e-ISSN 2654 - 4733 Elektron Jurnal Ilmiah Volume 11 Nomor 1 Juni 2019

## Alat Pengeringan Cengkeh Otomatis Menggunakan Logika Fuzzy
Nadia Alfitri 1 , Amril 2 , Reno Fajar Sidiq 3 1 2 3 Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang nadianalfitri@pnp.ac.id
Abstract - Clove is one of the spices used as raw material for the industries of cigarettes, pharmaceuticals, cosmetics and spices in food ingredients. During the rainy season, dry clove production decreases, because farmers  have  difficulty  in  drying  their  clove  crops.  The  purpose  of  this  oven  is  to  replace  the  role  of natural drying by using an artificial machine and optimize the time and do not require extensive land for the  drying  process.  This  oven  uses  an  automatic  system  to  control  temperature conditions  in  the  drying box  (oven)  with  the  fuzzy  logic  algorithm  method.  For  optimal  drying  the  temperature  used  is  between 440C  to  470C  with  450C  set  point.  To  get  the  same  results  with  traditional  drying,  the  time  needed  for clove drying tools is ± 7 hours non-stop. The use of fuzzy logic algorithms that are applied to the device, can  maintain  the  normal  temperature  conditions  that  we  want  with  the  speed  of  the  motor  exhaust  fan according to decrease and increase in temperature. So that oven can dry the cloves optimally.
Keywords: clove, oven, fuzzy logic.
Abstrak  - Cengkeh  merupakan  salah  satu  rempah  yang  digunakan  sebagai  bahan  baku  industri  rokok,  farmasi, kosmetik dan rempah-rempah bahan makanan. Saat musim hujan, produksi cengkeh kering menurun, karena petani mengalami  kesulitan  dalam  mengeringkan  hasil  panen  cengkeh  mereka.  Tujuan  dari  pembuatan  alat  ini  adalah menggantikan peran pengeringan secara alami dengan menggunakan mesin buatan dan mengoptimalkan waktu serta tidak  memerlukan lahan  yang  luas  untuk  proses  pengeringan. Pembuatan  alat  menggunakan sistem  otomatis untuk megendalikan  kondisi  suhu  di  dalam  box  pengering  dengan  metode  algoritma  fuzzy  logic.  Untuk  pengeringan  yang optimal suhu  yang digunakan  yaitu  antara  44 0 C  sampai 47 0 C dengan setpoin  45 0 C.  Untuk  mendapatkan  hasil  yang sama  dengan  pengeringan  tradisional,  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  alat  mengeringkan  cengkeh  adalah  ±  7  jam tanpa  henti.  Penggunaan  algoritma  logika  fuzzy  yang  di  terapkan  pada  alat,  dapat  mempertahankan  kondisi  suhu normal  yang  kita  inginkan  dengan  kecepatan  motor  exhaust  fan  sesuai  dengan  menurunan  dan  kenaikan  suhu. Sehingga alat dapat mengeringkan cengkeh secara optimal.
Kata kunci: cengkeh, pengering, fuzzy logic.
© 2019  Elektron Jurnal Ilmiah

## I. PENDAHULUAN
Cengkeh  (Syzigium  aromaticum)  adalah  tanaman perkebunan    yang  dapat  mencapai  tinggi  hingga  20 meter.  Daun  mudanya  berwarna  merah  muda  terang, lalu  berubah menjadi hijau  kekuningan  setelah  tua  dan mengeras.  Bagian  yang  dimanfaatkan  dari  tanaman cengkeh  adalah  bunga  dan  daunnya.  Bunga  cengkeh berkelompok  dari  tiga hingga  sepuluh tangkai, dimana setiap  tangkai  berisi  rata-rata  tiga  kuntum  bunga. Cengkeh  merupakan  produk  rempah  yang  digunakan sebagai  salah  satu  bahan  baku  industri  rokok,  farmasi, kosmetik dan rempah-rempah bahan makanan. Besarnya  permintaan  cengkeh  dengan demikian  sangat ditentukan  oleh  perkembangan  dari  industri-industri tersebut. Saat  musim  hujan,  produksi    cengkeh  kering petani  mulai  menurun.  Petani  mengalami  kesulitan dalam  mengeringkan  cengkeh  basah  hasil  panen mereka.  Cengkeh  dapat  dikeringkan  pada  musim kemarau  dengan  bantuan  matahari  selama  4  hingga  5 hari  dengan  rata-rata  waktu  penjemuran  8  hingga  10 jam  setiap  harinya.  Sedangkan  pada  musim  hujan, pengeringan  memakan  waktu  hingga  6  sampai  10  hari tergantung intensitas hujan pada pengeringan  cengkeh.
