modifikasi chamber dan uji coba …digilib.unila.ac.id/55252/3/skripsi tanpa bab...

66
MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA ELECTRONIC NOSE PADA BIJI KOPI (Coffea sp.) (Skripsi) Oleh CHRISTANTY T. SARAGIH FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2018

Upload: vohanh

Post on 03-Jul-2019

225 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA ELECTRONIC NOSE PADABIJI KOPI (Coffea sp.)

(Skripsi)

Oleh

CHRISTANTY T. SARAGIH

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2018

Page 2: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

ABSTRAK

MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA ELECTRONIC NOSE PADABIJI KOPI (Coffea sp.)

Oleh

Christanty T. Saragih

Penggunaan chamber pada electronic nose (e-nose) sangat mempengaruhi nilai

tegangan yang dihasilkan dari aroma biji kopi Natural Robusta. Nilai tegangan

yang dihasilkan akan membentuk suatu pola yang dapat mendefinisikan keadaan

stabil pada penggunaan chamber. Perbandingan dalam penggunaan dua jenis

chamber yang berbeda (Chamber A dan Chamber B) dapat membantu

menghasilkan chamber yang stabil. Keadaan chamber yang stabil didukung oleh

peletakan sensor yang sesuai. Variasi peletakan sensor yang beragam (atas,

samping, bawah) akan mendukung keluaran pola yang stabil dalam waktu stabil

yang tercepat.

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2018- Desember 2018 di Laboraturium

Rekayasa Bioproses dan Pasca Panen (RBPP), Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas

Pertanian, Universitas Lampung. Tahapan pengambilan data dimulai dari

mempersiapkan E-nose berserta chamber dan sensor yang digunakan, lalu

Page 3: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

dilakukan pengamatan. Data yang telah didapatkan diinput dan diolah dalam

bentuk grafik pada Ms. Excel sehingga menghasilkan persamaan garis dan

koefisien determinasi. Dengan cara membandingkan data dapat menghasilkan

chamber dan peletakan yang stabil.

Hasil penelitian ini menunjukan bahwa pada E-nose yang menggunakan Chamber

A dapat menghasilkan pola tegangan yang lebih stabil dibandingkan Chamber

B. Variasi peletakan sensor samping merupakan variasi yang terbaik

dibandingkan yang lain. Waktu chamber dan peletakan stabil pada menit ke 5.

Menghasilkan chamber dan peletakan terbaik dilihat dari besar nilai koefisien x

yang mendekati 0. Pola respon tegangan yang dihasilkan Chamber A pada

peletakan samping memiliki rentan nilai koefisien x sebesar -0,0075 sampai

0,0042 dan memiliki rentan nilai R2 sebesar 0,0531 sampai 0,5253.

Kata kunci: E-nose, Chamber, Natural Robusta

Page 4: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

ABSTRACT

MODIFICATION OF CHAMBERS AND ELECTRONIC NOSE TRIALTEST FOR COFFEE BEAN (Coffea sp.)

By

Christanty T. Saragih

Using chamber at the electronic nose (e-nose) will greatly affect output voltage

value of odor of natural robusta beans. Output voltage value will make a pattern

that defines stability condition to using chamber. Comparison in using two

difference chambers (Chamber A and Chamber B) can produce a more stability

chamber. Stable chamber situation is supported by appropriately sensor

placement. Many variety of sensor placement (above, side, below) will support a

stable output pattern on the fastest time.

The research was done on July 2018 – December 2018 in Rekayasa Bioproses dan

Pasca Panen (RBPP) Laboratory, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian,

Universitas Lampung. First step to collecting a data is prepare an E-nose with its

chamber and the sensor, then observed. Inputting data which collected and change

to the graph forms with Ms. Excel until produce a line equation and coefficient

Page 5: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

determination. With comparing data could produce a stable chamber and

placement.

The result of this research refer that voltage pattern E-nose with chamber A could

produce a more stable than chamber B. Variety sided sensor is the best variety

placement. The first 5 minutes is the best time and chamber placement. Producing

chamber and best time are observed by a factors. There are coefficient X value

and R value that closer to zero. Respond voltage pattern which produced by

chamber A at sided placement had a coefficient X value about -0.0075 to 0.0042

and R2 value about 0.0531 to 0.5253.

Keywords: E-nose, Chamber, Natural Robusta

Page 6: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA ELECTRONIC NOSE PADABIJI KOPI (Coffea sp.)

Oleh

CHRISTANTY T. SARAGIH

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai GelarSARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada

Jurusan Teknik PertanianFakultas Pertanian Universitas Lampung

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2018

Page 7: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014
Page 8: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014
Page 9: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014
Page 10: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Tanjung Karang, Bandar Lampung pada

tanggal 17 Maret 1996, sebagai anak pertama dari empat

bersaudara, dari pasangan Bapak Jawardin Saragih dan Ibu

Esta Sihombing.

Penulis menempuh pendidikan taman kanak-kanak di TK Xaverius 4 Way Halim,

Bandar Lampung dan lulus pada tahun 2002. Pendidikan dilanjutkan di SD

Xaverius 4 Way Halim, Bandar Lampung dan diselesaikan pada tahun 2008.

