Jurnal Keteknikan Pertanian (JTEP) terakreditasi berdasarkan SK Dirjen Penguatan Riset dan Pengembangan Kementerian Ristek Dikti Nomor I/E/KPT/2015 tanggal 21 September 2015. Selain itu, JTEP juga telah terdaftar pada Crossref dan telah memiliki Digital Object Identifier (DOI) dan telah terindeks pada ISJD, IPI, Google Scholar dan DOAJ.  JTEP terbit tiga kali setahun yaitu bulan April, Agustus dan Desember, dan mulai tahun ini  berisi 15 naskah untuk setiap nomornya.  Peningkatan jumlah naskah pada setiap nomornya ini dimaksudkan untuk mengurangi masa tunggu dengan tidak menurunkan kualitas naskah yang dipublikasikan. Jurnal berkala ilmiah ini berkiprah dalam pengembangan ilmu keteknikan untuk pertanian tropika dan lingkungan hayati. Jurnal ini diterbitkan dua kali setahun baik dalam edisi cetak maupun edisi online.  Penulis makalah tidak dibatasi pada anggota PERTETA tetapi terbuka bagi masyarakat umum. Lingkup makalah, antara lain meliputi teknik sumberdaya lahan dan air, alat dan mesin budidaya pertanian, lingkungan dan bangunan pertanian, energi alternatif dan elektrifikasi, ergonomika dan elektronika pertanian, teknik pengolahan pangan dan hasil pertanian, manajemen dan sistem informasi pertanian. Makalah dikelompokkan dalam invited paper yang menyajikan isu aktual nasional dan internasional, review perkembangan penelitian, atau penerapan ilmu dan teknologi, technical paper hasil penelitian, penerapan, atau diseminasi, serta research methodology berkaitan pengembangan modul, metode, prosedur, program aplikasi, dan lain sebagainya. Penulisan naskah harus mengikuti panduan penulisan seperti tercantum pada website dan naskah dikirim secara elektronik (online submission) melalui http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep.

## Penanggungjawab:

## Ketua Perhimpunan Teknik Pertanian Indonesia
Ketua Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian,IPB
Dewan Redaksi: Ketua : Wawan Hermawan (Scopus ID: 6602716827, Institut Pertanian Bogor) Anggota : Asep Sapei (Institut Pertanian Bogor) Kudang Boro Seminar (Scopus ID: 54897890200, Institut Pertanian Bogor) Daniel Saputra (Scopus ID: 6507392012, Universitas Sriwijaya - Palembang) Bambang Purwantana (Universitas Gadjah Mada - Yogyakarta) Yohanes Aris Purwanto (Scopus ID: 6506369700, Institut Pertanian Bogor)
Muhammad Faiz Syuaib (Scopus ID: 55368844900, Institut Pertanian Bogor) Salengke (Scopus ID: 6507093353, Universitas Hasanuddin - Makasar) I Made Anom Sutrisna Wijaya (Scopus ID: 56530783200, Universitas Udayana - Bali)
Redaksi Pelaksana: Ketua : Rokhani Hasbullah (Scopus ID: 55782905900, Institut Pertanian Bogor) Sekretaris   :  Lenny Saulia (Scopus ID: 16744818700, Institut Pertanian Bogor) Bendahara   :  Hanim Zuhrotul Amanah (Universitas Gadjah Mada - Yogyakarta) Anggota :  Dyah Wulandani (Scopus ID: 1883926600, Institut Pertanian Bogor) Usman Ahmad (Scopus ID: 55947981500, Institut Pertanian Bogor) Satyanto Krido Saptomo (Scopus ID: 6507219391, Institut Pertanian Bogor) Slamet Widodo (Scopus ID: 22636442900, Institut Pertanian Bogor)
Liyantono (Scopus ID: 54906200300, Institut Pertanian Bogor) Administrasi :  Diana Nursolehat (Institut Pertanian Bogor)
Penerbit: Perhimpunan Teknik Pertanian Indonesia (PERTETA) bekerjasama dengan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor.
Alamat: Jurnal Keteknikan Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Kampus Institut Pertanian Bogor, Bogor 16680. Telp. 0251-8624 503, Fax 0251-8623 026, E-mail: jtep@ipb.ac.id atau jurnaltep@yahoo.com Website: web.ipb.ac.id/~jtep  atau http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
Rekening: BRI, KCP-IPB, No.0595-01-003461-50-9 a/n: Jurnal Keteknikan Pertanian
Percetakan: PT. Binakerta Makmur Saputra, Jakarta
P-ISSN 2407-0475  E-ISSN 2338-8439 Vol. 6, No. 1, April 2018

