Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Alat Otomatis Pembuat Adonan Sabun Mandi Berbasis Mikrokontroler
Alat Otomatis Pembuat Adonan Sabun Mandi Berbasis
Mikrokontroler
Oleh
Mukhamad Rofian
NIM: 612007030
Skripsi ini telah diterima dan disahkan
sebagai salah satu persyaratan guna mencapai gelar
SARJANA TEKNIK
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Januari 2014
INTISARI
Skripsi ini merealisasikan alat otomatis pembuat adonan sabun mandi batang dengan
tujuan untuk mengatasi permasalahan di desa Bugel, yang mana pembuatan sabun mandi
batang dilakukan secara manual. Dalam pembuatan manual sering kali salah membaca
skala alat dan adonan yang sudah jadi sering menjadi padat terlebih dahulu sebelum
dicetak.
Alat otomatis pembuat adonan sabun mandi dilengkapi dengan sensor-sensor, yang
berfungsi untuk mengukur suhu larutan NaOH dan minyak yang akan dicampurkan pada
suhu masing-masing ±60°C. Kemudian alat ini dapat mengukur volume setiap bahan dan
mencampurkan ke mixer menjadi adonan yang siap cetak.
Pengujian di lakukan dengan membuat adonan sabun dan dapat mencampur larutan
NaOH dan minyak pada suhu masing-masing ±60°C dengan selisih ±1°C. Alat otomatis
pembuat adonan sabun mandi telah berhasil direalisasikan dan memiliki kapasitas 20 resep.
Satu resep adonan bisa menghasilkan 10 batang sabun mandi dengan berat ±50 gram,
adonan sabun yang dihasilkan bisa padat dan transparan.
i
ABSTRACT
This thesis is realization of the automatic bar soap mixture mixer to overcome the
problems in the Bugel Village, which there bar soap making is done manually. In the
manual process scale reading error often occur so that the ready-made mixture become
solid before it molded.
Automatic bar soap mixture mixer equipped with sensors, which serves to measure
the temperature of NaOH solution and the oil which will be blended each at ±60° C.
moreover this device can measure the volume of each ingredient and mix it into the mixer
so that the mixture is ready to mold.
Tests conducted by making the mixture and mixing the oil and NaOH solution each
at ±60° C by a margin ±1° C. Automatic bar soap mixture mixer has successfully realized
and has a capacity of 20 recipes. Each mixture recipe can produce 10 bars of bar soap bath
with ±50 grams weight, the molded mixture result are bar soap which is solid and
transparent.
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat
karunia yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan serta penulisan
skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan
Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai
pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini :
1. Kedua orangtua, yaitu “Emak” saya Kaspiah yang selalu mendoakan saya dan
“Bapak” saya Suyanto yang selalu mengajarkan saya arti bekerja keras. Kalianlah
yang selalu memenuhi semua keperluan selama saya kuliah.
2. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. selaku Pembimbing I dan Adita Sutresno,
S.Si, M.Sc. selaku Pembimbing II yang telah membimbing, mengarahkan dan
mengevaluasi selama mengerjakan skripsi .
3. Bapak F. Dalu Setiadji, M.T., Bapak Gunawan D, M.Sc.Eng., dan Bapak Daniel
Santoso, M.S. yang telah mengarahkan saya selama seminar skripsi.
4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, terimakasih atas pelayanan dan
bantuannya selama skripsi ini.
5. Seluruh teman-teman angkatan 2007 yang selalu mendukung saya baik secara
langsung maupun tidak langsung.
6. Dina latifah yang telah memberikan semangat dan bantuan dalam melaksanakan
skripsi ini
7. Teman seperjuangan, para penghuni dan mantan penghuni Lab XT, heru 06, Mas
Sember, Evan 07, Indra 07, Putu 07, Eko 07, Hery 07, Nopex 07, Danus 06, Yahya
08, Rio 08, Yuda 08, Andre 08, Dhika 08 , Bagong 08.
8. Teman-teman nongkrong, teman-teman ping-pong, dan teman-teman lainnya.
9. Semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang namanya tidak
dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.
iii
Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk menyempurnakan
pengerjaan dan penulisan skripsi ini demi kemajuan di bidang teknik elektronika. Penulis
menyadari bahwa skripsi ini tidak lepas dari kekurangan.