Penulis menyelesaikan pendidikan menengah pertama di SMP Fransiskus 1,

Tanjung Karang, Bandar Lampung pada tahun 2011 dan sekolah menengah

kejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan

pada tahun 2014.

Pada tahun 2014, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Pertanian,

Fakultas Pertanian, Universitas Lampung melalui jalur SBMPTN. Pada tahun

2016, penulis mendapatkan beasiswa PPA. Selama menjadi mahasiswa, penulis

pernah menjadi asisten mata kuliah Hidrologi, Fisika Dasar, dan Teknik

Pascapanen Produk Pertanian. Penulis aktif organisasi kemahasiswaan

Page 11: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

Perhimpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (PERMATEP) sebagai anggota biasa

pada tahun 2016, UKM Kristen Universitas Lampung sebagai anggota pengurus

Divisi 1 (Informasi dan Latihan Dasar Kepemimpinan Kristen) pada tahun 2016

dan sebagai Sekretaris Divisi 2 (Hubungan Masyarakat) pada tahun 2017.

Pada tahun 2017, penulis melaksanakan Praktik Umum di PTPN 8 Kebun Gedeh,

Cianjur, Jawa Barat dengan judul “Mempelajari Proses Pasca Panen dan

Pengolahan Teh Hitam Orthodoks di PT. Perkebunan Nusantara VIII Kebun

Gedeh, Cianjur, Jawa Barat” selama 30 hari. Pada tahun 2018, penulis

melaksanakan kegiatan Kuliah Kerja Nyata (KKN) Tematik periode I tahun 2018

di Desa Menggala Mas, Kecamatan Tulang Bawang Tengah, Kabupaten Tulang

Bawang Barat selama 40 hari.

Page 12: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

i

Kupersembahkan karya ini untuk:

Papaku Jawardin Saragih

Mamaku Esta Sihombing

Adik-adikku Yoseva, Geraldin dan Rebecca.

Page 13: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

ii

MOTTO

“Bersukacitalah dalam pengharapan, sabarlah dalam kesesakan,dan bertekunlah dalam doa.”

(Roma 12:12)

“Kuatkanlah hatimu, jangan lemah semangatmu, karena ada upahbagi usahamu.”

(2 Tawarikh 15:7)

Teruslah tersenyum, karena hidup itu indah dan ada banyak hal yang bisadisyukuri

(Marilyn Manroe)

Page 14: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

iii

SANWACANA

Puji Syukur penulis ucapkan atas berkat rahmat dan kasih setia Tuhan Yang Maha

Esa sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir perkuliahan atau skripsi ini.

Skripsi yang berjudul “Modifikasi Chamber dan Uji Coba Electronic Nose

pada Biji Kopi (Coffea sp.)” adalah salah satu syarat penulis untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknologi Pertanian (S.T.P) di Universitas Lampung.

Dalam penyusunan skripsi ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih

sebesar-besarnya kepada seluruh pihak yang telah mendukung dan membantu

penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan

kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si., selaku dekan Fakultas

Pertanian Universitas Lampung.

2. Bapak Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P., selaku Ketua Jurusan Teknik Pertanian.

3. Bapak Dr. Mareli Telaumbanua, S.T.P., M.Sc., selaku dosen pembimbing

pertama yang telah memberikan bimbingan, saran dan motivasi dalam

penyelesaian skripsi ini.

Page 15: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

iv

4. Ibu Dwi Dian Novita, S.T.P., M.Si., selaku dosen pembimbing kedua dan

sekaligus pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan

saran dalam penyelesaian skripsi ini.

5. Bapak Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc., selaku dosen pembahas yang telah

memberikan bimbingan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

6. Bapak, Mama, Yoseva, Geraldin, Rebecca, Gersom yang telah memberikan

dukungan doa, penghiburan, arahan, dan motivasi dalam penyelesaian skripsi

ini.

7. Bangsawan, Renaldi, Rendy, Ferdy, Gege, Nicholas, Anugerah, Lika, Debby,

Linda, Atika yang telah membantu dan memotivasi penulis dalam

melaksanakan penelitian ini.

8. Keluarga Teknik Pertanian 2014 dan Ukm Kristen Unila yang memberikan

motivasi serta arahan dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan bahkan jauh dari kata sempurna.

Oleh karena itu, penulis membutuhkan kritik dan saran yang membangun dalam

penyusunan skripsi ini. Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih,

dan penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi pembaca. Tuhan Memberkati.

