APLIKASI BAHASA MESIN PADA PERANGKAT MIKROPROSESOR Z-80 UNTUK KONTROL DIGITAL CARA PROPORSIONAL PADA MODEL PENGERINGAN BENIH JAGUNG (Zea mays L.

Transkripsi

1 APLIKASI BAHASA MESIN PADA PERANGKAT MIKROPROSESOR Z-80 UNTUK KONTROL DIGITAL CARA PROPORSIONAL PADA MODEL PENGERINGAN BENIH JAGUNG (Zea mays L.) SKRIPSI MASLIKAH FAJRI K A R T I K A SARI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

2 MACHINE LANGUAGE APPLICATION ON MICROPROCESSOR Z-80 FOR PROPORTIONAL DIGITAL CONTROL ON MAIZE (Zea mays L.) SEED DRIER MODEL Susilo Sarwono and Maslikah Fajri Kartika Sari Department of Agricultural Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural UniversityJPB Darmaga Campus, PO BOX 220, Bogor, West Java, Indonesia ABSTRACT Microprocessor, known as Central Processing Unit (CPU), was the center of data calculation and analysis that made from a chip. Chip was well known as an Integrated Circuit (IC). It was small, made from silicon plate and consisted of 10 million transistors. Microprocessor was a CPU that built in a semi-conductor single chip. IC 280 was the main brain of a microcomputer or Single Plate Computer Z80 that analyzed some instructions which was stored in the memoiy. Z80 has six control input channels. Those were: timer input (CLK), interruption request (INT), non-blocked or non-maskable interruption input (NMI), waiting request input (WAIT), bus request input (BUSREQ) and RESET input. One of this temperature control application was for maize seed drier room. Maize seeds were harvested from mature plants. Drier room temperature and humidity control was needed for controlling maize germination level. Low temperature and high humidity will induce early seed germination while high temperature will destruct the seed. Automatic control could maintain the appropriate and optimum temperature for maize seed. Keywords: microprocessor, zilog 80, controlling, maize seed

3 MASLIKAH FAJRI KARTIKA SARI. F Aplikasi Bahasa Mesin Pada Perangkat Mikroprosesor Z-80 Untuk Kontrol Digital Cara Proporsional Pada Model Pengeringan Benih Jagung (Zea Mays L.). Di bawah bimbingan : Susilo Sarwono RINGKASAN Mikroprosesor merupakan suatu komponen rangkaian elektronik yang telah menimbulkan perubahan besar dalam cara perancangan sistem elektronik. Dalam penerapannya yang beraneka ragam, mikroprosesor telah digunakan dalam kalkulator saku, instrumen laboratorium, barang komsumer, sistem pengendalian pesawat terbang dan sistem-sistem komputer. Salah satu aplikasi dari pengontrolan suhu ini adalah pada ruang pengering benih jagung. Benih jagung berupa butiran biji jagung yang diperoleh dari tanaman yang telah tua. Untuk menjaga tingkat germinitas benih, maka perlu dilakukan pengontrolan suhu dan kelembaban pada ruang pengeringnya. Suhu yang terlalu rendah dan kelembaban tinggi akan menyebabkan benih tumbuh sebelum waktunya. Sedangkan suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan benih menjadi rusak dan tidak dapat ditanam. Dengan kontrol otomatik maka kondisi suhu dapat terjaga dalam kisaran suhu yang aman dan optimal bagi benih jagung. Tujuan penelitian adalah untuk membuat dan modifikasi bahasa mesin mikroprosesor Z-80 untuk kontrol suhu secara proporsional, mengkombinasikan perangkat keras dan perangkat lunak mikroprosesor Z-80 pada proses pengeringan benih jagung, penggunaan sistem minimum mikroprosesor Z-80 sebagai instrumen pengendali suhu, dan pengujian dengan model pengering untuk pengeringan benih jagung. Penelitian dilakukan di laboratorium Center for Instrument Technics Service (CITS), gedung Pusat Antar Universitas (PAU), Institut Pertanian Bogor. Metode pengujian dilakukan berfungsi untuk mengetahui karakteristik dan kinerja dari masing-masing unit penyusun sistem pengendali suhu proporsional dengan sistem minimum mikroprosesor Z-80 untuk pengeringan benih jagung. Pengujian dilakukan secara bertahap berdasarkan urutan proses, diantaranya adalah kalibrasi sensor yang dilakukan untuk mengetahui faktor konversi suhu menjadi tegangan dengan bantuan NTC, pengujian unit peraga dan aktuator yaitu pengujian peraga yang dimaksud berupa rangkaian LED yang dihubungkan dengan output dari aktuator. Aktuator mengubah data biner menjadi sistem nyala atau mati lampu pijar pemanas. Aktuator menjadi penghubung antara sistem digital dengan keluaran analog yang dihasilkan, pengujian kontrol suhu proporsional yaitu pengujian kontrol suhu secara proporsional yang dilakukan bila semua unit yang dibutuhkan sudah ada dan teruji dengan benar. Program kontrol suhu secara proporsional disusun berdasarkan konstanta kalibrasi dan karakteristik kerja dari unit sensor, ADC, KPT Z-80 dan aktuator serta pemanasnya, dan pengujian pengeringan benih jagung dimana pengujian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik dan performasi kerja pengeringan dengan menggunakan bahan berupa benih jagung. Benih jagung diukur kadar air dan berat awalnya, kemudian ditentukan kadar air yang diharapkan setelah pengeringan. Adapun kontrol suhu yang digunakan bervariasi mulai dari suhu 40, 45, dan 50º C, sedangkan konstanta proporsional yang digunakan adalah konstanta proporsional (kp) ditandai dengan susunan daya lampu pijar 5, 10, 15, 25, 40, 60, 75, dan 100 watt. Pengujian dengan kontrol suhu dengan setpoint 40 C pada konstanta proporsional sebesar 330 watt dengan beban pengeringan benih jagung mencapai suhu konstan pada menit ke 19 dengan penggunaan daya sebesar 150 watt, pada setpoint 45 pengeringan benih jagung mencapai suhu konstan pada menit ke 15 dengan penggunaan daya sebesar 95 watt, sedangkan pada setpoint 50 pengeringan benih jagung mencapai suhu konstan pada menit ke 20 dengan penggunaan daya sebesar 215 watt. Kondisi rata-rata suhu konstan dari ketiga setpoint berada pada menit ke 18 dan daya ratarata yang digunakan mencapai 153 watt. Hasil pengujian kontrol proporsional dengan beberapa setpoint menunjukkan bahwa suhu yang dikontrol berada di bawah setpoint dan tidak melebihi dari setpointnya. Dampak pengendalian sistem minimum mikroprosesor Z-80 terhadap mutu benih jagung adalah pengendalian ini dapat melakukan pengeringan behih jagung yang dapat berkisar dalam kadar air %.