## Ucapan Terima Kasih
Redaksi Jurnal Keteknikan Pertanian mengucapkan terima kasih kepada para Mitra Bebestari yang telah menelaan (me- review ) Naskah pada penerbitan Vol. 6 No. 1 April 2018. Ucapan terima kasih disampaikan kepada: Prof.Dr.Ir. Edward Saleh, MS (Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya), Prof.Dr.Ir. Nurpilihan Bafdal, M.Sc (Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran), Prof.Dr.Ir. Lilik Sutiarso, M.eng (Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Universitas Gadjah Mada), Dr.Ir. Andri Prima Nugroho, STP., M.Sc (Universitas Gadjah Mada), Prof.Dr.Ir. Bambang Purwantana (Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Universitas Gadjah Mada), Dr.Ir. Radite Praeko Agus Setiawan, M.Agr (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor), Prof.Ir. I Made Anom Sutrisna Wijaya, M.App.Sc., Ph.D (Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana), Dr.Ir. Amin Rejo, M.P (Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya), Prof.Dr.Ir. Daniel Saputra, MS (Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya), Prof.Dr.Ir. Hasbi, MSi (Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya), Dr. Siti Nikmatin, M.Si (Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor), Dr. Farkhan (PT. CNC Controller Indonesia), Dr. Alimuddin, ST., MM., MT (Universitas Sultan Ageng Tirtayasa) Dr. Dedy Wirawan Soedibyo, STP., M.Si (Jurusan Teknik Pertanian, Universitas Jember), Dr. Radi, STP.,M.Eng (Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Universitas Gadjah Mada), Dr.Ir. Lenny Saulia, M.Si (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Nursigit Bintoro, M.Sc (Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Universitas Gadjah Mada), Dr.Ir. Rokhani Hasbullah, M.Si (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr. Andasuryani, STP., M.Si (Program Studi Teknik Pertanian, Universitas Andalas), Dr.Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. I Dewa Made Subrata (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA (Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian,  Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Rusnam, MS (Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Andalas), Dr. Radi, STP., M.Eng (Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Universitas Gadjah Mada), Dr. Suhardi, STP., MP (Program Studi Keteknikan Pertanian, Universitas Hasanuddin) Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng (Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor).

## Technical Paper

## Desain Sistem Kontrol dan Monitoring Kondisi Udara pada

## Controlled Atmosphere Storage Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno

## Design of Control and Monitoring System of Air Condition at Controlled Atmosphere Storage Based on Arduino Uno Microcontroller
Widyaningrum, Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan, Institut Pertanian Bogor. STPP Manokwari, Badan Penyuluhan dan Pengembangan SDM Pertanian, Kementrian Pertanian Email: diowidio@gmail.com
Yohanes Aris Purwanto, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem,  Institut Pertanian Bogor. Email: arispurwanto@gmail.com
Sutrisno Mardjan, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor. Email: kensutrisno@yahoo.com

## Abstract
Storage by controlling the composition of air or oxygen and carbon dioxide concentration settings is called controlled atmosphere storage. Controlled atmosphere storage aims at controlling metabolism of fresh product to extended the shelf-life. The concentration of oxygen and carbon dioxide in product are maintained at a desired concentration. The objective of this research was to design a control and monitoring system of oxygen, carbon dioxide, temperature and relative humidity in the storage by using Arduino Uno microcontroller. Design  approach  consists  of  functional  and  structural  design.  The  main  function  of  the system control were to control gas injection, open and close the solenoid valve, control the amount of injection, and reading the sensor. Measurements and testing included sensor calibration and functional testing of the control and monitoring system with no-load conditions. Analysis of the experiment results was conducted by using statistical analysis of repeated measures ANOVA. The result of observation and measurements of temperature with no-load conditions was 9.88ºC, RH 73.73%, concentration of carbon dioxide 2.22% and concentration of oxygen 4.63%. Accuracy between setpoint and actual temperature was of 98.84%. Accuracy between setpoint and actual RH was of 97.55%. Accuracy between setpoint and actual oxygen was of 83.98%. Accuracy between setpoint and actual carbon dioxide was of 74.26%.
Keywords: Arduino Uno, controlled atmosphere storage (CAS), carbon dioxide, oxygen

## Abstrak
Penyimpanan dengan cara pengaturan komposisi udara atau pengaturan konsentrasi oksigen dan karbondioksida dikenal dengan penyimpanan dengan pengendalian atmosfer. Teknik atmosfer terkendali sekitar produk bertujuan untuk mengendalikan metabolisme produk segar sehingga masa simpan dapat diperpanjang. Konsentrasi oksigen dan karbondioksida disekitar produk dijaga pada suatu konsentrasi yang diinginkan. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem kontrol dan monitoring oksigen dan karbondioksida serta suhu dan kelembaban di dalam ruang penyimpanan dengan mengimplementasikan mikrokontroler Arduino Uno. Pendekatan rancangan terdiri dari dua jenis yaitu rancangan fungsional dan rancangan struktural. Fungsi dan struktur utama dari sistem yang dibuat adalah sistem pengontrolan terhadap injeksi gas, buka tutup solenoid valve , mengontrol lama injeksi, dan melakukan pembacaan sensor. Pengukuran dan pengujian meliputi kalibrasi sensor dan pengujian fungsional kinerja kontrol dan monitoring. Analisis hasil percobaan dilakukan dengan menggunakan analisis statistik repeated measures ANOVA. Hasil pengamatan dan pengukuran suhu adalah 9.88ºC, RH 73.73%, karbondioksida 2.22% dan oksigen 4.63%. Perbandingan antara setpoint dan aktual diperoleh akurasi suhu 98.84%. Perbandingan antara setpoint dan aktual diperoleh akurasi RH 97.55% Perbandingan antara setpoint dan aktual diperoleh akurasi oksigen 83.98%. Perbandingan antara setpoint dan aktual diperoleh akurasi karbondioksida 74.26%.
Kata Kunci: Arduino uno, controlled atmosphere storage (CAS), karbondioksida, oksigen
Diterima: 15 Maret 2017; Disetujui: 1 Februari 2018
, April 2018
Vol. 6 No. 1, p 75-82
P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439

