T1__BAB III Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Perancangan Prototype Alat Penakar Adonan Tepung Kue Donat T1 BAB III
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini, akan dijelaskan tentang perancangan perangkat keras beserta perangkat
lunak sistem yang dibuat.
3.1. Gambaran Sistem
Berikut adalah diagram blok gambaran sistem yang dibuat :
Gambar 3.1. Diagram Blok Perangkat Keras Sistem.
Secara garis besar, cara kerja dari sistem ini adalah saat arduino menerima
masukan tegangan, arduino akan mengirimkan masukan kepada 7 segment untuk
menampilkan menu utama. Pada menu utama ini, user dapat memasukan jumlah
adonan yang akan dibuat dan jenis adonan tepung yang akan dibuat. Setelah
menerima masukan, arduino akan mulai memproses masukan pada motor tabung 1,
tabung 2, dan tabung 3 secara berurutan dan proses penimbangan berjalan. Bila
muatan pada proses penimbangan berlebih, maka arduino akan mengirimkan masukan
kepada buzzer dan buzzer akan berbunyi. Setelah proses penimbanggan selesai,
arduino akan mengirimkan masukan kepada servo yang bekerja sebagai pembalik
16
cawan penimbangan. Pada proses akhir, arduino akan memberi masukan kepada
motor DC power window agar motor bekerja selama 3 menit dan arduino akan
kembali memberikan masukan kepada buzzer sebagai penanda proses telah berakhir.
3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat keras
Perancangan alat yang dibuat secara keseluruhan adalah seperti yang ditunjukkan Gambar
3.2.
Gambar 3.2. Gambaran alat tampak depan yang akan dibuat.
17
Gambar 3.3. Gambaran alat tampak belakang yang akan dibuat.
Penjelasan dari Gambar 3.2. dan 3.3. di atas adalah sebagai berikut :
1. Panel User Interface
2. Panel pengendali
3. Motor Power Window panci pengaduk
4. Panci pengaduk
5. Catu daya
6. Motor Power Window tabung 1 dan tabung 2
7. Tabung 1
8. Tabung 2
9. Servo HS-5645MG
10. Tuas katrol
11. Tabung 3
12. Cawan penimbangan
18
Gambar 3.4. Realisasi Perangkat Keras Tampak Depan
Gambar 3.5. Realisasi Perangkat Keras Tampak Belakang
19
Alat ini dibagi dalam beberapa bagian, yaitu panel pengendali, tabung penurunan
tepung, penimbangan, dan pengadukan.
3.2.1. Panel Pengendali
Panel pengendali merupakan bagian yang berisikan pengendali utama
/mikrokontroler dari alat yang akan dibuat. Selain mikrokontroler, panel pengendali
berisikan modul regulator UBEC, dan relay. Pada bagian atas panel terdapat user
interface berupa sebuah panel yang berisikan 9 tombol, 6 LED indicator, dan 1 buah
modul 7 segment.
3.2.1.1 Arduino Mega 2560
Pada perancangan tugas akhir ini Arduino Mega 2560 digunakan
sebagai penerima hasil pembacaan Load Cell dan HX711 dan pengendali
utama urutan kerja alat.
Berikut tabel konfigurasi Pin Arduino yang
digunakan.
Tabel 3.1.Konfigurasi Pin arduino Mega 2560
Nomor Pin
Fungsi
0
DIO 7 SEGMENT
1
Register CLK 7 SEGMENT
2
Serial CLK 7 SEGMENT
3
Clock LoadCell
4
DOUT LoadCell
7
Relay Motor 1(Tabung 1)
8
Relay Motor 2 (Tabung 2)
9
Relay Motor 3(Tabung 3)
10
Relay Motor Pengadukan
11
Input Servo
20
42
LED Start
44
LED Proses Terigu
46
LED proses Gula Halus
48
LED proses bahan 3
50
LED proses pengadukan
52
LED Error
53
Buzzer
22
Tombol up
23
Tombol Down
24
Tombol Start/Stop
26
Tombol Cake
27
Tombol Bolu Kukus
28
Tombol Donat
29
Tombol Bronis Kukus
30
Tombol Bronis Panggang
3.2.1.2 Modul Regulator UBEC 3A 5V-6V
Regulator UBEC 3A 5V-6V ini digunakan sebagai penurun tegangan
masukan dalam Arduino dan servo HS-5645MG. Tegangan yang
diturunkan adalah tegangan yang berasal dari Power Supply
dengan
tegangan sebesar 12V dan arus maksimal sebesar 10A.
3.2.1.3 Modul Relay 12V 20A
Modul relay digunakan sebagai saklar (Switch) yang dapat di atur
melalui mikrokontroler. Relay ini digunakan pada motor power window
tabung 1, motor power window tabung 2, motor DC 12V tabung 3 dan
motor power window pengadukan.
