TA : Rancang Bangun Prototipe Pasteurisasi Susu.

TUGAS AKHIR

Nama : DBP Virya Kharismawan

NIM : 07.41020.0011

Program : S1 (Strata Satu) Jurusan : Sistem Komputer

SEKOLAH TINGGI

MANAJEMEN INFORMATIKA & TEKNIK KOMPUTER

SURABAYA

2013

STIKOM

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Sarjana Komputer

Oleh:

Nama : DBP Virya Kharismawan

Nim : 07.41020.0011

Program : S1 (Strata satu)

Program Studi : Sistem Komputer

SEKOLAH TINGGI

MANAJEMEN INFORMATIKA & SISTEM KOMPUTER

SURABAYA

2013

STIKOM

vii

Susu merupakan sumber kalsium yang sangat penting untuk pembentukan tulang, gigi dan kandungan zat gizi yang lengkap menjadikan susu sebagai makanan yang sangat ideal bagi tubuh. Masalah dasar dari susu adalah susu rentan dengan kerusakan. Pencegahan kerusakan pada susu, dilakukan dengan cara pemanasan (Pasteurisasi) pada temperatur tinggi maupun temperatur rendah dengan mempertahankan kestabilan temperatur pemanasannya.

Metode pemanasan (Pasteurisasi) menggunakan temperatur tinggi dengan waktu singkat (High Temperature Short Time / HTST) dan temperatur rendah dengan waktu lama (Low Temperature Long Time / LTLT). Sehingga untuk menjaga kestabilan pemanasan (Pasteurisasi) digunakan alat yang telah didesain khusus yang terintegrasi dengan microcontroller ATmega32 sebagai pengontrol otomatis prototipe pasteurisasi susu, dengan menggunakanpush button sebagai input pemilih mode pasteurisasi, element heater sebagai pemanas dan inputan sensor temperatur LM35 yang dirancang sebagai sistem monitoring temperatur yang ditampilkan pada display LCD.

Berdasarkan hasil pengujian sistem secara keseluruhan dapat diketahui bahwa mekanik dari sistem ini mampu bekerja dengan baik menjaga kestabilan temperatur sesuai waktu pemanasan (Pasteurisasasi) susu dengan rata – rata error 0.28 % untuk LTLT danerror0% untuk HTST.

Kata kunci : Susu, Pasteuirisasi, microcontroller ATmega32, Sensor Temperatur LM35.

STIKOM

x

Halaman

ABSTRAKSI ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ...x

DAFTAR TABEL ...xv

DAFTAR GAMBAR ... xvii

DAFTAR LAMPIRAN ... xxi

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ... xxii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah ...1

1.2. Rumusan Masalah ...2

1.3. Pembatasan Masalah ...3

1.4. Tujuan ...3

1.5. Kontribusi ...4

1.6. Sistematika Penulisan ...4

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Susu ...7

2.1.1. Manfaat Dan Nilai Gizi Susu ...7

2.1.2. Komposisi Susu Secara Kimiawi ...8

2.1.3. Mikrobiologi Susu...11

STIKOM

2.1.4. Ketahanan Mikroba Terhadap Pemanasan...12

2.2. Pasteurisasi ...13

2.3. MicrocontrollerATmega32 ...17

2.3.1. Konfigurasi Pin...18

2.3.2. Block Diagram...21

2.3.3. Arsitektur AVR CPU Core ...21

2.3.4. General Purpose Register ...23

2.3.5. Stack Pointer...23

2.3.6. Peta Memori ATMega32 ...24

2.3.7. ADC...25

2.4. CodeVision AVR...29

2.5. LM35 (Sensor Temperatur) ...32

2.6. LCD (Liquid Cell Display) 2 x 16...33

2.7. Motor DC...37

2.8. Element Water Heater (Elemen Pemanas Air) ...39

2.9. Relay...40

2.10. Sensor Level Air...42

2.11. Pompa Air Elektrik...43

2.12. Car Water Pump ...43

2.13. IC ULN2803 ...44

2.14. Regulator ...45

2.15. Kipas Pendingin (Case Fan) ...46 BAB III METODE PENELITIAN

STIKOM

3.1. Perancangan Perangkat Keras ...48

3.1.1. RangkaianMicrocontroller...50

3.1.2. Rangkaian Pendukung ...56

3.1.3. Rangkaian Input...58

3.14. Rangkaian Output...62

3.2. Perancangan Arsitektur Sistem...67

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ...69

3.3.1. Program Mikrokontroler...72

BAB IV PENGUJIAN SISTEM 4.1. PengujianRegulator...80

4.1.1. Tujuan ...80

4.1.2. Alat yang digunakan ...80

4.1.3. Prosedur Pengujian ...80

4.1.4. Hasil Pengujian ...81

4.2. Pengujian Minimum System ...81

4.2.1. Tujuan ...81

4.2.2. Alat yang digunakan ...81

4.2.3. Prosedur Pengujian ...82

4.2.4. Hasil Pengujian ...83

4.3. Pengujian LCD ...84

4.3.1. Tujuan ...84

4.3.2. Alat yang digunakan ...85

4.3.3. Prosedur Pengujian ...85

STIKOM

4.3.4. Hasil Pengujian ...85

4.4. Pengujian Sensor Level Air dan Level Susu ...86

4.4.1. Tujuan ...86

4.4.2. Alat yang Digunakan...86

4.4.3. Prosedur Pengujian ...87

4.4.4. Hasil Pengujian ...87

4.5. Pengujian Push Button ...91

4.5.1. Tujuan ...91

4.5.2. Alat yang Digunakan...92

4.5.3. Prosedur Pengujian ...92

4.5.4. Hasil Pengujian ...92

4.6. Pengujian Sensor Temperatur LM35...94

4.6.1. Tujuan ...94

4.6.2. Alat yang Digunakan...94

4.6.3. Prosedur Pengujian ...94

4.6.4. Hasil Pengujian ...95

4.6.5. Pengujian Alat Ukur...97

4.7. Pengujian Heater, Motor Pengaduk dan Kipas Sirkulasi ...100

4.7.1. Tujuan ...100

4.7.2. Alat yang Digunakan...100

4.7.3. Prosedur Pengujian ...101

4.7.4. Hasil Pengujian ...101

4.8. Pengujian Keseluruhan Sistem ...104

STIKOM

4.8.1. Tujuan ...104

4.8.2. Alat yang Digunakan...105

4.8.3. Prosedur Pengujian ...105

4.8.4. Hasil Pengujian Pasteurisasi Mode A ...106

4.8.5. Hasil Pengujian Pasteurisasi Mode B ...111

BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan...117

5.2. Saran ...119

DAFTAR PUSTAKA ...120

LAMPIRAN ...123

BIODATA PENULIS ...188

STIKOM

1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Dewasa ini, susu memiliki banyak fungsi dan manfaat. Untuk umur produktif, susu membantu pertumbuhan, sedangkan bagi yang lanjut usia, susu membantu menopang tulang agar tidak keropos. Susu merupakan sumber kalsium yang sangat penting untuk pembentukan tulang dan gigi. Selain itu susu juga mengandung protein, lemak yang kaya akan asam lemak omega-3 dan omega-6, karbohidrat, vitamin dan mineral.

Kandungan zat gizi yang lengkap menjadikan susu sebagai makanan yang sangat ideal. Mengingat peran susu yang sangat besar dalam tubuh, khususnya bagi anak-anak yang masih dalam tahap pertumbuhan, maka susu merupakan kebutuhan yang sangat potensial dalam tubuh. Nilai gizi susu yang tinggi juga menyebabkan susu sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan.

Susu murni yang dapat di komsumsi harus memiliki syarat susu yang baik, dimana saat masih berada di dalam kelenjar susu, susu dinyatakan steril. Namun, dalam waktu yang sangat singkat susu menjadi tidak layak dikonsumsi bila tidak ditangani secara benar, apabila sudah terkena udara, susu sudah tidak bisa dijamin kesterilannya dan selain itu juga susu banyak mengandung bakteri yang dapat membahayakan pengonsumsinya. “Adapun syarat susu yang baik meliputi banyak faktor, seperti warna, rasa, bau, berat jenis, kekentalan, titik didih, dan tingkat keasaman” (Saleh E. 2004). Salah satu cara yang dapat ditempuh untuk mencegah

STIKOM

kerusakan pada susu adalah dengan cara pemanasan (Pasteurisasi) baik dengan temperatur tinggi maupun temperatur rendah yang dapat diterapkan. Dengan pemanasan ini diharapkan akan dapat membunuh bakteri patogen yang membahayakan kesehatan manusia dan meminimalisasi perkembangan bakteri lain, baik selama pemanasan maupun pada saat penyimpanan.

Dalam melakukan pencegahan kerusakan pada susu, dilakukan pengembangan penelitian untuk merancang sebuah alat Pasteurisasi, agar proses Pasteurisasi susu sederhana dapat dilakukan secara otomatis yang terintegrasi dengan microcontroller, dimana segala pemrosesan dilakukan oleh

microcontroller sehingga dapat mengatur proses Pasteurisasi dengan mudah dan

menjaga kestabilan temperature dari proses pasteurisasi tersebut.

1.2. Perumusan Masalah

Dari permasalahan yang diuraikan diatas, dapat dirumuskan permasalahan yang dihadapi yaitu sebagai berikut :

1. Bagaimana merancang atau mendesain prototipe pasteurisasi susu.

2. Bagaimana mengatur agar temperatur susu saat di pasteurisasi mencapai titik pasteurisasi yang sesuai prosedur pasteurisasi dan stabil dalam jangka waktu yang digunakan dalam proses tersebut.

3. Bagaimana merancang pemanas untuk proses pasteurisasi agar dapat stabil sehingga temperatur yang di inginkan tidak melebihi batas maksimal dan batas minimal.

STIKOM

1.3. Pembatasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan alat ini terdapat beberapa pembatasan masalah diantaranya yaitu :

1. Menggunakan LM35 (salah satu sensor temporatur) sebagai pemantau temperatur pada susu dalam proses pasteurisasi.

2. Menggunakan Sensor Level Air sebagai pemantau antara batas bawah air maupun susu dan batas bawah air maupun susu.

3. Menggunakan Relay sebagai saklar untuk mengontrol output seperti pompa, heater, motor pengaduk, dan kipas sirkulasi.

4. Menggunakan heater (pemanas) untuk memanaskan susu dengan sistem pengukusan.

5. Menggunakan Mikrokontroler ATMega32 sebagai pengatur segala pemrosesan dalam proses pasteurisasi.

6. Menggunakan pompa sederhana untuk proses pengisian dan pembuangan air maupun susu.

1.4. Tujuan

Adapun tujuan dari perancangan dan pembuatan prototipe pasteurisasi susu yang di buat penulis ini adalah agar proses pasteurisasi susu sederhana dapat di berjalan secara otomatis yang terintegrasi mikrokontroler, dimana segala pemrosesan dilakukan semua oleh mikrokontroler dengan merancang suatu sistem yang dapat melakukan proses pasteurisasi dengan temperature yang stabil selama proses pasteurisasi berlangsung.