4 APLIKASI BAHASA MESIN PADA PERANGKAT MIKROPROSESOR Z-80 UNTUK KONTROL DIGITAL CARA PROPORSIONAL PADA MODEL PENGERINGAN BENIH JAGUNG (Zea mays L.) SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Oleh MASLIKAH FAJRI KARTIKA SARI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

5 Judul Skripsi : Aplikasi Bahasa Mesin Pada Perangkat Miroprosesor Z-80 Untuk Kontrol Digital Cara Proporsional Pada Model Pengeringan Benih Jagung (Zea mays L.) Nama : Maslikah Fajri Kartika Sari NIM :F Menyetujui, Pembimbing, (Ir. Susilo Sarwono) NIP Mengetahui, Ketua Departemen, (Dr. Ir. Desrial, M. Eng) NIP Tanggal Lulus :

6 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Aplikasi Bahasa Mesin Pada Perangkat Miroprosesor Z-80 Untuk Kontrol Digital Cara Proporsional Pada Model Pengeringan Benih Jagung (Zea mays L.) adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Bogor, Novemver 2010 Yang membuat pernyataan Maslikah Fajri Kartika Sari F

7 Hak cipta hanya milik Alloh SWT, dan dipelihara oleh Maslikah Fajri Kartika Sari, tahun 2010 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya

8 BIODATA PENULIS Maslikah Fajri Kartika Sari. Lahir di Klaten, 24 Februari Putri pertama dari Sumarno, S. Pd dan Sudarmi, S. Pd. I. Tahun 1998 penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN Gatak 1 Klaten, kemudian menyelesaikan pendidikan menengah pertama di SLTPN 6 Klaten pada tahun Penulis melanjutkan pendidikan menengah atas di SMA Muhammadiyah 1 Klaten dan menyelesaikannya pada tahun Pada tahun 2004 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur USM1 (Undangan Seleksi Masuk IPB) pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Petanian. Pada tahun 2006 penulis mengambil sub-program studi Ergonomika dan Elektronika Pertanian. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Lembaga Dakwah Kampus (LDK Al-Hurriyyah IPB) dan Lembaga Dakwah Fakultas (Forum Bina Islami Fateta-FBI-F). Penulis aktif di organisasi daerah KMK (Keluarga Mahasiswa Klaten) pada tahun 2005 sampai 2008 sebagai pengurus dan anggota. Pada tahun 2005 penulis pernah aktif di organisasi ekstra kampus KAMMI (Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia) komisariat IPB sebagai pengurus. Pada tahun 2006 penulis pernah menjadi SR (Senior Resident) di Asrama Putri TPB IPB selama 6 bulan. Pada tahun 2007 sampai 2009 penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Pendidikan Agama Islam pada kegiatan Asistensi PAI TPB IPB. Pada waktu terjadi gempa bumi di DIY dan Klaten, penulis bersama rekan-rekan perjuangan di KAMMI Komisariat IPB meluncur ke Yogyakarta untuk menjadi relawan pendidikan selama dua pekan di daerah tersebut. Pada tahun 2007 penulis melakukan praktek lapang di Pabrik Gula Mojo Sragen, Jawa Tengah dengan judul Mempelajari Aspek Keteknikan Pertanian pada Pengolahan Gula Tebu di Pabrik Gula Mojo, Sragen, Jawa Tengah.

9 KATA PENGANTAR Bismillahirrohmanirrohim... Assalamu 'alaykum Warohmatullohi Wabarokatuh Alhamdulillahirobbil 'alamin penulis panjatkan hanya kepada Alloh Robbul Izzati atas segala limpahan rahmat dan hidayah yang telah diberikan, dan sholawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada Pemimpin Terbaik Dunia, Rosululloh Muhammad saw beserta keluarga dan para sahabat sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul "Aplikasi Bahasa Mesin Pada Perangkat Mikroprosesor Z-80 untuk Kontrol Digital Cara Proporsional Pada Model Pengeringan Benih Jagung (Zea Mays L.)". Tugas akhir ini dilaksanakan dari bulan Januari hingga Juli Tugas akhir ini tersusun atas bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak selama penulisan berlangsung. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Susilo Sarwono sebagai dosen pembimbing akademik, atas semua bimbingan, nasehat, dan saran selama penelitian berlangsung. 2. Orang tua (Ibu, Bapak) atas segala do'a, restu, bimbingan, nasehat, kesabaran, dan harta yang telah diberikan kepada anaknya. Semoga Alloh memberikan surga untuk Ibu Bapak kelak. 3. Dr. Achmad dan Ibu Yudiwanti sebagai orang tua di pesantren Al-Iffah atas segala pengorbanan harta dan waktu yang telah diberikan. 4. Bapak Hari Agung dan Ibu Ade Irma Rufaidah sebagai orang tua di madrasah peradaban atas segala bimbingan yang telah diberikan. 5. Rekan-rekan Mujahid Dakwah di Bogor Tengah atas spirit perjuangan yang selalu membara dan tak kan pernah padam. Teruskan Perjuangan! 6. Rekan-rekan Ukhti Sholihah Al-Iffah atas ukhuwah yang indah dan luar biasa. Ana ukhibukum fitlah (aku mencintai kalian karena Alloh). 7. Rekan-rekan TEP angkatan 41 atas semangat untuk tetap bertahan. Teruskan perjuangan sebagai seorang Engineer. 8. Pak Edy yang telah banyak membantu peneltian di Lab. Terimakasih banyak Pak, semoga Alloh membalas segala kebaikan Bapak dengan sebaik-baik balasan. 9. Seluruh Dosen dan karyawan Departemen Teknik Pertanian IPB atas bantuan dan keikhlasan yang telah diberikan. 10. Seluruh rekan-rekan yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang telah banyak membantu tugas akhir saya. Terima kasih kepada semua. Semoga Alloh membalas dengan sebaik-baik balasan.

10 Penulis menyadari adanya kelemahan dan kekurangan dalam penulisan tugas akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan saran dan masukan positif dari pembaca untuk kebaikan tulisan ini. Semoga tulisan kecil ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Aamiin. Wassalamu 'alaykum Warohmatullohi Wabarokatuh Bogor, Agustus 2010 Maslikah Fajri Kartika Sari

11 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xii I. PENDAHULUAN... 1 A. LATAR BELAKANG... 1 B. TUJUAN... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA... 3 A. MIKROPROSESOR... 3 B. JENIS MIKROPROSESOR... 3 C. MIKROPROSESOR Z D. PEGERINGAN BENIH JAGUNG E. KONTROL PENGERINGAN F. MORFOLOGI JAGUNG G. MUTU BENIH III. METODE PENELITIAN A. WAKTU DAN TEMPAT B. ALAT DAN BAHAN C. PENDEKATAN DESAIN D. PROSEDUR PENGUJIAN IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. UNIT PENGERING BENIH B. PENGUJIAN V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN... 36

12 B. SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 38

13 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Jenis mikroprosesor berdasarkan teknologi bahannya... 4 Tabel 2. Jenis mikroprosesor atas dasar lebar bus dan pabrik pembuatnya... 4 Tabel 3. Register CPU Mikroprosesor Z Tabel 4. Kode instruksi uji konversi ADC Tabel 5. Kode instruksi subrutin dela/ tunda Tabel 6. Kode instruksi uji peraga dan aktuator Tabel 7. Hubungan output digital dengan daya lampu