21
3.2.1.4 Panel User Interface
Selain arduino, regulator UBEC, dan relay 12V, pada panel pengendali
ini juga terdapat panel User Interface. Pada panel ini terdapat 6 buah LED
sebagai indikator proses yang sedang berjalan ataupun Error pada proses, 2
buah tombol Push Button Switch sebagai masukan jumlah adonan yang akan
dibuat (maksimal 5 adonan dalam satu jenis adonan tepung), 5 buah Push
Button sebagai masukan jenis tepung yang akan dibuat (Cake, bolu kukus,
donat, bronis kukus, dan bronis panggang), 2 buah Push Button sebagai
tombol Start/Stop dan Pause/Resume, dan sebuah modul 7 segment sebagai
tampilan utama jumlah adonan yang akan dibuat dan informasi Error pada
mesin.
Mesin ini memiliki 4 kondisi Error yang ditampilkan pada 7 segment,
yaitu:
Tabel 3.2. Kondisi Error yang ditampilkan pada 7 segment beserta
penjelasannya.
Tampilan pada
Segment
E
LED yang menyala
Penjelasan Error
Start+Error
Mengalami Error saat proses
pembacaan masukan jenis
tepung (tidak ada masukan
jenis tepung atau masukan
jenis tepung lebih dari 1).
E
Start+ T1+Error
Mengalami Error saat proses
penimbangan pada tabung 1
(terigu). Hal ini terjadi karena
jumlah
tepung
yang
diturunkan melebihi dari
batas maksimal (jumlah
tepung + 5g).
E
Start+T1+T2+Error
Mengalami Error saat proses
penimbangan pada tabung 2
(gula halus). Hal ini terjadi
karena jumlah gula halus
yang diturunkan melebihi
dari batas maksimal (jumlah
gula halus + 5g).
E
Start+T1+T2+T3+Error
Mengalami Error saat proses
penimbangan pada tabung 3
(maizena, coklat bubuk,
baking powder atau susu
22
bubuk). Hal ini terjadi karena
jumlah
tepung
yang
diturunkan melebihi dari
batas maksimal (jumlah
tepung + 3g).
Gambar 3.6. Panel Pengendali
Penjelasan dari gambar 3.5. di atas adalah sebagai berikut :
1. LED indikator Start
2. LED indikator proses tabung 1
3. LED indikator proses tabung 2
4. LED indikator proses tabung 3
5. LED indikator proses panci pengadukan
6. LED indikator Error
7. 7 Segment
8. Tombol Up
9. Tombol Down
10. Tombol pemilihan jenis tepung Cake
11. Tombol pemilihan jenis tepung Bolu Kukus
12. Tombol pemilihan jenis tepung Donat
13. Tombol pemilihan jenis tepung Brownis Kukus
14. Tombol pemilihan jenis tepung Brownis Panggang
15. Tombol Start/Stop
23
3.2.2. Tabung Penurunan Tepung
Tabung penurunan tepung terdiri dari 3 buah tabung dengan kapasitas pada
setiap tabungnya 3,5 kg, 2 kg, dan 1,5 ons. Tabung yang digunakan berbentuk silinder
dengan diameter pada setiap tabungnya 16 cm, 10 cm, dan 5 cm. Pada bagian bawah
tabung diameter silinder tabung akan mengecil menjadi 5 cm dengan alas berongga
agar tepung dapat turun dan tersaring .
Pada tengah tabung, terdapat sebuah tuas
yang memiliki cabang pada setiap sisinya dan disusun membentuk seperti ulir. Tuas
tersebut berperan sebagai pengaduk dan penurun tepung. Tuas putar pada tabung 1
dan tabung 2 digerakkan dengan motor Power Window, sementara untuk tabung 3
digerakkan dengan motor DC 12V.
Gambar 3.7. Tabung Penurunan Tepung
24
Gambar 3.8. Realisasi Tabung Penurunan Tepung
Gambar 3.9. Realisasi Tabung Penurunan Tepung Tampak Atas
25
3.2.3. Penimbangan
Bagian Penimbangan pada tugas akhir ini menggunakan sensor berat Load
cells, Analog to Digital Converter HX711 Modul, dan motor servo HS-5645MG.
3.2.3.1.1. Load Cells dan HX711
Load Cells dan HX711 merupakan komponen utama dalam proses
penimbangan. Dalam proses penimbangan keseimbangan Load Cells
sangatlah penting agar dapat menampilkan hasil penimbangan yang akurat.
Proses penimbangan akan berjalan secara bertahap (satu persatu) sehingga
mempermudah User apabila jumlah tepung yang turun melebihi batas.
Proses penimbangan akan dimulai dari tabung 1 (terigu), tabung 2 (gula
halus), dan tabung 3 (maizena, coklat bubuk, baking powder dan susu
bubuk). Batas dari penimbangan berbeda-beda, menyesuaikan dari jenis
adonan yang akan dibuat. Pada bahan baku terigu dan gula halus memiliki
ralat ±5g sedangkan untuk bahan baku ke 3 memiliki ralat ±3gr Berikut
tabel batas penimbangan dan macam adonan yang tersedia.
Tabel 3.3. Batas penimbangan dan macam adonan yang tersedia.