STIKOM

1.5. Kontribusi

Kontribusi dari penelitian ini yaitu prototipe pasteurisasi susu yang menggunakan 2 metode model pasteurisasi yaitu model Low Temperature Long

TimedanHigh Temperature Short Timedimana model ini dapat digunakan dalam

pengaturan waktu dalam proses pasteurisasi susu, sehingga pada saat temperatur yang dibaca oleh sensor temperatur LM35, maka alat akan memproses sesuai proses pasteurisasi susu, dan apabila sudah mencapai titik temperatur tertentu dalam rentan waktu yang di tentukan oleh standart pasteurisasi, maka alat akan berhenti dan proses pasteurisasi susu telah selesai. Dengan menggunakan tombol mode, akan memudahkan untuk memilih metode model mana yang akan dipilih dalam pasteurisasi yaitu Low Temperature Long Time atau model High

Temperature Short Time sesuai keinginan user.

Selain itu, untuk mempercepat proses pemanasannya terdapat motor untuk mengaduk susu tersebut. Dalam proses pemanasannya, susu tidaklah langsung bersentuhan denganheater (pemanas), melainkan menggunakan media air dalam proses pemanasannya, yang bisa di ibaratkan seperti proses pengukusan makanan. Dimana dalam panci pemanas terdapat 2 bagian tabung, tabung luar adalah untuk memanaskan air dan tabung bagian dalam untuk proses pemanasan susu.

1.6. Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini secara sistematis diatur dan disusun dalam lima bab yang didalamnya terdapat beberapa sub bab. Secara ringkas uraian materi dari bab pertama hingga bab terakhir adalah sebagai berikut:

STIKOM

BAB I : Pendahuluan

Pada bab pendahuluan ini dibahas mengenai latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan, kontribusi serta sistematika dari penulisan tugas akhir.

BAB II : Landasan Teori

Pada bab landasan teori ini dijelaskan tentang sensor temperatur LM35, sensor Level Air, Motor DC, mikrokontroler ATMega32, LCD (Liquid Crystal Display), IC ULN2803 sebagai driver Relay, Relay, heater

(pemanas), Regulator, Push Button, kipas 12V DC dan pemodelan Pasteurisasi.

BAB III : Metode Penelitian

Pada bab ini dibahas mengenai perencanaan dan pembuatan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). hardware

BAB IV : Pengujian Sistem

Pada bab ini dibahas tentang pengujian sistem baik hardware maupun software. Pengujian hardware meliputi rangkaian minimum system

ATMega32, Sensor Temperatur LM35, Sensor Level Air, Motor DC, LCD (Liquid Crystal Display), Regulator, Push Button, Kipas 12V DC dan Proses Pasteurisasi.

STIKOM

BAB V : Kesimpulan dan Saran

Pada bab kesimpulan dan saran ini merupakan kesimpulan dari hasil pengujian sistem secara keseluruhan dan saran-saran yang diharapkan dalam pengembangan lebih lanjut dari tugas akhir ini.

STIKOM

7

LANDASAN TEORI

Teori-teori yang digunakan dalam perancangan perangkat keras dan perangkat lunak adalah studi kepustakaan berupa data-data literatur dari masing-masing komponen, informasi dari internet dan konsep-konsep teori dari buku-buku penunjang, antara lain:

2.1. Susu

2.1.1. Manfaat Dan Nilai Gizi Susu

Manusia membutuhkan makanan yang bergizi untuk kesehatan dan menopang aktivitas yang mereka lakukan sehari-hari. Kebutuhan gizi tersebut tidak hanya diperoleh dari bahan-bahan nabati saja tetapi juga dari hewani antara lain daging, telur dan yang tidak kalah penting adalan susu. Saat ini, susu tidak hanya dikonsumsi oleh anak-anak untuk membantu pertumbuhan mereka tetapi juga untuk orang dewasa. Susu dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan protein hewani dan juga kalsium. Selain itu susu juga mempunyai banyak manfaat untuk kesehatan tubuh manusia yang tidak terdapat pada bahan makanan lain. Susu merupakan cairan bergizi yang dihasilkan oleh kelenjar susu dari mamalia betina namun pembahasannya dalam buku yang penulis buat ini adalah susu sapi perah.

Standar Nasional Indonesia (SNI) tahun 1997, tentang susu segar menyebutkan bahwa susu murni adalah cairan yang berasal dari putting sapi yang sehat dan bersih diperoleh dengan cara yang benar yang kandungan alamiahnya

STIKOM

tidak dikurangi atau ditambah sesuatu apapun dan belum mendapat perlakuan apapun. Sedangkan susu segar adalah susu murni yang telah disebutkan dan tidak mendapat perlakuan apapun kecuali proses pendinginan tanpa mempengaruhi kemurnian dari susu itu.

Gambar 2.1 Segelas Susu Sapi Segar

2.1.2. Komposisi Susu Secara Kimiawi

Menurut Hadiwiyoto (1994), Komposisi susu lebih lengkap dari pada bahan pangan lainnya, artinya komponen – komponen yang dibutuhkan oleh tubuh manusia semuanya terdapat dalam susu. Komponen – komponen yang utama yang terkandung dalam susu segar adalah protein, lemak, hidrat arang, mineral, vitamin, dan air. Komponen – komponen lainnya yang terkandung dalam susu yang bersifat trace (dalam jumlah sedikit) tetapi penting antara lain adalah lisitin, pospolipida, kolesterol, dan asam – asam organik. komposisi air susu secara umum yaitu :

STIKOM

Tabel 2.1 Komposisi kimiawi rata – rata susu sapi dan variasinya.

Komponen Rata - Rata % Variasi %

Protein 3,6 2,9 - 5

Lemak 3,7 2,5 - 6

Gula 4,8 3,6 - 5,5

Mineral 0,7 0,6 - 0,9

Air 87,2 85,5 - 89,5

A. Protein

Protein susu terdiri atas kasein, laktaalbumin (protein albumin) dan laktaglobulin (jenis protein susu yang larut dalam alkohol). Protein susu yang jumlahnya terbanyak adalah kasein. Kasein merupakan jenis protein terpenting dalam susu dan terdapat dalam bentuk kalsium kasenat. Protein hanya dapat memberikan 4,1 kalori setiap gram-nya (Hadiwiyoto, 1994).

B. Lemak susu

Lemak merupakan komponen susu yang penting. Lemak dapat memberikan energi lebih besar daripada protein maupun karbohidrat karena lemak mempunyai nilai gizi yang tinggi. Jenis dan mutu makanan merupakan faktor-faktor utama yang mempengaruhi komposisi lemak susu, dimana dalam satu gram lemak dapat memberikan kurang lebih 9 kalori (Hadiwiyoto, 1994).

C. Hidrat Arang

Hidrat arang dalam susu selain berupa laktosa, glukosa dan galaktosa. Laktosa ini yang memberi rasa manis pada susu, meskipun tidak semanis gula pasir. Gula susu mempunyai kemanisan

6 1

kemanisan gula tebu (Fardiaz, 1992).

STIKOM

D. Garam-garam mineral

Susu mengandung berbagai macam mineral, seperti garam kalsium, kalium, klorin dan fosfat. Klorin merupakan kandungan mineral yang terbanyak dalam susu. Selain itu juga terkandung garam nutrium, iodin, sulfur, seng, fluorin, mangan, zat besi dan tembaga (Hadiwiyoto, 1994).

E. Vitamin

Susu mengandung berbagai macam vitamin-vitamin baik yang larut dalam lemak maupun yang larut dalam air. Vitamin yang larut dalam lemak adalah vitamin A, D, E serta sedikit vitamin K. Sedangkan vitamin yang larut dalam air adalah tiamin, ribiflovin, niasin, asam pantotenat, piridoksin, biotin, kolin, inositol, asam volat, vitamin B12, dimana kesemuanya tergolong sebagai

komponen vitamin B komplek. Disamping itu susu juga mengandung vitamin C, dimana besaran kandungan vitamin dalam susu dapat dilihat pada tabel 2.2 (Hadiwiyoto, 1994).

Tabel 2.2. Kandungan berbagai vitamin dalam susu sapi.

Vitamin Kandungan mg/1 susu

Vitamin A 1000 - 1000

Vitamin D 15

Vitamin E 0,6

Tiamin 0,41

Riboflavin 1,72

Pridoksin 0,67

Asam Pantotenat 3,30

p-Amino Benzoat 0,15

Niasin 0,82

Kolin 185

Biotin 28

STIKOM

Inositol 0,18

Asam Folat 50

Vitamin C 15-22

F. Air

Komponen terbanyak susu adalah air, jumlahnya mencapai 84 - 89%. Air merupakan tempat tercampurnya komponen – komponen susu yang lainnya. Komponen – komponen yang tercampur secara molekuler (larut) adalah laktosa, garam mineral dan beberapa vitamin lainnya. Sedangkan protein – protein kasein, lakto globulin dan albumin tercampur secara koloidal. Sedangkan lemak merupakan emulsi (Hadiwiyoto, 1994).

G. Enzim

Enzim merupakan katalisator biologik yang dapat mempercepat reaksi kimiawi. Dalam susu terdapat 20 jenis enzim yang secara alami merupakan komponen susu, diantaranya adalah lipase, protease, katalase, peroksidase, reduktase, fosfatase, diastase, dan laktase (Hadiwiyoto, 1994).

2.1.3. Mikrobiologi Susu

A. Bakteri

Bakteri adalah mikroorganisme yang sangat penting karena pengaruhnya yang membahayakan maupun yang menguntungkan. Bakteri tersebar luas di lingkungan (di udara, air, dan tanah, dalam usus binatang, pada lapisan yang lembab, pada mulut, hidung atau tenggorokan, pada permukaan tubuh atau

STIKOM

tumbuhan). Beberapa bakteri bersifat ’’motil’’ artinya dapat melakukan pergerakan. Bakteri ini memiliki struktur yang menyerupai benang panjang yang disebut flagella yang tumbuh dalam membran sel (Gaman dan Sherrington, 1994).

Berikut adalah jasad renik yang dianggap sebagai mikroba sahabat manusia karena dapat dimanfaatkan sebagai bahan dari pembuatan yoghurt, keju, susu fermentasi dan yang lainnya. Selain itu bakteri tersebut juga dapat membahayakan apabila system kekebalan tubuh manusia menurun akan dapat membahayakan bagi manusia sperti diare, keracunan, radang tenggorokan, demam rematik, alergi dan sebagainya. Jasad renik tersebut diantaranya (Wahyudi dan Samsundari, 2008) :

a). Spesies Lactobacillus : achidophilus, amylovorus, brevis, casei,

caucasicus, crispatus, reuteridan lainnya.

b). Spesies bifidobacterium : adolescentis, bifisum, infantis, lactis,

licheniformis, longundan lainnya.

c). Bakteri asam laktat : enterococcus faecium, lactococcus lactis,

pediococcus, acidilactici dan lainnya.

d). Bakteri non asam laktat : escherichia coli, strain nissle, saccharomyces

cerevisiaedan lainnya.