14 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. IC Mikroprosesor Zilog Gambar 2. Skema IC Mikroprosesor Zilog Z-80 CPU... 8 Gambar 3. Arsitektur Sistem Minimum Mikroprosesor Z Gambar 4. Blok Diagram Kontrol Proporsional Gambar 5. Diagram unit konversi analog ke digital Gambar 6. Diagram unit aktuator Gambar 7. Diagram unit komputer papan tunggal Z Gambar 8. Diagram unit catu daya Gambar 9. Diagram unit pengering benih Gambar 10. Diagram alir proses pengendalian suhu secara proporsional Gambar 11. Grafik hubungan daya pada kp dengan daya tiap lampu yang digunakan Gambar 12. Grafik pengujian kontrol suhu proporsional dengan setpoint 35 C pada kp 330 Wat Gambar 13. Grafik pengujian kontrol suhu proporsional dengan setpoint 40 C pada kp 330 Watt Gambar 14. Grafik pengujian kontrol suhu proporsional dengan setpoint 45 C pada kp 330 Watt Gambar 15. Grafik pengujian kontrol suhu proporsional dengan setpoint 50 C pada kp 330 Watt Gambar 16. Grafik Hubungan daya terhadap waktu pada kontrol suhu proporsional dengan setpoint 35 C pada kp 330 watt Gambar 17. Grafik Hubungan daya terhadap waktu pada kontrol suhu proporsional dengan setpoint 40 C pada kp 330 watt Gambar 18. Grafik Hubungan daya terhadap waktu pada kontrol suhu proporsional dengan setpoint 45 C pada kp 330 watt

15 Gambar 19. Grafik Hubungan daya terhadap waktu pada kontrol suhu proporsional dengan setpoint 50 C pada kp 330 watt Gambar 20. Grafik pengujian kontrol suhu pengeringan benih jagung dengan setpoint 40 C pada kp 330 watt Gambar 21. Grafik pengujian kontrol suhu pengeringan benih jagung dengan setpoint 45 C pada kp 330 watt Gambar 22. Grafik pengujian kontrol suhu pengeringan benih jagung dengan setpoint 50 C pada kp 330 watt Gambar 23. Grafik Hubungan Daya Terhadap Waktu Pada Pengeringan Benih Jagung dengan Kontrol Suhu Proporsional setpoint 40 C dan kp 330 watt Gambar 24. Grafik Hubungan Daya Terhadap Waktu Pada Pengeringan Benih Jagung dengan Kontrol Suhu Proporsional setpoint 45 C dan kp 330 watt Gambar 25. Grafik Hubungan Daya Terhadap Waktu Pada Pengeringan Benih Jagung dengan Kontrol Suhu Proporsional setpoint 50 C dan kp 330 watt... 35

16 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Gambar Model Rak Pengering Jagung Lampiran 2. Tabel hasil pengujian kontrol proporsional pada setpoint 35 C 40 Lampiran 3. Tabel hasil pengujian kontrol proporsional pada setpoint 40 C 41 Lampiran 4. Tabel hasil pengujian kontrol proporsional pada setpoint 45 C 42 Lampiran 5. Tabel hasil pengujian kontrol proporsional pada setpoint 50 C. 43 Lampiran 6. Tabel hasil pengujian pengeringan benih jagung dengan kontrol proporsional pada setpoint 40 C 44 Lampiran 7. Tabel hasil pengujian pengeringan benih jagung dengan kontrol proporsional pada setpoint 45 C. 45 Lampiran 8. Tabel hasil pengujian pengeringan benih jagung dengan kontrol proporsional pada setpoint 50 C. 46

17 I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam industri, kontrol otomatik sangat diperlukan dalam operasi-operasi industri untuk mengontrol tekanan, suhu, kelembaban, derajat keasaman (ph), dan sebagainya. Kemajuan dalam teori dan praktek kontrol otomatik memberikan kemudahan dalam mendapatkan penampilan dari sistem dinamik, meningkatkan kualitas, meningkatkan laju produksi dan meniadakan pekerjaan-pekerjaan rutin dan membosankan yang harus dilakukan manusia. Mikroprosesor merupakan suatu komponen rangkaian elektronik yang telah menimbulkan perubahan besar dalam cara perancangan sistem elektronik. Dalam penerapannya yang beraneka ragam, mikroprosesor telah digunakan dalam kalkulator saku, instrumen laboratorium, barang komsumer, sistem pengendalian pesawat terbang dan sistem-sistem komputer. Di industri pertanian yang menerapkan teknologi pasca panen tidak terlepas dari kebutuhan akan pengontrol kegiatan produksi yang cepat, tepat, cermat, dan efisien. Salah satu parameter umum penting dalam pengolahan pangan adalah parameter suhu. Pengontrolan suhu yang cermat pada proses tersebut menentukan mutu komoditi yang akan dihasilkan. Salah satu aplikasi dari pengontrolan suhu ini adalah pada ruang pengering benih jagung. Benih jagung berupa butiran biji jagung yang diperoleh dari tanaman yang telah tua. Untuk menjaga tingkat germinitas benih, maka perlu dilakukan pengontrolan suhu dan kelembaban pada ruang pengeringnya. Suhu yang terlalu rendah dan kelembaban tinggi akan menyebabkan benih tumbuh sebelum waktunya. Sedangkan suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan benih menjadi rusak dan tidak dapat ditanam. Dengan kontrol otomatik maka kondisi suhu dapat terjaga dalam kisaran suhu yang aman dan optimal bagi benih jagung. Di Indonesia, jagung merupakan bahan pangan penting sumber karbohidrat kedua setelah beras. Di samping itu, jagung juga digunakan sebagai bahan makanan ternak (pakan) dan bahan baku industri. Penggunaan sebagai bahan pakan yang sebagian besar untuk ternak ayam ras menunjukkan tendensi makin meningkat setiap tahun dengan laju kenaikan lebih dari 20%. Sebaliknya, penggunaan sebagai bahan pangan menurun. Sejalan dengan telah digalakkannya Gema Palagung 2001 (Gerakan Mandiri Padi, Kedelai, dan Jagung tahun 2001) maka sudah sewajarnya bila upaya peningkatan produksi jagung harus diusahakan dengan prioritas tinggi.

18 B. Tujuan Penelitian Penelitian dengan judul Aplikasi Bahasa Mesin Pada Perangkat Mikroprosesor Z-80 Untuk Kontrol Digital Cara Proporsional Pada Model Pengeringan Benih Jagung (Zea mays L.) bertujuan untuk : 1. Membuat dan modifikasi bahasa mesin mikroprosesor Z-80 untuk kontrol suhu secara proporsional. 2. Mengkombinasikan perangkat keras dan perangkat lunak mikroprosesor Z-80 pada proses pengeringan benih jagung. 3. Penggunaan sistem minimum mikroprosesor Z-80 sebagai instrumen pengendali suhu. 4. Pengujian dengan model pengering untuk pengeringan benih jagung.

