pengering jamur kuping
TRANSCRIPT
RANCANG BANGUN ALAT PENGERING JAMUR KUPING
DENGAN PEMANAS MENGGUNAKAN
MIKROKONTROLLER AT89C52
Abstract : With technological growth, claiming existence innovate to create ear mushroom dryer in the place of draining conventionally that is by putting to the sun below/under sunshine. Single Chip AT89C52 used as by pengontrol in course of draining in the electronic. This matter will be more easy to to dry ear mushroom without having to await fine weather. In this appliance will be presented by temperature in dryer space of at display.pada process this draining will be obtained by a dry mushroom weight 1/5 this heavy and wet weight represent weight standart going into effect in marketing. By using this dryer is time required to dry quicker ear mushroom compared to by the way of putting to the sun below/under sun. Others this appliance will control draining process automatically pursuant to temperature in heater space. As for to yield heat got from strand of metal of nikelin which is attributed to by tension AC 220 Volt and to smooth down hot weather used by blower with tension AC 220 Volt.
Abstrak : Dengan perkembangan teknologi, menuntut adanya inovasi untuk menciptakan alat pengering jamur kuping sebagai pengganti pengeringan secara konvensional yaitu dengan cara menjemur di bawah sinar matahari. Single chip AT89C52 digunakan sebagai pengontrol dalam proses pengeringan secara elektronik. Hal ini akan lebih mudah untuk mengeringkan jamur kuping tanpa harus menunggu cuaca cerah. Dalam alat ini akan ditampilkan suhu dalam ruang pengering pada display.pada proses pengeringan ini akan diperoleh berat jamur kering 1/5 berat basah dan berat ini merupakan berat standart yang berlaku di pasaran.
Dengan menggunakan alat pengering ini waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkan jamur kuping lebih cepat dibandingkan dengan cara menjemur di bawah matahari. Selain itu alat ini akan mengontrol proses pengeringan secara otomatis berdasarkan suhu dalam ruang pemanas.
Adapun untuk menghasilkan panas didapatkan dari kawat nikelin yang dihubungkan dengan tegangan AC 220 Volt dan untuk meratakan udara panas digunakan blower dengan tegangan AC 220 Volt.
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
Seiring dengan perkembangan jaman yang semakin maju yang segalanya
dapat dilakukan dengan peralatan elektronik, sehingga mendorong manusia untuk
membuat inovasi baru dalam kehidupan masyarakat, salah satu contohnya Alat
Pengering Jamur Kuping. Jamur kuping ini sangat bermanfaat bagi kehidupan
manusia, yang mengandung protein dan vitamin yang tinggi walaupun tidak
setinggi protein hewani maupun vitamin A tetapi kandungan liboflakin dan
thiamin cukup tinggi dan juga kalsium dan fosfornya tinggi sedangkan
kolesterolnya rendah.[Nunung Marlina 2001]
Karena melihat jamur kuping ini sangat bermanfaat bagi kesehatan
manusia, maka perlu dimasyarakatkan untuk mengkonsumsi jamur ini yaitu dalam
kondisi jamur masih basah dan jamur dalam keadaan kering. Sedangkan untuk
menghasilkan jamur kering maka jamur ini harus dikeringkan terlebih dahulu. Ini
berguna agar jamur dapat tahan lama. Ada dua cara pengeringan jamur ini yaitu
secara konvensional (dengan menjemur di bawah sinar matahari), kedua dengan
alat pengering jamur kuping. Pada umumnya produsen mengeluh pada saat musim
penghujan karena mereka tidak dapat menghasilkan produksi jamur yang
maksimal sehingga kualitasnyapun menurun.[Nunung Marlina 2001]
Dari alasan tersebut, maka kami akan melakukan penelitian yang berjudul
“Rancang Bangun Alat Pengering Jamur Kuping Dengan Pemanas Menggunakan
Mikrokontroller AT89C52”. Hasil dari suhu tersebut dapat ditampilkan pada
rangkaian sevent segment.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan – permasalahan dalam pengontrolan suhu untuk media
pengeringan jamur kuping menggunakan mikrokontroler dapat dirumuskan
sebagai berikut :
a. Bagaimana mikrokontroler dapat mengontrol system kerja rangkaian pada
media pengeringan jamur.
b. Bagaimana cara mengetahui berapa besarnya suhu dalam ruang pemanas.
c. Bagaiman cara meratakan aliran suhu panas dalam ruang pemanas.