2.1.4. Ketahanan Mikroba Terhadap Pemanasan.

Ketahanan panas mikroorganisme bergantung pada sifat genetis (galur dan spesies) dan faktor-faktor lingkungan seperti medium (substrat) yang

STIKOM

digunakan (Santoso, et.al., 1982). Pada umumnya temperatur ketahanan panas mikroba juga dipengaruhi oleh temperatur optimum pertumbuhannya (Fardiaz, 1992).

2.2. Pasteurisasi

Pasteurisasi adalah proses memanaskan makanan, biasanya cairan, untuk temperatur tertentu untuk jangka waktu tertentu dan kemudian dilakukan proses pendinginan. Proses ini memperlambat pembusukan karena pertumbuhan mikroba dalam makanan. Tidak seperti sterilisasi, pasteurisasi tidak dimaksudkan untuk membunuh seluruh mikroorganisme di makanan. Sebaliknya, bertujuan untuk mengurangi jumlah patogen yang layak sehingga mereka tidak menyebabkan penyakit dengan asumsi produk yang dipasteurisasi disimpan sebagai ditunjukkan dan dikonsumsi sebelum tanggal jatuh tempo. Skala komersial sterilisasi makanan tidak umum karena merugikan mempengaruhi rasa dan kualitas produk. Makanan tertentu, seperti produk susu, harus di pasteurisasi agar mikroba pantogen dapat berkurang dan susu dapat bertahan lebih lama. (Wikipedia, 2011).

Pasteurisasi adalah proses termal yang membunuh sebagian tetapi tidak semua mikroorganisme vegetatif dalam makanan dan akibatnya digunakan untuk makanan yang selanjutnya diproses atau disimpan dalam kondisi yang meminimalkan pertumbuhan. Dalam kasus susu, pasteurisasi digunakan untuk membunuh mikroorganisme pantogen (Eubanks.D, 2003:27).

Prinsip pasteurisasi adalah pemanasan produk dalam waktu yang singkat sampai mencapai kombinasi temperatur dan waktu tertentu yang cukup untuk

STIKOM

membunuh semua mikroorganisme patogen, tetapi hanya menyebabkan kerusakan sekecil mungkin terhadap produk akibat panas (Woodroof, 1979). Pasteurisasi biasanya dilakukan pada produk yang mudah rusak apabila dipanaskan atau tidak dapat disterilisasi secara komersil termasuk susu (Desrosier, 1983).

Pasteurisasi membunuh semua mikroorganisme psikrofilik, mesofilik, dan sebagian yang bersifat termofilik. Biasanya pasteurisasi dipadukan dengan teknik penyimpanan pada temperatur rendah yang bertujuan untuk mencegah

pertumbuhan mikroorganisme termofilik yang temperatur pertumbuhan

minimumnya cukup tinggi. Produk hasil pasteurisasi bila disimpan pada temperatur kamar hanya bertahan 1 sampai 2 hari sedang jika disimpan pada temperatur rendah dapat tahan 1 minggu. Pasteurisasi memiliki tujuan:

1. Untuk membunuh bakteri patogen, yaitu bakteri yang berbahaya karena dapat menimbulkan penyakit pada manusia. Bakteri pada susu yang

bersifat patogen misalnya Mycobacterium tuberculosis dan Coxiella

bunettidan mengurangi populasi bakteri.

2. Untuk memperpanjang daya simpan bahan atau produk

3. Dapat menimbulkan citarasa yang lebih baik pada produk

4. Pada susu proses ini dapat menon-aktifkan enzim fosfatase dan katalase yaitu enzim yang membuat susu cepat rusak.

Metode pasteurisasi yang umum digunakan adalah:

1. Pasteurisasi dengan temperatur tinggi dan waktu singkat (High

Temperature Short Time / HTST), yaitu proses pemanasan susu selama 15

– 16 detik pada temperatur 710– 750C.

STIKOM

2. Pasteurisasi dengan temperatur rendah dan waktu lama (Low

Temperature Long Time / LTLT) yakni proses pemanasan susu pada

temperatur 600- 630C selama 30 menit.

3. Pasteurisasi dengan temperatur sangat tinggi (Ultra High Temperature / UHT) yaitu memanaskan susu pada temperatur 1310C selama 0,5 detik. Pemanasan dilakukan dengan tekanan tinggi untuk menghasilkan perputaran dan mencegah terjadinya pembakaran produk pada alat pemanas (Nurhidayat, 2007).

Pada industri rumah tangga dan komprasi – koprasi biasanya yang paling banyak digunakan adalah pemanasan susu segar pada temperatur 610- 630C selama 30 menit atau yang sering disebut pasteurisasi dengan temperatur rendah dan waktu yang relatif lama (Low Temperature Long Time / LTLT) dan pemanasan susu segar dangan temperatur 710 – 750C selama 15 – 16 detik yang sering disebut dengan pasteurisasi temperatur tinggi dan waktu singkat (High Temperature Short

Time / HTST). Tinggi temperatur pemanasan dan waktu yang diperlukan untuk

pasteurisasi erat kaitannya dengan penurunan jumlah bakteri yang ada dalam susu. Gambar 2.2. menunjukkan hubungan antara temperatur atau suhu pemanasan dan waktu pemanasan susu untuk membunuh bakteri yang berbentuk koli yang banyak digunakan dalam standar pasteurisasi (Hadiwiyoto, 2009).

STIKOM

Gambar 2.2. Kurva Standar hubungan temperatur dan waktu pemanasan untuk membunuh bakteri koli dalam susu. (Hadiwiyoto, 2009:168).

Makin banyak jumlah bakteri dalam susu, untuk memperoleh jumlah bakteri sesuai dengan standar pasteurisasi maka waktunya akan makin menjadi lama jika menggunakan pasteurisasi mode pasteurisasi dengan temperatur rendah dan waktu yang relatif lama. Atau jika menggunakan pasteurisasi temperatur tinggi dan waktu singkat. Berikut adalah gambar 2.3. penurunan jumlah bakteri setelah proses pemanasan.

Gambar 2.3. Kurva Penurunan Jumlah Bakteri setelah proses pemanasan (Hadiwiyoto, 2009:169).

STIKOM

2.3. MicrocontrollerATmega32

Microcontroller AVR (Alf and Vegard's Risc processor) standar memiliki

arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit, dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga ATSOSxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasamya, yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Untuk microcontroller AVR yang berukuran lebih kecil, Anda dapat mencoba ATmega8 atau ATtiny2313 dengan ukuran Flash Memory 2KB dengan dua input analog (Adrianto, 2008:17). Di dalam

microcontrollerATmega32 sudah terdiri dari:

a). Saluran I/O ada 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. b). ADC (Analog to Digital Converter)10 bit sebanyak 8 channel.

c). Tiga buahTimer/Counterdengan kemampuan pembandingan.

d). CPU yang terdiri dari 32 buahregister.

e). 131 instruksi andal yang umumnya hanya membutuhkan 1 siklusclock.

f). Watchdog timerdengan osilator internal.

g). Dua buahtimer/counter8 bit, satubuah timer/counter16 bit.

h). Tegangan operasi 2.7 V – 5.5 V pada ATmega32L.

i). Internal SRAM sebesar 1 KB.

j). MemoriFlashsebesar 32 KB dengan kemampuanRead While Write.

k). Unit interupsiinternaldaneksternal.

l). Port antarmuka SPI.

STIKOM

m). EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

n). Antarmuka komparator analog.

o). Empat channel PWM.

p). 32 x 8general purpose register.

q). Hampir mencapai 16 MIPS pada Kristal 16 MHz.

r). Port USARTprogrammableuntuk komunikasi serial.

2.3.1. Konfigurasi PIN

Gambar 2.2 merupakan susunan kaki standar 40 pin DIP microcontroller

AVR ATmega32:

Gambar 2.4. Pin-pin ATmega32

Berikut penjelasan umum susunan kaki ATmega32 :

a). VCC merupakan pin masukan positif catu daya. Setiap peralatan

elektronika digital tentunya butuh sumber catu daya yang umumnya sebesar 5V, itulah sebabnya di PCB kit microcontroller selalu ada IC regulator 7805.

STIKOM

b). GND sebagai pinGround.

c). Port.A (PAO-PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram

sebagai pin masukan ADC.

d). Port B (PBO-PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaituTirner/Counter, Komparator analog, dan SPI.

e). Port C (PCO-PC7) merupakan pin I/0 dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, danTimer Osilator.

f). Port D (PDO-PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu komparatoranalog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.

g). Resetmerupakan pin yang digunakan untuk me-reset microcontroller

h). XTAL 1 dan XTAL 2 sebagai pin masukan clock ekstemal. Suatu

microcontroller membutuhkan sumber detak (clock) agar dapat

mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi nilai kristalnya, maka semakin cepatmicrocontrollertersebut.

i). AVCC sebagai pin masukan tegangan untuk ADC.

j). AREF sebagai pin masukan tegangan referensi.

Selain fitur diatas, masing – masing pin pada mikrokontroler diatas memiliki beberapa pin dengan fitur dengan fungsi khusus diataranya :

STIKOM

Tabel 2.3 Fitur Khusus Port B

Pin Fungsi Khusus

B0 T0 T1 (Timer/Counter0 External Counter Input) dan XCK (USART External Clock Input/Output)

B1 T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)

B2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input) dan INT2 (External Interrupt 2 Input)

B3 OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output) dan AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

B4 SS (SPI Slave Select Input)

B5 MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) B6 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) B7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

Tabel 2.4 Fitur Khusus Port C

Pin Fungsi Khusus

C0 SCL (Two-wire Serial Bus Cock Line)

C1 SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line) C2 TCK (JTAG Test Clock)

C3 TMS (JTAG Test Mode Select) C4 TDO (JTAG Test Data out) C5 TDI (JTAG Test Data In) C6 TOSC1 (Timer Oscillator Pin1) C7 TOSC2 (Timer Oscillator Pin2)

Tabel 2.5 Fitur Khusus Port D

Pin Fungsi Khusus

D0 RXD (USART Input Pin)

D1 TXD (USART Output Pin)

D2 INT0 (External Interrupt 0 Input) D3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

D4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) D5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output) D6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

D7 OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output)

STIKOM

2.3.2. Block Diagram

Gambar 2.5 Block Diagram ATMega32.

2.3.3. Arsitektur AVR CPU Core

Gambar 2.6 Arsitektur AVR CPU Core.