## Latar Belakang
Penyimpanan dengan cara pengaturan komposisi udara atau pengaturan konsentrasi oksigen dan karbondioksida dikenal dengan penyimpanan dengan pengendalian atmosfer. Controlled atmosphere storage (CAS) adalah metode penyimpanan dengan pengendalian konsentrasi oksigen dan karbondioksida secara terus menerus sesuai dengan konsentrasi yang diinginkan (Rangkuti 2010).
Teknik atmosfer terkendali sekitar produk bertujuan untuk mengendalikan metabolisme produk segar sehingga masa simpan dapat diperpanjang. Konsentrasi gas O 2 dan atau CO 2 di sekitar produksi segar dijaga pada suatu konsentrasi yang diinginkan. Dengan adanya pengendalian kedua gas tersebut akan terjadi hambatan laju respirasi sehingga laju respirasi relatif rendah pada batas tidak menimbulkan kondisi respirasi anaerobik pada produk segar tersebut. Secara teknis atmosfer terkendali mencakup penambahan atau pengurangan gas-gas yang menghasilkan susunan udara yang sangat berbeda dengan udara biasa. Jadi, CO 2 , O 2 , CO, C 2 H 4 , asetilena, atau N 2 dapat diatur untuk mendapatkan berbagai kombinasi komposisi gas. Namun, dalam penerapannya sekarang atmosfer terkendali merupakan istilah untuk penambahan CO 2 , penurunan O 2 , dan kandungan N 2 tinggi dibanding udara pada umumnya (Argo et al., 2008). Didalam penyimpanan atmosfer terkendali, temperatur dan komposisi gas dari penyimpanan telah diatur dengan kisaran konsentrasi gas adalah 1-10% oksigen dan 0-30% karbondioksida dan nitrogen sebagai penyeimbang (Robinson dan Eskin, 2001).
Beberapa usaha dan penelitian terkait CAS sudah dilakukan diantaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Sumardi (1999) yang melakukan perancangan kendali otomatik CA. Alat analisis gas yang digunakan untuk mengukur kandungan O 2 adalah gas analyzer merk Shimadzu tipe POT-101
dan tipe IRA/URA 107 untuk mengukur CO 2 dimana hasil rancangan telah dapat digunakan untuk mengendalikan kondisi gas di dalam chamber . Argo et  al. (2008) telah melakukan pembuatan sistem monitoring dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 hasilnya adalah kemampuan sensor mengukur kandungan maksimum oksigen yang dapat dideteksi adalah 5.8% dan karbondioksida adalah 3% yang disebabkan karena penguatan ADC hanya mampu sampai pada angka tersebut sehingga sensor perlu dikalibrasi ulang atau mengganti rangkaian penguat. Pada penelitian Agustiningrum et  al. (2014) dibuat respiration  chamber yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan yang terdiri dari pompa vakum dan keran yang dipasang pada bagian atas respiration chamber . Respiration chamber divakum hingga tercapai tekanan tertentu kemudian melalui keran dialirkan gas N 2 hingga tekanan kembali menjadi 1 atm. Pengujian konsentrasi gas O 2 dilakukan dengan menggunakan O 2 dan CO 2 analyzer dengan menusukkan sensor jarum melalui penutup karet injeksi pada tutup respiration chamber . Penerapan teknologi controlled atmosphere storage di Indonesia masih terbatas dan terkendala dikarenakan teknologi CAS yang masih mahal dan sangat rumit untuk diterapkan. Salah satu cara untuk memonitoring dan mengontrol kondisi udara ruang pada sistem CAS adalah dengan mengimplementasikan sistem monitoring dan kontrol dengan memanfaatkan teknologi mikrokontroler Arduino Uno. Arduino Uno merupakan single-board mikrokontroler yang dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang dan memiliki hardware yang dikembangkan secara opensource . Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang sistem kontrol dan monitoring oksigen dan karbondioksida serta merancang sistem monitoring suhu dan kelembaban di dalam ruang penyimpanan melalui personal  computer  (PC ) dengan mikrokontroler Arduino Uno.

## Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gas nitrogen, gas karbondioksida dan gas oksigen. Peralatan yang digunakan yaitu mikrokontroler Arduino uno, sensor SHT11, sensor CDM4160-H00, sensor KE-25 solenoid valve, solid state relay, terminal listrik paralel, rangkaian timer , berbagai jenis kabel jumper , personal computer , satu buah chamber akrilik berukuran 40 x 40 x 50 cm dengan tebal 8 mm, toples kaca sebagai tempat pengukuran sampel gas, satu unit refrigerator , tabung gas beserta regulator O 2 ,CO 2 , dan N 2 , flow meter , fan, selang diameter 8 mm untuk mengalirkan gas-gas, O 2 analyzer sebagai alat bantu kalibrasi sensor KE-25, dan peralatan perbengkelan.
Gambar 1. Lay-out jaringan sistem monitoring.

## Metode
Penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahapan, yaitu melakukan analisis sistem, melakukan perancangan sistem kontrol dan monitoring, melakukan pengujian sistem kontrol dan monitoring, serta melakukan analisis hasil percobaan sistem kontrol dan monitoring.

