Rekayasa , 2021; 14(3): 348-352 ISSN: 0216-9495 (Print) ISSN: 2502-5325 (Online)

## Perancangan Decoupling Control System Suhu dan Kelembapan Menggunakan Metode Kontrol PID pada Mesin Pengering Krupuk Tipe Trush Burner
Basruqi 1 , Muhammad Hasan Basri 1* , Amalia Herlina 1 , Ilmirizki Imaduddin 1
1 Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Nurul Jadid Karanganyar Kecamatan Paiton Probolinggo 67291 Jawa Timur *hasanmohammadbasri83@gmail.com DOI: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v14i3.11392

## ABSTRACT
Crackers are one of the traditional foods in Indonesia which now has many home industries to produce it. There are 3 ways of drying, including traditional, modern, and hybrid. In the study of designing a temperature and humidity control system using the PID method on a trush burner cracker dryer, it was carried out in a modern way, with the materials needed for design, plastic waste, Arduino Uno, DHT11 sensor, oven, boiler, and pump. From the test results, the maximum water pipe testing was carried out at a temperature of 53 o C, the maximum drying room temperature was 45 o C, and the maximum boiler temperature was 56 o C. The function of the temperature and humidity control system on the trush burner type cracker dryer helps dry crackers practically in rainy season conditions
Keywords :  crackers, dryers, arduino uno, DHT11 sensor

## PENDAHULUAN
Kerupuk  merupakan  salah  satu  makanan tradisional  di  Indonesia  yang  kini  telah  banyak home industry untuk memproduksinya. Berdasarkan observasi  yang  dilakukan,  pengeringan  kerupuk mentah dapat dilakukan dengan tiga cara, 1) secara tradisional,  yakni  dengan  penjemuran  atau dihadapkan  langsung  ke  matahari  (direct  solar drying)  dimana  alas  pengering  umumnya menggunakan bahan sederhana (anyaman bambu, kayu, kain, dsb), metode lain adalah dengan tungku pemanggang  konvensional  (cerobong  oven);  2) secara  modern,  yakni  menggunakan  oven  listrik; dan  3)  metode  hybrid  atau  campuran  antara tradisional  (dihadapkan  kearah  matahari)  dengan bantuan  alat.  Metode  yang  terlalu  tradisional  pun juga  kurang  ergonomi  dan  high-effort  karena pegawai  harus  rutin  menjemur  dikala  matahari mulai  terik  dan  meneduhkan  kerupuk  dikala menjelang  sore  serta  siap  siaga  ketika  suatu  saat terjadi  hujan.  Jika  terkena  air  hujan,  kerupuk tersebut akan rusak dan tidak layak jual (menyusut) karena kurang mekar ketika digoreng (Fuada, 2013). Pengeringan didefinisikan sebagai proses pengeluaran  kandungan  air  atau  pelarut  lainnya
dari zat padat menggunakan penguapan. Proses ini dipengaruhi  oleh  suhu,  kelembaban  udara, kecepatan  aliran  udar,  kandungan  air,  energi pengering,  dan  kapasitas  pengering.  Oleh  karena itu  diperlukan  alat  tepat  guna  untuk  memproses pengeringan (Hermawan et al., 2016).
Pengeringan  adalah  suatu  proses  pembuangan air  yang  terkandung  pada  suatu  material  yang dikeringkan. Pada proses pengeringan perlu adanya fluida  udara  kering  yang  mampu  menyerap  air  di dalam  material  tersebut.  Upaya  yang  dapat dilakukan  untuk  membuat  udara  kering  adalah dengan  melakukan  pemanasan  terhadap  udara tersebut  sebelum  melintasi  material  yang dikeringkan. Dengan kondisi udara yang panas dan kering  mampu  menyerap  air  yang  membasahi meterial tersebut sampai kering dalam waktu yang lebih singkat. Upaya yang dilakukan mendapatkan udara panas dan kering digunakan kombinasi dari dua sumber energi yang berbeda. Pada penelitian ini digunakan energi yang dihasilkan oleh kolektor surya  dan  energi  yang  dihasilkan  oleh  tungku biomassa (Suriadi et al., 2011). Proses pengeringan