Salatiga, 9 Januari 2014
Penulis
Mukhamad Rofian
iv
DAFTAR ISI
INTISARI ............................................................................................................................... i
ABSTRACT .......................................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ......................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ................................................................................................................ ix
BAB I PENDAHULUAN................................................................................................. 1
1.1.
Latar Belakang Masalah ...................................................................................... 1
1.2.
Spesifikasi Sistem ............................................................................................... 2
1.3.
Sistematika Penulisan .......................................................................................... 2
BAB II KONSEP DASAR PEMBUATAN ADONAN SABUN ....................................... 3
2.1.
Gambaran Sistem ................................................................................................ 3
2.2.
Cara Kerja Sistem ............................................................................................... 6
2.3.
Komponen yang Digunakan ................................................................................ 7
BAB III PERANCANGAN SISTEM ................................................................................ 8
3.1.
Perangkat Keras .................................................................................................. 8
3.1.1.
Mekanik ....................................................................................................... 8
3.1.1.1 Mixer........................................................................................................ 8
3.1.1.2 Mixer NaOH............................................................................................. 9
3.1.1.3 Tempat Bahan Sabun .............................................................................. 12
3.1.2.
Elektronik .................................................................................................. 12
3.1.2.1 Kontroler Utama ..................................................................................... 12
3.1.2.2 Key pad .................................................................................................. 16
3.1.2.3 LCD ....................................................................................................... 16
3.1.2.4 Catu Daya ............................................................................................... 16
3.1.2.5 Untai Saklar AC ..................................................................................... 17
3.1.2.6 Driver Motor DC .................................................................................... 18
3.1.2.7
Sensor Flow ........................................................................................ 21
3.1.2.8
Water Valve ........................................................................................ 21
3.1.2.9
Sensor Suhu LM35.............................................................................. 22
3.1.2.10
Pemanas .............................................................................................. 23
v
3.2.
Perangkat lunak ................................................................................................. 24
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ........................................................................ 26
4.1 Pengujian Modul mikrokontroler........................................................................... 26
4.1.1 Pengujian Port Mikrokontroler......................................................................... 26
4.1.2 Pengujian Driver DC dan Driver AC ............................................................... 27
4.2 Pengujian Modul Mixer ........................................................................................ 27
4.3 Pengujian Modul Mixer NaOH ............................................................................. 28
4.3.1 Pengujian kran ................................................................................................. 28
4.3.2 Pengujian sensor suhu...................................................................................... 28
4.3.3 Pengujian motor pengaduk............................................................................... 29
4.4 Pengujian Modul Bahan ........................................................................................ 30
4.4.1
Pengujian Aquades ..................................................................................... 31
4.4.2
Pengujian Minyak ...................................................................................... 32
4.4.3
Pengujian Propilen Glikol .......................................................................... 34
4.4.3
Pengujian Propilen Sorbitol ........................................................................ 35
4.5 Pengujian Suhu Pencampuran Larutan NaOH dengan Minyak .............................. 36
4.6 Pengujian sistem Secara Keseluruhan.................................................................... 36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 38
5.1.
Kesimpulan ....................................................................................................... 38
5.2.
Saran Pengembangan Skripsi............................................................................. 38
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 39
BUKU MANUAL
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram blok sistem........................................................................................... 3
Gambar 2.2 Modul mikrokontroler ........................................................................................ 4
Gambar 2.3 Modul Mixer ...................................................................................................... 5
Gambar 2.4 Modul mikrokontroler ........................................................................................ 5
Gambar 2.5 Modul Mixer ...................................................................................................... 6
Gambar 3.1 mekanik mixer ................................................................................................... 8