## Pendekatan Rancangan Fungsional
Secara keseluruhan konsep rancangan sistem monitoring suhu, kelembaban, serta sistem kontrol dan monitoring oksigen dan karbondioksida memiliki fungsi sebagai berikut: (1) Mengontrol dan memonitoring sistem menggunakan mikrokontroler arduino uno, (2) mendeteksi suhu dan kelembaban didalam ruang penyimpanan ( chamber) menggunakan sensor SHT11, (3) mendeteksi kandungan oksigen didalam ruang penyimpanan ( chamber) menggunakan sensor oksigen KE-25 yang perlu dikalibrasi terlebih dahulu tetapi tidak membutuhkan catu daya eksternal untuk beroperasi dan tidak memerlukan waktu pemanasan, (4) mendeteksi kandungan karbondioksida didalam ruang penyimpanan ( chamber) menggunakan sensor CDM 4160-H00 yang mampu melakukan pendeteksian gas karbondioksida dengan range 400-45000ppm, (5) penghubung rangkaian berdaya rendah dengan rangkaian berdaya tinggi menggunakan solid state relay yang berfungsi sebagai interface untuk menghubungkan rangkaian mikrokontroler dengan arus listrik, (6) mengatur injeksi gas kedalam chamber menggunakan solenoid valve yang diatur berdasarkan waktu buka tutup katup solenoid (untuk karbondioksida) dan berdasarkan kadar gas yang terbaca (untuk oksigen) yang berfungsi secara otomatis.
Pendekatan Rancangan Struktural Pada rancangan struktural dilakukan perancangan hardware dan software . Pada tahap perancangan software dilakukan pembuatan dan penyesuaian program untuk melakukan serangkaian pengujian sistem kontrol dan monitoring. Penulisan program kendali ditulis di halaman Arduino IDE ( Integrated Development Environment ) dan bahasa pemrograman didasarkan pada bahasa C/C++. Pada tahap perancangan hardware terdiri atas pemasangan rangkaian sensor CDM 4160-H00, SHT11, dan KE-25. Kemudian terdapat penguat non-inverting , solid state relay , solenoid valve, mikrokontroler Arduino uno, terminal listrik paralel, toples kaca dan chamber akrilik.
Prosedur Pengukuran dan Pengujian Pada tahap ini dilakukan pengujian fungsional terhadap sistem monitoring suhu, kelembaban, sistem kontrol dan monitoring oksigen dan karbondioksida untuk mengetahui dan memastikan bahwa setiap bagian dapat berfungsi dengan baik.
Uji fungsional meliputi (1) uji kalibrasi sensor, (2) uji pengukuran menggunakan sensor SHT 11, CDM 4160-H00 dan KE-25. Pada antar muka serial monitor akan ditampilkan nilai dari sensor SHT11, sensor CDM4160-H00 dan sensor KE-25 sehingga dapat mengetahui dan mengamati nilainya. Selanjutnya dilakukan pengaturan penggunaan sistem kontrol dengan memasukkan nilai setpoint sebagai acuan untuk memberikan perintah pada solenoid valve . Pengujian dilakukan dengan kondisi chamber dalam keadaan kosong. Pengujian dan pengukuran dilakukan tiga kali pengujian masing- masing selama lima kali injeksi.
Analisis Hasil Percobaan Berdasarkan data yang diperoleh dan pengujian yang dilakukan, maka dilakukan analisis hasil dari percobaan. Analisis ini dilakukan agar data hasil pengujian dapat digunakan dan dijadikan rujukan untuk penyempurnaan sistem kontrol dan monitoring lebih lanjut. Data yang diambil merupakan data pembacaan sensor SHT11 yaitu data suhu dan kelembaban, data sensor KE-25 yaitu data kadar oksigen, data sensor CDM4160-H00 yaitu data kadar karbondioksida. Analisis data hasil percobaan yang diperoleh dapat menggambarkan kurva kinerja sistem kontrol dan monitoring dengan setpoint yang diinginkan. Analisis statistika yang digunakan dalam penelitian ini untuk mengetahui ada atau tidaknya perbedaan selama pengujian adalah analisis repeated measures ANOVA, yaitu analisis varian yang menganalisis suatu variable yang diamati secara berulang pada periode waktu yang berbeda (Suaib, 2011).

## Hasil dan Pembahasan Kalibrasi Sensor
Dalam penelitian ini digunakan beberapa sensor
untuk mengukur dan membaca hasil pengukuran. Diantaranya adalah sensor suhu dan kelembaban SHT11, sensor karbondioksida CDM4160-H00, sensor oksigen KE-25. Dari ketiga sensor tersebut, sensor SHT11 dan CDM4160-H00 keduanya sudah terkalibrasi dari pabrikan, sementara sensor KE- 25 belum terkalibrasi sehingga harus dilakukan pengkalibrasian sensor sebelum dilakukan pengukuran. Sensor oksigen KE-25 memiliki dua buah pin yaitu red and black. Sebelum dihubungkan dengan mikrokontroler, sensor KE-25 ini harus diberikan pengkondisi sinyal. Pengkondisian sinyal adalah device yang difungsikan untuk mengkondisikan sinyal keluaran dari sensor agar dapat dibaca oleh elemen pemrosesan sinyal. Karena keluaran dari sensor oksigen masih dalam skala mV, maka digunakan elemen pengkondisian sinyal berupa penguat sinyal tak membalik ( non-inverting OP-AMP ). Non-inverting  OP-AMP dipilih untuk menguatkan tegangan keluaran sensor menjadi 0-5 Volt agar dapat dibaca oleh mikrokontroler. Integrated Circuit ( IC ) yang digunakan adalah tipe LM324N. Besarnya penguatan tegangan rangkaian penguat tak membalik ( non-inverting ) tergantung pada harga R f dan R in yang dipasang. Besarnya penguatan tegangan output dari rangkaian penguat non-inverting dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut:
(1)
Dari  grafik  sensitivitas  sensor  oksigen  KE-25 (Figaro Company, 2005) dapat diketahui bahwa sensor KE-25 memiliki tegangan keluaran sebesar 60 mV. Untuk menguatkan tegangan menjadi 4.5 V maka digunakan resistor R f sebesar 68 kΩ dan R in sebesar 1 kΩ. Berdasarkan hal tersebut, maka penguatan tegangan (Av) yang dibutuhkan adalah:
A v = 73077 kali 60 mV ×73.77 = 4426.2 mV = 4.43 V
Nilai penguatan yang dihasilkan yaitu 4.43V dimana nilai ini hampir mendekati nilai 4.5V yang terbaca pada voltmeter yang dihubungkan dengan
mikrokontroler. Hal ini dikarenakan nilai resistor yang ada di pasaran tidak sesuai dengan nilai resistor yang dibutuhkan oleh karena itu digunakan nilai resistor yang mendekati dengan nilai yang dibutuhkan.
Kalibrasi sensor KE-25 dilakukan dengan menggunakan alat pengukur konsentrasi gas oksigen ( gas analyzer ) merk Shimadzu tipe POT-101. Gas analyzer dan sensor KE-25 dihubungkan dengan toples, dimana akan dialirkan gas nitrogen sebesar 1 liter/menit untuk melihat dan mencatat perubahan yang terjadi. Data yang diperoleh digunakan untuk membentuk persamaan linier, untuk memperoleh hubungan kadar oksigen antara alat ukur dengan data tegangan (V) dari sensor sebagai persamaan kalibrasi. Persamaan linier kalibrasi tersebut akan dimasukkan kedalam pemrograman yang akan digunakan untuk mengkonversi nilai bacaan sensor berupa data persentase kadar oksigen yang terukur. Hasil kalibrasi menunjukkan hubungan yang linier dengan koefisien determinasi sebesar 0.9635.