19 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Mikroprosesor Setiap komputer yang kita gunakan di dalamnya pasti terdapat mikroprosesor. Mikroprosesor, dikenal dengan sebutan Central Processing Unit (CPU) yang artinya unit pengolahan pusat. CPU adalah pusat dari proses perhitungan dan pengolahan data yang terbuat dari sebuah lempengan yang disebut "chip". Chip sering disebut juga dengan "Integrated Circuit (IC)", bentuknya kecil, terbuat dari lempengan silikon dan bisa terdiri dari 10 juta transistor. Mikroprosesor pertama adalah intel 4004 yang dikenalkan tahun 1971, tetapi kegunaan mikroprosesor ini masih sangat terbatas, hanya dapat digunakan untuk operasi penambahan dan pengurangan. Mikroprosesor pertama yang digunakan untuk komputer di rumah adalah intel 8080, merupakan komputer 8 bit dalam satu chip yang diperkenalkan pada tahun Tahun 1979 diperkenalkan mikroprosesor baru yaitu Mikroprosesor 8088 mengalami perkembangan menjadi 80286, berkembang lagi menjadi 80486, kemudian menjadi Pentium, dari Pentium I sampai dengan sekarang, Pentium IV. Mikroprosesor adalah sebuah CPU yang dibangun dalam sebuah single chip semikonduktor. Mikroprosesor terdiri dari kalkulator yang terbagi dalam register dan ALU dan sebuah pengkode serta unit pengontrol. Dalam hubungan kerja dengan pulsa pembangkit berkala, (yaitu sebagai unit terpisah atau sebagai komponen yang terpadu dalam mikroprosesor) unit pengontrol menjamin urutan yang tepat dan urutan yang logis dari siklus yang berlangsung di dalam mikroprosesor, ditinjau dari sistem keseluruhannya. Dalam tinjauan praktis dan aplikasi yang umum contoh dari sbuah mikroprossor adalah mikroprosesor 8080, 8086, prosesor intel 386, 486, pentium 100 Mhz, sampai dengan generasi terbaru, AMD, prosesor Motorola, posesor Texas Instrument. B. Jenis Mikroprosesor 1. Atas Dasar Teknologi Bahannya Mikroprosesor dan keluarga komponen sejenis seperti memori dan rangkaian I/O dibuat dengan berbadai teknologi bahan. Beberapa dari teknologi tersebut adalah TTL (Transistor-transistor Logic), STTL (Schottky-clamped TTL), LSTTL ( Low Power STTL), ECL (Emitter Coupled Logic), IIL (Integrated-injection Logic), PMOS (P- Channel Metal Oxide Semiconductor), NMOS (N-Channel Metal Oxide Semiconductor), CMOS (Complementary MOS), dan HSCMOS (High Speed CMOS). Untuk lebih lengkapnya bisa dilihat pada Tabel 1.

20 Tabel 1. Jenis Mikroprosesor berdasarkan teknologi bahannya Prosesor Teknologi Konsumsi Siklus Daya Instruksi INTEL 8008 PMOS 420mW lous INTEL 8085 NMOS 400mW l,3us INTEL HCMOS 2500mW 0,1 us RCA 1802C CMOS 400mW 6,4us MOTOROLA MC6800 NMOS 600mW 2,0us MOTOROLA MC68000 HCMOS 1750mW 0,08us MOS Tecchnology 6502 NMOS 250mW 3,0us National HCMOS luoomw 0,1 us Zilog Z80 NMOS 400mW l,3us 2. Atas Dasar Lebar Bus Data dan Pabrik Pembuatnya Jenis mikroprosesor berdasarkan lebar bus data dan pabrik pembuatnya dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Jenis mikroprosesor berdasarkan lebar bus data dan pabrik pembuatnya Prosesor Pabrik Lebar Teknologi Tahun Data 4004 INTEL 4-bit PMOS ' INTEL 4-bit PMOS 1971 PPS-4 Rockwell 4-bit PMOS INTEL 8-bit PMOS INTEL 8-bit NMOS 1974 F8 Fairchild 8-bit NMOS Motorola 8-bit NMOS 1974 Z80 Zilog 8-bit NMOS Motorola 8-bit NMOS Motorola 8-bit NMOS Texas Inst. 16-bit NMOS Motorola 16-bit NMOS Z8000 Zilog 16-bit NMOS 3. Jenis Mikroprosesor a. INTEL 4004,1971 Mikroprosesor ini dikeluarkan pada tahun 1971 oleh Intel Corporation, merupakan mikroprosesor pertama di dunia. Spesifikasi:» Lebar bus data: 4-bit» Clock: 740 KHz

21 » Memori program: 4 KB» Memori data: 640 bytes» Memori Stack: 3-level» No interrupts» Jumlah pin: 16-pin DIP b. INTEL 4040 Spesifikasi: Lebar bus data: 4-bit» Clock: 740 KHz» Memori program: 2 x 4 KB» Memori data: 640 bytes» Memori Stack: 7-Ievel» No interrupts» Jumlah pin: 24-pin DIP c. INTEL 8008, Januari 1972 Merupakan mikroprosesor 8-bit yang mampu melaksanakan 48 instruksi dengan ukuran memori 16 Kbyte (16K x 8-bit). Adanya instruksi tambahan menyebabkan prosesor ini dapat diaplikasikan dalam sejumlah aplikasi yang lebih maju. d. INTEL 8080, November 1973 Merupakan mikroprosesor modern 8-bit yang pertama dan diperkenalkan pada November Dapat melaksanakan instruksi 10 kali lebih cepat dari e. INTEL 8085, 1977 Merupakan versi yang lebih baru dari 8080, diperkenalkan oleh Intel Corporation pada tahun Tidak ada kemajuan yang berartidari versi ini, menangani jumlah memori yang sama, melaksanakan jumlah instruksi yang sama, kemajuannya hanya pada penambahan 1,3 Us kontroler instruksi yang merupakan komponen eksternal dari sistem berdasar f. INTEL 8086/8088,1978 Mikroprosesor 8086 dikeluarkan oleh INTEL Corporation pada tahun 1978 dan setahun kemudian Keduanya merupakan mikroprosesor I6-bit yang melaksanakan instruksi dengan kecepatan sedikitnya 400 ns per instruksi dan mampu menangani alamat memori 1 Mbyte. Teknologi prosesor ini merupakan landasan pengembangan bagi prosesor INTEL berikutnya.

22 g. INTEL 80286/80386/80486 h. INTEL PENTIUM I/II/III/IV C. Mikroprosesor Z-80 Mikroprosesor generasi ketiga yang pertama dikeluarkan adalah Mikroprosesor Z-80. Mikroprosesor ini diperkenalkan pada bulan April 1976 oleh pembuatnya, Zilog. Dibuat dengan proses pembuatan CMOS saluran N bebas modus pengosongan dan hanya membutuhkan satu catudaya 5 volt. Selain itu dibutuhkan satu pewaktu dengan catudaya 5 volt di luar mikroprosesor tersebut. Z-80 dikemas dalam DIP dengan 40 penyemat seperti halnya mikroprosesor Bentuk dari mikroprosesor zilog 80 dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1. IC Mikroprosesor Zilog 80 IC Z80 merupakan otak dari mikrokomputer atau Komputer Papan Tunggal Z80 dalam mengolah sederetan instruksi-instruksi yang tersimpan dalam memori. Z80 mempunyai enam saluran masukan pengendali, yaitu masukan pewaktu (CLK), masukan permintaan interupsi (INT), masukan interupsi yang tidak dapat dihalangi atau nonmaskable (NMI), masukan permintaan tunggu (WAIT), masukan permintaan bus (BUSREQ), masukan RESET. Pada dasarnya CPU berfungsi untuk: 1. Menjemput dan menerima instruksi yang ada di memori 2. Menyimpan dan menahan data dari memori 3. Menyimpan dan menahan data dari bagian I/O 4. Mengawasi seluruh fungsi-fungsi sistem Sedangkan bentuk-bentuk program yang ada itu adalah: 1. Instruksi untuk menjumlah dua besaran 2. Instruksi untuk mengurangi dua buah besaran 3. Menyimpan besaran di memori 4. Menahan besaran dari dunia luar, melalui I/O 5. Dan lain-lain