Bertambahnya  lama  pengeringan  cengkeh  tersebut mengakibatkan  terjadinya  antrian  lahan  untuk  proses pengeringan  cengkeh  basah.  Petani  harus  menunggu terlebih  dahulu  dari  kelembaban  paska  hujan  untuk melakukan proses pengeringan cengkeh mereka.
Untuk  mengatasi  masalah  tersebut,  diperlukan  alat yang dapat melakukan pengeringan dari hasil pertanian cengkeh  yang  tidak  terpengaruh  baik  oleh  cuaca    dan juga  dapat  menghemat  lahan  dan  waktu  pengeringan yang diperlukan dibandingkan dengan hanya mengandalkan cahaya matahari saja. Proses penjemuran  alami  yang  digunakan  petani  dapat digantikan dengan suatu alat proses pengeringan secara otomatis,  dimana  sistem  ini  dilengkapi  dengan pengendali temperatur.
Dalam  beberapa  hasil  pengujian  dan  beberapa  data dan  literatur tentang  pemngeringan  cengkeh  dihasilkan bahwa kondisi optimum untuk pengeringan cengkeh ini adalah  pada  suhu  40 o C  sampai  50 o C.  Untuk  hasil  jika dibandingkan  antara  pengeringan  secara  tradisional menggunakan matahari dengan menggunakan pengeringan  buatan  menunjukan  mutu  yang  berbeda. Secara  umum  kondisi  penampakan  hasil  keduanya
Elektron Jurnal Ilmiah Vol . 11 No. 1 (2019)  29 – 33
sama,  yaitu  mempunyai  warna  coklat-hitam,  ukuran seragam  tidak  ada  cengkeh  yang  rusak  tidak  ada gagang  cengkeh  dan  kadar  air  dibawah  14%.  Namun kadar  minyak  atsiri  pada  pada  cengkeh  dengan pengeringan  buatan  lebih  tinggi  dari  pengeringan secara  tradisional,  karena  metode  ini  cengkeh  akan terkena radiasi langsung dari matahari yang menyebabkan  suhu  cengkeh  bisa  cukup  tinggi  yang mengakibatkan penguapan minyak atsiri [7] .
Dan  alat  ini  dapat  menurunkan  kadar  air  dan perubahan  suhu  yang  terjadi  didalam  box  pengering dapat  dipantau  dengan  pencapaian  suhu  setpoint  yang diinginkan  berdasarkan  pembacaan  dari  sensor.  Untuk membantu  perubahan  penurunan  dan  kenaikan  suhu yang  terjadi  pada  tabung  pengering maka pada alat  ini dipakai  motor  exhaust  fan  yang  kecepatan  putaran motornya  berdasarkan  perubahan  suhu  yang  terjadi didalam box pengering..

## II. METODE PENELITIAN
Secara  keseluruhan  alat  ini  tersusun  atas  bagian- bagian penting yang saling berhubungan satu sama lain yaitu  perangkat  keras  (hardware)  dan  perangkat  lunak (software)  dan  dapat  dikelompokkan menjadi  3  bagian utama  yaitu  proses  input,  pengolahan  data,  dan  ouput. Pengaturan  alat  secara  otomatis  dengan  menggunaan metoda  logika  fuzzy.  setiap  konsekuen  pada  aturan yang  berbentuk  IF-Then  harus  direpresentasikan dengan suatu  himpunan fuzzy dengan fungsi keanggotaan  yang  monoton.  Sebagai  hasilnya,  output hasil  inferensi  dari  tiap-tiap  aturan  diberikan  secara tegas  (crips)  berdasarkan  α-predikat  (fire  strength). Hasil  akhirnya  diperoleh  dengan  menggunakan  rata- rata  terbobot.  Proses  defuzzifikasi  dilakukan  untuk menghimpun  input  yang  terdiri  dari  komposisi  aturan- aturan  fuzzy,  sedangkan  output  yang  dihasilkan merupakan  suatu  bilangan  pada  domain  himpunan fuzzy tersebut. Sehingga jika diberikan suatu himpunan fuzzy  dalam  range  tertentu,  maka  harus  dapat  diambil suatu nilai crips tertentu sebagai output.
Deffuzifikasi :
Zt=((br1*z1)+(br2*z2)+(br3*z3)+(br4*z4)+(br51*z51) +(br52*z52)+(br6*z6)+(br7*z7)+(br8*z8)+(br9*z9))
/(br1+ br2 + br3 + br4 + br5 +br5 + br6 + br7 + br8 + br9)
2.1 Blok Diagram
Berikut blok diagram dibawah ini menjelaskan tentang sistem pengering cengkeh secara keseluruhan.
