Project-ku

Project tahun 2008

Pembuatan Prototipe Alat Pembuat Susu Kedelai Otomatis Skala Rumah Tangga

Soybean Milk Maker LIPI

Perihal dilakukan pembuatan prototipe alat pembuat susu kedelai otomatis skala rumah tangga ini awalnya datang dari niat istri Wapres Jusuf Kalla, yaitu Ibu Hj. Mufidah Jusuf Kalla yang menginginkan nantinya seluruh warga Indonesia seharusnya dapat  mengambil manfaat dari minum susu kedelai. Sehingga terpikir  ide oleh beliau untuk mengadakan produk murah dalam membuat susu kedelai  otomatis skala rumah tangga. Kemudian hal ini disampaikan oleh beliau ke RSCM (Rumah Sakit Cipto Mangunkusumo) yang kemudian dilimpahkan pekerjaan projek pembuatan prototipe ini ke LIPI dimana sampai ke sy yang ditugaskan sebagai pemrogram sekuen otomasi alat tersebut.

Akhirnya melalui hasil diskusi tim, maka ditetapkan bahwa alat pembuat susu kedelai otomatis ini dibatasi mempunyai kapasitas pembuatan susu kedelai hanya 1,5 liter yang dilengkapi dengan motor penggerus/penggiling kedelai, saringan tempat kedelai, pemanas/heater air, sensor level atas untuk mengetahui level air jangan sampai meluap melebihi tutup waktu dimasak dan sensor level bawah  untuk mengetahui batas air minimal yang diberikan agar alat dapat dijalankan, serta juga harus dilengkapi dengan tiga fasilitas tombol otomatis pilihan untuk kedelai kering, kedelai basah dan menghangatkan kedelai saja, dan juga alarm untuk memberitahukan proses yang dipilih telah selesai. Dari hasil diskusi tersebut maka dihasilkan disain alat sebagai berikut :

Disain Kontrol Soybean Milk Maker

Disain Mekanik Soybean Milk Maker

Mikrokontroler yang digunakan untuk menjalankan sekuen otomasi dari proses pembuatan susu kedelai adalah mikrokontroler Atmel 20 pin tipe AT89S2051. Pemilihan mikrokontroler tipe AT89S2051 selain harganya yang murah dan banyak terdapat di pasaran, juga ukuran mikrokontroler yang relatif kecil dengan 20 kaki pin dan kapasitas memori flash sebesar 2 kb yang disediakan dan mencukupi untuk menjalankan tiga pilihan tombol sekuen otomasi dari alat pembuat susu kedelai. Untuk pemrograman mikrokontroler tipe ini kami menggunakan bahasa C dengan menggunakan compiler yang gratis yaitu SDCC (Small Device C Compiler) dan juga menggunakan bantuan editor yang juga gratis dan mudah dalam pemakaiannya yaitu MIDE-51 Pack Studio (makalah iImiah-nya terdapat pada Publication-ku). Dimana I/O yang dipakai ditabelkan sebagai berikut :

No.	Pin	Keterangan
1.	P1.7	Tombol otomatis 1 (untuk kedelai basah)
2.	P1.6	Tombol otomatis 2 (untuk kedelai kering)
3.	P1.5	Tombol otomatis 3 (untuk menghangatkan)
4.	P3.0	Lampu tombol 1
5.	P3.1	Lampu tombol 2
6.	P3.7	Lampu tombol 3
7.	P3.3	Sensor level high
8.	P3.2	Sensor level low
9.	P1.0	Heater
10.	P1.1	Motor
11.	P1.2	Alarm/Horn
12.	P1.4	Enable rangkaian

Namun sebelum melakukan pengujian program ke mikrokontroler, maka I/O yang terhubung ke komponen luar harus dibuat rangkaian pengkondisi sinyal terlebih dahulu. Untuk rangkaian pengkondisi sinyal pada motor dan heater dapat diberikan sebagai berikut :

Rangkaian Pengkondisi Sinyal untuk Motor dan Heater

Rangkaian pengkondisi sinyal untuk motor dan heater, di atas masing-masing dijalankan secara on/off dengan bantuan saklar relay yang dijalankan dengan menggunakan transistor NPN tipe S9013. Pada pin P1.0 dan P1.1 diberikan external pull-up 4,7k untuk menjadikan pin berfungsi sebagai digital I/O. Pada Gambar 6. juga dapat dilihat bahwa terdapat rangkaian enable active low untuk mengaktifkan transistor yang ada di atasnya. Rangkaian enable active low ini bertujuan untuk menghindari efek active high yang terjadi pada saat mikrokontroler baru diberikan power saat pertama kali dinyalakan. Sehingga motor dan heater tidak langsung berjalan secara mendadak sebelum enable active low diberi nilai low dan tombol pilihan otomatis ditekan.

Selanjutnya untuk rangkaian pengkondisi sinyal untuk sensor level high dan sensor level low yang digunakan untuk mendeteksi ketinggian air susu kedelai dapat diberikan pada gambar berikut :

Rangkaian Sensor Level Soybean Milk Maker

Pada rangkaian pengkondisi sinyal untuk sensor level menggunakan switching transistor untuk mengetahui level air sudah menyentuh batang sensor yang terbuat dari bahan stainless steel. Dimana tegangan Vcc dihubungkan ke bodi luar heater sehingga jika bodi luar heater dan salah satu sensor atau kedua sensor terkena air maka arus akan mengalir melalui air yang masih mempunyai sifat sebagai konduktor.

Kemudian setelah semua di atas selesai, maka selanjutnya dilakukan pengujian proses pembuatan susu kedelai, dimana untuk pengujian suhu grafiknya dapat dilihat sebagai berikut :

Hasil Pengukuran Suhu Soybean Milk Maker

Dalam pengujian alat pembuat susu kedelai otomatis ini diberikan takaran 100 +10 mg kedelai untuk setiap 1,5 +0,1 liter air yang dari hasil di atas diperlukan waktu sekitar 15 +1 menit dalam proses pembuatan susu kedelai yang hasilnya dapat dilihat pada gambar berikut :