DOI:  https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i1.900 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi

## LEMARI PENDINGIN PORTABLE UNTUK PENYIMPANAN AIR SUSU IBU (ASI) MENGGUNAKAN TERMOELEKTRIK
Muhammad Gilang Suryanata 1* , Khairi Ibnutama 1
1 Sistem Informasi, STMIK Triguna Dharma email : suryanatagilang@gmail.com
Abstract: The importance of breast milk as the main intake of the baby has become common knowledge  for  every  breastfeeding  mother.  Exclusive  breastfeeding  is  recommended  by  the government and WHO for breastfeeding mothers until the baby is two years old. The main ob- stacle to exclusive breastfeeding for babies is generally caused by the short resistance of breast milk  to  temperature  factors,  where  breast  milk  can  only  last  for  less  than  four  hours  at  room temperature.  Therefore,  a  study  was  made  in  the  form  of  a  portable  refrigerator  design  which aims to make breastfeeding mothers able to store breast milk longer, especially for career wom- en who spend part of their time outside the home and not with babies. The refrigerator is made using a Peltier module with a thermoelectric working concept that is powered by an electric cur- rent or a battery so that it can be taken on trips.
Keywords: Arduino; Breast Milk; Cooler; Peltier; Thermoelectric
Abstrak: Pentingnya  ASI  sebagai  asupan  utama  bayi  telah  menjadi  pengetahuan  umum  bagi setiap ibu menyusui. Pemberian ASI ekslusif dianjurkan oleh pemerintah dan WHO kepada ibu menyusui  sampai  kurun  waktu  umur  bayi  dua  tahun.  Kendala  utama  terhambatnya  pemberian ASI  ekslusif  kepada  bayi  umumnya  disebabkan  oleh  daya  tahan  ASI  yang  singkat  terhadap faktor  suhu,  dimana  ASI  hanya  mampu  bertahan  selama  kurang  dari  empat  jam  pada  suhu ruangan. Oleh sebab itu dibuatlah penelitian berupa rancang bangun lemari pendingin portable yang bertujuan agar ibu menyusui dapat menyimpan ASI lebih lama, terutama bagi wanita karir yang  sebagian  waktunya  diluar  rumah  dan  tidak  bersama  bayi.  Lemari  pendingin  dibuat menggunakan modul Peltier dengan konsep kerja termoelektrik yang ditenagai arus listrik atau baterai sehingga dapat dibawa dalam perjalanan.
Kata kunci: Arduino; ASI; Peltier; Pendingin; Termoelektrik

## PENDAHULUAN
ASI  adalah  makanan  terbaik  bagi bayi  yang memiliki gizi  dan nutrisi  yang lengkap  dan  dapat  menyesuaikan  kebu- tuhan  bayi  kapanpun.  Bukan  hanya kelengkapan  gizi,  ASI  juga  memberikan banyak  manfaat  seperti  mengurangi  ang- ka  kematian  bayi  dan  memiliki  manfaat
kesehatan  bayi  hingga  masa  dewasa[1]. WHO  menganjurkan  ASI  eksklusif diberikan  pada  6  bulan  pertama[2] kemudian  diberi  tambahan  Makanan Pendamping  ASI  (MPASI)  pada  usia  6 bulan sampai 2 tahun.
Bukan  hanya  didukung  oleh pemerintah, ibu  menyusui  juga didukung penuh  dan  dianjurkan  langsung  oleh  Al-
DOI:  https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i1.900 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi
lah  dan  tertuang  dalam  Al-Qur’an  Surah Al-Baqarah ayat 233[3].
Menurunnya  angka  pemberian ASI ini dapat disebabkan oleh minimnya pengetahuan ibu menyusui tentang manfaat  ASI,  serta  cara  menyusui  yang baik  dan  benar,  konseling  laktasi  yang kurang, kurang memadainya kondisi bagi ibu  yang  bekerja,    dan  minimnya dukungan dari petugas kesehatan. Kondi- si  yang  kurang  memadai  bagi  para  ibu pekerja ini dapat berupa tidak adanya ru- ang khusus untuk menyusui atau memompa  di  tempat  kerja,  keterbatasan daya tahan ASI Perah di suhu ruang.
