RANCANG BANGUN SISTEM INSTRUMENTASI OTOMATIS UJI KECEPATAN ALIR GRANUL/SERBUK OBAT

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN SISTEM INSTRUMENTASI OTOMATIS UJI KECEPATAN ALIR GRANUL/SERBUK OBAT Abdul Fadlil 1, Wahyu Sapto Aji 2, dan Nur Azis 3), Arif Budi Setianto 4, 1,2,3) Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Univesitas Ahmad Dahlan 4) Program Studi Farmasi, Fakultas Farmasi, Univesitas Ahmad Dahlan Kampus III UAD Jl. Prof. Dr. Soepomo, Janturan, Umbulharjo, Yogyakarta ABSTRACT The important one in the manufacture of tablets is to test the quality granule / powder medicine as basic materials. One way to test the quality of the granules is through flow rate tester. Currently instrumentation for measuring flow rate of granules that are used mostly still manual. Flow rate is calculated based on the time flow of a granular weighing 100 grams, which flowed through the funnel were read by using a stopwatch. Flow rate of granules that is both more than 10 grams / sec. In this paper discussed the design automated tester instrumentation systems granule quality. This instrument system includes sensor LDR (Light Dependent Resistor), Microcontroller ATMega 8535 as a processing unit and the LCD (Liquid Crystal Display). The performance of the instrument system has been made using two types of samples tested by comparing the readings of granule time of instrumentation equipment have been made and the reading time of the stopwatch. In the first experiment with the granules obtained an average error of 0.99%, while the second experiment with the granules obtained an average error of 4.76% Keywords: Flow rate granules, LDR, Microcontroller ATMega 8535 ABSTRAK Satu hal penting dalam pembuatan tablet obat adalah menguji kualitas granul/serbuk obat sebagai bahan dasarnya. Salah satu cara untuk menguji kualitas granul adalah melalui uji kecepatan alirnya. Saat ini peralatan instrumentasi untuk pengukur kecepatan alir granul yang digunakan kebanyakan masih bersifat manual. Kecepatan alir dihitung berdasarkan waktu alir sejumlah granul seberat 100 gram yang dialirkan melalui corong yang dibaca dengan menggunakan stopwatch. Kecepatan alir granul yang baik adalah lebih dari 10 gram/detik. Pada makalah ini dibahas rancang bangun sistem instrumentasi otomatis untuk uji kualitas granul. Sistem instrumen ini meliputi sensor LDR (Light Dependent Resistor), unit pemproses Mikrokontroler ATMega 8535 serta penampil LCD (Liquid Crystal Display). Unjuk kerja sistem instrumen yang telah dibuat diuji menggunakan 2 jenis sampel granul berdasarkan perbandingan hasil pembacaan waktu dari peralatan instrumentasi yang telah dibuat dan pembacaan waktu dari stopwatch. Pada percobaan dengan granul pertama diperoleh hasil rata-rata kesalahan sebesar 0,99 %, sedangkan percobaan dengan granul kedua diperoleh ratarata kesalahan sebesar 4,76 %. Kata kunci: Kecepatan Alir Granul, LDR, Mikrokontroler ATMega 8535 PENDAHULUAN Ketersediaan obat bagi masyarakat dengan harga yang terjangkau adalah merupakan tantangan bagi industri obat/jamu. Pada prinsipnya biaya pembuatan obat tergantung dari bahan obat dan proses pembuatannya. Secara umum bahan obat mudah dan murah didapatkan, karena Indonesia kaya akan jenis tanaman obat. Namun pada proses pembuatannya masih memerlukan pembiayaaan yang tinggi terkait dengan peralatan yang kebanyakan masih impor. Hal inilah yang menjadi latar belakang penelitian ini dilakukan. Salah satu peralatan yang biasa dipakai dalam proses pembuatan obat adalah alat penguji kualitas granul/serbuk obat. Ada beberapa cara untuk menguji kualitas granul/serbuk obat antara lain dengan mengetahui kecepatan alirnya (Anshory, H., dkk, 2007). Peralatan yang ada saat ini kebanyakan masih diimpor dari luar negeri dan pengoperasiannya masih bersifat manual serta harganya relatif mahal. Waktu alir granul adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan dari sejumlah granul melalui lubang corong dalam suatu waktu tertentu. Granul dinyatakan berkualitas baik jika 100 gram B-1