## Hasil Pengujian Kinerja Sistem Kontrol dan
Monitoring Pengujian ini dimaksudkan agar dapat diketahui perubahan oksigen, karbondioksida, suhu, serta kelembaban yang terjadi di dalam chamber setelah diinjeksikan gas dan untuk mengetahui apakah sistem sudah berjalan dengan baik. Pada pengujian ini dilakukan injeksi sebanyak 5 kali pada selang waktu tertentu. Injeksi pertama dilakukan dengan menginjeksikan gas karbondioksida dengan tujuan untuk menaikkan kadar karbondioksida yang semula ±0.03% menjadi ±3%. Injeksi karbondioksida dilakukan selama 41 menit dengan bukaan flowmeter sebesar 2 liter/menit. Bersamaan dengan itu, dilakukan juga injeksi nitrogen untuk menurunkan kadar oksigen dari ±21% menjadi ±4% dengan bukaan flowmeter sebesar 10 liter/ menit. Injeksi nitrogen berbeda dengan injeksi karbondioksida, dimana injeksi nitrogen tidak berdasarkan waktu tetapi berdasarkan persentase gas oksigen yang dijadikan sebagai setpoint . Apabila konsentrasi oksigen sudah mencapai ±4% maka solenoid valve akan menutup, begitupun sebaliknya apabila belum mencapai ±4% maka solenoid valve akan terus membuka hingga tercapai setpoint yang diinginkan. Perbedaan sistem injeksi ini dilakukan karena jika menggunakan waktu injeksi saja untuk keduanya atau menggunakan persentase kadar gas saja untuk keduanya maka akan sulit untuk mencapai setpoint yang diinginkan. Oleh karena itu, dilakukan kombinasi yakni untuk karbondioksida diinjeksi berdasarkan lama waktu injeksi dan untuk nitrogen diinjeksi berdasarkan konsentrasi gas oksigen yang terbaca oleh sensor. Kemudian untuk injeksi karbondioksida kedua, ketiga, keempat dan kelima dilakukan injeksi selama 5 menit dengan jeda waktu untuk setiap injeksi adalah 11 menit. Jeda waktu selama 11 menit ini dikarenakan
Gambar 3. Grafik kalibrasi sensor oksigen KE-25.
menunggu kadar karbondioksida turun sebesar ±1% untuk dilakukan injeksi kembali. Sedangkan untuk menaikkan kadar karbondioksida ±1% dilakukan injeksi karbondioksida selama 5 menit.
Dari hasil pengujian untuk parameter suhu yang terukur di dalam chamber kosong didapatkan hasil seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Untuk mengetahui ada atau tidaknya perbedaan suhu setiap ulangan dilakukan melalui perhitungan repeated ANOVA. Sebelumnya diuji dahulu asumsi utama pada repeated ANOVA yaitu sphericity dan didapatkan hasil seperti pada Tabel 1. Tabel  1  menunjukkan  bahwa  nilai  signifikansi pada Mauchly’stestof  sphericity untuk suhu dan kelembaban adalah sebesar 0.000 dan untuk karbondioksida adalah 0.001, nilai tersebut lebih kecil dari alpha 0.05 sehingga dinyatakan bahwa pada data suhu dan kelembaban tidak memenuhi asumsi sphericity . Oleh karena itu digunakan koreksi menggunakan multivariate tests yang dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 1 juga menunjukkan bahwa nilai signifikansi pada Mauchly’s test of sphericity untuk oksigen adalah sebesar 0.333 nilai ini lebih besar daripada alpha (0.05) sehingga dinyatakan bahwa pada data kadar oksigen tidak ada pengaruh yang signifikan atau dengan kata lain memenuhi asumsi sphericity sehingga akan dilanjutkan dengan test of within  subjects untuk memperkuat hasil hipotesis yang ditampilkan pada Tabel 2. Estimasi nilai sphericity untuk oksigen (Tabel 1) menunjukkan nilai sebesar 0.981 lebih besar daripada 0.75 maka koreksi yang digunakan
pada test of within subjects adalah epsilon huynh- feldt .  Nilai  signifikansi huynh-feldt pada Tabel 1 menunjukkan  signifikansi  sebesar  0.000<  alpha (0.05). Ternyata setelah dievaluasi menggunakan nilai derajat kebebasan yang baru, terdapat perbedaan  yang  signifikan  untuk  data  oksigen selama tiga kali pengujian. Untuk mengetahui lebih jelas letak perbedaannya, dilakukan uji lebih lanjut yaitu pairwise comparison yang ditampilkan pada Tabel 4. Tabel 3 menunjukkan hasil perhitungan test multivariate , hasil pengujian yang digunakan adalah  nilai  signifikansi  yang  didapat.  Dinyatakan terdapat  perbedaan  signifikansi  pada  ketiga  kali pengujian  apabila  nilai  signifikansi  <  alpha  (0.05). Nilai  signifikansi  yang  didapat  untuk  kesemua  uji multivariate adalah sebesar 0.000 untuk suhu, 0.000 untuk kelembaban dan 0.392 untuk karbondioksida
Gambar 4. Perubahan suhu terhadap waktu penyimpanan.
Tabel 1. Mauchly’s Test of Sphericity .
Mauchly’s W Signifikansi Epsilon Greenhouse-Geisser Huynh-Feldt Suhu (ºC) 0.028 0.000 0.507 0.507 Kelembaban (%) 0.065 0.000 0.517 0.517 Oksigen (%)  0.981 0.333 0.981 0.998 Karbondioksida (%) 0.889 0.001 0.900 0.914 Source Type III Sum of Squares df Mean Square F Signifikansi Sphericity Assumed 5.472 2.000 2.736 12.499 .000 Greenhouse-Geisser 5.472 1.962  2.789  12.499 .000 Huynh-Feldt 5.472 1.996  2.741  12.499 .000 Lower-bound 5.472 1.000  5.472  12.499 .001
Tabel 2. Test of Within Subjects Oksigen.
Nilai signifikansi Suhu (ºC) Kelembaban (%) Karbondioksida (%) Pillai’s trace 0.000 0.000 0.392 Wilk’s lambda  0.000 0.000 0.392 Hotelling’s trace  0.000 0.000 0.392 Roy’s largest root 0.000 0.000 0.392