Bandar Lampung, 18 Desember 2018

Christanty T. Saragih

Page 16: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

v

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL................................................................................................ vii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ viii

I. PENDAHULUAN.......................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................ 3

1.3. Batasan Masalah................................................................................... 4

1.4. Tujuan Penelitian.................................................................................. 5

1.5. Manfaat Penelitian................................................................................ 5

II. TINJAUAN PUSTAKA................................................................................. 6

2.1. Electronic Nose (E-nose)...................................................................... 6

2.2. Sistem Kerja E- nose ............................................................................ 8

2.3. Persyaratan Umum Sensor dan Transduser ......................................... 10

2.4. Sensor E-nose ...................................................................................... 13

2.4.1. TGS (Taguchi Gas Sensor)....................................................... 132.4.2. MQ 136..................................................................................... 15

2.5. Mikrokontroler .................................................................................... 15

2.6. Kopi (Coffea Sp.)................................................................................. 18

2.7. Konsep Aliran Udara pada Ruangan ................................................... 20

III. METODE PENELITIAN....................................................................... 22

Page 17: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

vi

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................. 22

3.2. Alat dan Bahan .................................................................................... 22

3.3. Prosedur Penelitian............................................................................. 22

3.4. Rancangan Chamber dan Peletakan Sensor ........................................ 24

3.5. Prosedur Pengambilan Data ................................................................ 28

3.6. Pengolahan Data.................................................................................. 32

3.7. Analisis Data ....................................................................................... 34

3.7.1. Uji T.......................................................................................... 343.7.2. Persamaan Regresi.................................................................... 363.7.3. Koefisien Korelasi (R).............................................................. 393.7.3. Koefisien Determinasi (R2) ...................................................... 39

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................. 41

4.1. Modifikasi Chamber............................................................................ 41

4.2. Uji Beda Nyata .................................................................................... 43

4.3. Chamber yang Stabil ........................................................................... 47

4.3.1. Peletakan Atas .......................................................................... 474.3.2. Peletakan Samping ................................................................... 514.3.3. Peletakan Bawah....................................................................... 54

4.4. Peletakan Sensor yang Stabil .............................................................. 57

4.4.1. Chamber A ................................................................................ 584.4.2. Chamber B ................................................................................ 61

V. KESIMPULAN DAN SARAN..................................................................... 67

5.1. Kesimpulan.......................................................................................... 67

5.2. Saran .................................................................................................... 68

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 69

LAMPIRAN....................................................................................................... 72

Page 18: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

vii

DAFTAR TABEL

Tabel Teks Halaman1. Jenis chamber dan variasi peletakan sensor................................................... 43

2. Hasil homogenitas pada Chamber A .............................................................. 45

3. Hasil Homogenitas Chamber B...................................................................... 46

4. Perbandingan chamber yang stabil ................................................................ 57

5. Perbandingan peletakan sensor yang stabil.................................................... 65

Lampiran

6. Uji homogenitas pada Chamber A ................................................................. 73

7. Lanjutan uji homogenitas Chamber A............................................................ 74

8. Uji homogenitas pada Chamber B ................................................................. 75

9. Lanjutan uji homogenitas Chamber B............................................................ 76

10. Natural Robusta Chamber A pada peletakan atas ........................................ 77

11. Natural Robusta Chamber A pada peletakan samping................................. 78

12. Natural Robusta Chamber A pada peletakan bawah .................................... 79

13. Natural Robusta Chamber B pada peletakan atas ........................................ 80

14. Natural Robusta Chamber B pada peletakan samping................................. 81

15. Natural Robusta Chamber B pada peletakan bawah .................................... 82

Page 19: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Teks Halaman1. Analogi sistem E-nose terhadap sistem penciuman manusia.......................... 7