MIKROKONTROLER ATMEGA 328 ARDUINO UNO SENSOR SUHU LM35 DRIVER RELAY LCD MOTOR HEATER CATU DAYA 12 V Keterangan : Catu daya

## Gambar 1. Blok Diagram Alat Penegring Cengkeh
Fungsi masing-masing blok :
1. Sensor  LM35  berfungsi  untuk  mengukur  nilai suhu yang terbaca pada box pengering..
2. Mikrokontroler  berfungsi  untuk  mengolah  data input dari sensor LM35.
3. Driver  motor  berfungsi  sebagai  saklar  untuk menghidupkan  motor  sesuai  dengan  nilai  logika yang dikirimkan oleh mikrokontroler.
4. Relay berfungsi sebagai saklar untuk menghidupkan  dan  mematikan  heater  dengan sistem pengontrolan ON-OFF berdasarkan setpoint suhu.
5. Motor  berfungsi  untuk  menggerakkan  fan  ruang box pengering.
6. LCD  berfungsi  untuk  menampilkan  nilai  suhu yang  terbaca  serta  berapa  lama  waktu  yang digunakan untuk sistem pengeringan.

## 2.2 Perancangan hardware
Proses  input  yang  diinginkan  dapat  diatur  melalui setpoint pada mikrokontroler  untuk mengaktifkan plant (motor  dan  heater).  Pada  saat  alat  aktif,  elemen pemanas (heater)  mulai bekerja dan sensor LM35 akan membaca  suhu    ruang  box  pengering.  Heater  akan bekerja pada batas suhu normal dari setpoint dan tidak aktif  apabila  suhu  diatas  batas  suhu  normal  yang diberikan.  Motor  fan  akan  bekerja  apabila  suhu  naik menjadi  46 0 C  yang  terbaca  oleh  sensor  suhu  LM35. Proses  selanjutnya  yaitu  pengolahan  data  pada mikrokontroler dari sensor. Nilai ini nantinya berfungsi untuk  mengatur  kecepatan  motor  fan  dan  on-off  relay. Kecepatan  motor  akan  diatur  berdasarkan  metoda fuzzy,  dimana  kecepatan  motor  fan  merupakan  output deffuzikasi pada fuzzy control. Pada saat suhu melebihi batas normal ( >50 0 C ) maka kecepatan motor fan akan bertambah  dan  heater  akan  di  nonaktifkan  oleh  solid state  relay.  Motor  fan  akan  tetap  aktif  untuk menurunkan suhu pada box pengering agar suhu ruang pada box kembali normal.   Dari  tampilan  LCD  dapat melihat  kenaikan  dan  penurunan  suhu  yang  terbaca oleh sensor.
Elektron Jurnal Ilmiah Vol . 11 No. 1 (2019)  29 – 33
2.3 Perancangan Software
Perancangan  perangkat  lunak  merupakan  perancangan mengenai algoritma pemograman yang akan digunakan pada alat pengering cengkeh ini. Algoritma merupakan garis  besar  jalannya  suatu  program.  Salah  satu  bentuk algoritma  dituangkan  dalam  bentuk  diagram  alir  ( flowchart ).
SENSOR LM 35 44 º C < Suhu < 47 º C HEATER OFF HEATER ON FUZZIFIKASI RULE BASE INFERENSI DEFUZZIFIKASI Motor Berputar Sesuai Input PWM START STOP T Y

## Gambar 2.Flowchart Alat Pengering cengkeh
Flowchart diatas  dapat menggambarkan  cara  kerja  alat secara keseluruhan. Dimulai pada tahap awal ( START )  kemudian  dilanjutkan  dengan  pembacaan  suhu  pada box  pengering  cengkeh.  Apabila  suhu  terbaca  <  45 0 C heater  akan  aktif  (keadaan  ON).  Pada  suhu  ≥  45 0 C maka  alat  akan  lanjut  bekerja  berdasarkan  rule Fuzzifikasi yang dibuat. Sehingga kecepatan motor fan akan  berputar  sesuai  dengan  data  input  yang dimasukkan.  Heater  akan  aktif  sampai  batas  setpoint yang  ditentukan  dan  program  akan  terus  beroperasi sesuai dengan kondisi suhu pada data alat percobaan.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Selanjutnya  dilakukan  pengujian  untuk  mengetahui apakah  sistem  yang  dibuat  telah  sesuai  dengan  yang direncanakan.  Selain  untuk  mengetahui  apakah  sistem sudah  bekerja  dengan  baik  sesuai  dengan  yang diharapkan.
