambar 28 Peletakan Komponen pada Boks Elektronik .....................................38 Gambar 29 Keseluruhan Sistem .........................................................................38

x

 

   

Gambar 30 Wiring antara Boks Pengering dengan Boks Elektronik ...................39  

Gambar 31 Diagram Pengukuran Rangkaian RPS LM2576-ADJ .......................41  

Gambar 32 Diagram Pengukuran Rangkaian Utama µC Atmega 16 ...................43 Gambar 33 Diagram Pengukuran (Kalibrasi) SHT10..........................................47   Gambar 34 Grafik Hubungan %RH dan Suhu terhadap Waktu pada Pengujian  

   

Satu Siklus .......................................................................................51 Gambar 35 Grafik Hubungan %RH dan Suhu terhadap Waktu pada Pengujian Berurutan.........................................................................................52   Gambar 36 Gabah Hasil Proses Pengeringan ......................................................53

Gambar 37 Beras Hasil Penggilingan dari Gabah Proses Pengeringan ................54    

xi

 

       

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Perbandingan Alat Pengering Gabah yang Pernah Dibuat dengan Alat  

yang Akan Direalisasikan ..................................................................... 7

Tabel   2 Tipe Data pada Bascom AVR ................................................................15  

Tabel 3 Konfigurasi Kaki SHT10 .......................................................................19 Tabel 4 Koefisien Perubahan Kelembaban .........................................................20

 

Tabel 5 Koefisien Kerugian Temperatur.............................................................20   6 Koefisien Konversi Temperatur .............................................................20 Tabel

Tabel   7 Hasil Pengukuran Tegangan Rangkaian RPS LM2576-ADJ ..................41  

Tabel 8 Hasil Pengukuran LM7805 ....................................................................43 Tabel 9 Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran Mikrokontroler Atmega 16 ........45 Tabel 10 Hasil Pengukuran Tegangan Driver Buzzer .........................................47 Tabel 11 Hasil Pengukuran Kalibrasi Temperatur sensor SHT 10 dengan tempmeter ....................................................................................................48 Tabel 12 Hasil Pengukuran Kalibrasi RHtrue sensor SHT10 dengan RH.meter ....48 Tabel 13 Hasil Pengukuran Kalibrasi RHlinear sensor SHT10 dengan RH.meter ..49 Tabel 14 Perbandingan Data Percobaan Satu Siklus 270 menit Pertama .............50 Tabel 15 Perbandingan Data Percobaan Berurutan .............................................51 Tabel 16 Perbandingan Hasil Pengeringan berdasarkan Temperatur dan Persentase Kelembaban ........................................................................53

xii

 

       

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Skematik Rangkaian dan Layout PCB   Lampiran B Flowchart Program

Lampiran C Listing Program    

Lampiran D Datasheet Komponen

       

xiii

 

   

DAFTAR PUSTAKA

   

  Nurul dan Billy Praginanta. 2010. Prototipe Sistem Pengering Gabah Chusaini,  

Padi dalam Lumbung menggunakan Peralatan Listrik dan Kontrol Elektronika. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember

 

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/78532/ATMEL/ATMEGA16.html  

diakses 13-10-2011, 20.01 WIB   Jauhari, Nurdin. 2010. Akses 2 Sensor Suhu dan Kelembaban SHT11 dengan  

BascomAVR. http://edwin-aw.web.ugm.ac.id/2011/04/akses-sensor-suhudan-kelembaban-sht11-dengan-bascom-avr/, diakses 13-10-2011, 07:06

 

WIB Sukmayara, Cepi. 2007. Simulasi Pengendali Suhu Sistem Pengeringan Gabah. Bandung: Politeknik Negeri Bandung Mossman, A. P. 1986. A review of basic concepts in Rice-drying research. Critical Rev. in Food Sci and Nutr. 25(1):49-70. Iguaz, A. and P. Versada. 2007. Moisture desorption isotherm of rough rice at high temperatures. J. Food Eng. 79:794-802. D.L. Proctor, FAO Consultant. 1994. Grain Storage Techniques. Roma : Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) Stuart

Leslie.

2012.

AN#116-Reading

the

SHT11

Humidity

Sensor.

http://www.mcselec.com/index.php?option=com_content&task=view&id= 80&Itemid=57. diakses 20-02-2012, 13.11 WIB Samrilaode. 2011. Definisi Perancangan Sistem. http://id.shvoong.com/writingand-speaking/presenting/2129410-definisi-perancangansistem/#ixzz1xb1emX7z. diakses12 juni 2012 (23.15) Marsetio, Ir.,MS. 2012. Pelatihan Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian Pengeringan

dan

Penyimpanan

Biji-Bijian.

http://www.gogreen.web.id/2008/04/pengeringan-buatan.html. diakses 2306-2012, 4.35 WIB

57