BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Electronic nose (e-nose) adalah sebuah instrument yang digunakan untuk
mendeteksi bau atau aroma. Sistem ini dibangun atas larik sensor gas yang dikenal dengan sistem olfaktori elektronik karena e-nose mempunyai kemampuan meniru kerja indera penciuman manusia. Oleh karena keluaran sistem e-nose ini berupa sinyal, maka sinyal tersebut merupakan pola-pola yang mewakili masing-masing aroma sehingga dapat diterapkan untuk aplikasi identifikasi, perbandingan, kuantifikasi dan klasifikasi berdasarkan aroma. Selain itu e-nose juga menggunakan dasar pengolahan pengenalan pola (pattern recognition) yang dihasilkan dari sederetan larik sensor gas sebagai metode analisisnya. Identifikasi analisis electronic nose juga bisa melalui Jaringan Syaraf Tiruan (JST) seperti Backpropagation (BP) dan beberapa metode JST lainnya. Dari beberapa penelitian tentang e-nose yang pernah dilakukan diantaranya terdapat dalam bidang makanan (food) seperti melihat uji cepat mutu beras aromatik (Wijayanti,S dkk, 2013), Minuman (Baverage) (Asyikeen, N dkk, 2013), klasifikasi teh hitam (Tudu, B dkk, 2008), dan Lingkungan (environment) (Firdaus, R., 2013). Berdasarkan jenisnya electronic nose (e-nose) dibagi menjadi dua jenis yaitu direct dan indirect (Pearce, dkk., 2003). E-nose model direct (langsung) adalah e-nose dengan model pengambilan aroma langsung terhadap sampel, pengukuran yang dilakukan pada sistem direct langsung dari nilai steady state yang dicapai oleh sensor. E-Nose pada sistem direct pengambilan aroma dengan cara menghadapkan sensor langsung pada objek sampel uji. Keuntungan dari enose dengan model direct yaitu pengambilan sampel sangat mudah dan jarak antara sensor dan aroma sangat dekat. Namun kelemahan pada sistem ini masih terdapat gangguan dari aroma udara-udara sekitar sehingga pembacaan sensor masih terganggu. Sedangkan pada sistem indirect model pengambilan aromanya melalui aliran udara yang dibawa dari ruang sampel. Dalam sistem e-nose model indirect ini, sampel uji ditempatkan pada ruang sampel dan aroma yang dihasilkan berasal dari ruang sampel tersebut. aroma yang dihasilkan pada ruang sampel
1
2
tersebut dibawa ke sensor dengan memanfaatkan aliran udara melalui selangselang dan kran (valve) yang diatur penggunaannya. Keuntungan dari e-nose sistem indirect ini adalah pengaruh aroma lain yang berasal dari luar dapat diminimalisir. Sedangkan kelemahan dari model indirect ini adalah tahap preparasi sampel yang lebih lama daripada pada model direct (Pearce, dkk., 2003). Selama ini electronic nose sistem indirect digunakan untuk mendeteksi sampel-sampel dengan senyawa volatil seperti alkohol, setelah senyawa volatil keluar baru bisa dibaca oleh sensor gas. Senyawa volatil merupakan senyawa yang mudah menguap. Teh merupakan jenis tumbuhan yang didalamnya terkandung banyak komposisi kimia yang sangat kompleks, terdiri dari polifenol, asam amino, karbohidrat, protein, klorofil, fluor, mineral. Didalam teh juga terdapat volatil. Pada pengujian electronic nose, senyawa volatil yang sulit keluar seperti teh lebih banyak menggunakan sistem direct. Tetapi karena teh mempunyai senyawa volatil maka seharusnya bisa diuji dengan electronic nose dengan sistem indirect dimana antara sensor dan chamber sampel terpisah. 1.2
Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka yang menjadi rumusan masalah
penelitian ini adalah bagaimana membuat sistem aliran pada hidung elektronik indirect agar bisa mendeteksi aroma teh. 1.3
Batasan Masalah Dalam pembuatan dan uji coba sistem ini, diberikan beberapa batasan
masalah sebagai berikut : 1. Pengaturan laju aliran udara diatur menggunakan flowmeter dengan sistem pengaturan manual, dan tekanan dalam aliran udara diasumsikan stabil pada tekanan 12 psi dan kecepatan aliran 3 lt/m. 2. Jenis kendali heater menggunakan sistem on-off dengan driver relay sebagai aktuator/plant. 3. Larik sensor yang digunakan pada electronic nose terdiri dari sensor TGS 813, TGS 822, TGS 2600, TGS 2602, TGS 2620, TGS 2610, 2611, TGS 2612
3
4. Sensor-sensor gas yang dipakai tidak terseleksi (unselected) atau umum hanya untuk sampel tertentu. 5. Sampel untuk uji sistem aliran adalah teh (volatil lemah), alkohol (volatil), dan pewangi pakaian (volatil). 6. Pembedaan aroma sampel dilakukan dengan respon sensor dengan normalisasi baseline dan grafik radar 1.4
Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan mengimplementasikan
sistem pengalir dari electronic nose indirect untuk mendeteksi aroma teh. 1.5
Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini diharapakan mampu menjadi alat
penunjang untuk kebutuhan akan riset di lab riset Elektronika dan Instrumentasi khususnya dan lab riset lain pada umumnya. 1.6
Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang dipakai dalam penelitian ini meliputi: 1. Melakukan identifikasi masalah dari tema yang dilatarbelakangi oleh keadaan dan permasalahan kondisi saat ini, menganalisis sebagai permasalahan yang masih ada, dan mencari solusi atas masalah yang ditemukan. 2. Merumuskan tujuan dari penelitian. Tujuan penelitian ini adalah merancang dan mengimplementasikan e-nose dengan sistem mengalir. 3. Melakukan pembelajaran lebih lanjut tentang sistem yang dibahas pada penelitian ini dengan metode: a.