2. Sistem pengiriman bau.................................................................................... 9

3. Keluaran dari transduser panas ...................................................................... 11

4. Grafik tambahan waktu dari berbagai transduser........................................... 12

5. Sensor E-nose : TGS 822 (a), TGS 2602 (b), MQ 136 (c), TGS 826 (d) ...... 15

6. Arduino Mega 2560 ....................................................................................... 17

7. Aliran udara pada greenhouse........................................................................ 21

8. Diagram alir prosedur penelitian.................................................................... 23

9. Sensor E-nose................................................................................................. 24

10. Rancangan Chamber A pada peletakan sensor bagian atas.......................... 25

11. Rancangan Chamber A pada peletakan sensor bagian samping .................. 25

12. Rancangan Chamber A pada peletakan sensor bagian bawah ..................... 26

13. Rancangan Chamber B pada peletakan sensor bagian atas.......................... 26

14. Rancangan Chamber B pada peletakan sensor bagian samping .................. 27

15. Rancangan Chamber B pada peletakan sensor bagian bawah ..................... 27

16. Biji kopi Natural Robusta............................................................................. 29

17. Penyemprotan oksigen ke arah sensor ......................................................... 30

18. Pola tegangan sensor .................................................................................... 31

Page 20: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

ix

19. Diagram alir pengolahan data ...................................................................... 33

20. Bentuk garis yang sejajar ............................................................................. 37

21. Bentuk garis linear ....................................................................................... 38

22. Bentuk garis sensor stabil ............................................................................ 38

23. Sensor 1 (MQ 136) pada peletakan atas....................................................... 48

24. Sensor 2 (TGS 2602) pada peletakan atas.................................................... 49

25. Sensor 3 (TGS 822) pada peletakan atas...................................................... 50

26. Sensor 4 (TGS 826) pada peletakan atas...................................................... 50

27. Sensor 1 (MQ 136) pada peletakan samping ............................................... 51

28. Sensor 2 (TGS 2602) pada peletakan samping ............................................ 52

29. Sensor 3 (TGS 822) pada peletakan samping .............................................. 53

30. Sensor 4 (TGS 826) pada peletakan samping .............................................. 53

31. Sensor 1 (MQ 136) pada peletakan bawah .................................................. 54

32. Sensor 2 (TGS 2602) pada peletakan bawah ............................................... 55

33. Sensor 3 (TGS 822) pada peletakan bawah ................................................. 56

34. Sensor 4 (TGS 826) pada peletakan bawah ................................................. 56

35. Sensor 1 (MQ 136) pada Chamber A ........................................................... 58

36. Sensor 2 (TGS 2602) pada Chamber A........................................................ 59

37. Sensor 3 (TGS 822) pada Chamber A.......................................................... 60

38. Sensor 4 (TGS 826) pada Chamber A.......................................................... 61

39. Sensor 1 (MQ 136) pada Chamber B ........................................................... 62

40. Sensor 2 (TGS 2602) pada Chamber B........................................................ 63

41. Sensor 3 (TGS 822) pada Chamber B.......................................................... 64

42. Sensor 4 (TGS 826) pada Chamber B.......................................................... 65

Page 21: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

x

Lampiran

43. Chamber Dalam (Chamber A) berbahan kaca ............................................. 83

44. Chamber Luar (Chamber B) berbahan kaca ................................................ 83

45. E-nose Chamber Dalam (Chamber A) ......................................................... 84

46. E-nose Chamber Luar (Chamber B) ............................................................ 84

47. Keluaran data yang homogen pada Sensor 4, Chamber Apeletakan samping....................................................................................... 85

48. Keluaran data yang tidak homogen pada Sensor 1, Chamber Bpeletakan bawah ........................................................................................... 85

Page 22: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kopi diakui memiliki rasa dan aroma yang khas sehingga menjadikannya salah

satu bahan minuman yang paling banyak dikonsumsi di seluruh dunia (Campanha

et al, 2010). Menurut Gunnars, kafein pada kopi dapat secara drastis

meningkatkan kinerja tubuh, menurunkan penyakit parkinson, membakar lemak,

mengurangi penuaan, dan bahkan dapat mengurangi resiko kanker pada tubuh.

Rasa kopi dan aroma yang khas dipengaruhi oleh variasi pengolahan pascapanen

kopi. Rasa dan aroma yang khas dari kopi merupakan parameter penting yang

dapat digunakan untuk mengklasifikasi dan membedakan jenis serta kualitas

berbagai kopi. Rasa kopi dapat diidentifikasi dengan lidah sedangkan aroma kopi

dengan hidung (Lapanporo, 2010).

Perkembangan teknologi pada era globalisasi saat ini semakin canggih, ditandai

dengan adanya teknologi yang menyerupai fungsi kerja indra manusia. Hidung

manusia adalah indra penciuman manusia yang terlatih untuk menganalisis dan

mendeteksi aroma atau bau pada makanan termasuk kopi.

Page 23: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

2

Terkadang kerja indra penciuman manusia ini tidak stabil dan tergantung kondisi

fisik manusia. Untuk menghindari ketidakstabilan kerja indra penciuman maka

diciptakannya suatu teknologi yang menyerupai kerja indra penciuman manusia

yaitu Electronic Nose (E-nose).

Mekanisme kerja pada E-nose ini sama dengan mekanisme kerja penciuman

manusia. Pada proses penciuman manusia, aroma yang ditangkap oleh hidung

akan disalurkan ke sel-sel olfaktori (penciuman). Dilanjutkan kembali ke vesikel

olfaktori, dan dianalisis oleh pusat penciuman di otak. Pada E-nose, aroma yang

ditangkap masuk ke arah larik sensor, lalu diproses. Pra pemrosesan berlangsung

dan dilanjutkan dengan pengenalan pola. Pola yang dihasilkan E-nose ini berupa

tegangan. Aroma yang masuk ke larik sensor, sangatlah bergantung pada kondisi

chamber dan penempatan sensor (Nasir, 2016).

Perancangan sistem E-nose pada umumnya menggunakan ruang sampel (sample

chamber), ruang sensor (sensor chamber), mikrokontroler, dan komputer

(Lintang, 2016). Mikrokontroler yang digunakan yaitu Arduino mega 2560 yang

merupakan papan mikrokontroler berbasis chip ATmega 2560. Arduino Mega

2560 lebih mudah digunakan karena untuk mengaktifkannya hanya dengan

melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya eksternal

dapat berasal dari adaptor AC-DC atau baterai. Kelebihan yang lainnya Arduino

Mega 2560 pada sistem ini dapat mengkonversi sinyal analog menjadi digital

(ADC) (Lelono, 2013).

