ALAT PENGASAP IKAN COLD SMOKING DENGAN MENGUNAKAN PID CONTROLER
Kevin Wirahadi Universitas Bina Nusantara, Jl. K. H. Syahdan No. 9, Kemanggisan / Palmerah Jakarta Barat, (021)- 534 5830 / 535 0660,
[email protected]
Rhesa Jonathan Universitas Bina Nusantara, Jl. K. H. Syahdan No. 9, Kemanggisan / Palmerah Jakarta Barat, (021)- 534 5830 / 535 0660,
[email protected]
Rudy Susanto S.Kom, M.T.I. Universitas Bina Nusantara, Jl. K. H. Syahdan No. 9, Kemanggisan / Palmerah Jakarta Barat, (021)- 534 5830 / 535 0660,
[email protected]
ABSTRAK
Pengasapan ikan adalah salah satu cara mengawetkan ikan hasil tangkapan laut yang umum dilakukan oleh masyarakat Indonesia, terutama Indonesia bagian timur. Tetapi pengasapan yang ada dan dipakai masih alat pengasap konvensional, yang tidak memiliki control suhu dan waktu, sehingga kualitas ikan yang dihasilkan tidak selalu baik bahkan terkadang busuk. Tujuan penelitian untuk membuat sebuah pengontrol otomatis, agar hasil ikan asap selalu stabil dan memiliki standar. Alat pengasap ini mengunakan ATMega8535 sebagai mikrokontroler dengan logic PID dengan sensor LM35 sebagai pembaca suhu dan rangkaian dimmer sebagai pengatur pemanas. Hasil penelitian menunjukan ikan yang dihasilkan dengan alat pengasap ini matang merata tanpa ada yang bagian yang gosong atau mentah, karena memiliki kontrol suhu.
Kata kunci : ikan asap, mikrokontroller, PID, dimmer, kontrol suhu.
ABSTRACT
Fish smoking is one of many ways to preserve fish in Indonesia, especially in the eastern Indonesia. Despite of that, the fish smoker which is being used is still an conventional. The smoker doesn’t have temperature control and timer, and because of that, not all of the fish smoked have the same good standard, some of them even become rotten in the smoking processs. Therefore, making an automated controller to control the temperature. By doing that, the smoked fish will have a good standard. This fish smoker use ATMega8535 as microcontroller, LM35 as heat sensors, and dimmer as heat rate controller. The result, as expected the fish is cooked completely without any part of it still raw or rot.
Keywords : Fish smoked, microcontroller, PID, dimmer, heat rate controller.
PENDAHULUAN
Aplikasi – aplikasi perangkat elektronika saat ini sudah banyak digunakan didalam kehidupan manusia khususnya dalam kebutuhan sehari-hari.Aplikasi tersebut digunakan untuk memudahkan pekerjaan manusia sehari-hari.Mudah dalam artiannya bukan hanya meringankan tenaga yang harus di keluarkan untuk pekerjaan tersebut.Tetapi juga dari segi waktu yang lebih efisien dan nilai (value) produk yang dibuat.Contoh yang paling sesuai adalah ketika proses pekerjaan yang sedang dilakukan memakan waktu banyak. Alat pengasap ikan menggunakan PID Controller merupakan salah satu aplikasi elektronika dari berbagai macam aplikasi yang ada. Pengasap ikan merupakan salah satu metode pengolahan makanan secara tradisional,dimana metode pengolahan tersebut masih digunakan didaerah pesisir pantai, khususnya pedagang ikan asap yang secara turun menurun menjadikan pengasapan ikan sebagai metodeutama untuk mengolah ikan. Pengolahan tersebut menggunakan media asapdari serbuk kayu yang dibakar sebagai bahan bakar utama untuk mematangkan ikan tersebut. Ikan tersebut akan diasapkan sekitar 12-24 jam untuk mendapatkan hasil yang sangat baik, baik dari segi rasa, tekstur daging ikan, dan tingkat kematangan.Menurut(Tri Margono, Detty Suryati, Sri Hartinah, Buku Panduan Teknologi Pangan, Pusat Informasi Wanita dalam Pembangunan PDIILIPI bekerjasama dengan Swiss Development Cooperation, 2000) Ciri-ciri khas ikan asap yang baik adalah rupa dan warna produk harus licin, mengkilat, dan berwarna coklat emas muda, bau dan rasa dari ikan memberikan bau atau aroma yang khas ( bau asap yang sedap dan merangsang selera ), dan berair”. Namun demikian, metode tersebut dianggap kurang maksimal penggunaannya, dimana dibutuhkan 12-24 jam pengerjaan sebelum ikan dapat