ALAT PENGERING KRUPUK MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89C52

ALAT PENGERING KRUPUK MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89C52

 

Dyah Retno Miharti

AMIK SIGMA PALEMBANG

E-mail: dyah_dmc354@yahoo.co.id

 

ABSTRAK

Kerupuk merupakan salah satu  makanan ringan yang  sangat  digemari oleh  masyarakatdan sering dijadikan sebagai pelengkap berbagai sajian makanan atau sebagai lauk pauk. Sehingga  dapat  dikatakan  kerupuk  merupakan  makanan  yang  tidak  bisa  lepas  dari  kehidupan masyarakat untuk dikonsumsi, maka produksi kerupuk harus tetap berjalan agar kebutuhan konsumen tetap terpenuhi. Salah satu proses dalam produksi krupuk adalah proses pengeringan, Proses pengeringan yang dilakukan kebanyakan oleh masyarakat masih secara konvensional, yaitu pengeringan dilakukandi tempat terbuka yang bergantung dari sinar matahari. Mengingat di Indonesia terdapat dua musim yaitu musim kemarau dan penghujan, maka  salah  satu  hal  yang  menjadi kendala  dalam  produksi kerupuk  adalah  proses pengeringan disaat musim penghujan. Dimana panas yang dibutuhkan dalam proses pengeringan tidak bisa terus menerus ada karena adanya hujan. Dengan perkembangan teknologi, menuntut adanya inovasi untuk menciptakan alat pengering kerupuk  sebagai  pengganti  pengeringan  secara  konvensional.  Mikroelektronika AT89C52  ini digunakan sebagai pengontrol dalam proses pengeringan, yaitu mengontrol suhu dan lama waktuproses pengeringan secara elektronik dan otomatis. Hal ini akan lebih mudah untuk mengeringkan kerupuk tanpa harus menunggu cuaca cerah.

Kata Kunci: Mikrokontroler AT89C52, kerupuk, pengering

1.       PENDAHULUAN

Berkembangnya teknologi-teknologi modern dan  otomasi alat  elektronik saat ini menjadikan  pekerjaan menjadi  lebih  mudah. Sebagai contoh pada sistem pengaturan suhu pada  alat  pengering atau  pemanas  yang  di desain lebih otomatis. Pada mesin pengering tersebut dilengkapi dengan IC mikrokontroler AT89C52 sebagai chip pengendali suhu otomatis. Suhu kotak pengering akan dideteksi oleh sensor suhu dengan IC LM 35 kemudian suhu tersebut dapat diatur sesuai ketentuan yang berlaku pada suhu kotak pengering.

Misalnya  suatu  standar  yang  telah ditetapkan  untuk  oven  pengering  haruslah bersuhu antara 50o C sampai dengan 60oC, dalam hal inilah sistem  sensor  suhu  pada kotak      pengering  dapat kita atur sesuai ketentuannya. Karena pada saat ini proses pengeringan kerupuk masih banyak menggunakan energi  konvensional              yaitu dengan           bantuan                              sinar       matahari yang kelemahannya  pada  saat  musim  penghujan sulit untuk bisa mengeringkan kerupuk dengan cepat dan mempunyai kualitas yang baik. Oleh karena itu pada pembahasan ini penulis akan merancang   suatu   alat   pengering   kerupuk dengan   sistem   pengendali   suhu   otomatis dilengkapi   dengan   sensor   suhu   otomatis berpenampil LCD.

Sistem pengendalian suhu pada oven pengering sudah  otomatis  karena menggunakan mikrokontroler  AT89C52 dan disisi lain pada oven pengering tersebut tergolong         sistem   digital                     dengan   adanya penampil LCD sebagai tampilan batasan suhu yang  diinginkan.  Jadi  untuk  oven  pengering tersebut telah didesain  sedemikian rupa sehingga suhu yang  diinginkan  dapat  stabil dan sangat praktis tentunya bagi pengusaha kerupuk   skala   kecil   atau   industri   rumah tangga.

2.    Rumusan Masalah

 

Permasalahan – permasalahan dalam  pengontrolan  suhu  untuk  media pengeringan  kerupuk   menggunakan  mikrokontroler  dapat   dirumuskan sebagai berikut :

  1. Bagaimana mikrokontroler dapat mengontrol sistem kerja rangkaian pada media pengeringan kerupuk.
  2. Bagaimana cara mengetahui berapa besarnya suhu dalam ruang pemanas

 

3.     Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

a.   Membuat desain alat untuk pengering krupuk.

b.   Dapat mengeringkan kerupuk dalam waktu yang singkat.

c.   Dapat  mengeringkan  kerupuk  tanpa  harus  menggunakan  bantuan sinar matahari.

4. Pembuatan Design Alat

4.1.  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 ADC0808, 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 kerupuk dapat dilihat pada gambar 4.1 dibawah ini.

diah1

 

Gambar 4.1 Blok Diagram Alat Pengering

 

4.2. Perencanaan dan Pembuatan Hardware

1.  Rangkaian Sensor Suhu

Sensor  suhu  yang  digunakan  dalam perancangan  dan  pembuatan  alat pengering kerupuk adalah IC LM335. Sensor ini digunakan karena mampu bekerja pada daerah suhu –40oC sampai 100oC.

