SISTEM AKUISISI DATA TINGKAT KEMANISAN BUAH JERUKMENGGUNAKAN ARDUINO

(Skripsi)

Oleh

UMI LATHIFAH

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2019

i

ABSTRAK

SISTEM AKUISISI DATA TINGKAT KEMANISANBUAH JERUK MENGGUNAKAN ARDUINO

Oleh

UMI LATHIFAH

Telah dilakukan penelitian mengenai sistem akuisisi data tingkat kemanisan buahjeruk menggunakan arduino. Penelitian ini hanya membahas mengenai perangkatlunak berupa pemrograman Arduino tanpa membahas pembuatan perangkat keras.Hasil pengukuran menunjukkan nilai ADC 959 dengan nilai tegangan 4.69V dannilai %Brix13.5%, nilai ADC 926 dengan nilai tegangan 4.53V dan nilai %Brix12.6%, nilai ADC 794 dengan nilai tegangan 3.88V dan nilai %Brix 11.1%, nilaiADC 761 dengan nilai tegangan 3.72V dan nilai %Brix 10.6%, nilai ADC 694dengan nilai tegangan 3.39V dan nilai %Brix 9.6%. Grafik hubungan tegangannilai tegangan dan nilai %Brix menunjukkan garis yang linear. Hasil analisispengukuran pada buah jeruk menunjukan bahwa semakin tinggi nilai teganganpada buah jeruk, maka semakin tinggi tingkat kemanisan buah, begitu punsebaliknya. Semakin rendah nilai tegangan pada buah jeruk maka semakin rendahtingkat kemanisan buah jeruk.

Kata Kunci: Arduino, ADC.

ii

ABSTRACT

DATA ACQUISITION SYSTEMS FOR THE SWEETNESS OF CITRUSFRUITS USING ARDUINO

By

UMI LATHIFAH

Data acquisition systems for the sweetness of citrus fruits using Arduino has beenrealized. This study only discusses software in the form of Arduino programmingwithout discussing the manufacture of hardware. The measurement resultsshowed the value of ADC 959 with a voltage value of 4.69V and the value of%Brix13.5%, the value of ADC 926 with a voltage value of 4.53V and the value of%Brix 12.6%, the value of ADC 794 with a voltage value of 3.88V and% Brix11.1%, value ADC 761 with a voltage value of 3.72V and a value of% Brix 10.6%,the value of ADC 694 with a voltage value of 3.39V and the value of % Brix 9.6%.The graph of the voltage relationship of the voltage value and the % Brix valueshowed a linear line. The results of the measurement analysis on citrus fruitsshowed that the higher of a citrus fruit voltage, the higher of the citrus fruitvoltage, and vice versa. The lower of the citrus fruit voltage, the lower level of thecitrus fruit sweetness.

Key words: Arduino, ADC.

SISTEM AKUISISI DATA TINGKAT KEMANISAN BUAH JERUKMENGGUNAKAN ARDUINO

Oleh

UMI LATHIFAH

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk mencapai gelarSARJANA SAINS

PadaJurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2019

vii

RIWAYAT HIDUP

Penulis yang bernama lengkap Umi Latifah dilahirkan di

Natar, Kab. Lampung Selatan, pada 11 Desember 1991,

putri dari pasangan Bapak Pujiono (Alm) dan Ibu Uni’am.

Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di MI Al Fatah

Natar, Lampung Selatan pada tahun 2004, selanjutnya

MTs Al Fatah Natar, Lampung Selatan tahun 2007 dan MA Al Fatah Natar,

Lampung Selatan tahun 2010. Penulis terdaftar sebagai mahasiswa di Jurusan

Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas

Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Tinggi Negeri (SNMPTN) pada

tahun 2011. Selama menempuh pendidikan penulis pernah menjadi Asisten

Praktikum Fisika Dasar I, asisten Fisika Dasar II, dan Asisten Praktikum

Elektronika Dasar I.

Penulis pernah aktif di kegiatan organisasi kemahasiswaan di UKMF Rohani

Islam FMIPA sebagai anggota Muda periode 2011-2012 dan Sekertaris Bidang

Kajian periode 2012-2013, Badan Eksekutif Mahasiswa FMIPA sebagai

Sekertaris Dinas Kreatifitas Mahasiswa periode 2013-2014, Himpunan

Mahasiswa Fisika (HIMAFI) sebagai Anggota Muda Himafi periode 2011-2012

dan Anggota Biro Dana dan Usaha periode 2012-2013 dan 2013-2014.

viii

Penulis juga mengikuti berbagai seminar dan pelatihan. Praktik Kerja Lapangan

(PKL) dilaksanakan penulis di Balai Riset dan Standardisasi Industri Bandar

Lampung pada tahun 2014, dengan judul “Analisis Pengukuran Besaran Suhu”.

Penulis juga telah melaksanakan kegiatan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Pekon

Umbar, Kecamatan Kelumbayan, Kabupaten Tanggamus pada tahun 2015 dan

menyelesaikan penelitian skripsi di Jurusan Fisika dengan judul “Sistem Akuisisi

Data Tingkat Kemanisan Buah Jeruk Menggunakan Arduino” pada tahun.

ix

MOTTO

Maka sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.

(QS Al -Insyirah : 5 – 6)

Barangsiapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya kesungguhannyaitu adalah untuk dirinya sendiri.

(QS Al-Ankabut : 6)

Karunia Allah yang paling lengkap adalahkehidupan yang didasarkan pada ilmu pengetahuan.

(Ali bin Abi Thalib)

x

Bismillahirrahmaanirrahiim

Dengan penuh rasa syukurku kepada Allah SWT,Aku persembahkan karya ini kepada

Bapak Pujiono dan Ibu Uni’Am

Dua orang terhebat dalam hidupku, karena mereka yang tak hentimemberi dukungan, menjadi contoh dan memberi pelajaran hidup yang

baik, mencurahkan segala kasih sayang melalui berbagai cara yangtakkan pernah membuatku lupa.

Mbak, Mas, dan Adik Tercintayang telah memberikan seluruh kasih sayang, doa, semangat,

kesabaran, nasihat, perhatian, & dukungan di setiap waktu.

Mas Bima YanuarYang telah memberikan seluruh cinta & kasih sayang, serta

dukungan & semangat luar biasa dalam segala hal.

Sahabat – sahabat dan teman-teman yang selalu menemanidalam suka maupun duka

dosen-dosenku yang seNANTIASA membimbingku

Serta almamater tercintaUniversitas Lampung

xi

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT, berkat Rahmat dan Hidayah-Nya penulis dapat

mengakhiri studi pada tingkat Strata-1 (S1) ini dengan menyelesaikan skripsi yang

berjudul “Sistem Akuisisi Data Tingkat Kemanisan Buah Jeruk

Menggunakan Arduino” sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

(S.Si) pada bidang keahlian Fisika Instrumentasi di Jurusan Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung. Shalawat beserta

salam kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, para sahabat dan pengikutnya.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini masih

terdapat kesalahan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun untuk dapat menyajikan informasi sehingga menambah pengetahuan

bagi pembaca. Semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat menjadi rujukan

penelitian berikutnya.

Bandar Lampung, Januari 2019

Umi Lathifah

xii

SANWACANA

Alhamdulillahirabbil ‘alamin. Penyusunan skripsi ini tidak luput dari bantuan dan

motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Warsito, S.Si., D.E.A., Ph.D selaku Dekan Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

2. Bapak Arif Surtono, S.Si., M.Si., M.Eng. selaku Ketua Jurusan sekaligus

Pembimbing I, yang selalu sabar dalama membimbing dan mengarahkan

penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik.

3. Bapak Drs. Amir Supriyanto, M.Si selaku Pembimbing II, yang selalu

memberikan nasehat dan bimbingan yang baik kepada penulis.

4. Bapak Junaidi, S.Si. M.Sc sebagai Penguji, yang telah memberikan

bimbingan, kritik, serta saran yang membangun selama penulisan skripsi.

5. Bapak Gurum Ahmad Pauzi, S.Si., M.T. Sekertaris Jurusan sekaligus sebagai

Pembimbing Akademik, yang selalu memberikan nasehat, bimbingan serta

motivasi yang baik selama perkuliahan hingga menyelesaikan skripsi.

6. Kedua orang tuaku tercinta, Bapak Pujiono (Alm) yang selalu aku rindukan

dan Ibu Uni’am, yang selalu memberikan kasih sayang tak terhingga,

perhatian, dukungan, nasehat, serta doa-doa tulus untuk keberhasilan putra-

putrimu. Semoga Allah membalas dengan Jannah-Nya. Aamiin.

xiii

7. Umi Nur & Abi Jamal, Mas Zaenuddin & Mama Ina, mbak Tri & Mas Roni,

Mbak Iin & A’ Adi, Mbak Evi & Mas Ari, Mbak Mimin, Asti, Nawa, Osa,

serta keponakan-keponakanku yang selalu memberikan kasih sayang, do’a,

dukungan, motivasi, yag diberikan kepada penulis.

8. Bapak Kasman, S.ST dan Mbak Siti Marnawati, yang telah banyak

membantu dan memberi masukan selama proses penelitian;

9. Rekan-rekan terbaik Sun, Exsa, Sammi, Nika, Edo, Ali, Heri, Ratna, yang

selalu saling mengingatkan serta saling memberi motivasi. Sahabat-sahabat

Fisika 2011 yang selalu membersamai dan memberi warna selama masa

perkuliahan.

10. Mba Muti, Mba Firda, Mba Uma, Bang Febri, yang selalu mendoakan,

menasehati dan memberi motivasi semangat kepada penulis.

11. Mas Bima Yanuar Kusaini yang selalu mendo’akan, memberikan dukungan

semangat yang luar biasa, dan bersedia untuk selalu menemani penulis.

12. Keluarga KKN Umbar 2015 Rayi, Anne, Agus, Bang Udin, dan Ka Zila,

yang selalu memberi dukungan serta hangatnya kebersamaan.

