PENGENDALIAN SUHU PADA PENGHANGAT SUSU MENGGUNAKAN OP-AMP DAN ICL7107
i
PENGENDALIAN SUHU PADA PENGHANGAT SUSU
MENGGUNAKAN OP-AMP DAN ICL7107
TUGAS AKHIR
Oleh
IKA NURCAHYANI
NIM. 20133010044
PROGRAM STUDI
D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
(2)
ii
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Yogyakarta untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.)
Program Studi D3 Teknik Elektromedik
Oleh
Ika Nurcahyani
NIM. 20133010044
PROGRAM STUDI
D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
2016
(3)
iii TUGAS AKHIR
PENGENDALIAN SUHU PADA PENGHANGAT SUSU
MENGGUNAKAN OP-AMP DAN ICL7107
Dipersiapkan dan disusun oleh Ika Nurcahyani NIM. 20133010044
Telah Dipertahankan di Depan Dewan Penguji Pada tanggal : 08 November 2016
Menyetujui, Dosen Pembimbing I
Susilo Ari Wibowo, S.T. NIK. 100 321
Dosen Pembimbing II
Inda Rusdia Sofiani, S.T., M.Sc. NIK. 1970503201604 183 013
Mengetahui,
Ketua Program Studi Teknik Elektromedik
Hanifah Rahmi F., S.T., M.Eng. NIK. 19890123201604 183 014
(4)
iv
Tanggal: 08 November 2016
Susunan Dewan Penguji
Nama Penguji Tanda Tangan
1. Ketua Penguji :
2. Penguji Utama :
3. Sekretaris Penguji:
Susilo Ari Wibowo, S.T.
Warindi, S.T., M.Eng.
Inda Rusdia Sofiani, S.T., M.Sc.
...
...
...
Yogyakarta, 08 November 2016
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA DIREKTUR
Dr. Sukamta, S.T., M.T. NIK. 19700502199603 123 023
(5)
v
PERNYATAAN
Penulis menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh derajat Profesi Ahli Madya atau gelar kesarjanaan pada suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak terdapat pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini serta disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 08 November 2016 Yang menyatakan,
(6)
vi
Alhamdulillahirabbil alamin, Allah Subhanahu Wa Ta’ala (SWT) telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat merampungkan
tugas akhir dengan judul “Pengendalian Suhu Pada Penghangat Susu
Menggunakan IC Op-Amp dan ICL7107”. Laporan tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Studi D3 Teknik Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Laporan ini berisikan informasi mengenai dasar teori yang digunakan tugas akhir, proses, dan hasil kerja dari tugas akhir selama penulis melakukan pengerjaan tugas akhir. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran dari semua pihak agar di masa depan penulis dapat memperbaiki kesalahannya dan Laporan Tugas
Akhir “Pengendalian Suhu Pada Penghangat Susu Menggunakan IC Op-Amp dan
ICL7107” menjadi lebih baik. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat dan memberikan wawasan tambahan bagi para pembaca dan khususnya bagi penulis sendiri.
Yogyakarta, 08 November 2016 Penyusun
(7)
vii
HALAMAN MOTTO
Tuhan memuliakan mereka yang mau bekerja keras. Dan modal utama untuk keberhasilan adalah kerja keras yang diiringi doa.
Hiduplah seperti hari ini adalah hari terakhirmu didunia.
Jika kau punya pilihan, maka pilihlah yang terbaik. Jika kau tak punya pilihan, maka lakukan yang terbaik.
Rasa takut tidak untuk dinikmati namun untuk dihadapi.
Jangan sampai kamu memikirkan apa yang perlu dilakukan orang lain namun berpikirlah apa yang perlu kamu lakukan.
Cintailah apa yang kamu miliki, dan milikilah apa yang kamu cintai. Jangan mengeluhkan masalah, karena Tuhan mempunyai tujuan untuk
(8)
viii
Laporan Tugas Akhir “Pengendalian Suhu Pada Penghangat Susu Menggunakan IC Op-Amp dan ICL7107” ini penulis persembahkan kepada kedua orang tua dan saudaranya yang selama ini telah memberikan kasih sayang, doa, dan dorongan secara moril maupun materi. Dan tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Allah SWT yang selalu memberikan rahmat, petunjuk, dan segala yang makhluk-Nya butuhkan.
2. Bapak Dr. Sukamta, S.T., M.T. selaku Direktur Program Vokasi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta dan Bapak Tatiya Padang Tunggal, S.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektromedik Program Vokasi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang memberikan izin kepada penulis untuk belajar.
3. Bapak Susilo Ari Wibowo, S.T. selaku pembimbing 1 yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam perkuliahan dan pengerjaan tugas akhir.
4. Ibu Inda Rusdia Sofiani, S.T., M.Sc. selaku pembimbing 2 yang juga membimbing penulis dalam perkuliahan dan pengerjaan tugas akhir. 5. Seluruh dosen Program Vokasi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
yang telah mengerahkan daya, pemikiran, dan waktu selama perkuliahan. 6. Seluruh staf Program Vokasi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
(9)
ix
7. Teman terdekat, Shohifah yang selalu mengingatkan dan mengajak untuk kebaikan. Semoga kebaikan tersebut terus mengalir dan menjadikan pahala bertumpuk-tumpuk padanya.
8. Teman-teman Teknik Elektromedik kelas B (Rahayu, Fajar, Nasrullah, Flamy, Innes, Hasti, Bayu, Miladdina, Shohifah, Deni, Dian, Diah, Deli, Haris, Angger, Dyan, Rizky, Bambang, dan Wiharja) atas waktu, nasihat, cerita, pembelajaran, kesan, dan sebagainya yang telah diberikan kepada penulis. Semoga bermanfaat dan menjadikan penulis lebih baik.
9. Teman-teman Teknik Elektromedik kelas A yang tak kalah memberikan nasihat, saran, dan sebagainya.
10.Teman-teman dekat dari awal masuk sampai akhir kuliah (Shohifah, Mba Ima, Deli, Hasti, Diah, Dian, Rizky, Dyan, dan Intan) atas tumpangan indekos, makan gratis, bensin gratis, drama-drama korea gratis, nonton bioskop gratis, jalan-jalan gratis, pembelajaran, nasihat, kesan, saran, dan kasih sayang.
11.Teman-teman yang suka memberi gratisan apapun itu wujudnya dan siapapun mereka.
12.Teman-teman masa Sekolah Menengah Kejuruan yang masih ingat dan suka menanyakan atau memberikan kabar.
13.Hayunandha Dewi Azalea, A.Md. yang sudah lulus duluan dari UGM, InshaAllah penulis akan berkunjung supaya rindumu dan mamamu terbayar.
(10)
x
15.Hanifah Ulya Ahsani yang selalu mengajak hunting makanan Korea. 16.Endah Krisnajati yang suka menanyakan kapan lulus dan mengajak ke
seminar apapun itu yang bermanfaat tapi penulis tidak pernah datang sekalipun. Maaf.
17.Bulik (Ibu Cilik) Ririn yang memberi inspirasi dalam pembuatan tugas akhir ini karena baru saja punya Salsabila yang sekarang memasuki usia 7 bulan.
(11)
xi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
PERNYATAAN ... v
KATA PENGANTAR ... vi
HALAMAN MOTTO ... vii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... viii
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xvi
ABSTRAK ... xvii
ABSTRACT ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2.Perumusan Masalah ... 4
1.3.Pembatasan Masalah ... 5
1.4.Tujuan ... 5
1.5.Manfaat ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1.Penelitian Terdahulu ... 7
2.2.Dasar Teori ... 9
(12)
xii
2.2.4. Seven segment ... 15
2.2.5. Sensor suhu LM35 ... 17
2.2.6. Pembanding (comparator) ... 18
2.2.7. Heater ... 19
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 21
3.1.Diagram Blok ... 21
3.2.Diagram Alir ... 22
3.3.Diagram Mekanis ... 23
3.4.Rangkaian Catu Daya ... 25
3.5.Rangkaian Aplikasi ICL 7107 ... 27
3.6.Rangkaian Kendali Heater ... 28
3.7.Perancangan Pengujian ... 30
3.7.1. Perancangan pengkomparasian... 31
3.7.2. Perancangan pengujian alat ... 32
3.8.Pengolahan Data ... 37
3.8.1. Variabel Penelitian ... 37
3.8.2. Teknis Analisis Data ... 37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 39
4.1.Hasil Pengujian ... 39
4.1.1. Hasil pengkomparasian ... 39
(13)
xiii
4.1.3. Hasil pengujian alat dengan memasukkan air dan botol berisi susu
beku secara bersama ... 42
4.1.4. Grafik hasil pengujian alat dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama ... 57
4.1.5. Hasil pengujian alat dengan memasukkan botol berisi susu beku setelah air menjadi hangat ... 60
4.1.6. Grafik hasil pengujian alat dengan memasukkan botol berisi susu beku setelah air menjadi hangat... 76
4.1.7. Hasil pengujian alat dengan suhu air maksimal 50°C ... 78
4.1.8. Grafik hasil pengujian alat dengan suhu air maksimal 50°C 93 4.2.Pembahasan ... 96
4.2.1. Sensor suhu LM35 dan Rangkaian ICL7107 ... 96
4.2.2. Rangkaian Kendali Heater ... 97
4.2.3. Sistem Kerja Keseluruhan Alat ... 98
4.2.4. Kelebihan dan Kekurangan Alat ... 99
BAB V PENUTUP ... 101
5.1.Kesimpulan ... 101
5.2.Saran ... 103
DAFTAR PUSTAKA ... 104 LAMPIRAN
(14)
xiv
Gambar 2.1. Penyimpanan ASI perah dalam freezer 9
Gambar 2.2. Konfigurasi pin ICL7107 13
Gambar 2.3. Seven segment CC dan CA 14
Gambar 2.4. Sensor suhu LM35 15
Gambar 2.5. Rangkaian op-amp comparator 17
Gambar 3.1. Diagram blok penghangat susu 19 Gambar 3.2. Diagram alir penghangat susu 20 Gambar 3.3. Diagram mekanis penghangat susu 22
Gambar 3.4. Rangkaian catu daya 24
Gambar 3.5. Rangkaian aplikasi ICL7107 25
Gambar 3.6. Rangkaian kendali heater 26
Gambar 3.7. Thermo-Hygrometer Corona 30
Gambar 3.8. Alat dan bahan 33
Gambar 3.9. Memasukkan susu beku 33
Gambar 3.10. Isi air pada wadah 34
Gambar 3.11. Menghubungkan kabel power dan kabel sensor & heater 34 Gambar 3.12. Menghubungkan heater pada wadah ke alat 35
Gambar 3.13. Meletakkan sensor 35
Gambar 3.14. Hasil pengujian pada menit ke 10 36 Gambar 3.15. Olah data hasil pengujian 36 Gambar 4.1. Grafik hasil pengkomparasian suhu 50°C – 34°C 41
(15)
xv
Gambar 4.2. Perubahan suhu pada pengujian alat selama 1 jam dengan memasukkan susu beku dalam air dingin secara bersama 59 Gambar 4.3. Perubahan suhu pada pengujian alat selama 1 jam dengan memasukkan susu beku dalam air yang telah dihangatkan terlebih dahulu 77 Gambar 4.4. Perubahan suhu pada pengujian alat selama 1 jam dengan suhu air
(16)
xvi
Tabel 3.1. Keterangan diagram mekanis penghangat susu 22 Tabel 4.1. Hasil pengkomparasian suhu 50°C – 34°C 39 Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air
dan botol berisi susu beku secara bersama 43
Tabel 4.3. Hasil pengujian alat selama 1 jam pada saat susu dimasukkan ke dalam
wadah berisi air yang telah hangat 61
(17)
xvii
PENGENDALIAN SUHU PADA PENGHANGAT SUSU MENGGUNAKAN OP-AMP DAN ICL7107 Ika Nurcahyani, Susilo Ari Wibowo, Inda Rusdia Sofiani
Program Studi Teknik Elektromedik Program Vokasi
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta email: [email protected]
ABSTRAK
Penghangat susu adalah alat elektronik untuk menghangatkan susu yang sebelumnya disimpan di lemari pendingin agar nutrisi yang mengendap dapat menyatu kembali. Alat tersebut sangat bermanfaat bagi ibu menyusui ataupun ibu yang memiliki anak.
