Available via license: CC BY 4.0
Content may be subject to copyright.
Sains dan Komputer (SAINTIKOM)
Vol.18, No.1, Februari 2019, pp. 82~86
P-ISSN: 1978-6603 E-ISSN : 2615-3475 82
Journal homepage: http:ojs.trigunadharma.ac.id
Sistem Cerdas Pemanggang Jagung Semi Otomatis Berbasis
Mikrokontroler Menggunakan Metode PWM (Pulse Width
Modulation
*Darjat Saripurna, *Ahmad Calam, , **Yusnidah, *Zulkifli Lubis
*STMIK Triguna Dharma
**Akademi Maritim Indonesia
Article Info
ABSTRACT
Article history:
Received Okt 22, 2018
Revised Jan 18, 2019
Accepted Feb 07th, 2019
Proses pembakaran jagung yang dilakukan para pedagang saat ini
dilakukan secara konvensional, pada saat pembalikan jagung
dilakukan dengan manual dibalikkan dengan menggunakan tangan
dan pada saat mengipas juga dilakukan dengan tangan sehingga
cukup banuak tenaga yang dikeluarkan. Proses seperti ini
mengakibatkan kematangan jagung tidak merata.
Dari hasil pengamatan inilah terbentuk suatu ide dimana pada saat
proses pembakaran jagung dan pengipasan dilakukan secara
otomatis. Dengan penambahan sensor LM35 sebagai pendeteksi suhu
dan Motor DC sebagai pembalik/penggerak jagung yang
dikendalikan oleh mikrokontroler serta implementasi teknik PWM
(Pulse Width Modulation), digunakan untuk mengatur kecepatan
putar alat pemanggang jagung.
Dengan solusi yang dirancang tersebut dapat membantu pembakaraan
agar lebih rata, cepat dan lebih banyak jagung. Jika bara api menyala
dengan baik, pemutaran/pembalikkan jagung akan berputar sesuai
bara api, sehingga waktu yang dibutuhkan akan lebih cepat. Teknik
yang digunakan membuat sistem tidak menghabiskan sumber daya
yang cukup banyak.
.
Keyword:
Pembakaran Jagung
Pulse Width Modulation
Mikrokontroler
Sensor LM35
Copyright © 2019 STMIK Triguna Dharma.
All rights reserved.
1. PENDAHULUAN
Jagung adalah salah satu tanaman pangan penghasil karbohidrat yang terpenting di dunia, selain gandum dan
padi. Hampir semua orang mengenal dan menyukai makanan yang berbahan dasar jagung, rasanya yang
manis dengan tekstur yang lembut, pas di hampir semua lidah. Jagung juga memiliki banyak manfaat bagi
kesehatan tubuh kita, yaitu : baik untuk pencernaan, mencegah anemia, sumber energi, menurunkan
kolesterol, mencegah diabetes. Saat ini sudah banyak usaha yang berbahan dasar jagung, salah satunya usaha
jagung bakar. Usaha jagung bakar merupakan salah satu usaha yang dapat kita lihat dimana saja dengan
berbagai ragam rasa. Proses pembakaran jagung yang dilakukan para pedagang saat ini dilakukan secara
konvensional dengan caranya pertama-tama, panaskan arang, kemudian pindahkan arang yang telah menjadi
bara ke dalam pemanggangan, sementara itu siapkan jagung bakar yang telah dikupas, tusuk dengan tusukan
dan letakkan di atas pembakaran. Peralatan pembakaran jagung masih dilakukan secara manual pada
pengipasan bara/api dan pembalikan jagung. Sehingga proses dalam pembakaran jagung membutuhkan
waktu yang lama dan tenaga yang berlebih. Dikarenakan waktu tersebut pembeli diharuskan menunggu lebih
lama terlebih bila memesan dengan jumlah yang banyak. Didalam pengipasan dan pembalikan pada proses
pembakaran jagung bakar masih menggunakan cara manual, artinya dengan tenaga manusia. Dan hasil
pengamatan inilah terbentuk suatu ide dimana proses pembakaran jagung dengan secara otomatis sehingga
dapat meningkatkan hasil penjualan yang maksimal dikarenakan sistem akan bekerja otomatis.