23 Untuk melaksanakan semua itu, KPT memiliki tiga jalur komunikasi, semuanya berasal dari CPU. Jalur komunikasi itu disebut BUS, terdiri dari: 1. Jalur (BUS) DATA, terdiri dari 8 jalur yaitu DO - D7 2. Jalur (BUS) ALAMAT, terdiri dari 16 jalur AO - A16, sehingga dapat menghubungi memori alamat memori. 3. Jalur (BUS) KONTROL, untuk mengaktifkan dan menon-aktifkan bagian yang dihubungi. Jalur data digunakan khusus untuk melaksanakan lalu lintas data (isi memori), dan arah aliran informasi yang berlalu lintas di dalam jalur ini, bias dari CPU ke memori ataupun dari luar ke arah CPU (lalu lintas dua arah). Arah lalu lintas ini diatur oleh perintah yang harus dilaksanakan oleh CPU (penerima atau mengirim). Jalur alamat, berasal dari CPU saja, karena dia hanya akan menunjukkan alamat yang diingini, untuk dibuka (siap menerima atau diisi atau siap diambil isinya). Alamat yang bisa dibukanya adalah sejumlah buah alamat, yang berbeda satu dengan yang lainnya. Pengalamatan ini bekerja sewaktu CPU harus melaksanakan perintah untuk mengambil atau menuliskan instruksi dan memori. Z80 mempunyai saluran keluaran control sebanyak delapan buah, yaitu HALT, MREQ, IORQ, RD, WR, BUSAK, MI, RFSH. Arsitektur dari Z-80 sangat mirip dengan 8080 dengan perbedaan sangat menyolok, bahwa dalam Z-80 register-register di dalamnya lebih dari dua kali register-register yang terdapat dalam 8080, seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 1. Kumpulan-kumpulan dari Z-80 ada 158 buah, termasuk 78 instruksi dari Z-80 mempunyai 16 saluran alamat dan mampu berhubungan dengan memori sebesar 64 kilobyte.selain itu juga mempunyai bus data dua arah sebanyak 8 bit. Masukan pengendali pada Z-80 meliputi: 1. Masukan pewaktu (pin 6) 2. Masukan permintaan interupsi (pin 16) 3. Masukan interupsi tak terhalangi (pin 24) 4. Masukan permintaan bus (pin 25) 5. Masukan reset (pin 26) Skema IC Mikroprosesor Zilog 80 dapat dilihat pada Gambar 2.

24 Tabel 3. Register CPU Mikroprosesor Z bit 8 bit 8 bit A F B C D E H L IX IV I F SP PC A' F' B' C D' E' H' L' Gambar 2. Skema IC Mikroprosesor Zilog Z-80

25 Mikroprosesor Z-80 adalah IC untuk I/O terprogram, yaitu IC yang perilakunya dapat distel dengan menggunakan program komputer. Di dalam sistem minimum selain mikroprosesor juga terdapat RAM, ROM, dan antar muka I/O. RAM (Random Access Memory) merupakan alat simpan yang mempunyai akses baca dan tulis yang acak dan bersifat sementara. Hal ini disebabkan karena ketika energi listrik dihilangkan dari IC RAM, data yang ada dalam memori akan hilang. RAM yang biasa digunakan yaitu mengunakan IC 6264 dengan alamat RAM yaitu 2000H-3FFFH. Ada tiga jenis RAM, yaitu: 1. SRAM (Static RAM), pada RAM ini data disimpan dalam deretan flip-flop, sehingga data dapat ditulis dan dibaca. Jika catu daya dimatikan data akan hilang. 2. DRAM (Dinamic RAM), data disimpan dengan mengisi kapasitor kecil sehingga hanya dapat bertahan beberapa milidetik. Sebelum data hilang harus dilakukan penyegaran (refresh). Jika catu daya dimatikan, data akan hilang. 3. NOVRAM (Non-Valatile RAM), berisi RAM statik dan EPROM yang dipasang parallel. Jika catu daya mati, data dari RAM dengan cepat ditransfer ke EEPROM. Jika catu daya kembali hidup, data ditransfer kembali ke RAM. ROM (Read Only Memory) merupakan tipe semikonduktor memori yang dapat menyimpan data atau perintah secara permanen.data tersebut dapat dibaca, namun tidak dapat ditulis seperti pada RAM.Jenis ROM yang digunakan yaitu jenis EPROM (Erasable Programmable ROM/ Ada beberapa ROM yang ada di pasaran saat ini, diantaranya: 1. ROM (Read Only Memory) adalah memori yang deprogram oleh pabriknya dan tidak dapat deprogram ulang: 2. PROM (Pragramable ROM) adalah memori yang hanya ditulisi program sekali saja dan tidak dapat deprogram ulang ataupun dihapus. 3. EPROM (Erasable PROM) adalah memori yang dapat deprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti. Dapat dihapus dengan memberikan sinar ultraviolet melalui jendela pada bagian atas IC. Setelah kosong dapat dilakukan pengisian program. EPROM dapat diprogram oleh pengguna dan dapat pula dihapus serta diprogram ulang sebanyak yang kita inginkan. EPROM tersebut akan menyimpan data selama data tidak dihapus. Program yang merupakan urutan-urutan perintah yang harus dilaksanakan oleh mikroprosesor disimpan dalam media penyimpanan permanen EPROM.EPROM yang biasa digunakan adalah tipe 2764 berkapasitas 8KB.Alamat ROM yaitu 000FH-1FFFH. 4. EEPROM (Electrically Erasable PROM) adalah memori yang dapat deprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat pada piranti. Dapat dihapus secara listrik tanpa menggunakan sinar UV dan dapat diprogram ulang. Komponen I/O merupakan bagian komputer yang berhubungan (bertatap muka) dengan dunia di luar komputer.komponen-komponen luar yang dihubungkan melalui jalur I/O yaitu 80H-