I.2.Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
2
a. Membuat desain alat untuk pengering jamur kuping.
b. Dapat mengeringkan jamur kuping dalam waktu yang singkat.
c. Dapat mengeringkan jamur kuping tanpa harus menggunakan bantuan
sinar matahari.
II. Pembuatan Design Alat
II.1. Blok Diagram Peralatan
Perencanaan alat yang dilakukan terdiri dari perencanaan perangkat keras
dan perencanaan perangkat lunak. Perencanaan perangkat keras meliputi
perencanaan rangkaian sensor suhu, sensor berat, rangkaian ADC 0808, rangkaian
mikrokontroler AT89C52, rangkaian display, rangkaian driver pemanas,
rangkaian driver kipas dan miniatur oven pemanas. Perancangan pada software
akan mengacu pada diagram alir yang akan dibuat.
Blok diagram dari alat pengering jamur dapat dilihat pada gambar 2.1 di
bawah ini. [Moch Ibnu Malik 1997]
Gambar 2.1 Blok Diagram Alat Pengering Jamur
II.2.Perencanaan dan Pembuatan Hardware
1.Rangkaian Sensor Suhu
3
Sensor suhu yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat
pengering jamur kuping adalah IC LM335. Sensor ini digunakan karena mampu
bekerja pada daerah suhu –400C sampai 1000C.
Rangkaian sensor suhu direncanakan mampu mengukur suhu 25 0C (298 0K) sampai suhu 60 0C (333 0K). Dengan berpedoman pada persamaan 2-9, nilai
suhu ini oleh sensor suhu LM335 dirubah menjadi tegangan 2,98 volt sampai 3,33
volt. Rangkaian ADC dirancang hanya memproses tegangan analog sampai 3,5
volt, maka penguatan yang dibutuhkan rangkaian penguat differensial adalah :
1 (2-1)
[Hughes 2001]
Persamaan keluaran rangkaian sensor suhu adalah :
V0 = AF (VIN – VRef) = 10 (VIN – VRef) 2 (2-2)
Dengan :
V0 = Keluaran rangkaian pengkondisi sinyal (V)
AF = Penguatan penguat differensial
VIN = Masukan rangkaian pengkondisi sinyal (V)
VRef = Tegangan referensi penguat differensial sebesar 2,98 V
Persamaan 4-2 akan menghasilkan bentuk rangkaian dalam gambar 4.2.
Penguatan sebesar 10 kali didapatkan dengan mengatur tahanan geser R3.