Studi literatur, yaitu mempelajari artikel, makalah, ebook, jurnal, karya tulis serta buku-buku terkait dengan sistem E-Nose dan sensor gas serta heater.
b.
Studi konsultasi kepada dosen pembimbing mengenai rancangan sistem.
c.
Studi diskusi bersama team yang melakukan penelitian yang serupa mengenai metode dan cara kerja sistem.
4. Membuat perancangan sistem yang terdiri dari hardware, yaitu:
4
a.
Merancang ulang desain hardware yang merupakan pengembangan dari alat enose sebelumnya, dimana pada sistem sensor gas menggunakan sensor TGS sebagai input, mikrokontroler Arduino Mega 2560 sebagai pengolah sinyal masukan dari sensor, pengendali sistem katup aliran dan komunikasi dengan PC. Kemudian terdapat heater pada ruang sampel dan terakhir adalah sistem aliran dimana pada sistem ini dibuat sistem Flow Air (aliran udara) dengan menggunakan solenoide valve, flowmeter, dan selang-selang.
5. Pengujian pada bagian sistem yaitu pada kinerja hardware meliputi pembacaan ADC yang digunakan, regulator, larik sensor TGS nya, heater keadaan chamber sampel, tekanan pada sistem aliran, pengujian pada sampel teh dan melihat responnya serta membandingkan respon dari teh dengan sampel uji alkohol dan pewangi pakaian, uji komunikasi pada PC dengan menggunakan software LabVIEW sebagai GUI. 6. Tahap terakhir yaitu dilakukan analisis data yang didapat dari pengujian alat saat melakukan ambil data. Dari semua proses ini akan didapat kesimpulan. 1.7
Sistematika Penulisan Laporan penelitian ini terdiri dari tujuh bab, di mana isi dari setiap bab
adalah: BAB I : PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang masalah yang diteliti, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah pada penelitian, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan laporan penelitian. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
5
Memuat penjelasan singkat mengenai alat deteksi yang sudah pernah dibuat oleh penulis lain atau sistem terkait yang pernah diteliti yang berhubungan dengan sistem yang sedang penulis teliti BAB III : LANDASAN TEORI Berisi mengenai teori dan penjelasan mengenai komponen-komponen yang diterapkan pada sistem, sebagai dasar penulis untuk melakukan penelitian. Teori-teori tersebut berupa teori mengenai perangkat keras dan perangkat lunak dari sistem. BAB IV : PERANCANGAN SISTEM Berisi penejelasan mengenai perancangan sistem keseluruhan yang dibuat. Mulai dari penjelasan sistem secara umum, hingga penjelasan mengenai komponen yang digunakan dalam membangun sebuah sistem. BAB V : IMPLEMENTASI Berisi penjelasan tentang penerapan sistem dari rancangan yang telah dibuat sebelumnya yang meliputi implementasi rancangan perangkat keras dan integrasi dengan perangkat lunak. BAB VI : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Berisi hasil pengujian fungsionalitas sistem, baik perbagian maupun sistem secara keseluruhan. Hasil yang diperoleh kemudian dianalisis dan dibahas. BAB VII : KESIMPULAN DAN SARAN Memuat kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan masukan untuk perbaikan serta pengembangan sistem pada masa mendatang.