Dalam sistem pembakaran jagung ini menggunakan suatu metode, yaitu menggunakan metode PWM (Pulse
Width Modulation). PWM (Pulse width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah
lebar pulsa (duty cycle) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan
SAINTIKOM P-ISSN: 1978-6603 E-ISSN : 2615-3475
83
kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan
amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Duty Cycle merupakan representasi dari kondisi logika high
dalam suatu periode sinyal dan di nyatakan dalam bentuk (%) dengan range 0% sampai 100%. Metode ini
digunakan untuk mengatur kecepatan serta ketepatan Motor DC dalam pembalikan jagung dan pengipasan
2. LANDASAN TEORI
2.1 Jagung
Jagung merupakan tanaman semusim (Annual Plants). Satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80 – 150
hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif, dan paruh kedua untuk tahap
pertumbuhan generatif. Tinggi tanaman jagung sangat bervariasi. Meskipun tanaman jagung umumnya
memiliki ketinggian antara 1 meter sampai 3 meter, namun ada varietas yang dapat mencapai tinggi 6 meter.
Tinggi tanaman bisa diukur dari permukaan tanah hingga ruas teratas sebelum bunga jantan (Suprapto,2011).
Jagung adalah termasuk tanaman monokotil (tumbuhan berbiji tunggal) sehingga perakarannya pun tergolong
akar serabut yang kedalamannya dapat mencapai 8 meter, meskipun sebagian besar berada pada kisaran 2
meter. Batang tanaman jagung tegak dan mudah terlihat, seperti sorgum dan tebu (Suprapto,1995).
2.2 Mikrokontroler
Menurut Syahwil (2013:53) Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip.
Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program atau
keduanya) dan perlengkapan input – output. Secara teknis, hanya ada 2 macam mikrokontroler. Pembagian
ini didasarkan pada kompleksitas instruksi – instruksi yang dapat diterapkan pada mikrokontroler tersebut.
Menurut Syahwil (2013:60) “Arduino Uno adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source
yang di dalamnya terdapat komponen utama, yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari
perusahaan Atmel”. Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (Intergrated Circuit) yang bisa diprogram
menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokonroler 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 rangakian
elektronik.
Gambar 1 Arduino
2.4 Pulse Width Modulation (PWM)
Pengontrolan dengan teknik Pulse Width Modulation (PWM) adalah sebuah cara memanipulasi lebar pulsa
dalam perioda yang konstan untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda (Syahrul 2014:603). Secara
umum Pulse Width Modulation (PWM) adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan
dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Beberapa Contoh
aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan yang
masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya. Aplikasi
PWM berbasis mikrokontroler biasanya berupa, pengendalian kecepatan Motor DC, pengendalian Motor
servo, dan juga pengaturan nyala kipas.
SAINTIKOM P-ISSN: 1978-6603 E-ISSN : 2615-3475
84
Gambar 2. Sinyal PWM
Ttotal =
Ton + Toff
Ton = waktu pulsa "High"
D =
Ton
Toff = waktu pulsa "Low"
Ttotal
D = Duty cycle adalah lamanya
Vout =
D x Vin
pulsa high dalam satu periode
Vout =
Ton
x Vin
Ttotal
3. PEMBAHASAN DAN HASIL
Teknik Pulse Width Modulation (PWM) pada jagung berguna untuk mengatur cepat ataupun sedangnya
putaran yang dikeluarkan oleh Motor DC. Cara kerja teknik PWM ini pada alat pemanggang jagung adalah
saat sensor mendeteksi panas yang tinggi, maka PWM akan mengatur Motor DC agar putaran yang
dikeluarkan oleh Motor DC cepat. Sebaliknya, jika sensor tidak mendeteksi adanya panas yang tinggi maka
putaran Motor DC tersebut akan normal. Dalam hal ini yang melakukan pengaturan PWM ini adalah Arduino
Uno berdasarkan informasi yang diterimanya melalui sensor.