Penelitian Lapanporo (2010), mengenai monitoring proses pembusukan kopi seduh

menggunakan sistem larik sensor berbasis PCA menjelaskan ruang sensor (sensor

Page 24: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

3

chamber) dan ruang sampel (sample chamber) menjadi satu kesatuan. Penggunaan

chamber ini menyatakan waktu stabil sensor dimulai dari menit ke 30. Menurut

penelitian Lelono (2013), menggunakan perancangan chamber dengan memisah

ruang sensor (sensor chamber) dan ruang sampel (sample chamber). Penelitian

Lelono (2013), tidak menjelaskan waktu stabil sensor. Waktu sensor stabil yang

dihasilkan cukup lama. Sehingga peneliti melakukan kajian ulang mengenai

modifikasi rancangan chamber untuk mendapatkan waktu stabil sensor yang relatif

cepat. Perancangan chamber yang memiliki ruang sensor dan ruang sampel

menjadi satu kesatuan serta dengan penambahan pompa disebut Chamber Dalam

(Chamber A). Perancangan chamber yang memiliki ruang sensor dan ruang

sampel yang terpisah serta diikuti dengan penambahan pompa disebut Chamber

Luar (Chamber B).

Hal yang dapat mempengaruhi kinerja dari sistem E-nose salah satunya adalah

peletakkan sensor-sensor kimia dan gas yang berada di dalam chamber sensor.

Posisi dari sensor-sensor kimia dan gas mempengaruhi keluaran pola-pola respon

tegangan (Sagita, 2015). Peletakan atau posisi sensor yang mempengaruhi respon

tegangan sehingga perlu dilakukan kajian tentang posisi peletakan yang

menghasilkan respon tegangan sensor stabil. Peletakan sensor dilakukan pada

bagian atas, samping, dan bawah chamber sensor.

1.2. Rumusan Masalah

E-nose merupakan sebuah instrumen yang kerjanya meniru sistem indra

penciuman manusia. E-nose terdiri dari ruang sensor (sensor chamber) dan ruang

sampel (sample chamber). Posisi ruang sensor dan ruang sampel mempengaruhi

Page 25: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

4

pola yang dihasilkan oleh sistem E-nose. Pola-pola yang dihasilkan dari sistem E-

nose tidak selalu stabil. Sehingga permasalahannya adalah bagaimana

menghasilkan pola respon tegangan sensor pada Chamber A atau Chamber B

sehingga menghasilkan respon sensor yang stabil di antara Chamber A atau

Chamber B? dan bagaimana merancang posisi sensor di dalam chamber, posisi

ruang sampel, dan peletakan pompa yang akan mempengaruhi keluaran pola-pola

respon tegangan sensor terhadap waktu tetap stabil?.

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini antara lain:

1. Sampel yang digunakan biji Kopi Natural Robusta dengan jumlah sampel

yang digunakan sebanyak 50 gram;

2. Penggunaan Chamber A dan Chamber B berbahan kaca;

3. Chamber berbentuk tiga dimensi tanpa celah udara selain jalur selang

udara dan kabel pada pompa;

4. Rangkaian mikrokontroler Arduino Mega 2560 telah ada dari penelitian

sebelumnya;

5. Data keluaran sensor berupa tegangan yang dihasilkan oleh mikrokontroler

adalah Analog Digital Converter (ADC)

6. Sensor yang digunakan memiliki sensitivitas terhadap aroma H2S (MQ

136), H2S dan amonia (TGS 2602), etanol (TGS 822), amonia (TGS 826);

7. Tekanan oksigen yang disemprotkan pada sensor adalah sebesar 3NL/min

0C in O2 melalui diameter ujung nozle sebesar 1,36 mm;

Page 26: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

5

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dilaksanakan penelitian ini antara lain:

1. Mendapatkan pola respon tegangan sensor yang stabil pada Chamber A

atau Chamber B;

2. Mendapatkan posisi peletakan sensor, pompa, ruang sampel yang tepat

sehingga menghasilkan tingkat presisi sensor yang stabil.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat dilaksanakan penelitian ini adalah dengan mendapatkan chamber yang

tepat dan peletakan posisi sensor yang tepat sehingga membantu manusia dalam

mengidentifikasi kualitas jenis biji kopi atau jenis bahan makanan lainnya yang

bersifat volatil berdasarkan aroma.

Page 27: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Electronic Nose (E-nose)

Electronic nose (E-nose) atau sebelumnya dikenal dengan sensor hidung robot

merupakan salah satu sensor terumit masa kini. Sensor tersebut bertujuan untuk

medeteksi aroma. Selama dekade terakhir, "elektronik penginderaan" atau "e‐sensing" merupakan suatu teknologi yang telah mengalami perkembangan penting

dari segi teknis dan komersial pandang. Ungkapan "elektronik penginderaan"

mengacu pada kemampuan reproduksi indra manusia menggunakan sensor array

dan sistem pengenalan pola. Sejak tahun 1982, penelitian ini telah mengalami

perkembangan teknologi sehingga lebih sering disebut sebagai E-nose, yang bisa

mendeteksi dan mengenali aroma dan rasa. Tahapan proses pengenalan mirip

dengan penciuman manusia dan dilakukan untuk identifikasi, perbandingan,

kuantifikasi dan aplikasi lain, termasuk penyimpanan data dan pengambilan.