Pemerintah  sudah  lama  men- dukung pemberian ASI eksklusif bagi ibu yang  bekerja  melalui  Undang-Undang No. 13 Tahun 2003 tentang Ketenagaker- jaan  pada  Pasal  83  dan  Peraturan  Men- Kes RI No. 15 Tahun 2013.
Hal ini melatarbelakangi perlunya sebuah  tempat  penyimpanan  ASI  berupa lemari  pendingin  yang  berukuran  kecil yang  mudah  dibawa  atau  diletakkan  di- manapun  oleh  ibu  menyusui.  Lemari pendingin potable ini berbahan styrofoam yang  dilapisi  alumunium  foil  dibagian dalamanya.  Alumunium  foil  sangat  baik dalam  mempertahankan  kondisi  suhu. Lemari pendingin ini berukuran 30x25x20
cm, serta mampu
menghasilkan  suhu    20  –  10ºC  yang dapat membantu ASI bertahan lebih lama dari  suhu  ruangan  normal.  Lemari  pend- ingin portable ini menggunakan tegangan sebesar 12VDC  untuk memperoleh suhu dingin  yang  maksimal  dan  dilengkapi dengan  baterai  lithium  sebagai  sumber arus  cadangan.  Hal  ini  dapat  mengan- tisipasi  jika  terjadi  pemadaman  listrik atau saat berada di luar ruangan yang tid- ak memiliki sumber listrik.
Tujuan dari penelitian yaitu untuk menghasilkan  sebuah  alat  cerdas  berupa lemari  pendingin  portable  yang  dapat
mempermudah  ibu  pekerja  untuk  me- nyimpan ASI hasil perah ketika sedang di kantor.  Sehingga  anak  akan  tetap mendapatkan ASI secara eksklusif.
ASI dianggap sebagai standar ter- baik  sebagai  sumber  nutrisi  bayi  dalam enam  bulan  pertama  dikarenakan  ASI mengandung  banyak  kandungan  antibodi yang  melindungi  bayi  terhadap  berbagai penyakit  dibandingkan  susu  pengganti dari  mamalia  lainnya[4].  ASI  bersifat dinamis dan mengandung berbagai macam  nutrisi  dan  faktor  bioaktif  yang dibutuhkan untuk kesehatan dan perkem- bangan bayi dimana komposisinya berva- riasi  sesuai  tahap  menyusui  antara  bayi cukup  bulan  atau  prematur[2].  Lipid merupakan  sumber  energi  terbesar  yang terkandung  dalam  ASI.  Sebagian  besar lipid  yang  dikeluarkan  adalah  tri- asilgliserida,  dimana  zat  tersebut  ber- kontribusi  terhadap  98%  fraksi  lipid.  Li- pid  ASI  telah  terbukti  menonaktifkan sejumlah  patogen  termasuk  streptokokus Grup  B  (GBS).  Ini  menunjukkan  bahwa lipid memberikan perlindungan tambahan dari  infeksi  invasif  di  permukaan mukosa,  terutama  monogliserida  rantai menengah[1].
Lebih  dari  400  protein  berbeda terkandung  dalam  ASI  yang  melakukan berbagai  fungsi  seperti  menyediakan  nu- trisi,  antimikroba,  imunomodulator,  serta merangsang  penyerapan  nutrisi.  Tiga jenis  kasein  yang  terdapat  di  dalam  ASI adalah α-, β- dan κ-casein. κ-casein men- stabilkan casein  ɑ- dan  β-  yang tak larut dan  membentuk  koloid  suspensi.  Kan- dungan  protein  total  ASI  terdiri  dari  ~ 13%  kasein,  dimana  konsentrasi  kasein terendah dari  yang pernah dipelajari ber- pengaruh  dengan  tingkat  pertumbuhan bayi yang lambat.
