BAB II DASAR TEORI Secara fisik, mesin terdiri dari bagian mekanik dan elektronik. Bagian mekanik adalah berupa box yang terbuat dari 2 lapisan yaitu lapisan luar berupa alumunium dan lapisan dalam berupa stainless steel. Sedangkan bagian elektronik yang terdiri dari mikrokontroler, untai rangkaian, pemanas, sensor, keypad, LCD display, RTC. Mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali untuk mengontrol pemanas dan fan exhaust serta smua bagian elektronik. 2.1. Fermentasi Kulit singkong Kulit singkong (Manihot utilissima Pohl) merupakan limbah kupasan hasil pengolahan slondok, gaplek, tapioka, tape, dan panganan berbahan dasar singkong lainnya. Potensi kulit singkong di Indonesia sangat melimpah, seiring dengan eksistensi negara ini sebagai salah satu penghasil singkong terbesar di dunia dan terus mengalami peningkatan produksi setiap tahunnya. Salah satu proses pengolahan yang tepat untuk mengolah kulit singkong menjadi bahan pangan adalah dengan proses fermentasi. Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan fakultatif(sedikit oksigen) maupun anaerob(tanpa oksigen). Dalam perancangan alat ini proses fermentasi dilakukan menggunakan ragi tempeyang pada umumnya digunakan untuk proses fermentasi bahan makanan. Ragi tempeterbuat dari jamur Rhizopus oryzae. Gambar 2.1. Kulit Singkong 4
2.2. Mikrokontroler Pada skripsi ini digunakan board mikrokontroler arduino dengan IC ATMega2560 sebagai pengendali utama. Board tersebut mempunyai spesifikasi sebagai berikut : 1. Tegangan operasi : 5 V 2. Tegangan input (saran) : 7-12 V 3. Tegangan input (batas) : 6-20 V 4. Digital I/O pins : 54 (15 digunakan untuk PWM) 5. Analog input pins : 16 6. Arus DC setiap I/O pins : 40 ma 7. Arus DC untuk 3,3 V pins : 50 ma 8. Flash Memory : 256 Kb (8 Kb digunakan untuk bootloader) 9. SRAM : 8 Kb 10. EEPROM : 4 Kb 11. Clock speed : 16 MHz Gambar 2.2. Board Atmega 2560 Pengendali yang digunakan berjenis Arduino 2560. Mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali alat ini dimana, bertugas mengolah data dari sensor SHT 11 sebagai pengontrol pemanas dan fan exhaust. 5
2.3. Sensor Suhu dan Kelembaban SHT11 SHT11 Modul merupakan modul sensor suhu dan kelembaban relatif dari Sensirion. SHT11 adalah sebuah single chip sensor suhu dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang outputnya telah dikalibrasi secara digital. Di bagian dalamnya terdapat kapasitor polimer sebagai elemen untuk sensor kelembaban relatif dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor temperatur. Output kedua sensor digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit dan sebuah interface serial pada satu chip yang sama. Sensor ini memiliki waktu respon yang cepat. SHT11 ini dikalibrasi dengan menggunakan hygrometer sebagai referensinya. Koefisien kalibrasinya telah diprogramkan kedalam OTP memory. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengkalibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran [4]. Gambar 2.3. Diagram Blok SHT11. SHT11 menggunakan sumber tegangan 5 Volt dan komunikasi bidirectonal 2-wire. Sistem sensor ini mempunyai 1 jalur data yang digunakan untuk perintah pengalamatan dan pembacaan data. Pengambilan data untuk masing-masing pengukuran dilakukan dengan memberikan perintah pengalamatan oleh mikrokontroler. Kaki serial Data yang terhubung dengan mikrokontroler memberikan perintah pengalamatan pada pin Data SHT11 00000101 untuk mengukur kelembaban relatif dan 00000011 untuk pengukuran temperatur. SHT11 memberikan keluaran data kelembaban dan temperatur pada pin Data secara bergantian sesuai dengan clock yang diberikan mikrokontroler agar sensor 6
dapat bekerja. Sensor SHT11 memiliki ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya sehingga keluaran data SHT11 sudah terkonversi dalam bentuk data digital dan tidak memerlukan ADC eksternal dalam pengolahan data pada mikrokontroler. 2.4. Pemanas Pada perancangan alat ini pemanas yang digunakan adalah pemanas berupa keramik. Tegangan elemen ini adalah 220 VAC dan daya untuk elemen pemanas 750 watt. Gambar 2.4. Pemanas 2.5. Fan Exhaust FAN Exhaust yang digunakan adalah FAN Exhaust dengan tegangan 220 VAC. Fungsi dari FAN Exhaust ini adalah untuk meminimalisir kelembaban guna mencegah kebusukan. Gambar 2.5. FAN Exhaust 7
2.6. LCD Display LCD (Liquid Crystal Display) digunakan sebagai penampil sebuah informasi. Berikut contoh LCD karakter yaitu LCD 2 16, artinya LCD terdiri dari 2 baris dan 16 karakter. Gambar 2.6. LCD karakter 16 x 2. 2.7. Keypad Keypad adalah bagian di mana user berinteraksi langsung dengan modul. Pada bagian ini user dapat memberikan perintah, perintah dari user akan diteruskan ke mikrokontroler dan akan diolah pula oleh mikrokontroler. Gambar 2.7. Keypad 8
Penghubung kerja dari komponen utama membutuhkan komponenkomponen pendukung supaya kerja mesin mencapai hasil sesuai dengan yang diinginkan pengguna. Berikut ini daftar komponen yang akan digunakan sebagai penyusun mesin yang dirancang : 1. Chip ATMEGA 2560 2. Sensor SHT 11 3. Fan Exhaust 4. Keypad 5. LCD 6. Rangkaian driver beban AC 7. Pemanas 9