Jenis Adonan
Takaran Terigu
Takaran Gula
Halus
Isi tabung 3
Takaran isi tabung 3
Cake
163gr
170gr
Maizena
15gr
Bolu Kukus
203gr
190gr
Baking Powder
8gr
Donat
350gr
50gr
Susu Bubuk
15gr
Bronis Kukus
136gr
140gr
Coklat Bubuk
12gr
Bronis Panggang
127gr
115gr
Coklat Bubuk
8gr
3.2.3.1.2. Motor Servo HS-5645MG
Dalam perancangan ini Motor servo digunakan untuk membalik cawan
penimbangan. Setelah proses penimbangan selesai pada 1 jenis tepung (1
jenis tabung), maka servo akan segera membalik cawan penimbangan
sebesar 80 guna menurunkan tepung menuju ke panci pengadukan.
26
Servo ini terhubung dengan besi as setebal 8mm sepanjang 40cm yang
terletak segaris dengan tuas servo dan terletak vertilal pada kerangka
utama, setiap ujung dari besi as tersebut diberi sebuah bearing yang
bertujuan untuk menghilangkan gaya gesek antara besi as dan kerangka
utama. Pada besi as yang terletak di tengah kerangka utama terdapat
sebuah plat besi dengan panjang 8cm yang bertujuan untuk menopang
cawan penimpangan yang memiliki panjang 20cm. Sehinga torsi yang
dibutuhkan :
Dengan demikian Servo HS-5645MG yang memiliki torsi 12.1kg.cm
dirasa sudah mencukupi kebutuhan yang diperlukan.
Gambar 3.10. Realisasi Penimbangan
3.2.4. Pengadukan
Pengadukan tepung pada tugas akhir ini hanya terdiri dari sebuah motor power
window dan sebuah lengan tuas yang berfungsi untuk menaikturunkan panci
pengadukan. Tuas pengaduk yang digunakan terbuat dari sebuah tuas stainless dengan
4 arah cabang lembaran steinless pada ujung tuas tersebut.
27
Gambar 3.11. Cawan pengadukan Saat Diturunkan
Gambar 3.12. Cawan pengadukan Saat Dinaikkan
28
3.3.
Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak pada tugas akhir ini berupa program pengendali utama alat.
Berikut ini merupakan diagram alir yang digunakan untuk program kontroler utama
alat penakar ini:
29
Gambar 3.13. Diagram alir program Perancangan Prototype Alat Penakar Adonan
Tepung Kue Donat.
30
Penjelasan diagram alir mikrokontroler:
1. Program akan berjalan saat mikrokontroler mendapatkan masukan daya.
2. Program akan memeriksa ada tidaknya inputan dari tombol up, down, start.
3. Bila ada inputan dari tombol up, maka variable jumlah dan display 7 segment
akan ditambahkan 1.
4. Bila ada inputan dari tombol down, maka variable jumlah dan display 7
segment akan dikurangkan 1.
5. Bila ada inputan dari tombol start, maka program akan membaca inputan jenis
tepung.
6. Program akan memeriksa bilamana jumlah tombol yang ditekan lebih atau
kurang dari 1(jumlah tombol yang di tekan !=1).
7. Jika jumlah tombol yang ditekan lebih atau kurang dari 1(jumlah tombol yang
di tekan !=1), maka Buzzer akan berbunyi dan 7 segment akan menampilkan E
(Error pada bagian pemilihan jenis tepung).
8. Jika jumlah tombol yang ditekan tidak lebih atau kurang dari 1 (jumlah tombol
yang di tekan ==1), maka program akan memeriksa tombol adonan tepung
manakah yang di tekan (Cake, Bolu Kukus, Donat, Bronis Kukus, atau Bronis
Panggang).
9. Bila masukan merupakan tombol Cake, maka program akan menetapkan
variable T1 = 163, T2 = 170, dan T3 = 15 sebagai pembatas saat penimbangan.
10. Bila masukan merupakan tombol Bolu Kukus, maka program akan menetapkan
variable T1 = 203, T2 = 190, dan T3 = 7 sebagai pembatas saat penimbangan.
11. Bila masukan merupakan tombol Donat, maka program akan menetapkan
variable T1 = 350, T2 = 50, dan T3 = 15 sebagai pembatas saat penimbangan.
12. Bila masukan merupakan tombol Bronis Kukus, maka program akan
menetapkan variable T1 = 136, T2 = 140, dan T3 =12 sebagai pembatas saat
penimbangan.
13. Bila masukan merupakan tombol Bronis Panggang, maka program akan
menetapkan variable T1 = 127, T2 = 115, dan T3 = 8 sebagai pembatas saat
penimbangan.
14. Sebelum memasuki proses penimbangan, program akan membaca variable
jumlah dan di salin ke variable FLAG. Variabel FLAG akan digunakan sebagai
31
penanda program berapa banyak adonan yang akan dan telah dibuat. LED
tabung1 akan menyala sebagai indikasi proses yang sedang berjalan (LED
Tabung1= HIGH).
15. Pada proses penimbangan, mikrokontroler akan memproses data dari sensor
berat (Load Cell dan HX711). Data yang didapat akan dikomparasikan dengan
variable T1 (Lread==T1).