Nitrogen  non-protein  terdiri  dari molekul  seperti  urea,  kreatinin,  nukleo- tida, asam amino bebas, dan peptida yang
DOI:  https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i1.900 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi
berkontribusi  terhadap  ~  25%  dari  total nitrogen  pada  kandungan  ASI.  Selain  itu nukleotida juga diketahui bermanfaat un- tuk pengembangan, pematangan dan per- baikan saluran pencernaan, serta pengembangan  mikrobiota  dan  fungsi kekebalan tubuh.
Imunoglobulin hadir  dalam  kon- sentrasi  tinggi  terutama  pada  tahap  awal menyusui. Imunoglobulin ditemukan  da- lam  ASI  paling  banyak  dan  dominan  se- bagai  Sekretori  IgA  (SIgA)  yang  diikuti oleh SIgG. Zat tersebut memberikan per- lindungan  imunologis  dengan  sistem kekebalan  yang  matang  kepada  bayi. Penurunan  antibodi  berdampak  pada penurunan  kebutuhan  bayi  dalam  bentuk sistem  kekebalan  tubuh.  Hal  ini  juga mengakibatkan  ketidakmampuan  usus bayi untuk menyerap seluruh protein sep- erti  usus  permeabilitas  makromolekul yang menurun selama beberapa hari per- tama usia bayi.
Berbagai macam karbohidrat yang berbeda dan kompleks ada di dalam susu dengan  laktosa.  Suatu  disakarida  yang terdiri dari glukosa terikat secara kovalen untuk  galaktosa  yang  paling  melimpah. Laktosa hadir dalam konsentrasi tertinggi pada  manusia  dibandingkan  dengan  spe- sies  lain  sesuai  dengan  tuntutan  energi tinggi dari otak manusia.

## Termoelektrik
Pendingin  termoelektrik  banyak digunakan  dalam  pendinginan  perangkat elektronik seperti
CPU, sensor inframerah,  referensi  titik  es  dalam termokopel  termometri,  serta  lemari  es. Biasanya bagian elektronik yang dipasang pada sisi dingin modul termoelektrik perlu dipertahankan
suhunya  pada  nilai  yang  konstan  dan stabil  di  bawah suhu  sisi  panas  dan suhu sekitar yang bervariasi[5].
Gambar 1 . Modul Termoelektrik (Peltier TEC1-12706) Termoelektrik atau Seebeck Generator dengan menggunakan fenomena  efek  Seebeck  melakukan konversi  perbedaan  temperatur  menjadi energi  listrik[6].  Menurut  efek  Seebeck, dari  dua  material  yang  tidak  sama tegangan  muncul  di  sirkuit  jika  dua penyimpangan  ini  dipertahankan  pada suhu  yang  berbeda.  Koefisien  Seebeck (S) adalah kecepatan perubahan potensial termoelektrik (Es) yang diberikan material  properti  dengan  suhu  T  seperti pada persamaan berikut[7]:
𝑆 = 𝑑𝐸𝑠 𝑑𝑇 (1)
Pada  penelitian  ini  dilakukan kebalikan  dari  efek  Seebeck  dimana modul  termoelektrik  dialiri  listrik  agar menghasilkan energi panas. Termoelektrik  diimplementasikan  dalam sebuah  modul  yang  dibuat  menggunakan termokopel. Termokopel
tunggal menghasilkan  gaya  termoelektrik  kecil sehingga  untuk  pembentukan  satu  modul digunakan  hingga  ratusan  termokopel. Modul  tersebut  dilapisi  lapisan  keramik yang  juga  bertindak  sebagai  perumahan dan isolator. Di bawah elemen perumahan  diatur  semikonduktor.  Energi listrik disuplai modul termoelektrik untuk dikonversi  menjadi  energi  panas[5]. Energi  panas  yang  dihasilkan  pada  satu sisi  modul  termoelektrik  jika  dibuang
DOI:  https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i1.900 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi
maksimal akan menghasilkan suhu dingin pada sisi lainnya[5], [8].