Tabel 3. Multivariate Tests .
yang mana nilai hasil uji multivariate untuk suhu dan kelembaban kurang dari alpha (0.05) sehingga dinyatakan bahwa terdapat perbedaan suhu, kelembaban  yang  signifikan  pada  ketiga  kali pengujian. Sedangkan untuk karbondioksida nilai uji multivariate lebih dari alpha (0.05) maka untuk data karbondioksida tidak terdapat perbedaan yang  signifikan  untuk  ketiga  kali  pengujian.  Untuk mengetahui lebih detail kondisi perubahan suhu, kelembaban dan karbondioksida pada pengujian pertama hingga ketiga dilakukan uji lanjut pairwise comparisons yang disajikan pada Tabel 4. Tabel 4 menunjukkan perubahan suhu pada pengujian pertama ke pengujian kedua terdapat perbedaan  suhu  yang  signifikan  yang  dapat dilihat  melalui  nilai  signifikansi  sebesar  0.008  < alpha (0.05). Sedangkan perbedaan suhu dari pengujian kedua ke pengujian ketiga didapatkan nilai signifikansi sebesar 0.001 < alpha (0.05) dan nilai signifikansi pada pengujian pertama dan ketiga sebesar 0.002 < alpha (0.05) sehingga secara keseluruhan dinyatakan bahwa terdapat perbedaan suhu  yang  signifikan  antara  pengujian  pertama sampai pengujian ketiga. Perbedaan pembacaan suhu awal pada pengujian pertama terjadi karena adanya kesalahan atau error pada pengukuran. Kesalahan pengukuran ditinjau dari output measurement sebagai systematic error dan random error (Singh dan Karpe 2007). Selain itu, perubahan suhu pada chamber dipengaruhi oleh perubahan suhu pada refrigerator . Hal ini terkait dengan proses
pendinginan pada refrigerator . Menurut Suryana (2012), bila proses pendinginan evaporator berjalan baik, maka isi refrigerator semakin bertambah dingin. Apabila suhu refrigerator telah dingin dan suhu cut-off pengatur suhu telah tercapai maka kontaknya membuka dan arus listrik terputus ( off ) sehingga kompresor, kipas dan timer motor berhenti. Bila suhu cut-on tercapai maka kontaknya menutup dan kompresor, kipas dan timer motor bekerja kembali. Selain suhu, parameter yang dapat diukur dengan sensor SHT11 adalah kelembaban ( relative humidity ). Dari hasil pengujian kelembaban di dalam chamber didapatkan hasil seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Tabel 4 menunjukkan bahwa terdapat perubahan kelembaban yang signifikan dari pengujian pertama ke pengujian kedua maupun pengujian kedua hingga pengujian ketiga yang dapat dilihat melalui nilai  signifikansi  sebesar  0.000  <  alpha  (0.05). Jenkins (2005) mengungkapkan udara yang hangat dapat menahan kelembaban lebih banyak daripada udara dingin, persentase RH berubah seiring dengan berubahnya suhu udara. Secara umum, jika suhu udara meningkat, maka RH akan meningkat begitupun sebaliknya. Untuk meningkatkan kelembaban pada ruangan atau refrigerator dapat menggunakan teknologi evaporative cooler , dimana hasil simulasi computational  fluid  dynamic yang dilakukan Anisum (2016) menunjukkan bahwa bangunan dengan evaporative cooler menggunakan air mampu menurunkan suhu udara dan meningkatkan kelembaban udara. Kemudian untuk menurunkan kelembaban relatif dapat dilakukan dengan menggunakan absorbent dehumidifier yaitu dengan melewatkan udara pada suatu absorbent (dessicant) , maka dessicant tersebut akan menyerap uap air yang dikandung udara sehingga uap air dalam udara tersebut akan berkurang (Muchammad 2006). Pengukuran kadar oksigen pada chamber dilakukan dengan menggunakan sensor KE-25. Dari hasil pengujian didapatkan hasil kadar oksigen selama tiga kali pengujian seperti pada Gambar 6.
Tabel 4. Hasil uji perbandingan beda suhu, kelembaban, oksigen dan karbondioksida selama tiga kali pengujian.
Pengujian ke- (i)  Pengujian ke- (j) N Mean Std. Dev Signifikansi a Suhu (ºC) 1 2 116 9.8204 0.33163 0.008 2 3 116 9.9114  0.05135  0.001 3 1 116 9.9226  0.05484  0.002 Kelembaban (%) 1 2 116 76.0607 3.20480 0.000 2 3 116 72.4920  1.64741  0.000 3 1 116 72.6644  1.78114  0.000 Oksigen (%) 1 2 116 4.5750 2.61653 1.000 2 3 116 4.5310  2.61987  0.000 3 1 116 4.8163  2.62137  0.001 Karbondioksida (%) 1 2 116 2.2281 0.71719 1.000 2 3 116 2.2159  0.71788  0.584 3 1 116 2.2396  0.71582  1.000
Tabel 4 menunjukkan hasil uji pairwise comparisons dengan membandingkan setiap pengujiannya, dapat dipasangkan rata-rata data antara pengujian pertama hingga pengujian ketiga. Dapat dilihat dari Tabel  4  tidak  terdapat  perbedaan  yang  signifikan pada pengujian pertama dan kedua dengan nilai signifikansi  sebesar  1  lebih  besar  daripada  alpha (0.05), sedangkan untuk pengujian kedua dan ketiga serta pengujian ketiga dan pengujian pertama terdapat  perbedaan  yang  signifikan  dengan  nilai signifikansi masing-masing 0.000 dan 0.001 dimana kedua nilai tersebut lebih kecil daripada alpha (0.05). Rata-rata kadar oksigen tertinggi ada pada pengujian ketiga yaitu 4.81% sementara pengujian pertama 4.57% dan pengujian kedua 4.53%. Untuk menurunkan oksigen dibawah 4% sangat sulit untuk dilakukan karena sebelumnya udara di dalam chamber tidak di vakum lebih dahulu sehingga udara yang berada di dalam chamber adalah masih dalam komposisi udara normal.