## REKAYASA
Journal of Science and Technology https://journal.trunojoyo.ac.id/rekayasa
Article History: Received: May, 5 th 2021;  Accepted: August, 31 st 2021 Rekayasa ISSN: 2502-5325 has been Accredited by Ristekdikti (Arjuna) Decree: No. 23/E/KPT/2019 August 8th, 2019 effective until 2023
Cite this as:
Basruqi,  Basri,  M.H.,  Herlina,  A  &  Imaduddin,  I.  (2021). Perancangan Decoupling Control Sustem Suhu dan Kelembapan Menggunakan  Metode  Kontrol  PID  pada  Mesin  Pengering Krupuk Tipe Trush Burner . Rekayasa 14 (3). 348-352 doi: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v14i3.11392
© 2021 Basruqi, Muhammad Hasan Basri
adalah  perpindahan  panas  dan  uap  air  secara simultan  yang  memerlukan  energi  panas  untuk menguapkan kandungan air dari permukaan bahan oleh  media  pengering  yang  biasanya  berupa  uap panas. Dasar proses pengeringan adalah terjadinya penguapan  uap  air  antara  udara  dengan  bahan yang dikeringkan.
Faktor–faktor  yang  mempengaruhi  proses pengeringan  adalah  faktor  yang  berhubungan dengan  udara  pengering  (suhu,  kecepatan volumetrik,  kelembaban  udara),  dan  Faktor  yang berhubungan  dengan  bahan  yang  dikeringkan (ukuran  bahan,  kadar  air  awal  bahan,  tekanan parsial  dalam  bahan).  Pada  saat  proses  ini  terjadi perpindahan  massa  dari  bahan  ke  udara  dalam bentuk uap air sehingga terjadi pengeringan pada permukaan bahan. Setelah itu tekanan uap air pada permukaan bahan akan menurun setelah kenaikan suhu  terjadi  pada  seluruh  bahan.  Maka  terjadi pergerakan  air  secara  difusi  dari  dalam  bahan  ke permukaan  bahan  dan  seterusnya.  Proses penguapan  pada  permukaan  bahan  diulangi  lagi. Akhirnya setelah air bahan berkurang, tekanan uap air  bahan  menurun  sampai  terjadi  kesetimbangan dengan udara sekitarnya (Romadon, 2014).
Salah satu proses dalam produksi krupuk adalah proses  pengeringan.  Proses  pengeringan  krupuk yang dilakukan kebanyakan oleh masyarakat masih secara  konvensional,  yaitu  pengeringan  dilakukan di  tempat  terbuka  yang  bergantung  dari  sinar matahari.  Pada  pengeringan  tradisional  terdapat beberapa  rmasalahnya  itu  panas  yang  fluktuatif, kebersihan  yang  tidak  terjaga  dan  memerlukan tempat  yang  cukup  luas.  Mengingat  di  Indonesia terdapat  dua  musimya  itu  musim  kemarau  dan penghujan,  maka  salah  satu  hal  yang  menjadi kendala  dalam  produksi  kerupuk  adalah  proses pengeringan  disaat  musim  penghujan.  Dimana panas yang dibutuhkan dalam proses pengeringan tidak  bias  terus  menerusak  karena  adanya  hujan (Syafriyudin et al., 2009).