16. Apabila data tidak sama, maka mikrokontroler akan memberikan masukan
HIGH pada Relay 1 (RELAY1 = HIGH) sehingga motor power window pada
tabung 1 akan aktif. Proses ini akan berlangsung hingga datapada variabel
Lread sesuai dengan data pada variabel T1.
17. Kemudian, data pada variabel Lread akan di komparasikan dengan data T1 + 5
(Lread>=T1+5). Hal ini bertujuan sebagai pelindung dari batas ralat
penimbangan tabung 1 (±5g).
18. Jika data variabel Lread dinyatakan melebihi atau sama dengan T1+5 , maka
Buzzer akan berbunyi dan 7 segment akan menampilkan E (Error pada
penimbangan tabung 1 di mana jumlah tepung yang turun melebihi batas
maksimal).
19. Jika data variabel Lread dinyatakan tidak melebihi atau sama dengan T1+5,
maka mikrokontroler akan memberikan masukan LOW ke RELAY1 dan
Buzzer (RELAY1=LOW
Buzzer = LOW) dan servo akan bekerja membalik
cawan penimbangan. LED tabung2 akan menyala sebagai indikasi proses yang
sedang berjalan (LED Tabung2= HIGH).
20. Selanjutnya, mikrokontroler akan kembali memproses data dari sensor berat
(Load Cell dan HX711). Data yang didapat akan dikomparasikan dengan
variable T2 (Lread==T2).
21. Apabila data tidak sama, maka mikrokontroler akan memberikan masukan
HIGH pada Relay 2 (RELAY2 = HIGH) sehingga motor power window pada
tabung 2 akan aktif. Proses ini akan berlangsung hingga datapada variabel
Lread sesuai dengan data pada variabel T2.
22. Kemudian, data pada variabel Lread akan di komparasikan dengan data T2 + 5
(Lread>=T2+5). Hal ini bertujuan sebagai pelindung dari batas ralat
penimbangan tabung 2 (±5g).
23. Jika data variabel Lread dinyatakan melebihi atau sama dengan T2+5 , maka
Buzzer akan berbunyi dan 7 segment akan menampilkan E (Error pada
32
penimbangan tabung 2 di mana jumlah tepung yang turun melebihi batas
maksimal).
24. Jika data variabel Lread dinyatakan tidak melebihi atau sama dengan T 2+5,
maka mikrokontroler akan memberikan masukan LOW ke RELAY2 dan
Buzzer (RELAY2=LOW
Buzzer = LOW) dan servo akan bekerja membalik
cawan penimbangan. LED tabung3 akan menyala sebagai indikasi proses yang
sedang berjalan (LED Tabung3= HIGH).
25. Mikrokontroler akan kembali memproses data dari sensor berat (Load Cell dan
HX711). Data yang didapat akan dikomparasikan dengan variable T3
(Lread==T3).
26. Apabila data tidak sama, maka mikrokontroler akan memberikan masukan
HIGH pada Relay 3 (RELAY3 = HIGH) sehingga motor DC 12V pada tabung
3 akan aktif. Proses ini akan berlangsung hingga datapada variabel Lread sesuai
dengan data pada variabel T3.
27. Kemudian, data pada variabel Lread akan di komparasikan dengan data T3 + 3
(Lread>=T3+3). Hal ini bertujuan sebagai pelindung dari batas ralat
penimbangan tabung 3 (±3g).
28. Jika data variabel Lread dinyatakan melebihi atau sama dengan T3+3, maka
Buzzer akan berbunyi dan 7 segment akan menampilkan E (Error pada
penimbangan tabung 3 di mana jumlah tepung yang turun melebihi batas
maksimal).
29. Jika data variabel Lread dinyatakan tidak melebihi atau sama dengan T3+3,
maka mikrokontroler akan memberikan masukan LOW ke RELAY3 dan
Buzzer, FLAG akan dikurangi 1 (RELAY3=LOW Buzzer = LOW FLAG--)
dan servo akan bekerja membalik cawan penimbangan.
30. Berikutnya
Mikrokontroler akan memberi masukan HIGH ke RELAY4
sehingga motor pengaduk akan berjalan selama 3 menit untuk mengaduk 3
macam tepung tadi (RELAY4=HIGH & delay(180000)).
31. Setelah bekerja selama 3 menit, buzzer akan berbunyio sebanyak 3 kali, Relay
4 (motor pengaduk) akan di beri inputan LOW dan sistem penggerak panci
pengaduk akan bekerja menurunkan panci, menandakan bahwa adonan telah
selesai dan siap untuk di kemas.
33
32. Setelah itu, mikrokontroler akan menunggu masukan dari tombol up atau down
sebagai indikator bahwa mangkuk pengadukan telah dikembalikan ke
tempatnya dan sistem penggerak panci pengaduk akan bekerja menaikan panci.
33. Mikrokontroler akan memeriksa jumlah FLAG.Bila FLAG bukan 0, maka
proses penimbangan akan diulang (mengulang ke langkah 15). Bila FLAG
bernilai 0, maka program akan berakhir (END).