STIKOM

Fungsi utama dari Core CPU adalah untuk memastikan pelaksanaan program yang benar. Oleh karena itu CPU harus dapat mengakses memory, melakukan perhitungan, peripheral kontrol, dan menangani interupsi. AVR menggunakan arsitektur Harvard dengan memisahkan antara memori dan bus untuk program dan data untuk memaksimalkan kemampuan dan kecepatan. Instruksi dalam memori program dieksekusi dengan pipelining single level. Dimana ketika satu instruksi dieksekusi, instruksi berikutnya diambil dari memori program. Konsep ini mengakibatkan instruksi dieksekusi setiap clock cycle. CPU terdiri dari 32x8 bit general purpose register yang dapat diakses dengan cepat dalam satu clock cycle, yang mengakibatkan operasi Arithmetic Logic Unit (ALU) dapat dilakukan dalam satu cycle. Pada operasi ALU dua operand berasal dari register, kemudian operasi dieksekusi dan hasilnya disimpan kembali pada register dalam satu clock cycle. Operasi aritmatik dan logic pada ALU akan mengubah bit – bit yang terdapat pada Status Register (SREG). Proses pengambilan instruksi dan pengeksekusian instruksi berjalan secara parallel.

Gambar 2.7 Mengambil dan Eksekusi Instruksi secara Paralel.

STIKOM

2.3.4. General Purpose Register

General purpose register yang terdapat dalam CPU, masing – masing register ditentukan juga dalam alamat memori data, dipetakan kedalam 32 lokasi pertama data user. Secara fisik tidaklah diimplementasikan sebagai lokasi SRAM, tetapi pengaturan ini memberikan fleksibilitas dalam mengakses register, seperti register pointer X, Y dan Z dapat diset menuju index dari register file manapun. Sebagian besar instruksi beroperasi pada File Register dan memiliki akses langsung ke semua register dengan menggunakan instruksisingle cycle.

Gambar 2.8 General Purpose Register.

2.3.5. Stack Pointer

Stack berfungsi untuk menyimpan data sementara, untuk menyimpan

variabel lokal dan untuk menyimpan return address setelah interrupt dan

pemanggilan subrutin. Stack Pointer selalu menunjuk ke puncak stack. Stack

diimplementasikan mulai dari lokasi memori tertinggi ke lokasi memori

STIKOM

terendah, sehingga perintah PUSH akan mengurangistack pointer.

Gambar 2.9 Stack Pointer.

2.3.6. Peta Memori ATMega32

Gambar 2.10 : Peta Memori Program ATMega32.

Arsitektur AVR mempunyai dua memori utama, yaitu memori data dan memori program. Selain itu ATMega32 memiliki memori EEPROM untuk

menyimpan data. ATMega32 memiliki 32 Kbyte On-chip In-system

Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Karena semua

instruksi AVR memiliki format 16 atau 32 bit, Flashdiatur dalam 8 Kbyte x 16

bit. Untuk keamanan program, memori program, flash dibagi kedalam dua

bagian yaitu bagian program boot dan aplikasi. Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat start up time yang dapat memasukan seluruh program aplikasi kedalam memori prosesor.

STIKOM

Memori data AVR ATMega32 terbagi menjadi 3 bagian yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O dan 2 Kbyte SRAM internal. General purpose register menempati alamat data terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sedangkan memori I/O menempati 64 alamat berikutnya mulai dari $20 hingga $5F.

Memori I/O merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi

terhadap berbagai peripheral mikrokontroler seperti control register,

Timer/Counter fungsi – fungsi I/O dan sebagainya.

ATMega32 terdiri dari 1024 byte memori data EEPROM 8 bit, data dapat tulis/baca dari memori ini. Ketika catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain memori EEPROM bersifatnon-volatile

Gambar 2.11 Peta Memori Data ATMega32.

2.3.7. ADC

ADC (Analog Digital Converter) memiliki fungsi merubah besaran analog (biasanya tegangan) ke bilangan digital.

STIKOM

Gambar 2.12 Block Skematik ADC. ADC memiliki beberapa fitur:

a). Resolusi mencapai 10 bit

b). 0.5 LSBIntegral Non-linearity

c). Akurasi mencapai + 2 LSB

d). Waktu konversi 13-260s

e). 8 saluran ADC yang dapat digunakan dalam bergantian

f). Optional Left Adjustmentuntuk pembacaan hasil ADC

g). 0 – VCCrange inputADC

h). 2.56 V tegangan refrensi internal ADC

i). Mode konversi kontinyu (free running) atau mode tunggal (single

conversion)

j). InterupsiADCcomplete

k). Sleep Mode Noice cenceler.

ADC biasanya terdapat dalam dua bentuk yaitu single chip atau integrated chip seperti yang ada didalam mikrokontroler AVR Atmega32. Untuk mereduksi

STIKOM

biaya pembuatan suatu sistem instrumentasi, biasanya orang menggunakan ADC yang telah terintegrasi didalam kendali utama seperti pada chip AVR tersebut. Mikrokontroler AVR Atmega32 merupakan tipe AVR yang dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit4. Dalam mode operasinya, ADC ATMEGA32 dapat dikonfigurasi, baik sebagai single ended input maupun pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan dari ADC itu sendiri. Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan referensi, format output data, dan mode pembacaan. Register yang perlu diset nilainya adalah ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register), ADCSRA (ADC Control and Status Register A), dan SFIOR (special Function IO Register). ADMUX merupakan register 8 bit yang berfungsi menentukan tegangan referensi ADC, format data output, dan saluran ADC yang digunakan.

Konfigurasi register ADMUX. Bit penyusunnya sebagai berikut:

1. REF[1..0] merupakan bit pengatur tegangan referensi ADC ATMega32.

Memeiliki Nilai Awal 00 sehingga referensi tegangan berasal dari pin AREF.

2. ADLAR merupakan bit pemilih mode data keluaran ADC. Bernilai awal /

default = 0, sehingga 2 bit tertinggi data hasil konversinya berada di register ADCH dan 8 bit sisanya berada di register ADCL.

3. MUX[4..0] merupakan bit pemilih saluran pembacaan ADC. Bernilai

awal 00000. Untuk mode single ended input, MUX[4..0] bernilai dari 00000 hingga 00111.

STIKOM

ADCSRA merupakan register 8 bit yang berfungsi melakukan manajemen sinyal kontrol dan status dari ADC. Bit penyusunnya sebagai berikut:

1. ADEN merupakan bit pengatur aktivasi ADC. Bernilai awal 0. Jika

bernilai 1, maka ADC aktif.

2. ADSC merupakan bit penanda mulainya konversi ADC. Bernilai awal 0

selama konversi ADC akan bernilai 1, sedangkan jika konversi selesai, akan bernilai 0.

3. ADATE merupakan bit pengatur aktivasi picu otomatis operasi ADC.

Bernilai awal 0, jika bernilai1 maka konversi ADC akan dimulai pada saat transisi positif dari sinyal picu yang diplih. Pemiliha sinyal picu menggunakan bit ADTS pada register SFIOR.

4. ADIF merupakan bit penanda akhir suatu konversi ADC. Bernilai awal

0. Jika bernilai 1, maka konversi ADC pada saluran telah selesai dan data siap diakses.

5. ADIE merupakan bit pengatur aktivasi interupsi yang berhubungan

dengan akhir konversi ADC. Bernilai awal 0. Jika berniali 1 dan jika konversi ADC telah selesai, sebuah interupsi akan dieksekusi.

6. ADPS[2..0] merupakan bit pengatur clock ADC. Bernilai awal 000.

SFIOR merupakan register 8 bit pengatur sumber picu konversi ADC, apakah dari picu eksternal atau dari picu internal. ADTS[2..0] yang tidak lain adalah bagian dari SFIOR merupakan bit pengatur picu eksternal operasi ADC. Hanya berfungsi jika bit ADATE pada register ADCSRA bernilai 1. Bernilai awal 000 sehingga ADC bekerja pada mode free running dan tidak ada interupsi yang akan dihasilkan. Untuk Operasi ADC, bit ACME, PUD, PSR2, dan PSR10

STIKOM

tidak diaktifkan. Dalam proses pembacaan hasil konversi ADC, dilakukan pengecekan terhadap bit ADIF (ADC Interupt Flag) pada register ADCSRA. ADIF akan benilai satu jika konversi sebuah saluran ADC telah selesai dilakukan dan data hasil konversi siap untuk diambil, dan demikian sebaliknya. Data disimpan dalam dua buah register, yaitu ADCH dan ADCL. Besar nilai dari hasil konversi data ADC tersebut dinyatakan dengan persamaan :

Vref Vin ADC

n

) 1 2 (

* _



Vin adalah tegangan masukan yang dipilih, n merupakan jumlah bit yang digunakan, dan Vref adalah tegangan referensi yang bisa berasal dari pin AVCC, AREF atau tegangan internal ada mikrokontroler AVR.

2.4. CodeVision AVR

CodeVisionAVR© merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated

Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang di

desain untuk microcontroller buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR© dapat

dijalankan pada sistem operasi Windows® 95, 98, Me, NT4, 2000, XP dan vista.

Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa

ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan

kebutuhan pada sistemembedded.

File object COFF hasil kompilasi dapat digunakan untuk keperluan

debugging pada tingkatan C, dengan pengamatan variabel, menggunakan

debugger Atmel AVR Studio. IDE mempunyai fasilitas internal berupa software

AVR Chip In-System Programmer yang memungkinkan Anda untuk melakukan

STIKOM

transfer program kedalam chip microcontroller setelah sukses melakukan

kompilasi secara otomatis. Software In-System Programmer didesain untuk

bekerja dengan Atmel STK500/AVRISP/AVRProg, Kanda Systems

STK200+/300, Dontronics DT006, Vogel Elektronik VTEC-ISP, Futurlec

JRAVR dan MicroTronics ATCPU/Mega2000programmers/development boards.

Untuk keperluan debugging sistem embedded, yang menggunakan

komunikasi serial, IDE mempunyai fasilitas internal berupa sebuah terminal.

Selain library standar C, CodeVisionAVR® juga mempunyai library tertentu

untuk :

a). Modul LCDalphanumeric.

b). Bus I2C dari Philips.

c). Sensor Suhu LM75 dariNational Semiconductor.

d). Real-Time Clock: PCF8563, PCF8583 dari Philips, DS1302 dan DS1307

dariMaxim/Dallas Semiconductor.

e). Protokol 1-WiredariMaxim/Dallas Semiconductor.

f). Sensor Suhu DS1820, DS18S20, dan DS18B20 dari Maxim/Dallas

Semiconductor.

g). Termometer/TermostatDS1621 dariMaxim/Dallas Semiconductor.

h). EEPROM DS2430 dan DS2433 dariMaxim/Dallas Semiconductor.

i). SPI.

j). Power Management.

k). Delay.

l). Konversi ke Kode Gray.

STIKOM

CodeVisionAVR® juga mempunyai Automatic Program Generator bernama CodeWizardAVR, yang mengijinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit, semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi-fungsi berikut :

1. Set-up akses memori eksternal.

2. Identifikasi sumberresetuntukchip. 3. Inisialisasiport input/output.

4. Inisialisasi interupsi eksternal.

5. InisialisasiTimer/Counter.

6. InisialisasiWatchdog-Timer.

7. Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang

digerakkan oleh interupsi.

