tit Illerenet %tots. -Mt- 1. Front Page 411:31104 (ikan sampel) wita6mika: ke PATEN INDONESIA (11) IDP

Transkripsi

1 5 Faisal ST. 1. Front Page (121 PATEN INDONESIA (11) IDP (19) DIREKTORAT JENDERAL HAK KEKAYAANINTELEKTUAL (45) 14 November 2014 (51) (21) (22) (30) Klasifikasi IPC8 G 05B 19/00 (71) Nama dan Alamat yang Mengajukan Permohonan Paten KANTOR HKI-IPB No Permohonan Paten P Gedung Rektorat Lt 5 Tanggal Penerimaan: 04 Januari 2005 Data Prioritas Kampus IPB - Darrnaga, Bogor (72) Nama Inventor Dr, Ir. Indra Jaya, M.Sc,, ID (31) Nomor (32) Tanggal (33) Negara Ir. Ayi Rahmat, ID (43) Tanggal Pengumuman: 06 JO 2006 (74) Nama dan Alamat Konsultan Paten (56) Dokumen Pembanding: JP FR Pemeriksa Paten : JP Jumlah Klaim : Samsudin, (54) Judul Invensi ALAT PENGUKUR TINGKAT KESEGARAN IKAN (57) Abstrak Tingkat kesegaran ikan menentukan mutu atau kualitas produk, yang pada gilirannya berperan penting dalam menentukan tingkat daya saing (competitiveness) hasil industn pascapanen produk tersebut. Untuk menjamin mutu (quality assurance) ikan agar temp konsisten maka dipertukan suati alai ukur atau instrumen yang dapat menunjukkan tingkat kesegaran ikan. Invensi yang dihasilkan ini adalah suatu atat pengukur elektronik tingkat kesegaran ikan yang menggunakan metode akustik frekuensi tinggi. Metode yang digunakan ini bersifat tidak merusak (non-destructive), tidak menyentuh secara langsung ikan (sample), dan penerapannya bersifat praktis. Illerenet %tots. -Mt- NIOSPET t6) M)krokomputor (4) ONiler Amp rx I, A rrt.amp A Pulse Widtb 1,2:hollator (3) 1 SIOS1,9 T I Tailli /C. Dolt Pena mpil Data * I:1 Transducet t 215 Ws wita6mika: ke tit (9) 411:31104 (ikan sampel) ((8) PC

2 2. Deskripsi - IND - Judul Invensi Deskripsi ALAT PENGUKUR TINGKAT KESEGARAN IKAN 5 Bidang Teknik Invensi Invens, ini merupakan alat pengukur tingkat kesegaran ikan yang bekerja dengan menggunakan teknologi elektronika berbasis mikrokomputer dan gelombang ultrasonik sebagai 10 sensor pendeteksi/pengukur karakteristik tingkat kesegaran ikan. Latar Belakang Invensi Ikan yang balk adalah ikan yang masih segar. Ikan yang 15 demikian itu disukai konsumen. Ikan dikatakan masih segar jika perubahan-perubahan biokimia, mikrobiologi, dan fisika yang terjadi belum menyebabkan kerusakan pada ikan. Segera setelah ikan perubahan yang 20 oleh aktivitas mati ma ka is akan mengalami perubahanmengarah kepada pembusukan yang disebabkan bakteri, perubahan kimiawi yang ditimbulkan oleh oleh enzim-enzim serta proses oksidasi lemak ikan oleh udara. Berdasarkan kesegarannya, ikan dapat digolongkan menjadi empat kelas mutu, yaitu ikan yang kesegarannnya 25 baik sekali (prima), ikan yang kesegarannya masih baik (advanced), ikan yang kesegarannya mulai mundur (sedang), dan ikan yang sudah tidak segar lagi atau mutunya rendah. Masalah yang dihadapi saat ini yang berkaitan dengan pengujian tingkat kesegaran dengan metode yang umum 30 digunakan saat ini dengan menggunakan uji organoleptik adalah sulitnya mencari orang yang dapat melakukannya dengan baik. Sifat pengujiannya cenderung subyektif dan oleh karenanya dibutuhkan pengalaman yang panjang untuk