Sebelumnya, alat tersebut dibuat oleh Royan (2010). Lalu dibuat lagi dengan modifikasi timer oleh Yusuf Heru Pamungkas (2015). Kedua alat tersebut menggunakan kendali mikrokontroler. Oleh sebab itu, penulis membuat alat serupa dengan sistem full digital atau tanpa pembuatan program.
Alat ini menggunakan ICL 7107 sebagai ADC untuk menampilkan suhu ke seven segment, comparator sebagai kendali heater, dan sensor suhu LM35. Sensor tersebut mengeluarkan tegangan 10 mV setiap 1°C. Suhu diatur tidak melebihi 40°C. Ketika suhu diatas 40°C, keluaran comparator
bernilai negatif. Dengan keluaran negatif transistor tidak aktif sehingga relay
tidak bekerja. Apabila relay tidak bekerja, heater pun tidak bekerja. Hasil pengujian menunjukkan bahwa alat ini memiliki nilai koreksi sebesar 0,27°C.
(18)
xviii
Ika Nurcahyani, Susilo Ari Wibowo, Inda Rusdia Sofiani Program Studi Teknik Elektromedik
Program Vokasi
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta email: [email protected]
ABSTRACT
Milk warmer is an electronic device to warm milk which before keeped in freezer so the nutrition on that milk can be mixed. That device is very useful for breastfeed mom or mom who has child.
Before, that device is created by Royan (2010). Then on 2015, Yusuf Heru Pamungkas created the similar device again with timer controller. Both of them use microcontroller. So, the writer create the similar device with full digital system or without programming.
This device use ICL7107 as ADC to display the temperature to seven segment, comparator as heater controller, and temperature sensor LM35. The output of sensor is 10 mV every 1°C. The temperature is arranged on 40°C. When the temperature is over 40°C, output comparator is negative. With the negative output the transistor not active so the relay won’t work. If the relay not work, the heater not work too. The experiment result show that this device has correction 0,27°C.
(19)
(20)
(21)
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pertumbuhan dan perkembangan bayi atau anak sangatlah penting. Peran terpenting dalam hal tersebut yaitu asupan dan gizi seimbang. Salah satu asupan yang berperan penting bagi bayi atau anak yaitu susu. Pada era
modern masih terdapat ibu baru yang belum paham mengenai asupan
penting ini, seperti bagaimana pemberiannya, memilih air susu ibu (ASI) atau susu formula, dan sebagainya. Dengan permasalahan tersebut banyak pihak yang gencar memberikan ilmu mengenai pentingnya asupan terbaik tersebut bagi bayi atau anak dalam berbagai media, seperti buku, majalah, blog, atau penyuluhan.
Pemberian Air Susu Ibu (ASI) eksklusif pada bayi usia 0-6 bulan sangatlah penting. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) merekomendasikan bahwa bayi usia 0-6 bulan hanya perlu diberikan ASI eksklusif karena ASI sudah memenuhi 100% kebutuhan bayi. Memasuki usia 6 bulan sampai 1 tahun, ASI masih tetap diperlukan karena memenuhi 60-70% kebutuhan bayi. Sedangkan, pada usia 1-2 tahun, ASI masih memenuhi 30% kebutuhan bayi (Budiyani, 2013).
Ada beberapa kondisi yang memaksa ibu tidak memberikan ASI, seperti bayi atau ibu sakit, ASI tidak keluar, dan sebagainya, sehingga memerlukan alternatif dalam memecahkan masalah ini salah satunya dengan
(22)
memberi ASI perah maupun susu formula (Marnoto, 2013). ASI perah maupun susu formula dapat disiapkan, kemudian diberikan langsung kepada bayi atau anak, ASI perah dan susu formula juga dapat disimpan terlebih dahulu dalam lemari es untuk selanjutnya diberikan kepada bayi atau anak. Sebelum diberikan kepada bayi atau anak, ada baiknya susu dicairkan dan dihangatkan terlebih dahulu. Menghangatkan susu sebenarnya adalah pilihan yang tidak harus dilakukan bagi ibu, pilihan ini berdasarkan pada kebiasaan si bayi atau anak dalam meminum susu.
Beberapa pihak melakukan pengembangan teknologi untuk kebutuhan yang satu ini. Yaitu membuat alat penghangat ASI atau susu bayi. Alat tersebut berguna menghangatkan ASI perah atau susu yang disimpan di lemari pendingin dalam keadaan dingin ataupun beku agar kandungan gizi yang mengendap dapat terurai kembali sebelum disajikan untuk bayi. Maternal & Neonatal Health (MNH-JHPIEGO) Indonesia bekerja sama dengan Ikatan Dokter Anak Indonesia menganjurkan suhu dalam menghangatkan susu adalah sekitar 40°C (Kosim, 2002). Apabila suhu terlampau panas maka dapat menimbulkan rasa terbakar pada mulut dan atau tenggorokan si bayi atau anak. Kebanyakan alat yang dijual di pasaran tidak memiliki tampilan suhu. Bahkan beberapa alat yang dijual di pasaran menggunakan suhu 70°C. Pada alat yang menggunakan suhu 70°C untuk menghangatkan susu biasanya terdapat alarm yang menandakan susu telah hangat atau terdapat switch pengaman sehingga ketika proses telah selesai alat otomatis akan mati, namun ada kemungkinan bila pengguna lupa
(23)
3
menyajikan susu yang telah dihangatkan dengan alat semacam ini, suhu 70°C yang masih tersimpan pada elemen pemanas dapat berpindah ke susu sehingga membutuhkan waktu lebih untuk menunggu suhu susu turun untuk siap disajikan.
Dengan adanya berbagai macam dan pengembangan alat tersebut di pasaran, tentu saja harga yang ditawarkan sangat bervariasi. Dari harga yang sangat ekonomis untuk alat portable dimana alat ini tidak menggunakan listrik maupun sistem elektronik didalamnya sampai peghangat susu canggih yang harganya sulit untuk dijangkau masyarakat menengah ke bawah.
Pengendalian suhu dalam menghangatkan susu sangatlah penting, mengingat struktur dan komponen susu yang dapat hancur apabila mendapatkan suhu yang terlampau panas yaitu lebih dari 100°C (Prawira, 2014). Pengendalian suhu yang dimaksud yaitu adanya switch yang dapat mengendalikan nyala matinya elemen pemanas untuk menghangatkan susu dan termometer yang dapat digunakan sebagai pengendali suhu dengan cara menampilkan suhu terukur yang dapat dibaca dalam bentuk analog (termometer raksa atau alkohol, dan sejenisnya) maupun digital sehingga suhu dapat dipantau.
Alat penghangat susu sebelumnya pernah dibuat oleh Royan dengan judul Mother’s Milk Warmer. Alat tersebut dikendalikan menggunakan mikrokontroler AT89S51 (Royan, 2010), sehingga masih membutuhkan sebuah Intergrated Circuit (IC) Analog to Digital Converter (ADC) yang
(24)
dapat mengubah sinyal analog sensor menjadi sinyal digital. Pemilihan suhu yang digunakan yaitu 35°C, 40°C, 45°C, dan 50°C. Kemudian alat penghangat ASI perah dibuat kembali dengan modifikasi pengaturan suhu dan waktu oleh Yusuf Heru Pamungkas. Alat tersebut dikendalikan menggunakan mikrokontroler ATMega8 (Pamungkas, 2015) yang didalamnya telah terdapat Analog to Digital Converter (ADC).
Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan di atas, penulis ingin membuat penghangat susu yang suhunya dapat dikendalikan. Kendali suhu menggunakan IC ADC ICL7107 dan kendali heater menggunakan IC Op-amp yang difungsikan sebagai comparator.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, diperoleh rumusan masalah sebagai berikut:
Kurangnya pengendali suhu atau termometer pada alat yang beredar di pasaran. Alat yang dibuat kedua mahasiswa di atas sederhana dengan memanfaatkan mikrokontroler, penggunaan mikrokontroler cenderung menghabiskan biaya yang cukup besar. Penghangat susu sederhana dengan pengendali suhu dapat dibuat menggunakan (Integrated Circuit) IC digital yang harganya lebih ekonomis. Dengan adanya pengendali suhu tersebut, pengguna dapat memastikan suhu yang terukur pada alat masih dalam batas aman atau tidak untuk susu yang dihangatkan, selain itu penghangat susu
(25)
5
yang dikehendaki penulis dapat menghangatkan susu hingga sekitar 40°C dan menjaga tetap hangat antara 37°C–40°C (Kosim, 2002).
1.3. Pembatasan Masalah
Agar dalam pembahasan alat tidak terjadi pelebaran masalah dalam penyajiannya, penulis membatasi pokok- pokok batasan yang akan dibahas. 1. Suhu air yang digunakan sekitar 34°C–40°C.