Perangkat ini telah mengalami banyak perkembangan dan sekarang digunakan

untuk memenuhi kebutuhan industri.

Menurut Chi dan Huang (2008) dalam skripsi Nasir (2016), sistem indra

penciuman manusia dibagi menjadi tiga lapisan yaitu

Page 28: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

7

: (1) Lapisan sel penciuman sekitar satu milyar sel, (2). Veksibel penciuman

berfungsi untuk meregulasi, menguatkan, dan mengendalikan pesan dari sel

penciuman dan (3). Pusat penciuman di otak yang bertanggung jawab

mendefinisikan sinyal dan mengklasifikasi jenis aroma yang tercium. Berasaskan

dari sistem indra penciuman inilah E-nose dibuat. Blok diagram analogi sistem E-

nose terhadap sistem penciuman manusia dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Analogi sistem E-nose terhadap sistem penciuman manusia (Chi danHuang (2008) dalam Nasir (2016)

E-nose juga adalah instrumen yang terdiri dari susunan sensor kimia elektronik

dengan spesifisitas parsial dan sistem pengenalan pola yang tepat, yang mampu

mengenali aroma sederhana atau kompleks (Gardner et al, 1994). Sampel yang

digunakan pada E-nose berupa bau atau aroma yang ditangkap oleh sistem E-nose

yang akan diproses sehingga akan membentuk pola dari perubahan tegangan dari

masing-masing sensor yang digunakan (Lelono, 2013). E-nose banyak digunakan

secara luas di berbagai bidang, diantaranya: bidang industri, pengujian kualitas

makanan dan obat, bidang medis, pemantauan lingkungan, keamanan, militer dan

lain-lain.

Page 29: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

8

2.2. Sistem Kerja E- nose

Sistem kerja E-nose secara umum menurut Patel et al (2016), sistem fungsional

dimulai dengan pengiriman bau dari sumber bau ke chamber sensor atau ruang

sensor. Ada dua jalur utama dimana bau dapat dihantar ke ruang sensor, pertama

adalah ruangan utama sampling dan kedua adalah aliran injeksi. Pada ruangan

utama sampling, ruangan utama bahan berbau dipindahkan dari sampel vessel dan

dimasukkan ke dalam ruang sensor dengan prosedur otomatis ataupun prosedur

manual. Dengan kata lain, gas pembawa digunakan untuk mengangkut bau dari

sampel vessel ke dalam sensor dengan metode yang disebut injeksi udara (Gambar

2).

Ruang sensor terdiri dari susunan sensor bau, yang mana mungkin dari satu atau

lebih tipe berasal dari semi-conducting polymer chemo-resistor, sensor

elektrochemical, sensor opikal, dan masih banyak lagi. Sensor elektronik tidak

hanya digunakan untuk kondisi tersebut. Fungsi ini dapat diperoleh menggunakan

sirkuit elektronik analog yang mana keluaran dapat mengatur keluaran dari 0 ke 5

DC Volt dan/atau 4 ke 20 mA arus DC. Sinyal tersebut kemudian diubah ke

bentuk digital dengan menggunakan konverter analog-to-digital yang mana

didalammnya menggunakan penggandaan dan mengubah sinyal digital untuk

menghubungkan dengan mikroprosesor melewati kabel (contoh: USB ke RS232)

atau via bus digital (contoh: GPIB). Mikroprosesor diprogram untuk mengangkut

bermacam-macam tugas.

Setelah memberikan bau yang cocok untuk array sensor, fungsi sensorik mulai

memprosesbahwa pengukuran bau tergantung pada karakteristik sensor tertentu

Page 30: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

9

dan kemudian pra-pengolahan dan ekstraksi fitur berlangsung untuk

membenarkan hasil sensor. Pada tahap klasifikasi ada begitu banyak algoritma

yang dapat mempengaruhi serta mengambil tempat tergantung pada bau

fundamental dan sensor respon. Klasifikasi berisi beberapa hasil dan kelompok

mereka yaitu jenis bau, kelas dan kuantitasnya. Pada tahap akhir yang terdiri dari

ekstraksi fitur serta klasifikasi dan menghasilkan hasil yang diharapkan sebagai

hasilnya. Akhirnya akan digunakan untuk identifikasi kelas bau atau proses

pengambilan keputusan lainnya yang relevan.

Perancangan sensor chamber atau ruang sensor gas dalam sistem pengiriman

aroma ke chamber sensor menggunakan sistem statis. Sistem statis adalah salah

satu dasar yang digunakan untuk mengukur respon steady state sensor. Dalam

sistem statis tidak ada aliran uap sekitar sensor, dan pengukuran biasanya

dilakukan pada respon steady-state sensor yang terkena uap pada konsentrasi

konstan. Salah satu contoh array sensor yang sistem statis adalah QCM array

sensor. Prinsip untuk chamber sensor pada penelitiannya yaitu sampel larutan

diuapkan, kemudian respon sensor diukur pada keadaan yang stabil. Chamber

Gambar 2. Sistem pengiriman bau (Patel et al, 2016)

Sistem pengirimaroma

RuangSensor

Sensorelektronik

Konfersidigital

MikroprosesorMonitor

Memori

sinyalDigital

Page 31: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

10

sensor biasanya terbuat dari teflon atau kaca untuk menghindari adsorpsi uap ke

dinding internal. Namun metode ini susah untuk mendapatkan respon dari array

sensor karena untuk mengukur respon sensor harus dalam keadaan yang stabil

dimana keadaan ini membutuhkan waktu yang lama (Pearce et al, 2003).