Pengelolaan  sampah  plastik  menjadi  masalah sebab  plastik  merupakan  material  yang  tidak  bisa terdekomposisi  secara  alami  (non  biodegradable) sehingga pengelolaan sampah plastik dengan land fill  maupun  open  dumping  tidak  tepat  dilakukan. Pengelolaan  sampah  plastik  dengan  cara pembakaran dapat menyebabkan dampak negative terhadap lingkungan berupa terjadinya pencemaran  udara  khususnya  emisi  dioxin  yang bersifat  karsinogen.  Pengelolaan  sampah  plastik
lainnya  adalah  dengan  mendaur  ulang  sampah plastik  menjadi  bentuk  lain,  namun  proses  daur ulang  ini  hanya  akan  merubah  sampah  plastik menjadi bentuk baru bukan menanggulangi volume sampah plastik sehingga ketika produk daur ulang plastik  sudah  kehilangan  fungsinya  maka  akan kembali  menjadi  sampah  plastik.  Oleh  karenanya diperlukan alternatif lain untuk menangani volume sampah plastik ini (Wahyudi et al., 2018). Salah satu alternatif  penanganan  sampah  plastik  adalah dengan  melakukan  proses  daur  ulang  (recycle). Pirolisis  sampah  plastik  merupakan  salah  satu bentuk  proses  daur  ulang  dengan  mengubah plastik  menjadi  bahan  bakar.  Selain  bermanfaat untuk mengurangi jumlah sampah plastik, pirolisis sampah plastik juga bermanfaat untuk menyediakan bahan bakar dengan nilai energi yang cukup  tinggi.  Secara  umum,  kurang  lebih  950  ml minyak  bakar  bisa  diperoleh  dari  pirolisis  1  kg plastic Polyolefin misalnya Polypropylene, Polyethylene dan Polystyrene (Thorat et al., 2013).
Suatu  sistem  kontrol  otomatis  dalam  suatu proses kerja berfungsi mengendalikan proses tanpa adanya campur tangan manusia (otomatis). Kontrol otomatis  mempunyai  peran  penting  dalam  dunia industri  modern  saat  ini.  Seiring  perkembangan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, sistem kontrol otomatis  telah mendorong manusia untuk berusaha  mengatasi  segala  permasalahan  yang timbul di sekitarnya dengan cara yang lebih mudah, efisien dan efektif. Adanya kontrol otomatis secara tidak langsung dapat menggantikan peran manusia dalam  meringankan  segala  aktifitasnya.  Dalam sistem kontrol kita mengenal adanya sistem kontrol Loop  Terbuka  (Open-loop  Control  System)  dan Sistem kontrol Loop Tertutup (Closed-loop Control System)  (Kunarso,  2015).  Sistem  kontrol  PID  di gunakan secara luas dalam sebuah industri karena hanya  dengan  desainnya  yang  sederhana  dan dengan  kemampuan  yang  optimal.  Kontrol  PID merupakan  proses  perhitungan  aksi  kontrol  atau perbedaan antara set point dengan keluaran sistem yang  kemudian  di  masukkan  ke  dalam  masukan kontrol sistem. Sistem kontrol PID dapat di gunakan dalam berbagai sistem seperti sistem kontrol close loop, sistem kontrol opened loop atau control on-off (Huda, 2020).

## METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini dilakukan beberapa langkah- langkah tahapan pada  perancangan sistem kontrol
decoupling untuk temperatur dan kelembaban pada mesin pengering krupuk tipe trush burner.

## Perencanaan
Pada  langkah  perancangan  sistem  kontrol  ini meliputi  semua  tahapan  pengerjaan  yang berhubungan  secara  langsung  pada  rangkaian, diantaranya :
a) Desaian  rangkaian  kontrol  dibutuhkan  untuk menganalisa rangkaian yang dibutuhkan untuk menunjang kerja sistem pada mesin pengering krupuk tipe trush burner.
b) Pembuatan  layout  pada  PCB  adalah  langkah untuk  pembuatan  skematik  menjadi  rangkaian board PCB.
c) Kemudian untuk langkah berikutnya pemasangan komponen-komponen pada mesin pengering  krupuk  tipe  trush  burner  untuk kontrol nya.
d) Untuk  langkah  terakhir  yang  akan  dilakukan adalah  pengujian  fungsional,  dan  pengujian kinerja.

## Perancangan Blok Diagram
Temperatur kontrol terdiri dari dua bagian yaitu sistem pemanas dan sistem pendinginan, diamana dapat dijelaskan diantaranya :
1. Sistem pemanasan Pada  proses  pengeringan  krupuk  tipe  trush burner pemanasan
dilakukan
dengan menggunakan aliran panas pada pipa yang masuk ke  ruang  bakar,  dengan  menyalakan  pompa  dan mematikan blower exhaust.
Gambar 1. Diagram Block Decoupling Control

## System Temperatur dan Kelembapan
2. Sistem pendinginan
Pada  proses  pengeringan  krupuk  tipe  trush burner  ini,  untuk  proses  pendinginan  ruang  bakar dilakukan  dengan  memanipulasi  blower  exhaust dan pump (on-off regulating). Humidity control pada pengering  krupuk  tipe  trush  burner  digunakan
untuk mengatur kelembaban ruang pengering agar sesuai  dengan  set  point  yang  didinginkan. Permasalahan  yang  terjadi  pada  sistem  mesin pengering krupuk tipe trush burner adalah terdapat coupling  karakteristik  antara  temperatur  dan kelembaban, sehingga dalam menerapkan kontrol proses  pada  mesin  pengering  krupuk  tipe  trush burner  ini  menjadi  permasalahan  yang  kompleks (non-linier sistem).

## Cara Kerja Sistem
Pada  tahapan  cara  kerja  sistem  pada  sistem kontrol  decoupling  untuk  temperatur  dan kelembaban  pada  mesin  pengering  krupuk  tipe trush burner, sebagai berikut :
a) Tegangan  yang  digunakan  DC,  dimana tegangan  awal  yang  dilakukan  menggunakan masukkan  PLN  berupa  AC  sebesar  220  volt, kemudian  dirubah  oleh  adaptor  menjadi  C  12 volt, setelah itu distabilkan menjadi 5 volt oleh rangkaian regulator.
b) Saat daya yang disambungkan dan saklar “on”, maka lampu indikator menyala dan power sudah masuk.
c) Setelah rangkaian kontrol tersuply pada power maka  mesin  pengering  krupuk  akan  standbay untuk  menunggu  pembacaan  sensor.  Apabila panas  sudah  masuk  ke  tray  maka  sensor mendeteksi suhu panas yang terjadi pada boiler dan ruangan (oven).

## HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Fungsional
Pengujian  fungsional  yang  akan  dilaksanakan pada  penelitian  ini  untuk  menguji  kontrol  tanpa bahan.  Apabila  dalam  pengujian  menghasilkan yang baik, maka  komponen yang akan digunakan pada  perancangan  mesin  pengering  krupuk  tipe trush burner dapat berjalan dengan baik dan lancar, sehingga dapat dilakukan perancangan.
1. Sistem Pembakaran
Beberapa  bagian  yang  berperan  penting  pada sistem  pembakaran  sampah,  diantaranya  tungku, sensor DHT 11, kontrol (on/off), pump, waktu, dan alarm.  Sistem  pembakaran  ini  dibutuhkan  untuk mengeringkan  krupuk  dengan  memanfaatkan panas  yang  dihasilkan  dari  pembakaran  sampah plastik.  Pada  proses  penyalaan  yang  dilakukan pertama  adalah  memasukkan  sampah  plastik  ke dalam  tungku,  setelah  itu  menunggu  selama  20 detik untuk memanaskan boiler yang sudah berisi air, lalu setelah boiler dalam keadaan panas, maka
akan dilairkan ke oven dengan menggunkan pump yang dilairkan melewati tray untuk masuk ke dalam oven dan dikeluarkan kembali ke boiler, secara terus menerus.
2. Sistem Blower Sistem blower yang ada pada mesin pengering krupuk  tipe  trush  burner  ini  berfungsi  sebagai sistem  pembuangan  kelebihan  suhu  panas  yang terjadi  di  oven  pada  waktu  proses  pengeringan krupuk.  Blower  ini  untuk  membantu  menstabilkan suhu  panas  yang  terjadi  didalam  oven.  Pada pengujian  sensor  suhu  dan  kelembaban  diberikan panas, saat 33 0 C sampai 56 0 C dengan mengontrol sensor saat proses pengeringan yang  terjadi.
3.  Uji  Decoupling  Control  System  Temperatur  dan

## Kelembapan
Pada pengujian sistem kendali ini menggunakan decoupling  control  system  temperatur  dan kelembaban  untuk  mengontrol  suhu  yang didinginkan  pada  proses  pengering  krupuk. Decoupling  control  system  mengatur  suhu  agar apabila terjadi kelebihan suhu dari yang diinginkan dapat  dikontrol  karena  sangat  berbahaya  yang dapat  mengakibatkan  kerusakan  pada  bahan  dan komponen,  sehingga  decoupling  control  system dapat mengontrol suhu yang melebihi set point.

## Pengujian Kinerja
Pengujian  kinerja  decoupling  control  system temperatur dan kelembaban pada mesin pengering krupuk tipe trush burner untuk mengetahui kinerja decoupling control system yang akan dinalisa suhu pipa alir, suhu ruang pengering, suhu boiler. 1. Analisis Suhu Pipa Alir
Hasil  dari  pengamatan  analisis  suhu  pipa  alir pada  pengering  krupuk  tipe  trusher  burner  dapat dilihat  pada  gambar  9.  Decoupling  control  system temperatur  yang  digunakan  dapat  berfungsi dengan  lancar.  Pada  gambar  dapat  dilihat bahwasanya  respon  suhu    pipa  alir  pengeringan berubah-ubah.  Respon  suhu  dalam  ruang  oven pengering  menggunakan  sampah  sampah  plastik sebagai bahan pembakaran. Utuk hasil pengeringan krupuk dengan menggunakan bahan bakar sampah plastik didapatkan suhu pipa alir tertinggi berkisar 53 o C,  sedangkan  suhu  setting  pada  ruang  oven pengeringan  krupuk  adalah  55 o C.  Yang  artinya penggunaan  sampah  plaik  sebagai  bahan  bakar untuk  pengering  krupuk  lebih  efektif  dan  efisien dalam  menghemat  biaya  produksi  krupuk,  dan dapat dijadikan alternatif pengeringan di kala waktu
hujan.  Hasil  dari  pengujian  pada  gambar  9 didapatkan  suhu  awal  dimulai  dari  35 o C  sampai 53 o C,  dimana  suhu  pipa  alir  setiap  percobaan didapatkan  hasil  yang  berubah-ubah  dengan setting respon 55 o C.
Gambar  2. Grafik Hasil Pengujian Suhu Pipa Alir 2. Analisis Suhu Ruang Pengering Pada ruangan pengering krupuk dibuat dengan ukuran diamater 250 cm kali 250 cm. Pada ruangan pengering  krupuk  berbentuk  balok  dengan berbahan  seng.  Bentuk  dari  ruangan  pengering diberikan  3  rak  agar  dapat  memperlancar  aliran sirkulasi temperatur dan kelembapan. Dari Gambar 3  dapat  dilihat  grafik  suhu  ruangan  pengering krupuk tipe trush burner, dimana kapasitas ruangan pengering  krupuk  ini  dibuat  untuk  bisa mengeringkan krupuk sekitar 10 kg dengan disusun 3 rak dengan per rak dapat di isi sekitar 3 kg, agar dapat  memaksimalkan  suhu  ruangan  yang maksimal.  Suhu  ruangan  yang  dihasilkan  pada mesin  pengering  krupuk  tipe  trush  burner didapatkan sihu maksimal 45 o C.
Gambar  3. Grafik Hasil Pengujian Suhu Ruangan Pengering
3. Analisis Suhu Boiler
Pada  tahapan  analisis  suhu  boiler  mesin pengering  krupuk  tipe  trush  burner  dapat  dilihat pada  Gambar  3,  dimana  grafik  yang  terjadi  pada
suhu  boiler  tejadi  peningkatan  setiap  kali percobaan, yang mana percobaan dilakukan selama 10  kali.  Hasil  dari  pengujian  suhu  boiler  dianalisi untuk bida didapatkan hasil yang maksimal dalam proses pengeringan krupuk. Pada Gambar 4 dapat dilihat  bahwa  suhu  boiler  terendah  berada  di percobaan 1 dengan hasil 38 o C dan suhu tertinggi pada  boiler  56 o C.  Setiap  percobaan  didapatkan hasil yang meningkat untuk suhu boiler.
Gambar  4. Grafik Hasil Pengujian Suhu Boiler