dikonsumsi.Selain itu pula, menurut (Kobajashi T. Isamu1*, 2012)dengan waktu selama itu ikan yang dihasilkan belum tentu semuanya matang sempurna.Di bagian-bagian tertentu ditemukan ada yang menjadi busuk dan tidak layak untuk dimakan, dan dengan demikian secara otomatis akan mengurangi nilai kualitas, dan kuantitas ikan tersebut. Setelah mengetahui permasalahan utama diatas maka diperlukan suatu usaha untuk membantu para pedagang ikan asap tradisional dalam mengembangkan sistem yang sudah lama atau tradisional menjadi suatu sistem yang modern dan efisien. Dengan demikian para pedagang ikan asap dapat menjalankan usahanya dengan lebih efisien dan dapat menambah pemasukan dari sistem yang dibuat kedepannya. Mengacu kepada latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka diperlukan suatu rumusan masalah agar penelitian ini terarah dan mencapai kepada tujuan yang diinginkan. Rumusan masalah tersebut yaitu : 1. Apakah proses pengasapan otomatis dapat meningkatkan pengolahan ikan serta mampu mengefisiensikan waktu pengolahan tersebut ? 2. Seberapa stabil sistem dalam mengatur suhu? Adapun tujuan dari penelitian ini Antara lain : 1. Membuat suatu sistem pengasap ikan yang lebih modern. 2. Mengurangi waktu total yang dibutuhkan untuk mematangkan ikan asap. Sementara itu manfaat yang didapatkan dari penelitian ini adalah : 1. Meringankan beban kerja pengrajin ikan asap yang mengontrol pembakaran serbuk kayu secara berkala, menjadi otomatis dengan pengaturan panas yang otomatis sehingga tidak perlu menjaga panas secara manual.
2.
Mengurangi kecenderungan pengrajin mengidap penyakit ISPA (Infeksi Saluran Pernafasan Akut) karena menghirup asap yang terlalu banyak.
Menurut penelitian sebelumnya dari (Siswiyanti, 2008) Prinsip kerja alat pengasap ikan adalah, udara masuk melalui lubang ventilasi. Dengan adanya sirkulasi udara di dalam alat pengasap ikan , mengakibatkan sumber panas bara api membara sehingga menimbulkan asap. Dengan adanya tekanan udara luar alat pengasap ikan, maka sirkulasi asap terjadi, kemudian asap naik yang selanjutnya mengasapi ikan yang berada pada rak pengasap Dengan semakin banyak tekanan dari luar maka asap naik menuju cerobong yang kemudian keluar melalui celah diantara ujung cerobong dengan tutup pengaman cerobong.
Gambar 1 Bentuk Alat Pengasap Ikan.
METODE PENELITIAN
Mengacu kepada metode alat akan menggunakan mikrokontroller AVR sebagai kontroller utama dan empat buah sensor suhu sebagai pembantu pengaturan sistem ketika sedang berjalan. Kotak untuk pengasapan akan berbentuk seperti oven pada umumnya dengan pintu di bagian depan dan satu buah rak untuk penempatan ikan di dalam ruang pengasapan. Konstruksinya terbuat dari plat alumunium untuk membantu induksi panas saat sedang beroperasi. Desain dan bentuk alat :
Ganbar 2 Bentuk Luar Kotak Pengasapan
Ikan yang digunakan adalah ikan bandeng dengan berat berkisar 300gr alat dirancang sedemikian rupa dengan mengacu pada tinjauan pustaka dan diharapkannya alat akan berjalan sesuai dengan keinginan dan tujuan utamanya. Bagian dalam kotak akan diberikan pemanas elemen sebagai sumber utama pemanasan yang diatur oleh mikrokontroller. Pemanas yang dimaksud akan berada di sisi belakang dan kiri kanan ruangan pengasapan untuk memaksimalkan pemanasan. Ikan akan diletakkan secara vertikal pada rak yang ada di dalam ruang pemanas sehingga posisinya dikelilingi oleh pemanas. Untuk sumber asap digunakan pembakaran yang menghasilkan asap menggunakan wadah yang menampung serbuk kayu pada bagian bawah kotak yang akan langsung memberikan asap ruang pengasapan sehingga asap akan mengenai ikan. Pembakaran untuk sumber asap akan dimulai secara manual dengan menyalakan materi yang akan menghasilkan asap misalnya serbuk kayu. Kipas digunakan pada bagian ini untuk membantu pembakaran serbuk kayu yang menghasilkan asap. Selain memberikan rasa seperti pada metode cold smoking, asap juga akan memberikan sedikit panas pada ruangan pengasapan.