Pada  proses  pengeringan  yang  dilakukan,  berat cengkeh  yang  di  timbang  adalah  500g.  Proses pengeringan    dilakukan  dengan  cara  meletakkan cengkeh  pada  rak  pengering  yang  berada  dalam  box pengeringan.  Heater  akan  aktif  dan  menaikan  suhu didalam  box.  Sensor  LM35  berada  didalam  box pengering untuk membaca perubahan suhu. Pengambilan data dilakukan dengan cara menampilkan nilai  suhu  dan  nilai  kecepatan  motor  fan  pada  serial monitoring Arduino. Sementara untuk hasil pengukuran nantinya  kita  menampilkan  hasil  pada  sebuah  LCD, program  serial  monitoring  Arduino  diganti  dengan program  serial  print  LCD  sehingga  data  pengukuran data ditampilkan pada LCD.
Untuk  perhitungan  daya  yang  dari  output  yang digunakan pada alat ini adalah:
Tabel 1. Daya Heater yang Digunakan
Pada alat digunakan 10 buah heater persegi panjang dengan  daya  50  watt,  dengan  begitu  total  daya  yang digunakan untuk seluruh heater persegi panjang adalah 500  watt  dan  6  buah  heater  persegi  panjang  dengan daya 40 watt, dengan begitu total daya yang digunakan untuk  seluruh  heater  persegi  panjang  adalah  40  watt. Dari  perhitungan  daya  untuk  seluruh  output  yang digunakan  pada alat,  didapatkan  daya  total  yaitu  :  740 Watt.  Untuk  mendalami  analisa  dan  membandingkan efek  dari  penggunaan  metoda  fuzzy,  penulis  membuat perbandingan alat saat menggunakan metoda fuzzy dan saat tidak menggunakan metoda fuzzy.
Tabel 2. Hasil pengukuran suhu pada saat 13 menit awal menggunakan metoda fuzzy.
Berdasarkan  tabel  di  atas  dapat  dilihat  bahwa  suhu awal  pada  pengujian  adalah  28 0 C.  Setelah  13  menit
Elektron Jurnal Ilmiah Vol . 11 No. 1 (2019)  29 – 33
Elektron Jurnal Ilmiah Vol . 11 No. 1 (2019) 29 – 33
pengukuran  suhu  mencapai  keadaan  44.94 0 C  sudah mendekati suhu yang diinginkan yaitu 45 0 C.
Tabel 3.  Hasil pengukuran suhu pada alat mencapai   keadaan yang inginkan 13 menit tanpa menggunakan metoda fuzzy.
Tabel 4. Hasil defuzzyfikasi PWM terhadap suhu
Kipas  akan  hidup  apabila  suhu  ≥  44 0 C  dengan mendapatkan  nilai  kecepatan  motor  berdasarkan kenaikan  suhu  yang  terjadi.  Kipas  (motor  exhaust  fan) disini  berfungsi  untuk  menjaga  penurunan  dan kenaikan  suhu  yang  terjadi  agar  didapatkan  kondisi suhu  normal  (  ≥45 0 C  –  ≤  47 0 C  ).  Selisih  perubahan suhu  yang  terjadi  setelah  pencapaian  set  point  awal, sesuai dengan pengondisian suhu normal.
Jika  dibandingkan  antara  kedua  hasil  pengujian  baik menggunakan logika fuzzy maupun tanpa logika fuzzy untuk  mencapai  suhu  awal  memerlukan  waktu  yang hampir sama. Akan tetapi untuk mempertahankan suhu yang  diinginkan  sangat  berbeda  dan  dapat dilihat pada gambar grafik dibawah ini
Gambar 2. Grafik Perbandingan Kontrol Suhu dengan dan tanpa
metoda logika fuzzy
Dapat  dilihat  dari  grafik  perbandingan  sangat  jelas dalam  memperhalus  kontrol  suhu  dalam  box  dengan waktu  yang  sama.  Hasil  pengontrolan  menggunakan fuzzy  lebih  halus  (smooth)  jika  dibandingkan  tanpa fuzzy. Dan untuk melakukan pengeringan sendiri waktu yang  diperlukan  untuk  mencapai  cengkeh  yang  kering jika tidak menggunakan logika fuzzy lebih lama ±1 jam dibandingkan dengan menggunakan metoda fuzzy.
