## UJI PERFORMANSI KONTROL SUHU DAN KELEMBABAN MENGGUNAKAN VARIASI KONTROL DIGITAL DAN KONTROL SCHEDULING UNTUK PENGAWETAN BUAH DAN SAYURAN

## Rofan Aziz, Karsid
Jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara, Politeknik Negeri Indramayu e-mail: rofan.aziz@yahoo.com
Abstrak —Saat  ini  proses  pengawetan  buah  dan  sayuran  di  Indonesia  masih  dilakukan  dengan  cara tradisional.  Banyak  buah  dan  sayuran  pasca  panen  langsung  dijual  ke  pasar.  Sehingga  pada  saat  panen, kuantitas komoditi tersebut melimpah dan disaat waktu panen selesai komoditi tersebut habis dan langka. Pada  pengawetan  buah  dan  sayuran,  suhu  dan  kelembaban  relatif  merupakan  dua  variabel  kontrol  yang saling mempengaruhi. Dimana kenaikan dan penurunan suhu akan berakibat pada perubahan kelembaban relatif. Pada penelitian kali ini dilakukan dua variasi kontrol yaitu kontrol digital dan kontrol scheduling untuk mengetahui karakteristik hubungan suhu dan kelembaban relatif. Hasil dari uji kedua variasi kontrol tersebut didapatkan bahwa kontrol digital memiliki waktu puncak yang cepat baik untuk mencapai set point suhu dan kelembaban. Sedangkan kontrol scheduling kenaikan kelembaban mengikuti kenaikan suhu.
Kata Kunci : Suhu, Kelembaban Relatif, Buah, Sayuran, Pengawetan
Abstract —Currently  the  preservation of  fruit and vegetables in Indonesia is still done  with traditional. Most post-harvest handling of fruits and vegetables in Indonesia directly sold into the market. So at harvest, the  quantity  of  the  commodity  is  abundant  and  when  the  time  of  harvest  finished  exhausted  and  rare commodity.  In  the  fruit  and  vegetable  preservation,  temperature  and  relative  humidity  are  two  control variables that influence each other. Where the increase and decrease in temperature will result in changes in  relative  humidity.  In  this  research  carried  out  two  variations  control  the  digital  control  and  control scheduling to determine the characteristics of the relationship of temperature and relative humidity . Results from both trials showed that the variation of the control of digital control has a good quick peak time to reach the set point temperature and humidity. While scheduling control humidity rise with the increase in temperature.
Keywords : Temperature, Relative Humidity, Fruits, Vegetables, preservation.

## 1. PENDAHULUAN
Saat ini sayur dan buah-buahan pasca panen masih  dikelola  secara  tradisional.  Hasil  sayur dan  buah  pasca  panen  langsung  dikemas  dan dijual  kepasar.  Sehingga  pada  saat  panen  buah dan  sayuran  akan  melimpah.  Padahal  produk sayuran  dan  buah  harus  dijaga  kuantitasnya untuk menjaga stabilitas harga komoditi tersebut. ntuk  menjaga  kualitas  buah  dan  sayuran dilakukan  proses  pendinginan  awal  (pre- cooling).  Proses  pendinginan  awal  untuk penghilangan  panas  radiasai  dari  lingkungan yang diserap oleh produk langsung setelah panen, dan  sebelum  dimasukan  ke  mesin  pengawetan buah  dan  sayuran  ( cool  storage )[1].  Proses pendinginan  tersebut  jika  tidak  dilakukan  akan merusak  mutu  dan  memperpendek  umur  buah dan sayuran[1].
Kontrol suhu dan kelembaban pada penyimpanan buah dan sayuran akan menghambat laju respirasi. Dengan pengurangan laju respirasi  kesegaran  buah  dan  sayuran  akan tetap terjaga[1].
Suhu  dan  kelembaban  merupakan  dua besaran  kontrol  yang  saling  mempengaruhi. Dimana ketika suhu berubah, kelembaban udara akan ikut berubah[2].
Untuk  memudahkan  pengambilan  data  suhu dan  kelembaban  diperlukannya  suatu  alat  yang dapat  menginformasikan  keadaan  tersebut secara terus menerus  yaitu  dengan  data akuisisi menggunakan komputer.
Berdasarkan  permasalahan  di  atas,  maka dilakukan  penelitian  pengkondisian  suhu  dan kelembaban  dengan  menggunakan  dua  metode yaitu  kontrol  on-off  terhadap  suhu  dan kelembaban dan kontrol schedulling pompa air. Dengan ini akan dibandingkan efisiensi kontrol
suhu  dan  kelembaban  menggunakan  kedua metode  kontrol  tersebut.  Sehingga  didapatkan metode  paling  efisien  dan  tercepat  untuk mengkondisikan  suhu  dan  kelembaban  pada mesin pengawet buah dan sayuran ( cool storage ) tersebut.
Agar  dapat  dipantau  secara  terus-menerus maka  ditanam  sistem  akuisisi  data  dengan menggunakan komputer. Sistem akuisisi data ini dirancang  agar  dapat  merekam  data  suhu  dan kelembaban selama batas waktu yang diinginkan.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1   Perancangan Sistem
Secara  garis  besar  dari  keseluruhan sistem pada  alat  ini  sesuai  dengan  blok  diagram  pada Gambar 1.
SHT11 MIKRO KONTROLER KOMPRESOR POMPA AIR KOMPUTER
Gambar 1. Blok diagram sistem pengawet buah dan sayuran.
Proses yang dilakukan pertama kali adalah sensing  suhu  dan  kelembaban  oleh  sensor SHT11,  data  diteruskan  ke  mikro  kontroler untuk  dilakukan  proses  eksekusi  program  dan meng  aktifkan  aktuator  berupa  kompresor  dan pompa air.
Data dari mikrokontroler alan diteruskan ke komputer sebagai sistem data akuisisi agar dapat tersimpan  dan  terpantau  secara  terus-menerus (real time).