Alat akan menggunakan ATmega8535 untuk pengontrolan utama. Sensor suhu yang digunakan akan terhubung pada port A dari mikrokontroller sedangkan port B terhubung dengan LCD untuk tampilan. Motor driver yang terhubung dengan motor potensiometer pada rangkaian dimmer pemanas dipasang pada port C mikrokontroller dan port terakhir untuk push button. Sensor menggunakan port A karena sensor akan menerima masukkan sebagai analog dan harus menggunakan ADC agar bisa diproses.LCD akan menjadi tampilan utama dalam rangkaian, push button digunakan sebagai navigasi pengguna pada menu alat. Rangkaian dimmer digunakan dalam alat untuk membantu pengaturan elemen pemanas yang digunakan dalam ruangan pengasapan. Rangkaian digunakan untuk mengurangi kemampuan elemen pemanas jika suhu sudah mendekati batas yang diinginkan oleh pengguna. Jadi pemanas akan lebih “redup”. Agar dimmer bisa diatur lewat mikrokontroler maka digunakan potensiometer yang terhubung dengan motor, motor ini lah yang akan dikontrol oleh ATmega8535. Hal ini di harapkan dapat lebih menghemat energi daripada penggunakan skalar on-off untuk pemanasnya. Motor driver digunakan pada rangkaian untuk pengaturan motor yang ada di rangkian dimmer karena motor tidak bisa diatur secara langsung lewat port AVR. Motor akan dapat berputar searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam sesuai kondisi yang ada. Data yang diambil berupa suhu pada saat waktu – waktu tertentu untuk mengetahui apakah sistem sudah dapat menjaga suhu dengan stabil sesuai dengan suhu yang diinginkan oleh pengguna. Hal lain yang dilihat adalah hasil jadi ikan apakah sudah sesuai dengan kriteria – kriteria ikan asap yang baik, matang dan layak dimakan.
HASIL DAN BAHASAN
Pengontrolan temperatur di catat dalam jangka waktu 9 jam untuk melihat bisakah sistem menjaga suhu dalam waktu selama itu. Hasilnya dapat dilihat pada gambar dibawah.
Tabel 1 Pencatatan suhu setiap jam
Waktu
Suhu
30 menit
77OC
1 jam
75OC
2 jam
75OC
3 jam
76OC
4 jam
77OC
5 jam
76OC
6 jam
73OC
7 jam
74OC
8 jam
75OC
9 jam
76OC
Gambar 3 Grafik kestabilan suhu
Dapat dilihat bahwa sistem relatif stabil dan bisa menjaga suhu dalam jangka waktu yang cukup lama. Dalam data ini, alat dikondisikan untuk menjaga suhu di 75OC dan dilakukan pada ruangan terbuka. Suhu dapat relatif stabil karena sebelum suhu mencapai titik yang diinginkan, pemanas sudah akan diatur untuk mengurangi intensitas panasnya, sampai ke batas minimal mendekati off. Ini dilakukan untuk mengurangi overshoot yang terlalu jauh dari suhu yang diinginkan oleh pengguna. Setelah suhu turun ke titik tertentu, pemanas akan diberikan arus maksimal kembali agar intensitas panas yang dihasilkan kembali seperti semula.
Tabel 2 Tabel Pengaturan Suhu
Waktu
Suhu
Menit 30
77OC
Menit 31
76OC
Menit 32
74OC
Menit 33
75OC
Menit 34
76OC
Menit 35
75OC
Menit 36
74OC
Menit 37
75OC
Menit 38
77OC
Menit 39
75,5OC
Menit 40
74OC
Suhu (dalam OC)
Pengaturan Suhu 77.5 77 76.5 76 75.5 75 74.5 74 73.5 73 72.5
Suhu
Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit Menit 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Waktu
Gambar 4 Grafik Hasil Pengaturan Suhu Jangka 10 Menit
Jika diambil data secara lebih terperinci dalam jangka waktu sekitar sepuluh menit dan jeda setiap satu menit, pencatatan diambil saat menit 30 alat dinyalakan, dapat dilihat kenaikan dan penurunan suhu saat pengaturan suhu. Dimana suhu akan mengalami range threshold sekitar dua derajat untuk batas atas dan batas bawah penjagaan suhu. Suhu lebih mudah untuk terukur naik daripada turun karena sifat dari sensor suhu yang lebih mudah panas dan butuh waktu untuk menjadi lebih dingin atau menurunkan suhu. Analog digital Converter adalah salah satu fitur ATMega8535 yang digunakan pada penelitian ini. Karena kapasitas maksimum 1 register pada ATMega8535 hanya 8 bit, maka perlu diambil 2 kali agar memiliki nilai 10 bit. Cara ini dilakukan dengan membuat 1 buah variable 16 bit. Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Data ADC diambil dan disimpan sementara di ADCL (hasil ADC low) dan di ADCH (hasil ADC high). Hasil yang didapat dari ADCL adalah sebagai berikut: Bit 1