2. Obyek yang dihangatkan adalah ASI Perah atau susu dengan volume ±60 ml yang disimpan dalam botol kaca ukuran 100 ml dengan tebal 0,3 cm. Lalu susu tersebut dibekukan dalam lemari pendingin
3. Menggunakan IC ADC ICL7107.
4. Tampilan suhu menggunakan 4 buah seven segment yang terdiri dari 3 digit (puluhan, satuan, dan satu angka dibelakang koma) dan 1 buah sebagai satuan suhu (°C).
5. Sensor suhu menggunakan LM35DZ.
6. Waktu yang dibutuhkan untuk pengujian adalah 1 jam.
1.4. Tujuan
1.4.1. Tujuan umum
Membuat pengendalian suhu pada penghangat susu dengan memanfaatkan alat pemanas air elektrik sebagai pemanas, sensor suhu LM35, ICL7107 sebagai Analog to Digital Converter (ADC),
(26)
1.4.2. Tujuan khusus
Dengan acuan permasalahan di atas, maka secara operasional tujuan khusus pembuatan alat antara lain:
1. Membuat rangkaian catu daya.
2. Membuat rangkaian Analog to Digital Converter (ADC) dengan ICL 7107 beserta tampilan seven segment.
3. Membuat rangkaian kendali heater.
4. Membuat suatu analisa untuk mendeteksi waktu yang dibutuhkan agar susu mencapai suhu maksimum 40°C.
1.5. Manfaat
Dalam pembuatan pengendalian suhu pada penghangat susu ini, tentu saja menghasilkan manfaat. Beberapa manfaat praktis yang dimiliki oleh alat pengendalian suhu pada penghangat susu:
1. Membantu menghangatkan susu dan menjaga susu tetap hangat. 2. Menjaga kandungan gizi dalam ASI yang sangat berguna dalam
(27)
7 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Penelitian Terdahulu
Pertumbuhan bayi dan anak sangatlah berpengaruh dari asupan gizi yang diberikan. Air Susu Ibu (ASI) adalah peran terpenting dalam hal ini. Beberapa faktor menyebabkan ibu memberikan susu formula kepada bayi, namun ada pula yang tetap kekeh memberikan ASI kepada bayinya dengan memberi ASI perah.
ASI perah dan susu formula dapat disimpan di lemari pendingin dengan jangka waktu tertentu dan harus dalam kondisi cair terlebih dahulu sebelum diberikan pada bayi atau anak. Susu yang cair dalam kondisi dingin aman untuk diberikan pada bayi (Yohmi, 2014), jadi menghangatkan susu adalah pilihan yang tidak harus dilakukan, pilihan ini dapat diambil tergantung pada kebiasaan bayi atau anak dalam mengonsumsi susu apakah dalam keadaan dingin atau hangat. Mencairkan dan menghangatkan susu dapat dilakukan dengan cara konvensional, yaitu dengan mendiamkan susu beku dalam kulkas dibagian pintu selama 1 malam, menggunakan air hangat yang mengalir, atau merendam susu dalam air hangat pada baskom. Cara tersebut dirasa cukup merepotkan dan kurang efektif, karena ibu perlu mengira-ngira air hangat yang digunakan dengan indera peraba yaitu kulit, sedangkan kulit setiap ibu berbeda-beda yang dapat menyebabkan kepekaan mendeteksi suhu menggunakan kulit tidak sama antara 1 ibu denga ibu yang
(28)
lain. Maka disediakanlah alat penghangat susu bayi dengan berbagai jenis di pasaran. Alat tersebut memiliki keunggulan masing-masing, seperti memiliki switch pengaman dengan menggunakan termostat di mana suhu yang digunakan yaitu antara 35°C–45°C sehingga kandungan susu tidak hancur, memiliki pemilihan suhu yang dikehendaki karena alat tersebut dapat digunakan melebihi 1 fungsi yaitu menghangatkan susu dan mensterilkan botol susu bayi, dan sebagainya. Setiap alat tidak selalu sempurna, maka alat yang canggih pun memiliki kekurangan seperti tidak ada tampilan suhu sehingga bila alat memanaskan secara berlebih karena terdapat kerusakan pada alat, pengguna sulit mengetahuinya, yang dapat mengakibatkan nutrisi susu rusak.
Beberapa mahasiswa di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta (UMY) jurusan Teknik Elektromedik Program Vokasi (dulu Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta (PMY)) membuat alat penghangat susu. Yang pertama yaitu Royan (Tahun 2010). Alat yang dibuat ini menggunakan mikrokontroler AT89S51. Kelemahan mikrokontroler ini yaitu tidak adanya ADC, sehingga membutuhkan ADC untuk mengkonversi sinyal analog dari
sensor lm35 menjadi sinyal digital. Kemudian pada tahun 2015, Yusuf Heru
Pamungkas memodifikasi alat penghangat ASI perah dengan menambahkan
timer. Alat ini menggunakan mikrokontroler ATMega8 di mana dalam
mikrokontroler ini sudah terdapat ADC. Pemilihan suhu pada alat ini yaitu 40°C sampai 70°C dan pemilihan timer 5 menit dan 10 menit.
(29)
9
2.2. Dasar Teori
2.2.1. Manajemen Susu Formula
Susu formula yaitu asupan alternatif untuk bayi atau anak pada kondisi tertentu. Pemberian susu formula harus disertai persetujuan dokter juga memerlukan pertimbangan mengenai keuntungan dan kerugian yang akan didapat.
Dalam bab ini akan dikemukakan manajemen penyimpanan susu formula. Susu formula dapat disajikan langsung kepada bayi atau anak dan langsung habis sekali minum. Apabila susu formula terlanjur dibuat namun tidak sempat diminum atau memang berniat membuat susu kemudian disimpan, maka susu formula dapat disimpan di lemari es untuk dipakai 24 jam setelahnya. Tidak dianjurkan mengonsumsi susu formula yang telah dimasukkan ke dalam lemari es melebihi 24 jam karena dikhawatirkan bakteri yang berkembang biak pada susu. Sebelum diberikan kepada bayi atau anak sebaiknya susu dalam kondisi cair atau hangat terlebih dahulu menggunakan air hangat atau penghangat susu (Putri, 2014).
2.2.2. Manajemen Air Susu Ibu (ASI) Perah
Air susu ibu (ASI) perah adalah ASI yang diambil dengan cara diperah dengan tangan atau alat pompa khusus (breast pump), kemudian disimpan dalam lemari pendingin dengan jangka waktu tertentu yang kemudian diberikan pada bayi. Wadah penyimpan ASI perah dapat terbuat dari bahan gelas, stainless steel, atau plastik
(30)
khusus menyimpan ASI. Sebelum digunakan, wadah terlebih dahulu melalui sterilisasi dengan cara mencucinya dengan air hangat, merebus wadah, atau menggunakan alat sterilisator khusus peralatan bayi yang kini banyak dijual di pasaran.
Untuk wadah yang berbahan dasar plastik yang buruk sebaiknya digunakan sekali pakai. Selain mudah bocor dan mudah terkontaminasi, nutrisi ASI perah juga akan berkurang karena komponen penting pada ASI menempel pada plastik.
Sebelum menyiapkan ASI, cuci tangan terlebih dahulu menggunakan sabun cuci tangan atau menggunakan hand sanitizer. Beri label pada setiap wadah mengenai tanggal dan jam ASI tersebut dimasukkan. Pastikan penutup wadah harus kedap agar terhindar dari bakteri. Untuk menghindari ASI terbuang, siapkan untuk satu kali penyajian per botol, misal 60 ml.
ASI perah memiliki masa bertahan tertentu sesuai dengan suhu ruang penyimpannya. ASI perah yang diletakkan pada suhu ruangan biasa dapat bertahan selama 8 jam. ASI perah yang disimpan dalam lemari pendingin dengan suhu sekitar 4°C dapat bertahan selama 2 hari. ASI perah yang disimpan dalam freezer dengan suhu sekitar -15°C yang tidak terpisah dari lemari pendingin dan sering dibuka dapat bertahan 3-4 bulan. ASI perah yang disimpan dalam freezer dengan suhu sekitar -15°C yang terpisah dengan lemari pendingin dapat bertahan hingga 6 bulan.
(31)
11
Gambar 2.1.Penyimpanan ASI perah dalam freezer
Selama masa penyimpanan, ada kemungkinan ASI perah mengental dan melekat pada wadah. Anda cukup menggoyang-goyangkan wadahnya secara perlahan hingga bagian yang melekat tadi menyatu, jangan mengoyang-goyangkan terlalu keras atau mengaduk ASI tersebut.
Ketika ASI perah beku hendak diberikan kepada bayi, sebaiknya ASI perah dalam kondisi cair terlebih dahulu. Berikut adalah paparan mengenai cara mencairkan ASI perah yang telah beku. Pertama, pilihlah ASI perah beku yang telah disimpan lebih lama dari ASI perah beku lain. Ke dua, ASI perah beku ini harus ditempatkan dalam lemari pendingin (di bawah freezer atau di pintu lemari pendingin) terlebih dahulu agar mencair dan segera gunakan dalam 24 jam. Ke tiga, ASI perah dicelupkan ke air hangat hingga ke bagian penutupnya. Mencairkan ASI dengan merebus atau menggunakan microwave juga sebaiknya dihindari, karena suhu
(32)
tinggi yang ditimbulkan pada kedua cara tersebut dapat merusak komponen-komponen penting dalam ASI (Partiwi, 2011). ASI perah yang telah dihangatkan dapat bertahan selama 4 jam, ASI ini tidak boleh dimasukkan kembali ke lemari pendingin.
Penyimpanan ASI perah memiliki resiko menurunkan kadar zat kekebalan tubuh. Penyimpanan ASI memakai bahan dari gelas merupakan pilihan ideal, karena sifat gelas yang tidak membuat kadar zat kekebalan tubuh yang terkandung dalam ASI
(immunoglobulin) dan komponen lain tidak akan menempel pada
dinding wadah penyimpan. Pembekuan ASI juga dapat mengurangi kemampuan aktivitas sel imun (Budiyani, 2013).
ASI mengandung komponen makro dan mikro nutrien. Yang termasuk makronutrien adalah karbohidrat, protein, dan lemak, sedangkan mikronutrien adalah vitamin dan mineral. ASI hampir 90% terdiri dari air. Volume dan komposisi nutrien ASI berbeda untuk setiap ibu bergantung dari kebutuhan bayi. Perbedaan volume dan komposisi di atas juga terlihat pada masa menyusui (kolostrum, ASI transisi, ASI matang, dan ASI pada saat penyapihan). Kandungan zat gizi ASI awal dan akhir pada setiap ibu yang menyusui juga berbeda. Kolostrum yang diproduksi antara hari 1-5 menyusui kaya akan zat gizi terutama protein.
