## PEMBUATAN ALAT UJI KEKENTALAN MINYAK GORENG DENGAN MENGGUNAKAN METODE VISKOSITAS STOKES UNTUK PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1 JURUSAN TADRIS FISIKA FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN IAIN WALISONGO

## Agus Sudarmanto

## Abstrak
Penelitian ini merancang dan merealisasikan pembuatan alat uji kek- entalan minyak goreng dengan metode viskositas stokes dan indeks bias.
Pembuatan  alat  uji  kekentalan  minyak  goreng  dengan  metode  vis- kositas stokes terdiri dari sumber cahaya, sensor cahaya yang keluarannya diproses dengan mikrokontroler ATMega8535 dengan algoritma program kemudian hasilnya ditampilkan pada LCD ( Liquid Cristal Display ).
Hasil penelitian ini adalah bahwa pembuatan alat uji kekentalan min- yak goreng dengan metode viskositas stokes dan indeks bias pada prak- tikum Tadris Fisika Fakultas Tarbiyah IAIN Walisongo Semarang sudah dapat berfungsi sesuai dengan yang diinginkan dan data nilai viskositas- nya yaitu sebesar 4,80×10-3 Ns/m 2 .
Kata kunci : sensor cahaya, mikrokontroler, viskositas

## Agus Sudarmanto

## PENDAHULUAN
Minyak  merupakan  zat  makanan  yang  penting  untuk  men- jaga kesehatan tubuh manusia. Selain itu minyak juga merupakan sumber  energi  yang  lebih  efektif  dibandingkan  karbohidrat  dan protein. Satu gram minyak dapat menghasilkan 9 kkal, sedangkan karbohidrat dan protein hanya menghasilkan 4 kkal/gram. Minyak, khususnya minyak nabati, mengandung asam-asam lemak esensial seperti asam linoleat, lenolenat, dan arakidonat yang dapat mence- gah penyempitan pembuluh darah akibat penumpukan kolesterol. Minyak  juga  berfungsi  sebagai  sumber  dan  pelarut  bagi  vitamin- vitamin A, D, E dan K. (Ketaren. S, 1986)
Minyak  terdapat  pada  hampir  semua  bahan  pangan  dengan kandungan yang berbeda-beda. Dalam pengolahan bahan pangan, minyak berfungsi sebagai media penghantar panas, seperti minyak goreng, mentega dan margarin. Minyak goreng adalah salah satu kebutuhan pokok masyarakat Indonesia dalam rangka pemenuhan kebutuhan sehari-hari. Minyak goreng yang kita konsumsi sehari- hari sangat erat kaitannya dengan kesehatan kita.
Parameter kualitas minyak meliputi sifat fisik dan sifat kimia. Sifat fisik minyak meliputi warna, bau, kelarutan, titik cair dan poli- morphism , titik didih, titik pelunakan, bobot jenis, viskositas, indeks bias, titik kekeruhan ( turbidity point ), titik asap, titik nyala dan titik api. Parameter yang digunakan dalam penelitian ini yaitu berdasar- kan sifat fisik minyak yaitu viskositas dan indeks bias.
Standar mutu adalah merupakan hal yang penting untuk me- nentukan  minyak  yang  bermutu  baik.  Ada  beberapa  faktor  yang menentukan  standar  mutu  yaitu  :  kandungan  air  dan  kotoran dalam minyak, kandungan asam lemak bebas, warna, dan bilangan peroksida. Faktor lain yang mempengaruhi standar mutu adalah ti- tik cair dan kandungan gliserida, kejernihan kandungan logam be- rat, dan bilangan penyabunan. Mutu minyak kelapa sawit yang baik mempunyai kadar air kurang dari 0,1% dan kadar kotoran lebih ke- cil  dari  0,01  %,  kandungan  asam  lemak  bebas  serendah  mungkin (kurang lebih 2 % atau kurang), bilangan peroksida dibawah 2, be- bas dari warna merah dan kuning (harus berwarna pucat) tidak ber- warna hijau, jernih, dan kandungan logam berat serendah mungkin
Pembuatan Alat Uji Kekentalan Minyak Goreng ...
atau bebas dari ion logam. (Ketaren. S, 1986)
Studi tentang minyak goreng sebelumnya telah dilakukan oleh Istianah  (Sutiah,  2008),  dengan  parameter  perubahan  sudut  po- larisasi terhadap berkas sinar yang ditransmisikan. Dari penelitian tersebut secara kualitatif ditunjukkan bahwa minyak goreng yang mempunyai  kualitas  paling  baik  adalah  minyak  goreng  dengan efek perubahan sudut polarisasi yang paling kecil dibanding yang lain. Pada penelitian ini secara R & D hendak menunjukkan bahwa minyak goreng yang mempunyai kualitas paling baik yaitu minyak goreng dengan nilai viskositas.