2.3. Persyaratan Umum Sensor dan Transduser

Sensor atau transduser dapat digunakan sebagai bagian dari sistem instrumentasi

(pengukuran) dan dapat pula digunakan untuk kepentingan pengendalian

(kontrol). Berikut merupakan persyaratan umum sensor menurut D Sharon dkk

(1982) dalam Nazir (2016).

1. Linearitas

Linier dalam hal ini dimaksudkan hubungan antara besaran input yang dideteksi

menghasilkan besaran output dengan hubungan berbanding lurus dan dapat

digambarkan secara grafik membentuk garis lurus. Terdapat sensor yang

menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara kontinyu sebagai tanggapan

terhadap masukan yang berubah secara kontinyu. Sebagai contoh, sebuah sensor

panas dapat menghasilkan tegangan sesuai dengan panas yang dirasakannya.

Dalam kasus seperti ini, biasanya dapat diketahui secara tepat bagaimana

perubahan keluaran dibandingkan dengan masukannya berupa sebuah grafik

Gambar 3. memperlihatkan hubungan dari dua buah sensor panas yang berbeda.

Garis lurus pada gambar 3(a). memperlihatkan tanggapan linier, sedangkan pada

gambar 3(b). adalah tanggapan non-linier.

Page 32: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

11

(a) (b)

Pada gambar 3a. terlihat setiap perubahan T diikuti oleh perubahan v dan dapat

dinyatakan dalam persamaan garis lurus yang kontinyu sedang pada gambar 3b.

perubahan T diikuti dengan perubahan v tetapi tidak membentuk hubungan

sebagai persamaan garis lurus.

2. Sensitivitas

Perbandingan antara sinyal keluaran atau respon transduser terhadap perubahan

masukan atau variable yang diukur. Sensitivitas akan menunjukan seberapa jauh

kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. Beberepa sensor panas dapat

memiliki kepekaan yang dinyatakan dengan “volt per 0C”, yang berarti perubahan

temperature satu derajat pada masukan akan menghasilkan perubahan beda

potensial beberapa volt atau mv pada keluarannya. Sensor panas lainnya dapat

saja memiliki kepekaan. Saat tanggapannya linier, maka sensitivitasnya juga akan

sama untuk jangkauan pengukuran keseluruhan. Sensor dengan tanggapan pada

gambar 3(b) akan lebih peka pada temperatur yang tinggi dari pada temperatur

yang rendah.

Gambar 3. Keluaran dari transduser panas

Page 33: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

12

3. Tanggapan Waktu

Tanggapan waktu pada sensor menunjukan seberapa cepat tanggapannya terhadap

perubahan masukan. Sebagai contoh, instrumen dengan masukkan step input.

Pada gambar 4 grafik 1 menunjukkan respon yang paling cepat dibanding dengan

dua grafik lainnya, sedangkan grafik 3 menunjukkan respon yang paling lambat

dibandingakan dengan grafik yang lainnya.

4. Jangkauan

Salah satu kriteria untuk memilih sensor adalah kesanggupan mengindera sesuai

dengan yang diperlukan. Misalnya sebuah alat ukur akan digunakan untuk

pengukuran suhu disekitar kamar yaitu antara -35oC sampai 150oC dilihat dari

jangkauan ukurnya dapat dipilih sensor NTC, PTC, transistor, dioda dan IC

hibrid.

Gambar 4. Grafik tambahan waktu dari berbagai transduser

Page 34: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

13

2.4. Sensor E-nose

Sensor adalah elemen sistem yang secara efektif berhubungan dengan proses

dimana suatu variabel sedang diukur dan menghasilkan suatu keluaran dalam

bentuk tertentu tergantung pada variabel masukannya, dan dapat digunakan oleh

bagian sistem pengukuran yang lain untuk mengenali nilai variabel tersebut

(Syam, 2013).

2.4.1. TGS (Taguchi Gas Sensor)

TGS (Taguchi Gas Sensor) merupakan sensor gas yang diproduksi oleh Figaro

Inc,. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemakaian sensor gas pada

sistem robot adalah sensor gas tersebut harus memiliki sensitivitas yang tinggi,

memiliki respon yang cepat, pemakaian daya yang kecil serta bentuk yang

sederhana. TGS merupakan sebuah sensor kimia yang digunakan untuk

mendeteksi gas tertentu dan TGS juga mempunyai sebuah tahanan sensor yang

nilainya bergantung pada keberadaan oksigen. Bahan sensor pada sensor gas TGS

adalah metal oxide Sn. Dengan meningkatnya keberadaan oksigen pada lapisan

tin oxide, akan meningkatkan level potential barrier yang juga meningkatkan nilai

tahanan dari sensor (Figaro, 2003).

