RANCANG BANGUN ALAT PENGERING JAMUR KUPING

DENGAN PEMANAS MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLLER AT89C52

Abstract : With technological growth, claiming existence innovate to create ear mushroom dryer in the place of draining conventionally that is by putting to the sun below/under sunshine. Single Chip AT89C52 used as by pengontrol in course of draining in the electronic. This matter will be more easy to to dry ear mushroom without having to await fine weather. In this appliance will be presented by temperature in dryer space of at display.pada process this draining will be obtained by a dry mushroom weight 1/5 this heavy and wet weight represent weight standart going into effect in marketing. By using this dryer is time required to dry quicker ear mushroom compared to by the way of putting to the sun below/under sun. Others this appliance will control draining process automatically pursuant to temperature in heater space. As for to yield heat got from strand of metal of nikelin which is attributed to by tension AC 220 Volt and to smooth down hot weather used by blower with tension AC 220 Volt.

Abstrak : Dengan perkembangan teknologi, menuntut adanya inovasi untuk menciptakan alat pengering jamur kuping sebagai pengganti pengeringan secara konvensional yaitu dengan cara menjemur di bawah sinar matahari. Single chip AT89C52 digunakan sebagai pengontrol dalam proses pengeringan secara elektronik. Hal ini akan lebih mudah untuk mengeringkan jamur kuping tanpa harus menunggu cuaca cerah. Dalam alat ini akan ditampilkan suhu dalam ruang pengering pada display.pada proses pengeringan ini akan diperoleh berat jamur kering 1/5 berat basah dan berat ini merupakan berat standart yang berlaku di pasaran.

Dengan menggunakan alat pengering ini waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkan jamur kuping lebih cepat dibandingkan dengan cara menjemur di bawah matahari. Selain itu alat ini akan mengontrol proses pengeringan secara otomatis berdasarkan suhu dalam ruang pemanas.

Adapun untuk menghasilkan panas didapatkan dari kawat nikelin yang dihubungkan dengan tegangan AC 220 Volt dan untuk meratakan udara panas digunakan blower dengan tegangan AC 220 Volt.

I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1

Seiring dengan perkembangan jaman yang semakin maju yang segalanya

dapat dilakukan dengan peralatan elektronik, sehingga mendorong manusia untuk

membuat inovasi baru dalam kehidupan masyarakat, salah satu contohnya Alat

Pengering Jamur Kuping. Jamur kuping ini sangat bermanfaat bagi kehidupan

manusia, yang mengandung protein dan vitamin yang tinggi walaupun tidak

setinggi protein hewani maupun vitamin A tetapi kandungan liboflakin dan

thiamin cukup tinggi dan juga kalsium dan fosfornya tinggi sedangkan

kolesterolnya rendah.[Nunung Marlina 2001]

Karena melihat jamur kuping ini sangat bermanfaat bagi kesehatan

manusia, maka perlu dimasyarakatkan untuk mengkonsumsi jamur ini yaitu dalam

kondisi jamur masih basah dan jamur dalam keadaan kering. Sedangkan untuk

menghasilkan jamur kering maka jamur ini harus dikeringkan terlebih dahulu. Ini

berguna agar jamur dapat tahan lama. Ada dua cara pengeringan jamur ini yaitu

secara konvensional (dengan menjemur di bawah sinar matahari), kedua dengan

alat pengering jamur kuping. Pada umumnya produsen mengeluh pada saat musim

penghujan karena mereka tidak dapat menghasilkan produksi jamur yang

maksimal sehingga kualitasnyapun menurun.[Nunung Marlina 2001]

Dari alasan tersebut, maka kami akan melakukan penelitian yang berjudul

“Rancang Bangun Alat Pengering Jamur Kuping Dengan Pemanas Menggunakan

Mikrokontroller AT89C52”. Hasil dari suhu tersebut dapat ditampilkan pada

rangkaian sevent segment.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan – permasalahan dalam pengontrolan suhu untuk media

pengeringan jamur kuping menggunakan mikrokontroler dapat dirumuskan

sebagai berikut :

a. Bagaimana mikrokontroler dapat mengontrol system kerja rangkaian pada

media pengeringan jamur.

b. Bagaimana cara mengetahui berapa besarnya suhu dalam ruang pemanas.

c. Bagaiman cara meratakan aliran suhu panas dalam ruang pemanas.

I.2.Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

2

a. Membuat desain alat untuk pengering jamur kuping.

b. Dapat mengeringkan jamur kuping dalam waktu yang singkat.

c. Dapat mengeringkan jamur kuping tanpa harus menggunakan bantuan

sinar matahari.