3 a menjadi seorang penguji yang balk. Sehubungan dengan kesulitan yang dialami tersebut maka perlu dikembangkan alternatif pengujian kesegaran yang bersifat obyektif, konsisten dan dapat dengan praktis dilakukan oleh siapa 5 saja. Berdasarkan penelusuran paten yang dilakukan, beberapa invensi yang terkait dengan alat pengukur kesegaran ikan yang dapat dibandingkan adalah sebagai berikut: (a) United States Patent Nomor US yang berjudul 10 'Method for testing the freshness of fish, dimana menurut invensi ini kesegaran ikan dapat diukur dengan mengukur kadar TMA (trimethylamine) dengan menggunakan alat Carbotrap atau Tenax dan dianalisis dengan analisis kromatografi. Pada dasarnya invensi yang 15 dihasilkan berbeda dari sisi metode, akan tetapi memiliki tujuan yang sama yaitu untuk mengukur tingkat kesegaran ikan dan mempermudah melakukan pengukurannya. (b) United States Patent US yang berjudul 20 "Apparatus for determining the degree of freshness of raw, frozen and processed fish, poultry and meat", invensi ini hampir sama dengan pembanding pertama, yaitu menggunakan bahan-bahan kimia tertentu dan enzim untuk melakukan pengukuran tingkat kesegaran ikan, hal ini berbeda dengan invensi yang diajukan dari sisi metode pendeteksian kesegaran. Dokumen-dokumen pembanding tersebut berbeda dengan invensi yang diajukan. Alat pengukur tingkat kesegaran ikan 30 pada invensi yang diajukan menggunakan metode gelombang ultrasonik sebagai sensor untuk pendeteksian kesegaran ikan. Keunggulan dari invensi yang diajukan adalah kecepatan pendeteksian tingkat kesegaran yang lebih unggul

4 3.. dibandingkan dengan invensi pembanding, tidak memerlukan bahan-bahan kimia khusus untuk melakukan pendeteksian dan tidak perlu melakukan persiapan khusus untuk melakukan proses pendeteksian kesegaran ikan. 5 Metode alternatif dalam invensi yang diusulkan ini adalah melalui penggunaan metode akustik frekuensi tinggi (ultrasonik). Dengan menggunakan metode akustik, pengukuran yang dilakukan akan bersifat obyektif, konsisten dan praktis. Hasil invensi ini sangat penting bagi industri 10 perikanan yang menginginkan agar kualitas produknya konsisten dan dapat dipertahankan pada tingkat yang dapat diterima oleh konsumen akhir. Ringkasan Invensi 15 Alat pengukur tingkat kesegaran ikan pada invensi ini merupakan hasil pengembangan teknik pengukuran tingkat kesegaran ikan dengan metode akustik frekuensi tinggi (ultrasonic) berbasis mikrokomputer. Metode yang digunakan bersifat tidak merusak (non destructive), tidak menyentuh 20 secara langsung ikan yang dijadikan target dan penerapannya bersifat praktis. Alat ini terdiri dari unit-unit fungsional yang digunakan secara bersama-sama untuk melakukan pengukuran mismatch impedance antara medium udara dan daging ikan yang dideteksi, yaitu unit pemancar, unit 25 penerima, unit penampil data, unit mikrokontroler/ mikrokomputer dan unit catu daya. Uraian Singkat Gambar Gambar 1. menunjukkan blok diagram alat pengukur 30 tingkat kesegaran ikan.

5 4.. Uraian Lengkap Invensi Alat pengukur tingkat kesegaran ikan yang dihasilkan adalah berupa suatu alat atau instrumen elektronik. Instrumen ini terdiri dari sejumlah unit-unit yang secara 5 bersama-sama melakukan pengukuran mis match impedance antara medium udara dan daging ikan yang dikonversi menjadi indeks nilai kesegaran ikan. Indeks kesegaran ikan dijadikan sebagai acuan yang menunjukkan nilai sebenarnya yang akan ditampilkan melalui unit penampil data. 10 Alat pengukur tingkat kesegaran ikan pada invensi ini telah diuji coba pada ikan air tawar yang diwakili oleh ikan Mas. Berdasarkan hasil ujicoba terhadap ikan air tawar didapatkan hasil bahwa pola arnplitudo sinyal ikan Mas memiliki vbltase yang tinggi ( Volt) kemudian 15 menurun dengan menurunnya tingkat kesegaran ikan. Sejumlah unit dalam alat pngukur tingkat kesegaran ikan pada invensi ini adalah unit pemancar, unit penerima, unit penampil data dan unit catu daya. Unit-unit tersebut didukung oleh sebuah mikrokontroler/mikrokomputer dengan 20 suatu program yang dirancang khusus untuk mengendalikan, memproses, dan menginformasikan tingkat kesegaran ikan. Penjelasan dan fungsi dari masing-masing unit pada alat pengukur tingkat kesegaran ikan adalah sebagai berikut: 1. Unit Pemancar 25 Model desain yang digunakan pada rancangan unit pemancar menggunakan Power MOSFET (Metal Oxide Field Effect Transistor) dimana dengan impedansi masukan sangat tinggi dan keluaran yang rendah, pengaruh rendahnya efisiensi pengalihan energi listrik ke transduser dapat direduksi sekecil mungkin. Frekuensi osilator yang digunakan adalah 215 khz, sedang Pulse Width, dan Trigger Interval dilakukan melalui program yang diisikan pada mikrokontroler. Frekuensi transduser tersebut dihasilkan oleh program