Gambar 2. Skema Modul Termoelektrik Proses pendinginan dengan memanfaatkan termoelektrik pertama kali
ditemukan  oleh  Jean  Peltier  pada  tahun 1834, sehingga penelitian tersebut menghasilkan  perangkat  yang  disebut dengan  Peltier  Cooling[7].  Berdasarkan efek  Peltier[9],  saat  voltase  DC  disuplai pada  percabangan  dari  dua  tipe  material yang  berbeda,  dimana  material-material tersebut merupakan semikonduktor, maka  dikarenakan  pergerakan  pembawa muatan positif dan negatif panas dipindahkan  dari  satu  sisi  ke  sisi  lain modul  karena  mekanisme  ini,  satu  sisi modul  menjadi  panas  dan  sisi  lainnya menjadi  dingin[10].  Ketika  tegangan  DC diterapkan melintasi persimpangan semikonduktor  ini  maka  sedikit  jumlah panas  yang  dihasilkan  di  persimpangan dan  panas  ini  dikenal  sebagai  panas Peltier  dan  juga  disebut  Panas  yang dihasilkan per satuan waktu (H).
𝐻 = 𝐻 𝐵𝑖 + 𝐻 𝑆𝑛 (2)
Dimana:
H  =  Total  panas  pada  persimpangan ( junction )
H Bi = Koefisien Bismut Peltier H Sn = Koefisien timah Peltier

## Modul Arduino
Arduino adalah platform komputasi  fisik open - source berupa papan microcontroller sederhana  dan pengembangan lingkungan yang mengimplementasikan bahasa pemrosesan[11].  Di  zaman  modern  ini Arduino banyak digunakan dalam pemrograman mikrokontroler dikare- nakan pengaturannya yang ramah pengguna  atau  mudah  digunakan.  Sama seperti  mikrokontroler  pada  umumnya, arduino adalah papan sirkuit dengan chip yang  dapat  diprogram  untuk  melakukan sejumlah  tugas  atau  perintah  tertentu terhadap komponen atau modul elektronika lainnya[12].
Gambar 3. Modul Arduino Uno
Arduino  memiliki  beberapa  pin input  /  output  digital,  pin  input  analog, koneksi  USB,  keramik  resonator  16 MHz,  colokan  listrik,  header  ICSP,  dan tombol reset.
Arduino cukup disambungkan ke komputer dengan kabel USB, baterai, atau daya dari adaptor AC- ke-DC[12].
Pemrograman Arduino ditulis menggunakan  bahasa  pemrograman  C atau  C  ++.  Lingkungan  pengembangan terintegrasi  Arduino  (IDE)  dilengkapi dengan  pustaka  perangkat  lunak  yang disebut Wiring sehingga membuat operasi  input/output  lebih  mudah[11],
[12].
DOI:  https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i1.900 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi

## METODE

## Kerangka Kerja
Dalam  melakukan  penelitian  ini pendekatan  yang  diterapkan  adalah  pen- dekatan  kuantitatif  yang  berfungsi  untuk menguji  suatu  kebenaran  hipotesis  beru- pa  pengaruh  suhu  terhadap  ketahanan kualitas  ASI  perah  serta  ketersediaan media  penyimpanan  ASI  yang  memadai untuk  menjaga  kualitas  ASI  perah  agar tetap  dapat  dikonsumsi  bayi.  Penelitian ini dilandasi hasil survey kepada ibu me- nyusui  terutama  wanita  karir  yang  diten- gah  kesibukannya  tetap  harus  mem- berikan  ASI  kepada  anak.  Sehingga  di- harapkan memperoleh hasil berupa produk  lemari  pendingin  portabel  yang mudah  dibawa  dan  digunakan  oleh  ibu menyusui. Penelitian ini mengikuti kerangka kerja seperti pada gambar beri- kut ini:
Gambar 4. Kerangka Kerja
Survey  data  dilakukan  dengan wawancara  dan  tanya  jawab  kepada sejumlah  wanita  karir  yang  sedang menyusui  dengan  mengisi  kuisioner sehingga didapatkanlah landasan masalah berupa hipotesa yang kuat untuk mendukung penelitian ini.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini menggunakan termoelektrik  dalam  bentuk  modul  yang berfungsi  sebagai  alternatif  pendingin untuk  menjaga  suhu  ideal  ASI  yang disimpan yang nantinya
diimplementasikan  dalam  bentuk  lemari pendingin.