ASI transisi mengandung banyak lemak dan gula susu (laktosa). ASI yang berasal dari ibu yang melahirkan bayi kurang
(33)
13
bulan (prematur) mengandung tinggi lemak dan protein, serta rendah laktosa dibanding ASI yang berasal dari ibu yang melahirkan bayi cukup bulan. Pada saat penyapihan kadar lemak dan protein meningkat seiring bertambah banyaknya kelenjar payudara. Walaupun kadar protein, laktosa, dan nutrien yang larut dalam air sama pada setiap kali periode menyusui, tetapi kadar lemak meningkat.
Jumlah total produksi ASI dan asupan ke bayi bervariasi untuk setiap waktu menyusui dengan jumlah berkisar antara 450-1200 ml dengan rerata 750-850 ml per hari. Banyaknya ASI yang berasal dari ibu yang mempunyai status gizi buruk dapat menurun sampai jumlah 100-200 ml per hari.
ASI mengandung air sebanyak 87,5% oleh karena itu bayi yang mendapat cukup ASI tidak perlu lagi mendapat tambahan air walaupun berada di tempat yang mempunyai suhu udara panas. Kekentalan ASI sesuai dengan saluran cerna bayi (Hendarto, et al., 2013). Kekentalan ASI dipengaruhi oleh komposisi ASI yang berubah-ubah setiap waktunya.
2.2.3. ICL 7107
ICL 7107 merupakan rangkaian terintegrasi yang di dalamnya terdapat Analog to Digital Converter (ADC), decoder Binary Code
Decimal (BCD) to seven segment , counter, clock, dan oscillator.
(34)
menjadi sinyal digital. Decoder BCD to seven segment digunakan untuk mengubah bilangan biner 4 bit atau 8 bit menjadi data tampilan untuk seven segment. BCD dalam IC ini digunakan untuk
seven segment common anode (Anonim, 2012). Counter atau
pencacah digunakan untuk menghitung pulsa atau sinyal digital yang umumnya dihasilkan dari osilator (Wikipedia, 2014). Clock dalam IC ini digunakan untuk mengatur jalannya pergeseran pada perubahan angka pada seven segment. Oscillator atau pembangkit digunakan untuk menghasilkan sejumlah getaran atau sinyal listrik secara periodik dengan amplitudo yang konstan (Wikipedia, 2015).
Intergrated Circuit (IC) ini memiliki 40 pin dengan masing-masing
fungsinya. IC ini membutuhkan masukan tegangan positif (pin 1), tegangan negatif (pin 26), dan ground (pin 21). Tegangan masukan maksimum yaitu +6V dan -9V. Pin 2 sampai 8 digunakan untuk tampilan seven segment 1. Pin 9 sampai 14 dan 25 digunakan untuk tampilan seven segment 2. Pin 15 sampai 18 dan 22 sampai 24 digunakan untuk tampilan seven segment 3. Pin 19 untuk tampilan titik B dan C seven segment 4. Pin 20 untuk tampilan titik G seven
segment 4. Pin 27 untuk masukan pada fungsi integrator. Pin 28
untuk masukan buffer ICL 7107. Pin 29 adalah Auto Zero
comparator yang berfungsi mengurangi noise. Pin 30 adalah
masukan negatif/ground yang diukur. Pin 31 adalah masukan positif yang diukur. Pin 32 sebagai common. Pin 33 untuk referensi negatif
(35)
15
capasitor. Pin 34 untuk referensi positif capasitor. Pin 35 untuk
referensi tegangan High. Pin 36 untuk referensi tegangan Low. Pin 37 sebagai Test. Pin 38 sampai 40 sebagai oscilator (Intersil). Konfigurasi pin ICL 7107 dapat dilihat pada Gambar2.2.
Gambar 2.2. Konfigurasi pin ICL 7107 2.2.4. Seven Segment
Seven segment terdiri dari 7 buah Lighting Emitting Diode
(LED) yang membentuk angka 8 dan 1 LED untuk titik/dot point
(DP). Angka yang ditampilkan pada seven segment ini dari 0-9. Cara kerja dari seven segment disesuaikan dengan LED. LED merupakan komponen diode yang dapat memancarkan cahaya. Kondisi dalam keadaan ON jika sisi anode mendapatkan sumber positif dari Vcc
(36)
Seven segment terdiri dari 2 macam yaitu Common Cathode
(CC) dan Common Anode (CA) yang memiliki masing-masing cara
untuk menyala. Seven segment CC dan CA dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Seven segment CC dan CA
Jika common cathode, dimana sisi katode pada LED tiap segmennya digabungkan (common) sehingga sering disebut cathode bersama. Sedangkan jika common anode, pada sisi anode pada LED tiap segmennya digabungkan sehingga sering disebut anode bersama.
Antara Common Cathode (CC) dan Common Anode (CA) mempunyai perbedaan yang mendasar yaitu cara untuk mengaktifkan/menyalakan tiap segmennya. Untuk CC agar segmennya dapat menyala harus diberi logika HIGH (misalnya 5V), sedangkan untuk CA agar segmennya dapat menyala harus diberi logika LOW (GND) (Wikipedia, 2013).
(37)
17
2.2.5. Sensor Suhu LM35
Sensor suhu LM35 adalah salah satu jenis sensor yang
mengubah besaran suhu ke besaran listrik dalam bentuk tegangan. LM35 memiliki 3 buah pin kaki, pin 1 untuk masukan tegangan positif (+), pin 2 untuk keluaran, dan pin 3 untuk masukan tegangan negatif (-) atau ground. Bentuk fisik sensor suhu LM35 dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4.Sensor suhu LM35
Sensor ini dapat beroperasi pada tegangan 4V – 30V. Setiap
suhu 1°C akan menunjukkan tegangan 10 mV. Artinya, jika terbaca tegangan Vout = 500mV, maka suhu = 50°C.
Berikut ini adalah karakteristik sensor suhu LM35:
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10mV/°C, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5°C pada suhu 25°C.
(38)
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55°C sampai +150°C.
4. Bekerja pada tegangan 4V – 30V.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60µ A.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1°C pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya ±¼°C.
LM35 memiliki berbagai jenis yang menentukan besar kecilnya batas ukur, yaitu LM35A dengan batas ukur -55°C hingga 150°C, LM35CZ dengan batas ukur -40°C hingga 110°C, dan LM35DZ dengan batas ukur 0°C hingga 100°C. Sensor suhu LM35 yang paling banyak dijumpai dipasaran adalah LM35 dengan seri LM35 DZ (Anonim, 2016).
2.2.6. Pembanding (comparator)
Rangkaian paling sederhana penguat operasional adalah
comparator. Rangkaian ini digunakan untuk membandingkan sinyal
masukan terhadap tegangan referensi. Rangkaian comparator juga dapat dilihat pada Gambar 2.5.
(39)
19
Nilai Vout dapat dihitung sebagai berikut:
Vout = A (Vin – Vref)
Jika Vin>Vref, maka Vout=+∞ Jika Vin<Vref, maka Vout=-∞
Maksudnya, tegangan keluaran tergantung dengan tegangan yang lebih besar. Bila tegangan yang lebih besar berada pada polaritas positif (+), maka tegangan keluaran adalah positif (+). Begitu sebaliknya, bila tegangan yang lebih besar berada pada polaritas negatif (-), maka tegangan keluaran adalah negatif (-) (Rizal, 2014).
2.2.7. Heater
Panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas listrik ini bersumber dari kawat ataupun pita bertahanan listrik tinggi
(Resistance Wire), biasanya bahan yang digunakan adalah niklin
yang dialiri arus listrik pada kedua ujungnya dan dilapisi oleh isolator listrik yang mampu meneruskan panas dengan baik hingga aman jika digunakan. Dua jenis utama pada elemen pemanas sebagai berikut.
1. Elemen pemanas listrik bentuk dasar yaitu elemen pemanas dimana resistance wire hanya dilapisi oleh isolator listrik, macam-macam pemanas bentuk ini adalah: ceramic heater, silica danquartz heater, bank channel heater, black body ceramic heater.
(40)
2. Elemen pemanas listrik bentuk lanjut elemen ini merupakan elemen pemanas dari bentuk dasar yang dilapisi oleh pipa atau lembaran plat logam untuk maksud sebagai penyesuaian terhadap penggunaan dari elemen pemanas tersebut. Bahan logam yang biasa digunakan adalah: mild stell, stainless stell, tembaga, dan kuningan. Heater yang termasuk dalam jenis ini adalah tubular heater, catridge heater band, nozzle & stripe
(41)
21 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Blok
Dalam penelitian dan pembuatan modul penulis membuat diagram blok alat dengan uraian sebagai berikut. Sumber tegangan pada alat yaitu 220 VAC yang akan diubah menjadi tegangan DC oleh catu daya dengan keluaran +5 Volt, -5 Volt, dan +12 Volt. Tegangan +5 Volt digunakan oleh seluruh blok kecuali heater. Tegangan -5 Volt digunakan oleh blok ICL 7107. Tegangan +12 Volt digunakan oleh blok kendali heater.
Sensor suhu yang digunakan adalah LM35 dimana keluarannya
terhubung pada ADC yang akan mengubah sinyal analog dari sensor ke sinyal digital lalu ditampilkan ke seven segment. Keluaran sensor suhu juga terhubung ke kendali heater yang berfungsi mengendalikan nyala atau matinya heater agar suhu tetap stabil. Diagram blok alat dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Diagram blokpenghangat susu CATU
DAYA ADC
KENDALI HEATER
TAMPILAN SUHU SENSOR
SUHU
(42)
3.2. Diagram Alir
Diagram alir suatu alat merupakan proses atau urut-urutan bagaimana alat tersebut dapat digunakan/bekerja. Dalam alat penghangat susu yang dibuat penulis, suhu air yang ingin dicapai telah ditetapkan yaitu 40°C hingga stabil agar suhu susu yang dihangatkan sama dengan suhu air, sehingga susu siap dikonsumsi. Pada alat tersebut proses dimulai dengan menghubungkan alat ke sumber tegangan 220 Volt AC. Pada saat saklar
power dihidupkan (ON), alat langsung bekerja dimulai dengan heater
bekerja (ON). Heater bekerja memanaskan obyek dengan perantara logam sebagai penghantar panas ke air, lalu panas air secara perlahan berpindah ke susu.
Sensor suhu secara real time mengirimkan sinyal analog yang diubah
menjadi sinyal digital sehingga dapat terbaca. Kenaikan suhu dapat dipantau pada tampilan. Setelah suhu mencapai 37°C, heater dalam kondisi off sehingga pemanasan tidak terjadi lagi. Pada saat heater off, panas heater lebih tinggi dari air sehingga suhu air meningkat hingga sekitar 40°C meskipun heater telah off. Apabila terjadi penurunan suhu (±35°C) heater akan bekerja kembali dan mati saat suhu air mencapai 37°C, begitu seterusnya. Setelah susu telah mencair dan hangat tekan saklar power dalam kondisi off sehingga seluruh sistem tidak bekerja (off). Diagram alir proses dapat dilihat pada Gambar 3.2.