1. Duty Cycle
Pada pemanggang jagung ini hanya memiliki 2 kondisi duty cycle yaitu 40% dan juga 100%. Berikut
akan diberikan gambaran dari duty cycle yang ada pada pemanggang jagung tersebut :
5v
0v
5v
0v
Gambar 3 Duty cycle 40% dan 100% pada Pemanggang Jagung
2. Nilai PWM
Nilai PWM yang terdapat pada pemanggang jagung akan dihitung berdasarkan duty cycle yang ada
pada pemanggang jagung yaitu dan juga resolusi PWM yang akan dipakai yaitu 8 bit yang bernilai 0-
255 (256). Berikut adalah perhitungan nilai PWM yang ada pada pemanggang jagung:
a. 40% Duty cycle
PWM = Duty cycle * Resolusi PWM
= 40% * 255
= 102
b. 100% Duty cycle
PWM = Duty cycle * Resolusi PWM
SAINTIKOM P-ISSN: 1978-6603 E-ISSN : 2615-3475
85
= 100% * 255
= 255
Perhitungan PWM tersebut digunakan untuk mengatur jumlah duty cycle yang akan dipakai Motor DC
dan kipas.
3. Tegangan Output
Tegangan output ataupun tegangan yang akan diberikan pada Motor DC akan dihitung berdasarkan duty
cycle yang ada pada pemanggang jagung dan juga jumlah sumber tegangan yang ada pada pemanggang
jagung. Berikut adalah perhitungan tegangan yang akan diberikan pada Motor DC :
a. 40% Duty cycle
= Duty cycle * Vin
= 40% * 9V
= 3,6V
b. 100% Duty cycle
= Duty cycle * Vin
= 100% * 9V
= 9V
Jadi, dari perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa, jika sensor tidak mendeteksi panas yang tinggi,
maka Motor DC akan mengeluarkan 1/4 putaran dari putaran maksimal Motor DC yaitu 40% dan
tegangan yang dikeluarkan untuk menghasilkan putaran tersebut adalah 3,6V. Jika sensor mendeteksi
panas yang tinggi maka Motor DC akan mengeluarkan putaran maksimalnya yaitu 100% dan tegangan
yang dikeluarkan untuk menghasilkan putaran tersebut adalah 9V.
Gambar 3 Rangkaian Sistem
Gambar 4 Sistem Pembakar Jagung Otomatis
SAINTIKOM P-ISSN: 1978-6603 E-ISSN : 2615-3475
86
Gambar 5 Data Sensor LM35
4. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari rancang bangun pemanggang jagung otomatis menggunakan
teknik PWM (Pulse Width Modulation) berbasis mikrokontroler yaitu :
1. Cara merancang sistem pemanggang jagung otomatis berbasis mikrokontroler dengan menggunakan
Motor DC sebagai penggerak dan Kipas sebagai penjaga suhu secara otomatis yang
diperintah/dikendalikan oleh Mikrokontroler.
2. Cara menerapkan sensor LM35, sensor dihubungkan dengan mikrokontroler pada rangkaian, sensor
mengirim nilai suhu panas arang kepada mikrokontroler, sehingga mikrokontroler mengirim
nilai/duty cycle kepada motor DC dan Kipas.
3. Cara menerapkan teknik PWM (Pulse Width Modulation) dengan mengatur arus atau tegangan yang
masuk pada Motor DC dan Kipas, sehingga Motor DC dan Kipas bergerak dengan kecepatan sedang
ataupun maksimal.
REFERENSI
[1] Darmawan, A. H. A. (2016). Arduino Belajar Cepat Dan Pemrograman. Bandung. Informatika
Bandung.
[2] Kadir, A. (2013). Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramannya
Menggunakan Arduino. Yogyakarta : ANDI.
[3] Nuchayo, S. (2012). Aplikasi Dan Teknik Pemrograman Mikrokontroler AVR Atmel. Yogyakarta :
ANDI.
[4] Syahrul, (2014). Pemrograman Mikrokontroler AVR Bahasa Assembly dan C. Bandung :
Informatika Bandung.
[5] Syahwil, M. (2013). Panduan Mudah Simulasi dan Praktik Mikrokontroler Arduino. Yogyakarta :
ANDI.
[6] Reski, (2012). Perilaku Kadar Air Dan Warna Biji Jagung Perilaku Kadar Air Dan Warna Biji
Jagung Menurut Waktu Panen Perilaku Kadar Air Dan Warna Biji Jagung. Ditemukenali 05 April
2017, dari http://repository.unhas.ac.id/handle/123456789/3662.