26 87H.Alamat 80H-83H digunakan sebagai port ekspansi, alamat 84H-85H digunakan untuk komunikasi dengan display dan alamat 86H digunakan untuk tombol masukan. Skema arsitektur sistem minimum Mikroprosesor Z-80 dapat dilihat pada Gambar 3. Gambar 3. Arsitektur Sistem Minimum Mikroprosesor Z-80 D. Pengeringan Benih Jagung Pengeringan dapat dilakukan dengan penjemuran dengan sinar matahari {sun drying) atau dengan alat pengering {artificial drying). Penjemuran dengan panas matahari {sun drying) merupakan cara tradisonal yang dilakukan di Indonesia. Keuntungannya adalah energi yang didapat dari sinar matahari murah dan berlimpah, terutama di daerah tropis. Kerugian dari cara ini adalah kadar air benih tidak merata, penjemuran tergantung pada cuaca, waktu yang diperlukan lebih lama dan banyak membutuhkan tenaga kerja (Sutopo, 2002). Pengeringan buatan dengan alat mekanis {artificial drying) dikenal tiga cara pengeringan, diantaranya adalah: (1) pengeringan tanpa pemanasan, yaitu pengeringan yang dilakukan di daerah dengan udara relatif kering, kelembaban nisbi di bawah atau sekitar 70%, (2) pengeringan dengan pemanasan tinggi, yaitu pengeringan yang dilakukan dengan aliran dan tiupan udara kontinyu tinggi, yang dihasilkan dengan mengalirkan udara melalui suatu alat pemanas, dan (3) pengeringan menggunakan suhu rendah, sehingga dapat menjaga kualitas benih serta lebih aman dalam pelaksanaannya. Keuntungan dengan cara buatan ini adalah suhu dapat diatur, kadar air benih dapat merata, tidak tergantung iklim, waktu pengeringan lebih pendek dan mudah diawasi dalam pelaksanaannya (Soedarsono, 1974). Waktu yang diperlukan untuk pengeringan benih ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu: (1) kondisi benih yang akan dikeringkan, benih dengan kadar air awal yang tinggi dan diperlukan kadar

27 air yang rendah sesudah pengeringan maka akan memakan waktu pengeringan yang lama, selain itu tebal tipisnya kulit benih juga menentukan lamanya pengeringan, (2) tebalnya timbunan benih, tebal tipisnya timbunan benih mempengaruhi lamanya pengeringan, hal ini juga tergantung pada jenis, besar, bentuk dan berat benih, (3) temperatur udara, semakin tinggi temperatur udara makin cepat pengeringan. Sebaiknya temperatur untuk pengeringan diatur antara 35-40" C ( F), temperatur yang terlalu tinggi akan merusak benih, (4) kelembaban nisbi udara, makin tinggi kelembaban nisbi udara makin lama pengeringan berlangsung, dan (5) aliran udara, angin yang mengangkut uap air dari benih akan mempercepat proses pengeringan, kecepatan angin besar maka pengeringan dapat berlangsung lebih cepat (Soedarsono, 1974). Setelah panen, tongkol-tongkol jagung dikeringkan.namun, sebelum dikeringkan biasanya jagung hasil panen dibiarkan petani untuk sementara waktu di rumah-rumah petani.cara ini lebih dikenal dengan penyimpanan sementara (bulk storage). Pengeringan jagung dapat dilakukan secara sederhana di bawah sinar matahari atau dengan alat pengering.bila pengeringan dilakukan dengan alat pengering maka pengatur suhu alat harus berfungsi dengan baik. Untuk menghasilkan benih berkadar air di atas 18%, suhu maksimum alat pengering harus diatur pada angka 32 C. Untuk menghasilkan benih berkadar air 10-18%, suhu alat pengering dinaikkan hingga 38 C. Sementara kadar air benih di bawah 10%, suhu alat pengering dinaikkan hingga 43 C. Bila benih yang akan dihasilkan berkadar air tinggi dan dikeringkan dengan suhu tinggi (sekitar 40 C) maka akan terjadi penggumpalan enzim sehingga dapat menurunkan daya kecambahnya. Biasanya pengeringan benih dilakukan hingga kadar airnya mencapai 18% (Adisarwanto dan Yustina, 2002). Sistem pengeringan yang banyak dikembangkan oleh para peneliti meliputi bath drying dan continuons drying. Bath drying atau pengeringan statis dapat dibedakan menjadi full bin, loyer, coloum, batch in bin, dan stirrer. Sedangkan continuous drying atau pengeringan dinamik dapat dibagi menjadi cross, concurrent, dan counterflow (Lambert, 1984). Menurut Sutopo (1985), pengeringan benih dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu sun drying dan artificial drying.sun diying merupakan cara tradisional yang murah dan sesuai untuk daerah yang beriklim tropis. Sedangkan artificial drying merupakan cara modern untuk mengeringkan dengan suhu teratur (tidak berfluktuasi), tidak tergantung pada iklim, lebih cepat waktu pengeringannya, dan mudah diawasi. Cara ini dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu tanpa pemanasan (udara kering dengan RH 70%), pemanasan tinggi (dengan tiupan udara pemanas secara kontinyu), dan pengeringan buatan dengan tambahan pemanasan (untuk suhu lingkungan yang rendah).artificial drying meliputi sistem bath, continuos, cabinet, airlift, spray, drum, dan vaccum drying. Analisa proses pengeringan dimulai dengan mengetahui mekanisme hilangnya kadar air pada benih. Telah diketahui bahwa hilangnya kadar air dari kondisi basah menuju atmosfer kering

28 dianalogikan dengan hilangnya panas dan mengikuti hukum eksponensial. Laju pengeringan berdasarkan rumus Newton (Nellist, 1974) dinyatakan pada persamaan (1) dimana: M Me K T = kadar air bahan (% bk) = kadar air kesetimbangan(%) = konstanta pengeringan(l/s) = waktu (s) Berdasarkan rumus Newton, dikembangkan solusi difusi pada hukum Ficks dengan mengintegralkan persamaan berikut.hasilnya ditunjukkan pada persamaan (2). M = (M o - M e ) exp(-kt) + M e... (2) atau dapat ditulis seperti pada persamaan (3). M R = exp(-kt)....(3) dimana: Mo = kadar air pada t = 0 MR = rasio kadar air E. Kontrol Pengeringan Kontrol dapat dilakukan secara manual atau otomatis.aksi kontrol tersebut harus dilakukan berdasar pada error atau perbedaan antara kondisi yang diinginkan dengan hasil sebenarnya. Untuk pengeringan benih, dilakukan kontrol pada kadar air biji jagung dan suhu pada ruang pengeringnya. Error yang didapat tentunya juga berupa kadar air dan suhu sebenarnya. Suhu terukur dapat dibaca langsung pada instrumen pengukur suhu, misal termometer atau termorecorder. Sedangkan kadar air merupakan input yang tidak mudah dibaca dengan cepat. Kontrol pengeringan dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu feedforward dan feedback kontrol.pada sistem kontrol yang baik, digunakan kedua tipe tersebut secara bersamaan. Pada metode feedforward, aksi kontrol diputuskan berdasarkan informasi yang diterima input pengering. Metode terbaik untuk menentukan sinyal feedforward adalah menggunakan model pada proses pengeringan untuk memprediksi kadar air output dan melakukan pengaturan yang diperlukan (Nellist et al., 1984). Pada kontrol feedback, aksi kontrol tergantung pada pengukuran sesaat pada output pengering atau pada bagian ujung rak pengering. Hal ini menghasilkan data output error yang terukur, bukan terprediksi semata. Sayangnya, perubahan error mungkin tidak akan terdeteksi sampai hasilnya mempengaruhi sensor dan mungkin telah terlambat untuk melakukan koreksi pada proses pengeringan yang sedang berlangsung. Kontrol feedback meliputi kontrol on-off sebagai kontrol termudah dan kontrol proporsional yang kecepatan perubahannya tergantung pada jumlah proporsional yang terjadi pada output error yang terukur. Kontrol merupakan usaha pengaturan operasi-operasi terhadap objek atau proses agar sesuai dengan tujuan tertentu. Dalam suatu sistem kontrol terdapat hubungan timbal balik antara komponen komponen yang membentuk suatu konfigurasi sistem yang memberikan hasil atau respon yang dikehendaki.