## Rangkaian Sistem
Rancang bangun lemari pendingin pada penelitian ini mengikuti skema blok diagram seperti pada gambar berikut:
Gambar 5. Blok Diagram Sistem Pada  Gambar  4  menampilkan blok diagram keseluruhan sistem. Komponen  power  supply  menerima inputan  arus  listrik  dan  mengkonversi arus  tersebut  menjadi  12V  DC  untuk menyuplai kebutuhan tegangan komponen  lainnya.  Power  supply  juga melakukan  pengisian  baterai  sehingga sistem  tetap  dapat  berjalan  walaupun tidak terhubung lansung pada arus listrik. Tegangan  dari  power  supply  juga dialirkan menuju komponen utama modul  Arduino  untuk  mengatur  kerja komponen  lainnya  dengan  menerima input  dari  sensor  suhu  yang  mendeteksi suhu ruangan lemari pendingin.
Skema  rangkaian  tiap  komponen pada  lemari  pendingin  portabel  dapat dilihat pada gambar 6.
DOI:  https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i1.900 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi

## Gambar 6. Skema Rangkaian Lemari Pendingin Portabel

## Implementasi
Gambar 7. Heatsink Pembuang Panas dari Modul Peltier
Saat suhu ruangan lemari
pendingin  lebih  dari  10°C  maka  modul Arduino  akan  mengaktifkan  kipas  pada bagian  dalam  ruangan  lemari  pendingin sebagai  pengatur  sirkulasi  suhu  dingin dari modul Peltier. Panas yang dihasilkan pada sisi lain modul Peltier akan dibuang melalui  heatsink  yang  terhubung  dengan kipas.
Gambar 8. Monitoring Suhu Lemari
Pendingin
Suhu  ruangan  lemari  pendingin akan  dimonitoring  secara  otomatis  dan ditampilkan  pada  LCD  display  yang terdapat pada bagian luar lemari pendingin seperti terlihat pada Gambar 8. Gambar 9. Sensor Suhu dan Modul
Peltier pada Lemari Pendingin
Pada bagian dalam ruangan lemari  pendingin  portabel  terpasang sensor suhu LM35 yang mendeteksi suhu ruangan lemari pendingin. Sensor tersebut  akan  memberikan  input  data analog  suhu  ruangan  menuju  modul Arduino.
DOI:  https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i1.900 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi

## SIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  didapatkan bahwa  daya  tahan  ASI  yang  disimpan pada  lemari  pendingin  portabel  bertahan lebih lama hingga kurun waktu optimal ± 3  hari.  Hasil  tersebut  sesuai  dengan penelitian  terdahulu[13]  yang  menyebut- kan  bahwa  ASI  dapat  bertahan  selama  4 hari pada suhu 15°C dalam freezer lemari es  satu  pintu.  Penyimpanan  ASI  lebih lama  dari  tiga  hari  akan  menimbulkan aroma  anyir  pada  ASI  yang  disebabkan oleh kandungan laktosa pada ASI. Lema- ri  pendingin  portabel  ini  dapat  menam- pung 400 – 500 ml ASI yang dipisah tiap 100 ml dalam kemasan plastik agar pros- es  pendinginan  dapat  berjalan  dengan optimal.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kepada Pemerintah  dan  Kementrian  Riset  dan Teknologi  melalui  LLDIKTI  Wilayah  1 sebagai sumber dana penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] N. J. Andreas, B. Kampmann, and K.  Mehring  Le-Doare,  “Human breast  milk:  A  review  on  its composition and bioactivity,” Early  Hum.  Dev. ,  vol.  91,  no.  11, pp. 629–635, Nov. 2015.