(43)
23
Gambar 3.2. Diagram alir penghangat susu
3.3. Diagram Mekanis
Dalam penelitian dan pembuatan modul penulis akan membuat alat penghangat ASI perah. Diagram mekanis alat ini dibuat dengan memanfaatkan pemanas elektrik yang banyak dijual dipasaran dan satu buah kotak untuk meletakkan rangkaian blok elektronika. Lalu kedua piranti tersebut dihubungkan dengan kabel agar alat dapat berfungsi. Ilustrasi diagram mekanis alat penghangat ASI perah dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Power = OFF Tidak
Ya
Selesai Ya
Heater = OFF
Suhu air ≤ 35°C
Heater = ON
Suhu air ≥ 37°C
Tidak Mulai
(44)
Gambar 3.3. Diagram mekanis penghangat susu
Dengan memanfaatkan pemanas elektrik yang telah penulis miliki, kotak modul terpisah dengan pemanas air elektrik sehingga membutuhkan kabel penghubung agar heater dalam pemanas air elektrik dapat bekerja. Hal tersebut dapat memudahkan pengguna untuk memasukkan dan membuang air yang digunakan untuk menghangatkan susu. Sensor suhu pada alat diletakkan di ruang dalam pemanas air elektrik di mana ruang tersebut berisi air sebagai perantara menghangatkan susu. Keterangan gambar diagram mekanis dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Keterangan diagram mekanis penghangat susu
No. Keterangan Fungsi
A. Wadah penghangat susu beku/dingin.
Menempatkan botol/wadah susu beku/dingin dari dalam lemari pendingin.
40°C
A I
D
E F C G
H
B
(45)
25
Tabel 3.1. Keterangan diagram mekanis penghangat susu (lanjutan)
No. Keterangan Fungsi
B. Kotak modul. Menempatkan blok-blok
rangkaian.
C. Konektor sumber tegangan AC. Penghubung sumber tegangan AC ke alat.
D. Saklar On/Off Menghidupkan atau mematikan alat.
E. Sekering/fuse. Pengaman bila terjadi arus berlebih yang masuk ke alat.
F. Konektor
Penghubung heater dan sensor ke wadah penghangat susu
beku/dingin.
G. Kabel heater Menghubungkan heater ke modul.
H. Kabel sensor Menghubungkan sensor ke modul.
I. Tampilan suhu. Menampilkan suhu secara real time.
J. Heater
Memberikan panas dengan sumber listrik. Heater berada di bawah wadah penghangat susu beku/dingin.
3.4. Rangkaian Catu Daya
Rangkaian catu daya adalah suatu rangkaian pencatu daya yang berfungsi sebagai pengubah arus Alternating Current (AC) menjadi Dirrect
Current (DC). Komponen terpenting pada rangkaian yaitu diode yang
(46)
menghambat arus dari arah sebaliknya (Barmawi, 1985). Rangkaian catu daya dengan keluaran 5 VDC, -5 VDC, dan 12 VDC dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Rangkaian catu daya
Sumber dari rangkaian yaitu 220 VAC yang tegangannya diturunkan melalui transformator step down dengan keluaran 6 VAC dan 12 VAC. Kemudian arus AC disearahkan oleh diode bridge 2A. Tegangan sebelum
IC regulator bernilai 1,41 VAC karena menggunakan diode bridge dan
terdapat kapasitor sebagai penapis (filter) (Barmawi, 1985). IC regulator memerlukan tegangan masukan diatas seri IC tersebut. Contoh 7805 memerlukan tegangan diatas 5 volt misal 6, 7, atau 8 volt. Dalam rangkaian ini digunakan IC 7805 untuk tegangan keluaran 5 volt positif, 7905 untuk tegangan keluaran 5 volt egatif, dan 7812 untuk tegangan keluaran 12 volt positif.
(47)
27
3.5. Rangkaian Aplikasi ICL 7107
Ada berbagai macam IC yang dapat difungsikan sebagai ADC, namun kebanyakan tampilan (hasil) dari ADC dapat dilihat pada LED. Penulis ingin menampilkan hasil ADC menggunakan seven segment, maka IC yang dapat digunakan yaitu ICL 7107. Rangkaian ICL 7107 dapat dilihat pada datasheet atau pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Rangkaian aplikasi ICL 7107
Rangkaian tersebut berguna untuk mengubah sinyal analog ke sinyal digital dengan tampilan seven segment. Di dalam IC tersebut terdapat
decoder, counter, clock, oscilator, dan Analog to Digital Converter (ADC).
Agar rangkaian dapat bekerja secara optimal, rangkaian disesuaikan pada datasheet.
(48)
3.6. Rangkaian Kendali Heater
Dalam rangkaian kendali heater yang berperan penting yaitu rangkaian comparator. Dalam bahasa logika/pemrograman, keluaran dari
comparator bisa diartikan seperti 1 (high) atau 0 (low). Rangkaian kendali
heater dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6. Rangkaian kendali Heater
Rangkaian tersebut berguna sebagai kendali heater, sehingga saat suhu telah tercapai heater tidak terus menerus bekerja. Masukan dari rangkaian tersebut yaitu LM35 yang memberikan tegangan sesuai suhu dalam wadah. Comparator berfungsi membandingkan antara tegangan masukan dengan tegangan referensi. Suhu yang ingin dicapai adalah 40°C, maka suhu dibawah 40°C heater akan bekerja.
Cara mengatur tegangan referensi pada comparator yaitu dengan memutar multi turn. Pertama, ukur tegangan yang keluar dari sensor. Berdasarkan teori, sensor mengeluarkan tegangan 10 mV setiap 1°C,
(49)
29
sehingga jika suhu 40°C yang terdeteksi seharusnya tegangan yang keluar adalah 400 mV. Tegangan yang keluar dari sensor tersebut menjadi Vin (-) untuk comparator. Lalu Vref (+) diambil dari Vcc (5 V) dengan menggunakan pembagi tegangan. Pada Gambar 3.6. didapatkan persamaan 3-1.
�� = �
2
�2 + 5 ����
(3 – 1)
Keterangan:
Vref = tegangan referensi (V)
RV2 = resistor variabel (Ω)
R5 = resistor (Ω)
Vcc = tegangan sumber (V)
Pada rangkaian Gambar 3.6. dapat dihitung bahwa tegangan referensi maksimal 2,5 V. Tegangan referensi yang dibutuhkan adalah dibawah 400 mV, maka multiturn diputar hingga tegangan referensi didapat dibawah 400 mV (misal 395 mV).
Sesuai dengan teori comparator, Vin (-) dibawah 400 mV akan mengeluaran tegangan positif pada Vout comparator yang menyebabkan transistor (NPN) aktif. Lalu ketika Vin (-) diatas 400 mV akan mengeluarkan tegangan negatif yang menyebabkan transistor (NPN) tidak aktif. Transistor (NPN) ini berfungsi sebagai saklar relay yang menghubungkan heater ke sumber PLN agar heater bekerja. Relay yang digunakan pada rangkaian ini ada 2, karena heater yang digunakan membutuhkan daya 190 Watt dan relay yang terhubung transistor adalah
(50)
relay 1A. Kemudian relay 1A diumpankan ke relay 7A agar konsumsi daya listrik lebih aman, sebab relay 1A jika digunakan untuk heater 190 Watt mendekati batasnya yaitu 220 Watt.
3.7. Perancangan Pengujian
Perancangan pengujian merupakan rencana dalam mengambil data sebagai hasil pengujian pada alat yang telah diselesaikan. Pengambilan data yang dilakukan meliputi 2 jenis, yaitu pengambilan data pengujian suhu dan pengambilan data pengujian alat. Agar hasil pengukuran suhu yang diinginkan sesuai dengan kondisi yang sebenarnya, maka digunakan alat pembanding berupa termometer. Termometer yang digunakan yaitu
Thermo-Hygrometer merek Corona yang dimiliki oleh Rumah Sakit PKU
Muhammadiyah Unit I Yogyakarta. Alat pembanding ini telah diverifikasi pada bulan November 2015, sehingga alat pembanding ini masih dapat digunakan hingga bulan November 2016. Alat pembanding ini mengukur suhu -50°C s
d +70°C, sayangnya alat ini memerlukan 5 detik untuk memperbarui suhu terukur.
(51)
31
3.7.1 Perancangan pengkomparasian
Perancangan pengkomparasian dilakukan untuk membandingkan alat/modul dengan pembanding yang telah dikalibrasi agar alat/modul layak digunakan. Cara yang digunakan dalam pengujian ini cukup mudah yaitu:
1. Isi air pada wadah pemanas elektrik setengahnya saja.
2. Lakukan instalasi alat dengan menghubungkan kabel sensor dan kabel heater pada kotak rangkaian, kemudian colokkan steker heater ke pemanas elektrik, setelah itu letakkan sensor dalam air.
3. Masukkan sensor termometer pembanding ke dalam air, usahakan dekat dengan sensor modul. Bila perlu ikat kedua
sensor agar tidak menjauh satu sama lain.
4. Hubungkan alat ke sumber listrik PLN. Setelah itu nyalakan alat dan tunggu hingga heater mati.
5. Setelah heater mati, panas yang masih tersimpan pada heater berpindah ke air sehingga suhu air masih terjadi kenaikan. Tunggu hingga suhu air benar-benar stabil dalam waktu cukup lama dan lakukan pengambilan data dengan membandingkan pengukuran pada alat dan pengukuran pada termometer. Amati suhu pada tampilan modul dan termometer. Bandingkan keduanya. Apabila terjadi perbedaan atau selisih yang terlalu jauh antara modul dengan termometer, kalibrasi tampilan
(52)
modul dengan memutar multiturn pada blok ICL7107 hingga tampilan modul sama atau mendekati suhu yang ditampilkan pada termometer.
6. Setelah suhu yang tertampil pada modul sama dengan suhu yang tertampil pada termometer, ambil data pada suhu 50°C– 34°C setiap 1°C. Data yang diambil yaitu suhu yang tertampil pada termometer dan suhu yang tertampil pada modul. Catat hasilnya dalam tabel. Kemudian olah data sehingga mendapatkan suatu kesimpulan apakah alat layak digunakan atau tidak berdasarkan standar pengkalibrasian.