Tahanan geser VR2 diatur sampai mendapatkan 10 kali nilai tahanan R2 atau 100
K. Rangkaian pengikut tegangan digunakan sebagai penyangga (buffer).
Tegangan referensi didapatkan dengan cara mengatur tahanan geser VR1 sampai
didapatkan tegangan referensi sebesar 2,98 V. Tahanan R1 digunakan untuk
membatasi arus yang mengalir melalui IC LM335 yaitu sebesar 400 A sampai 5
mA. Arus yang mengalir pada sensor dapat dihitung dengan persamaan sebagai
berikut :
1 National Semiconductor 19952 National Semiconductor 1995
4
3 (2-3)
dengan :
IRev = Arus yang mengalir melalui sensor
VCC = Tegangan catu sebesar + 5V
VS = Tegangan pada sensor
R1 = Tahanan pembatas arus sebesar 2 K
Arus yang mengalir pada suhu 25 0C (298 0K) adalah sebesar :
= 1,01 mA
Arus yang mengalir pada suhu 60 0C (333 0K) adalah sebesar :
= 835 A
Berdasarkan hasil perhitungan di atas didapatkan bahwa arus yang
mengalir pada sensor masih dalam daerah yang diperbolehkan yaitu antara 400
A sampai 5 mA. 4
Gambar 2.2 Rangkaian Sensor Suhu
[Hughes 1997]
2. Detektor Berat
3 National Semiconductor4 National Semiconductor
5
Untuk pembacaan sensor berat tidak memerlukan ADC, karena keluaran
dari sensor berat berupa pulsa (logika 0/1). Logic ini dibaca oleh
mikrokontroler langsung melalui port P2.3. Pada waktu berat telah mencapai
1/5 berat basah optocoupler akan mendeteksi lubang dan akan mengeluarkan
logika ‘0’ karena optocoupler dalam kondisi ‘ON’. Selanjutnya logika ‘0’
akan dibaca oleh mikrokontroler, kemudian menghentikan proses
pengeringan. Adapun gambar dari rangkaian sensor berat adalah sebagai
berikut :
Gambar 2.3 Rangkaian Sensor Berat
[ W. Foulsham 1994]
-Rangkaian ADC 0808
Gambar 2.4. Rangkaian ADC 0808
[Reger 1995]
6
Jalur VCC ADC 0808 dihubungkan langsung ke catu daya + 5V dan ground
ADC Dengan tegangan referensi sebesar 5 V, maka besar tegangan resolusi untuk
1 LSB adalah :
5 (2-4)
0,019607 V = 19,6 mV
ADC 0808 mengubah sinyal masukan analog menggunakan metode
pendekatan beruntun. Untuk menjalankan proses konversi dengan metode
konversi ini diperlukan sebuah masukan clock. Masukan clock diambil dari
rangkaian pembangkit clock yang terdiri dari resistor, kapasitor , dan inverter
seperti dalam gambar 2.5.
Gambar 2.5 Rangkaian Pembangkit Clock
[Sumber : Albert P. Malvino & Tjian May On, 1997 : 350]
Frekuensi yang dihasilkan rangkaian ini adalah sebagai berikut :
6 (2-5)
Dengan masukan nilai R dan C pada rangkaian didapatkan frekuensi clock sebesar
588
Waktu konversi adalah waktu peuntuk pengubahan satu cuplikan. Waktu
untuk pengubahan satu cuplikan ADC dengan metode pendekatan beruntun adalah
sama ditentukan jumlah bit keluarannya. Waktu konversi ditentukan dengan
persamaan :
5 [National Semiconductor 1995]6 [Albert P. Malvino & Tjian May On, 1997 : 350]
7
Waktu konversi = n bit x periode detak = 8 x 1/ felk detik 7 (2-6)
Waktu konversi = 1,3605 x 10–4 detik = 0,13605 ms
3.Hardware AT89C52
Port 1 digunakan sebagai input untuk membaca data hasil konversi ADC.
Port P3.5 untuk mengontrol input START dan ALE ADC 0808, dan port P3.2 untuk
menyeleksi kanal input ADC 0808. Output Enable – nya langsung diberi logika
High. Dengan demikian akan selalu dihasilkan output pada data bus ADC dan
tidak ada kondisi High impedansi. Port P0.4 – P0.7 digunakan sebagai sarana output
yakni untuk pengaturan display yang nantinya beroperasi dengan sistem scanning.
Melalui port ini, data yang dikeluarkan akan melalui 74LS47 dan dikodekan untuk
dapat digunakan men – drive 7 segment.
Pemilihan display mana yang harus ON pada suatu saat dilakukan melalui
IC 74LS138 yang dikendalikan dari port P0.0 – P0.2. Port P2.3 digunakan untuk
masukan dari sensor berat yang berupa pulsa logic.