## 2.2   Perancangan Perangkat Keras 2.2.1  Arduino UNO
Pada  penelitian  ini,  digunakan  sistem mikro  kontroler  Arduino  tipe  UNO.  Arduino merupakan  sebuah  platform  komputasi  fisik yang  bersifat  open  source  dengan  board  input dan output yang sederhana[3]. Arduino berfungsi  sebagai  sistem  pengendali,  pemroses
data serta mengirimkan data ke komputer untuk disimpan dan ditampilkan secara terus-menerus (real time).
Gambar 2. Mikrokontroler Arduino Uno (Sumber : www.arduino.cc)

## 2.2.2  SHT 11
SHT1x  (termasuk  SHT10,  SHT11  dan SHT15)  adalah  termasuk  keluarga  sensor  dari
Sensirion  untuk  mengukur  kelembaban  relatif dan suhu permukaan. Sensor ini mengintegrasikan  elemen  sensing  ditambah pemrosesan sinyal sehingga memberikan output digital sepenuhnya yang telah dikalibrasi[4].
Gambar 3. Sensor SHT11 [4]
2.2.3   Relay Relay adalah sebuah saklar yang dioperasikan  secara  elektrik.  Kebanyakan prinsip  kerja  relay  menggunakan  prinsip elektromagnet untuk menggerakkan dan mengoperasikan  switch.  Penggunaan  relay digunakan  untuk  mengendalikan  rangkaian dengan  sinyal  dengan  daya  rendah  (dengan isolasi listrik lengkap antara kontrol dan sirkuit yang  akan  dikontrol),  atau  di  mana  beberapa sirkuit harus dikontrol oleh satu sinyal[5].

## SHT11
Gambar 4. Dua Channel Relay Module
(Sumber : iteadstudio.com)
2.2.4  Mesin Pengkondisi Suhu dan Kelembaban.
Pada  penelitian  ini  dirancang  mesin pengkondisi  suhu  dan  kelembaban  dengan menggunakan  mesin  pendingin  dan  pompa  air yang  dialirkan  pada  kain  kasa  untuk  menjaga kelembaban didalam kabin.

## Gambar 5. Mesin Pengkondisi Udara
(Sumber : www.ecvv.com)

## 2.3   Perancangan Perangkat Lunak
2.3.1  Kontrol Digital
Kontrol digital pada penelitian ini diambil dari  kondisi  kompresor  dan  pompa  air  yang hanya  diberikan  perintah  On  dan  Off  ketika berada pada kondisi terkontrol.
Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengaturan set point suhu pada 2,5ºC, ketika kurang dari set point kompresor akan Off dan akan On kembali ketika suhu dalam kabin mencapai 5,5ºC.
Relativ  Humidity  (RH)  atau  kelembaban relatif merupakan variabel kontrol ke dua dalam penelitian ini. Ketika RH kurang dari 70%, maka pompa  air  akan  menyala  sampai  RH  tercapai. Ketika RH lebih dari 70%, Pompa air akan Off dan pompa akan kembali On ketika RH kurang dari 65%.
Mulai Ambil Data Suhu dan RH Kompresor OFF Suhu < 2,5°C Kompresor ON RH  > 70% Pompa On Pompa OFF Selesai Kirim data Suhu dan RH  ke komputer Ya Ya Tidak Suhu > 5,5°C RH < 65% Tidak Tidak Kompresor ON dan Pompa ON Ya Ya Tidak