34
PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini, akan dijelaskan tentang perancangan perangkat keras beserta perangkat
lunak sistem yang dibuat.
3.1. Gambaran Sistem
Berikut adalah diagram blok gambaran sistem yang dibuat :
Gambar 3.1. Diagram Blok Perangkat Keras Sistem.
Secara garis besar, cara kerja dari sistem ini adalah saat arduino menerima
masukan tegangan, arduino akan mengirimkan masukan kepada 7 segment untuk
menampilkan menu utama. Pada menu utama ini, user dapat memasukan jumlah
adonan yang akan dibuat dan jenis adonan tepung yang akan dibuat. Setelah
menerima masukan, arduino akan mulai memproses masukan pada motor tabung 1,
tabung 2, dan tabung 3 secara berurutan dan proses penimbangan berjalan. Bila
muatan pada proses penimbangan berlebih, maka arduino akan mengirimkan masukan
kepada buzzer dan buzzer akan berbunyi. Setelah proses penimbanggan selesai,
arduino akan mengirimkan masukan kepada servo yang bekerja sebagai pembalik
16
cawan penimbangan. Pada proses akhir, arduino akan memberi masukan kepada
motor DC power window agar motor bekerja selama 3 menit dan arduino akan
kembali memberikan masukan kepada buzzer sebagai penanda proses telah berakhir.
3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat keras
Perancangan alat yang dibuat secara keseluruhan adalah seperti yang ditunjukkan Gambar
3.2.
Gambar 3.2. Gambaran alat tampak depan yang akan dibuat.
17
Gambar 3.3. Gambaran alat tampak belakang yang akan dibuat.
Penjelasan dari Gambar 3.2. dan 3.3. di atas adalah sebagai berikut :
1. Panel User Interface
2. Panel pengendali
3. Motor Power Window panci pengaduk
4. Panci pengaduk
5. Catu daya
6. Motor Power Window tabung 1 dan tabung 2
7. Tabung 1
8. Tabung 2
9. Servo HS-5645MG
10. Tuas katrol
11. Tabung 3
12. Cawan penimbangan
18
Gambar 3.4. Realisasi Perangkat Keras Tampak Depan
Gambar 3.5. Realisasi Perangkat Keras Tampak Belakang
19
Alat ini dibagi dalam beberapa bagian, yaitu panel pengendali, tabung penurunan
tepung, penimbangan, dan pengadukan.
3.2.1. Panel Pengendali
Panel pengendali merupakan bagian yang berisikan pengendali utama
/mikrokontroler dari alat yang akan dibuat. Selain mikrokontroler, panel pengendali
berisikan modul regulator UBEC, dan relay. Pada bagian atas panel terdapat user
interface berupa sebuah panel yang berisikan 9 tombol, 6 LED indicator, dan 1 buah
modul 7 segment.
3.2.1.1 Arduino Mega 2560
Pada perancangan tugas akhir ini Arduino Mega 2560 digunakan
sebagai penerima hasil pembacaan Load Cell dan HX711 dan pengendali
utama urutan kerja alat.
Berikut tabel konfigurasi Pin Arduino yang
digunakan.
Tabel 3.1.Konfigurasi Pin arduino Mega 2560
Nomor Pin
Fungsi
0
DIO 7 SEGMENT
1
Register CLK 7 SEGMENT
2
Serial CLK 7 SEGMENT
3
Clock LoadCell
4
DOUT LoadCell
7
Relay Motor 1(Tabung 1)
8
Relay Motor 2 (Tabung 2)
9
Relay Motor 3(Tabung 3)
10
Relay Motor Pengadukan
11
Input Servo
20
42
LED Start
44
LED Proses Terigu
46
LED proses Gula Halus
48
LED proses bahan 3
50
LED proses pengadukan
52
LED Error
53
Buzzer
22
Tombol up
23
Tombol Down
24
Tombol Start/Stop
26
Tombol Cake
27
Tombol Bolu Kukus
28
Tombol Donat
29
Tombol Bronis Kukus
30
Tombol Bronis Panggang
3.2.1.2 Modul Regulator UBEC 3A 5V-6V
Regulator UBEC 3A 5V-6V ini digunakan sebagai penurun tegangan
masukan dalam Arduino dan servo HS-5645MG. Tegangan yang
diturunkan adalah tegangan yang berasal dari Power Supply
dengan
tegangan sebesar 12V dan arus maksimal sebesar 10A.
3.2.1.3 Modul Relay 12V 20A
Modul relay digunakan sebagai saklar (Switch) yang dapat di atur
melalui mikrokontroler. Relay ini digunakan pada motor power window
tabung 1, motor power window tabung 2, motor DC 12V tabung 3 dan
motor power window pengadukan.
