IMPLEMENTASI SENSOR KAPASITIF PADA SISTEM PENGERING GABAH OTOMATIS YONI WIDHI PRIHANA 2210100194
DOSEN PEMBIMBING Dr.Muhammad Rivai, ST, MT. Ir. Siti Halimah Baki, MT.
LATAR BELAKANG
•
Indonesia merupakan negara agraris
Kadar air pasca panen = 25% - 30%
Inpres No 3 Tahun 2012 tentang Kebijakan Pengadaan Gabah/ Beras dan Penyaluran Beras Pemerintah • HPP untuk GKP dengan kadar air maksimum 25% = Rp 3350/Kg • HPP untuk GKG dengan kadar air maksimum 14% = Rp 4200/Kg
Alat Pengering gabah yang • Dapat bekerja kapanpun tanpa terpengaruh cahaya matahari • Bebas dari gangguan binatang • Tidak terpengaruh oleh hujan
PERMASALAHAN
Permasalahan yang dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: • Bagaimana mendesain sensor kadar air gabah agar didapatkan hasil pembacaan sensor yang optimal • Bagaimana teknik akuisisi data sensor • Bagaimana mengolah data hasil pembacaan sensor pada microcontroller • Bagaimana desain sistem pengering gabah secara keseluruhan • Bagaimana mengintegrasikan pembacaan sensor dengan aktuator agar mendapatkan kadar air gabah maksimum 14%
Tujuan Penelitian • Mendapatkan sensor kadar air yang mampu membedakan kadar air gabah. • Memperoleh teknik yang tepat untuk melakukan pembacaan nilai sensor kadar air kedalam mikrokontroller • Mendapatkan sebuah prototipe alat sistem pengering gabah yang mampu bekerja secara otomatis untuk mendapatkan gabah dengan kadar air maksimum 14%.
DASAR TEORI
Sensor Kapasitif • Sensor kapasitif merupakan sensor elektronika yang bekerja berdasarkan konsep kapasitif.
Mikrokontroller ATMEGA32
Solid State Relay • Solid State Relay, merupakan relay yang mana didalamnya tidak terdapat bagian yang bergerak DC
AC
Sensor Suhu LM35
• 10 mV /°C • Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt • Konsumsi arus rendah yaitu kurang dari 60 uA • Memiliki toleransi suhu sendiri (self heating) yang rendah yaitu kurang dari 0,1oC pada udara diam
CD4046BE
Kontroller PID KONTROLLER PROPORTIONAL • Menambah atau mengurangi kestabilan. • Dapat memperbaiki respon transien khusus : rise time, settling time. • Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state.
KONTROLLER INTEGRAL • Menghilangkan error steady state • Respon lebih lambat dibandingkat dengan respon proportional. • Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde pada sistem.
KONTROLLER DERIVATIF • Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga memperbesar pemberian nilai Kp. • Memperbaiki respon transien, karena memberikan aksi saat ada perubahan error. • Kontrol D hanya berubah saat ada perubahan error, sehingga saat ada error statis maka derivatif tidak bekerja. Sehingga kontrol derivatif tidak boleh digunakan sendiri
Metode Tuning Ziegler-Nichols
L
T
MD7822 SPESIFIKASI MD7822 • Dapat mengukur kelembaban dengan range 2% sampai lebih besar dari 30% • Resolusi pengukuran sebesar 0,5 % • Dapat digunakan untuk mengukur suhu dengan range -10oC sampai dengan 60oC
PERANCANGAN SISTEM
Diagram Blok Sistem
Perancangan Hardware
MOTORr
motor
SSR
SSR
osilator
MIKROKONTROLLER
SSR
Pembacaan sensor kadar air
Pembacaan Sensor Suhu
LM35
ADC
Suhu = (ADC*LSB)/10
Diagram Blok Kontrol
PENGUJIAN DAN ANALISA
Pengujian Hardware
Karakterisasi Sensor Kapasitif 17 cm 1,5 cm
8 mm
Kadar Air Gabah (%)
Kapasitansi Sensor (pF)
24
171,3 122,8 112,2 111,5 104,7 101,3 97,3 94
22,5 19 18,5 17 16 15 14
Pengujian PID Heater • KP = 35, KI = 9, KD=3, SETPOINT = 90
Pengujian sistem keseluruhan
Kesimpulan
• Sensor kapasitif yang dibuat telah mampu mengukur kadar air gabah dari 12 % sampai 35%. Hubungan antara tingkat kadar air gabah dengan frekuensi output osilator adalah berbanding terbalik, dimana semakin tinggi kadar air gabah akan menghasilkan frekuensi sinyal output osilator yang semakin rendah. Suhu tabung pengering dijaga sebesar 90oC. Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem ini telah mampu mengeringkan gabah dari kadar air 35% menjadi 14% dalam waktu 140 menit secara otomatis.
Saran • Berdasarkan pengujian dan percobaan yang dilakukan oleh penulis terhadap alat pengering gabah ini diperlukan penggunaan komponen heater, blower dan motor penggerak yang lebih hemat energi, sehingga alat ini bisa lebih menguntungkan bagi petani. Pembacaan model sensor kadar air yang digunakan dalam tugas akhir ini masih terpengaruh oleh gerakan gabah sehingga diperlukan pengembangan lebih lanjut terhadap model sensor agar lebih stabil pembacaannya. Tabung pengering perlu diperbesar sehingga mampu menampung gabah yang lebih banyak.
TERIMA KASIH