Gambar 2.6 Rangkaian Mikrokontroller AT89C52
7 [National Semiconductor 1995]
8
4. Rangkaian Display 7 Segment
Adapun rangkaian untuk 7 segment digunakan transistor PNP jenis BC
557 yang mempunyai arus basis rendah dengan RB = 4K7 yang terhubung
dengan P0.1 – P0.7.
Gambar 2.7 Rangkaian Seven Segment
Nilai resistor yang mendekati (terdapat di pasaran) = 4K7.
5. Rangkaian Driver untuk Kontrol Pemanas (Heater)
Gambar 2.8 Rangkaian Driver Heater
[W. Foulsham 1995]
Rangkaian ini menggunakan transistor sebagai saklar dan relay yang
dihubungkan ke beban yaitu heater. Gambar rangkaian driver heater ditunjukkan
pada gambar 2.8.
9
6. Rangkaian Driver untuk Kontrol Blower
Gambar 2.9. Rangkaian Driver Blower
[W. Foulsham 1995]
Rangkaian ini menggunakan transistor sebagai saklar dan relay 12 V yang
dihubungkan ke beban yaitu blower. Gambar rangkaian driver ditunjukkan pada
gambar 2.9.
III. Perencanaan Perangkat Lunak
Pembuatan perangkat lunak meggunakan bahasa Assembler
mikrokontroller keluarga MCS – 52. Pengisian program Assembler pada MCS
dilakukan dengan menggunakan suatu alat pengisi program (HALINE), di
mana alat tersebut terhubung dengan komputer secara paralel (menggunakan
port paralel/ LPT) sehingga dengan program Pascal khusus pengisian MCU,
mampu untuk memindahkan data dari komputer ke dalam mikrokontroler
ATMEL AT89C52. Perancangan pada perangkat lunak akan mengacu pada
diagram alir yang di buat.
10
Gambar 3.1 Diagram Alir Program
IV. Hasil Pengujian Alat
1. Pengujian Rangkaian Sensor Suhu
Pada pengujian rangkaian sensor suhu ini digunakan voltmeter digital dan
termometer. Rangkaian pengujian dapat dilihat pada gambar 4.1.
Gambar 4.1. Blok Diagram Pengujian Rangkaian Sensor Suhu
11
Pemanas digunakan untuk menaikkan suhu sesuai dengan daerah suhu
yang diatur. Besar suhu dapat diketahui dengan menggunakan termometer.
Keluaran rangkaian sensor suhu dihubungkan dengan voltmeter digital dan
hasilnya seperti pada tabel 4.1.
Penyimpangan = 8 (4-1)
Ketelitian = 100 % - Penyimpangan 9 (4-1)
Dari data pengujian dalam tabel 4.1 didapatkan ketelitian rata – rata
sebesar 96,17 %.
Gambar 4.2. Grafik Hubungan antara Suhu dan Tegangan Keluaran
Rangkaian Sensor dari Hasil Pengujian
1. Pengujian Rangkaian Driver Heater dan Blower
Pengujian rangkaian penggerak heater dan blower dilakukan dengan cara
memberikan tegangan pada pin 2 IC 4N25.
Hasil pengujian rangkaian penggerak heater dapat dalam tabel 4.1.
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Rangkaian Penggerak Heater
Tegangan Masukan (volt) Keadaan Heater8 National Semikonductor9 National Semikonductor
12
+ 5 Mati
0 Hidup
Hasil pengujian rangkaian penggerak blower dapat dalam tabel 4.4.