## Gambar 6. Flowchart Kontrol Digital

## 2.3.2  Kontrol Schedulling.
Pada  Variasi  kontrol  ke  2  dilakukan pewaktuan penggunaan  pompa air. Dimana pompa hanya akan bekerja selama 1 menit, dan  off  selama  209  menit,  kondisi  ini  akan terus berulang.
Mulai Ambil Data suhu dan Kelembaban Kompresor OFF Suhu < 2,5°C Kompresor ON Waktu < 60 detik Waktu < 12540 detik Selesai Kirim data Suhu dan Kelembaban ke ko mputer Ya Tidak Suhu > 5,5°C Ya Kompresor ON dan Pompa ON Pompa ON Waktu = 0 Waktu = Waktu + 1 Pompa OFF Waktu = Waktu + 1 Tidak Ya Tidak Ya Tidak
Gambar 7. Flowchart Kontrol Schedulling

## 2.4  Sistem kontrol suhu dan kelembaban
Sistem kontrol menggunakan arduino UNO dengan  relay  sebagai  Saklar  pemutus  arus  dan menggunakan  sensor  suhu  dan  kelembaban SHT11.
Gambar 8. Sistem Kontrol Suhu dan kelembaban
Mesin Pendingin Pompa Air
Pada  saat  mesin  bekerja  Arduino  akan membaca suhu dan kelembaban kabin dan akan melakukan  kerja  sesuai  dengan  kondisi  kontrol yang diinginkan.
Hasil suhu dan kelembaban tersebut akan di kirim ke komputer sebagai pengumpul data suhu dan kelembaban secara terus menerus.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1  Data Hasil Kontrol Digital
Hasil  pengukuran  menggunakan  skema kontrol  digital  didapatkan  waktu  puncak  (rise time)  suhu  set  point  tercapai  selama  1  jam  5 menit. Untuk kontrol digital kenaikan kelembaban  berlangsung  cepat  hanya  6  menit setelah mesin bekerja.
Gambar 9. Grafik Performansi Kontrol Digital

## 3.2  Data Hasil Kontrol Scheduling
Unjuk  kerja  waktu  puncak  (rise  time) kontrol Scheduling tercapai selama 2 jam mesin bekerja.  Kenaikan  kelembaban  berlangsung lambat  sampai  suhu  kondisi  kelembaban  baru sampai pada set point yang di inginkan.
Gambar 10. Grafik Performansi Kontrol
Scheduling

## 3.3  Perbandingan Performansi Suhu
Dari perbandingan performansi suhu kedua variasi  kontrol,  dapat  dilihat  bahwa  kontrol digital  lebih  cepat  mencapai  suhu  set  point daripada  kontrol  Schedulilng.  Setelah  masing- masing mencapai set point kerja kontrol identik sama.
Gambar 11. Grafik Perbandingan Performansi

## Suhu

## 3.4   Perbandingan Performansi Kelembaban
Uji  performansi  kedua  variasi  kontrol terhadap  kelembaban  relatif  dalam  kabin didapatkan  bahwa  kontrol  digital  lebih  cepat mencapai setpoint kelembaban  dibandingkan dengan  kontrol schedulilng .  Akan  tetapi kenaikan  kelembaban  untuk  kontrol  scheduling lebih perlahan sehingga bisa mengikuti kenaikan suhunya.
Gambar 12. Grafik Perbandingan Performansi kelembaban

## 4. KESIMPULAN
Penggunaan  kontrol  digital  pada  mesin pengawetan  buah  dan  sayuran  memiliki performansi  yang  baik  dan  cepat  mencapai
setpoint yang
diinginkan.
Sedangkan
performansi sistem kontrol scheduling walaupun lambat  mencapai setpoint yang  di  inginkan, tetapi kenaikan kelembaban relatifnya mengikuti penurunan suhu.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] L.  Kitinoja,  A.  A.  Kader , “Small  Sacale Postharvest Handling Practices: A manual  for  Horticultural  Crops”, University of California,
Davis
Postharvest  Technology  Research  and Information Center, 2002 . [2] T. Bartelt, “ Industrial Control Electronics” , Cengage Learning, 2005.
[3] D.  Artanto.,  “ Interaksi  Arduino  dan Labview” ,  Elek  Media  Komputindo,
2012.
[4] Sensirion,  “ Datasheet  SHT1x  (SHT10,
SHT11, SHT15) Humidity and Temperature  Sensor  IC” ,  SENSIRION, Switzerland, 2011.
[5] I.R.  Sinclair,  “ Sensors  and  Transducers (3rd ed.)” , Elsevier, 2001.
[6] I.M.S.  Utama,  N.S.,  “Antara, Pasca
Panen  Tanaman  Tropika:  Buah  Dan Sayur” , Tropical Plant Curriculum Project, Udayana University. 2013.

## Biodata Penulis
Rofan Aziz , Dosen Teknik Pendingin dan Tata Udara  Politeknik  Negeri  Indramayu  bidang Keahlian Instrumentasi dan Kontrol.
Karsid ,  Dosen  Teknik  Pendingin  dan  Tata Udara  Politeknik  Negeri  Indramayu  bidang Keahlian Instrumentasi dan Kontrol.