Parameter selanjutnya yang diukur menggunakan sensor adalah karbondioksida dengan menggunakan sensor CDM 4160-H00, hasil pengujian ditampilkan pada Gambar 7. Dari hasil uji pairwise comparisons , pengujian pertama dan pengujian kedua tidak terdapat perbedaan  yang  signifikan  yang  dapat  dilihat melalui  nilai  signifikansi  sebesar  1  >  alpha  (0.05). Sedangkan untuk pengujian kedua dan ketiga juga  tidak  terdapat  perbedaan  yang  signifikan dimana  nilai  signifikansinya  adalah  sebesar  0.584 > alpha (0.05), begitupun pada pengujian ketiga dan pengujian pertama jika dibandingkan tidak terdapat  perbedaan  yang  signifikan,  tercatat nilai  signifikansi  pengujian  ketiga  dan  pengujian pertama adalah 1 > alpha (0.05). Sehingga secara keseluruhan diketahui tidak terdapat beda signifikan kadar karbondioksida pada pengujian pertama hingga pengujian ketiga pengukuran. Injeksi gas karbondioksida dilakukan berdasarkan waktu agar karbondioksida yang diinjeksikan tidak melebihi setpoint yang diinginkan karena pada sistem ini tidak terdapat penyerap karbondioksida. Injeksi dilakukan
sebanyak 5 kali, injeksi pertama untuk menaikkan kadar karbondioksida dari ±0.03% menjadi ±3% dilakukan selama 41 menit. Setelah itu terdapat jeda 11 menit sebelum injeksi berikutnya yang bertujuan untuk menunggu hingga kadar karbondioksida turun sebanyak ±1%. Injeksi kedua, ketiga, keempat hingga kelima, dilakukan selama masing-masing 5 menit untuk menaikkan kadar karbondioksida menjadi ±1%. Untuk melakukan penyerapan terhadap kelebihan karbondioksida dapat dilakukan dengan menggunakan larutan Ca(OH) 2 . Larutan kapur cukup memadai sebagai bahan penyerap karbondioksida karena diperkirakan kelebihan karbondioksida tidak terlalu besar dalam sistem CAS skala laboratorium (Sumardi 1999).
Hasil Uji Akurasi dan Presisi Kinerja Sistem Kontrol dan Monitoring Dalam bidang ilmu pengetahuan, akurasi
Gambar 6. Perubahan konsentrasi oksigen terhadap waktu penyimpanan.
P Q  Akurasi Presisi  Error  SD suhu 10 ºC 9.88 ºC 98.84% 1.47% 1.15% 0.14 kelembaban 72%  73.68% 97.71%  3.00%  2.33%  2.21 Keterangan:  P: Aktual pengukuran menggunakan hygrometer dan termometer
Q: Aktual pengujian sistem menggunakan sensor SHT11
Tabel 5. Hasil pengujian dan perhitungan sistem monitoring suhu dan kelembaban.
S R  Akurasi Presisi  Error  SD oksigen 4%  4.64%  86.19% 56.41% 16.02%  2.61 karbondioksida 3%  2.22%  74.26% 32.14% 25.73%  0.71 Keterangan:  S: Setpoint
R: Aktual pengujian sistem kontrol dan  monitoring
Tabel 6. Hasil pengujian dan perhitungan sistem kontrol dan monitoring oksigen dan karbondioksida.
Widyaningrum, et al.
dari suatu sistem pengukuran perlu dilakukan untuk mengetahui tingkat kedekatan pengukuran kuantitas terhadap nilai yang sebenarnya. Presisi digunakan untuk menunjukkan seberapa dekat perbedaan nilai pada saat dilakukan pengulangan pengukuran. Sedangkan akurasi adalah kesesuaian antara hasil suatu analisis dan nilai benar, karena nilai hasil analisis pada kenyataannya merupakan perkiraan nilai benar dengan memperhitungkan nilai ketidakpastiannya.
Berdasarkan hasil pengujian sistem monitoring suhu dengan nilai termometer 10ºC diperoleh hasil pengujian yaitu rata-rata suhu sebesar 9.88ºC. Perbandingan suhu antara alat ukur termometer dan aktual berdasarkan perhitungan diperoleh akurasi sebesar 98.84%. Sedangkan nilai presisi suhu adalah 1.47%. Validasi alat dilakukan untuk mencari nilai penyimpangan error) yang terjadi pada sistem yang dibuat. Adapun rata-rata nilai error untuk suhu adalah 1.15%. Hasil pengujian sistem monitoring kelembaban dengan nilai RH pada higrometer adalah 72% diperoleh hasil pengujian rata-rata RH adalah 73.68%. Perbandingan RH antara higrometer dengan aktual berdasarkan perhitungan diperoleh akurasi 97.71%. Sedangkan nilai presisi RH adalah 3% dengan rata-rata error RH yaitu 2.33%. Berdasarkan hasil pengujian sistem kontrol dan monitoring gas oksigen dengan perlakuan setpoint konsentrasi oksigen 4% diperoleh hasil pengujian yaitu rata-rata konsentrasi oksigen 4.64%. Perbandingan konsentrasi oksigen antara setpoint dengan aktual berdasarkan perhitungan diperoleh nilai akurasi sebesar 86.19%. Akurasi hasil perintah setpoint yang diberikan pada mikrokontroler dapat diketahui dengan melakukan validasi, menghitung nilai error dan tingkat ketelitian untuk setpoint yang digunakan pada mikrokontroler terhadap hasil real pengukuran dan perhitungan. Adapun nilai rata- rata error adalah 16.02%. Hasil pengujian sistem kontrol dan monitoring gas karbondioksida dengan perlakuan setpoint konsentrasi karbondioksida 3% diperoleh hasil pengujian yaitu rata-rata konsentrasi karbondioksida 2.22%. Perbandingan konsentrasi karbondioksida antara setpoint dengan aktual berdasarkan perhitungan diperoleh nilai akurasi sebesar 74.26%. Adapun nilai rata-rata error adalah 25.73%. Besarnya nilai error dapat disebabkan oleh metode pengontrolan yang kurang baik sehingga menyebabkan terjadinya ketidaksamaan antara setpoint dengan nilai aktual pengujian.