13. Seluruh keluarga besar Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam.

14. Almamater tercinta, Universitas Lampung tempat penulis menimba ilmu serta

semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Semoga Allah Subhanahu wa Ta’ala memberi balasan atas kebaikan yang telah

dilakukan oleh berbagai pihak yang telah membantu penulis agar skripsi ini dapat

selesai dan bermanfaat bagi pembaca. Aamiin.

xiv

DAFTAR ISI

ABSTRAK ....................................................................................................... i

ABSTRACT...................................................................................................... ii

COVER DALAM ............................................................................................. iii

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ iv

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... v

PERNYATAAN................................................................................................ vi

RIWAYAT HIDUP .......................................................................................... vii

MOTTO ............................................................................................................ ix

HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... x

KATA PENGANTAR...................................................................................... xi

SANWACANA ................................................................................................. xii

DAFTAR ISI..................................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR........................................................................................ xvii

DAFTAR TABEL ............................................................................................xviii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang............................................................................ 11.2 Rumusan Masalah ...................................................................... 41.3 Tujuan Penelitian........................................................................ 41.4 Manfaat Penelitian...................................................................... 51.5 Batasan Masalah......................................................................... 5

halaman

xv

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Terkait........................................................................ 62.2 Akuisisi Data .............................................................................. 8

a. Arduino.................................................................................. 10b. Komunikasi Serial ................................................................. 14c. Konverter Serial Ke USB ...................................................... 16

2.3 Karakteristik Alat Ukur .............................................................. 171. Akurasi ................................................................................. 182. Resolusi ................................................................................ 183. Sensitivitas............................................................................ 184. Kalibrasi ............................................................................... 195. Liniearitas ............................................................................. 196. Presisi ................................................................................... 19

2.4 Buah Jeruk .................................................................................. 192.5 Kandungan Gula Pada Jeruk ...................................................... 23

a. Sukrosa ................................................................................. 23b. Fruktosa ................................................................................ 24c. Glukosa................................................................................. 24

2.6 Sensor ......................................................................................... 24a. Sensor Kapasitor................................................................... 25b. Pengertian Kapasitansi ......................................................... 26c. Konstanta Dielektrik............................................................. 28

2.7 Refraktometer ............................................................................. 292.8 Liquid Crystal Display ............................................................. 31

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan................................................. 343.2 Alat dan Bahan ........................................................................... 343.3 Rancangan Prosedur Penelitian ................................................. 35

a. Perancangan Rangkaian......................................................... 35b. Pembuatan Program............................................................... 35c. Penyusunan Rangkaian.......................................................... 36d. Pengukuran dengan Refraktrometer ...................................... 36e. Analisis Data ......................................................................... 36

3.4 Perancangan Sistem.................................................................... 36a. Pembaca Nilai Analog Digital Converter (ADC)................. 36b. Rangkaian Pembaca Tegangan Tegangan Analog ............... 37c. Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)............................ 37

3.5 Rancangan Perangkat Lunak ...................................................... 383.6 Data Hasil Pengukuran ............................................................... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian........................................................................... 404.2 Analog To Digital Converter...................................................... 414.3 Membaca Tegangan Analog....................................................... 43

xvi

4.4 Sistem Liquid Crystal Display (LCD)........................................ 444.5 Analisis Data Pengukuran .......................................................... 454.6 Analisis Perangkat Lunak........................................................... 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

5.1 Kesimpulan................................................................................. 535.2 Saran ........................................................................................... 53

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman2.1 Ilustrasi pengiriman data Paralel dan Serial .................................... 9

2.2 Arduino dan program....................................................................... 11

2.3 Tipe konektor dan susunan kakinya................................................. 17

2.4 Tanaman Jeruk................................................................................. 20

2.5 Buah Jeruk ....................................................................................... 21

2.6 Bagian – bagian buah jeruk ............................................................. 22

2.7 Kapasitor yang digunakan pada rangkaian untuk menyimpanmuatan listrik ................................................................................... 25

2.8 Bagian – bagian refraktometer......................................................... 29

2.9 Sedotan dimasukkan dalam gelas berisi air biasa (atas).Sedotan dimasukkan dalam gelas berisi larutan gula (bawah) ........ 30

2.10 LCD Karakter 4x20 ......................................................................... 32

3.1 Rangkaian Membaca Nilai ADC...................................................... 37

3.2 Rangkaain Membaca Tegangan Analog .......................................... 37

3.3 Rangkaian LCD................................................................................ 38

3.4 Grafik Hubungan tegangan terhadap kadar gula pada buah............. 39

4.1 Pin Analog pada Arduino ................................................................. 42

4.2 Tampilan Data ADC......................................................................... 43

4.3 Tampilan Pembacaan Nilai Tegangan pada serial monitor .............. 44

4.4 Tampilan Data LCD ......................................................................... 44

4.5 Grafik Hubungan Nilai Tegangan dan %Brix ..................................... 48

xviii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman2.1 Tabel Spesifikasi board Arduino UNO ................................................ 12

2.2 Nilai Konstanta Dielektrik Beberapa.................................................... 29

3.1 Rancangan Data Pengukuran dengan Refraktometer ........................... 39

4.1 Data Pengukuran Nilai Tegangan dan %Brix....................................... 45

1

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Jeruk merupakan salah satu produk hortikultura yang penting di Indonesia dan

produksinya meningkat terus setiap tahun. Namun peralatan pasca panen masih

sangat terbatas sehingga penggunaan teknologi pascapanen masih relatif rendah

terutama teknologi untuk menentukan tingkat kematangan dan tingkat kemanisan

pada buah jeruk. Jeruk merupakan tanaman yang dapat tumbuh baik di daerah tropis

maupun subtropis. Jeruk dapat beradaptasi dengan baik di daerah tropis pada

ketinggian 900-1200 meter diatas permukaan laut (mdpl) dengan udara yang lembab,

serta memiliki persyaratan air tertentu (Simbolon, 2008).

Umumnya tanda pertama untuk mengetahui tingkat kematangan buah jeruk dapat

diobservasi dengan melihat perubahan ukuran dan warna kulit buah. Namun menilai

kematangan bah dengan cara tersebut hanya dapat diketahui melalui indera

pengelihatan, artinya tidak dapat mengindera secara langsung rasa manis pada buah

jeruk tersebut. Hal inilah yang menjadi kelemahan menilai tingkat kematangan buah

jeruk berdasarkan ukuran buah dan warna kulit. Oleh karena itu, perlu dikembangkan

metode untuk menguji tingkat kemanisan pada buah jeruk, karena rasa manis pada

buah berbanding lurus dengan kadar gula pada buah. Sedangkan warna pada kulit

tidak sepenuhnya berhubungan langsung dengan rasa manis buah jeruk. Pada buah

2

jeruk dengan warna orange yang sama, bisa saja memiliki tingkat rasa manis yang

berbeda, hal ini dapat terjadi karena dipengaruhi oleh faktor eksternal dalam proses

pematangan buah.

Selama ini untuk pengukuran tingkat kemanisan buah yang dinyatakan sebagai

pengukuran kandungan padatan terlarut (KPT) masih menggunakan cara yang

merusak produk yang diukur. Untuk pengukuran KPT, buah jeruk dipotong dan

diekstrak cairan jusnya kemudian diukur menggunakan refraktometer dan dinyatakan

besarannya dalam satuan ºBrix. Semakin tinggi nilainya menunjukkan semakin tinggi

kandungan gulanya dan rasanya semakin manis. Untuk keperluan pasar ekspor,

penilaian konvensional menggunakan refraktometer tidak dapat diandalkan lagi.

Selain merusak produk, pengukuran tersebut membutuhkan waktu lama, pekerja yang

banyak dan menghasilkan limbah. Dari hal tersebut dapat dilihat urgensinya dalam

menentukan KPT buah jeruk secara tidak merusak. Untuk menentukan KPT buah

jeruk secara tidak merusak, pada penelitian ini akan dibuat sistem akuisisi data

dengan mengukur tegangan masukan yang diperoleh dari buah jeruk untuk

dikonversikan dengan refraktometer.

Penelitian mengenai pematangan buah pernah dilakukan di Iran oleh Soltani et al

(2011). Penelitian yang dilakukan berupa sistem pengamatan kematangan buah

pisang berdasarkan prinsip kapasitor sebagai sensor kapasitif. Pada penelitian ini,

pengukuran dilakukan dengan mengamati warna pada kulit buah dan pengukuran

permitivitas relatif pada buah pisang, Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa terjadi

penurunan nilai permitivitas relatif suatu dielektrik atau konstanta dielektrik selama

3

proses pematangan buah pisang. Namum hasil pengukuran pada penelitian ini masih

dipengaruhi faktor eksternal dari udara disekitar sistem (Soltani et al 2011).

Penelitian berikutnya dilakukan oleh Juansah dkk (2012) mengenai perilaku listrik

dari buah jeruk garut selama proses pematangan dengan mengubah model resistansi

dan kapasitansi pada internal buah tanpa merusak. Penelitian ini menunjukkan bahwa

perubahan nilai kapasitansi dan resistansi berbanding lurus dengan perubahan

kekerasan dan keasaman pada buah jeruk.

Penelitian lainnya dilakukan oleh Bhosale (2017) mengenai deteksi kandungan gula

didalam buah jeruk menggunakan metode kapasitansi. Berdasarkan penelitian ini

diperoleh kolerasi linear antara pengukuran kapasitansi dan kandungan gula

berdasarkan pengukuran nilai ºbrix jeruk. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai

kapasitansi mengalami penurunan secara proporsional terhadap %brix jeruk.

Berdasarkan penelitian ini, dapat diketahui bahwa pengukuran kandungan buah jeruk

tanpa merusak fisik buah sangat mungkin dilakukan dengan menggunakan metode

pengukuran kapasitansi.

Pada penelitian ini akan dibuat sistem akuisisi data tingkat kemanisan buah jeruk

menggunakan Arduino Uno. Penelitian ini dirancang berdasarkan penelitian yang

telah dilakukan oleh Soltani dan Jamaludin dengan melakukan inovasi dan beberapa

pembaharuan pada sistem pengukurannya. Pada penelitian ini menggunakan sensor

kapasitansi semi silinder sehingga sensor tersebut akan melingkari seluruh bagian

buah dan sensor tersebut mampu mengukur di seluruh sisi.

4

Penelitian ini menggunakan refraktometer sebagai kalibrator sensor dan pembanding

dari sistem yang dirancang. Refraktometer berfungsi sebagai alat ukur kadar gula

terlarut pada buah jeruk. Pada pengukuran menggunakan refraktometer, sampel yang

digunakan akan dicuplik untuk dijadikan bahan terlarut sehingga pengukuran dirasa

kurang efektif karena akan merusak bentuk fisik buah jeruk. Diharapkan penelitian

ini akan menghasilkan alat ukur kadar gula yang lebih efisien dengan proses

pengukuran cepat, hasil lebih akurat, dan tidak merusak bentuk fisik buah.

1.2.Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Bagaimana merealisasikan sistem akuisisi data tingkat kemanisan buah jeruk

menggunakan Arduino?

2. Bagaimana tingkat keakuratan sistem yang dibuat dibandingkan dengan

refraktometer?

3. Bagaimana hubungan antara tingkat kemanisan buah jeruk dengan tegangan

keluaran pada sistem?

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Untuk merancang sistem akuisisi data tingkat kemanisan buah jeruk

menggunakan Arduino.

2. Untuk merealisasikan alternatif alat ukur tingkat kemanisan buah jeruk tanpa

merusak fisik buah.

5

3. Untuk melihat hubungan antara tingkat kemanisan buah jeruk dengan tegangan

keluaran pada sistem.

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Dapat tersedianya alat ukur tingkat kemanisan buah jeruk tanpa merusak fisik

buah jeruk.

2. Dapat membantu proses pasca panen dalam menyortir buah jeruk berdasarkan

tingkat kemanisan buah.

3. Dapat digunakan sebagai bahan referensi untuk dilakukan penelitian lebih lanjut

mengenai pengukuran tingkat kemanisan buah jeruk tanpa merusak fisik buah.

1.5. Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Buah jeruk yang akan digunakan adalah buah jeruk siam.

2. Sistem yang digunakan sebagai pusat pengendali dalam penelitian ini adalah

Arduino Uno.

3. Penelitian ini hanya membahas mengenai perangkat lunak menggunakan

Arduino Uno, tanpa membahas lebih lanjut mengenai perancangan perangkat

keras.

7

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Terkait

Penelitian yang telah dilakukan sebelumnya berupa sistem pengamatan

kematangan buah pisang berdasarkan prinsip kapasitor sebagai sensor kapasitor

telah dilakukan di Iran oleh Soltani et al (2011). Penelitian tersebut menggunakan

plat kapasitor dengan frekuensi 10kHz-10MHz, pengukuran dilakukan dengan

mengamati warna pada kulit buah pisang. Penelitan tersebut menunjukkan bahwa

terjadi penurunan nilai permitivitas relatif suatu dielektrik atau konstanta

dielektrik selama pematangan buah pisang. Namun hasil pengukuran pada

penelitian tersebut masih dipengaruhi oleh faktor eksternal yang terlalu besar dari

udara sehingga dapat disimpulkan bahwa pengukuran kematangan buah pisang

yang dilakukan oleh soltani belum akurat karena masih terdapat faktor eksternal

yang menpengaruhinya (Soltani et al, 2011).

Penelitian berikutnya mengenai perilaku listrik dari buah jeruk garut selama

proses pematangan dengan mengubah model resistansi dan kapasitansi pada

internal buah tanpa merusak dilakukan oleh Juansah dkk (2012). Model rangkaian

elektronik dibangun dengan menggunakan konfigurasi seri dan paralel. Penelitian

ini dilakukan pada tujuh grup jeruk Garut. Parameter pada penelitian ini adalah

nilai impedansi, konduktansi, dan kapasitansi. Sampel pada penelitian ini

7

diletakkan diantara dua pelat konduktif elektroda, sebagai material dielektrik.

Pelat konduktif yang digunakan berbahan tembaga. Nilai parameter dari

kelistrikannya diukur pada frekuensi antara 50 Hz hingga 1 MHz pada 100 titik

frekuensi. Penelitian ini menunjukkan bahwa perubahan nilai kapasitansi dan

resistansi berbanding lurus dengan perubahan kekerasan dan keasaman pada buah

jeruk (Juansah, 2012).

Penelitian lain dilakukan oleh Jamaludin et al (2014), penelitian ini menggunakan

sensor kapasitansi dengan sumber tegangan berfrekuensi 100Hz-100kHz untuk

menentukan kematangan buah pisang dengan mengukur nilai permitivitas buah

pisang. Selain mengukur kematangan buah pisang menggunakan sensor

kapasitansi, penelitian ini menggunakan refraktometer sebagai pembanding hasil

pengukuran nilai permitivitas yang diperoleh. Penelitian ini menunjukkan bahwa

pisang belum matang memiliki nilai permitivitas relatif lebih tinggi dibandingkan

pisang yang sudah matang (Jamaludin et al, 2014).

Penelitian lain mengenai estimasi kemasakan buah pisang menggunakan sensor

kapasitansi oleh Hidayat (2015). Penelitian ini menggunakan kapasitor plat sejajar

untuk mengukur nilai permitivitas relatif buah dan dibandingkan dengan hasil

pengukuran menggunakan alat ukur color reader. Hasil yang diperoleh adalah

nilai permivitas relatif lebih tinggi pada buah yang masih mentah dibandingkan

dengan nilai permivitas relatif pada buah pisang yang sudah matang. Hal ini

berbanding terbalik dengan hasil yang diperoleh dari pengukuran menggunakan

color reader yaitu pada kondisi buah pisang mentah (kulit berwarna hijau)

chroma yang dihasilkan memiliki nilai yang lebih rendah dibandingkan dengan

buah pisang yang matang (kulit berwarna kuning) (Hidayat, 2015).

8

Bhosale (2017) juga melakukan penelitian mengenai deteksi kandungan gula di

dalam buah jeruk menggunakan metode kapasitansi. Sampel yang digunakan

adalah varietas jeruk kinnows yang dipilih secara acak. Penelitian ini

menggunakan kapasitor silinder yang disusun secara paralel karena pada kapasitor

silinder, muatan listrik terkonsentrasi di dalam tabung. Penelitian ini

menggunakan analog handheld refractometer sebagai pembanding alat. Dari

penelitian ini diperoleh kolerasi linear antara pengukuran kapasitansi dan

kandungan gula berdasarkan pengukuran nilai brix jeruk. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa nilai kapasitansi mengalami penurunan secara proporsional

terhadap %brix jeruk. Berdasarkan penelitian ini, dapat diketahui bahwa

pengukuran kandungan buah jeruk tanpa merusak fisik buah sangat mungkin

dilakukan dengan menggunakan metode pengukuran kapasitansi (Bhosale, 2017).

2.2 Akuisisi Data

Akuisisi data adalah pengukuran besaran elektrik dari tranduser dan peralatan

pengukuran, kemudian masuk ke komputer untuk diproses. Sistem akuisisi data

merupakan ujung terdepan dari pengumpulan data secara mentah yang berasal

dari sumbernya. Tranduser mengkonversi besaran fisik menjadi besaran

elektronik dan kemudian mendigitalisasi besaran tersebut (Hari, 2006).

Pengolahan dan pengontrolan diproses oleh komputer dengan penerapan akuisisi

data untuk dapat divariasikan sesuai kebutuhan (Batubara, 2005).

Akuisisi data pada dasarnya adalah proses untuk mendapatkan data fisis dengan

bantuan suatu alat ukur menjadi suatu data yang bersifat kuantitatif, yaitu

merupakan tujuan ideal dari akuisisi, sehingga tidak lagi mendapatkan data yang

bersifat kualitatif (Warsito, 2011).

9

Sistem akuisisi data dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang berfungsi untuk

mengambil, mengumpulkan dan menyiapkan data, hingga memprosesnya untuk

menghasilkan data yang dikehendaki. Sistem akuisisi data yang ada sekarang ini

biasanya memiliki pengubah data analog ke digital (ADC) yang terintegrasi

dengan bagian utama sistem akuisisi data. Beberapa sistem seperti ini terhubung

ke komputer melalui port eksternal (port LPT, COM, atau USB) dan beberapa

yang lain melalui PC system bus (bus PCI atau ISA). Sistem antarmuka pada

komputer dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu secara serial dengan

memanfaatkan gerbang serial (serial port), secara pararel memanfaatkan gerbang

pararel (pararel port), atau melalui slot Industrial Peripheral Interface (ISA)

(Warsito dan Yuliansyah, 2002).

Akuisisi atau interfacing secara pararel melakukan komunikasi data secara

pararel, yaitu bit-bit data dikirimkan atau diterima secara keseluruhan. Interfacing

secara serial melakukankomunikasi data secara serial, yaitu bit-bit data Besaran

Fisis Sensor Pengkondisi sinyal analog PC sistem interfacing ADC dikirimkan

atau diterima bit per bit (tidak bersamaan). Ilustrasi sederhana dari kedua jenis

komunikasi ini dapat dilihat pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Ilustrasi pengiriman data Paralel dan Serial (Maulana, 2012)

10

a. Arduino

Physical computing adalah membuat sebuah sistem atau perangkat fisik dengan

menggunakan perangkat lunak dan perangkat keras yang sifatnya interaktif yaitu

dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan merespon balik. Physical

computing adalah sebuah konsep untuk memahami hubungan yang manusiawi

antara lingkungan yang sifat alaminya adalah analog dengan dunia digital. Pada

prakteknya konsep ini diaplikasikan dalam desain-desain alat atau projek-projek

yang menggunakan sensor dan microcontroller untuk menerjemahkan input

analog ke dalam sistem perangkat lunak untuk mengontrol gerakan alat-alat

elektro mekanik seperti lampu, motor dan sebagainya (Djuandi, 2011).

Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat

open source. Pertama- tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah

sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat

pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman

dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah

perangkat lunak yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile

menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory mikrokontroler. Ada

banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan

menggunakan arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung

(sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk

bisa disambungkan dengan arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform

karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi (Kadir, 2013).

Processing adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk menulis program

di dalam arduino. Processing adalah bahasa pemrograman tingkat tinggi yang

11

dialeknya sangat mirip dengan C++ dan Java, sehingga pengguna yang sudah

terbiasa dengan kedua bahasa tersebut tidak akan menemui kesulitan dengan

Processing. Bahasa pemrograman processing sungguh-sungguh sangat

memudahkan dan mempercepat pembuatan sebuah program karena bahasa ini

sangat mudah dipelajari dan diaplikasikan dibandingkan bahasa pemrograman

tingkat rendah, seperti Assembler yang digunakan pada platform lain namun

cukup sulit.

Gambar 2.2. Arduino dan program (Djuandi, 2011)

Secara umum Arduino terdiri dari dua bagian, yaitu:

1. Perangkat Keras (Hardware), berupa papan input/ output (I/O)

2. Perangkat Lunak (Software), berupa Software Arduino meliputi IDE untuk

menulis program, driver untuk koneksi dengan komputer, contohnya berupa

program dan library untuk pengembangan program (Djuandi, 2011).

Arduino UNO adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328. Board ini

memiliki 14 digital input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai

output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi kabel USB, jack

listrik tombol reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung

mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber

12

tegangan bisa didapat dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menggunakannya

(Saputri, 2014).

Mikrokontroler adalah chip atau integrated circuit (IC) yang bisa diprogram

menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler

adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut

dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler

bertugas sebagai otak yang mengendalikan input, proses dan output sebuah

rangkaian elektronik. Karena komponen utama arduino adalah mikrokontroler,

maka Arduino dapat diprogram menggunakan komputer sesuai kebutuhan kita.

Berikut adalah spesifikasi dari Arduino UNO:

Tabel 2.1 Tabel Spesifikasi board Arduino UNO (Adrijanto, 2015).No Mikrokontroler Atmega328

1 Tegangan pengoperasian 5V

2 Tegangan input yang disarankan 7-12

3 Batas tegangan input 6-20

4 Jumlah pin I/O digital 14

5 Jumlah pin input analog 6

6 Arus DC setiap pin I/O 40 mah

7 Arus DC untuk pin 3,3 V 50 mah

8 Memori flash 32kb

9 Sram 2kb

10 EEPROM 1kb

11 Clock Speed 16 MHz

Arduino dapat diaktifkan menggunakan koneksi USB atau dengan menggunakan

catu daya eksternal. Sumber listrik dapat dipilih secara otomatis. Sedangkan untuk

13

baterai dapat dihubungkan melalui header pin ground dan Vin dari konektor

Power. Jika menggunakan tegangan masukan lebih dari 12V, regulator akan

menjadi panas dan merusak board arduino (Kadir, 2013). Rentang tegangan

masukan yang dianjurkan sebesar 7V hingga 12V (Adrijanto, 2015).

Beberapa fungsi yang ada pada pin arduino:

a) Serial: 0(RX) dan 1(TX), pin inidigunakan untuk menerima (RX) dan

mengirim (TX) data TTL serial;

b) Eksternal Interupsi: 2 dan 3, pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu

interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai;

c) PWM: 3,5,6,9,10, dan 11, pin ini menyediakan 8bit keluaran PWM dengan

fungsi analog write();

d) SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO, 13(SCK), pin-pin ini mendukung

komunikasi SPI menggunakan library SPI;

e) LED: pin 13, ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika

tegangan masukan bernilai tinggi, LED akan menyala dan ketika tegangan

masukan bernilai rendah, LED akan padam;

f) TWI: A4 (pin SDA) dan A5 (pin SCL), pin ini mendukung komunikasi

TWI;

g) AREFF: referensi tegangan untuk input analog, digunakan dengan analog

reference();

h) Reset: tombol reset, untuk mengulang program yang digunakan.

14

Arduino Uno memiliki 6 input analog yang diberi kode A0 sampai A5, masing-

masing menyediakan 10bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara

default, sistem dapat mengukur dari nilai tegangan 0V sampai 5V (Kadir, 2013).

Pin-pin yang terdapat pada Arduino Uno antara lain;

a) Pin Power: pin Vin, pin Ground, pin 5V, pin 3.3V, pin Reset, pin AREFF;

b) Pin Analog-in: pin analog A0 hingga A5

c) Pin Digital: pin 0 hingga 13;;

d) Pin ICSP: MOSI, MISO, SCK, Ground, VCC, dan Reset (Kadir, 2013).

b. Komunikasi Serial

Komunikasi serial adalah pengiriman data secara serial (data dikirim satu persatu

secara berurutan), sehingga komunikasi serial jauh lebih lambat dari pada

komunikasi pararel. Port serial lebih sulit ditangani karena peralatan yang

dihubungkan ke port serial harus berkomunikasi dengan transmisi serial,

sedangkan data di komputer diolah secara pararel.

Oleh karena itu data dari dan ke port serial harus dikonversikan ke dalam bentuk

pararel untuk bisa digunakan. Hal ini bisa dilakukan oleh Universal Asyncronous

Receiver Transmitter (UART). Kelemahannya adalah membutuhkan software

yang menangani register UART yang cukup rumit dibanding pada port pararel.

Kelebihan dari komunikasi serial adalah panjang kabel jauh dibanding pararel,

karena port serial mengirimkan logika “1” dengan kisaran tegangan -3V hingga -

25 V dan logika 0 sebagai +3 V hingga +25 V sehingga kehilangan daya karena

panjangnya kabel bukan masalah utama.

15

Bandingkan dengan port pararel yang menggunakan level TTL berkisar dari 0 V

untuk logika 0 dan + 5 V untuk logika 1. Namun, ada beberapa keunggulan

komunikasi serial dibandingkan dengan komunikasi pararel antara lain: kabel

untuk komunikasi serial bisa lebih panjang dibandingkan dengan pararel dan

jumlah kabel data yang digunakan sedikit.

Berdasarkan arah pengirimannya komunikasi serial dibagi menjadi 3 (Bogart,

1992), sebagai berikut;

1. Simplek

Data yang dikirimkan hanya satu arah saja yaitu dari A (pengirim) dapat

dikirimkan ke B (Penerima), tetapi tidak dapat mengirimkan data ke A. Seperti

pemancar TV dengan pesawat, komunikasi antara amplifier dengan speaker.

2. Half duplek

Data dikirim dalam dua arah tetapi tidak secara bersamaan. Pada saat A mengirim

data, B hanya menerima saja demikian juga sebaliknya. Contoh; menggunakan

handy talky, masing-masing perangkat yang digunakan untuk bisa bekerja secara

bersamaan tetapi dilakukan secara bergantian.

3. Full duplek

Data dikirim dalam dua arah secara bersamaan. Pada saat bersamaan antara A dan

B dapat saling mengirim data dan menerima data. Contohnya adalah pesawat

telepon yang dapat melakukan secara dua arah secara bersamaan.

16

c. Konverter Serial Ke USB

Perkembangan teknologi komputer saat ini mengakibatkan banyaknya perubahan

pada sistem komunikasi pada komputer. Port yang sebelumnya merupakan piranti

pokok dari sebuah interfacing, berangsur-angsur mulai ditinggalkan untuk beralih

kepada sebuah piranti yang lebih sederhana. Begitu pula dengan port serial (DB-

9) dan port pararel (DB-25). Port DB9 pada saat ini mulai jarang ditemui pada

komputer-komputer teknologi baru, sedangkan port pararel (DB25) sudah lebih

ditinggalkan oleh produsen-produsen komputer. Pada PC lama biasanya terdapat

dua buah konektor atau port RS-232 maka sekarang berkurang menjadi satu buah

konektor RS-232 saja (Putra, 2002).

Keberadaan port serial RS-232 sekarang telah digantikan oleh port USB yang

memang mempunyai banyak kelebihan dibandingkan port serial RS-232. Dilihat

dari sudut teknologi, bagi beberapa pihak komunikasi data mengunakan port serial

RS-232 sudah dianggap ditinggalkan. Untuk dapat melakukan teknik interfacing

antara mikrokontroler dengan komputer umumnya menggunakan komunikasi data

secara serial. Pada umumnya mikrokontroler yang digunakan pada saat ini tidak

mendukung komunikasi data melalui port USB, dan kendala lainnya petunjuk

untuk menggunakan USB bagi pemula tidaklah mudah untuk dipelajari.

Sistem USB mempunyai desain yang asimetris, yang terdiri dari pengontrol host

dan beberapa peralatan terhubung yang berbentuk pohon dengan menggunakan

peralatan hub yang khusus. Hubungan piranti masukan/keluaran dengan PC

melalui USB dilakukan secara asimetrik yang berarti konektor pada kedua ujung

kabel tidak sama sehingga harus diketahui ujung mana yang dipasang pada master

dan ujung mana yang dipasang pada slave.

17

Terminologi yang diadopsi oleh spesifikasi USB adalah “upstream” (menuju PC)

dan“downstream” (menuju piranti masukan/keluaran). Ujung “upstream”

mengatur protokol dan menginstruksikan ujung “downstream” untuk membalas

pada waktu yang ditentukan. Konektor tipe A dipasang pada PC sedangkan tipe B

dipasang pada piranti masukan/keluaran. Konektor pada USB memiliki 4 kaki,

yaitu VCC +5V (atau sering disebut VBUS), Data– (D–), Data+ (D+), dan GND,

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Tipe konektor dan susunan kakinya (Nugroho, 2013)

Komunikasi pada USB dilakukan secara serial. Serial lebih dipilih dibanding

dengan paralel karena kebutuhan kabel yang lebih sedikit, sehingga lebih murah,

dan lebih mudah diterapkan dalam konfigurasi dinamik. Konfigurasi dinamik

adalah suatu sistem masukan/keluaran dapat dipasang atau dikonfigurasi ulang

dengan memasang atau melepas kabel ketika PC bekerja (Nugroho, 2003).

2.3 Karakteristik Alat Ukur

Karakteristik alat ukur merupakan hal yang sangat penting dalam suatu instrument

pengukuran. Beberapa karakteristik penting dalam pengukuran adalah sebagai

berikut (Muna, 2012).

18

1. Akurasi (ketelitian)

Akurasi didefinisikan sebagai ukuran seberapa jauh hasil pengukuran mendekati

harga sebenarnya dari pada besaran yang diukur. Ukuran ketelitian sering

dinyatakan dalam dua cara, atas dasar kesalahan (error) terhadap harga yang

sebenarnya dan kesalahan dalam persen. Kesalahan terhadap harga sebenarnya

dalam proses dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7).Akurasi = 100 (2.1)

2. Resolusi

Resolusi merupakan kemampuan suatu instrument ukur untuk menanggapi

perubahan kecil yang terjadi didalam pengukuran. Resolusi dapat dihitung

berdasarkan nilai bit data dari sebuah sensor yang digunakan (Fraden, 2004). Nilai

resolusi dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.9) sebagai berikut:Resolusi = 㤳 (2.2)

Dimana merupakan tegangan referensi dan n merupakan jumlah bit data.

3. Sensitivitas

Sensitifitas adalah rasio antara perubahan pada output terhadap perubahan pada

input. Pada alat ukur yang linier, sensitivitas adalah tetap. Dalam beberapa hal

harga sensitivitas yang besar menyatakan pula keunggulan dari alat ukur yang

bersangkutan (Morris, 2001). Nilai sensitivitas dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.10).Sensitivitas = (2.3)

19

4. Kalibrasi

Kalibrasi merupakan proses dimana alat ukur dapat ditera atau dibandingkan

dengan nilia-nilai acuan. Kalibrasi ini merupakan hal yang sangat penting dalam

suatu sistem alat ukur.

5. Linieritas

Linieritas merupakan sebuah respon hasil keluaran yang nilainya proporsional

dengan masukannya. Linieritas ini digambarkan sebagai sebuah garis lurus yang

diambil berdasarkan nilai-nilai hasil pengukuran yang diperoleh.

6. Presisi

Presisi merupakan kemampuan suatu alat untuk memproduksi hasil pengukuran

yang sama. Dalam mendapatkan presisi pengukuran, tidak mementingkan

kedekatan dengan nilai referensi, akan tetapi kedekatan data akan memberikan

nilai presisi (Morris, 2001).

2.4 Buah Jeruk

Sejak ratusan tahun silam, buah jeruk sudah tumbuh di Indonesia baik secara

alami atau dibudidayakan. Jenis jeruk lokal yang dibudidayakan di Indonesia

adalah jeruk Keprok (Citrus reticulata/nobilis L.), jeruk siam (C. microcarpa L.

dan C.sinensis. L) yang terdiri atas siam Pontianak, siam garut, siam Lumajang,

jeruk manis (C. auranticum L. dan C.sinensis L.), jeruk sitrun/lemon (C. medica),

jeruk besar (C.maxima Herr.) yang terdiri atas jeruk Nambangan-Madium dan

Bali. Jeruk untuk bumbu masakan yang terdiri atas jeruk nipis (C. aurantifolia),

jeruk purut (C. hystrix) dan jeruk sambal (C. hystix ABC). Jeruk varietas

introduksi yang banyak ditanam adalah varitas lemon dan grapefruit. Sedangkan

20

varitas lokal adalah jeruk siem, jeruk baby, keprok medan, bali, nipis dan purut

(Prihatman, 2000).

Gambar 2.4 Tanaman Jeruk (Azhari, 2011)

Tanaman jeruk (Gambar 2.4) adalah tanaman buah tahunan yang berasal dari

Asia. Cina dipercaya sebagai tempat pertama kali jeruk tumbuh. Sejak ratusan

tahun yang lalu, jeruk sudah tumbuh di Indonesia baik secara alami atau

dibudidayakan. Tanaman jeruk yang ada di Indonesia adalah peninggalan orang

Belanda yang mendatangkan jeruk manis dan keprok dari Amerika dan Italia.

Tanaman jeruk idealnya tumbuh di lingkungan yang bersuhu 20 – 35 oC, beriklim

lembab, dan kecepatan laju angin yang rendah. Klasifikasi dari tanaman jeruk

adalah sebagai berikut.

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Ordo : Rutales

Keluarga : Rutaceae

21

Genus : Citrus

Spesies : Citrus sp. (Pracaya,1996)

Tanaman jeruk banyak dibudidayakan oleh masyarakat luas karena memiliki nilai

ekonomis yang tinggi. Jeruk siam digemari karena, kombinasi rasa asam dan

manis menyegarkan yang terkandung pada buahnya. Adapun beberapa manfaat

dari buah jeruk antara lain sebagai berikut.

a. Memilliki kandungan vitamin C yang tinggi, dapat dimakan langsung sebagai

buah segar atau menjadi produk pangan olahan.

b. Di beberapa negara telah diproduksi minyak dari kulit dan biji jeruk, gula

tetes, alkohol dan pektin dari buah jeruk yang terbuang. Minyak kulit jeruk

dipakai untuk membuat minyak wangi, sabun wangi, esens minuman dan

untuk campuran kue (Lelo, 2014).

Sebagai komoditas hortikultura, buah jeruk segar pada umumnya memiliki sifat

mudah rusak karena mengandung banyak air dan setelah dipanen komoditas ini

mash mengalami proses hidup, yaitu proses respirasi, transpirasi dan pematangan.

Buah jeruk harus mendapatkan teknologi pasca panen yang tepat agar kesegaran

sekaligus umur simpannya dapat bertahan lama. Proses (sifat) biokimia tersebut

menurunkan mutu kesegaran buah jeruk yang dapat dilihat dari penampakan,

susut bobot dan penurunan nilai gizinya (Napitupulu dkk, 2000).

Gambar 2.5 Buah Jeruk

22

Buah jeruk (Gambar 2.5) termasuk buah non klimaterik, sebaiknya panen

dilakukan sebelum akhir fase kemasakan buah agar daya simpannya lebih lama.

Adanya respirasi menyebabkan buah menjadi masak dan tua yang ditandai dengan

proses perubahan fisik, kimia, dan biologi antara lain proses pematangan,

perubahan warna, pembentukan aroma dan kemanisan, pengurangan keasaman,

pelunakan daging buah dan pengurangan bobot. Laju respirasi dapat digunakan

sebagai petunjuk untuk mengetahui daya simpan sayur dan buah setelah panen.

Semakin tinggi laju respirasi, semakin pendek umur simpan. Bila proses respirasi

berlanjut terus, buah akan mengalami kelayuan dan akhirnya terjadi pembusukan

yang sehingga zat gizi hilang (Sutopo, 2011).

Gambar 2.6 Bagian – bagian buah jeruk (Ranganna, 1997)

Bagian utama buah jeruk dari luar sampai ke dalam adalah kulit (tersusun atas

flavedo, kelenjar minyak, albedo dan ikatan pembuluh), segmen-segmen (dinding

segmen, rongga cairan, biji), core (bagian tengah yang terdiri dari ikatan

pembuluh dan jaringan parenkim). Kulit jeruk secara fisik dapat dibagi menjadi

dua bagian utama yaitu flavedo dan albedo (kulit bagian dalam yang berupa

jaringan busa). Flavedo dicirikan dengan adanya warna hijau, kuning atau orange.

Pigmen pada flavedo adalah kloroplas dan karetenoid (Ranganna, 1997).

23

Albedo merupakan jaringan seperti spon berwarna putih yang berhubungan

dengan core ditengah-tengah buah. Albedo mempunyai fungsi mensuplai air dan

nutrisi dari pohon untuk pertumbuhan dan perkembangan buah. Pada albedo tidak

terdapat kloroplas ataupun kromoplas sehingga bagian ini berwarna putih. Bagian

albedo mengandung banyak selulosa, hemiselulosa, lignin, senyawa pektat dan

fenol. Albedo banyak mengandung senyawa flavon hesperiodes seperti hesperitin

dan naringin serta senyawa-senyawa limonin yang lebih banyak dari flavedo

maupun membran buah. Senyawa-senyawa tersebut menyebabkan timbulnya rasa

pahit pada produk sari buah jeruk. Senyawa pektin dan enzim-enzim yang bekerja

pada pektin, enzim oksidase dan peroksidase sebagian besar ada pada kulit bagian

dalam (Ranganna, 1997).

2.5 Kandungan Gula pada Jeruk

Buah jeruk merupakan sumber vitamin C, serat dan folat yang cukup tinggi. Buah

jeruk memiliki kandungan sodium, lemak atau kolesterol. Buah jeruk rata-rata

memiliki kandungan 80 kalori. Dalam ukuran sedang, buah jeruk memiliki

kandungan 19g karbohidrat, dimana 13g adalah gula. Jeruk mengandung tiga jenis

gula, yaitu sukrosa, glukosa dan fruktosa.

a. Sukrosa

Jumlah gula terbesar yang ditemukan dalam jeruk adalah sukrosa. Sukrosa

merupakan 6,5g dari 13g gula yang terkandung dalam jeruk ukuran sedang.

Sukrosa adalah kombinasi dari dua jenis gula dalam jeruk, yaitu glukosa dan

fruktosa. Medline Plus, layanan Perpustakaan Kesehatan Nasional dan Institut

Kesehatan Nasional amerika mencatat bahwa gula menyediakan kalori tetapi

tidak ada nutrisi lain.

24

b. Fruktosa

Fruktosa menyumbang jumlah terbesar kedua gula dalam jeruk. Sebuah jeruk

dalam ukuran sedang memiliki 3,5g fruktosa. Jenis gula ini merupakan salah satu

gula alami yang terdapat dalam buah-buahan dan madu.

c. Glukosa

Glukosa menyumbang 3g gula dalam jeruk pusar ukuran sedang. Glukosa

merupakan gula sederhana dan salah satu yang dapat diserap oleh tubuh ke dalam

aliran darah. Ini juga dikenal sebagai dekstrosa ketika ditambahkan ke dalam

makanan (Lelo, 2014).

2.6 Sensor

Sensor merupakan perangkat yang merubah besaran fisis menjadi besaran elektris

(Kenny, 2005). Besaran fisis yang berasal dari sensor dikirim ke pengkondisi

sinyal dalam bentuk elektrik (Ariyus dkk, 2008). Sensor tidak dapat berdiri sendiri

melainkan membutuhkan pengkondisi sinyal yang harus kompatibel dengan

perangkat keras pengukuran (Taylor, 2000). Sensor digunakan sebagai elemen

yang langsung mengadakan kontak dengan besaran yang diukur (Sumarno, 2001).

Sensor dapat dikatakan sebagai translator dari besaran fisis menjadi besaran

elektris (Fraden, 2004). Sensor dapat dikategorikan menjadi dua macam yaitu

sensor pasif dan sensor aktif. Sensor pasif adalah sensor yang tidak membutuhkan

sumber energi tambahan untuk membangkitkan sinyal elektris dalam menanggapi

stimulus dari luar, sedangkan sensor aktif membutuhkan catu daya pada

operasinya (Wilson, 2005).

25

a. Sensor Kapasitor

Kapasitor merupakan suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk

menyimpan energi lisrik dalam bentuk tegangan, kapasitor pada dasarnya terbuat

dari dua buah plat logam yang saling sejajar satu dan yang lainnya dan di antara

kedua pelat logam tersebut terdapat bahan isolator yang disebut dielektrik. Bahan

dielektrik tersebut dapat mempengaruhi nilai kapasitansi dari kapasitor. Adapun

bahan dielektrik yang sering digunakan adalah keramik, kertas, udara, dan metal

film (Rusmandi, 2001).

Kapasitor adalah suatu perangkat yang terdiri dari dua elektroda yang dipisahkan

oleh isolator. Kapasitor umumnya terdiri dari dua lempeng pelat yang dipisahkan

oleh zat non konduktif yang disebut dielektrik (Ԑr). Bahan dielektrik bisa berupa

udara, mika, keramik, bahan bakar, atau bahan isolasi lainnya yang cocok. Energi

atau muatan listrik disimpan pada pelat. Gambar 2.7 mengilustrasikan rangkaian

konfigurasi dasar dari muatan kapasitor sesaat setelah sakelar tertutup (Tezric et

al, 2012).

Gambar 2.7 Kapasitor yang digunakan pada rangkaian untuk menyimpan muatanlistrik (Tezric et al, 2012)

Setelah tegangan diberikan ke kedua terminal kapasitor, plat konduksi akan mulai

menyimpan energi listrik hingga beda potensial pada kapasitor sesuai dengan

26

sumber tegangan, muatan listrik yang tetap berada pada plat setelah sumber

tegangan di-disconnect kecuali komponen lainnya mengonsumsi muatan ini atau

kapasitor kehilangan muatan dikarenakan kebocoran, karena tidak ada dielektrik

dengan isolator yang sempurna. Kapasitor dengan kebocoran kecil dapat menahan

muatannya untuk jangka waktu yang cukup lama. Pelat yang terhubung dengan

terminal positif menyimpan muatan positif (+Q) pada permukaannya dan pelat

yang terhubung dengan terminal negatif menyimpan muatan negatif (-Q). Waktu

yang dibutuhkan untuk memenuhi muatan kapasitor ditentukan dari konstanta

waktu (τ). Nilai dari konstanta waktu mendeskripsikan waktu yang digunakan

untuk mengisi kapasitor hingga 63% dari total kapasitansi (Tezric et al, 2012).

b. Pengertian Kapasitansi

Kapasitansi adalah properti elektrik dari kapasitor. Kapasitansi adalah ukuran dari

jumlah muatan yang dapat disimpan di dalam kapasitor pada tegangan tertentu.

Kapasitansi dinyatakan dalam Farad (F) dan dapat didefinisikan dalam persamaan

2.11 berikut:

= (2.4)

dengan:

C = kapasitansi (Farad);

Q = besarnya muatan yang disimpan di dalam pelat (Couloumb);

V = tegangan yang diberikan pada pelat (Volt).

Kapasitor dengan kapasitansi satu Farad dapat menyimpan 1 Couloumb muatan

ketika tegangan yang diberikan oleh sumber teganga adalah 1 V. Tipikal range

nilai kapasitansi dari sekitar 1 pF (10-12 F) hingga sekitar 1000 µF (10-3 F). Medan

27

listrik akan berada diantara kedua pelat kapasitor jika tegangan diberikan ke salah

satu pelat elektrik. Yang dihasilkan oleh medan listrik disebabkan oleh perbedaan

antara muatan listrik tersimpan di permukaan masing-masing pelat. Kapasitansi

mendeskripsikan efek pada medan listrik yang disebabkan oleh jarak diantara

kedua plat. Kapasitansi bergantung pada geometri dari konduktor dan tidak pada

sumber eksternal dari muatan atau beda potensial. Jarak antara kedua pelat

kapasitor di cover oleh material dielektrik. Secara umum, nilai kapasitansi

ditentukan oleh material dielektrik, jarak diantara kedua plat, dan area di antara

masing masing pelat. Kapasitansi kapasitor dapat dinyatakan berdasarkan

geometri dan konstanta dielektrik dengan:

C=Ԑ Ԑ0 (2.5)

dengan:Ԑ = Permivitas relatif (F/m)Ԑ0 = Permivitas ruang hampa (8,854 x 10-12 F/m)

A = Luas pelat (m2)

d = Jarak pemisah antara kedua pelat (m)

Fenomena kapasitansi berkaitan dengan medan listrik diantara kedua pelat

kapasitor. Kekuatan medan listrik diantara kedua pelat menurun sesuai dengan

jarak diantara kedua pelat konduktif bertambah. Kekuatan medan yang lebih

rendah atau jarak pemisah yang lebih besar akan melemahkan nilai kapasitansi.

Pelat konduktif dengan area permukaan yang lebih lebar mampu menyimpan

muatan elektrik yang lebih banyak; karena itu, nilai kapasitansi yang lebih besar

diperoleh dari area permukaan yang lebih kuat (Tezric et al, 2012).

28

c. Konstanta dielektrik

Bahan dielektrik merupakan bahan yang apabila diberikan medan potensial

(tegangan) dapat mempertahankan perbedaan potensial yang timbul di antara

permukaan yang diberikan potensial tersebut. Fungsi dari bahan listrik dielektrik

diantaranya adalah menyimpan energi listrik (dalam bentuk muatan) misalnya

pada kapasitor dan memisahkan bagian bertegangan dengan bagian yang tidak

bertegangan (isolator). Meskipun isolator juga memiliki induktivitas listrik yang

rendah, namun istilah dielektrik biasa digunakan untuk bahan-bahan isolator

yang memiliki tingkat kemampuan pengutuban yang tinggi yang besarnya

diwakili olehkonstanta dielektrik. Umumnya bahan dielektrik adalah bahan

isolator atau bahan yang tidak bisa menghantarkan listrik. Namun akibat adanya

aliran listrik yang merupakan aliran elektron, atom penyusun dielektrik menjadi

tidak seimbang dan akhirnya menimbulkan muatan-muatan listrik. Sehingga

setiap bahan dielektrik memiliki nilai permitivitas relatif masing-masing, yang

akhirnya mempengaruhi nilai kapasitansi (Fuchs, 2009).

Suatu material non-konduktor seperti mika, kertas, dan air disebut dielektrik (lih.

Table 2.1). Ketika ruang diantara dua konduktor pada suatu kapasitor diisi

dengan dielektrik, kapasitansi naik sebanding dengan faktor k yang merupakan

karakteristik dielektrik dan disebut sebagai konstanta dielektrik. Kenaikan

kapasitansi disebabkan oleh melemahnya medan listrik diantara keping kapasitor

akibat kehadiran dielektrik. Dengan demikian, untuk jumlah muatan tertentu

pada keping kapasitor, beda potensial menjadi lebih kecil dan kapasitansi

kapasitor akan bertambah besar (Tipler, 1991).

29

Tabel 2.2 Nilai Konstanta Dielektrik Beberapa (Giancoli, 2001).

Material Konstanta Dielektrik (K) Kekuatan Dielektrik(kV/mm)

Vakum 1,00000 -Udara kering 1,00054 0,8Air 78 -Mika 5,4 10-150Kertas 3,5 14Pirek 4,5 13Polietilen 2,3 50Teflon 2,1 60Titanium Oksida 100 6

2.7 Refraktometer

Refraktometer tipe hand-held merupakan salah satu alat yang dapat digunakan

untuk menganalisis kadar sukrosa pada bahan makanan. Refraktor terdiri atas

beberapa bagian yaitu, kaca prisma, penutup kaca prisma, sekrup pemutar skala,

grip pegangan, dan lubang teropong (Atago, 2000).

Gambar 2.8 Bagian–bagian refraktometer (Atago, 2000).

Satuan skala pembacan refraktometer yaitu oBrix merupakan satuan skala yang

digunakan untuk pengukuran kandungan padatan terlarut. Skala oBrix dari

refraktometer sama dengan berat gram sukrosa dari 100gr larutan sukrosa. Jika

yang diamati adalah daging buah, skala ini menunjukkan berat gram sukrosa dari

30

100gr daging buah. Refraktometer bekerja menggunakan prinsip pembiasan

cahaya ketika melalui suatu larutan. Ketika cahaya datang dari udara ke dalam

larutan maka kecepatannya akan berkurang. Fenomena ini terlihat pada batang

yang terlihat bengkok ketika dicelupkan ke dalam air. Refraktometer

menggunakan prinsip ini untuk menentukan jumlah zat terlarut dalam larutan

dengan melewatkan cahaya ke dalamnya. Sumber cahaya ditransmisikan oleh

serat optik ke dalam salah satu sisi prisma dan secara internal akan dipantulkan ke

interface prisma dan sampel larutan. Bagian cahaya ini akan dipantulkan kembali

ke sisi yang berlawanan pada sudut tertentu yang tergantung dari indeks bias

larutannya (Purwono, 2002).