II. Pembuatan Design Alat

II.1. Blok Diagram Peralatan

Perencanaan alat yang dilakukan terdiri dari perencanaan perangkat keras

dan perencanaan perangkat lunak. Perencanaan perangkat keras meliputi

perencanaan rangkaian sensor suhu, sensor berat, rangkaian ADC 0808, rangkaian

mikrokontroler AT89C52, rangkaian display, rangkaian driver pemanas,

rangkaian driver kipas dan miniatur oven pemanas. Perancangan pada software

akan mengacu pada diagram alir yang akan dibuat.

Blok diagram dari alat pengering jamur dapat dilihat pada gambar 2.1 di

bawah ini. [Moch Ibnu Malik 1997]

Gambar 2.1 Blok Diagram Alat Pengering Jamur

II.2.Perencanaan dan Pembuatan Hardware

1.Rangkaian Sensor Suhu

3

Sensor suhu yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat

pengering jamur kuping adalah IC LM335. Sensor ini digunakan karena mampu

bekerja pada daerah suhu –400C sampai 1000C.

Rangkaian sensor suhu direncanakan mampu mengukur suhu 25 0C (298 0K) sampai suhu 60 0C (333 0K). Dengan berpedoman pada persamaan 2-9, nilai

suhu ini oleh sensor suhu LM335 dirubah menjadi tegangan 2,98 volt sampai 3,33

volt. Rangkaian ADC dirancang hanya memproses tegangan analog sampai 3,5

volt, maka penguatan yang dibutuhkan rangkaian penguat differensial adalah :

1 (2-1)

[Hughes 2001]

Persamaan keluaran rangkaian sensor suhu adalah :

V0 = AF (VIN – VRef) = 10 (VIN – VRef) 2 (2-2)

Dengan :

V0 = Keluaran rangkaian pengkondisi sinyal (V)

AF = Penguatan penguat differensial

VIN = Masukan rangkaian pengkondisi sinyal (V)

VRef = Tegangan referensi penguat differensial sebesar 2,98 V

Persamaan 4-2 akan menghasilkan bentuk rangkaian dalam gambar 4.2.

Penguatan sebesar 10 kali didapatkan dengan mengatur tahanan geser R3.

Tahanan geser VR2 diatur sampai mendapatkan 10 kali nilai tahanan R2 atau 100

K. Rangkaian pengikut tegangan digunakan sebagai penyangga (buffer).

Tegangan referensi didapatkan dengan cara mengatur tahanan geser VR1 sampai

didapatkan tegangan referensi sebesar 2,98 V. Tahanan R1 digunakan untuk

membatasi arus yang mengalir melalui IC LM335 yaitu sebesar 400 A sampai 5

mA. Arus yang mengalir pada sensor dapat dihitung dengan persamaan sebagai

berikut :

1 National Semiconductor 19952 National Semiconductor 1995

4

3 (2-3)

dengan :

IRev = Arus yang mengalir melalui sensor

VCC = Tegangan catu sebesar + 5V

VS = Tegangan pada sensor

R1 = Tahanan pembatas arus sebesar 2 K

Arus yang mengalir pada suhu 25 0C (298 0K) adalah sebesar :

= 1,01 mA

Arus yang mengalir pada suhu 60 0C (333 0K) adalah sebesar :

= 835 A

Berdasarkan hasil perhitungan di atas didapatkan bahwa arus yang

mengalir pada sensor masih dalam daerah yang diperbolehkan yaitu antara 400

A sampai 5 mA. 4

Gambar 2.2 Rangkaian Sensor Suhu

[Hughes 1997]

2. Detektor Berat

3 National Semiconductor4 National Semiconductor

5

Untuk pembacaan sensor berat tidak memerlukan ADC, karena keluaran

dari sensor berat berupa pulsa (logika 0/1). Logic ini dibaca oleh

mikrokontroler langsung melalui port P2.3. Pada waktu berat telah mencapai

1/5 berat basah optocoupler akan mendeteksi lubang dan akan mengeluarkan

logika ‘0’ karena optocoupler dalam kondisi ‘ON’. Selanjutnya logika ‘0’

akan dibaca oleh mikrokontroler, kemudian menghentikan proses

pengeringan. Adapun gambar dari rangkaian sensor berat adalah sebagai

berikut :

Gambar 2.3 Rangkaian Sensor Berat

[ W. Foulsham 1994]

-Rangkaian ADC 0808

Gambar 2.4. Rangkaian ADC 0808

[Reger 1995]

6

Jalur VCC ADC 0808 dihubungkan langsung ke catu daya + 5V dan ground

ADC Dengan tegangan referensi sebesar 5 V, maka besar tegangan resolusi untuk

1 LSB adalah :

5 (2-4)

0,019607 V = 19,6 mV

ADC 0808 mengubah sinyal masukan analog menggunakan metode

pendekatan beruntun. Untuk menjalankan proses konversi dengan metode

konversi ini diperlukan sebuah masukan clock. Masukan clock diambil dari

rangkaian pembangkit clock yang terdiri dari resistor, kapasitor , dan inverter

seperti dalam gambar 2.5.