[2] O.  Ballard  and  A.  L.  Morrow, “Human Milk Composition,” Pediatr.  Clin.  North  Am. ,  vol.  60,
no. 1, pp. 49–74, Feb. 2013.
[3] R. Depag, Al  Qur’an  dan Terjemahan . Jakarta: CV.
Naladana, 2006.
[4] K.  Mac et  al. , “Screening donated breast  milk  in  the  developing
world:  Market  evaluation  and needs  identification  for  rapid  and sustainable  methods  of  screening donated  milk  at  human  milk banks,”  in 2017  IEEE  Global Humanitarian Technology Conference  (GHTC) ,  2017,  pp.  1– 6.
[5] A.  A.  Aly  and  A.  S.  A.  El-Lail, “Fuzzy  Temperature  Control  of  A
Thermoelectric  Cooler,”  in 2006 IEEE  International  Conference  on Industrial  Technology ,  2006,  pp.
1580–1585.
[6] J.  Sumarjo,  A.  Santosa,  and  M.  I. Permana,  “Pemanfaatan  Sumber Panas Pada Kompor Menggunakan 10 Termoelektrik Generator Dirangkai  Secara  Seri  Untuk Aplikasi  Lampu  Penerangan,” J. Mesin  Teknol.  (SINTEK  Jurnal) , vol. 11, no. 2, pp. 123–128, 2017. [7] M.  Algusri  and  D.  Redantan,
“Analysis  of  Peltier  Characteristic and  Cold  Side  Treatment  for Thermoelectric  Generator  Module at  Brick  Kiln  Furnace,”  in 2018 2nd  International  Conference  on Electrical Engineering and Informatics  (ICon  EEI) ,  2018,  no. October, pp. 134–139.
[8] K.  Sztekler,  K.  Wojciechowski, and  M.  Komorowski,  “The thermoelectric  generators  use  for waste heat utilization from conventional  power  plant,” E3S Web Conf. , vol. 14, p. 01032, Mar. 2017.
[9] N. Jakhar, N. Baheti, M. C. Gurjar, and P. Sharma, “Model Sevelopment  of  Refrigerator  and Heater  Based  on  Peltier  Module and  Fresnel  Lens,”  in 2016 International Conference on Recent  Advances  and  Innovations in  Engineering  (ICRAIE) ,  2016,
DOI:  https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i1.900 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi
pp. 1–4. [10]  N. Sulistiyanto, “Pemodelan Sistem  Pendingin  Termoelektrik Pada Modul Superluminance LED,” J.  EECCIS ,  vol.  8,  no.  1, pp. 67–72, 2014.
[11]  A.  A.  Galadima,  “Arduino  as  a learning  tool,”  in 2014  11th
International Conference on Electronics, Computer and Computation (ICECCO) , 2014, pp. 1–4.
[12]  Y.  A.  Badamasi,  “The  working
principle  of  an  Arduino,”  in 2014 11th  International  Conference  on Electronics, Computer and Computation  (ICECCO) ,  2014,
vol. 4, pp. 1–4.
[13]  G.  C.  Siahaya  and  B.  Talarima, “Pengaruh Lama Penyimpanan Air
Susu  Ibu  (ASI)  pada  Suhu  -15 o C terhadap  Kualitas  ASI,” Tunas- Tunas  Ris.  Kesehat. ,  vol.  7,  no.  1, pp. 24–33, 2017.