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Rangkaian Penggerak blower
Tegangan Masukan (volt) Keadaan Heater
+ 5 Mati
0 Hidup
Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu kerja (maksimal 60 0C)
adalah sebagai berikut :
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Waktu dan Suhu
Suhu 0C Waktu (menit)
30 – 40 5
41 – 48 3
48 – 55 2
56 – 60 2
Sedangkan waktu yang di butuhkan untuk pengeringan adalah sebagai
berikut :
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sinar Matahari dengan Alat Pengering
Dengan Sinar Matahari Dengan Alat Pengering
14 s/d 20 jam 4 s/d 5 jam
V. PENUTUP
13
V.1. Kesimpulan
Berdasarkan perencanaan dan pembuatan alat pengering jamur kuping serta
dari permasalahan yang telah diuraikan, maka dapat diambil beberapa
kesimpulan antara lain :
1. Pada alat pengering jamur kuping ini memanfaatkan rangkaian
elektronika yaitu rangkaian analog dan digital (dalam bentuk
mikroprosesor) yang diintegrasikan dalam suatu sistem
pengontrolan suhu dan berat.
2. Suhu dan berat adalah hal yang penting dalam pengeringan jamur
kuping ini, yaitu untuk mengetahui suhu di dalam kotak pengering
dengan menggunakan sensor suhu LM 335 yang mengalami
kenaikan 10 mV/ 0C. sedangkan sensor berat menggunakan pegas
dan rangkaian optocoupler untuk mendeteksi berat jamur kuping
dimana jamur dianggap kering ( standar ) adalah 1/5 berat basah
jamur kuping.
3. Rangkaian pengkondisian sinyal, ADC, mikrokontroler, penampil
dan rangkaian penggerak heater dan blower dapat bekerja dengan
baik.
4. Keluaran rangkaian pengkondisi sinyal mempunyai ketelitian rata
– rata sebesar 96,17 %.
5. Waktu yang diperlukan untuk mengeringkan jamur secara
konvensional rata – rata 14 s/d 20 jam, sedangkan dengan alat
pengering rata – rata 4 s/d 5 jam.
DAFTAR PUSTAKA
1) Coughlin, Robert F; priscol, Frederick. 1992. Penguat Operasional dan
Rangkaian Terpadu Linier. Erlangga. Jakarta.
2) Hughes, Frederick W. 1994. Panduan Operasional Amplifier, PT. Elex
Media Komputindo. Jakarta.
14
3) Harten, P. Van, Setiawan. 1981. Instalasi Listrik Arus Kuat 2, Anggota
IKAPI, Bandung.
4) Krelin Frank, Prajino Arko. 1991. Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas,
Edisi Ketiga, Erlangga, Jakarta.
5) Kenneth J. ayala …. 8051 Mikrokontoller Programming And Aplikation.
6) Moh. Ibnu Malik. 1997. Bereksperimen Dengan Mikrokontroller 8031.
Jakarta. PT. Elex Media Komputindo.
7) Malvino, Albert P & Tjian May On, Elektronika Komputer Digital,
Erlangga, Jakarta, Edisi Kedua.
8) Malvino, Albert P & Tjian May On, 1996, Prinsip-Prinsip Elektronika,
Erlangga, Jakarta.
9) National Data Acquisition Data Book, 1995.
10) Nunung Marlina. 2001. Budi Daya Jamur Kuping. Yogyakarta. Kanisius.
11) Reger. L. Tokheim. 1995. Elektronika Digital. Edisi Kedua. Jakarta.
Erlangga.
12) Reger. L. Tokheim. 1996. Prinsip - Prinsip Digital. Edisi Kedua. Jakarta.
Erlangga.
13) Soelaiman, 1991. Mesin Tak Serempak Dalam Praktek, Djembatan,
Jakarta.
14) S. Wasito, Data Sheet Book I, “ Data IC Linier, TTL, dan CMOS”, 1994,
Elex Media Komputindo, Jakarta.
15) TD Tower, Tower’s Internasional Transistor Selector.
16) W. Foulsham & Co Ltd, London, Data dan Persamaan Transistor, 1994.
Elex Media Komputindo, Jakarta.
15