Gambar 3.2 Panci mixer NaOH ........................................................................................... 10
Gambar 3.3 Motor pengaduk ............................................................................................... 10
Gambar 3.4 Motor pengaduk ............................................................................................... 11
Gambar 3.5 Plat penghalang ................................................................................................ 11
Gambar 3.6 Mixer NaOH .................................................................................................... 11
Gambar 3.7 Tempat bahan sabun ......................................................................................... 12
Gambar 3.8 Skema modul mikrokontroler. .......................................................................... 14
Gambar 3.9 Skema input atau output mikrokontroler. .......................................................... 15
Gambar 3.10 Realisasi modul mikrokontroler ...................................................................... 17
Gambar 3.11 Skema power supply 5V ................................................................................. 16
Gambar 3.12 Skema Driver AC [4] ..................................................................................... 17
Gambar 3.12 Skema driver pompa DC ................................................................................ 18
Gambar 3.14 Skema Optocopler .......................................................................................... 20
Gambar 3.15 Sensor Flow dan konfigurasi pin [5] ............................................................... 21
Gambar 3.16 Solenoid Valve. .............................................................................................. 22
Gambar 3.17 Skematik sensor LM35 ................................................................................... 23
Gambar 3.18 Diagram Alir Perangkat Lunak. ...................................................................... 25
Gambar 4.1 Diagram Alir Pengujian Modul mikrokontroler ................................................ 26
Gambar 4.2 Suhu mikrokontroller. ...................................................................................... 27
Gambar 4.3 Suhu termometer .............................................................................................. 27
Gambar 4.4 Suhu mikrokontroler........................................................................................ 29
Gambar 4.6 Takaran yang digunakan dalam pengujian ...................................................... 30
Gambar 4.7 Grafik perbandingan volume sebenarnya dengan pengujian .............................. 31
vii
Gambar 4.8 Grafik perbandingan volume sebenarnya dengan pengujian .............................. 33
Gambar 4.9 Grafik perbandingan volume sebenarnya dengan pengujian .............................. 35
Gambar 4.10 Grafik perbandingan volume sebenarnya dengan pengujian ............................ 35
Gambar 4.11 Foto sabun saat diterawang ............................................................................ 37
Gambar 4.12 Foto sabun saat diterawang ............................................................................ 37
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Cara kerja kran................................................................................................ 11
Tabel 3.2 Konfigurasi penggunaan pin Atmega128 pada modul...................................... 13
Tabel 4.1 Hasil pengujian suhu pada modul mixer .......................................................... 28
Tabel 4.2 Hasil pengujian modul kran ............................................................................. 28
Tabel 4.3 Hasil pengujian sensor suhu ............................................................................ 29
Tabel 4.4 Hasil pengukuran volume aquades. ................................................................. 31
Tabel 4.5 Hasil pengukuran volume minyak ................................................................... 32
Tabel 4.6 Lama waktu pengisian volume 200 ml ............................................................ 33
Tabel 4.7 Hasil pengukuran volume propilen glikol. ....................................................... 34
Tabel 4.8 Hasil pengukuran volume sorbitol. .................................................................. 35
Tabel 4.9 Suhu Pencampuran larutan NaOH dengan Minyak ......................................... 36
ix
Mikrokontroler
Oleh
Mukhamad Rofian
NIM: 612007030
Skripsi ini telah diterima dan disahkan
sebagai salah satu persyaratan guna mencapai gelar
SARJANA TEKNIK
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Januari 2014
INTISARI
Skripsi ini merealisasikan alat otomatis pembuat adonan sabun mandi batang dengan
tujuan untuk mengatasi permasalahan di desa Bugel, yang mana pembuatan sabun mandi
batang dilakukan secara manual. Dalam pembuatan manual sering kali salah membaca
skala alat dan adonan yang sudah jadi sering menjadi padat terlebih dahulu sebelum
dicetak.
Alat otomatis pembuat adonan sabun mandi dilengkapi dengan sensor-sensor, yang
berfungsi untuk mengukur suhu larutan NaOH dan minyak yang akan dicampurkan pada
suhu masing-masing ±60°C. Kemudian alat ini dapat mengukur volume setiap bahan dan
mencampurkan ke mixer menjadi adonan yang siap cetak.
Pengujian di lakukan dengan membuat adonan sabun dan dapat mencampur larutan
NaOH dan minyak pada suhu masing-masing ±60°C dengan selisih ±1°C. Alat otomatis
pembuat adonan sabun mandi telah berhasil direalisasikan dan memiliki kapasitas 20 resep.
Satu resep adonan bisa menghasilkan 10 batang sabun mandi dengan berat ±50 gram,
adonan sabun yang dihasilkan bisa padat dan transparan.
i
ABSTRACT
This thesis is realization of the automatic bar soap mixture mixer to overcome the
problems in the Bugel Village, which there bar soap making is done manually. In the
manual process scale reading error often occur so that the ready-made mixture become
solid before it molded.
Automatic bar soap mixture mixer equipped with sensors, which serves to measure
the temperature of NaOH solution and the oil which will be blended each at ±60° C.
moreover this device can measure the volume of each ingredient and mix it into the mixer
so that the mixture is ready to mold.
Tests conducted by making the mixture and mixing the oil and NaOH solution each
at ±60° C by a margin ±1° C. Automatic bar soap mixture mixer has successfully realized
and has a capacity of 20 recipes. Each mixture recipe can produce 10 bars of bar soap bath
with ±50 grams weight, the molded mixture result are bar soap which is solid and
transparent.
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat
karunia yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan serta penulisan
skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan
Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai
pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini :
1. Kedua orangtua, yaitu “Emak” saya Kaspiah yang selalu mendoakan saya dan
“Bapak” saya Suyanto yang selalu mengajarkan saya arti bekerja keras. Kalianlah
yang selalu memenuhi semua keperluan selama saya kuliah.
2. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. selaku Pembimbing I dan Adita Sutresno,
S.Si, M.Sc. selaku Pembimbing II yang telah membimbing, mengarahkan dan
mengevaluasi selama mengerjakan skripsi .
3. Bapak F. Dalu Setiadji, M.T., Bapak Gunawan D, M.Sc.Eng., dan Bapak Daniel
Santoso, M.S. yang telah mengarahkan saya selama seminar skripsi.
4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, terimakasih atas pelayanan dan
bantuannya selama skripsi ini.
5. Seluruh teman-teman angkatan 2007 yang selalu mendukung saya baik secara
langsung maupun tidak langsung.
6. Dina latifah yang telah memberikan semangat dan bantuan dalam melaksanakan
skripsi ini
7. Teman seperjuangan, para penghuni dan mantan penghuni Lab XT, heru 06, Mas
Sember, Evan 07, Indra 07, Putu 07, Eko 07, Hery 07, Nopex 07, Danus 06, Yahya
08, Rio 08, Yuda 08, Andre 08, Dhika 08 , Bagong 08.
8. Teman-teman nongkrong, teman-teman ping-pong, dan teman-teman lainnya.
9. Semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang namanya tidak
dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.
iii
Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk menyempurnakan
pengerjaan dan penulisan skripsi ini demi kemajuan di bidang teknik elektronika. Penulis
menyadari bahwa skripsi ini tidak lepas dari kekurangan.
Salatiga, 9 Januari 2014
Penulis
Mukhamad Rofian
iv
DAFTAR ISI
INTISARI ............................................................................................................................... i
ABSTRACT .......................................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ......................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ................................................................................................................ ix
BAB I PENDAHULUAN................................................................................................. 1
1.1.
Latar Belakang Masalah ...................................................................................... 1
1.2.
Spesifikasi Sistem ............................................................................................... 2
1.3.
Sistematika Penulisan .......................................................................................... 2
BAB II KONSEP DASAR PEMBUATAN ADONAN SABUN ....................................... 3
2.1.
Gambaran Sistem ................................................................................................ 3
2.2.
Cara Kerja Sistem ............................................................................................... 6
2.3.
Komponen yang Digunakan ................................................................................ 7
BAB III PERANCANGAN SISTEM ................................................................................ 8
3.1.
Perangkat Keras .................................................................................................. 8
3.1.1.
Mekanik ....................................................................................................... 8
3.1.1.1 Mixer........................................................................................................ 8
3.1.1.2 Mixer NaOH............................................................................................. 9
3.1.1.3 Tempat Bahan Sabun .............................................................................. 12
3.1.2.
Elektronik .................................................................................................. 12
3.1.2.1 Kontroler Utama ..................................................................................... 12
3.1.2.2 Key pad .................................................................................................. 16
3.1.2.3 LCD ....................................................................................................... 16
3.1.2.4 Catu Daya ............................................................................................... 16
3.1.2.5 Untai Saklar AC ..................................................................................... 17
3.1.2.6 Driver Motor DC .................................................................................... 18
3.1.2.7
Sensor Flow ........................................................................................ 21
3.1.2.8
Water Valve ........................................................................................ 21
3.1.2.9
Sensor Suhu LM35.............................................................................. 22
3.1.2.10
Pemanas .............................................................................................. 23
v
3.2.