## Simpulan
Sistem monitoring gas karbondioksida dan oksigen telah dapat dibentuk dan dilakukan uji coba. Hasil rancangan tersebut dapat digunakan untuk
mengendalikan kondisi gas yang ada di dalam ruang penyimpanan. Suhu rata-rata yang terbaca oleh sensor SHT11 adalah 9.88ºC, kelembaban rata- rata yang terbaca oleh sensor SHT11 yaitu 73.73%, konsentrasi karbondioksida rata-rata yang terbaca oleh sensor adalah 2.22%, dan konsentrasi oksigen yang terbaca oleh sensor adalah 4.63%. Rata-rata nilai error pengujian untuk suhu adalah 1.15%, rata- rata nilai error pengujian untuk RH adalah 2.33%, rata-rata nilai error pengujian untuk konsentrasi oksigen adalah 16.02% dan rata-rata nilai error pengujian untuk konsentrasi karbondioksida adalah 25.73%.

## Daftar Pustaka
Agustiningrum, D. A., B. Susilo, R. Yulianingsih. 2014. Studi Pengaruh Konsentrasi Oksigen pada Penyimpanan Atmosfer Termodifikasi Buah Sawo ( Achras zapota L.). Jurnal Bioproses Komoditas Tropis . 2(1): 22-34. Anisum, N. Bintoro, S. Goenadi. 2016. Analisis Distribusi Suhu dan Kelembaban Udara dalam Rumah Jamur (Kumbung) Menggunakan Computational fluid Dynamics. Journal Agritech, 36(1): 64-70.
Argo, B.D., A. Lastriyanto, P. Astuti. 2008. Sistem Monitoring Gas Oksigen dan Karbondioksida. Jurnal Rekayasa Mesin . 1(3): 84–90. Figaro Company. 2005. Technical Information for KE-Series. pp.1–10.
Jenkins, M. 2005. Unit 4: Temperature-Moisture Relationship Course Materials. Wildland Resources. Utah State University. http://www. ocw.usu.edu/ Accesed on: January 12 th 2017. Muchammad. 2006. Pengaruh Temperatur Regenerasi Terhadap Penurunan Kelembaban Relatif dan Efektifitas Penyerapan Uap Air pada Alat  Uji  Dehumidifier  dengan  Dessicant  Silica Gel. Journal Momentum , 2 (2): 32-40. Robinson dan Eskin. 2001. Food Shel f Life Stability . New York : CRC Press. Singh, H. dan N. Karpe. 2007. Effect of Measurement Error s on A Class of Estimators of Population Mean Using Auxiliary Information in Sample Surveys. Journal  of  Statistical  Research  of  Iran. 4.: 175–189. Suaib. 2011. Analisis varian bagi pengukuran berulang. Jurnal Agroteknos . 1(2): 107-113. Sumardi. 1999. Pengembangan Model Penyimpanan Buah  Tropika  dalam  Atmosfir  Terkendali  (CA): Kasus Durian [Disertasi]. Program Pascasarjana, IPB.
Suryana, C. 2012. Trainer Dispenser Hot and Cool Unit [Laporan penelitian]. Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta.