## RANCANG BANGUN SISTEM PERENDAMAN SESAAT YANG DILENGKAPI DENGAN SENSOR LEVEL
Asrizal Deri Futra*, Iwa Tama Putra*, dan Sumantri Kurniawan Risandriya*
 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Batam Jl. Ahmad Yani, Batam 29461, Indonesia E-mail: deri@polibatam.ac.id

## Abstrak
Sistem Perendaman Sesaat (SPS) merupakan salah satu teknologi pada kultur jaringan tumbuhan di mana jaringan tumbuhan direndam secara berkala. Pada saat perendaman, media cair mengalir dari wadah media cair ke wadah jaringan. Setelah proses perendaman selesai, media cair akan mengalir dengan sendirinya dari wadah jaringan ke wadahnya karena wadah media cair ditempatkan lebih rendah dibandingkan wadah jaringan. Sistem perendaman ini terdiri dari lima wadah media cair dan lima wadah jaringan yang dilengkapi dengan sensor level. Data waktu dan lama perendaman disimpan pada micro SD untuk melihat apakah SPS ini berjalan sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Pada saat proses perendaman, udara yang dialirkan menuju wadah media cair divariasikan 1 bar dan  1,5  bar  untuk  memindahkan  air  254,5  ml  yang  ada  dalam  wadah  media  cair.  Tekanan  1  bar  sudah  dapat mengalirkan  media  cair dari wadahnya  ke  wadah  jaringan dan    menimbulkan gelembung-gelembung air  yang lebih  sedikit  dibandingkan  tekanan  1,5  bar.  Dari  hasil  data  rekaman  pada  micro  SD  didapatkan  bahwa  waktu perendaman pada SPS ini sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
Kata kunci: Sistem Perendaman Sesaat, kultur jaringan tumbuhan, sensor level

## Abstract
Temporary Immersion System (TIS) is one of technologies for plant tissue culture  that the plant tissue is immersed temporarily. During the immersion period, the liquid medium flowed from the liquid jar to the tissue jar. After the certain time, the liquid medium would flow to its jar because the medium jars were placed below the culture jars. This immersion system consisted of five liquid medium jars and five tissue jars that integrated to level sensor. The data of immersion time and periods were recorded in micro SD to make sure that the system worked as time set. In the immersion process testing, the air pressures were varied, 1 bar and 1.5 bar to flow water of 254.5 ml from the liquid medium jars to the culture jars.  The pressure of 1 bar could drain the liquid medium from its jar to the culture jar and it caused less bubbles than 1.5 bar did. From the data recorded in micro SD, the time and duration of immersion was the same as time input.
Keywords: Temporary Immersion System, plant tissue culture, level sensor
Vol. 11 No. 2, October 2019, 130 -134 e -ISSN: 2548-9828

## 1. PENDAHULUAN
Sistem perendaman sesaat (SPS) atau Temporary Immersion  System (TIS)  merupakan  salah  satu  cara yang  digunakan  untuk  menumbuhkan  jaringan tumbuhan dengan merendam jaringan tersebut secara berkala.  Media  cair  dialirkan  untuk  memberikan nutrisi  pada  masa  pertumbuhan  jaringan  tumbuhan tersebut. SPS ini dapat digunakan untuk berbagai jenis tanaman,  seperti  sagu  [1,2],  tebu  [3],  dan    lain-lain. Ada  beberapa  jenis  tipe  SPS,  yang  salah  satunya adalah  tipe ebb-and-flow [4]  yang  mempunyai keunggulan, antara lain konstruksi dan automasi yang sederhana, serta menggunakan energi yang rendah [5]. Tipe ini menggunakan dua buah wadah tertutup, yaitu wadah  untuk  media  cair  dan  wadah  untuk  jaringan tumbuhan.  Kedua  wadah  tersebut  dihubungkan dengan  slang  yang  berfungsi  sebagai  jalur perpindahan media cair dari wadahnya menuju wadah jaringan,  dan  sebaliknya.  Proses  perendaman dilakukan  dengan  cara  mengalirkan  media  cair  dari wadahnya  ke  wadah  jaringan.  Setelah  proses perendaman  selesai,  media  cair  kembali  lagi  ke wadahnya  karena  perbedaan  posisi  antara  wadah kultur jaringan dan wadah media cair. Pada penelitian ini,  penulis  mengembangkan  metode ebb  and  flow dengan  menambahkan  sensor  level  yang  bertujuan untuk  memastikan  apakah  pada  saat  proses perendaman,  media  cair  mengalir  dari  wadahnya  ke wadah kultur jaringan dan setelah proses perendaman media  cair  kembali  ke  wadahnya.  Tujuan  penelitian ini  adalah  untuk  membuat  suatu  sistem  SPS  yang waktu  proses  pengaliran  media  cair  dapat  dipantau dan diharapkan dapat digunakan pada kultur jaringan tumbuhan.

## 2. METODE PENELITIAN
SPS terdiri dari perangkat keras ( hardware ) dan perangkat  lunak  ( software ).  Perangkat  keras  terdiri dari kompresor, valve , motor servo, wadah media cair, dan  wadah  jaringan.  Kompresor  digunakan  untuk menyuplai  udara  ke  wadah  media  cair. Valve digunakan untuk mengalirkan udara dan motor servo digunakan  untuk  membuka  dan  menutup valve . Gambar 1 menunjukkan blok diagram SPS.

## Gambar 1. Blok diagram SPS
Gambar  2  menunjukkan  desain  SPS.  Wadah media cair dan wadah jaringan masing-masing terdiri dari lima wadah media cair  dan lima wadah jaringan. Wadah media cair dan jaringan dihubungkan dengan slang untuk mengalirkan media cair dari wadahnya ke wadah  jaringan,  dan  sebaliknya.  Udara  dialirkan  ke wadah  media cair  yang  kedap udara dengan tekanan yang cukup supaya media cair yang ada pada wadah tersebut    dapat  mengalir  ke  wadah  jaringan.  Selama proses perendaman, udara terus menerus dialirkan ke wadah  media  cair  sesuai  dengan  waktu  yang ditentukan.  Setelah  proses  perendaman  selesai, pengaliran  udara  ke  wadah  media  cair  dihentikan sehingga  media  cair  yang  mengisi  wadah  jaringan mengalir  kembali  ke  wadahnya  tanpa  memberikan udara  pada  wadah  jaringan.  Hal  tersebut  disebabkan posisi  wadah  media  cair  diletakkan  lebih  rendah dibandingkan  wadah  jaringan.  Untuk  memastikan media  cair  tersebut  mengalir  ke  wadah  jaringan  dan kembali  lagi  ke  wadahnya,  maka  diletakkan  sensor level pada masing-masing wadah jaringan.
Gambar 2. Desain  SPS
Perangkat  lunak (software) dibuat  dengan menggunakan software arduino yang digunakan untuk menentukan kapan waktu perendaman dilakukan  dan