29 Sistem kontrol bila ditinjau dari hubungan antara masukan dengan keluaran dapat dikategorikan menjadi dua sistem, yaitu sistem kontrol loop terbuka dan sistem kontrol loop tertutup. Sistem kontrol loop terbuka adalah sistem kontrol yang keluarannya tidak berpengaruh terhadap aksi pengontrolan. Sistem kontrol berbasis waktu adalah contoh dari sistem kontrol loop terbuka. Pada sistem ini keluaran tidak diumpanbalikkan sebagai masukan.sistem kontrol ini digunakan pada peralatan atau sistem yang sudah diketahui presisi dan performansinya, serta tidak terjadi gangguan eksternal pada sistem ini. Sistem kontrol loop tertutup adalah sistem kontrol yang keluarannya berpengaruh pada aksi pengontrolan Pada sistem kontrol ini terdapat proses umpan balik (fccdbock).umpan balik ini dapat berupa sinyal keluaran atau fungsi tertentu dari sinyal keluaran tersebut.fungsi dari sistem umpan balik ini adalah memperkecil kesalahan sistem.sistem kontrol tertutup membutuhkan perangkat sensor, tranducer, dan aktuator untuk dapat bekerja. Berdasarkan aksi pengontrolnya, kontrol otomatik dapat diklasifikasikan menjadi: 1. Kontrol on-off 2. Kontrol proporsional 3. Kontrol integral 4. Kontrol proporsional-integral 5. Kontrol proporsional-derivatif 6. Kontrol proporsional-integral-derivatif Kontrol proporsional merupakan suatu kontrol yang menghasilkan sinyal keluaran sebanding dengan sinyal masukannya yang dapat dilihat pada Gambar 4.Kontrol proporsional ini berfungsi untuk mengatasi offset error yang terjadi pada kontrol on-off. Kontrol proporsional menggunakan sinyal kleuaran [y(t)] sebagai pengendalian yang didapat dari persamaan (4). Blok diagram kontrol proporsional dapat dilihat pada Gambar 4. V (t) = fcp * e(t)... (4) dimana: e(t) = kesalahan penggerak kp = konstantaproporsional

30 Gambar 4. Blok diagram kontrol proporsional Sinyal keluaran pada kontrol proporsional merupakan selisih antara sinyal masukan acuan dengan sinyal yang dihasilkan oleh elemen ukur. Sinyal keluaran ini akan dipengaruhi oleh kesalahan penggerak [e(t)j dan konstanta penguatan proporsional [kp]. Kesalahan penggerak ini merupakan daya yang diperlukan dalam proses kontrol proporsional. Penggunaan daya pada kontrol proporsional terhadap bit terendah ke bit terbesar. Semakin besar bitnya, maka daya akan semakin besar pula. Untuk menghasilkan pengontrolan yang optimal maka penentuan konstanta proporsional dan daya yang digunakan harus tepat. Kontrol proporsional dirancang untuk mengatasi error yang terjadi pada kontrol on-off. Kontrol proporsional memiliki error dan suhu pengontrolan yang selalu di bawah suhu setpoint. Offset error adalah error yang terjadi selisih antara setpoint dengan suhu. F.Morfologi Jagung Jagung (Zea mays L.) adalah tanaman semusim dan termasuk jenis rerumputan atau graminae yang mempunyai batang tunggal, meski terdapat kemungkinan munculnya cabang anakan pada beberapa genotipe dan lingkungan tertentu. Batang jagung terdiri atas buku dan ruas. Daun jagung tumbuh pada setiap buku, berhadapan satu sama lain. Bunga jantan terletak pada bagian terpisah pada satu tanaman sehingga lazim terjadi penyerbukan silang. Jagung merupakan tanaman hari pendek, jumlah daunnya ditentukan pada saat inisiasi bunga jantan, dan dikendalikan oleh genotipe, lama penyinaran, dan suhu. G.Mutu Benih Mutu benih sangat menentukan tingkat produktivitas jagung yang dicapai. Selain itu, pengunaan benih yang bermutu tinggi bersifat lebih respon terhadap teknologi produksi yang diterapkan dan menentukan kepastian populasi tanaman yang tumbuh. Mutu benih didasarkan pada mutu genetik, fisik, dan fisiologi. Mutu genetik menyangkut kontaminasi dengan benih tanaman atau varietas lain. Peningkatan mutu genetik

31 benih di lapangan dapat dilakukan dengan roughing. Mutu fisik benih dicerminkan oleh tingkat kebersihan benih dari sisa tanaman, tangkai, batang, pecahan benih yang ukurannya kurang dari separo benih, atau kerikil. Sementara mutu fisiologi benih diukur dari tingkat viabilitas, termasuk daya kecambah dan vigor. Berkaitan dengan kriteria mutu benih tersebut maka ditetapkan standarisasi dalam sertifikasi benih. Standarisasi mutu dalam program sertifikasi benih tersebut dituangkan dalam Surat Keputusan Direktur Jendral Tanaman Pangan. Adapun standarisasi tersebut meliputi: 1. Presentase kotoran fisik dan kadar air ang mencerminkan mutu fisik 2. Tingkat kemurnian benih, adanya varietas, dan warna lain yang mencerminkan mutu genetik, serta 3. Daya tumbuh benih yang mencerminkan mutu fisiologi. Secara umum, mutu benih jagung yang baik ditandai oleh hal-hal sebagai berikut: 1. Bebas hama dan penyakit 2. Daya tumbuh di atas 80% 3. Sehat, bernas, tidak keriput, dan mengkilat 4. Hasil panen baru (belum lama disimpan) 5. Murni secara fisik (tidak tercampur kotoran) 6. Murni secara genetik (tidak tercampur varietas lain), serta 7. Tumbuh serentak dan cepat

32 III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Februari 2010 sampai dengan Juli 2010.Tempat desain, pembuatan, dan pengujian alat pada penelitian ini dilakukan di Laboratorium Instrumentasi, Center for Instrument Technics Service (CITS), gedung Pusat Antar Universitas (PAU), Institut Pertanian Bogor. B. Alat dan Bahan Alat dan bahan utama yang digunakan pada penelitian mi dapat dibagi menjadi 5 unit; 1. Unit Konverter Analog ke Digital (ADC) Alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat unit ADC ini meliputi: a. PCB Matrix IC b. IC ADC 0809 c. IC7404 d. IC e. Negatif Temperature Coefficient (NTC) f. Potensiometer 5K g. Resistor 1K dan 10 K h. Socket IC 28 pin, 20 pin, dan 16 pin 2. Unit Aktuator Alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat unit aktuator ini meliputi: a. IC b. Resistor 1K c. Transistor BD 139 d. DiodaIN4148 e. Light Emmiting Diode (LED) f. Socket IC 20 pin g. Relay 12V DC SPDT 3. Unit Power Supply Unit ini terdiri dari: a. Transformator stepdown IA dan 2A b. Dioda kuproks c. IC 7812 dan 7805