3.7.2 Perancangan pengujian alat
Perancangan pengujian alat dilakukan guna mengetahui cara kerja alat serta kelebihan dan kekurangan pada alat sehingga pada penelitian selanjutnya dapat dikembangkan. Pengujian ini menggunakan obyek/susu yang memiliki spesifikasi berbeda-beda. Penulis mengambil 4 sampel, sampel 1–3 menggunakan jenis susu yang sama yaitu susu formula namun dengan volume dan atau kepekatan yang berbeda, sedangkan sampel ke 4 menggunakan air susu ibu (ASI).
Untuk melakukan pengujian tentu saja membutuhkan Standar Operasional Prosedur (SOP) guna keamanan dan kelancaran pengujian. SOP ini dilakukan untuk mendapatkan data pada sub bab 4.1.3. Penulis membuat SOP untuk pengujian alat sebagai berikut:
(53)
33
1. Siapkan alat dan bahan:
a. ASI beku 60 ml dalam botol kaca ukuran 100 ml b. Air dingin 500 ml
c. Alat/modul d. Termometer
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 3.8. (a) ASI beku (b) air dingin (c) modul (d) termometer
(54)
2. Masukkan susu beku beserta botolnya ke dalam wadah.
Gambar 3.9. Memasukkan susu beku
3. Masukkan air dingin pada wadah hingga batas atas susu atau leher botol.
Gambar 3.10. Isi air pada wadah.
4. Lakukan instalasi alat dengan menghubungkan kabel sensor dan kabel heater pada kotak rangkaian, kemudian colokkan steker heater ke pemanas elektrik, setelah itu letakkan sensor dalam air, usahakan sensor menyentuh botol susu yang terendam.
(55)
35
Gambar 3.11. Menghubungkan kabel power dan kabel sensor
dan heater ke alat
Gambar 3.12. Menghubungkan heater pada wadah ke alat
(56)
5. Masukkan sensor termometer ke dalam susu (susu hanya untuk pengujian, tidak dikonsumsi).
6. Hubungkan alat ke sumber listrik PLN. Pastikan kabel power terhubung pada alat.
7. Kemudian nyalakan alat dan amati prosesnya, ambil data suhu air dan suhu susu setiap 100 detik.
Gambar 3.14. Hasil pengujian pada menit ke 10
8. Catat hasilnya pada kertas, kemudian olah data pada komputer sebagai laporan hasil pengujian.
(57)
37
3.8. Pengolahan Data
3.8.1. Variabel Penelitian
Penelitian yang dilakukan penulis pada alat ini yaitu mengetahui waktu tempuh yang dibutuhkan agar suhu susu mencapai sekitar 40°C. Jadi, terdapat beberapa variabel dalam penelitian ini, antara lain:
1. Variabel Bebas
Adalah variabel yang memengaruhi faktor-faktor yang diukur oleh peneliti untuk menentukan hubungan antara fenomena yang diamati. Variabel bebas adalah variabel yang dapat mempengaruhi timbulnya variabel terikat (Anonim, 2011). Pada penelitian ini yang menjadi variabel bebas yaitu lama atau waktu yang dibutuhkan selama proses dilakukan. Alat ukur yang digunakan yaitu stopwatch.
2. Variabel Terikat
Merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang menjadi akibat adanya variabel bebas (Isahi, 2015). Pada penelitian ini yang menjadi variabel terikat yaitu kenaikan suhu susu. Alat ukur yang digunakan yaitu termometer.
3. Variabel Terkendali
Adalah variabel yang dikendalikan atau dibuat konstan sehingga hubungan variabel bebas terhadap variabel terikat tidak terpengaruh faktor luar yang tidak teliti (Anonim, 2015). Pada
(58)
penelitian ini ada beberapa yang menjadi variabel terkendali, antara lain suhu air yang dibuat konstan antara 34°C–50°C, volume air yang ditetapkan sebanyak 500 ml, dan volume susu sebanyak 60 ml. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur suhu air yaitu kendali suhu pada alat yang dibuat penulis, sedangkan alat ukur volume air dan susu menggunakan gelas ukur.
3.8.2. Teknik analisis data 1. Rata-rata
Rata-rata yaitu suatu bilangan yang mewakili kumpulan data atau dengan kata lain jumlah kumpulan data per banyaknya kumpulan data tersebut. Persamaan rata-rata dapat dilihat pada persamaan 3–2.
� = Ʃ� (3 – 2)
Keterangan:
� = rata-rata data
Ʃ� = jumlah nilai data
n = jumlah/banyak data (1,2,3,...,n) 2. Simpangan
Simpangan yaitu nilai selisih atau nilai koreksi antara suatu obyek yang diukur dengan pembanding. Persamaan simpangandapat dilihat pada persamaan 3–3.
(59)
39
� �� � =�1 − � (3 – 3)
Keterangan:
�1 = data modul
(60)
39 4.1. Hasil Pengujian
4.1.1. Hasil Pengkomparasian
Pengkomparasian dilakukan untuk membandingkan modul dengan termometer yang telah dikalibrasi. Tujuan dari pengkalibrasian ini yaitu mengetahui nilai koreksi pada modul, sehingga modul dapat dikatakan layak atau tidak untuk digunakan. Dalam pengkomparasian ini dilakukan pengambilan data pada suhu 50°C–34°C sebanyak 1 kali setiap 1°C. Suhu tersebut adalah suhu air yang digunakan dalam menghangatkan susu. Suhu tersebut juga digunakan untuk membuat analisis data mengenai perbandingan waktu dalam menghangatkan susu agar susu mencapai suhu 40°C.
Pada Tabel 4.1. menunjukkan hasil pengujian suhu pada modul yang dibandingkan dengan termometer terkalibrasi. Rentang penyimpangan atau nilai koreksi modul sebesar 0°C–0,6°C. Pada catatan terakhir pada Tabel 4.1. Catatan tersebut dicantumkan untuk mengetahui besar nilai koreksi secara keseluruhan sehingga menghasilkan 1 nilai koreksi.
(61)
40
Tabel 4.1. Hasil pengujian suhu 50°C – 37°C Data Ke- (n) Waktu (menit) Data Termometer (°C) (X) Data Modul (°C) (X1)
Koreksi (°C) (X1 – X)
1 0 50,0 50,3 0,3
2 2.30 49,0 49,3 0,3
3 5 48,0 48,4 0,4
4 7.30 47,0 47,2 0,2
5 10 46,0 46,6 0,6
6 12.30 45,0 45,0 0
7 15 44,0 44,3 0,3
8 17.30 43,0 43,5 0,5
9 20 42,0 42,5 0,5
10 22.30 41,0 41,0 0
11 25 40,0 40,0 0
12 27.30 39,0 39,3 0,3
13 30 38,0 38,6 0,6
14 32.30 37,0 37,4 0,4
15 35 36,0 36,4 0,4
16 37.30 35,0 35,2 0,2
17 40 34,0 34,1 0,1
Rata-rata koreksi 0,27
4.1.2. Grafik Hasil Pengkomparasian
Gambar 4.1. menunjukkan perbandingan hasil ukur modul dengan termometer pembanding dalam bentuk grafik. Grafik tersebut memudahkan pembaca untuk mengetahui seberapa jauh nilai koreksi dari hasil ukur modul dengan termometer pembanding. Dalam grafik tersebut hasil ukur modul ditunjukkan dengan garis
(62)
dan titik berwarna merah, sedangkan hasil ukur termometer pembanding ditunjukkan dengan garis dan titik berwarna biru. Sumbu t menunjukkan suhu yang terukur yaitu 50,3°C–34,1°C untuk modul dan 50°C–34°C untuk termometer pembanding, sedangkan sumbu d adalah waktu-waktu terjadinya penurunan suhu.
Gambar 4.1. Grafik hasil pengkomparasian suhu 50°C – 34°C
0 2.30 5 7.30 10 12.30 15 17.30 20 22.30 25 27.30 30 32.30 35 37.30 40
Data Termometer (°C) 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34
Data Modul (°C) 50,3 49,3 48,4 47,2 46,6 45 44,3 43,5 42,5 41 40 39,3 38,6 37,4 36,4 35,2 34,1 34
35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51
Hasil Pengkomparasian Suhu 50
°
C-34
°
C
Data Termometer (°C) Data Modul (°C)
t
d Keterangan:
t = suhu (°C) d = waktu
(63)
42
4.1.3. Hasil Pengujian Alat Dengan Memasukkan Air dan Botol Berisi Susu Beku Secara Bersama
Pengujian ini dilakukan guna mengetahui cara kerja alat dan seberapa lama susu dapat mencapai suhu hangat yaitu sekitar 40°C. Pada sub bab 3.7.2. telah dijelaskan langkah-langkah untuk pengujian ini. Pengujian ini dilakukan dalam ruangan dengan suhu 28°C–32°C. Pengujian dilakukan dengan cara memasukkan botol berisi ASI perah atau susu beku dan air dingin secara bersamaan ke dalam wadah. Setelah itu alat dinyalakan dan tunggu selama 1 jam untuk mengetahui perubahan-perubahan suhu yang terjadi saat proses berlangsung. Untuk mengetahui kenaikan suhu susu, maka digunakan termometer yang dicelupkan ke dalam susu. Hal tersebut dilakukan untuk membuktikan bahwa susu benar-benar mencapai suhu hangat sekitar 40°C dalam waktu tertentu.
Tabel 4.2. menunjukkan ketika alat difungsikan suhu air dan suhu susu perlahan-lahan naik. Kenaikan suhu yang terjadi akan memengaruhi sensor suhu, sehingga pada saat suhu 37,4°C pada menit ke 03.30 menyebabkan heater dalam kondisi off. Pengambilan data tersebut diambil setiap 10 detik agar didapatkan data yang valid. Pada data 03.30 menit hingga 11.50 menit menunjukkan heater dalam kondisi off, penyebabnya yaitu suhu air yang digunakan untuk menghangatkan susu masih diatas 34°C. Pada pengamatan penulis,
(64)
menit ke 13.00. Kemudian heater dalam kondisi off lagi hingga menit ke 44.10. Lihat pada menit ke 33.10. Pada data tersebut suhu air dan suhu susu bernilai sama yaitu 36°C, maka bisa dikatakan bahwa suhu air sama dengan suhu susu setelah 33 menit. Kemudian perhatikan menit ke 45.40, suhu susu telah mencapai 37°C, dan pada menit ke 46.30, suhu susu telah mencapai 40,1. Dengan acuan tersebut, susu dapat disajikan dalam keadaan hangat setelah 45.40 menit atau lebih hangat lagi setelah 46.30 menit. Setelah 46.30 menit dalam waktu 1 jam, susu dapat terjaga kehangatannya antara 38,9° – 40,6°C.