2 granul waktu alirnya tidak lebih dari 10 detik. Peralatan uji kecepatan alir granul yang ada saat ini kebanyakan masih dilakukan secara manual dengan menggunakan stopwatch.(carstensen dan Chan, 1977). Berdasarkan latar belakang masalah ini maka dirumuskan bagaimana membuat peralatan uji kecepatan alir granul yang dapat bekerja secara otomatis. Olehkarenanya penelitian ini dilakukan bertujuan dihasilkannya rancang bangun peralatan uji kecepatan alir granul sehingga dapat digunakan untuk menentukan kualitas granul yang digunakan sebagai bahan dasar tablet. METODE Dalam pembuatan sistem alat uji kecepatan alir granul menggunakan mikrokontroler ATMega8535 ini diperlukan beberapa bahan penelitian berupa komponen elektronis dan mekanis. Instumentasi elektronis merupakan sebuah sistem yang tujuan umumnya adalah mendapatkan data atau informasi dari sebuah obyek dengan memanfaatkan rangkain elektronis. Adapun desain alat uji kecepatan alir granul dapat dilihat pada Gambar 1, berikut: Gambar 1. Desain Alat Uji Kecepatan Alir Granul Pada Gambar 1 diatas, sistem terdiri dari corong yang berfungsi untuk menaruh granul/serbuk obat, katup (selenoide valve), sensor LDR dan sumber cahaya LED (Light Emitting Diode). Unit pemroses sistem menggunakan mikrokontroler ATMega8535, dengan keseluruhan blok diagram sistem alat uji kecepatan granul ini ditunjukkan pada Gambar 2 berikut ini: Switch push button/reset Sensor LDR Sumber LED Mikrokontroler ATMega 8535 LCD Catu Daya Gambar 2. Blok Diagram Alat Uji Kecepatan Alir Granul B-2

3 Sedangkan gambar rangkaian keseluruhan alat uji kecepatan alir granul, lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3, berikut ini: Gambar 3. Rangkaian Alat Uji Kecepatan Alir Granul Pada bagian sebelumnya telah diuraikan mengenai perancangan perangkat keras (hardware), untuk itu agar perangkat keras tersebut dapat bekerja maka dibutuhkan perancangan perangkat lunak. Dalam penelitian ini program yang digunakan adalah bahasa C yang nantinya akan didownload ke dalam IC mikrokontroler type ATMega8535. Prosedur dalam perancangan perangkat lunak dimulai dengan menginisialisasi adanya masukan dari sensor LDR. Apabila sensor LDR terkena cahaya dan nilai ADCnya <= 240, maka data akan diteruskan untuk mengaktifkan timer. Selanjutnya timer akan berhenti pada saat LDR terkena cahaya dan nilai ADCnya > 240. Pada saat timer berhenti data waktu alir granul dan hasil identifikasi kualitas granul akan ditampilkan ke LCD. PEMBAHASAN Dilakukan beberapa pengujian pada rangkaian catu daya yang telah dibuat maka diperoleh data-data pengukuran berupa tegangan yang diukur dengan menggunakan multimeter analog merk heles pada masing-masing blok masukan dan keluaran. Catu daya yang digunakan dalam rangkaiaan otomatisasi alat ukur kecepatan alir granul menggunakan DC 5 V dan 12 V untuk mensupplay selenoid. Tegangan 9 V dan 12 V AC dari transformator stepdown 1 A disearahkan dengan masing-masing 2 dioda. Dalam usaha mengurangi riak tegangan yang timbul digunakan masing-masing kondesator dengan kapasitas 2200 uf/25v. Pemberian regulator 7805 dan 7812, dimaksudkan untuk memperoleh tegangan keluaran tetap stabil meskipun terjadi perubahan tegangan yang masuk dalam transformator. Catu daya yang diukur keluaran dari transformator menggunakan 9 V AC disearahkan menggunakan dioda. Setelah disearahkan tegangan terukur sebesar 11 V DC, dan setelah diregulator 7805 dihasilkan tegangan 4,8 B-3