8. Inisialisasi PembandingAnalog.

9. Inisialisasi ADC.

10. Inisialisasi Antarmuka SPI.

11. Inisialisasi AntarmukaTwo-Wire.

12. Inisialisasi Antarmuka CAN.

13. Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat

DS1621 dan Real-Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan

DS1307.

14. InisialisasiBus 1-Wiredan Sensor Suhu DS1820, DS18S20.

15. Inisialisasi modul LCD.

TampilanCodeVisionAVRdapat dilihat pada (Gambar 2.13.) berikut:

STIKOM

Gambar 2.13. TampilanCodeVisionAVR

2.5. LM35 (Sensor Temperatur)

LM35 merupakan sensor temperatur yang memiliki impedansi keluaran rendah, keluaran linear dan ketepatan kalibrasi, sehingga sensor ini membuat

mudah dalam pembacaan Output dan pengontrolannya. Dengan sensitivitas

10mV/0C,Output dari sensor mengalami perubahan 10mV untuk setiap kenaikan

temperatur 10C. jangkauan operasi sensor temperatur ini berkisar antara -550C sampai dengan 1500C. mempunyai ketelitian +1/40C pada temperatur ruangan dan

+ 3/40C pada temperatur -550C - 1500C. Dengan arus yang rendah yaitu 60A,

mempunyai pemanasan sendiri yang sangat rendah, yaitu kurang dari 0,10C. Sensor temperature ini dapat digunakan dengan catu daya tunggal atau dengan catu daua simetris plus (+) dan minus (-). Konfigurasi pin – pin sensor temperature LM35 dapat dilihat pada gambar 2.14.

STIKOM

Gambar 2.14. konfigurasi Pin LM35 dan IC LM35 (Sumber :

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet.pdf/view/8866/NSC/LM35.html).

Spesifikasi dari sensor LM35 ini adalah sebagai berikut : 1. Kalibrasi temperatur pada derajar celcius

2. Bersifat linier yaitu pada skala 10mv / kenaikan 1oC

3. Mempunyai akurasi pengukuran sampai dengan 0,5oC pada temperatur 25oC.

4. Mempunyai range pengukuran temperatur antara -55 oC sampai dengan

150oC.

5. Bisa digunakan pada aplikasi remote

6. Dapat dioperasikan pada tegangan 4 sampai dengan 30 volt

7. Arus yang rendah yaitu 60a

8. Pemanasan sendiri yang sangat rendah yaitu kurang dari 0,1oC.

2.6. LCD (Liquid Cell Display)2 x 16

LCD merupakan salah satu media yang digunakan sebagai output device yang dapat menampilkan huruf, angka maupun karakter tertentu pada sistem

berbasismicrocontroller. Pengaksesan LCD dilakukan dengan mengirimkan kode

perintah seperti bersih layar dan mengirimkan kode data yang merupakan kode ASCII dari karakter yang akan ditampilkan.

STIKOM

Gambar 2.15. Karakter-karakter Pada LCD

Pengaksesan LCD dari microcontroller menggunakan jalur alamat dan

data. Terdapat dua jalur alamat input yang digunakan, yaitu sebagai Instruction

InputdanData Input.

Gambar 2.16. Bentuk Fisik LCD.

Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW sebagai berikut :

1. Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD

bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut) dan berikutnya set EN ke logika low “0” lagi.

STIKOM

2. Jalur RS adalah jalur Register Select. Ketika RS berlogika low “0”, data akan dianggap sebagi sebua perintah atau instruksi khusus (seperti clear screen, posisi kursor dll). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Sebagai contoh, untuk menampilkan huruf “T” pada layar LCD maka RS harus diset logika high “1”.

3. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0),

maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ”0”. Untuk konfigurasi dari Pin LCD dapat dilihat pada Tabel 2.6.

Tabel 2.6. Konfigurasi Pin LCD

PIN Name Function

1 VSS Ground Voltage

2 VCC +5V

3 VEE Contrast Voltage

4 RS Register Select, 0 = Instruction Register, 1 = Data

Register

5 R / W Read / Write, to choose write or read mode, 0 = Write

Mode, 1 = Read Mode

6 E Enable, 0 = Start to lacht data to LCD character, 1 =

Disable

7 DB0 Data Bus (LSB)

8 DB1 Data Bus

9 DB2 Data Bus

10 DB3 Data Bus

11 DB4 Data Bus

12 DB5 Data Bus

13 DB6 Data Bus

14 DB7 Data Bus (MSB)

15 BPL (+) Back Plane Light (+)

16 BPL (-) / GND Back Plane Light (-) / Ground Voltage

STIKOM

Instruksi – instruksi dalam pengoperasian LCD dapat dilihat pada Tabel 2.7 dibawah ini :

Tabel 2.7. Instruksi – instruksi dalam Pengoperasian LCD.

RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 Instruksi

0 0 0 0 1 DL N F X X Fuction Set

0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S Entry Mode Set

0 0 0 0 0 0 1 D C B Display On/Off Cursor

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Clear Display

0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X Cursor/Display Shift

0 0 0 0 0 0 0 0 1 X Cursor Home

1 0 Data Data Write

Keterangan :

a. X : Don’t care

b. DL digunakan untuk mengatur lebar data.

DL = 1, Lebar datainterface8bit(DB7 s/d DB0) DL = 0, Lebar datainterface4bit(DB7 s/d DB4)

Ketika menggunakan lebar data 4bit, data harus dikirimkan dua kali.

c. N digunakan untuk mengaktifkan baris.

N = 0, 1 baris N = 1, 2 baris

d. F digunakan untuk menentukan ukuranfontkarakter.

F = 0, 5x7 F = 1, 5x8

e. I/D digunakan untuk meng-increment / meng-decrement dari alamat

DDRAM dengan 1, ketika kode karakter dituliskan ke DDRAM.

I/D = 0,Decrement

I/D = 1,Increment

f. S digunakan untuk menggeser keseluruhandisplaykekanan dan kekiri.

S = 1, geser kekiri atau kekanan bergantung pada I/D S = 0,displaytidak bergeser

g. D digunakan untuk mengaturdisplay.

D = 1,Display isON

STIKOM

D = 0,Display isOFF

h. C digunakan untuk menampilkan kursor.

C =1, kursor ditampilkan C = 0, kursor tidak ditampilkan

i. B : Karakter ditunjukkan dengan kursor yang berkedip.

B = 1, kursor blink

j. S/C dan R/L : Menggeser posisi kursor atau display kekanan atau kekiri tanpa menulis atau baca data display. Fungsi ini digunakan untuk koreksi atau pencariandisplay.

Tabel 2.8. Keterangan dari Fungsi S/C dan R/L.

S/C R/L Note

0 0 Shift cursor position to the left

0 1 Shift cursor position to the right

1 0 Shift the entire display to the left

1 1 Shift the entire display to the right

2.7. Motor DC

Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan motor. Motor DC memiliki 2 bagian dasar :

1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet) ataupun magnet permanen.

STIKOM

2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir.

Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh megnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet dari kutub utara ke kutub selatan.

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.

Gambar 2.17. Motor DC

( Sumber : http://www.asia.ru/en/ProductInfo/893614.html )

STIKOM

Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.

Gambar 2.18 Motor D.C Sederhana (Sumber :

http://hades.mech.northwestern.edu/index.php/Brushed_DC_Motor_Theory)

2.8. Element Water Heater(Elemen Pemanas Air)

Heater (pemanas) adalah suatu alat yang digunakan untuk menghasilkan

energi kalor yang digunakan untuk memanaskan air dalam tabung pemanas, heater yang di gunakan adalah Elemen heater yang menggunakan daya listrik 220V AC, 150 watt.

Gambar 2.19 ElemenHeater

STIKOM

Tabel 2.9 Spesifikasi ElemenHeater

Nama Ukuran

DiameterHeadElemen 4 cm

Panjang 8 cm

Lebar 3 cm

Daya Listrik 22 0V AC, 150 Watt

2.9. Relay

Relaymerupakan suatu alat yang berfungsi sebagai switchelektronik dimana

penggeraknya terbuat dari lilitan kawat tembaga. Pada dasarnya sebuah lilitan tembaga pada sebuah inti besi yang mana bila kedua ujungnya dihubungkan dengan sumber tegangan, maka akan timbul medan magnet pada inti besi tersebut (Omega, 2005 : 26). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.23. Sedangkan kontak yang merupakan saklar terdapat dua macam kondisi dari kontak tersebut, yaitu :

a. Normally Open (NO), yaitu kontak akan aktif pada saat koil di suplai tegangan.

b. Normally Closed (NC), yaitu kontak akan aktif pada saat koil tidak di suplai tegangan.

Gambar 2.23. (a)Relay. (b) Bagian dalamrelay.

STIKOM

Pada sebuah inti besi yang menimbulkan medan magnit akan menarik sebuah lempengan besi dari kontaktor, sehingga akan menyebabkan titik satu dengan titik lainnya akan tersambung.Relayterdiri dari 3 bagian utama, yaitu: 1. Koil adalah bagian lilitan darirelay.

2. Common adalah bagian yang tersambung dengan NC (dalam keadaan

normal).

3. Kontak bagian yang terdiri dari NC dan NO.

Bagian-bagianrelaydapat diketahui dengan 2 cara, yakni: 1. Melihat isi dalamrelaytersebut.

2. Menggunakan multimeter (Ohm).

Jenis-jenisRelay:

1. SPST (Single Pole Single Throw)

2. SPDT (Single Pole Double Throw) terdiri dari 5 buah pin, yaitu dua koil, satu common, satu NC, dan satu NO. Jenis ini yang akan kami pakai.

3. DPST - Double Pole Single Throw setara dengan 2 buah saklar atau relay SPST.

4. DPDT - Double Pole Double Throw setara dengan 2 buah saklar atau relay

SPDT.

5. QPDT - Quadruple Pole Double Throw sering disebut sebagai Quad Pole

Double Throw, atau 4PDT. Setara dengan 4 buah saklar atau relay SPDT

atau dua buah relay DPDT. Terdiri dari 14 pin (termasuk 2 buah untuk koil).

STIKOM

2.10. Sensor Level Air

Sensor Level Air ini berbentuk seperti pelampung, dimana memiliki fungsi sebuah switch seperti pelampung untuk mendeteksi tingkat cairan yang terdapat pada tangki. Sensor level air ini berfungsi ketika pelampung fload switch terdorong naik apabila tersentuh cairan dan dalam posisi turun apabila tidak tersentuh cairan. Pada sensor level air ini memiliki magnetik yang terdapat pada pelampung yang dapat mengaktifkan switch dan apabila pelampung turun atau

mengambang menjauh dari switch posisi sensor akan berada pada kondisi

nonaktif.

Gambar 2.21 Sensor Level Air.

(sumber : http://www.alibaba.com/product-gs/502338074/ plastic_single_magnetic_float_liquid_level.html)

Untuk aplikasinya biasanya digunakan untuk pemanas air, dispenser air, kondisi udara, BSD-P, humidifier, dehumidifier, kontrol cairan, pompa, indikator, alarm, atau perangkat lainnya. Untuk Rentang Suhunya berkisar antara -20 sampai dengan +85oC sehingga cocok untuk digunakan pada aplikasi proyek ini.

STIKOM

2.11. Pompa Air Elektrik

Battery Water Pump AWP-006 merupakan pompa air elektrik yang biasa

digunakan dalam penyedot air dalam gallon. Alat ini biasa digunakan pengganti dispenser karena segi biaya yang lebih murah. Cara kerja alat ini yaitu dengan menekan tombol On untuk menyalakan dan tombol OFF untuk mematikan pompa yang terlihat pada gambar 2.22 dibawah. Untuk penggunaannya pada alat pasteurisasi sederhana ini pompa air ini tidak menggunakan baterai melainkan sudah terhubung dengan mikrokontroler dan telah diatur untuk fungsi yang sesuai diinginkan.

Tombol ON/OFF Pipa Corong

Penampang Pelindung

Tutup Pipa Corong

Pipa Pompa

Gambar 2.22. battery water pump awp-006

(Sumber : http://www.tokopedia.com/art/ariana-battery-water-pump-awp-006/gallery/detail/page/2)

2.12. CarWater Pump

Car Water pump memiliki kecepatan tiga-fase brushless DC dimana

brushless adalah motor elektrik yang terdapat dalam pompa, dimana pompa sudah tersesuaikan dengan PWM (40 - 400Hz, 5V), sinyal analog (0 ~ 5V),

STIKOM

potensiometer (manual). Papan sirkuit dan tubuh pompa benar-benar terpisah, tidak ada komponen elektronik dalam tubuh pompa, sehingga pompa dapat digunakan dalam air panas. Tiga-fase pompa memiliki banyak fungsi perlindungan diri, seperti rotor terkunci dimana rotor adalah alat mekanik yang berputar atau baling-baling, koneksi terbalik, dan kelebihan beban.

Water pump ini dapat digunakan pada Cairan Air, minyak, bensin, asam dan sebagainya larutan alkali, Max bekerja suhu 60 derajat (2 fase) atau 100 derajat (3

phase), Konsumsi daya 2.5W ~ 15.6W, 12Vdc, tegangan digunakan 5Vdc ~

12Vdc

Gambar 2.23.water pump. (Sumber :

http://kwc.manufacturer.globalsources.com/si/6008826221213/pdtl/Car-water/1049465959/Car-Water-Pump.htm)

2.13. IC ULN2803

ULN2803 adalah delapan NPN Transistor yang dikemas di dalam satu integrated circuit yang mempunyai 18 pin. ULN2803 sesuai sebagaiinterface low

logic voltage(TTL, CMOS dan PMOS/NMOS) denganhigh logic voltage(lampu,

relay dan sebagainya). Setiap pin keluarannya adalah open-collector dan bersambungfree wheeling diode. Salah satu aplikasinya adalah relay driver. Oleh itu, apabila memerlukan penggunaan relay yang banyak, penggunaan ULN2803

STIKOM

adalah sangat sesuai dan cocok digunakan untuk proyek ini. Menggunakan

ULN2803 membolehkan PIC interface dengan delapan unit relay. IC dan

konfigurasi pinnya bisa dilihat pada gambar 2.17 dibawah.

Gambar 2.24 IC ULN2803

2.14. Regulator

Regulator tegangan dalam perangkat dan rangkaian elektronika sangatlah penting, karena hal ini sangat mempengaruhi kinerja dan stabilitas dari suatu perangkat yang ada. Regulator berfungsi untuk mengatur tegangan dan juga memiliki fungsi yang sangat penting yaitu untuk menjaga kestabilan level tegangan dari suatu catu daya yang digunakan, sehingga dengan suatu pembebanan tertentu maka hasil keluaran dari suatu regulator tegangan akan lebih stabil dan mempertahankan level tegangan tersebut sesuai dengan batasan level tegangan pada tiap regulator sampai batas maksimum arus yang mampu diberikan oleh keluaran dari suatu regulator tegangan tersebut.

Regulator biasanya digunakan untuk mengantisipasi penurunan tegangan akibat arus listrik yang dibebankan melebihi dari batasan kemampuan regulator dapat ditambahkan suatu transistor sebagai penguat arus dengan catatan bahwa arus dari sumber yang masuk ke regulator harus lebih besar dari batasan arus maksimum regulator tegangan itu sendiri.

STIKOM

Pada regulator tegangan biasanya dibedakan menjadi 2, yaitu regulator tetap dan regulator yang dapat diubah-ubah. Regulator tegangan tetap biasanya nilai level tegangan yang diregulasikan sudah tertera sesuai kode komponen tersebut misal 78xx dimana 'xx' tersebut merupakan kode tegangan yang mampu diregulasikan normal, bila menginginkan 5 volt maka kode 'xx' tersebut adalah 05 sehingga kode tersebut adalah 7805. Untuk regulator yang dapat diubah-ubah nilai level tegangan yang akan diregulasikan dapat diatur melalui mengatur nilai tahanan yang terpasang pada komponen regulator tersebut dan biasanya digunakan potensiometer untuk mengaturnya.

Bentuk fisik komponen regulator tegangan berupa IC yang memiliki bentuk dan kaki mirip transistor. Sedangkan komponen yang digunakan adalah Regulator tegangan DC khusus untuk catu daya 3,3 volt dengan IC78R33 dan IC 7805 dengan catu daya 5 volt, dimana dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 2.25. IC KA78R33 Gambar 2.26. IC 7805

2.15. Kipas Pendingin (Case Fan)

Kipas pendingin berfungsi untuk mendinginkan ruangan atau dapat difungsikan sebagai blower ruangan. Dalam penggunaannya pada proyek tugas akhir ini, menggunakan case fan sebagai pendigin, dimana dapat menekan biaya dalam pembuatannya dan juga memiliki fungsi sama.

STIKOM

Casing Fan merupakan pendingin dalam ruangan CPU Komputer yang berukuran +80x80x25mm dengan konsumsi 2.64W(DC12V 0.22A) & kecepatan +1.700-2.800 putaran/menit, tingkat kebisingan +20-32dB, bearing sleeve, max. air flow +25CFM, berat 75.5g. difungsikan untuk menjaga temperatur ruangan di dalam CPU komputer agar terhindar dari kelebihan panas(overheating) saat bekerja, meningkatkan umur pakai CPU komputer dan memasangnya dengan mudah. Dari fungsi diatas dipilihlah casing fan ini sebagai prototipe untuk pending.

Gambar 2.27Case Fan12V DC

STIKOM

48

METODE PENELITIAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai perencanaan dan perangkaian

perangkat keras (hardware) maupun pembuatan perangkat lunak (software).

Dimana perangkat lunak tersebut akan diintregasikan ke perangkat keras agar dapat bekerja untuk menjalankan perangkat keras. Perancangan perangkat keras dan perangkat lunak dilakukan dengan metode penelitian yang didasarkan pada studi keputusan berupa data – data literature dari masing – masing komponen, informasi dari internet dan konsep – konsep teoritis dari buku – buku penunjang.

Perancangan sebuah perangkat keras diperlukan sebelum proses perangkaian perangkat keras. Perancangan ini berguna supaya pengerjaan tahapan selanjutnya dapat dilakukan dengan lancar. Proses tahapan ini meliputi tahap perangkat keras, perangkat lunak dan penggabungan perangkat keras dan lunak.

Berikut perancangan perangkat keras, arsitektur dan perangkat lunak sistem:

3.1. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan blok diagram perangkat keras pada sistem Rancang Bangun Prototipe Pasteurisasi Susu, secara garis besar digambarkan pada Gambar 3.1.

STIKOM

Push Botton Start Push Botton Mode A Push Botton Mode B Sensor Level Air Sensor LM35 LCD ULN2803 Heater

Pompa Isi Air

Pompa Buang Air

Pompa Isi Susu

Relay Pompa Susu

Motor Pengaduk Relay Heater

Relay Pompa Isi Air Relay Pompa

Buang Air Relay Pompa Isi

Susu Pompa Susu Relay Kipas Fan Kipas Sirkulasi Sensor Level Susu M ik ro k o n tr o le r A T M eg a3 2 (Metode Pasteurisasi LTLT) (Metode Pasteurisasi HTST) Relay Motor

Gambar 3.1. Blok diagram keseluruhan system

Dari Gambar 3.1. dapat dilihat bahwa sistem secara keseluruhan terbagi menjadi

beberapa bagian yaitu sebagai Input - an tombol push button yaitu “Start”, mode

“A” dan Mode “B”, sensor – sensor yaitu sensor level air untuk mendeteksi air dipenampungan pemanasan air, sensor ketinggian susu di penampungan

pemanasan susu dan sensor LM35 untuk temperatur, sedangkan untuk Output

yaitu LCD, relay untuk Heater, pompa untuk mengisi air, isi susu dan

pembuangan air, pomp untuk menyedot susu, motor DC sebagai motor pengaduk

susu dan sebagai otak dari Input dan Output tersebut digunakan mikrokontroler

ATMega32 yang berfungsi untuk mengatur jalannya system Input dan Output,

dengan tujuan agar dapat menstabilkan proses pasteurisasi dan tidak melebihi batas maksimal ataupun minimal dari temperatur pemanasan yang ditentukan setiap metode pasteurisasi yang digunakan.

PadaMinimum systemATmega32 terdapat beberapa rangkaian pendukung

yaitu rangkaianresetdan rangkaianoscillator.Pada rangkaianresetmenggunakan

STIKOM

manual reset. Pada rangkaian oscillator menggunakan komponen kristal

8000000MHz sebagai clk (clock).

3.1.1. RangkaianMicrocontroller

Pada proyek akhir ini dibuat piranti pengendali menggunakan

Microcontroller keluaran AVR, yaitu ATmega32. Untuk mengaktifkan atau

menjalankan microcontroller ini diperlukan rangkaian minimum system.

Rangkaian minimum system tersebut terdiri rangkaian reset, rangkaian oscillator,

rangkaianpower supplydan rangkaian sistemmicrocontroller.

A. Rangkaianminimum system microcontroller

Untuk menjalankan microcontroller dibutuhkan sebuah rangkaian

minimum agar microcontroller tersebut dapat bekerja dengan baik. Rangkaian

minimum microcontrollerterdiri dari rangkaian reset dan rangkaianoscillator.

Reset pada microcontroler ATmega32 terjadi dengan adanya logikahigh

“1” selama dua cycle pada kaki RST pada microcontroller ATmega32. Setelah

kondisi pin RST kembali low, maka microcontroller akan menjalankan program

dari alamat 0000H. Dalam hal ini reset yang digunakan adalahmanual reset.

Pada pin VCC diberi masukan tegangan operasi berkisar antara 4,5 volt

sampai dengan 5,5 volt. Pin RST mendapat Input dari manual reset. Rangkaian

minimum systemdapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut:

STIKOM

PB3 0 PC0 PD2 PD1 5V 0 PA4 J5 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 U1 LM7805 1 3 2 VIN G N D VOUT R3 10k 5V PA3 C4 30pf PD7 PA7 PA2 3.5V SCK PC1 C2 47uf 16v

5V PC2 J3 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 J8 CON5 1 2 3 4 5 C2 2200uf RESET

<Doc> <Rev Code> <Title>

A

1 1

Tuesday , July 30, 2013 Title

Size Document Number Rev

Date: Sheet of

MISO PD6 0 J2 CON6 1 2 3 4 5 6 R7 0.1 12V J7 CON5 1 2 3 4 5 PA0 PA5 J4 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 0 PD0 5V PB2 C1 1000uf PC3 PC4 0 PA6 PA1 ATMega32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 10 11 31 33 34 35 36 37 38 39 40 22 23 24 25 26 27 28 29 30 32 PB0/(XCK/T0) PB1/(T1) PB2/(INT2/AIN0) PB3/(OC0/AIN1) PB4/(SS) PB5/(MOSI) PB6/(MISO) PB7/(SCK) RESET XTAL2 XTAL1 PD0/(RXD) PD1/(TXD) PD2/(INT0) PD3/(INT1) PD4/(OC1B) PD5/(OC1A) PD6/(ICP) PD7/(OC2) VCC GND GND PA7/(ADC7) PA6/(ADC6) PA5/(ADC5) PA4/(ADC4) PA2/(ADC2) PA3/(ADC3) PA1/(ADC1) PA0/(ADC0) PC0/(SCL) PC1/(SDA) PC2/(TCK) PC3/(TMS) PC4/(TDO) PC5/(TDI) PC6/(TOSC1) PC7/(TOSC2) AVCC AREF PB4 C7 10uf PD5 R4 100 C3 30pf PC7 0 R1 330 J9 CON2 1 2 78R33 4 2 5 6 G N D VIN C o n tro l VOUT 0 SW3 SW PUSHBUTTON J6 CON5 1 2 3 4 5 PC5 PC6 MOSI PD3 5V VR1 10K 1 3 2 +VS GND Vr PB1

L1 10uH1 2 5V PD4 PB0 D1 LED Y 1 8.0000mhz 5V (Adaptor) 1 3 2 +VS G N D Vr

Gambar 3.2. RangkaianMinimum System

Pin XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin oscillator bagi microcontroller

ATmega32. Pin XTAL1 befungsi sebagai Input dan XTAL2 sebagai Output

oscillator. Oscillator ini bisa berasal dari kristal atau dari keramik resonator.

Seperti yang sudah terlihat di atas, pin XTAL1 dan XTAL2 dihubungkan dengan komponen XTAL sebesar 8000000 MHz. Pada proyek akhir ini dibuat rangkaian

oscillator internal yang terbuat dari kristal. Nilai C1 dan C2 masing-masing 33 pF.

STIKOM

B. PerancanganInterface I/O

Rangkaian I/O darimicrocontroller mempunyai kontrol direksi yang tiap

bitnya dapat dikonfigurasikan secara individual, maka dalam perancangan I/O yang digunakan ada yang berupa operasi port ada pula yang dikonfigurasi tiap bit

I/O. Berikut ini akan diberikan konfigurasi dari I/O microcontroller tiap bit yang

ada pada masing-masing port yang terdapat padamicrocontroller:

1. Port A

Port A digunakan untukInputSensor Temperatur LM35.

2. Port B

PortBdigunakan untukInputSensor Level Air, Kipas danPush Button.

3. Port C

PortCdigunakan untukOutputLCD.

4. Port D

PortDdigunakan untukOutputRelay danPush Button.

Untuk perancangan interface Input dan Output pada microcontroller yang lebih

mendetil dapat dilihat pada tabel 3.1 dibawah :

Tabel 3.1. Perancanganinterface Input/Output

Port Alokasi Port pada Hardware

PortA.0 InputLM35

PortB.1 InputLevel Air Batas Atas A

Port B.2 InputLevel Air Batas Bawah A

Port B.3 InputLevel Air Batas Atas B

Port B.4 Push Button Mode B

PortB.5 InputLevel Air Batas Bawah B

Port B.6 Relay Kipas

PortC.0

-PortC.1

-PortC.2 D7 LCD

PortC.3 D6 LCD

PortC.4 D5 LCD

PortC.5 D4 LCD

STIKOM

C. ProgramDownloader

Untuk melakukan proses downloading program dalam format .HEX dari

komputer ke dalam memory program internal microcontroller, penulis

menggunakan kabeldownloader denganinterfaceUSB. USBDownloader adalah

sebuah alat sederhana yang bisa penulis gunakan untuk berkomunikasi pertukaran data, dari komputer ke mikrokontroller ataupun sebaliknya dengan menggunakan jalur data port USB. Dimana Gambar dan Skematiknya sebagai berikut :

Gambar 3.3 GambarUSB Downloader

PortC.6 EN LCD

PortC.7 RS LCD

PortD.0 Push Button Mode Start

PortD.1 Push Button Mode A

PortD.2 Pin 8 ULN2803 (relay pomp susu)

PortD.3 Pin 7 ULN2803 (relay motor)

PortD.4 Pin 6 ULN2803 (relay isi air)

PortD.5 Pin 5 ULN2803 (relay buang air)

PortD.6 Pin 4 ULN2803 (relay isi susu)

PortD.7 Pin 3 ULN2803 (relayHeater)

STIKOM

Gambar 3.4 : Skematik USBDownloader

(Sumber : http://www.fischl.de/usbasp/)

USB Downloader merupakan downloader yang komponen utamanya adalah mikrokontroler atmega8 yang digunakan sebagai protokol komunikasi

serial berdasarkan program (firmware)yang telah kita tanamkan terlebih dahulu

ke chip atmega8. Firmware disini didefinisikan sebagai suatu program atau perangkat lunak (biasanya berupa file dengan ekstensi *hex ) yang ditanamkan pada memory non volatile (biasanya dalam mikrokontroler atmega8 pada memori flash atau EEPROM) dan tidak dapat diubah (permanen) kecuali ada perubahan fisik dari hardware. Firmware tersebut digunakan sebagai bentuk protocol atau tugas khusus yang akan dijalankan dalam hal ini pada USBASP digunakan sebagai protokol komunikasi serial SPI (serial programming interface ) antara PC dan mikrokontroler target.

Sedangkan untuk konektor downloader padamicrocontroller ATmega32

dapat dilihat pada Gambar 3.5 berikut:

STIKOM

R12 10k

5 V

SCK MOSI RST MISO

J5

Downloader

1 2 3 4 5 6

Gambar 3.5. KonektorDownloaderpadaMicrocontroller

ATmega32

D. RangkaianReset

Reset pada microcontroler ATmega32 terjadi dengan adanya logikahigh

“1” selama dua cycle pada kaki RST pada microcontroller ATmega32. Setelah

kondisi pin RST kembali low, maka microcontroller akan menjalankan program

dari alamat 0000H. Dalam hal ini reset yang digunakan adalah manual reset.

Rangkaianresetdapat dilihat pada Gambar 3.6 berikut :

C7 10uf SW3

S W P U S H B U T T O N

0

R4

100

5V

R3 10k

Gambar 3.6. Rangkaian Reset

E. RangkaianOscillator

Pin XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin oscillator bagi microcontroller

ATmega32. Pin XTAL1 befungsi sebagai Input dan XTAL2 sebagai Output

oscillator. Oscillator ini bisa berasal dari kristal atau dari keramik resonator.

Rangkaian oscillator dapat dilihat pada Gambar 3.7 berikut:

STIKOM

Gambar 3.7. RangkaianOscillator

Pada proyek akhir ini dibuat rangkaian oscillator internal yang terbuat

dari kristal. Nilai C1 dan C2 masing-masing 33 pF.

3.1.2. Rangkaian Pendukung.

Pada proyek ini menggunakan beberapa komponen pendukung untuk

membantu kinerja Input dan Output. Komponen pendukung ini memiliki

rangkaian dan penjelasan sebagai berikut :

A. Regulator

Pada bagian regulator untuk proyek ini menggunakan 2 komponen regulator yaitu regulator untuk keluaran 5v dan 3,3v dimana dalam proyek ini menggunakan IC 7805 dan IC 78R33 dimana pengunaannya untuk menstabilkan tegangan dengan keluaran 5v dengan regulator 7805 dan tegangan keluaran 3,3v dengan regulator 78R33.

1. Rangkaian RegulatorOutput5v IC7805A

Rangkaian ini berfungsi untuk Catu daya. Catu daya merupakan

pendukung utama bekerjanya suatu sistem. Catu daya yang biasa

digunakan untuk menyuplai tegangan sebesar 5 Volt adalah catu daya DC yang

STIKOM

memiliki keluaran +5 volt. Catu daya ini digunakan untuk mensuplay tegangan sebesar 5 volt. IC 7805 (IC regulator) digunakan untuk menstabilkan tegangan searah. Kapasitor digunakan untuk mengurangi tegangan kejut saat pertama kali saklar catu daya dihidupkan. Sehingga keluaran IC regulator 7805 stabil sebesar 5 volt DC. Rangkaian regulator terlihat pada gambar dibawah ini.

Minimum Sy stem DC 5v Output

D2

1N4002

1 2

0 U3

7805 (REGULATOR 5V) 2

4

6

VIN

G N D

OUT

C8 C

C9 C Input

Adaptor DC12 v

Gambar 3.8. Rangkaian Regulator 5v

2. Rangkaian RegulatorOutput3,3v IC78R33

Rangkaian ini memiliki fungsi sama dengan rangkaian diatas, namun untuk fungsinya berbeda, rangkaian regulator ini berfungsi untuk mensuplay tegangan 3.3v untuk penggunaan alat pomp air elektrik…..(Gambar dapat dilihat pada lampiran Skematik)

B. Rangkaian ULN2803

Rangkaian ULN2803 disini memiliki fungsi untuk driver dari relay dimana pada proyek ini menggunakan 8 buah relay dengan memfokuskan 6 buah relay utama untuk fungsi penting dalam proses pasteurisasi diantaranya relay

untuk Heater, relay pompa air elektrik 3.3v untuk susu, relay pomp susu, relay

pomp pengisi air, relay pomp air pembuangan dan relay motor.

STIKOM

PD6 VCC PD5 U1 ULN2803 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 18 17 16 15 14 13 12 11 VCC GND IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 PD4 J4 Atmega 32 1 2 3 4 5 6 7 8 PD3 0 PD2 PC1 PC0 J5 8 Relay 1 2 3 4 5 6 7 8 PD7

Gambar 3.9. Rangkaian ULN2803

C. Power Supply 12V 10A dan Adaptor 5V

Pada perancangan alat ini dibutuhkan Power Supply dengan Ampere yang cukup besar dikarenakan lonjakan tegangan yang tidak stabil pada saat beberapa alat yang bekerja secara bersamaan. Digunakannya power suppy dan adaptor bertujuan agar supplay tegangan 5V tidak mengganggu tegangan yang 12 V, tetapi pada dasarnya tidak seperti itu, akan tetapi dalam kasus permasalahan yang dihadapi memerlukan penggunaan adaptor dan power supply untuk memaksimalkan kinerja dari alat.

Gambar 3.10. (A) adaptor 5v. (B) power supply 12v

3.1.3. RangkaianInput

Pada proyek ini terdapat rangkaian Input yaitu sensor temperature dan

sensor Level air Optocoupler dimana masing – masing komponen memiliki fungsi

STIKOM

yang berbeda – beda untuk menunjang kinerja alat dalam proyek ini. Dimana penjelasan dan rangkaiannya sebagai berikut :

A. RangkaianInputSensor Temperatur LM35

Rangkaian Input sensor temperatur LM35 memiliki fungsi untuk

mengetahuin temperatur yang terdapat pada ruang yang dipanasi pada proyek ini.

Rangkaian Input LM35 menggunakan ADC yang telah terdapat pada

mikrokontroler. Sensor LM35 ini terhubung pada pin A(0) pada mikrokontroler,

yang didalamnya telah terdapat ADC(0), dimanaOutputtegangan keluaran sangat

berubah - ubah berpadanan dengan perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pengubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV, dengan tegangan catu daya yang digunakan adalah 5V, dengan mensetting keluaran Vref sebesar 1V dimaksudkan agar kenaikan temperatur tidaklah secara cepat sehingga menjadi tidak akurat. Gambar rangkaian Sensor Temperatur LM35 dapat dilihat pada gambar 3.12.

L1 10uH 1 2 0 R7 0.1 U4 LM35 3 2 1 VIN V O U T GRD VR1 10K 1 3 2 +VS GND Vr 5V ATMega32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 10 11 31 33 34 35 36 37 38 39 40 22 23 24 25 26 27 28 29 30 32 PB0/(XCK/T0) PB1/(T1) PB2/(INT2/AIN0) PB3/(OC0/AIN1) PB4/(SS) PB5/(MOSI) PB6/(MISO) PB7/(SCK) RESET XTAL2 XTAL1 PD0/(RXD) PD1/(TXD) PD2/(INT0) PD3/(INT1) PD4/(OC1B) PD5/(OC1A) PD6/(ICP) PD7/(OC2) VCC GND GND PA7/(ADC7) PA6/(ADC6) PA5/(ADC5) PA4/(ADC4) PA2/(ADC2) PA3/(ADC3) PA1/(ADC1) PA0/(ADC0) PC0/(SCL) PC1/(SDA) PC2/(TCK) PC3/(TMS) PC4/(TDO) PC5/(TDI) PC6/(TOSC1) PC7/(TOSC2) AVCC AREF

Gambar 3.11. Rangkaian LM35

STIKOM

117

BAB V

PENUTUP

Berdasarkan pengujian pada perangkat keras dan perangkat lunak yang dipergunakan dalam tugas akhir ini, maka dapat diambil kesimpulan dan saran-saran dari hasil yang diperoleh.

5.1. Kesimpulan

Setelah melakukan penelitian, kesimpulan yang dapat diambil sebagai berikut:

1. Hasil dari mendesain protopipe yang dibuat dalam penelitian ini terdapat beberapa bagian yaitu :

a. Push Button adalah inputan yang sederhana cukup untuk memberikan user interface yang baik dalam memilih Start untuk melakukan proses dan sebagai inputan pemilihan mode Pasteurisasi susu yaitu Mode “A” dan Mode “B” yang ditampilkan pada di display LCD sebagi media informasi.

b. Menggunakan sensor Level Air dan Level Susu untuk penentu isi ruang penampung dapat dikatakan bahwa sensor Level Air dan Level Susu berfungsi dengan baik, dengan pengukuram menggunakan multimeter dan didapatkan pengukuran untuk logika “0” bernilai 0V dan untuk logika “1” bernilai 4,9V.

c. Sensor temperatur LM35 yang diukur memiliki nilai temperatur yang fluktuatif sesuai dengan kondisi yang dialami sensor.

STIKOM

Diperoleh error dari 2 kali percobaan sistem pengukuran sensor temperature dengan thermometer dengan error maksimum sebesar 1.62% dan 1.76%, sedangkan untuk error minimum diperoleh sebesar 0.41% dan 0.33%.

d. Pemanas yang digunakan dalam proses pasteurisasi menggunakan 4 heater dengan daya keseluruhan 600 Watt, agar waktu pemanasan dilakukan lebih cepat. Sedangkan untuk memanaskan ruang pemanas susu dilengkapi motor pengaduk agar panasnya lebih cepat.

e. Hasil dari ouput sensor temperature LM35 yang ditampilkan di display LCD menunjukkan stabilitas dari proses pasteurisasi dengan mengkontrol pemanas, pengaduk dan kipas sirkulasi. Dimana pada saat sensor mendekati temperatur maksimal maka pemanas akan di non-aktifkan dan kipas sirkulasi akan aktif, sedangkan apabila sensor mendekati temperatur minimum maka pemanas akan aktif dan motor pengaduk akan aktif.

2. Hasil pengontrolan stabilisasi temperatur diatur dalam program ditentukannya batas maksimal dan batas minimal dari setiap proses pasteurisasi yang digunakan. Untuk pasteurisasi Mode “A” atau pasteurisasi Low Temperature Long Time diatur batas minimal yaitu 60 o

C dan batas maksimal 62 oC dengan rata – rata error dari ketiga percobaan dengan rata – rata 0.28%. Sedangkan untuk pasteurisasimode “B” atau pasteurisasi High Temperature Short Time diatur batas minimal 72oC dan batas maksimal 74oC dengan rata – rataerror0%.

STIKOM

119

3. Hasil dari kontrol untuk pemanas diatur dalam program dengan menggunakan sistem logika “1” untuk mengaktifkan heater dan logika “0” untuk menonaktifkan heater, dimana apabila temperatur melebihi batas proses setiap pasteurisasi maka heater akan non – aktif dan kipas sirkulasi akan aktif sebagai prototipe pendingin dan apabila dalam proses pendinginan mencapai batas temperatur minimum maka motor pengaduk akan aktif bersamaan dengan aktifnyaheateruntuk memanaskan kembali.

5.2. Saran

Saran yang dapat diberikan dalam penelitian ini sebagai berikut :

1. Dalam penelitian rancang bangun prototipe pasteurisasi susu dapat dikembangkan dengan sistem monitoring temperatur dan waktu proses pasteurisasi susu sesuai kapasitas susu yang digunakan.

2. Pembuatan sistem pendinginan hasil dari proses pasteurisasi perlu dikembangkan agar hasil susu pasteurisasi dapat bertahan lebih lama dan dikembangkan dengan proses pengemasannya.

3. Penampungan susu awal perlu dikembangkan dengan proses pengambilan susu secara otomasi dan penyimpanan yang terorganisir langsung dengan sistem, sehingga susu tidak perlu di tampung dalam media penampungan yang terpisah dari pemerasan susu, yang dapat menyebabkan terkontaminasinya susu dengan udara sekitar.

4. Pengembangan sistem sterilisasi alat setelah ataupun sebelum digunakan untuk menjaga kelayakan sterilisasi hasil proses pasteurisasi.

STIKOM

120

Adrianto, H. 2008. Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA32. Bandung: Informatika.

Blocher, R. 2003.Dasar Elektronika. Yogyakarta.

Desrosier, N. W., 1988. Teknologi Pengawetan Pangan. Penerjemah M.Muljohardjo. UI-Press, Jakarta.

Eubanks, D 2003. Regarding Sale/Consumption of Raw Milk-Position Statement. U.S.

Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pengolahan Pangan Lanjut. PAU pangan dan Gizi IPB. Bogor.

Fardiaz, 1986. Mikrobiologi Pangan I. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Hadiwianto. 1994. Pengujian Mutu Susu dan Hasil Olahannya. Liberty. Yogyakarta

Gaman, P. M. dan Sherrington, K.B. 1994. Ilmu Pangan. Pengantar Ilmu Pangan Nutrisi dan Mikrobiologi. Edisi kedua. Fakultas Teknologi Pertanian. UGM. Yogyakarta.

National Semiconductor Corporation. 2000. Datasheet ATMega32.(online). (http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet.pdf/view/77388/ATMEL/ATMEGA 32-16AI.html). Diakses 15 februari 2012.

National Semiconductor Corporation. 2000. Datasheet LM35.(online). (http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet.pdf/view/8866/NSC/LM35.html). Diakses 15 februari 2012.

STIKOM

121

National Semiconductor Corporation. 2000. Datasheet ULN2803.(online). (http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet.pdf/view/12687/ONSEMI/ULN280 3.html) .Diakses 15 februari 2012.

National Semiconductor Corporation. 2000. Datasheet 7805.(online). (http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/69437/KEC/7805.html). Diakses 15 februari 2012.

National Semiconductor Corporation. 2000. Datasheet 78R33.(online). (http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet.pdf/view/37210/SAMSUNG/KA78 R33.html). Diakses 15 februari 2012.

Neuroscience and Robotic Lab. 2011. Brushed DC Motor Theory. Northwestern University. (online) (http://hades.mech.northwestern.edu/index.php/Brushed_DC_Motor_Theor y), diakses 18 mei 2012.

Nurhidayat. 2007. Blanching, pasteurisasi dan sterilisasi. Pengantar Teknologi Pertanian. Malang.

Ningbo Yinzhou Shengguang Motor Co., Ltd. 2011. DC Gread Motor. China.(online) (http://www.asia.ru/en/ProductInfo/893614.html) diakses 9 maret 2012.

Saleh Enisa. 2004. Dasar Pengolahan Susu dan Hasil Ikutan Ternak. Program Studi Produksi Ternak Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.

Santoso, Sudrajat dan A. Mansjur. 1982. Budidaya dan Pengolahan Kelapa. Jurusan Agronomi, Fakultas Pertanian, IPB. Bogor

SNI 7388-2009. Batas maksimum cemaran mikroba dalam pangan. Badan Standar Nasional Indonesia. Jakarta

SNI 03726 -1989. Batas Cemaran Mikroba dalam makanan. Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.

SNI 2007. Susu Segar. Badan Standar Nasional Indonesia. Jakarta

STIKOM

Wahyudi, Ahmad dan Sri Samsundari.2008. Bugar Dengan Susu Fermentasi, Rahasia Hidup Sehat Panjang Umur. Malang: UMM Press

Winoto, Ardi. 2008. Mikrokontroler AVR : ATmega8/32/16/8535.

Bandung:Informatika.

Wikipedia. 2011. LM7805.(Online)

(http://id.wikipedia.org/wiki/78xx)diakses 31 Desember 2012.

Wikipedia. 2011, Pasteurization. (Online).

( http:// en.wikipedia.org/wiki/Pasteurization), diakses 16 februari 2011.

Wikipedia. 2011, Susu. (Online)

(http:// id.wikipedia.org/wiki/Susu#Syarat_susu_yang_baik), diakses 3 maret 2011.

Woodroof, J.G. 1979. Coconut Production Processing Product. AVI Publ. Company. INC., Westport, Connecticut.

STIKOM