21
3.2.1.4 Panel User Interface
Selain arduino, regulator UBEC, dan relay 12V, pada panel pengendali
ini juga terdapat panel User Interface. Pada panel ini terdapat 6 buah LED
sebagai indikator proses yang sedang berjalan ataupun Error pada proses, 2
buah tombol Push Button Switch sebagai masukan jumlah adonan yang akan
dibuat (maksimal 5 adonan dalam satu jenis adonan tepung), 5 buah Push
Button sebagai masukan jenis tepung yang akan dibuat (Cake, bolu kukus,
donat, bronis kukus, dan bronis panggang), 2 buah Push Button sebagai
tombol Start/Stop dan Pause/Resume, dan sebuah modul 7 segment sebagai
tampilan utama jumlah adonan yang akan dibuat dan informasi Error pada
mesin.
Mesin ini memiliki 4 kondisi Error yang ditampilkan pada 7 segment,
yaitu:
Tabel 3.2. Kondisi Error yang ditampilkan pada 7 segment beserta
penjelasannya.
Tampilan pada
Segment
E
LED yang menyala
Penjelasan Error
Start+Error
Mengalami Error saat proses
pembacaan masukan jenis
tepung (tidak ada masukan
jenis tepung atau masukan
jenis tepung lebih dari 1).
E
Start+ T1+Error
Mengalami Error saat proses
penimbangan pada tabung 1
(terigu). Hal ini terjadi karena
jumlah
tepung
yang
diturunkan melebihi dari
batas maksimal (jumlah
tepung + 5g).
E
Start+T1+T2+Error
Mengalami Error saat proses
penimbangan pada tabung 2
(gula halus). Hal ini terjadi
karena jumlah gula halus
yang diturunkan melebihi
dari batas maksimal (jumlah
gula halus + 5g).
E
Start+T1+T2+T3+Error
Mengalami Error saat proses
penimbangan pada tabung 3
(maizena, coklat bubuk,
baking powder atau susu
22
bubuk). Hal ini terjadi karena
jumlah
tepung
yang
diturunkan melebihi dari
batas maksimal (jumlah
tepung + 3g).
Gambar 3.6. Panel Pengendali
Penjelasan dari gambar 3.5. di atas adalah sebagai berikut :
1. LED indikator Start
2. LED indikator proses tabung 1
3. LED indikator proses tabung 2
4. LED indikator proses tabung 3
5. LED indikator proses panci pengadukan
6. LED indikator Error
7. 7 Segment
8. Tombol Up
9. Tombol Down
10. Tombol pemilihan jenis tepung Cake
11. Tombol pemilihan jenis tepung Bolu Kukus
12. Tombol pemilihan jenis tepung Donat
13. Tombol pemilihan jenis tepung Brownis Kukus
14. Tombol pemilihan jenis tepung Brownis Panggang
15. Tombol Start/Stop
23
3.2.2. Tabung Penurunan Tepung
Tabung penurunan tepung terdiri dari 3 buah tabung dengan kapasitas pada
setiap tabungnya 3,5 kg, 2 kg, dan 1,5 ons. Tabung yang digunakan berbentuk silinder
dengan diameter pada setiap tabungnya 16 cm, 10 cm, dan 5 cm. Pada bagian bawah
tabung diameter silinder tabung akan mengecil menjadi 5 cm dengan alas berongga
agar tepung dapat turun dan tersaring .
Pada tengah tabung, terdapat sebuah tuas
yang memiliki cabang pada setiap sisinya dan disusun membentuk seperti ulir. Tuas
tersebut berperan sebagai pengaduk dan penurun tepung. Tuas putar pada tabung 1
dan tabung 2 digerakkan dengan motor Power Window, sementara untuk tabung 3
digerakkan dengan motor DC 12V.
Gambar 3.7. Tabung Penurunan Tepung
24
Gambar 3.8. Realisasi Tabung Penurunan Tepung
Gambar 3.9. Realisasi Tabung Penurunan Tepung Tampak Atas
25
3.2.3. Penimbangan
Bagian Penimbangan pada tugas akhir ini menggunakan sensor berat Load
cells, Analog to Digital Converter HX711 Modul, dan motor servo HS-5645MG.
3.2.3.1.1. Load Cells dan HX711
Load Cells dan HX711 merupakan komponen utama dalam proses
penimbangan. Dalam proses penimbangan keseimbangan Load Cells
sangatlah penting agar dapat menampilkan hasil penimbangan yang akurat.
Proses penimbangan akan berjalan secara bertahap (satu persatu) sehingga
mempermudah User apabila jumlah tepung yang turun melebihi batas.
Proses penimbangan akan dimulai dari tabung 1 (terigu), tabung 2 (gula
halus), dan tabung 3 (maizena, coklat bubuk, baking powder dan susu
bubuk). Batas dari penimbangan berbeda-beda, menyesuaikan dari jenis
adonan yang akan dibuat. Pada bahan baku terigu dan gula halus memiliki
ralat ±5g sedangkan untuk bahan baku ke 3 memiliki ralat ±3gr Berikut
tabel batas penimbangan dan macam adonan yang tersedia.
Tabel 3.3. Batas penimbangan dan macam adonan yang tersedia.