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama
Waktu (menit)
Suhu Air (°C)
Suhu Susu (°C)
Heater ON/OFF
00.00 20,9 0,3 ON
00.10 21 0,3 ON
00.20 21,3 0,6 ON
00.30 21,8 0,9 ON
00.40 22,4 1,2 ON
00.50 23,2 1,5 ON
01.00 24,4 1,8 ON
01.10 25,3 2,1 ON
01.20 26,4 2,4 ON
01.30 26,6 2,7 ON
01.40 27,2 3 ON
01.50 28,5 3,3 ON
(65)
44
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit) Suhu Air (°C) Suhu Susu (°C) Heater ON/OFF
02.10 30,1 3,9 ON
02.20 31,4 4,2 ON
02.30 31,9 4,5 ON
02.40 32,6 4,8 ON
02.50 33,8 5,1 ON
03.00 34,8 5,4 ON
03.10 35,3 5,7 ON
03.20 36,3 6 ON
03.30 37,4 6,3 OFF
03.40 38 6,6 OFF
03.50 38,2 6,9 OFF
04.00 38,6 7,2 OFF
04.10 38,8 7,5 OFF
04.20 39,1 7,8 OFF
04.30 39,3 8,1 OFF
04.40 39,4 8,4 OFF
04.50 39,5 8,7 OFF
05.00 39,5 9 OFF
05.10 39,6 9,3 OFF
05.20 39,6 9,6 OFF
05.30 39,6 9,9 OFF
05.40 39,7 10,2 OFF
05.50 39,7 10,5 OFF
06.00 39,4 10,8 OFF
06.10 39,2 11,1 OFF
(66)
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit)
Suhu Air (°C)
Suhu Susu (°C)
Heater ON/OFF
06.30 39 11,7 OFF
06.40 38,8 12 OFF
06.50 38,7 12,3 OFF
07.00 38,6 12,6 OFF
07.10 38,5 12,9 OFF
07.20 38,5 13,2 OFF
07.30 38,4 13,5 OFF
07.40 38,3 13,7 OFF
07.50 38,3 13,8 OFF
08.00 38,2 14 OFF
08.10 38,1 14,2 OFF
08.20 38 14,3 OFF
08.30 37,4 14,4 OFF
08.40 37,4 14,4 OFF
08.50 36,9 14,5 OFF
09.00 36,6 14,6 OFF
09.10 36,5 14,7 OFF
09.20 36,4 14,7 OFF
09.30 36,2 14,8 OFF
09.40 36,1 14,8 OFF
09.50 35,9 14,9 OFF
10.00 35,8 15 OFF
10.10 35,7 15,1 OFF
10.20 35,6 15,2 OFF
10.30 35,5 15,2 OFF
(67)
46
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit) Suhu Air (°C) Suhu Susu (°C) Heater ON/OFF
10.50 35,3 15,4 OFF
11.00 35,1 15,4 OFF
11.10 35 15,5 OFF
11.20 34,9 15,5 OFF
11.30 34,8 15,6 OFF
11.40 34,7 15,6 OFF
11.50 34,6 15,6 OFF
12.00 34,5 15,7 ON
12.10 34,6 15,9 ON
12.20 34,7 16,2 ON
12.30 35 16,5 ON
12.40 35,3 16,9 ON
12.50 36 17,1 ON
13.00 36,8 17,4 ON
13.10 37,7 17,5 OFF
13.20 38,6 17,9 OFF
13.30 38,8 18,1 OFF
13.40 39 18,7 OFF
13.50 39,3 19,3 OFF
14.00 39,6 19,8 OFF
14.10 39,6 20,3 OFF
14.20 39,7 20,8 OFF
14.30 39,7 21,4 OFF
14.40 39,7 21,8 OFF
14.50 39,8 22,3 OFF
(68)
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit)
Suhu Air (°C)
Suhu Susu (°C)
Heater ON/OFF
15.10 39,8 23,4 OFF
15.20 39,8 23,9 OFF
15.30 39,7 24,2 OFF
15.40 39,7 24,7 OFF
15.50 39,7 25,1 OFF
16.00 39,7 25,6 OFF
16.10 39,7 25,9 OFF
16.20 39,7 26,3 OFF
16.30 39,6 26,8 OFF
16.40 39,6 27 OFF
16.50 39,6 27,2 OFF
17.00 39,6 27,3 OFF
17.10 39,6 27,4 OFF
17.20 39,6 27,5 OFF
17.30 39,6 27,6 OFF
17.40 39,5 27,8 OFF
17.50 39,3 27,9 OFF
18.00 39,2 28 OFF
18.10 39,1 28,2 OFF
18.20 39,1 28,3 OFF
18.30 39 28,5 OFF
18.40 39 28,6 OFF
18.50 38,9 28,7 OFF
19.00 38,8 28,8 OFF
19.10 38,8 28,9 OFF
(69)
48
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit) Suhu Air (°C) Suhu Susu (°C) Heater ON/OFF
19.30 38,6 29,2 OFF
19.40 38,6 29,4 OFF
19.50 38,5 29,5 OFF
20.00 38,4 29,7 OFF
20.10 38,4 29,8 OFF
20.20 38,3 30 OFF
20.30 38,3 30,1 OFF
20.40 38,2 30,2 OFF
20.50 38,2 30,4 OFF
21.00 38,1 30,5 OFF
21.10 38,1 30,6 OFF
21.20 38 30,7 OFF
21.30 38 30,8 OFF
21.40 37,9 31 OFF
21.50 37,9 31,2 OFF
22.00 37,8 31,3 OFF
22.10 37,8 31,4 OFF
22.20 37,8 31,5 OFF
22.30 37,7 31,7 OFF
22.40 37,7 31,8 OFF
22.50 37,6 31,9 OFF
23.00 37,6 32,1 OFF
23.10 37,5 32,3 OFF
23.20 37,5 32,4 OFF
23.30 37,5 32,5 OFF
(70)
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit)
Suhu Air (°C)
Suhu Susu (°C)
Heater ON/OFF
23.50 37,4 32,9 OFF
24.00 37,4 33,1 OFF
24.10 37,4 33,2 OFF
24.20 37,4 33,4 OFF
24.30 37,3 33,5 OFF
24.40 37,3 33,7 OFF
24.50 37,3 33,9 OFF
25.00 37,3 34,1 OFF
25.10 37,3 34,3 OFF
25.20 37,3 34,5 OFF
25.30 37,3 34,6 OFF
25.40 37,3 34,7 OFF
25.50 37,3 34,8 OFF
26.00 37,3 34,9 OFF
26.10 37,3 35 OFF
26.20 37,3 35,1 OFF
26.30 37,3 35,1 OFF
26.40 37,3 35,2 OFF
26.50 37,3 35,3 OFF
27.00 37,2 35,4 OFF
27.10 37,2 35,4 OFF
27.20 37,1 35,5 OFF
27.30 37 35,5 OFF
27.40 37 35,6 OFF
27.50 37 35,6 OFF
(71)
50
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit) Suhu Air (°C) Suhu Susu (°C) Heater ON/OFF
28.10 36,9 35,7 OFF
28.20 36,8 35,8 OFF
28.30 36,7 35,8 OFF
28.40 36,7 35,8 OFF
28.50 36,7 35,8 OFF
29.00 36,6 35,8 OFF
29.10 36,5 35,8 OFF
29.20 36,5 35,9 OFF
29.30 36,4 35,9 OFF
29.40 36,4 35,9 OFF
29.50 36,4 35,9 OFF
30.00 36,4 35,9 OFF
30.10 36,4 35,9 OFF
30.20 36,4 36 OFF
30.30 36,4 36 OFF
30.40 36,4 36 OFF
30.50 36,4 36 OFF
31.00 36,4 36 OFF
31.10 36,4 36 OFF
31.20 36,4 36 OFF
31.30 36,3 36 OFF
31.40 36,3 36 OFF
31.50 36,3 36 OFF
32.00 36,2 36 OFF
32.10 36,2 36 OFF
(72)
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit)
Suhu Air (°C)
Suhu Susu (°C)
Heater ON/OFF
32.30 36,2 36 OFF
32.40 36,1 36 OFF
32.50 36,1 36 OFF
33.00 36,1 36 OFF
33.10 36 36 OFF
33.20 36 36 OFF
33.30 36 36 OFF
33.40 36 35,9 OFF
33.50 36 35,9 OFF
34.00 36 35,9 OFF
34.10 35,9 35,9 OFF
34.20 35,9 35,9 OFF
34.30 35,9 35,9 OFF
34.40 35,9 35,9 OFF
34.50 35,9 35,9 OFF
35.00 35,9 35,9 OFF
35.10 35,8 35,9 OFF
35.20 35,8 35,8 OFF
35.30 35,8 35,8 OFF
35.40 35,8 35,8 OFF
35.50 35,7 35,8 OFF
36.00 35,7 35,8 OFF
36.10 35,7 35,8 OFF
36.20 35,7 35,8 OFF
36.30 35,6 35,8 OFF
(73)
52
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit) Suhu Air (°C) Suhu Susu (°C) Heater ON/OFF
36.50 35,6 35,8 OFF
37.00 35,6 35,7 OFF
37.10 35,5 35,7 OFF
37.20 35,5 35,7 OFF
37.30 35,5 35,7 OFF
37.40 35,5 35,7 OFF
37.50 35,4 35,7 OFF
38.00 35,4 35,6 OFF
38.10 35,4 35,6 OFF
38.20 35,4 35,6 OFF
38.30 35,3 35,6 OFF
38.40 35,3 35,6 OFF
38.50 35,3 35,6 OFF
39.00 35,2 35,6 OFF
39.10 35,2 35,5 OFF
39.20 35,2 35,5 OFF
39.30 35,1 35,5 OFF
39.40 35,1 35,5 OFF
39.50 35,1 35,5 OFF
40.00 35,1 35,4 OFF
40.10 35,1 35,4 OFF
40.20 35 35,4 OFF
40.30 35 35,3 OFF
40.40 35 35,3 OFF
40.50 35 35,3 OFF
(74)
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit)
Suhu Air (°C)
Suhu Susu (°C)
Heater ON/OFF
41.10 34,9 35,2 OFF
41.20 34,9 35,2 OFF
41.30 34,9 35,2 OFF
41.40 34,9 35,1 OFF
41.50 34,8 35,1 OFF
42.00 34,8 35,1 OFF
42.10 34,8 35 OFF
42.20 34,8 35 OFF
42.30 34,7 35 OFF
42.40 34,7 35 OFF
42.50 34,7 34,9 OFF
43.00 34,7 34,9 OFF
43.10 34,7 34,9 OFF
43.20 34,7 34,9 OFF
43.30 34,6 34,9 OFF
43.40 34,6 34,8 OFF
43.50 34,6 34,8 OFF
44.00 34,6 34,8 OFF
44.10 34,6 34,8 OFF
44.20 34,5 34,8 ON
44.30 34,6 34,8 ON
44.40 34,6 34,8 ON
44.50 34,7 34,8 ON
45.00 34,9 34,8 ON
45.10 35,6 35,2 ON
(75)
54
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit) Suhu Air (°C) Suhu Susu (°C) Heater ON/OFF
45.30 37,3 36,4 ON
45.40 37,7 37 OFF
45.50 38,5 37,7 OFF
46.00 39 38,5 OFF
46.10 39,5 39,1 OFF
46.20 40,1 39,9 OFF
46.30 40,1 40,1 OFF
46.40 40,1 40,1 OFF
46.50 40,1 40,1 OFF
47.00 40,1 40,1 OFF
47.10 40,1 40,1 OFF
47.20 40,2 40,1 OFF
47.30 40,2 40,1 OFF
47.40 40,2 40,2 OFF
47.50 40,3 40,2 OFF
48.00 41 40,2 OFF
48.10 41 40,3 OFF
48.20 41 40,3 OFF
48.30 40,9 40,3 OFF
48.40 40,9 40,4 OFF
48.50 40,9 40,4 OFF