## Motor servo
Valve Wadah media cair dan wadah jaringan Kompresor
lama  perendaman.  Gambar  3  menunjukkan  diagram alir  program  yang  digunakan  untuk  memantau pengaliran media cair.
Gambar 3. Diagram alir program SPS
Pada  awalnya, valve dalam  kondisi  tertutup, sehingga  tidak  ada  udara  yang  mengalir  dari kompresor  ke  wadah  media  cair.  T1  dimasukkan untuk menentukan kapan waktu  perendaman dilakukan dan tX dimasukkan sebagai lamanya proses perendaman. RTC DS3231 digunakan untuk mengetahui  waktu  secara real  time sehingga  waktu perendaman  dapat  dibandingkan  dengan  waktu  pada
RTC. Ketika waktu perendaman sama dengan waktu pada RTC, motor servo akan membuka valve sehingga udara mengalir dari kompresor menuju wadah media cair  dan  mengalirkannya  ke  wadah  jaringan.  Selama proses  perendaman, valve selalu  terbuka.  Selain  itu, pada saat waktu pada RTC sama dengan   t2, t3, dan seterusnya maka data logger akan on untuk merekam waktu ketika valve terbuka dan tertutup kembali. Data tersebut  disimpan  menggunakan micro SD.  Setelah proses  perendaman  selesai,  motor  servo  berputar berlawanan arah untuk menutup valve , dan media cair mengalir kembali ke wadahnya.  Proses tersebut terus berlanjut sampai dengan waktu yang ditentukan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar  4  menunjukkan  sistem  perendaman kultur jaringan yang terdiri dari sepuluh wadah, yaitu lima wadah media cair dan lima wadah jaringan. Dari gambar 4 terlihat bahwa posisi wadah media cair lebih rendah dibandingkan dengan wadah jaringan. Sensor level diletakkan pada masing-masing wadah jaringan untuk  memastikan  media  cair  mengalir  dari  wadah media cair ke wadah jaringan, dan sebaliknya.

## Gambar 4. Sistem perendaman sesaat kultur jaringan
Pengujian  sistem  yang  telah  dibuat  dilakukan dengan  cara  mengatur  tekanan  udara  yang  mengalir dari  kompresor  dengan  menggunakan  regulator  dan menentukan  kapan  proses  perendaman  berlangsung dan lama perendaman tersebut. Untuk pengujian, air dengan  volume  254,5  ml  digunakan  sebagai  media cair.  Pengujian  sistem  udara  dilakukan  untuk mengetahui  seberapa  besar  penggunaan  udara  untuk sistem  ini.  Tekanan  udara  yang  digunakan  untuk
mengalirkan  media  cair  ke  wadah  jaringan divariasikan  1  dan  1,5  bar.  Gambar  5  menunjukkan waktu  rata-rata  yang  dibutuhkan  untuk  mengalirkan media cair ke wadah jaringan.
Gambar 5. Hubungan antara waktu yang dibutuhkan dengan wadah ke-  (proses  pengaliran  media  cair  ke  wadah  kultur jaringan)
Jika  tekanan  1  bar  digunakan untuk memindahkan  media  cair  dari  wadah  media  cair  ke wadah  jaringan,  waktu  yang  dibutuhkan  untuk mengalirkan  media  cair  dari  wadah  media  cair pertama adalah  14 detik sedangkan untuk tekanan 1.5 bar, waktu yang dibutuhkan adalah 11 detik. Waktu ini merupakan  waktu  yang  paling  cepat  dibandingkan dengan  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  mengalirkan media cair pada  wadah lainnya. Hal ini dikarenakan distribusi  udara  untuk  masing-masing  wadah  tidak sama.  Tekanan  1  bar  memberikan  aliran  yang  lebih stabil  dibandingkan  tekanan  1,5  bar.  Hal  ini dikarenakan pada tekanan 1,5 bar,  aliran udara yang keluar  sangat  deras  sehingga  menimbulkan gelembung-gelembung  air  yang  banyak.  Setelah proses  perendaman  selesai,  air  yang  berada  pada wadah jaringan akan turun dengan sendirinya karena posisi  wadah  media  cair  berada  lebih  rendah  dari wadah jaringan.
Gambar 6 menunjukkan grafik hubungan antara waktu yang dibutuhkan media cair mengalir kembali ke  wadah  kultur  jaringan  terhadap  masing-masing wadah.  Dari  gambar  6  terlihat  bahwa  waktu  yang dibutuhkan  untuk  kembalinya  media  cair  ke wadahnya tidak sama.
Gambar 6. Hubungan antara waktu yang dibutuhkan dengan wadah ke- (proses kembalinya media cair ke wadahnya)
Pengujian waktu perendaman ini untuk memastikan  apakah  proses  perendaman  berjalan dengan  baik  sesuai  dengan  waktu  yang  telah ditentukan. Pada pengujian ini sistem dijalankan enam kali  dalam  sehari  selama  seminggu  dengan  lama waktu setiap perendaman adalah satu menit.