6 5 dengan menggunakan mikrokontroler MC68HC908GP32. Sinyalsinyal ini akan diamplifikasi dengan buffer Hex amplifier untuk mendapatkan sinyal yang stabil. Sinyal ini kemudian diamplifikasi dengan menggunakan MOSFET atau penyesuai 5 impedansi agar pelimpahan energi dapat optimal. 2. Unit Penerima Pada unit penerima, digunakan beberapa rangkaian terintegrasi Operational Amplifier sebagai jantung 10 rangkaian. Pemilihan jenis Op-Amp disesuaikan dengan frekuensi kerja XDCR penerima yaitu 215 KHz dan sinyal dengan bandwidth yang akan diluluskan pada rangkaian ini. Penapisan sinyal echo, amplifikasi, dan pengkondisian sinyal perlu dilakukan untuk menghilangkan sinyal-sinyal 15 yang tidak diinginkan dan meluluskan sinyal echo yang dikehendaki untuk selanjutnya diproses dan dikondisikan agar dapat berinteraksi/interfacinq dengan segment analog pada rangkaian mikrokontroler. Pada rangkaian unit penerima, yang merupakan rangkaian penerimaan pulsa 20 pantulan (reflected signal) dilakukan penguatan-penguatan dengan buffer op-amp. Pada segmen ini, sinyal echo yang dihasilkan unit penerima yang berupa sinyal analog akan diproses lanjut oleh mikrokontroler untuk dikuantifikasi dengan 25 mengkonversi sinyal tersebut dengan fasilitas internal ADC mikrokontroler. Sinyal-sinyal ini selanjutnya akan ditampilkan dalam bentuk angka. Ketika didapatkan data tegangan (voltage) dari sejumlah target dengan kondisi berbeda (segar/tidak segar), maka data ini dijadikan acuan 30 atau data dasar yang diprogramkan pada chip sehingga penampilan informasi yang ada adalah kondisi apakah ikan tersebut segar, sedang, tidak segar, dan busuk.

7 Unit Penampil Data Unit penampil data yang digunakan pada rangkaian ini adalah LCD 16x2 baris. Unit ini telah mampu mengakomodasi informasi yang akan ditampilkan. Disamping itu pula, dengan 5 pemanfaatan LCD, arus yang digunakan relatif kecil dibandingkan unit 7-segmen. Unit penampil data tersebut juga dapat dihubungkan ke komputer (Personal Computer/PC) melalui antarmuka port paralel Catu daya Catu ddya (power supply) yang dirancang harus mampu memberikan tegangan stabil 5, 9, dan 12 Volts. Tegangan 5 Volt digunakan untuk memasok rangkaian diskret berupa rangkaian digital CMOS dan mikrokontroler. Tegangan 9 Volt 15 digunakan untuk memasok rangkaian buffer dan amplifier pada bagian transmitter, sedangkan tegangan 12 Volt dipakai untuk memasok tegangan common seluruh unit. Tegangan 5 dan 9 volt akan diperoleh dari regulasi tegangan 12 Volt ini Mikrokontroler/Mikrokomputer Pemrograman untuk mengontrol hardware sesuai dengan spesifikasi chip yang digunakan yakni mikrokontroller MC68HC908GP32. Pemrograman dilakukan dengan menggunakan software khusus yaitu ICSO5PZ. Untuk memasukkan program 25 yang dibuat dalam software khusus tersebut diperlukan peralatan lain yaitu emulator atau in-circuit simulator interface, ICS086PZ. Beberapa pemrograman dilakukan pada mikrokontroler untuk mengendalikan, memproses, dan menampilkan informasi 30 yakni: (a) Pemrograman unit pemancar, mencakup: osilator frekuensi yang merupakan pembangkit pulsa 215KHz sesuai dengan frekuensi transducer yang digunakan; pulse width (lebar