Jenis Adonan
Takaran Terigu
Takaran Gula
Halus
Isi tabung 3
Takaran isi tabung 3
Cake
163gr
170gr
Maizena
15gr
Bolu Kukus
203gr
190gr
Baking Powder
8gr
Donat
350gr
50gr
Susu Bubuk
15gr
Bronis Kukus
136gr
140gr
Coklat Bubuk
12gr
Bronis Panggang
127gr
115gr
Coklat Bubuk
8gr
3.2.3.1.2. Motor Servo HS-5645MG
Dalam perancangan ini Motor servo digunakan untuk membalik cawan
penimbangan. Setelah proses penimbangan selesai pada 1 jenis tepung (1
jenis tabung), maka servo akan segera membalik cawan penimbangan
sebesar 80 guna menurunkan tepung menuju ke panci pengadukan.
26
Servo ini terhubung dengan besi as setebal 8mm sepanjang 40cm yang
terletak segaris dengan tuas servo dan terletak vertilal pada kerangka
utama, setiap ujung dari besi as tersebut diberi sebuah bearing yang
bertujuan untuk menghilangkan gaya gesek antara besi as dan kerangka
utama. Pada besi as yang terletak di tengah kerangka utama terdapat
sebuah plat besi dengan panjang 8cm yang bertujuan untuk menopang
cawan penimpangan yang memiliki panjang 20cm. Sehinga torsi yang
dibutuhkan :
Dengan demikian Servo HS-5645MG yang memiliki torsi 12.1kg.cm
dirasa sudah mencukupi kebutuhan yang diperlukan.
Gambar 3.10. Realisasi Penimbangan
3.2.4. Pengadukan
Pengadukan tepung pada tugas akhir ini hanya terdiri dari sebuah motor power
window dan sebuah lengan tuas yang berfungsi untuk menaikturunkan panci
pengadukan. Tuas pengaduk yang digunakan terbuat dari sebuah tuas stainless dengan
4 arah cabang lembaran steinless pada ujung tuas tersebut.
27
Gambar 3.11. Cawan pengadukan Saat Diturunkan
Gambar 3.12. Cawan pengadukan Saat Dinaikkan
28
3.3.
Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak pada tugas akhir ini berupa program pengendali utama alat.
Berikut ini merupakan diagram alir yang digunakan untuk program kontroler utama
alat penakar ini:
29
Gambar 3.13. Diagram alir program Perancangan Prototype Alat Penakar Adonan
Tepung Kue Donat.
30
Penjelasan diagram alir mikrokontroler:
1. Program akan berjalan saat mikrokontroler mendapatkan masukan daya.
2. Program akan memeriksa ada tidaknya inputan dari tombol up, down, start.
3. Bila ada inputan dari tombol up, maka variable jumlah dan display 7 segment
akan ditambahkan 1.
4. Bila ada inputan dari tombol down, maka variable jumlah dan display 7
segment akan dikurangkan 1.
5. Bila ada inputan dari tombol start, maka program akan membaca inputan jenis
tepung.
6. Program akan memeriksa bilamana jumlah tombol yang ditekan lebih atau
kurang dari 1(jumlah tombol yang di tekan !=1).
7. Jika jumlah tombol yang ditekan lebih atau kurang dari 1(jumlah tombol yang
di tekan !=1), maka Buzzer akan berbunyi dan 7 segment akan menampilkan E
(Error pada bagian pemilihan jenis tepung).
8. Jika jumlah tombol yang ditekan tidak lebih atau kurang dari 1 (jumlah tombol
yang di tekan ==1), maka program akan memeriksa tombol adonan tepung
manakah yang di tekan (Cake, Bolu Kukus, Donat, Bronis Kukus, atau Bronis
Panggang).
9. Bila masukan merupakan tombol Cake, maka program akan menetapkan
variable T1 = 163, T2 = 170, dan T3 = 15 sebagai pembatas saat penimbangan.
10. Bila masukan merupakan tombol Bolu Kukus, maka program akan menetapkan
variable T1 = 203, T2 = 190, dan T3 = 7 sebagai pembatas saat penimbangan.
11. Bila masukan merupakan tombol Donat, maka program akan menetapkan
variable T1 = 350, T2 = 50, dan T3 = 15 sebagai pembatas saat penimbangan.
12. Bila masukan merupakan tombol Bronis Kukus, maka program akan
menetapkan variable T1 = 136, T2 = 140, dan T3 =12 sebagai pembatas saat
penimbangan.
13. Bila masukan merupakan tombol Bronis Panggang, maka program akan
menetapkan variable T1 = 127, T2 = 115, dan T3 = 8 sebagai pembatas saat
penimbangan.
14. Sebelum memasuki proses penimbangan, program akan membaca variable
jumlah dan di salin ke variable FLAG. Variabel FLAG akan digunakan sebagai
31
penanda program berapa banyak adonan yang akan dan telah dibuat. LED
tabung1 akan menyala sebagai indikasi proses yang sedang berjalan (LED
Tabung1= HIGH).
15. Pada proses penimbangan, mikrokontroler akan memproses data dari sensor
berat (Load Cell dan HX711). Data yang didapat akan dikomparasikan dengan
variable T1 (Lread==T1).
16. Apabila data tidak sama, maka mikrokontroler akan memberikan masukan
HIGH pada Relay 1 (RELAY1 = HIGH) sehingga motor power window pada
tabung 1 akan aktif. Proses ini akan berlangsung hingga datapada variabel
Lread sesuai dengan data pada variabel T1.
17. Kemudian, data pada variabel Lread akan di komparasikan dengan data T1 + 5
(Lread>=T1+5). Hal ini bertujuan sebagai pelindung dari batas ralat
penimbangan tabung 1 (±5g).
18. Jika data variabel Lread dinyatakan melebihi atau sama dengan T1+5 , maka
Buzzer akan berbunyi dan 7 segment akan menampilkan E (Error pada
penimbangan tabung 1 di mana jumlah tepung yang turun melebihi batas
maksimal).
19. Jika data variabel Lread dinyatakan tidak melebihi atau sama dengan T1+5,
maka mikrokontroler akan memberikan masukan LOW ke RELAY1 dan
Buzzer (RELAY1=LOW
Buzzer = LOW) dan servo akan bekerja membalik
cawan penimbangan. LED tabung2 akan menyala sebagai indikasi proses yang
sedang berjalan (LED Tabung2= HIGH).
20. Selanjutnya, mikrokontroler akan kembali memproses data dari sensor berat
(Load Cell dan HX711). Data yang didapat akan dikomparasikan dengan
variable T2 (Lread==T2).
21. Apabila data tidak sama, maka mikrokontroler akan memberikan masukan
HIGH pada Relay 2 (RELAY2 = HIGH) sehingga motor power window pada
tabung 2 akan aktif. Proses ini akan berlangsung hingga datapada variabel
Lread sesuai dengan data pada variabel T2.
22. Kemudian, data pada variabel Lread akan di komparasikan dengan data T2 + 5
(Lread>=T2+5). Hal ini bertujuan sebagai pelindung dari batas ralat
penimbangan tabung 2 (±5g).
23. Jika data variabel Lread dinyatakan melebihi atau sama dengan T2+5 , maka
Buzzer akan berbunyi dan 7 segment akan menampilkan E (Error pada
32
penimbangan tabung 2 di mana jumlah tepung yang turun melebihi batas
maksimal).
24. Jika data variabel Lread dinyatakan tidak melebihi atau sama dengan T 2+5,
maka mikrokontroler akan memberikan masukan LOW ke RELAY2 dan
Buzzer (RELAY2=LOW
Buzzer = LOW) dan servo akan bekerja membalik
cawan penimbangan. LED tabung3 akan menyala sebagai indikasi proses yang
sedang berjalan (LED Tabung3= HIGH).
25. Mikrokontroler akan kembali memproses data dari sensor berat (Load Cell dan
HX711). Data yang didapat akan dikomparasikan dengan variable T3
(Lread==T3).
26. Apabila data tidak sama, maka mikrokontroler akan memberikan masukan
HIGH pada Relay 3 (RELAY3 = HIGH) sehingga motor DC 12V pada tabung
3 akan aktif. Proses ini akan berlangsung hingga datapada variabel Lread sesuai
dengan data pada variabel T3.
27. Kemudian, data pada variabel Lread akan di komparasikan dengan data T3 + 3
(Lread>=T3+3). Hal ini bertujuan sebagai pelindung dari batas ralat
penimbangan tabung 3 (±3g).
28. Jika data variabel Lread dinyatakan melebihi atau sama dengan T3+3, maka
Buzzer akan berbunyi dan 7 segment akan menampilkan E (Error pada
penimbangan tabung 3 di mana jumlah tepung yang turun melebihi batas
maksimal).
29. Jika data variabel Lread dinyatakan tidak melebihi atau sama dengan T3+3,
maka mikrokontroler akan memberikan masukan LOW ke RELAY3 dan
Buzzer, FLAG akan dikurangi 1 (RELAY3=LOW Buzzer = LOW FLAG--)
dan servo akan bekerja membalik cawan penimbangan.
30. Berikutnya
Mikrokontroler akan memberi masukan HIGH ke RELAY4
sehingga motor pengaduk akan berjalan selama 3 menit untuk mengaduk 3
macam tepung tadi (RELAY4=HIGH & delay(180000)).
31. Setelah bekerja selama 3 menit, buzzer akan berbunyio sebanyak 3 kali, Relay
4 (motor pengaduk) akan di beri inputan LOW dan sistem penggerak panci
pengaduk akan bekerja menurunkan panci, menandakan bahwa adonan telah
selesai dan siap untuk di kemas.
33
32. Setelah itu, mikrokontroler akan menunggu masukan dari tombol up atau down
sebagai indikator bahwa mangkuk pengadukan telah dikembalikan ke
tempatnya dan sistem penggerak panci pengaduk akan bekerja menaikan panci.
33. Mikrokontroler akan memeriksa jumlah FLAG.Bila FLAG bukan 0, maka
proses penimbangan akan diulang (mengulang ke langkah 15). Bila FLAG
bernilai 0, maka program akan berakhir (END).
34