## Tabel 1. Pengujian sistem waktu perendaman
Hari/ Tanggal 0:00 s/d 00:01 04:00 s/d 04:01 08:00 s/d 08:01 12:00 s/d 12:01 16:00 s/d 16:01 20:00 s/d 20:01 Rabu/ 13-12-17 √ √ √ Kamis/ 14-12-17 √ √ √ √ √ √ Jum'at/ 15-12-17 √ √ √ √ √ √ Sabtu/ 16-12-17 √ √ √ √ √ √ Minggu/ 17-12-17 √ √ √ √ √ √ Senin/ 18-12-17 √ √ √ √ √ √ Selasa/ 19-12-17 √ √ √ √ √ √ Rabu/ 20-12-17 √ √ √
Keterangan: √ : Sistem berjalan
Dari  tabel  1,  terlihat  bahwa  sistem  mulai dijalankan pada hari Rabu, 13/12/17 jam 12 siang, dan pengujiannya  berakhir  pada  hari  Rabu,  20/12/2017 jam 8 pagi. Secara keseluruhan sistem berjalan sesuai yang  diinginkan  sebanyak  42  kali.  Ketika  waktu pengaliran sama dengan waktu yang tertera pada LCD, maka  proses  pengaliran  berlangsung  selama  selang waktu 1 menit.  Sistem berjalan enam kali setiap hari dan terus berulang selama satu minggu.

## 4. KESIMPULAN
Sistem  Perendaman  Sementara  (SPS)  yang dilengkapi dengan sensor level telah dibuat. SPS ini diuji dengan menggunakan tekanan 1 bar dan 1.5 bar. Dari hasil pengujian, tekanan udara 1 bar merupakan tekanan yang paling cocok yang digunakan pada SPS ini  untuk  mengalirkan  media  cair  dari  wadah  media cair  ke  wadah  jaringan  karena  tekanan  1  bar  telah dapat memindahkan media cair ke wadah jaringan dan menimbulkan  gelembung-gelembung  air  yang  lebih sedikit  daripada  tekanan  1,5  bar.  Pada  pengujian waktu  proses  perendaman,  waktu  dan  lama  proses perendaman  pada  rancang  bangun  SPS  ini  sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.

## REFERENSI
[1]  Kasi,  P.D.,  Sumaryono,  "Perkembangan  kalus embriogenik sagu ( Metroxylon sagu Rottb.) pada tiga sistem kultur in vitro", Menara Perkebunan, vol.76(1), pp. 1-10, 2008.
[2] Riyadi. I., Efendi, D., Purwoko, B.S., Santoso, D.  “Embriogenesis  Somatik  Tidak  Langsung pada Tanaman Sagu (Metroxylon sagu Rottb.) Menggunakan  Sistem  Kultur  Suspensi, Perendaman Sesaat, dan Media Padat”, Jurnal
AgroBiogen 12(1):37–4.
[3]  Minarsih,  H.,  Riyadi,  I.,  Sumaryono,    Budiani, A., "Mikropropagasi tebu ( Saccharum officinarum . L) menggunakan
sistem perendaman  sesaat", Menara  Perkebunan, vol. 81(1), pp. 1-8, 2013.
[4]  Ducos, J.P., Terrier, B., Coutois, D., and Pétiard, V,  "Improvement  of  plastic-based  disposable bioreactors for plant science needs," Phytochemistry  Reviews, vol.  7,  pp.  607-613,
2008.
[5]  Georgiev,  V.,  Anika,  S.,  Atanas,  P.,  Bley,  T., "Temporary  immersion  systems  in  plant biotechnology",  Engineering  in  Life  Sciences, 14, pp. 607-621, 2014.