Rangkaian sensor suhu direncanakan mampu mengukur suhu 25oC (298oK) sampai suhu 60oC (333oK). 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 :

Persamaan keluaran rangkaian sensor suhu adalah :

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

Penguatan sebesar 10 kali didapatkan dengan mengatur tahanan geser R3. Tahanan geser VR2 diatur sampai mendapatkan 10 kali nilai tahanan R2 atau 100K.  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 :

 diah2

Dengan

IRev               =  Arus yang mengalir melalui sensor

Vcc         =  Tegangan catu daya +5V

Vs           =  Tegangan pada sensor

R1                  =  Tahanan pembatas arus sebesar 2 KΩ

Arus yang mengalir pada suhu 25oC (298oK) adalah sebesar :

diah3

=  1,01 mA

Arus yang mengalir pada suhu 60oC (333oK) adalah sebesar :

diah4

=  835 μA

Berdasarkan  hasil  perhitungan  di  atas  didapatkan  bahwa  arus  yang mengalir pada sensor masih dalam daerah yang diperbolehkan yaitu antara 400A sampai 5 mA. diah5

  Gambar 4.2 Rangkaian Sensor Suhu

2. Detektor Berat

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:

diah6

Gambar 4.3 Rangkaian Sensor Berat Menurut W. Foulsham (1994)

3. Rangkaian ADC 0808

diah7

Gambar 4.4 Rangkaian ADC 0808 (Reger, 1995)

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. ADC  0808  mengubah  sinyal  masukan  analog  menggunakan  metode pendekatan  beruntun.   Untuk   menjalankan  proses   konversi  dengan   metode konversi  ini  diperlukan  sebuah  masukan  clock.

4. 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.

Port P2.3  digunakan untuk masukan dari sensor berat yang berupa pulsa logic.

diah8

Gambar 4.5 Rangkaian Mikrokontroler AT89C52

5.  Rangkaian Driver untuk Kontrol Heater

Rangkaian  ini  menggunakan  transistor  sebagai  saklar  dan  relay  yang dihubungkan ke beban yaitu heater. Gambar rangkaian driver heater ditunjukkan pada gambar 4.5. (W.  Foulsham, 1995)

diah9

 Gambar 4.5 Rangkaian Driver Heater

6.  Rangkaian Driver untuk Kontrol Blower

10

Gambar 4.6 Rangkaian Driver Blower

Rangkaian ini menggunakan transistor sebagai saklar dan relay 12 V yang dihubungkan ke beban yaitu blower. Gambar rangkaian driver ditunjukkan pada gambar 4.6.

4.3. Perencanaan Perangkat Lunak

Pembuatan  perangkat lunak       menggunakan bahasa Assembler mikrokontroller keluarga MCS -52. Pengisian program Assembler pada MCS dilakukan  dengan  menggunakan  suatu  alat  pengisi  program (HALINE),  dimana 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.

 diah11

 Gambar 4.7 Diagram Alir Program

4.4 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 4.8.

 diah12

Gambar 4.8  Blok Diagram Pengujian Rangkaian

Sensor Suhu

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.

  diah13

Ketelitian = 100% – Penyimpangan

Dari  data  pengujian  dalam  tabel  4.1  didapatkan  ketelitian  rata  – rata sebesar 96,17 %.

diah14   Gambar 4.8 Grafik Hubungan antara Suhu dan

Tegangan Keluaran

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 Heater
+5 Mati
0 Hidup

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Rangkaian Penggerak

Blower

Tegangan Masukan (Volt) Keadaan Blower
+5 Mati
0 Hidup

 

Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu kerja (maksimal 60 oC) adalah sebagai berikut :

 

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Waktu dan Suhu

Suhu oC 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

 

5. PENUTUP

5.1 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  kerupuk ini  memanfaatkan  rangkaian elektronika  yaitu  rangkaian  analog  dan  digital  (dalam bentuk mikroprosesor)                                                                                                     yang           diintegrasikan         dalam    suatu      sistem pengontrolan suhu dan berat.

2.      Suhu adalah hal yang penting dalam pengeringan kerupuk ini, yaitu untuk mengetahui suhu di dalam kotak pengering dengan  menggunakan  sensor  suhu  LM  335  yang  mengalami kenaikan 10 mV/ oC. sedangkan sensor berat menggunakan pegas dan rangkaian optocoupler untuk mendeteksi kerupuk dimana kerupuk dianggap kering.

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 krupuk secara konvensional rata – rata 14 s/d 20  jam,  sedangkan dengan alat pengering rata – rata 4 s/d 5 jam.

 

DAFTAR PUSTAKA

-          Coughlin, Robert F; priscol, Frederick. Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linier. Erlangga. Jakarta.

 

-          Hughes, Frederick W. Panduan Operasional Amplifier, PT. Elex Media Komputindo. Jakarta

 

-          Harten, P. Van, Setiawan. Instalasi Listrik Arus Kuat 2, Anggota IKAPI, Bandung

 

-          Moh. Ibnu Malik. Bereksperimen Dengan Mikrokontroler 8031. PT. Elex Media Komputindo. Jakarta

 

-          Malvino, Albert P & Tjian  May  On,  Elektronika  Komputer  Digital, Erlangga, Jakarta, Edisi Kedua

 

-          Soelaiman,  1991.  Mesin  Tak  Serempak  Dalam  Praktek,  Djembatan, Jakarta.