Gambar 2.5 Rangkaian Pembangkit Clock

[Sumber : Albert P. Malvino & Tjian May On, 1997 : 350]

Frekuensi yang dihasilkan rangkaian ini adalah sebagai berikut :

6 (2-5)

Dengan masukan nilai R dan C pada rangkaian didapatkan frekuensi clock sebesar

588

Waktu konversi adalah waktu peuntuk pengubahan satu cuplikan. Waktu

untuk pengubahan satu cuplikan ADC dengan metode pendekatan beruntun adalah

sama ditentukan jumlah bit keluarannya. Waktu konversi ditentukan dengan

persamaan :

5 [National Semiconductor 1995]6 [Albert P. Malvino & Tjian May On, 1997 : 350]

7

Waktu konversi = n bit x periode detak = 8 x 1/ felk detik 7 (2-6)

Waktu konversi = 1,3605 x 10–4 detik = 0,13605 ms

3.Hardware AT89C52

Port 1 digunakan sebagai input untuk membaca data hasil konversi ADC.

Port P3.5 untuk mengontrol input START dan ALE ADC 0808, dan port P3.2 untuk

menyeleksi kanal input ADC 0808. Output Enable – nya langsung diberi logika

High. Dengan demikian akan selalu dihasilkan output pada data bus ADC dan

tidak ada kondisi High impedansi. Port P0.4 – P0.7 digunakan sebagai sarana output

yakni untuk pengaturan display yang nantinya beroperasi dengan sistem scanning.

Melalui port ini, data yang dikeluarkan akan melalui 74LS47 dan dikodekan untuk

dapat digunakan men – drive 7 segment.

Pemilihan display mana yang harus ON pada suatu saat dilakukan melalui

IC 74LS138 yang dikendalikan dari port P0.0 – P0.2. Port P2.3 digunakan untuk

masukan dari sensor berat yang berupa pulsa logic.

Gambar 2.6 Rangkaian Mikrokontroller AT89C52

7 [National Semiconductor 1995]

8

4. Rangkaian Display 7 Segment

Adapun rangkaian untuk 7 segment digunakan transistor PNP jenis BC

557 yang mempunyai arus basis rendah dengan RB = 4K7 yang terhubung

dengan P0.1 – P0.7.

Gambar 2.7 Rangkaian Seven Segment

Nilai resistor yang mendekati (terdapat di pasaran) = 4K7.

5. Rangkaian Driver untuk Kontrol Pemanas (Heater)

Gambar 2.8 Rangkaian Driver Heater

[W. Foulsham 1995]

Rangkaian ini menggunakan transistor sebagai saklar dan relay yang

dihubungkan ke beban yaitu heater. Gambar rangkaian driver heater ditunjukkan

pada gambar 2.8.

9

6. Rangkaian Driver untuk Kontrol Blower

Gambar 2.9. Rangkaian Driver Blower

[W. Foulsham 1995]

Rangkaian ini menggunakan transistor sebagai saklar dan relay 12 V yang

dihubungkan ke beban yaitu blower. Gambar rangkaian driver ditunjukkan pada

gambar 2.9.

III. Perencanaan Perangkat Lunak

Pembuatan perangkat lunak meggunakan bahasa Assembler

mikrokontroller keluarga MCS – 52. Pengisian program Assembler pada MCS

dilakukan dengan menggunakan suatu alat pengisi program (HALINE), di

mana alat tersebut terhubung dengan komputer secara paralel (menggunakan

port paralel/ LPT) sehingga dengan program Pascal khusus pengisian MCU,

mampu untuk memindahkan data dari komputer ke dalam mikrokontroler

ATMEL AT89C52. Perancangan pada perangkat lunak akan mengacu pada

diagram alir yang di buat.

10

Gambar 3.1 Diagram Alir Program

IV. Hasil Pengujian Alat

1. Pengujian Rangkaian Sensor Suhu

Pada pengujian rangkaian sensor suhu ini digunakan voltmeter digital dan

termometer. Rangkaian pengujian dapat dilihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Blok Diagram Pengujian Rangkaian Sensor Suhu

11

Pemanas digunakan untuk menaikkan suhu sesuai dengan daerah suhu

yang diatur. Besar suhu dapat diketahui dengan menggunakan termometer.

Keluaran rangkaian sensor suhu dihubungkan dengan voltmeter digital dan

hasilnya seperti pada tabel 4.1.

Penyimpangan = 8 (4-1)

Ketelitian = 100 % - Penyimpangan 9 (4-1)

Dari data pengujian dalam tabel 4.1 didapatkan ketelitian rata – rata

sebesar 96,17 %.