8 7 5 pulsa), mengatur lebar pulsa yang,ikan diumpankan terhadap transducer yang akan membawa seberapa lama pulsa yang akan dimuatkan terhadap transducer; dan trigger interval. Hal ini berkaitan dengan kapan saja pulsa yang akan ditransmisikan oleh transduser terhadap target yang ditembak. (b) Pemrograman unit penerima. Pemrograman unit ini terdiri dari konversi data, klasifikasi data, dan pembuatan database dan pengkelasan (classified) dari target, dimana pantulan (reflected signal) dari target akan sangat menentukan penerimaan oleh alat yang hubungannya dengan pengkelasan dan akuisisi data yang bertujuan akhir untuk menentukan indeks kesegaran. (c) Pemrograman unit penampil data. Pemrograman mencakup 15 pengendalian LCD, penampilan karakter tanda (sign), dan penampilan karakter angka. Prinsip Kerja Alat Kuat lemahnya sinyal pantulan yang berasal dari ikan 20 yang dideteksi akan berkorelasi positif dengan tingkat kesegaran ikan, dimana semakin segar ikan akan memiliki nilai pantulan yang tinggi karena kerapatan daging ikan lebih padat dibanding dengan ikan yang sudah tidak segar. Akibat adanya proses perubahan kesegaran dari mulai ikan 25 itu segar sampai tidak segar, maka pola pantulan sinyal dari target juga memiliki amplitudo yang cenderung menurun seining dengan menurunnya kualitas ikan. Penurunan kualitas ikan tersebut kemudian dibuat kisaran berdasarkan nilainilai pantulan sinyal yang didapatkan yaitu berdasarkan 30 kesegarannya yang digolongkan menjadi empat kelas mutu, yaitu ikan yang kesegarannnya balk sekali (prima), ikan yang kesegarannya masih baik (advanced), ikan yang kesegarannya mulai mundur (sedang), dan ikan yang sudah

9 8 ' tidak segar lagi atau mutunya rendah. Keempat kelas mutu tersebut dibuat indeks nilai kesegarannya yang akan ditampilkan pada unit penampil data. Mekanisme Kerja Alat Proses pengukuran kesegaran ikan pada invensi ini dapat dijelaskan dengan mengacu pada Gambar 1 dimana ikan target (1) di tembak oleh transduser dengan frekuensi 215KHz (2). Untuk melakukan penembakan sinyal ultrasonik 10 dengan frekuensi 215 KHz dibangkitkan oleh rangkaian osilator 215 KHz kemudian diumpankan ke rangkaian MOSFET (Metal oxyde Fild Effect Transistor) sebagai penguat sinyal (3), dimana dengan impedansi masukan sangat tinggi dan keluaran rendah maka kehilangan energi (in-efisiensi) 15 akibat pengalihan energi listrik ke transduser dapat dikurangi sekecil mungkin. Frekuensi osilator yang digunakan adalah 215 KHz, sedangkan lebar pulsa dan waktu pengiriman sinyal dilakukan secara program oleh mikrokomputer. Sinyal-sinyal ini akan 20 dikuatkan secara efektif oleh empat buah gerbang penguat buffer hex-amplifier (4) untuk mendapatkan sinyal yang stabil. Sinyal ini kemudian dikuatkan kembali oleh MOSFET sehingga pelimpahan energi ke transduser pengirim menjadi lebih optimal. 25 Pada scat sinyal pantulan kembali dari target maka transduser penerima akan beresonansi. Sinyal yang kembali tersebut kemudian di tapis (5) dan dilakukan penguatan terhadap sinyal yang diterima dengan rangkaian MOSFET (6), karena amplitudo sinyal yang diterima biasanya sangat kecil 30 akibat adanya peluruhan energi selama proses perambatan suara pada medium dan objek. Kemudian dilakukan penapisan sinyal gema (echo), penguatan sinyal dan pengkondisian sinyal untuk menghilangkan sinyal-sinyal yang tidak

