T1__BAB III Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Pengendali Suhu dan Waktu pada Proses Pasteurisasi Susu Menggunakan Metode LTLT (Low Temperature, Long Time) T1 BAB III
BAB III
PERANCANGAN
Pada bab ini penulis akan menjelaskan mengenai perancangan dan realisasi alat
pasteurisasi susu dengan menggunakan metode LTLT ( Low Temperature, Long Time).
Bahasan perancangan dimulai dengan penjelasan alat secara keseluruhan yaitu
penjelasan singkat bagaimana alat bekerja.
Pembahasan selanjutnya mengenai penjelasan perancangan perangkat keras
meliputi sistem elektroniknya. Yaitu penjelasan perancangan mikrokontroler sebagai
pengendali utama pada sistem yang akan dibuat serta komponen lain yang terhubung
pada mikrokontroler.
Kemudian pembahasan diakhiri dengan penjelasan dari perancangan perangkat
lunak. Perangkat lunak berupa program pada mikrokontroler yang digunakan untuk
mengolah data dari sensor yang digunakan, serta notifikasi yang akan ditampilkan pada
layar LCD.
3.1.
Gambaran Alat
Sistem yang dirancang oleh penulis adalah alat pasteurisasi susu dengan
menggunakan metode LTLT (Low Temperature, Long Time). Alat ini menggunakan
dua buah panci sebagai wadah untuk air dan wadah susu yang akan diolah. Alat ini
dapat mengolah susu sebanyak 6.000 mL dengan menggunakan 2.000mL air sebagai
media pemanasnya dan juga terdapat pengaduk yang bekerja secara otomatis. Pada alat
ini terdapat load Cell yang digunakan untuk menentukan volume air dan volume susu,
serta dapat menampilkan notifikasi pada layar LCD jika volume air kurang dari batas
minimal dan susu kurang dari batas minimal atau lebih dari batas maksimal yang telah
ditentukan.
Pada skripsi yang dirancang oleh penulis alat untuk mengolah susu dengan cara
pasteurisasi. Pada sistem yang dirancang alat akan bekerja terlebih dahulu dengan
mengecek apakah sudah terisi air atau belum, jika belum terisi air maka akan mengirim
notifikasi untuk mengisi air jika sudah terisi air maka alat ini akan mengukur volume air
dengan ketentuan minimal air yang digunakan sebanyak 1.750 mL dan maksimal
sebanyak 2.000 mL. Setelah volume air terpenuhi sistem akan memulai memanaskan air
11
sampai nilai suhu 50 °C, berikutnya sistem akan mengirim notifikasi untuk mengisi
susu. Selanjutnya sistem akan mengukur volume susu yang masuk ke dalam panci
dengan ketentuan, minimal susu yang akan diolah adalah sebanyak 250 mL dan
maksimal 6.000 mL, setelah batas minimal dan maksimal volume susu terpenuhi maka
sistem akan mengirim notifikasi berupa pemberitahuan kepada pengguna agar menekan
tombol start sebagai input untuk memulai proses pengolahan susu. Setelah mendapat
input dari tombol sistem dapat mulai memanaskan air sampai nilai suhu 64 °C pada saat
mencapai suhu tersebut sistem akan memulai timer selama 30 menit dan menyalakan
pengaduk secara otomatis. Alat ini akan menjaga suhu 64 °C selama 30 menit setelah
selesai alat ini akan menampilkan nilai suhu susu. Pada perancangan alat ini semua
notifikasi yang dikirim oleh sistem akan tertampil pada layar LCD juga termasuk nilai
suhu susu.
Gambar 3.1. Diagram blok keseluruhan sistem
3.2.
Perancangan Perangkat Keras
Pada bagian ini dijelaskan mengenai perancangan perangkat keras pada alat
pasteurisasi susu. Perancangan perangkat pada alat pasteurisasi terdiri dari bagianbagian utama sebagai berikut:
Penampung air dan susu
12
Alat ini menggunakan dua buah panci berbahan stainless steel, panci yang
terletak dibagian dalam berfungsi sebagai penampung susu dan panci bagian
luar berfungsi sebagai penampung air. Berikut adalah realisasi dari dua buah
panci berbahan stainless steel dimana dimensi panci bagian luar memiliki
diameter 22 cm dan tinggi 30 cm, sedangkan untuk panci bagian dalam memiliki
diameter 18 cm dan tinggi 27 cm.
Gambar 3.2. Realisasi dua buah panci stainless steel
Pengaduk susu
Pada bagian pengaduk susu yang dirancang ini menggunakan motor DC
sebagai penggeraknya.
Penampang load cell
Pada bagian penampang load cell digunakan sebagai alas untuk
menempatkan panci dan perangkat keras lainnya, jadi seluruh komponen
yang terpasang di atasnya akan terukur beratnya. Realisasi dari penampang
load cell dapat dilihat pada gambar 3.2, berbentuk persegi dengan panjang
24 cm dan lebar 24 cm.
Gambar 3.3. Realisasi penampang load cell
13
3.2.1. Sistem pengendali utama perangkat keras
Pengendali Utama untuk pada sistem ini menggunakan Arduino Mega
2560. Sebagai pengendali utama pada sistem, tugas dari mikrokontroler antara
lain:
Menerima data yang diperoleh dari load cell untuk mengukur volume
air dan susu.
Menerima data yang diperoleh dari sensor suhu DS18B20 yang
membaca suhu air dan suhu susu.
Menerima data dari push button sebagai input untuk memulai
pemanasan saat susu sudah terisi.
Mengolah data dari konfigurasi pengukur batas volume yang akan
ditampilkan sebagai pemberitahuan.
Mengolah data dari konfigurasi pengukur suhu air yang akan
digunakan untuk penentu nyala elemen pemanas air.
Menjalankan timer selama 30 menit dan memberi perintah untuk
menjalankan pengaduk.
Mengirim notifikasi berupa tulisan pada penampil elektronik dan
menampilkan nilai suhu.
14
Tabel 3.1. Konfigurasi pin Arduino Mega2560
Pin Out
Fungsi
A0
Terhubung dengan pin DT modul HX711
A1
Terhubung dengan pin SCK modul HX711
A2
Terhubung dengan pin DB4 LCD 16×2
A3
Terhubung dengan pin DB5 LCD 16×2
A4
Terhubung dengan pin DB6 LCD 16×2
A5
Terhubung dengan pin DB7 LCD 16×2
A6
Terhubung dengan pin RS LCD 16×2
A7
Terhubung dengan pin E LCD 16×2
D53
Terhubung dengan pin data Sensor Suhu air DS18B20
D43
Terhubung dengan pin data Sensor Suhu susu DS18B20
D51
Terhubung dengan pin Relay In1
D49
Terhubung dengan pin Relay In2
D22
Terhubung tombol push button start
Reset
Terhubung dengan tombol push button
3.2.2. Sensor suhu DS18B20 pada air
Pada sistem pengukuran suhu menggunakan sensor DS18B20 karena
sensor ini dapat bekerja di dalam air. Penggunaan sensor suhu ini hanya
menggunakan satu buah pin digital pada Arduino Mega2560 sebagai jalur
komunikasi. Agar sensor dapat bekerja dengan baik, pada perancangan untai
sensor suhu DS18B20 ditambahkan sebuah resistor pull up pada pin ‘data’ di
dengan nilai 4,7 kΩ. Resistor pull up pada pin ‘data’ dari sensor suhu digunakan
agar otput data tatap setabil, dan jika tidak di pull up maka keluaran sensor akan
bernilai – 127 °C dan tidak akan berubah. Berikut adalah sistem pengukur suhu
serta konfigurasi perancangan untainya.
15
Gambar 3.4. Konfigurasi sensor suhu DS18B20 dengan Arduino 2560
Gambar 3.5. Diagram blok sensor suhu DS18B20
3.2.3. Sensor suhu DS18B20 pada susu
Pada sistem pengukuran suhu susu menggunakan sensor DS18B20.
Penggunaan sensor suhu ini hanya menggunakan satu buah pin digital pada
Arduino Mega2560 sebagai jalur komunikasi. Agar sensor dapat bekerja dengan
baik, pada perancangan untai sensor suhu DS18B20 ditambahkan sebuah
resistor pull up pada pin ‘data’ di dengan nilai 4,7 kΩ. Berikut adalah
konfigurasi sistem pengukur suhu susu.
Gambar 3.6. Konfigurasi sensor DS18B20 dan Arduino Mega 2560
16
3.2.4. Load cell dan Modul HX711
Pada sistem pengukuran volume dengan menggunakan load cell dan
modul HX711. Load cell yang digunakan memiliki kemampuan untuk
mengukur berat sampai dengan 20 kg. Load cell disini digunakan sebagai
pengukur volume air dan volume susu yang akan diolah. Dengan mengkonversi
terlebih dahulu dari masa jenis air ke berat dan masa jenis susu ke berat,
Gambar 3.7. Konfigurasi load cell dan modul HX711
Gambar 3.8. Diagram blok pengukuran volume
3.2.5. Elemen pemanas air
Elemen pemanas yang digunakan sebagai pemanas air, merupakan
elemen pemanas yang digunakan khusus untuk pemanas air. Pada perancangan
alat ini menggunakan dua buah elemen pemanas yang dipasang secara seri,
dengan daya masing-masing elemen pemanas sebesar 150 watt. Elemen
pemanas dirangkai secara seri bertujuan agar daya yang didapatkan semakin
besar. Berikut adalah konfigurasi sistem pemanas yang digunakan.
17
Gambar 3.9. Konfigurasi sistem pemanas air
Gambar 3.10. Diagram blok sistem pemanas air
3.2.6. Motor DC
Sistem penggerak pada pengaduk susu menggunakan motor DC power
window sebagai penggeraknya, penggunaan motor DC sebagai penggerak
pengaduk bertujuan agar panas yang dihasilkan dapat merata. Motor ini bekerja
pada tegangan DC 12 volt, karena motor ini mempunyai kecepatan putar rendah
tetapi mempunyai torsi yang besar. Berikut adalah konfigurasi sistem pengaduk.
Gambar 3.11. Konfigurasi rancangan pengaduk susu
18
Gambar 3.12. Diagram blok sistem pengaduk
3.2.7. 2- Channel Relay Modul
Modul relay yang digunakan memiliki dua pin input, input pertama
sebagai pengendali elemen pemanas, dan input kedua sebagai pengendali motor
DC pada penggerak pengaduk susu. Relay yang digunakan akan aktif apabila
kondisi input “LOW” digunakan sebagai pengatur nyala elemen pemanas untuk
memanaskan air, dan motor DC yang digunakan sebagai pengaduk susu.
Gambar 3.13. 2- Channel Relay Modul
Tabel 3.2. Konfigurasi pin modul relay
Pin 2- Channel Relay Modul
Fungsi
VCC
Terhubung dengan 5V Arduino
GND
Terhubung dengan GND Arduino
In1
Terhubung dengan pin 51 Arduino
In2
Terhubung dengan pin 49 Arduino
NO (Normally Open) K1
Terhubung dengan 220 VAC
COM (Common Pin) K1
Terhubung dengan elemen pemanas
NO (Normally Open) K2
Terhubung dengan 12 VDC
COM (Common Pin) K2
Terhubung dengan motor DC
3.2.8. LCD 16×2
Sebagai media untuk menampilkan notifikasi dan nilai suhu digunakan
LCD 16×2. Karena harganya yang murah serta banyak tersedia di pasaran.
19
Notifikasi yang tertampil pada layar LCD berupa pemberitahuan agar pengguna
dapat melakukan tindakan yang sesuai dengan notifikasi yang tertampil pada
layar LCD. Pemberitahuan yang akan tertampil pada layar LCD berupa
pemberitahuan ‘isi air’, ‘pemanasan air’, ‘isi susu’, ‘tekan tombol start’,
‘kurangi susu’, dan menampilkan nilai suhu.
Gambar 3.14. Konfigurasi LCD 16×2 dengan arduino
3.2.9. User interface
Pada user interface menggunakan dua buah saklar jenis push button,
saklar push button 2 berfungsi sebagai reset yang terhubung dengan ground
pada pin arduino. Pada saklar push button 1 berfungsi sebagai tombol untuk
memulai proses pengolahan susu setelah batas minimal dan maksimal susu
terpenuhi. Saklar 2 menggunakan rangkaian resistor pull-up maka sinyal akan
dapat terdefinisi apakah itu “HIGH” atau “LOW”. Berikut adalah konfigurasi
pada tombol push button.
Gambar 3.15. Konfigurasi tombol reset dan tombol start
20
3.3.
Perancangan Perangkat Lunak
Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan perangkat lunak yang
digunakan untuk membuat skripsi ini. Perancangan perangkat lunak pada skripsi ini
digunakan untuk mengatur seluruh kerja sistem menggunakan Arduino Mega 2560.
3.3.1. Sistem Perangkat Lunak
Pada Arduino Mega 2560 dirancang sebuah program untuk mengukur
volume air dan susu yang mendapat data dari pengukur volume, dari data
tersebut sistem akan mengirim notifikasi isi air jika volume air kurang dari 1.750
mL. Jika volume air lebih dari 1.750 mL maka sistem akan memberi perintah ke
driver pemanas untuk menyalakan elemen pemanas air. Selanjutnya sistem akan
membaca data dari sensor suhu, jika nilai suhu air sudah mencapai 50 °C maka
sistem akan memberi perintah untuk mematikan elemen pemanas lalu akan
mengirimkan notifikasi untuk melakukan pengisian susu. Saat susu sudah masuk
ke dalam panci maka sistem akan mengukur volume susu dengan batas minimal
susu sebesar 250 mL dan batas maksimal sebesar 6.000 mL. Jika volume susu
sudah lebih dari batas minimal maka sistem akan mengirim notifikasi untuk
menekan tombol yang dilakukan oleh pengguna. Pada saat volume susu lebih
dari batas maksimal maka sistem akan mengirim notifikasi untuk mengurangi
susu, Setelah terjadi pengurangan susu dan volume susu yang terbaca oleh
sistem sama dengan batas maksimal atau kurang dari batas maksimal dan tidak
kurang dari 250 mL maka sistem akan kembali mengirim notifikasi untuk
menekan tombol start. Pada saat pengguna menekan tombol start, sistem
menerima input data dari tombol kemudian sistem memberi perintah untuk
menyalakan elemen pemanas, jika suhu air sudah mencapai 64 °C maka sistem
akan menjalankan timer selama 30 menit dan memberi perintah ke driver
pengaduk untuk menyalakan pengaduk. Selama 30 menit sistem akan mengatur
agar suhu air tetap stabil. Pada saat timer 30 menit selesai maka sistem akan
memberi perintah untuk mematikan pengaduk dan berhenti menjaga suhu tetap
stabil, setelah itu sistem akan membaca data dari sensor suhu susu kemudian
akan menampilkan nilai suhu susu.
Berikut adalah diagram alir program pada mikrokontroler yang telah dibuat
21
Gambar 3.16. Flow chart pada perangkat lunak
22
PERANCANGAN
Pada bab ini penulis akan menjelaskan mengenai perancangan dan realisasi alat
pasteurisasi susu dengan menggunakan metode LTLT ( Low Temperature, Long Time).
Bahasan perancangan dimulai dengan penjelasan alat secara keseluruhan yaitu
penjelasan singkat bagaimana alat bekerja.
Pembahasan selanjutnya mengenai penjelasan perancangan perangkat keras
meliputi sistem elektroniknya. Yaitu penjelasan perancangan mikrokontroler sebagai
pengendali utama pada sistem yang akan dibuat serta komponen lain yang terhubung
pada mikrokontroler.
Kemudian pembahasan diakhiri dengan penjelasan dari perancangan perangkat
lunak. Perangkat lunak berupa program pada mikrokontroler yang digunakan untuk
mengolah data dari sensor yang digunakan, serta notifikasi yang akan ditampilkan pada
layar LCD.
3.1.
Gambaran Alat
Sistem yang dirancang oleh penulis adalah alat pasteurisasi susu dengan
menggunakan metode LTLT (Low Temperature, Long Time). Alat ini menggunakan
dua buah panci sebagai wadah untuk air dan wadah susu yang akan diolah. Alat ini
dapat mengolah susu sebanyak 6.000 mL dengan menggunakan 2.000mL air sebagai
media pemanasnya dan juga terdapat pengaduk yang bekerja secara otomatis. Pada alat
ini terdapat load Cell yang digunakan untuk menentukan volume air dan volume susu,
serta dapat menampilkan notifikasi pada layar LCD jika volume air kurang dari batas
minimal dan susu kurang dari batas minimal atau lebih dari batas maksimal yang telah
ditentukan.
Pada skripsi yang dirancang oleh penulis alat untuk mengolah susu dengan cara
pasteurisasi. Pada sistem yang dirancang alat akan bekerja terlebih dahulu dengan
mengecek apakah sudah terisi air atau belum, jika belum terisi air maka akan mengirim
notifikasi untuk mengisi air jika sudah terisi air maka alat ini akan mengukur volume air
dengan ketentuan minimal air yang digunakan sebanyak 1.750 mL dan maksimal
sebanyak 2.000 mL. Setelah volume air terpenuhi sistem akan memulai memanaskan air
11
sampai nilai suhu 50 °C, berikutnya sistem akan mengirim notifikasi untuk mengisi
susu. Selanjutnya sistem akan mengukur volume susu yang masuk ke dalam panci
dengan ketentuan, minimal susu yang akan diolah adalah sebanyak 250 mL dan
maksimal 6.000 mL, setelah batas minimal dan maksimal volume susu terpenuhi maka
sistem akan mengirim notifikasi berupa pemberitahuan kepada pengguna agar menekan
tombol start sebagai input untuk memulai proses pengolahan susu. Setelah mendapat
input dari tombol sistem dapat mulai memanaskan air sampai nilai suhu 64 °C pada saat
mencapai suhu tersebut sistem akan memulai timer selama 30 menit dan menyalakan
pengaduk secara otomatis. Alat ini akan menjaga suhu 64 °C selama 30 menit setelah
selesai alat ini akan menampilkan nilai suhu susu. Pada perancangan alat ini semua
notifikasi yang dikirim oleh sistem akan tertampil pada layar LCD juga termasuk nilai
suhu susu.
Gambar 3.1. Diagram blok keseluruhan sistem
3.2.
Perancangan Perangkat Keras
Pada bagian ini dijelaskan mengenai perancangan perangkat keras pada alat
pasteurisasi susu. Perancangan perangkat pada alat pasteurisasi terdiri dari bagianbagian utama sebagai berikut:
Penampung air dan susu
12
Alat ini menggunakan dua buah panci berbahan stainless steel, panci yang
terletak dibagian dalam berfungsi sebagai penampung susu dan panci bagian
luar berfungsi sebagai penampung air. Berikut adalah realisasi dari dua buah
panci berbahan stainless steel dimana dimensi panci bagian luar memiliki
diameter 22 cm dan tinggi 30 cm, sedangkan untuk panci bagian dalam memiliki
diameter 18 cm dan tinggi 27 cm.
Gambar 3.2. Realisasi dua buah panci stainless steel
Pengaduk susu
Pada bagian pengaduk susu yang dirancang ini menggunakan motor DC
sebagai penggeraknya.
Penampang load cell
Pada bagian penampang load cell digunakan sebagai alas untuk
menempatkan panci dan perangkat keras lainnya, jadi seluruh komponen
yang terpasang di atasnya akan terukur beratnya. Realisasi dari penampang
load cell dapat dilihat pada gambar 3.2, berbentuk persegi dengan panjang
24 cm dan lebar 24 cm.
Gambar 3.3. Realisasi penampang load cell
13
3.2.1. Sistem pengendali utama perangkat keras
Pengendali Utama untuk pada sistem ini menggunakan Arduino Mega
2560. Sebagai pengendali utama pada sistem, tugas dari mikrokontroler antara
lain:
Menerima data yang diperoleh dari load cell untuk mengukur volume
air dan susu.
Menerima data yang diperoleh dari sensor suhu DS18B20 yang
membaca suhu air dan suhu susu.
Menerima data dari push button sebagai input untuk memulai
pemanasan saat susu sudah terisi.
Mengolah data dari konfigurasi pengukur batas volume yang akan
ditampilkan sebagai pemberitahuan.
Mengolah data dari konfigurasi pengukur suhu air yang akan
digunakan untuk penentu nyala elemen pemanas air.
Menjalankan timer selama 30 menit dan memberi perintah untuk
menjalankan pengaduk.
Mengirim notifikasi berupa tulisan pada penampil elektronik dan
menampilkan nilai suhu.
14
Tabel 3.1. Konfigurasi pin Arduino Mega2560
Pin Out
Fungsi
A0
Terhubung dengan pin DT modul HX711
A1
Terhubung dengan pin SCK modul HX711
A2
Terhubung dengan pin DB4 LCD 16×2
A3
Terhubung dengan pin DB5 LCD 16×2
A4
Terhubung dengan pin DB6 LCD 16×2
A5
Terhubung dengan pin DB7 LCD 16×2
A6
Terhubung dengan pin RS LCD 16×2
A7
Terhubung dengan pin E LCD 16×2
D53
Terhubung dengan pin data Sensor Suhu air DS18B20
D43
Terhubung dengan pin data Sensor Suhu susu DS18B20
D51
Terhubung dengan pin Relay In1
D49
Terhubung dengan pin Relay In2
D22
Terhubung tombol push button start
Reset
Terhubung dengan tombol push button
3.2.2. Sensor suhu DS18B20 pada air
Pada sistem pengukuran suhu menggunakan sensor DS18B20 karena
sensor ini dapat bekerja di dalam air. Penggunaan sensor suhu ini hanya
menggunakan satu buah pin digital pada Arduino Mega2560 sebagai jalur
komunikasi. Agar sensor dapat bekerja dengan baik, pada perancangan untai
sensor suhu DS18B20 ditambahkan sebuah resistor pull up pada pin ‘data’ di
dengan nilai 4,7 kΩ. Resistor pull up pada pin ‘data’ dari sensor suhu digunakan
agar otput data tatap setabil, dan jika tidak di pull up maka keluaran sensor akan
bernilai – 127 °C dan tidak akan berubah. Berikut adalah sistem pengukur suhu
serta konfigurasi perancangan untainya.
15
Gambar 3.4. Konfigurasi sensor suhu DS18B20 dengan Arduino 2560
Gambar 3.5. Diagram blok sensor suhu DS18B20
3.2.3. Sensor suhu DS18B20 pada susu
Pada sistem pengukuran suhu susu menggunakan sensor DS18B20.
Penggunaan sensor suhu ini hanya menggunakan satu buah pin digital pada
Arduino Mega2560 sebagai jalur komunikasi. Agar sensor dapat bekerja dengan
baik, pada perancangan untai sensor suhu DS18B20 ditambahkan sebuah
resistor pull up pada pin ‘data’ di dengan nilai 4,7 kΩ. Berikut adalah
konfigurasi sistem pengukur suhu susu.
Gambar 3.6. Konfigurasi sensor DS18B20 dan Arduino Mega 2560
16
3.2.4. Load cell dan Modul HX711
Pada sistem pengukuran volume dengan menggunakan load cell dan
modul HX711. Load cell yang digunakan memiliki kemampuan untuk
mengukur berat sampai dengan 20 kg. Load cell disini digunakan sebagai
pengukur volume air dan volume susu yang akan diolah. Dengan mengkonversi
terlebih dahulu dari masa jenis air ke berat dan masa jenis susu ke berat,
Gambar 3.7. Konfigurasi load cell dan modul HX711
Gambar 3.8. Diagram blok pengukuran volume
3.2.5. Elemen pemanas air
Elemen pemanas yang digunakan sebagai pemanas air, merupakan
elemen pemanas yang digunakan khusus untuk pemanas air. Pada perancangan
alat ini menggunakan dua buah elemen pemanas yang dipasang secara seri,
dengan daya masing-masing elemen pemanas sebesar 150 watt. Elemen
pemanas dirangkai secara seri bertujuan agar daya yang didapatkan semakin
besar. Berikut adalah konfigurasi sistem pemanas yang digunakan.
17
Gambar 3.9. Konfigurasi sistem pemanas air
Gambar 3.10. Diagram blok sistem pemanas air
3.2.6. Motor DC
Sistem penggerak pada pengaduk susu menggunakan motor DC power
window sebagai penggeraknya, penggunaan motor DC sebagai penggerak
pengaduk bertujuan agar panas yang dihasilkan dapat merata. Motor ini bekerja
pada tegangan DC 12 volt, karena motor ini mempunyai kecepatan putar rendah
tetapi mempunyai torsi yang besar. Berikut adalah konfigurasi sistem pengaduk.
Gambar 3.11. Konfigurasi rancangan pengaduk susu
18
Gambar 3.12. Diagram blok sistem pengaduk
3.2.7. 2- Channel Relay Modul
Modul relay yang digunakan memiliki dua pin input, input pertama
sebagai pengendali elemen pemanas, dan input kedua sebagai pengendali motor
DC pada penggerak pengaduk susu. Relay yang digunakan akan aktif apabila
kondisi input “LOW” digunakan sebagai pengatur nyala elemen pemanas untuk
memanaskan air, dan motor DC yang digunakan sebagai pengaduk susu.
Gambar 3.13. 2- Channel Relay Modul
Tabel 3.2. Konfigurasi pin modul relay
Pin 2- Channel Relay Modul
Fungsi
VCC
Terhubung dengan 5V Arduino
GND
Terhubung dengan GND Arduino
In1
Terhubung dengan pin 51 Arduino
In2
Terhubung dengan pin 49 Arduino
NO (Normally Open) K1
Terhubung dengan 220 VAC
COM (Common Pin) K1
Terhubung dengan elemen pemanas
NO (Normally Open) K2
Terhubung dengan 12 VDC
COM (Common Pin) K2
Terhubung dengan motor DC
3.2.8. LCD 16×2
Sebagai media untuk menampilkan notifikasi dan nilai suhu digunakan
LCD 16×2. Karena harganya yang murah serta banyak tersedia di pasaran.
19
Notifikasi yang tertampil pada layar LCD berupa pemberitahuan agar pengguna
dapat melakukan tindakan yang sesuai dengan notifikasi yang tertampil pada
layar LCD. Pemberitahuan yang akan tertampil pada layar LCD berupa
pemberitahuan ‘isi air’, ‘pemanasan air’, ‘isi susu’, ‘tekan tombol start’,
‘kurangi susu’, dan menampilkan nilai suhu.
Gambar 3.14. Konfigurasi LCD 16×2 dengan arduino
3.2.9. User interface
Pada user interface menggunakan dua buah saklar jenis push button,
saklar push button 2 berfungsi sebagai reset yang terhubung dengan ground
pada pin arduino. Pada saklar push button 1 berfungsi sebagai tombol untuk
memulai proses pengolahan susu setelah batas minimal dan maksimal susu
terpenuhi. Saklar 2 menggunakan rangkaian resistor pull-up maka sinyal akan
dapat terdefinisi apakah itu “HIGH” atau “LOW”. Berikut adalah konfigurasi
pada tombol push button.
Gambar 3.15. Konfigurasi tombol reset dan tombol start
20
3.3.
Perancangan Perangkat Lunak
Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan perangkat lunak yang
digunakan untuk membuat skripsi ini. Perancangan perangkat lunak pada skripsi ini
digunakan untuk mengatur seluruh kerja sistem menggunakan Arduino Mega 2560.
3.3.1. Sistem Perangkat Lunak
Pada Arduino Mega 2560 dirancang sebuah program untuk mengukur
volume air dan susu yang mendapat data dari pengukur volume, dari data
tersebut sistem akan mengirim notifikasi isi air jika volume air kurang dari 1.750
mL. Jika volume air lebih dari 1.750 mL maka sistem akan memberi perintah ke
driver pemanas untuk menyalakan elemen pemanas air. Selanjutnya sistem akan
membaca data dari sensor suhu, jika nilai suhu air sudah mencapai 50 °C maka
sistem akan memberi perintah untuk mematikan elemen pemanas lalu akan
mengirimkan notifikasi untuk melakukan pengisian susu. Saat susu sudah masuk
ke dalam panci maka sistem akan mengukur volume susu dengan batas minimal
susu sebesar 250 mL dan batas maksimal sebesar 6.000 mL. Jika volume susu
sudah lebih dari batas minimal maka sistem akan mengirim notifikasi untuk
menekan tombol yang dilakukan oleh pengguna. Pada saat volume susu lebih
dari batas maksimal maka sistem akan mengirim notifikasi untuk mengurangi
susu, Setelah terjadi pengurangan susu dan volume susu yang terbaca oleh
sistem sama dengan batas maksimal atau kurang dari batas maksimal dan tidak
kurang dari 250 mL maka sistem akan kembali mengirim notifikasi untuk
menekan tombol start. Pada saat pengguna menekan tombol start, sistem
menerima input data dari tombol kemudian sistem memberi perintah untuk
menyalakan elemen pemanas, jika suhu air sudah mencapai 64 °C maka sistem
akan menjalankan timer selama 30 menit dan memberi perintah ke driver
pengaduk untuk menyalakan pengaduk. Selama 30 menit sistem akan mengatur
agar suhu air tetap stabil. Pada saat timer 30 menit selesai maka sistem akan
memberi perintah untuk mematikan pengaduk dan berhenti menjaga suhu tetap
stabil, setelah itu sistem akan membaca data dari sensor suhu susu kemudian
akan menampilkan nilai suhu susu.
Berikut adalah diagram alir program pada mikrokontroler yang telah dibuat
21
Gambar 3.16. Flow chart pada perangkat lunak
22