## KERANGKA TEORI
Diode pancaran cahaya (bahasa Inggris: light-emitting diode; LED) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya mo- nokromatik  yang  tidak  koheren  ketika  diberi  tegangan  maju.  Ge- jala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat. (http://id.wikipedia.org/ wiki/Diode_pancaran_cahaya, 2013)
Masalah utama dalam teknik pengukuran dan pengaturan se- cara elektronik adalah mengubah besaran fisik (misal : temperatur, kecepatan ayunan) menjadi besaran listrik yang proporsional. Pen- gubah yang melaksanakan hal ini secara mum disebut sebagai sen- sor. Sensor fotoelektrik terdiri dari atas LED berwarna merah atau LED infra merah yang menyinari fotodioda atau fototransistor seb- agai penerimanya. Mereka tersedia sebagai satu kesatuan atau ter- pisah dalam masing-masing kotak. Kadang-kadang juga dilengkapi dengan lensa agar dapat mengenali sinyal kecil dengan lebih baik, atau untuk memperoleh jarak pengamatan yang lebih jauh. (Link, Wolfgang, 1993) Mikrokontroler AVR ( Alf and Vegard’s Risc Processor ) merupak- an salah satu perkembangan produk mikroelektronika dari vendor Atmel. AVR merupakan teknologi yang memiliki kemampuan yang baik dengan biaya ekonomis yang cukup minimal. Mikrokontroler AVR  memiliki  arsitektur  RISC  8  bit,  dimana  semua  instruksi  di-

## Agus Sudarmanto
kemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua je- nis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC ( Reduced Instruction Set Computing ), sedang MCS 51  berteknologi  CISC  ( Complex    Instruction  Set  Computing ).  Secara umum AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATiny, keluarga AT90Sxx, Keluarga ATMega, dan AT86RFxx. (Ling- ga. W, 2006) Keypad 4x4 di sini adalah sebuah keypad dengan susunan em- pat  baris  dan  empat  kolom  dengan  sebuah common .  Pada  alat  ini pin–pin pada keypad dihubungkan pada port B mikrokontroler AT- AT- Mega8535. Keypad berfungsi untuk memasukkan data dan melaku- kan seting atau kontrol.
Kondisi  tidak  adanya  penekanan  tombol  diatur  dengan  ada- nya kondisi logika high dengan menghubungkan semua pin keypad (kecuali common ) ke VCC melalui resistor pull up . Pada saat tombol tidak ditekan, maka arus akan mengalir dari VCC melalui resistor menuju  ke  port. http://delta-electronic.com/article/wp-content/uplo- ads/2008/09/an0060.pdf)
LCD Display modul M1632  buatan Seiko Inc, meskipun harg- anya sekitar lima kali lipat dibanding dengan LCD Module SEDI200 buatan  Epson,  tapi  karena  M1632  lebih  dulu  beredar  di  Indone- sia  dan  lebih  mudah  didapat,  masih  merupakan  pilihan  banyak penggemar elektronik praktis. LCD display module M1632 terdiri dari dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai me- dia penampil informasi dalam bentuk huruf/angka dua baris, mas- ing – masing baris bisa menampung 16 huruf/angka.
Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempel dibalik pada panel LCD, berfungsi mengatur tampilan LCD. Dengan demikian pemakaian LCD M1632 menjadi  sederhana,  sistem  lain  cukup  mengirimkan  kode  –  kode ASCII dari informasi yang ditampilkan. (Malvino, A. P. 1992) Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan  atau  fluida.  Kekentalan  merupakan  sifat  cairan  yang  ber - hubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan
Pembuatan Alat Uji Kekentalan Minyak Goreng ...
ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Cairan yang mengalir cepat seperti air, alkohol dan bensin mempunyai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lam- bat seperti gliserin, minyak castor dan madu mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan.
Bila sebuah benda digerakkan pada permukaan zat padat yang kasar maka akan mengalami gaya gesekan. Analog dengan hal itu, maka sebuah benda yang bergerak dalam zat cair yang kental akan mengalami gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan zat cair tersebut.  Dalam  hal  ini  gaya  gesekan  pada  benda  yang  bergerak dalam  zat  cair  kental  dapat  kita  ketahui  melalui  besar  kecepatan benda. Menurut hukum Stokes, gaya gesekan yang dialami oleh se- buah bola pejal yang bergerak dalam zat cair yang kental adalah :
…........….(1)
dengan : Fs   :  gaya  gesekan  zat  cair (kg.m.s -2 ),
h   : koefisien kekentalan zat cair (N.m -2 .s ) r   : jari-jari bola pejal (m) v   : kecepatan benda dalam zat cair (ms -1 )