10 9 diinginkan dan meloloskan sinyal yang dikehendaki untuk diproses lebih lanjut oleh mikrokomputer. Mikrokomputer (7) merupakan unit sistem kendali dan pemrosesan sinyal yang melakukan pengendalian terhadap 5 unit-unit yang lain, dimana pada sistem pengirim /pernancar diperlukan frekuensi dari transduser 215Khz maka pada sistem kendali ini dibangkitkan frekuensi osilator sebesar 215Khz tersebut sehingga terjadilah resonansi yang kemudian sinyal suara yang dibangkitkan akan bergerak menuju objek 10 dan memantul kembali berupa sinyal pantulan ke unit penerima. Setelah proses penguatan sinyal maka sinyal pantulan yang berupa level tegangan yang didasarkan pada porositas dari objek diolah dan ditampilkan pada unit penampil data. 15 Unit penampil data (8) akan menampilkan amplitudo pantulan sinyal berdasarkan karakteristik objek, dalam hal ini tingkat kesegaran ikan. Semakin tinggi nilai pantulan berarti tingkat porositas daging ikan sangat kecil sedangkan semakin rendah nilai amplitudo pantulan maka 20 tingkat porositasnya besar dengan kata lain pori-pori daging ikan semakin membesar karena aktifitas bakteri. Kemudian nilai pantulan itu dikelompokkan menjadi indeks dan ditentukan berdasarkan 4 kategorisasi kesegaran ikan, yaitu prima, baik, kurang segar dan tidak segar. Hasil 25 pengukuran kesegaran ikan juga dapat ditampilkan di komputer pribadi (PC) (10) melalui antarmuka port paralel (9). Pencatuan days (11) dapat dilakukan dengan 2 (dua) tegangan yaitu tegangan searah (DC, Direct Current) dan 30 tegangan bolak balik (AC, Alternating Current). Pada rangkaian terdapat 2 pengaturan tegangan (regulator) yaitu tegangan searah 12 Volt yang digunakan untuk melakukan pencatuan days terhadap unit transduser pengirim dan fti

11 10 pencatuan daya 5 volt terpadu digital mikrokomputer. untuk pencatuan daya pada rangkaian

12 11 I ***** Klaim: 1. Suatu alat pengukur tingkat kesegaran ikan yang secara tidak bersentuhan langsung dengan obyek 5 ikan yang akan diukur, terdiri dari: suatu unit pemancar /penerirna yang memancarkan gelombang ultrasonik ke obyek ikan yang akan diukur dan menerima kembali gelombang ultrasonik yang terpantulkan dari obyek ikan tersebut; 10 suatu mikrokontroler untuk mengolah sinyal gelombang ultrasonik tersebut untuk menentukan tingkat kesegaran ikan; dan suatu tampilan untuk menampilkan tingkat kesegaran ikan dari mikrokontroler tersebut; 15 suatu catu daya yang menghasilkan tegangan search (DC) 9 volt. 2. Alat pengukur tingkat kesegaran ikan menurut klaim 1, dimana unit pemancar /penerirna tersebut adalah 20 transduser dengan frekuensi gelombang ultrasonik 215 khz dan jarak deteksi 15 sampai 35 cm. 3. Alat pengukur tingkat kesegaran ikan menurut klaim 1, dimana tingkat kesegaran ikan tersebut terdiri 25 dari empat kategori: prima, baik, kurang segar, dan tidak segar. 4. Alat pengukur tingkat kesegaran ikan menurut klaim 1, dimana tampilan tersebut berupa Liquid Cristal 30 Display (LCD). 5. Alat pengukur tingkat kesegaran ikan menurut klaim 1, dimana alat tersebut lebih lanjut terdiri dari antarmuka port paralel untuk dihubungkan ke komputer.

13 3. Deskripsi - IND - Abstrak 12 h OOOOO * ***** ***** e' 4 Abstrak ALAT PENGUKUR TINGKAT KESEGARAN IKAN 5 Tingkat kesegaran ikan menentukan mutu atau kualitas produk, yang pada gilirannya berperan penting dalam menentukan tingkat daya saing (competitiveness) hasil industri pascapanen produk tersebut. Untuk menjamin mutu 10 (quality assurance) ikan agar tetap kunsisten maka diperlukan suatu alat ukur atau instrumen yang dapat menunjukkan tingkat kesegaran ikan. Invensi yang dihasilkan ini adalah suatu alat pengukur elektronik tingkat kesegaran ikan yang menggunakan metode akustik frekuensi 15 tinggi. Metode yang digunakan ini bersifat tidak rnerusak (non-destructive), tidak menyentuh secara langsung ikan (sample), dan penerapannya bersifat praktis