33 d. Electrolit Condensator (Elco) 2200 uf / 25 V e. Light Emmiting Diode (LED) f. Resistor 220 ohm g. Box power supply 4. Unit Komputer Papan Tunggal (KPT) Mikroprosesor Z-80 Komponen yang terdapat pada KPT Z-80 ini meliputi: a. Mikroprosesor Z-80 Central Processing Unit b. IC 6264 Random Acess Memory c, IC Read Only Memory d. Peraga 7 Ruas (Seven Segmen Display) 6. CPU Clock f. IC Dekoder Input Output g- IC Dekoder Memory h. Unit Masukan (Keyboard) 5. Unit Pengering Benih Padi Unit ini terdiri atas beberapa bagian, yaitu: a. Lampu Pijar Pemanas 5, 10, 15, 25, 40, 60, 75 dan 100 W b. Kipas Penghembus (Blower) c. Rak Pengering Kawat Kasa Sedangkan alat dan bahan lain yang menunjang penelitian ini meliputi: 1. Multimter Digital dan Analog 2. Stopwatch 3. Termometer Digital dan Analog 4. Solder dan Timah 5. Obeng Set dan Tang 6. Benih Jagung 7. Timbangan analog dan digital 8. Oven

34 C. Pendekatan Desain Dalam proses desain, pembuatan dan pengujian pengendalian suhu proporsional sistem minimum mikroprosesor Z-80 untuk pengeringan benih jagung (Zea maysl.) ini dapat diterangkan dengan tiga pendekatan, yaitu: 1. Desain Fungsional Secara garis besar sistem pengendali suhu ini berfungsi untuk mengontrol suhu pada proses pengeringan benih yang berada pada ruang pengering. Suhu ruang pengering dijaga agar berada pada kisaran suhu C.Masukan suhu dikonversi dengan menggunakan NTC yang dirangkai seri dengan potensiometer 5K menjadi rangkaian pembagi tegangan. Masukan berupa tegangan analog ini dikonversi menjadi bit biner oleh ADC 0809 dan diteruskan ke sistem minimum Z-80 melalui IC Di komputer papan tunggal Z-80 data digital biner ini diolah berdasarkan fungsi tertentu dan dikeluarkan kembali melalui bus data ke aktuator melalui IC Aktuator merubah output biner menjadi analog dengan menghidupkan atau mematikan lampu pijar pemanas, sesuai dengan data biner yang telah diolah tersebut. 2. Desain Struktural Secara struktural sistem pengendali suhu ini terdiri dari 5 unit utama yang terangkai membentuk satu kesatuan fungsi dan struktur bersama. Unit-unit tersebut meliputi: a. Unit Konversi Analog ke Digital (ADC) Gambar 5. Diagram unit konversi analog ke digital

35 b. Unit Aktuator Gambar 6. Diagram unit aktuator c. Unit Komputer Papan Tunggal Z-80 Gambar 7. Diagram unit komputer papan tunggal Z-80

36 d. Unit Catu Daya Gambar 8. Diagram unit catu daya e. Unit Pengering Benih Gambar 9. Unit pengering benih

37 3. Perangkat Lunak Perangkat lunak yang dimaksud adalah baris program yang disusun agar sistem dapat berfungsi sebagai pengendali suhu secara proporsional. Program disusun dalam bahasa mesin yang dikonversi dari mnemonic untuk memudahkan aplikasinya.bahasa mesin yang digunakan berupa kode dalam angka hexa berdasarkan aturan yang dikenali oleh mikroprosesor Z-80.Program inilah yang menentukan jenis pengendalian yang dilakukan perangkat kerasnya, selain juga modifikasi rangkaian penunjang yang berhubungan. Perangkat lunak ini dapat dimasukkan ke dalam komputer papan tunggal dengan dua cara, yaitu: 1. Mengetikkan langsung melelui keyboard KPT Z-80 tersebut. 2. Memasukkannya ke dalam EPROM yang terpasang pada KPT. Untuk program yang masih diuji maka sebaiknya diketikkan langsung melalui keyboard sampai teruji bahwa program sudah benar dan benar sesuai harapan. Program yang telah sempurna dapat dimasukkan ke dalam IC EPROM dengan bantuan EPROM Programmer melalui komputer lain. Diagram alir pengendalian suhu secara proporsional ditunjukkan pada Gambar 10.

38 Gambar 10. Diagram alir proses pengendalian suhu secara proporsional D. Prosedur Pengujian Pengujian ini berfungsi untuk mengetahui karakteristik dan kinerja dari masingmasing unit penyusun sistem pengendali suhu proporsional dengan sistem minimum mikroprosesor Z-80 untuk pengeringan benih jagung. Pengujian dilakukan secara bertahap berdasarkan urutan proses sebagai berikut: 1. Kalibrasi Sensor Suhu Kalibrasi sensor dilakukan untuk mengetahui faktor konversi suhu menjadi tegangan dengan bantuan NTC.Kalibrasi ini dilakukan terpisah dari sistem dengan bantuan alat ukur suhu dan tegangan standar sebagai acuan. Data hasil kalibrasi kemudian digunakan untuk

39 menentukan nilai setpoint pada proses pengendalian suhu. Rumus yang didapatkan juga digunakan untuk mengkonversi kembali data suhu yang terukur pada saat proses pengendalian suhu. Tahapan proses kalibrasi dapat diterangkan sebagai berikut: 1. Sensor (NTC) dan alat ukur standar (termometer) diletakkan pada posisi yang dekat dengan alat pemanas. 2. NTC dirangkai dengan resistor menjadi rangkaian pembagi tegangan dan outputnya dihubungkan dengan alat ukur tegangan (voltmeter). 3. Pemanas dihidupkan secara berkala dan diamati kenaikan suhu pada termometer dan tegangan pada voltmeter. 4. Data hasil pengukuran dibandingkan dan dihitung rumus linier serta nilai regresinya. 2. Pengujian Konversi ADC Konversi nilai tegangan analog menjadi data digital membutuhkan KPT sebagai alat bantu peraga. Input analog didapatkan melalui perubahan tegangan pada kaki 26 IC ADC Tegangan masukan diatur dengan menggunakan potensiometer sebagai pembagi tegangan. Tahapan proses pengujian unit ADC ini adalah sebagai berikut: 1. Potensiometer dirangkai sebagai pengatur tegangan masukan bagi ADC 0809 dan dihubungkan dengan tegangan 5 volt. 2. Unit ADC dihubungkan dengan KPT Z-80 melalui bus data dan bus alamat. Alamat pemasukan unit ADC diset pada 8IH dan 82H. 3. Program pengujian pemasukan data diketikkan melalui keyboard ke dalam IC RAM pada KPT Z-80 dengan alamat mulai dari 2000H. 4. Program dijalankan (Fn-0) dan diamati data yang terbaca pada display unit KPT Z Tegangan input analog dinaikkan secara bertahap dan diamati kembali perubahan data hexa yang terbaca pada display. 6. Bandingkan data konversi tersebut dan hitung rumus serta nilai regresinya. Tabel 4. Kode Instruksi Uji Konversi ADC 0809 Alamat Instruksi Mnemonic Keterangan 2000 CD FB 03 CLR DSP BFR Bersihkan display E 00 LD A, 00H Masukkan 00 ke A 2005 D3 82 OUT (82), A Keluarkan A ke DB 81 IN A, (81) Ambil data dari LD (2050), A Pindahkan ke C 2A LD HL, (2050) Pindahkan ke HL