Untuk hasil cengkeh sendiri antara kedua cara tersebut memiliki bentuk, warna dan aroma yang sama sehingga keuntungan  dalam  penggunaan  metoda  fuzzy  dalam proses  perngeringan  sendiri  menghasilkan  cengkeh kering sedikit lebih cepat dibandingan tanpa menggunakan metoda.
Dari  hasil  pengukuran  dan  pencarian  nilai  terkecil tersebut,  dapat  dilakukan    proses  defuzzyfikasi langsung  dengan  metoda  centroid  (rata-rata  berbobot). Perhitungan crips output dinyatakan dengan rumus :
z =
((br1*z1)+(br2*z2)+(br3*z3)+(br4*z4)+(br5*z5)+(br5 *z6)+(br6*z7)+  (br7*z8)+(br8*z9)+(br9*z10)); z  =  (0.9*9)  +  (0*0)  +  (0*0)  +  (-0.9*9)  +  (-0.9*-19)  + (-0.9*19) + (-0.9*-9) + (0*0) + (0*0) + (0*0) = 8,1 t = (br1+br2+br3+br4+br5+br5+br6+br7+br8+br9); t = (0.9) + 0 + 0 + (-0.9) + (-0.90) + (-0.90) + (-0.9) + 0 + 0 +0 = -2,7
Jadi hasil output yang dihasilkan adalah :
ZT = z/t = 8,1/-2,7=-3
PWM motor = PWM tadi + ZT= 220,43 + (-3)= 217,43 adalah PWM sekarang.
Jika dibandingkan dengan hasil PWM yang didapatkan dengan  hasil  yang  terbaca  pada  alat  saat  menit  ke-140 yaitu  PWM  217,43,  dengan  kata  lain  hasil  yang didapatkan  sama  dengan  data  PWM  yang  ditampilkan pada LCD.
Elektron Jurnal Ilmiah Vol . 11 No. 1 (2019)  29 – 33

## IV. KESIMPULAN
Setelah  dilakukan  pergujian  dan  pengukuran  pada  alat secara langsung maka dapat diambil kesimpulan :
1. Panas  pada  box  pengering  dapat  mencapai  suhu yang  di  inginkan  setelah  14  menit  dan  untuk mendapatkan  cengkeh  kering  memerlukan  waktu ± 7 jam.
2. Fuzzy  Logic  digunakan  untuk  mengontrol kecepatan fan exhaust.
3. Penggunaan  metoda  fuzzy  logic  yang  diterapkan pada  alat  dapat  mempertahankan  kondisi  suhu stabil ( ≥44 o C - ≤ 47 o C).
4. Kontrol  suhu  saat  menggunakan  logika  fuzzy lebih baik dari pada tanpa menggunakan fuzzy.
5. Hasil  yang  didapatkan  tanpa  menggunakan  fuzzy ±  1  jam  lebih  lama  dibanding  menggunakan metoda fuzzy.

## REFERENSI
[1] Datasheet Arduino Uno
[2] Datasheet LM35
[3] Dinas  Perkebunan  Provinsi  Jawa  Timur.2013, Budidaya Tanaman Cengkeh ,Surabaya:dinas Pertanian
[4] Fitzgerald,A.E.1981.” Dasar-Dasar Elektroteknik” ,Bandung;Erlangga
[5] Karo,Trudly.” Spesifikasi Elemen Pemanas Persegi Panjang” 20 September 2016. https://www.tokopedia.com/cvttg/elemen-pemanas-tipe-kabel- high-qualityheater-body-magic-com [6] Karo,Trudly.” Spesifikasi Elemen Pemanas Persegi” 20 September  2016.  https://www.tokopedia.com/cvttg/elemen- pemanas-tipe-kabel-high-qualityheater-penutup-magic-com
[7] Nugroho,W.H.2002.” Uji Performansi Alat Pengering Cengkeh Tipe Efek Rumah Kaca, Bogor:Fakultas Pertanian ITB
[8] Nuzband,K.N.2014.” Uji Aktifitas Antidepresan Ekstrak Bunga Cengkeh  pada  Mencit  Putih  Jantan  dengan  Metoda  Forced Swim Test” ,Samarinda:Akademi Farmasi Samarinda
[9]  Prastyawan,D.2015.” Implementasi  Mikrokontroler  Atmega8I Untuk Pengeringan Cengkeh Pada KUD Ngadirajo, Yogyakarta:STKIP PGRI Pacitan
[10] Tooley,Mike.1995.” Rangkaian Elektronik Prinsip dan
Aplikasi” ,Jakarta:Erlangga