Perangkat lunak ................................................................................................. 24
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ........................................................................ 26
4.1 Pengujian Modul mikrokontroler........................................................................... 26
4.1.1 Pengujian Port Mikrokontroler......................................................................... 26
4.1.2 Pengujian Driver DC dan Driver AC ............................................................... 27
4.2 Pengujian Modul Mixer ........................................................................................ 27
4.3 Pengujian Modul Mixer NaOH ............................................................................. 28
4.3.1 Pengujian kran ................................................................................................. 28
4.3.2 Pengujian sensor suhu...................................................................................... 28
4.3.3 Pengujian motor pengaduk............................................................................... 29
4.4 Pengujian Modul Bahan ........................................................................................ 30
4.4.1
Pengujian Aquades ..................................................................................... 31
4.4.2
Pengujian Minyak ...................................................................................... 32
4.4.3
Pengujian Propilen Glikol .......................................................................... 34
4.4.3
Pengujian Propilen Sorbitol ........................................................................ 35
4.5 Pengujian Suhu Pencampuran Larutan NaOH dengan Minyak .............................. 36
4.6 Pengujian sistem Secara Keseluruhan.................................................................... 36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 38
5.1.
Kesimpulan ....................................................................................................... 38
5.2.
Saran Pengembangan Skripsi............................................................................. 38
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 39
BUKU MANUAL
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram blok sistem........................................................................................... 3
Gambar 2.2 Modul mikrokontroler ........................................................................................ 4
Gambar 2.3 Modul Mixer ...................................................................................................... 5
Gambar 2.4 Modul mikrokontroler ........................................................................................ 5
Gambar 2.5 Modul Mixer ...................................................................................................... 6
Gambar 3.1 mekanik mixer ................................................................................................... 8
Gambar 3.2 Panci mixer NaOH ........................................................................................... 10
Gambar 3.3 Motor pengaduk ............................................................................................... 10
Gambar 3.4 Motor pengaduk ............................................................................................... 11
Gambar 3.5 Plat penghalang ................................................................................................ 11
Gambar 3.6 Mixer NaOH .................................................................................................... 11
Gambar 3.7 Tempat bahan sabun ......................................................................................... 12
Gambar 3.8 Skema modul mikrokontroler. .......................................................................... 14
Gambar 3.9 Skema input atau output mikrokontroler. .......................................................... 15
Gambar 3.10 Realisasi modul mikrokontroler ...................................................................... 17
Gambar 3.11 Skema power supply 5V ................................................................................. 16
Gambar 3.12 Skema Driver AC [4] ..................................................................................... 17
Gambar 3.12 Skema driver pompa DC ................................................................................ 18
Gambar 3.14 Skema Optocopler .......................................................................................... 20
Gambar 3.15 Sensor Flow dan konfigurasi pin [5] ............................................................... 21
Gambar 3.16 Solenoid Valve. .............................................................................................. 22
Gambar 3.17 Skematik sensor LM35 ................................................................................... 23
Gambar 3.18 Diagram Alir Perangkat Lunak. ...................................................................... 25
Gambar 4.1 Diagram Alir Pengujian Modul mikrokontroler ................................................ 26
Gambar 4.2 Suhu mikrokontroller. ...................................................................................... 27
Gambar 4.3 Suhu termometer .............................................................................................. 27
Gambar 4.4 Suhu mikrokontroler........................................................................................ 29
Gambar 4.6 Takaran yang digunakan dalam pengujian ...................................................... 30
Gambar 4.7 Grafik perbandingan volume sebenarnya dengan pengujian .............................. 31
vii
Gambar 4.8 Grafik perbandingan volume sebenarnya dengan pengujian .............................. 33
Gambar 4.9 Grafik perbandingan volume sebenarnya dengan pengujian .............................. 35
Gambar 4.10 Grafik perbandingan volume sebenarnya dengan pengujian ............................ 35
Gambar 4.11 Foto sabun saat diterawang ............................................................................ 37
Gambar 4.12 Foto sabun saat diterawang ............................................................................ 37
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Cara kerja kran................................................................................................ 11
Tabel 3.2 Konfigurasi penggunaan pin Atmega128 pada modul...................................... 13
Tabel 4.1 Hasil pengujian suhu pada modul mixer .......................................................... 28
Tabel 4.2 Hasil pengujian modul kran ............................................................................. 28
Tabel 4.3 Hasil pengujian sensor suhu ............................................................................ 29
Tabel 4.4 Hasil pengukuran volume aquades. ................................................................. 31
Tabel 4.5 Hasil pengukuran volume minyak ................................................................... 32
Tabel 4.6 Lama waktu pengisian volume 200 ml ............................................................ 33
Tabel 4.7 Hasil pengukuran volume propilen glikol. ....................................................... 34
Tabel 4.8 Hasil pengukuran volume sorbitol. .................................................................. 35
Tabel 4.9 Suhu Pencampuran larutan NaOH dengan Minyak ......................................... 36
ix