## Gambar 1 Alat viskositas Ostwald
Selain gaya gesekan zat cair, kita juga sudah mengenal gaya be- rat dan gaya keatas. Dengan demikian maka, pada sebuah bola pejal yang  bergerak  dalam  zat  cair  yang  kental  (Gambar  1)  akan  men- galami ketiga gaya tersebut, yaitu;

## ………………………..(2)
Bila bola pejal telah mencapai kecepatan tetap, maka resul- tan ketiga gaya tersebut akan sama dengan nol, sehingga benda bergerak lurus beraturan. Besar kecepatannnya pada keadaan itu dapat dinyatakan dengan
……………………(3)
dengan: g   : percepatan gravitasi (ms -2 ) ; gunakan g = 9,87 ms -2 ρ   : massa jenis bola pejal(kg.m -3 ) ρ 0 : massa jenis zat cair (kg.m -3 )
Bila selama bergerak lurus beraturan, bola memerlukan waktu selama t untuk bergerak sejauh y, maka persamaan (3) di atas dapat diubah  menjadi  ; (http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._ FISIKA/  196707251992032%20-%20SETIYA%20UTARI/4_Viskositas. pdf, 2013)
…………………….(4)
dengan : t  : waktu bola pejal jatuh (s) y  : tinggi cairan (m) r  : jari-jari bola pejal (m) η  : viskositas cairan (kekentalan cairan)

## METODE PENELITIAN Pembuatan Perangkat Keras
Desain  Pembuatan  Alat  Uji  Kekentalan  Minyak  Goreng dengan Metode Viskositas Stokes untuk Praktikum Fisika Dasar 1
Pembuatan Alat Uji Kekentalan Minyak Goreng ...

## Jurusan Tadris Fisika Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan IAIN
Walisongo dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

## Gambar 2. Perancangan alat uji kekentalan minyak goreng
dengan memodifikasi viskositas otswald
Cara kerja alat : bola besi (gotri) dimasukkan pada tabung ge- las yang berisi minyak goreng, sensor 1 sebagai saklar on dan sen- sor 2 sebagai saklar off , kemudian sinyal keluaran dari kedua sensor tersebut  diolah  dengan  algoritma  pemrograman  pada  mikrokon- troler sehingga keluaran pada LCD adalah nilai dari kekentalan mi- yak goreng tersebut.

## Pembuatan Perangkat Lunak
Software dari sistem ditulis menggunakan bahasa C dan com- piler yang digunakan adalah CVAVR. Adapun flow chart nya adalah sebagai berikut :

## Gambar 2. Flow chart Diagram Sistem
Pada  flow  chart  diagram  tersebut  dapat  dilihat  pada  saat pertama kali sistem dihidupkan, sistem melakukan inisialisasi pada LCD.  Selanjutnya  sistem  menampilkan  variabel  inputan  dan  me- nampilkannya pada LCD. Adapun variabel yang akan ditampilkan adalah : 1. massa  jenis bola gotri  (gr/cm 3 )  2. massa jenis cairan (minyak)  3. jari-jari bola gotri (cm)  4. tinggi cairan (cm)  5. gravitasi bumi (9,8 m/s 2 )  6. waktu tempuh bola jatuh. Setelah memilih menu yang  dikehendaki,  maka  tombol  start  kita  tekan,  sehingga  sistem akan memerintahkan untuk melepaskan bola gotri dalam tabung. Kemudian bola gotri di deteksi dengan sensor pertama maka waktu mulai berjalan dan setelah terdeteksi sensor kedua maka waktu ber-
henti, sehingga didapatkan waktu tempuh bola gotri jatuh. Dengan algoritma pemrograman C, maka hasil akan ditampilkan pada layar LCD.