4 V DC. Selanjutnya untuk yang menggunakan 12 V AC, disearahkan dan terukur sebesar 16 V DC setelah diregulator 7812 dihasilkan tegangan 11,5 V DC. Pengujian Sensor Cahaya (LDR), LDR berfungsi sebagai sensor untuk mendeteksi dan untuk menentukan nilai kondisi pada saat itu. Kondisi pada saat itu menentukan besar kecilnya tahanan sensor, sehingga secara otomatis tegangan yang keluar pada rangkaian sensor akan berubah, dan tegangan inilah yang akan diolah oleh mikrokontroler untuk memasukkan dan mengaktifkan timer. Gambar sensor cahaya (LDR) dan sensor air ditunjukkan pada Gambar 4, berikut: Gambar 4. Rangkaian LDR Merujuk dari Gambar 4 diatas, maka tahanan (R) pada sensor dapat diuji dengan persamaan pada rangkaian sensor diatas. Perhitungan ini untuk menguji apakah tahanan (R) dan tegangan (V) yang diukur dengan menggunakan multimeter, sesuai dengan persamaan yang didapat dari sensor. a. Saat sensor cahaya kondisi normal (belum ada aliran granul ) Saat sensor cahaya (LDR) normal (Vout 4,6 V) (1) (2) Sehingga diperoleh Jadi besar yang terdapat pada rangkaian sensor cahaya (LDR) dengan Vout 4,6 V adalah sebesar 434,78 ohm. b. Saat sensor cahaya kondisi ada aliran granul. Saat sensor cahaya (LDR) ada aliran granul (Vout V) (3) (4) Sehingga diperoleh B-4

5 Jadi besar dengan menggunakan persamaan yang terdapat pada rangkaian sensor cahaya (LDR) dengan Vout 3,4 V adalah ohm. Pengujian alat dilakukan agar bisa mendapatkan data hasil pengujian dari suatu sistem alat yang telah dibuat, sehingga dengan data ini dapat diketahui unjuk kerja dari alat yang telah dirancang. Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan dua jenis granul yang berbeda dengan berat yang sama yaitu 100 gram dan diuji masing-masing sebanyak 10 kali. Hasil pengujiannya dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2, sebagai berikut: Tabel 1. Hasil pengukuran waktu alir granul pertama No Waktu alat yang dibuat Waktu stopwatch Kesalahan (%) ,18 1, ,26 2, ,13 1, ,11 1, ,15 1, ,02 0, ,02 0, ,03 0, ,02 0, ,08 0,79 Rata-rata 10 10,10 0,99 Jadi untuk hasil dari uji coba 10 kali dari pengukuran waktu alir granul pertama mempunyai prosentase kesalahan antara waktu dari alat alat yang dibuat dengan stopwatch adalah sebesar 0,99 %. Kategori granul pertama ini menunjukkan kualitas buruk karena waktu alir lebih dari 10 detik. Sedangkan hasil pengujian untuk pengukuran waktu alir granul kedua sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 2 berikut: Tabel 2. Hasil pengukuran waktu alir granul kedua No Waktu alat yang dibuat Waktu stopwatch Kesalahan (%) ,56 4, ,68 4, ,70 5, ,74 5, ,56 4, ,61 4, ,73 5, ,76 5, ,63 4, ,62 4,55 Rata-rata 13 13,65 4,76 Jadi untuk hasil dari uji coba 10 kali pengukuran waktu alir granul kedua mempunyai prosentase kesalahan antara waktu dari alat pengukur waktu alir granul yang dibuat dengan waktu dari stopwatch adalah sebesar 4,76 %. Kategori granul kedua ini menunjukkan kualitas buruk karena waktu alir lebih dari 10 detik. B-5

6 KESIMPULAN Peralatan uji kecepatan alir granul yang dapat bekerja secara otomatis telah berhasil dibuat. Berdasarkan analisis hasil pengujian alat telah diperoleh unjuk kerja yang optimal yaitu 0,99% untuk granul pertama dan 4,76% untuk granul kedua. Hasil ini menunjukkan bahwa alat yang telah dibuat ini potensial untuk dikomersialkan. Pada penelitian selanjutnya alat ini akan dikembangkan dengan menambah metode pengujian lain yaitu pengukuran sudut diam dari granul. DAFTAR PUSTAKA Anshory, H., Syukri, Y., dan Malasari, Y., Formulasi Tablet Effervescent Dari Ekstrak Ginseng Jawa (Talinum Paniculatum) Dengan Variasi Kadar Pemanis Aspartam, Jurnal Ilmiah Farmasi Vol. 4 No.1, Carstensen, J. T., and Chan. P.C., Flow Rates and Repose Angles of Wet- Processed Granulation, J. Pharm. Sci, Vol. 66 No.9, p (1977) Dunn, W. C.,2006, Introduction to Instrumentation,Sensors, and Process Control, Artech House, Norwood Winoto, A Mikrokontroler AVR Atmega8/16/32/8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR. Informatika Bandung. B-6