Bit 0
---
---
---
---
---
---
Hasil tersebut digeser 6 kali ke kiri (ADCL>>6), sehingga menjadi : ---
---
---
---
---
---
Data yang didapat dari ADCH adalah sebagai berikut:
Bit 1
Bit 0
Bit 9
Bit 8
Bit 7
Bit 6
Bit 5
Bit 4
Bit 3
Bit 2
Hasil tersebut digeser 8 kali ke kanan (ADCH<<8), sehingga menjadi : Bit 9
Bit 8
Bit 7
Bit 6
Bit 5
Bit 4
Bit 3
Bit 2
---
---
Lalu hasil pengeseran tersebut dimasukan ke dalam variable 16 bit yang sudah dibuat (variable16bit=ADCH||ADCL). Sehingga menjadi 1 buah variable dengan isi 10 bit: ---
---
---
---
---
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
SIMPULAN DAN SARAN Dengan dibuatnya perancangan ini dapat diambil kesimpulan bahwa dalam proses pengasapan ikan ini, ikan yang dihasilkan sudah masak dan bisa dikonsumsi dalam waktu pemrosesan sembilan jam. Bila dibandingkan dengan metode tradisional yang bisa memakan waktu diatas 12 jam untuk mendapatkan hasil yang maksimal, waktu yang dibutuhkan untuk pengasapan ikan sudah lebih singkat dengan hasil yang baik. Hasil yang baik itu adalah ikan yang memiliki ciri-ciri wana coklat emas, licin, mengkilat dan memiliki aroma asap yang khas. Pengontrol bisa mengatur suhu dalam ruangan pemanas lewat elemen pemanas yang ada dalam ruang dengan cukup stabil. Hal ini dimungkinkan dengan bantuan rangkaian dimmer sehingga logika dari ATmega8535 bisa mengatur arus yang akan masuk ke dalam elemen pemanas melalui rangkaian tersebut. Sistem pengaturan pemanas yang dibantu dimmer sebenarnya baik untuk digunakan dalam alat karena pemanas tidak harus dinyalakan dan dimatikan secara bergantian secara terus menerus sesuai keadaan yang dibutuhkan. Dibandingkan dengan SSR yang biasa digunakan dalam rangkaian serupa, akan menggunakan lebih banyak daya karena pemanas akan terus menyala dan mati dalam waktu dekat. Sebab itu penggunaan rangkaian dimmer lebih tepat dalam alat ini. Untuk pengembangan selanjutnya dapat menambahkan kipas untuk mengatur keluar masuknya asap pada ruang pengasapan. Ikan sebaiknya di bersihkan dulu isi perutnya agar tidak memberikan rasa pahit saat dimakan. Berikan lapisan dari bahan tahan panas lagi di bagian luar kotak pengasap agar kondisi kotak pengasapan tidak terlalu terpengaruh dengan suhu luar. Untuk bagian dimmer disarankan untuk menggunakan stepper motor agar lebih memudahkan pengontrolan.
REFERENSI Ali, M. (2004, Oktober). Jurnal Edukasi Elektro. PEMBELAJARAN PERANCANGAN SISTEM KONTROL PID DENGAN SOFTWARE MATLAB, 1-8. Kobajashi T. Isamu1*, H. P. (2012, Agustus). Jurnal Teknologi Pertanian. KARAKTERISTIK FISIK, KIMIA, DAN ORGANOLEPTIK IKAN CAKALANG (Katsuwonus pelamis) ASAP DI KENDARI, 105-110. Ogata, K. (2010). Modern Control Engineering. Siswiyanti, K. W. (2008). Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2008 Bidang Teknik Industri. PENGEMBANGAN ALAT PENGASAP IKAN, 5-6. Tri Margono, Detty Suryati, Sri Hartinah, Buku Panduan Teknologi Pangan, Pusat Informasi Wanita dalam Pembangunan PDII-LIPI bekerjasama dengan Swiss Development Cooperation. (2000, maret). ikan asap. (K. P. Esti, Penyunt.) ikan asap, 4. Yudianto, H. (2012). Jurnal Sistem Kontrol. PERANCANGAN SISTEM KONTROL PID MENGGUNAKAN SIMULINK.
RIWAYAT PENULIS Kevin Wirahadi lahir di kota Jakarta pada 30 Desember 1991. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Sistem Komputer pada 2015. Rhesa Jonathan lahir di kota Jakarta pada 21 September 1993. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Sistem Komputer pada 2015.