## HASIL DAN ANALISA DATA
Setelah semua rancangan Alat Uji Kekentalan Minyak Gore- ng dengan Metode Viskositas Stokes untuk Praktikum Fisika Dasar 1Jurusan  Tadris Fisika Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan IAIN Walisongo  Semarang  selesai  dibuat,  maka  langkah  selanjutnya adalah menguji alat yang dibuat sudah apakah siap digunakan dan sudah sesuai dengan yang diinginkan.
Hasil Pembuatan Alat Kekentalan Minyak Goreng
Gambar 3. Gambar rangkaian (mikrokontroler, LCD dan keypad)

## Agus Sudarmanto
Gambar 4. Gambar keseluruhan alat digitalisasi osilasi cairan

## Hasil Pengujian Kekentalan Minyak Goreng
Minyak goreng yang belum dipakai dan dipakai satu kali yaitu minyak goreng yang sudah digunakan untuk menggoreng selama kurang lebih 5-8 menit. Adapun hasilnya adalah sebagai berikut : 1.  Pengujian minyak goreng belum
Tabel  1 hasil pengujian viskositas minyak goreng yang be- lum dipakai
Pengujian Hasil η (Ns/m 2 ) × 10 -3 I 4,80±0,09 2.  Pengujian minyak goreng dipakai 1 (satu) kali
Tabel 2 hasil pengujian viskositas minyak goreng yang su-
dah dipakai 1 kali Pengujian Hasil η (Ns/m 2 ) × 10 -3 I
4,62±0,08
Pembuatan Alat Uji Kekentalan Minyak Goreng ...
Analisa Data
Dari tabel 1 dan 2 dapat dibandingkan bahwa nilai kerapatan dari minyak goreng mengalami penurunan nilai viskositasnya pada minyak goreng yang belum dipakai dan pada minyak goreng yang pernah dipakai satu kali. Minyak goreng yang sudah dipakai satu kali mempunyai nilai kerapatannya mengalami penurunan karena minyak goreng tersebut telah mengalami pemanasan sehingga ika- tan antar molekulnya berkurang dan menyebabkan kerapatan min- yak berkurang. Minyak goreng yang belum pernah dipakai mem- punyai nilai kerapatan besar karena minyak goreng tersebut belum mengalami pemanasan, sehingga molekul-molekulnya tidak men- galami perenggangan dan kerapatannya lebih besar. Jadi, minyak goreng dengan kerapatan besar adalah pada minyak goreng yang belum dipakai, dan kerapatan mengalalmi penurunan yaitu pada minyak goreng yang sudah dipakai satu kali. Viskositas dalam cai- ran ditimbulkan oleh gesekan dalam lapisan-lapisan dalam cairan, sehingga makin besar gesekan yang terjadi maka viskositasnya se- makin besar, begitu juga jika gesekan yang terjadi lebih kecil, maka viskositasnya juga kecil.

## KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat diambil bebera- pa kesimpulan, yaitu :
1.   Viskositas dapat digunakan untuk membedakan kualitas min- yak goring dan perubahan viskositas menunjukkan perubahan kualitas minyak goreng.
2.   Pada penelitian ini viskositas yang besar menunjukkan minyak goreng mempunyai kualitas yang baik. Nilai viskositasnya yai- tu sebesar 4,80×10-3 Ns/m 2 .
3.    Alat  uji  kekentalan  minyak  goring  siap  dipergunakan  untuk praktikum Fisika Dasar 1 pada modul Viskositas Stokes

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2013. LCD. http://www.delta-elektronik.
com,DatasheetLCD. dinduh tanggal 28 Juli  2013 pukul 22.00
Anonim. 2013. Viskositas. http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/ JUR._PEND._FISIKA/  196707251992032%20-%20SETIYA%20 UTARI/4_Viskositas.pdf, diunduh tanggal             29 Juli 2013 jam 12.15
Anonim.  2013.  http://id.wikipedia.org/wiki/Diode_pancaran_ca- haya. diunduh pada tanggal 4 Agustus 2013 pukul 09.00
Anonim.  2013.  Keypad.  http://delta-electronic.com/article/wp- content/uploads/2008/09/an0060.pdf.  diunduh  tanggal  4 Agustus 2013 pukul 20.30
Ketaren, S., 1986. Pengantar Minyak dan Lemak Pangan, UI Press, Jakarta
Lingga. W. 2006. Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi. Andi Offset. Yogyakarta
Link. Wolfgang. 1993. Pengukuran, Pengendalian dan Pengaturan dengan PC. PT Elexmedia Komputindo. Jakarta
Malvino. A. P. 1992. Prinsip-prinsip dan Penerapan Digital. Erlang- ga. Jakarta
Sutiah, 2008. Studi Kualitas Minyak Goreng dengan Parameter Vis- kositas dan Indeks Bias. Skripsi Jurusan Fisika FMIPA UNDIP