Gambar 4.2. Grafik Hubungan antara Suhu dan Tegangan Keluaran

Rangkaian Sensor dari Hasil Pengujian

1. Pengujian Rangkaian Driver Heater dan Blower

Pengujian rangkaian penggerak heater dan blower dilakukan dengan cara

memberikan tegangan pada pin 2 IC 4N25.

Hasil pengujian rangkaian penggerak heater dapat dalam tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Rangkaian Penggerak Heater

Tegangan Masukan (volt) Keadaan Heater8 National Semikonductor9 National Semikonductor

12

+ 5 Mati

0 Hidup

Hasil pengujian rangkaian penggerak blower dapat dalam tabel 4.4.

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Rangkaian Penggerak blower

Tegangan Masukan (volt) Keadaan Heater

+ 5 Mati

0 Hidup

Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu kerja (maksimal 60 0C)

adalah sebagai berikut :

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Waktu dan Suhu

Suhu 0C Waktu (menit)

30 – 40 5

41 – 48 3

48 – 55 2

56 – 60 2

Sedangkan waktu yang di butuhkan untuk pengeringan adalah sebagai

berikut :

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sinar Matahari dengan Alat Pengering

Dengan Sinar Matahari Dengan Alat Pengering

14 s/d 20 jam 4 s/d 5 jam

V. PENUTUP

13

V.1. Kesimpulan

Berdasarkan perencanaan dan pembuatan alat pengering jamur kuping serta

dari permasalahan yang telah diuraikan, maka dapat diambil beberapa

kesimpulan antara lain :

1. Pada alat pengering jamur kuping ini memanfaatkan rangkaian

elektronika yaitu rangkaian analog dan digital (dalam bentuk

mikroprosesor) yang diintegrasikan dalam suatu sistem

pengontrolan suhu dan berat.

2. Suhu dan berat adalah hal yang penting dalam pengeringan jamur

kuping ini, yaitu untuk mengetahui suhu di dalam kotak pengering

dengan menggunakan sensor suhu LM 335 yang mengalami

kenaikan 10 mV/ 0C. sedangkan sensor berat menggunakan pegas

dan rangkaian optocoupler untuk mendeteksi berat jamur kuping

dimana jamur dianggap kering ( standar ) adalah 1/5 berat basah

jamur kuping.

3. Rangkaian pengkondisian sinyal, ADC, mikrokontroler, penampil

dan rangkaian penggerak heater dan blower dapat bekerja dengan

baik.

4. Keluaran rangkaian pengkondisi sinyal mempunyai ketelitian rata

– rata sebesar 96,17 %.

5. Waktu yang diperlukan untuk mengeringkan jamur secara

konvensional rata – rata 14 s/d 20 jam, sedangkan dengan alat

pengering rata – rata 4 s/d 5 jam.

DAFTAR PUSTAKA

1) Coughlin, Robert F; priscol, Frederick. 1992. Penguat Operasional dan

Rangkaian Terpadu Linier. Erlangga. Jakarta.

2) Hughes, Frederick W. 1994. Panduan Operasional Amplifier, PT. Elex

Media Komputindo. Jakarta.

14

3) Harten, P. Van, Setiawan. 1981. Instalasi Listrik Arus Kuat 2, Anggota

IKAPI, Bandung.

4) Krelin Frank, Prajino Arko. 1991. Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas,

Edisi Ketiga, Erlangga, Jakarta.

5) Kenneth J. ayala …. 8051 Mikrokontoller Programming And Aplikation.

6) Moh. Ibnu Malik. 1997. Bereksperimen Dengan Mikrokontroller 8031.

Jakarta. PT. Elex Media Komputindo.

7) Malvino, Albert P & Tjian May On, Elektronika Komputer Digital,

Erlangga, Jakarta, Edisi Kedua.

8) Malvino, Albert P & Tjian May On, 1996, Prinsip-Prinsip Elektronika,

Erlangga, Jakarta.

9) National Data Acquisition Data Book, 1995.

10) Nunung Marlina. 2001. Budi Daya Jamur Kuping. Yogyakarta. Kanisius.

11) Reger. L. Tokheim. 1995. Elektronika Digital. Edisi Kedua. Jakarta.

Erlangga.

12) Reger. L. Tokheim. 1996. Prinsip - Prinsip Digital. Edisi Kedua. Jakarta.

Erlangga.

13) Soelaiman, 1991. Mesin Tak Serempak Dalam Praktek, Djembatan,

Jakarta.

14) S. Wasito, Data Sheet Book I, “ Data IC Linier, TTL, dan CMOS”, 1994,

Elex Media Komputindo, Jakarta.

15) TD Tower, Tower’s Internasional Transistor Selector.

16) W. Foulsham & Co Ltd, London, Data dan Persamaan Transistor, 1994.

Elex Media Komputindo, Jakarta.

15