Gambar 2.9 Sedotan dimasukkan dalam gelas berisi air biasa (atas). Sedotandimasukkan dalam gelas berisi larutan gula (bawah) (Purwono, 2002)

Prinsip kerja refraktometer adalah dengan memanfaatkan refraksi cahaya. Seperti

terlihat pada gambar 2.9. pada gambar pertama, sebuah sedotan yang dicelupkan

ke dalam gelas yang berisi air akan telihat terbengkok. Pada gelas kedua, sebuah

sedotan dicelupkan ke dalam sebuah gelas yang berisi larutan gula, terlihat

sedotan terbengkok lebih tajam. Fenomena ini terjadi karena adanya refraksi

31

cahaya. Semakin tinggi konsentrasi bahan terlarut (rapat jenis larutan), maka

sedotan akan semakin terlihat bengkok secara proporsional. Besarnya sudut

pembngkokan ini disebut Refractive Index (Purwono, 2002).

Mengkalibrasi refraktometer merupakan tahap pertama dalam mengevaluasi

kandungan gula pada buah. Kalibrasi menverifikasi garis nol pada skala

pembacaan, memastikan bahwa pembacaan sample jus buah tersebut akurat.

Refraktometer harus selalu di kalibrasi di awal setiap penggunaan, dan bergantung

pada berapa banyak sample yang akan diukur.Untuk mengalibrasi refraktometer

dibutuhkan sumber air murni dan hasil uji sampel yang sudah diketahui nilai

konsentrasi sukrosanya. Air digunakan untuk menentukan garis nol pada

refraktometer sehingga ekstrak buah dapat diukur dengan tepat. Sumber air yang

ideal adalah air deionisasi atau destilasi, dan dipastikan air bebas dari kandngan

sodium, kalsium, besi, dan pengotor lainnya (Varquez et al, 2011).

2.8 Liquid Crystal Display (LCD)

Liquid crystal display (LCD) adalah salah satu komponen elektronika yang

berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD

terdiri dari dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media

penampil informasi dalam bentuk huruf/angka jumlah baris, masing–masing baris

bisa menampung jumlah huruf/angka. LCD merupakan modul penampil yang

banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang umum digunakan, ada

yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan 4x40), dimana kita menggunakan

DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan tersebut. Bagian kedua merupakan

sebuah system yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempel dibalik pada

panel LCD, berfungsi mengatur tampilan LCD. Dengan demikian pemakaian

32

LCD M1632 menjadi sederhana, sistem lain cukup mengirimkan kode-kode

ASCII dari informasi yang ditampilkan. Di bawah ini adalah gambar LCD 4x20

karakter (Rizal, 2007).

Pada modul LCD sudah terdapat driver untuk mengubah ASCII output

mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Rangkaian ini terhubung ke pada pin

Arduino Uno, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

TWI, komperator analog dan Timer Osilator. Tampilan karakter pada LCD diatur

oleh Pin Enable (E), pin Register Select (RS) dan Read Write (RW). Pin RW dan

Vss dihubungkan ke ground karena LCD hanya melakukan operasi write, dan data

bus yang digunakan hanya 4 yaitu D4 - D7. Pin VDD dan Vee terhubung pada

Vcc Arduino Uno.

Gambar 2.9 LCD Karakter 4x20

Spesifikasi LCD adalah sebagai berikut.

a. Tampilan 20 karakter 4 baris dengan matrik 5 x 7 + kursor.

b. ROM pembangkit karakter 192 jenis.

c. RAM pembangkit karakter 8 jenis (diprogram pengguna).

d. RAM data tampilan 80 x 8 bit (8 karakter).

e. Duty ratio 1/16.

f. RAM data tampilan dan RAM pembangkit karakter dapat dibaca dari unit

mikroprosesor.

33

g. Beberapa fungsi perintah antara lain adalah penghapusan tampilan (display

clear), posisi kursor awal (cursor home), tampilan karakter kedip (display

character blink), penggeseran kursor (cursor shift) dan penggeseran tampilan

(display shift) (Rizal, 2007).

34

BAB IIIMETODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Elektronika Dasar Jurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2017 sampai Mei 2018.

3.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan untuk merealisasikan sistem akuisisi data tingkat kemanisan

buah jeruk sebagai berikut.

1. Laptop, untuk membuat program.

2. Refraktometer sebagai kalibrator dari alat yang akan dibuat.

3. Arduino, sebagai sistem utama yang digunakan dalam penelitian

4. Kabel USB, untuk mendownload program

5. Batu Baterai, sebagai sumber tegangan yang digunakan dalam penelitian

6. Lem tembak untuk merekatkan alat

7. Solder, untuk menyatukan kabel pada komponen, dll.

Bahan–bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Buah jeruk siam sebagai bahan uji eksperimen.

2. Kawat timah untuk menempelkan komponen pada PCB.

3. Aquades untuk bahan uji kalibrasi refraktometer.

35

4. Bread board untuk menghubungkan komponen – komponen pada rangkaian

5. Kabel jumper, untuk menghubungkan komponen-komponen yang digunakan

dalam penelitian

6. Potensiometer, untuk mengatur hambatan yang diperlukan

7. Plat tembaga sebagai elektroda sensor kapasitansi,dll

3.3 Rancangan Prosedur Penelitian

Dalam perancangan sistem akuisisi data tingkat kemanisan buah jeruk

menggunakan Arduino ini, dilakukan beberapa tahapan.

a. Perancangan Rangkaian

Pada tahap ini dilakukan proses perancangan rangkaian yang akan digunakan

dalam pembuatan sistem, setelah selesai, dilakukan pengujian rangkaian untuk

menguji kelayakan rangkaian. Setelah pengujian rangkaian berhasil dilanjutkan

tahap berikutnya.

b. Pembuatan Program

Pada tahap ini dibuat program untuk membaca tingkat kemanisan pada buah

jeruk. Dalam penelitina ini perangkat yang digunakan adalah Bahasa

pemrograman Arduino dan Emdebe Loader V2.0-For Arduino yang digunakan

untuk menuliskan kode guna mengontrol Arduino Uno dan mengirimkan hasil

kompilasi ke Arduino Uno. Setelah program selesai, dilakukan pengujian program

untuk memastikan bahwa program yang dibuat dapat berjalan dengan baik.

Setelah pengujian berhasil, dilakukan tahap berikutnya

36

c. Penyusunan Rangkaian

Merupakan proses pembuatan alat ukur kemanisan dengan menggabungkan

rangkaian-rangkaian yang telah dibuat, kemudian melakukan pengujian alat untuk

memastikan sistem dapat bekerja dengan baik. Setelah berhasil dilakukan tahap

berikutnya.

d. Pengukuran dengan Refraktometer

Merupakan proses pengujian dengan menggunakan refraktometer yang telah

dibuat untuk mengambil data penelitian. Pengukuran menggunakan refraktometer

dilakukan sebagai acuan atau pembanding pada pengukuran yang akan dilakukan

menggunakan sistem yang telah dibuat. Sehingga diharapkan hasil pengukuran

pada sistem memiliki nilai keakuratan yang sebanding dengan refraktometer.

e. Analisia Data

Setelah data diperoleh dari hasil pengukuran, data diolah untuk mendapatkan nilai

kebenaran dan error pada alat yang telah dibuat. Sehingga dapat diketahui tingkat

keakuratan pada sistem. Kemudian dibuat kesimpulan penelitian.

3.4 Perancangan Sistem

a. Pembaca Nilai Analysis Digital Converter (ADC)

Rangkaian membaca nilai ADC dibuat untuk mengonversi data analaog pada

sisitem menjadi data digital yang akan ditampilkan pada LCD.

Berikut merupakan rangkaian ADC yang digunakan dalam penelitian,

37

Gambar 3.1 Rangkaian Membaca Nilai ADC

b. Rangkaian Pembaca Tegangan Analog (Read Analog Voltage)

Tegangan yang masuk dikonversi terlebih dahulu menjadi data digital. Arduino

yang digunakan adalah Arduino UNO. Pin analog Arduino dapat menerima nilai

hingga 10 bit sehingga dapat mengkonversi data analog menjadi 1024 keadaan.

Berikut rangkaian membaca tegangan anaog yang digunakan pada penelitian,

Gambar 3.2 Rangkaian Membaca Tegangan Analog

c. Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

Rangkaian LCD berfungsi untuk menampilkan 4 kali 20 karakter yaitu 16karakter

untuk baris atas dan 16 karakter untuk baris kedua sampai baris keempat. LCD

memiliki 14 pin yang berfungsi untuk menghubungkan LCD dengan rangkaian

yang lain, sehingga LCD dapat berfungsi seperti keinginan pada sistem.

38

Gambar 3.3 Rangkaian LCD

Pada modul LCD sudah terdapat driver untuk mengubah ASCII output

mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Rangkaian ini terhubung ke pada pin

Arduino Uno, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

TWI, komperator analog dan Timer Osilator. Tampilan karakter pada LCD diatur

oleh Pin Enable (E), pin Register Select (RS) dan Read Write (RW). Pin RW dan

Vss dihubungkan ke ground karena LCD hanya melakukan operasi write, dan data

bus yang digunakan hanya 4 yaitu D4 - D7. Pin VDD dan Vee terhubung pada

Vcc Arduino Uno. Pada penelitian ini LCD berfungsi sebagai penampil data.

3.5 Rancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak berkaitan dengan kinerja perangkat keras. Perangkat lunak

(software) digunakan untuk menjalankan perangkat keras. Dalam penelitian ini

software yang digunakan adalah Bahasa Pemrograman Arduino dan Emdebe

Loader V2.0-For Arduino yang bermanfaat untuk menuliskan kode untuk

mengontrol Arduino Uno dan mengirimkan hasil kompilasi ke Arduino Uno.

3.6 Data Hasil Pengukuran

Pengujian awal yang dilakukan adalah mengukur tingkat kemanisan buah jeruk

dengan menggunakan sensor kapasitor semi silinder. Pengujian ini dilakukan

untuk mengetahui tingkat kemanisan buah jeruk berdasarkan perubahan nilai

39

dielektrik. Tabel 3.1 berikut adalah tabel pengujian tingkat kemanisan buah jeruk

menggunakan sensor kapasitansi

Tabel 3.1 Rancangan Data Pengukuran dengan Refraktometer

Buah ke - (V) Kadar gula (oBrix)Tegangan(V)

12345

Data yang diperoleh dari Tabel 3.1 kemudian di plot ke dalam bentuk grafik

sehingga dapat diketahui hubungan antara tegangan keluaran yang diperoleh dari

hasil pengukuran buah jeruk terhadap kadar gula yang terkandung di dalam buah

jeruk. Gambar 3.4 menunjukkan grafik hubungan tegangan keluaran dengan kadar

gula dalam buah jeruk.

Gambar 3.4 Grafik hubungan tegangan terhadap kadar gula pada buah

Gambar 3.4 menunjukkan grafik hubungan tegangan terhadap kadar gula pada

buah sehingga dapat diketahui apakah sistem dapat mengukur kadar kemanisan

buah jeruk dengan baik atau tidak.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5 6

Tega

ngan

Kel

uara

n

Kadar gula pada buah (Brix)

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian pada sistem akuisisi data tingkat kemanisan buah

jeruk menggunakan Arduino, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Hasil analisis pengukuran pada buah jeruk menunjukan bahwa semakin

tinggi tegangan pada buah jeruk, maka semakin tinggi tingkat kemanisan

buah, begitupun sebaliknya. Semakin rendah tegangan pada buah jeruk

maka semakin rendah tingkat kemanisan buah tersebut.

2. Sistem akuisisi data tingkat kemanisan buah jeruk telah direalisasikan

menggunakan Arduino Uno dengan pembanding hasil pengukuran

menggunakan refraktometer.

3. Range pengukuran pada penelitian ini 0V hingga 5V tegangan masukan

dan 0% hingga 14%Brix.

5.2. Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, saran yang dapat dikemukakan

antara lain, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai hubungan nilai

tegangan dan %brix pada buah jeruk dengan lebih akurat agar dapat dilakukan

perbandingan pengukuran dengan lebih akurat.

54

DAFTAR PUSTAKA

Adrijanto, Junaedy Okky. 2015. Sistem Kontrol Rumah Pintar Menggunakan ArduinoUno Berbasis Android. Politeknik Negeri Manado: Manado.

Alonso, M dan Finn, E. J. 1992. Dasar-Dasar Fisika Universitas Jilid 2. Erlangga.Jakarta.

Ariyus, Andiyanto dan Hari. 2008. Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16Menggunakan Bahasa C (Code Vision AVR). Informatika: Bandung.

Atago. 2000. Hand-Held Refractometer. Intruction Manual. Atago Co., Ltd. Tokyo.

Azhari, Hasyim, 2011. Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah SubtropikaBadan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Error! Hyperlink referencenot valid. (diakses pada tanggal 18 April 2018 pukul 20.30 WIB).

Batubara, Rizal. 2005. Sistem Akuisisi Data. Jurnal Teknik Elektro. Vol. 3, No. 1 –Juni 2005 ISSN : 1693 – 6787.USU: Medan.

Bhosale, Ajit A. 2017. Detection of Sugar Content in Citrus Fruits by CapacitanceMethod. Procedia Engineering. Vol. 181. 466-471 hlm.

Bogart, T.F, Jr. 1992. Elektronic Devices and Circuits Edisi ke-4. Prentice HallInternational.

Djuandi, Feri. 2011. Pengenalan arduino. Teknik elektro universitas trisakti,Jakarta.

Fraden, J. 2004. Handbook of Modern SensorPphysics. Design and AplicationSpringer-verlag. New York.

Fuchs. A. 2009. Capacitive Sensing to Determine The Moisture Content Of WoodPellets-Investigation. International Journal on Smart Sensing and IntelligentSystems. Vol.2, No.2.

Giancoli, Douglas. 2001. Fisika Dasar jilid 2. Erlangga. Jakarta.

55

Hari, dani. 2006. Antarmuka komputer serial inframerah pada sistem akuisisi data kanaljamak untuk instalasi nuklir dan bahan kimia mudah terbakar. Risalah LokakaryaKomputasi Dalam Sains Dan Teknologi Nuklir Xvii, Agustus 2006 (225-248)Pandawa Telu: Purwokerto.

Hidayat, Haerul. 2015. Estimasi Kemasakan Buah Pisang Menggunakan SensorKapasitansi (Skripsi). Jurusan Fisika Universitas Jember. Jember.

Jamaludin, D. Aziz, A,S. dan Ibrahim, N,U,A. 2014. Dielectric Based Sensing Systemfor Banana Ripeness Assesment. International Journal of Enviromental Scienceand Development, Vol. 5. No. 3. Malaysia.

Juansah, J., I. W. Budiastra, K. Dahlan, dan K. B. Seminar. 2012. Electrical Behaviourof Garut Citrus Fruit During Ripening Changes in Resistance and Capacitance.Models of Internal Fruit. International Journal of Engineering and TechnologyIJET-IJENS. Vol. 12, No. 04. 1-8 hlm.

Kenny. 2005. Introduction to Physics for Scientists and Engineers. New York. McGraw-Hill.

Lelo, Tute. 2014. Standar Operasi Prosedur (SOP) Budidaya jeruk Siam BanjarKalimantan Tengah. Dinas Pertanian dan Peternakan. Kalimantan Tengah.

Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler danPemrogramannya Menggunakan Arduino. Andi Offset. Yogyakarta.

Nugroho, Setya Muhammad Rahmadi. 2003. Akuisisi Data Menggunakan UniversalSerial Bus. Makalah Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro. Semarang.

Maulana, Andi. 2012. “Interfacing”. http;//beskem.net/pengertian-interfacing’ serial danpararel (diakses pada tanggal 18 April 2018 pukul 20.30 WIB).

Morris, Alan. S. 2001. Measurentment and Instrumentation Principles. London:ReadEducational and Professional Publishing Ltd. Halama 16 – 21.

Muna, Fadhul. 2012. “Pengukuran”. http;//diaryfisika/blogspot.com/karakteristik- alat-ukur. Diakses pada tanggal 22 Februari pukul 05.23 WIB.

Napitupulu, D. D. Handoko, dan H. Sembiring., 2000. Penanganan Pasca Panen BuahJeruk. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Sumatera Utara. Medan.

Pracaya, 1996. Jeruk Manis : Varietas, Budidaya dan Pasca Panen. Swadaya. Jakarta.

Prihatman, Kemal. 2000. Budidaya Buah Jeruk. Deputi Menegristek BidangPendayagunaan dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi.

56

Purwono. 2002. Penggunaan Pengukuran Brix untuk Menduga Rendemen Nyata DiPabrik Gula Putih Mataram, Lampung. Divivi R & D Pabrik Gula PutihMataram. Lampung.

Putra, A.E, 2002. Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi. Graha Ilmu:Yogyakarta.

Ranganna, S., 1997. Manual of Analysis of Fruits and Vegetables Products. Mc. GrawHill Publishing Co Ltd. New Delhi.

Rizal,Gamayel,2007. Pengertian Elektronik Digital Liquid Crystal Display.ITB.Bandung

Rusmandi, D. 2001. Mengenal Komponen Elektronika. Pionir Jaya. Bandung.

Saputri, Zaratul Nisa. 2014. Aplikasi Pengenalan Suara Sebagai Pengendali PeralatanListrik Berbasis Arduino Uno. Universitas Brawijaya: Malang.

Simbolon, Feronika Paulina M., 2008. Pengaruh Konsentrasi Emulsi Lilin dan LamaPenyimpanan Terhadap Mutu Buah Jeruk Manis (Citrus Sinensis, Linn) (Skripsi).Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara. Medan.

Soltani, M., Alimardani, dan R., M. Omid. 2011. Evaluating Banana Ripening Statusfrom Measuring Dielectric Properties. Journal of Food Engineering. Vol. 105.625-631 hlm.

Sumarno, A.S.H. 2001. Perancangan Tranduser Pengubah Normalitas Zat KCL ketegangan DC. Jurnal Bisnis dan Teknologi Volume 9 No 3. Desember tahun 2001diterbitkan oleh Universitas Brawijaya: Malang.

Sutopo, 2011. Penanganan Panen dan Pasca Panen Buah Jeruk.http://www.kpricitrus.wordpress.com (diakses pada tanggal 18 April 2018 pukul20.30 WIB

Taylor, H.R. 2000. Acquisition For Sensor System champion and Hall. Great Britain.327 Hlm.

Tezric, E., J. Tezric, R. Nagarajah, dan M. Alamgir. 2012. A Neural Network Approachto Fluid Quantity Measurement in Dynamic Environments. Springer. London.

Tipler, P. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik, Edisi ke-3; Jilid 2. Erlangga, Jakarta.

Varquez, Stephen, dan Shannon Mueller. 2011. Refractometer Calibration, Use, andMaintenance. California. University of California Cooperative Extension FresnoCounty.

57

Warsito, 2011. Sistem Instrumentasi Seri Akuisisi Data. Modul Kuliah SistemInsrumentasi: Bandar Lampung.

Warsito, dan Yuliansyah. 2002. Desain dan Realisasi Prototipe Sistem Conveyor yangdikendalikan oleh sebuah PC berbasis PPI8255. Jurnal Informatika Volume 2No.1 .Juni 2004 Diterbitkan Oleh STMIK Darmajaya: Bandar Lampung.

Wilson, J. 2005. Sensor Technlogy Handbook. Elseveir: Amsterdam.