49.00 40,9 40,4 OFF
49.10 40,9 40,4 OFF
49.20 40,9 40,5 OFF
49.30 40,9 40,5 OFF
(76)
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit)
Suhu Air (°C)
Suhu Susu (°C)
Heater ON/OFF
49.50 40,9 40,5 OFF
50.00 40,8 40,5 OFF
50.10 40,8 40,6 OFF
50.20 40,7 40,6 OFF
50.30 40,7 40,5 OFF
50.40 40,6 40,5 OFF
50.50 40,6 40,5 OFF
51.00 40,5 40,5 OFF
51.10 40,5 40,5 OFF
51.20 40,4 40,5 OFF
51.30 40,3 40,4 OFF
51.40 40,2 40,4 OFF
51.50 40,1 40,4 OFF
52.00 40 40,3 OFF
52.10 40 40,3 OFF
52.20 40 40,3 OFF
52.30 40 40,3 OFF
52.40 40 40,3 OFF
52.50 39,9 40,2 OFF
53.00 39,9 40,2 OFF
53.10 39,9 40,2 OFF
53.20 39,9 40,2 OFF
53.30 39,8 40,1 OFF
53.40 39,8 40,1 OFF
53.50 39,7 40,1 OFF
(77)
56
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit) Suhu Air (°C) Suhu Susu (°C) Heater ON/OFF
54.10 39,7 40 OFF
54.20 39,6 40 OFF
54.30 39,6 40 OFF
54.40 39,5 40 OFF
54.50 39,5 39,9 OFF
55.00 39,4 39,9 OFF
55.10 39,4 39,8 OFF
55.20 39,4 39,8 OFF
55.30 39,3 39,7 OFF
55.40 39,3 39,7 OFF
55.50 39,3 39,6 OFF
56.00 39,2 39,6 OFF
56.10 39,2 39,6 OFF
56.20 39,2 39,5 OFF
56.30 39,1 39,5 OFF
56.40 39,1 39,4 OFF
56.50 39,1 39,3 OFF
57.00 39 39,2 OFF
57.10 39 39,2 OFF
57.20 39 39,2 OFF
57.30 38,9 39,1 OFF
57.40 38,9 39,1 OFF
57.50 38,9 39,1 OFF
58.00 38,8 39,1 OFF
58.10 38,8 39,1 OFF
(78)
Tabel 4.2. Hasil pengujian alat dengan selama 1 jam dengan memasukkan air dan botol berisi susu beku secara bersama (lanjutan)
Waktu (menit)
Suhu Air (°C)
Suhu Susu (°C)
Heater ON/OFF
58.30 38,8 39 OFF
58.40 38,7 39 OFF
58.50 38,7 39 OFF
59.00 38,7 39 OFF
59.10 38,6 39 OFF
59.20 38,6 38,9 OFF
59.30 38,6 38,9 OFF
59.40 38,5 38,9 OFF
59.50 38,5 38,9 OFF
60.00 38,4 38,9 OFF
4.1.4. Grafik Hasil Pengujian Alat Dengan Memasukkan Air dan Botol Berisi Susu Beku Secara Bersama
Gambar 4.2. menunjukkan kenaikan suhu yang telah dipaparkan pada tabel 4.2. Sebelumnya telah dikemukakan bahwa
heater dalam kondisi on atau off pada menit tertentu di mana pada
menit tersebut menunjukkan suhu ≤34,5°C untuk heater on dan suhu ≥37°C untuk heater off. Grafik berwarna merah menunjukkan perubahan suhu yang terjadi pada air. Kemudian grafik berwarna biru menunjukkan perubahan suhu yang terjadi pada susu. Perubahan suhu dan pertemuan suhu antara air dan susu dapat terjadi akibat pemanasan yang dilakukan pada air serta pengaruh suhu sekitar yang
(79)
58
dapat menyebabkan suhu turun dan naik lagi ketika proses pemanasan kembali terjadi.
Dari Gambar 4.2. dapat dianalisis bahwa saat botol berisi susu beku dimasukkan dalam air dingin pada wadah kemudian alat dinyalakan, terjadi perubahan suhu pada air dan susu. Perubahan tersebut yaitu perubahan suhu yang rendah menuju suhu yang lebih tinggi sampai menit ke 05.50 karena proses yang dilakukan adalah menghangatkan susu. Setelah 05.50 menit, suhu air turun dan suhu susu tetap naik dikarenakan akibat perpindahan kalor dari air ke susu sedangkan partikel susu yang masih dingin berpindah ke air. Grafik setelah 30 menit menunjukkan suhu air jaraknya sangat dekat dengan suhu susu, maka dapat dikatakan suhu air sama dengan atau mendekati suhu susu setelah 30 menit. Grafik setelah 46 menit jika ditarik secara horizontal menunjukkan suhu sekitar 40°C. Jika ingin menyajikan susu hangat sekitar 40°C, membutuhkan waktu 46 menit. Untuk mengantisipasi pengguna lupa menyiapkan susu setelah 46 menit dalam 1 jam, pada alat ini suhu tertinggi yang dicapai adalah sekitar 41°C, sehingga susu tetap hangat dengan suhu 38,9°C–40,6°C. Suhu makanan atau minuman yang aman untuk diberikan kepada bayi yaitu ≤40°C.
(80)
Gambar 4.2. Perubahan suhu pada pengujian alat selama 1 jam dengan memasukkan susu beku dalam air dingin secara bersama 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44
0 2 4 6 8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60
S u h u ( ° C) Waktu (menit)
Perubahan suhu pada pengujian alat selama 1 jam dengan memasukkan susu beku dalam air dingin secara bersama
(1)
105
Hamdani, Syarif. 2012. Kaliberasi Termometer.
http://www.catatankimia.com/kaliberasi-termometer/ [Diakses: 1 November 2016.]
Hendarto, Aryono dan Pringgadini, Keumala. 2013. Nilai Nutrisi Air Susu Ibu. http://www.idai.or.id/artikel/klinik/asi/nilai-nutrisi-air-susu-ibu [Diakses: 27 Agustus 2016.]
Husnantiya, Muamaroh. 2014. Detik: Health: Ibu Dan Anak. Ibu Dan Anak. http://detik.com/health/read/2014/03/11/111117/2521943/764/ibu-bekerja-padahal-harus-beri-asi-eksklusif-ini-tipsnya [Diakses: 27 Agustus 2016.]
Intersil. ICL7107. http://www.intersil.com/en/products/data-converters/precision-a-d-converters/integrating-display-output-a-d-converters/ICL7107.html [Diakses: 19 Juli 2016.]
Isahi, Dosso Sang. 2015. Mengenal Macam Variabel Dalam Percobaan. http://www.biologimediacentre.com/mengenal-macam-variabel-dalam-percobaan/ [Diakses: 1 November 2016.]
Kosim, M. Sholeh. 2002. Buku Panduan Manajemen Masalah Bayi Baru Lahir Untuk Dokter, Perawat, Bidan Di Rumah Sakit Rujukan Dasar. Jakarta : Departemen Kesehatan RI.
Marnoto, Budining Wirasatari. 2013. Pemberian Susu Formula Pada Bayi Baru Lahir. http://www.idai.or.id/artikel/klinik/asi/pemberian-susu-formula-pada-bayi-baru-lahir [Diakses: 30 September 2016.]
(2)
Pamungkas, Yusuf Heru. 2015. Modifikasi Penghangat Air Susu Ibu Perah (ASIP) Berbasis ATMega8. Tugas Akhir Tidak Diterbitkan. Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta.
Partiwi, I Gusti Ayu Nyoman. 2011. Anak Sehat: 100 Solusi dr. Tiwi Panduan Lengkap Kesehatan Bayi 0-24 Bulan. Jakarta : Erlangga.
Prawira, Muhammad Yudi. 2014. 2014, Pengendali Suhu Pada Pasteurisasi Air Susu Ibu (ASI) Dengan Metode Flash Heating Berbasis Mikrokontroler ATMega2560.
Putri, dr. Suci Dwi. 2014. Bolehkah susu formula disimpan dalam kulkas? http://www.klikdokter.com/tanyadokter/anak/bolehkah-susu-formula-disimpan-dalam-kulkas [Diakses: 26 September 2016.]
Rizal, Achmad. 2014. Instrumentasi Biomedis. Yogyakarta : Graha Ilmu.
Royan. 2010. Mother's Milk Warmer. Tugas Akhir Tidak Diterbitkan. Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta.
Wikipedia. 2013. Layar Tujuh Segmen. http://id.wikipedia.org/wiki/Layar-tujuh-segmen [Diakses: 25 Mei 2015.]
—. 2015. Osilator. http://www.wikipedia.org/wiki/Osilator [Diakses: 1 November 2016.]
—. 2014. Pencacah Biner. http://www.wikipedia.org/wiki/Pencacah_biner [Diakses: 1 November 2016.]
(3)
107
—. 2016. Wikipedia: Massa Jenis. Massa Jenis.
http:/id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis [Diakses: 11 September 2016.]
Yohmi, Elisabeth. 2014. Penyimpanan ASI Perah.
http://www.idai.or.id/artikel/klinik/asi/penyimpanan-asi-perah [Dikutip: 3 September 2016.]
(4)
FOTO KEGIATAN PEMBUATAN TUGAS AKHIR
Jalur Rangkaian Kendali Heater Pada PCB
(5)
Percobaan Comparator Pada Project Board Percobaan ADC Pada Project Board
(6)
Fisik Modul Penghangat Susu