## KESIMPULAN
Dari  hasil  pengujian  dan  analisis  untuk perancangan  suhu  dan  kelembaban  pada  mesin pengering  krupuk  tipe  trush  burner,  didapatkan kesimpulan :
1. Fungsi  dari  kontrol  sistem  temperatur  dan kelembapan pada mesin pengering krupuk tipe trush  burner  membantu  mengeringkan  krupuk secara praktis dalam kondisi musim hujan.
2. Kontrol temperatur dan kelembapan pada mesin pengering  krupuk  tipe  trush  burner  hanya menguji  dan  menganalisa  hasil  dari  pipa  alir, suhu  ruangan,  dan  suhu  boiler  pada  mesin pengering krupuk.
3. Hasil  pengujian  pada  pipa  air  maksimal dilakukan  pada  temperatur  53 o C,  untuk  suhu ruang  pengering  maskimal  45 o C,  dan  untuk suhu boiler maksimal dihasilkan 56 o C.

## DAFTAR PUSTAKA
Ahmad  Nurul  Huda,  Ilmi  Rizki  Imaduddin,  Hilman Saravian Iskawanto, Rakhmad Gusta Putra. 2020.
“Perancangan Solar
Charge
Controler Menggunakan  Control  Proportional  Integral
Derivative  (PID)  Pada  Prototype  Traffic  Light”.
Journal  of  Electrical  Electronic  Control  and Automotive  Engineering  (JEECAE).    Vol.5,  No.2, November 2020.
Faris Rahmat Romadon. 2014. “Perhitungan Ulang Alat Pengering Kulit Sapi Untuk Bahan Kerupuk Rambak  Menggunakan  Bahan  Bakar  LPG Dengan  Daya  Tampung  3  Kg”.  Tugas  Akhir, Program  Studi  D3  Teknik  Mesin  Fakultas Teknologi  Industri  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember Surabaya 2014.
I Gusti Agung Kade Suriadi  Dan Made Ricki Murti,
2011.”Kesetimbangan  Energi  Termal  Dan Efisiensi  Transient  Pengering  Aliran  Alami Memanfaatkan  Kombinasi  Dua  Energi”.  Jurnal Teknik Industri. Vol. 12. 1, Februari 2011 : 34-40.
Jatmko Wahyudi, Hemain Teguh Prayitno, Arieyanti Dwi Astuti. 2018. “Pemanfaatan Limabah Plastik Sebagai  Bahan  Bakar  Baku  Pembuatan  Bahan Bakar Alternatif”. Jurnal Litbang Vol. XIV, No. 1 Juni 2018 : 58-67.
Kunarso, L. (2015). Rancang Bangun Sistem Kontrol Listrik Berbasis Web Menggunakan Server Online Mini  Pc  Raspberry  PI.  In  Skripsi.  Universitas Stikubank (UNISBANK).
S. Fuada, “Control System Design of Automatic Roof for Chips Drying Device (Software Version),” Int. J. of Scientific & Engineering Research (IJSER), Vol. 4(7), 1408 – 1412, Juli 2013. ISSN 2229-5518.
Syafriyudin,  Dwi  Prasetyo  Purwanto.  2009.  “Oven Pengering  Kerupuk  Berbasis  Mikrokontroler Atmega  8535  Menggunakan  Pemanas  Pada Industri  Rumah  Tangga”.  Jurnal  Teknologi, Volume 2 Nomor 1 , Juni 2009, 70-79.
Thorat,  P.V.  Warulkara,  S  &  Sathone,  H.  (2013).
Thermofuel  –  “  Pyrolysis  of  waste  plastic  to produce  Liquid  Hydroocarbons”.  Advances  in Polymer Science and Technology: An International Journal, 3(1), 14- 18.
Vendi  Hermawan,  Hari  Purnomo.  2016.  “Rancang Bangun  Mesin  Pengering  Untuk  Pengeringan Limbah  Seafood  ”.  Teknoin  Vol.  22  No  8 Desember 2016 : 619-628.