Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Perancangan Sistem Penguji Kualitas Susu Sapi Murni Berdasarkan Nilai Ph dan Kadar Air T1 612011012 BAB IV

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS

Pada bab ini akan dijelaskan tentang pengujian sistem yang telah direalisasikan beserta analisis dari hasil pengujian. Pengujian sistem ini bertujuan untuk mengetahui perkembangan dari perancangan sistem yang sudah dibahas pada BAB III serta untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari spesifikasi yang telah diajukan.

4.1. Pengujian Sensor Suhu

Pada pengujian sensor suhu untuk sistem ini menggunakan Infrared Ceramic Heater, Thermocouple Type K, dan modul MAX6675. Modul MAX6675 ini digunakan untuk menguatkan output dari Chromel dan Alumel yang terdapat pada

thermocouple dan juga untuk mengkoversi suhu secara serial dari thermocouple. Suhu yang dihasilkan oleh Infrared Laser Thermometer Fluke 568 akan dibandingkan dengan keluaran dari sensor suhu thermocouple.

Infrared ceramic heater sebagai pemanas dihidupkan dan mulai memanaskan ruangan pemanas dari suhu ruangan sampai dengan suhu 60 oC, pada pengujian ini penulis menggunakan suhu ruangan lab skripsi yaitu 31 oC, kemudian suhu dibaca oleh sensor suhu thermocouple kemudian dikonversi oleh modul IC MAX6675 dengan komunikasi serial dan didapat perbedaan suhu sebesar 2 oC dari data yang terukur oleh thermocouple dengan suhu yang terukur oleh Infrared Laser Thermometer Fluke 568, hal ini bisa terjadi karena disebabkan oleh keakuratan

Infrared Laser Thermometer Fluke568 lebih tinggi dibandingkan dengan keakuratan sensor suhu thermocouple type K dengan modul MAX6675. Keakuratan Infrared Laser Thermometer Fluke 568 adalah 1 oC sedangkan untuk keakuratan

Thermocouple Type K dengan modul MAX6675 adalah sebesar 1.5 oC, selain itu perbedaan pengukuran juga terjadi karena adanya gerakan tangan yang berubah-ubah ketika memegang Infrared Laser Thermometer Fluke pada saat melakukan pengukuran. Perbedaan pengukuran yang dihasilkan sensor suhu Thermocouple Type K dengan Infrared Laser Thermometer Fluke 568 dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Perbandingan Pengukuran suhu.

Waktu ( menit )

Suhu yang terukur

Thermocouple Type K(oC )

Suhu yang terukur

Infrared Laser Thermometer Fluke 568 (oC )

Ralat (oC )

0 31 31 0

1 46,3 47,8 1,5

2 61,5 62,9 1,4

3 76,6 77,8 1,2

4 91,9 92,9 1,0

5 106,5 107,9 1,4

6 119,6 120,7 1,1

7 131,2 132,5 1,3

8 140,7 141,8 1,1

9 150,1 151,1 1,0

Suhu patokan atau suhu awal (suhu ruangan ) yang terukur pada Infrared Laser Thermometer Fluke 568 adalah 31 oC, kemudian data suhu awal dari Thermocouple Type K

disesuaikan, dengan menggunakan rumus :

�

=

��� � �

_(4.1)

Dengan X : suhu yang diinginkan ( °C ) Nilai ADC : read ADC pada mikrokontroler

Misalkan kita menginginkan suhu awal ( suhu ruangan ) yang terukur pada

thermocouple adalah 31 oC dan ADC mikrokontroler adalah 126, maka :

31 =

126

= 4.06

Nilai 4.06 inilah yang digunakan program untuk merubah nilai ADC menjadi suhu (oC ) dengan cara nilai ADC dibagi oleh 4.06.

4.2. Pengujian Nilai Kadar pH

Pada pengujian nilai kadar pH ini digunakan sebuah sensor pH electrode

SEN0161 dengan menggunakan modul pH meter V.1.0. Modul pH meter V1.0 disini berfungsi sebagai pengatur nilai pH dengan cara melakukan kalibrasi dengan larutan yang dikenal dengan larutan buffer. Pada sistem ini digunakan 3 larutan buffer untuk proses pengkalibrasian sensor yaitu dengan larutan buffer bernilai pH 4.0, pH 7.0 dan pH 10.0. Cara pengukuran pH dan tegangan keluaran sensor pH adalah dengan cara menghubungkan probe sensor pH electrode SEN0161 dengan input pengkondisi sinyal pH meter V.1.0, selanjutnya keluaran dari pengkondisi sinyal akan masuk ke TX dan RX arduino MEGA 2560.

Dari hasil pengukuran sensor pH electrode SEN0161 didapatkan hasil pengukuran pH yang terukur dan digunakan pengukuran nilai pH sebenarnya dengan menggunakan pH meter Lutron PH-201. Pengukuran nilai kadar pH ini dilakukan terhadap 2 sample susu sapi murni yang di dapatkan dari peternak sapi yang berbeda-beda. Untuk satu sampel susu sapi murni dilakukan 10 kali pengukuran nilai kadar pH. Hasil pengukuran pH yang didapatkan ditunjukkan pada Tabel 4.2. untuk sampel pertama dan untuk sampel kedua di tunjukkan pada Tabel 4.3.

Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Nilai Kadar PH Sampel Susu Sapi Murni Pertama. Nilai pH Sebenarnya Nilai pH Terukur Ralat Mutlak

Percobaan ke-1 6,68 6,73 0,05

Percobaan ke-2 6,66 6,72 0,06

Percobaan ke-3 6,67 6,73 0,06

Percobaan ke-4 6,65 6,70 0,05

Percobaan ke-5 6,64 6,69 0,05

Percobaan ke-6 6,65 6,71 0,06

Percobaan ke-7 6,67 6,72 0,05

Percobaan ke-8 6,65 6,70 0,05

Percobaan ke-9 6,66 6,70 0,04

Percobaan ke-10 6,66 6,72 0,06

Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Nilai Kadar PH Sampel Susu Sapi Murni Kedua. Nilai pH Sebenarnya Nilai pH Terukur Ralat Mutlak

Percobaan ke-1 6,90 6,96 0,06

Percobaan ke-2 6,90 6,95 0,05

Percobaan ke-3 6,91 6,96 0,05

Percobaan ke-4 6,88 6,94 0,06

Percobaan ke-5 6,90 6,95 0,05

Percobaan ke-6 6,90 6,94 0,04

Percobaan ke-7 6,91 6,96 0,05

Percobaan ke-8 6,90 6,96 0,06

Percobaan ke-9 6,91 6,97 0,06

Percobaan ke-10 6,89 6,96 0,07

Dari hasil pengujian nilai kadar pH yang dilakukan untuk sampel pertama didapatkan nilai pH pertama yaitu pH 6.73, kemudian pada percobaan kedua untuk

sampel didapatkan nilai pH 6.72 dan pada percobaan berikutnya sampai percobaan ke sepuluh di dapatkan hasil yang hampir mendekati sama dengan memiliki rata rata pengukuran pH 6.71. Dengan menggunakan alat pH meter PH-201 didapatkan nilai rata-rata pH 6.65, dari hasil pengukuran pH yang sebenarnya dan nilai pH yang terukur didapatkan ralat 0.06. Sedangkan untuk sampel yang kedua didapatkan nilai pH yang terukur dengan sensor pH electrode SEN0161 bernilai pH 6.95 dan untuk hasil pengukuran dengan menggunakan alat pH meter PH-201 didapatkan nilai rata-rata 6.90, dari hasil pengukuran pH yang sebenarnya dan nilai pH yang terukur didapatkan ralat 0.05.

Pengujian nilai kadar pH juga dilakukan pada sampel susu yang sama untuk sampel pertama dan sampel kedua tetapi sampel susu disimpan selama 1 hari sehingga susu sapi menjadi rusak. Dari hasil sampel susu yang disimpan sehari didapatkan nilai pH untuk sampel pertama yaitu pH 5.58 dan untuk sampel kedua didapatkan nilai pH 5.72. Nilai tersebut menunjukkan bahwa susu yang disimpan terlalu lama akan menjadi basi dan susu menjadi rusak.

4.3. Pengujian Sensor Berat Load Cell

Pada pengujian sensor berat ini digunakan sensor berat load cell dengan menggunakan modul HX711. Load cell yang digunakan dapat melakukan pengukuran berat pada range 0 gram sampai 1000 gram. Modul HX711 disini digunakan untuk mengkonversi hasil yang didapatkan dari load cell dalam bentuk resistansi yang akan dikonversikan ke dalam bentuk tegangan.

Pada skripsi ini hasil yang di dapatkan oleh load cell akan dibandingkan dengan menggunakan timbangan digital buatan pabrik yang mempunyai batas pengukuran dari 0 gram sampai 1000 gram. Hasil perbandingan ini digunakan untuk melakukan kalibrasi sensor load cell agar sensor dapat membaca dengan akurat. Dilakukan kalibrasi dengan 5 sampel yang memiliki berat 50 gram, 100 gram, 250 gram, 500 gram dan 1000 gram. Dilakukan pengukuran sebanyak 10 kali dengan massa yang berbeda beda yang akan dibandingkan antara sensor berat load cell dengan timbangan digital dengan ralat 1 gram.

Hasil pengukuran berat dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Hasil Perbandingan Pengukuran Berat. Berat sebenarnya

(gram)

Berat yang terukur (gram)

Ralat Mutlak

Sampel ke-1 50 50,15 0,15

Sampel ke-2 100 100,27 0,27

Sampel ke-3 150 150,18 0,18

Sampel ke-4 200 200,33 0,33

Sampel ke-5 250 250,11 0,11

Sampel ke-6 300 300,06 0,06

Sampel ke-7 400 400,02 0,02

Sampel ke-8 500 500,07 0,07

Sampel ke-9 750 750,01 0,01

Sampel ke-10 1000 1000,03 0,03

4.4. Pengujian Nilai Kadar Air

Pada pengujian nilai kadar air disini digunakan metode gravimetri untuk mendapatkan nilai kadar air yang diinginkan. Metode ini dilakukan dengan cara memanaskan / memadatkan bahan berupa cairan. Metode ini membutuhkan berat awal dari bahan dan berat akhir dari bahan yang sudah dipadatkan. Disini bahan yang digunakan adalah susu sapi murni sebanyak 5 gram. Susu ini ditempatkan pada cawan yang sudah tersedia, cawan yang digunakan mempunyai berat 18.50 gram. Pada pengujian nilai kadar air ini digunakan 2 sampel susu yang sama yang digunakan untuk pengukuran nilai kadar pH. Pengukuran setiap sample dilakukan

sebanyak 5 kali untuk mendapatkan nilai kadar air. Hasil yang didapatkan dari metode ini nantinya akan di bandingkan dengan alat buatan pabrik yaitu moisture analyzer. Dengan menggunakan perhitungan pada persamaan 3.1 dapat diketahui kadar air suatu bahan.

Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Nilai Kadar Air Untuk Sampel Pertama.

Berat susu sebelum dipadatkan (gram)

Berat susu sesudah dipadatkan (gram)

Nilai kadar air yang terukur.

Nilai kadar air oleh moisture

analyzer

Percobaan ke-1 5,00 0,77 84,60 % 85,50 %

Percobaan ke-2 5,00 0,69 86,20 % 87,00 %

Percobaan ke-3 5,00 0,81 83,80 % 84,40 %

Percobaan ke-4 5,00 0,74 85,20 % 86,10 %

Percobaan ke-5 5,00 0,79 84,20 % 85,00 %

Tabel 4.6. Hasil pengukuran nilai kadar air untuk sampel kedua.

Berat susu sebelum dipadatkan (gram)

Berat susu sesudah dipadatkan (gram)

Nilai kadar air yang terukur.

Nilai kadar air oleh moisture

analyzer

Percobaan ke-1 5,00 0,68 86,40 % 87,10 %

Percobaan ke-2 5,00 0,71 85,80 % 86,40 %

Percobaan ke-3 5,00 0,79 84,20 % 84,10 %

Percobaan ke-4 5,00 0,88 82,40 % 83,30 %

Dari hasil pengujian kadar air pada Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 terlihat bahwa kadar air dari sampel susu pertama dan kedua memiliki kadar air yang mendekati sama. Pada sampel pertama didapatkan nilai kadar air rata-rata dengan menggunakan alat yang dirancang adalah 84,80 % dan dengan menggunakan moisture analyzer

didapatkan nilai rata-rata 85,60 %. Hasil dari sampel pertama memiliki nilai ralat rata-rata adalah 0,80 %. Sedangkan untuk sampel kedua didapatkan nilai kadar air rata-rata dengan menggunakan alat yang dirancang adalah 84,12 % dan dengan menggunakan moisture analyzer didapatkan nilai rata-rata 84,70 %. Hasil dari sampel pertama memiliki nilai ralat rata-rata adalah 0,6 %.

4.5. Pengujian Tampilan LCD 16 x 2

Pada pengujian tampilan LCD digunakan sebuah LCD berkarakter 16 x 2. LCD disini berfungsi untuk menampilkan data input yang akan di inputkan oleh user. user bisa memilih untuk melakukan proses pengukuran kadar air atau kadar pH terlebih dahulu User dapat memilih A atau B sebagai inputannya, A adalah pilihan untuk melakukan proses pengukuran kadar pH dan B adalah pilihan untuk melakukan proses pengukuran kadar air. LCD ini juga berfungsi untuk menampilkan hasil dari pengukuran nilai kadar pH dan nilai kadar air.

Berikut adalah tampilan LCD 16 x 2 dari hasil pengujian :

Gambar 4.1. Tampilan utama LCD pada alat.

Gambar 4.1 di atas menampilkan tampilan utama ketika pertama kali alat ini hidup. User bisa memilih pengukuran apa dulu yang akan di lakukan, tombol A adalah pengukuran nilai kadar pH dan tombol B adalah pengukuran kadar air.

Gambar 4.2. Tampilan ketika alat sedang melakukan pengukuran kadar pH.

Pada Gambar 4.2. diatas adalah tampilan yang dihasilkan ketika user menekan tombol A yang mana sistem ini sedang melakukan proses pengukuran pH.

Gambar 4.3. Tampilan nilai pH yang dihasilkan.

Pada Gambar 4.3. di atas adalah tampilan yang dihasilkan setelah selesai melakukan pengukuran kadar pH, terlihat bahwa nilai pH yang dihasilkan adalah 6,83 dan susu menunjukkan susu baik. Pada percobaan tersebut sampel yang digunakan adalah susu sapi murni sampel pertama. Setelah 30 detik maka LCD akan kembali menampilkan tampilan utama.

Sedangkan untuk pengukuran kadar air, ketika user menekan tombol B maka LCD akan menampilkan berat awal dari susu yang sudah ditimbang dan kemudian akan dipanaskan selama 35 menit. Dalam tampilan LCD ini digunakan susu sampel pertama dengan berat 5 gram dan setelah dipanaskan selama 35 menit maka berat susu menjadi 0,77 gram terlihat pada Gambar 4.4 dibawah ini.

Gambar 4.4. Tampilan nilai berat susu sebelum dan sesudah dipanaskan.

Gambar 4.5. Tampilan ketika alat sedang melakukan pengukuran kadar air.

Pada Gambar 4.5. diatas adalah tampilan yang dihasilkan ketika sudah mendapatkan nilai berat susu sebelum dan sesudah di panaskan yang kemudian akan diproses dengan menggunakan metode gravimetri.

Pada Gambar 4.6. di atas adalah tampilan yang dihasilkan setelah selesai melakukan pengukuran nilai kadar air, terlihat bahwa nilai kadar air yang dihasilkan adalah 84,60% dan susu menunjukkan susu baik. Pada percobaan tersebut sampel yang digunakan adalah susu sapi murni sampel pertama. Setelah 30 detik maka LCD akan kembali menampilkan tampilan utama.

Hasil pengukuran berat dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Hasil Perbandingan Pengukuran Berat.

Berat sebenarnya (gram)

Berat yang terukur (gram)

Ralat Mutlak

Sampel ke-1 50 50,15 0,15

Sampel ke-2 100 100,27 0,27

Sampel ke-3 150 150,18 0,18

Sampel ke-4 200 200,33 0,33

Sampel ke-5 250 250,11 0,11

Sampel ke-6 300 300,06 0,06

Sampel ke-7 400 400,02 0,02

Sampel ke-8 500 500,07 0,07

Sampel ke-9 750 750,01 0,01

Sampel ke-10 1000 1000,03 0,03

4.4. Pengujian Nilai Kadar Air

Pada pengujian nilai kadar air disini digunakan metode gravimetri untuk mendapatkan nilai kadar air yang diinginkan. Metode ini dilakukan dengan cara memanaskan / memadatkan bahan berupa cairan. Metode ini membutuhkan berat awal dari bahan dan berat akhir dari bahan yang sudah dipadatkan. Disini bahan yang digunakan adalah susu sapi murni sebanyak 5 gram. Susu ini ditempatkan pada cawan yang sudah tersedia, cawan yang digunakan mempunyai berat 18.50 gram. Pada pengujian nilai kadar air ini digunakan 2 sampel susu yang sama yang

sebanyak 5 kali untuk mendapatkan nilai kadar air. Hasil yang didapatkan dari metode ini nantinya akan di bandingkan dengan alat buatan pabrik yaitu moisture analyzer. Dengan menggunakan perhitungan pada persamaan 3.1 dapat diketahui kadar air suatu bahan.

Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Nilai Kadar Air Untuk Sampel Pertama.

Berat susu sebelum dipadatkan (gram)

Berat susu sesudah dipadatkan (gram)

Nilai kadar air yang terukur.

Nilai kadar air oleh moisture

analyzer

Percobaan ke-1 5,00 0,77 84,60 % 85,50 %

Percobaan ke-2 5,00 0,69 86,20 % 87,00 %

Percobaan ke-3 5,00 0,81 83,80 % 84,40 %

Percobaan ke-4 5,00 0,74 85,20 % 86,10 %

Percobaan ke-5 5,00 0,79 84,20 % 85,00 %

Tabel 4.6. Hasil pengukuran nilai kadar air untuk sampel kedua.

Berat susu sebelum dipadatkan (gram)

Berat susu sesudah dipadatkan (gram)

Nilai kadar air yang terukur.

Nilai kadar air oleh moisture

analyzer

Percobaan ke-1 5,00 0,68 86,40 % 87,10 %

Percobaan ke-2 5,00 0,71 85,80 % 86,40 %

Percobaan ke-3 5,00 0,79 84,20 % 84,10 %

Percobaan ke-4 5,00 0,88 82,40 % 83,30 %

Dari hasil pengujian kadar air pada Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 terlihat bahwa kadar air dari sampel susu pertama dan kedua memiliki kadar air yang mendekati sama. Pada sampel pertama didapatkan nilai kadar air rata-rata dengan menggunakan alat yang dirancang adalah 84,80 % dan dengan menggunakan moisture analyzer didapatkan nilai rata-rata 85,60 %. Hasil dari sampel pertama memiliki nilai ralat rata-rata adalah 0,80 %. Sedangkan untuk sampel kedua didapatkan nilai kadar air rata-rata dengan menggunakan alat yang dirancang adalah 84,12 % dan dengan menggunakan moisture analyzer didapatkan nilai rata-rata 84,70 %. Hasil dari sampel pertama memiliki nilai ralat rata-rata adalah 0,6 %.

4.5. Pengujian Tampilan LCD 16 x 2

Pada pengujian tampilan LCD digunakan sebuah LCD berkarakter 16 x 2. LCD disini berfungsi untuk menampilkan data input yang akan di inputkan oleh user. user bisa memilih untuk melakukan proses pengukuran kadar air atau kadar pH terlebih dahulu User dapat memilih A atau B sebagai inputannya, A adalah pilihan untuk melakukan proses pengukuran kadar pH dan B adalah pilihan untuk melakukan proses pengukuran kadar air. LCD ini juga berfungsi untuk menampilkan hasil dari pengukuran nilai kadar pH dan nilai kadar air.

Berikut adalah tampilan LCD 16 x 2 dari hasil pengujian :

Gambar 4.1. Tampilan utama LCD pada alat.

Gambar 4.1 di atas menampilkan tampilan utama ketika pertama kali alat ini hidup. User bisa memilih pengukuran apa dulu yang akan di lakukan, tombol A

Gambar 4.2. Tampilan ketika alat sedang melakukan pengukuran kadar pH.

Pada Gambar 4.2. diatas adalah tampilan yang dihasilkan ketika user menekan tombol A yang mana sistem ini sedang melakukan proses pengukuran pH.

Gambar 4.3. Tampilan nilai pH yang dihasilkan.

Pada Gambar 4.3. di atas adalah tampilan yang dihasilkan setelah selesai melakukan pengukuran kadar pH, terlihat bahwa nilai pH yang dihasilkan adalah 6,83 dan susu menunjukkan susu baik. Pada percobaan tersebut sampel yang digunakan adalah susu sapi murni sampel pertama. Setelah 30 detik maka LCD akan kembali menampilkan tampilan utama.

Sedangkan untuk pengukuran kadar air, ketika user menekan tombol B maka LCD akan menampilkan berat awal dari susu yang sudah ditimbang dan kemudian akan dipanaskan selama 35 menit. Dalam tampilan LCD ini digunakan susu sampel pertama dengan berat 5 gram dan setelah dipanaskan selama 35 menit maka berat susu menjadi 0,77 gram terlihat pada Gambar 4.4 dibawah ini.

Gambar 4.4. Tampilan nilai berat susu sebelum dan sesudah dipanaskan.

Gambar 4.5. Tampilan ketika alat sedang melakukan pengukuran kadar air.

Pada Gambar 4.5. diatas adalah tampilan yang dihasilkan ketika sudah mendapatkan nilai berat susu sebelum dan sesudah di panaskan yang kemudian akan diproses dengan menggunakan metode gravimetri.

Pada Gambar 4.6. di atas adalah tampilan yang dihasilkan setelah selesai melakukan pengukuran nilai kadar air, terlihat bahwa nilai kadar air yang dihasilkan adalah 84,60% dan susu menunjukkan susu baik. Pada percobaan tersebut sampel yang digunakan adalah susu sapi murni sampel pertama. Setelah 30 detik maka LCD akan kembali menampilkan tampilan utama.