Macam- macam sensor TGS yang digunakan adalah sebagai berikut:

a. TGS 822

TGS 822 memiliki sensitivitas yang tinggi terhadap uap pelarut organik serta

mudah menguap. TGS 822 juga memiliki kepekaan terhadap berbagai gas yang

mudah terbakar seperti karbon monoksida, sehingga sensor umum digunakan.

Keramik yang dimiliki sangat tahan terhadap lingkungan yang parah setinggi 200

Page 35: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

14

°C. Elemen penginderaan sensor gas Figaro adalah dioksida timah (SnO2)

semikonduktor yang memiliki kemampuan untuk mendeteksi alcohol atau etanol.

Dengan keberadaan gas terdeteksi, yang meningkatkan konduktivitas sensor

tergantung pada konsentrasi gas di udara. Sebuah rangkaian listrik sederhana

dapat mengkonversi perubahan konduktivitas untuk sinyal output yang sesuai

dengan konsentrasi gas (Putra, 2016). Bentuk fisik dari Sensor TGS 822

ditunjukan pada Gambar 5a.

b. TGS 826

Unsur penginderaan TGS 826 adalah semikonduktor oksida logam yang memiliki

konduktivitas rendah dalam udara bersih. Dengan adanya gas yang dapat

dideteksi, konduktivitas sensor meningkat tergantung pada konsentrasi gas di

udara. Sirkuit listrik sederhana dapat mengubah perubahan konduktivitas menjadi

sinyal output yang sesuai dengan konsentrasi gas. TGS 826 memiliki sensitivitas

tinggi terhadap gas amonia. Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi setinggi 30

ppm di udara dan sangat ideal untuk aplikasi yang berhubungan dengan

keselamatan penting seperti deteksi kebocoran amonia dalam sistem pendingin

dan deteksi amonia di bidang pertanian (Figaro, 2004). Bentuk fisik Sensor TGS

826 dapat ditunjukan pada Gambar 5d.

c. TGS 2602

Sensor TGS 2602 dari figaro ini memiliki tingkat sensitivitas dan selektifitas yang

baik pada kontaminasi udara terhadap kadar gas di luar ruang seperti amonia dan

H2S, konsentrasi yang rendah dari alkohol. Karena ukuran chip sensor yang

kecil, TGS 2602 hanya membutuhkan arus pada pemanas yang kecil pula yakni

Page 36: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

15

sebesar 56mA dan komponen ini dirumahkan pada standar paket komponen TO- 5

(Putra, 2016). Bentuk fisik Sensor TGS 2602 dapat ditunjukkan pada Gambar

5b).

2.4.2. MQ 136

MQ 136 ini merupakan komponenen semikonduktor yang berfungsi sebagai

pengindera bau gas hidrogen sulfida (H2S). Elemen sensor pada jenis sensor ini

adalah timah iksida atau SnO2. Konduktivitas SNO2 akan meningkat ketika

konsentrasi gas H2S tinggi (Terska, 2013). Bentuk fisik Sensor MQ 136 dapat

ditunjukkan pada Gambar 5c.

2.5. Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan suatu trobosan teknologi mikroprosesor dan

mikrokomputer terbaru yang hadir memenuhi pasar. Sebagai teknologi terbaru

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 5. Sensor E-nose : TGS 822 (a), TGS 2602 (b), MQ 136 (c),TGS 826 (d)

Page 37: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

16

semikonduktor yang mengandung transistor yang lebih banyak namun hanya

membutuhkan ruang kecil sebagai wadah penempatannya dan dapat diproduksi

secara massal sehingga harganya lebih murah dan dapat terjangkau oleh hampir

seluruh kalangan masyarakat (Akbar, 2017). Mikrokontroler arduino adalah

mikrokontoler sederhana yang bersifat open source berbasis papan (board). Salah

satu jenis papan mikrokontroler arduino adalah arduino mega.

Papan arduino mega mempunyai spesifikasi yang lebih tinggi, dilengkapi

tambahan pin digital, pin analog, port serial dan sebagainya. Arduino mega 2560

merupakan papan mikrokontroler berbasis chip ATmega 2560 (datasheet).

Arduino mega 2560 ini mempunyai 54 pin digital input/output dimana 14 pun

dapat diguanakan sebagai keluaran PWM), 16 pin input analog, 2 UARTs

(Hardware serial ports), sebuah crystal oscillator 16 MHz, sebuah penghubung

USB, sebuah colokan listrik, ICSP header, dan tombol kembali. Setiap isi dari

Arduino Mega 2560 membutuhkan dukungan mikrokontroler; koneksi mudah

antara Arduino mega 2560 ke komputer dengan sebuah kabel USB atau daya

dengan AC ke DC adaptor atau baterai untuk memulai.

Board Arduino Mega 2560 dapat ditenagai dengan power yang diperoleh dari

koneksi kabel USB, atau via power supply eksternal. Power supply eksternal

diperoleh dari adaptor AC-DC atau bahkan baterai, melalui jack DC yang tersedia,

atau menghubungkan langsung GND dan pin Vin yang ada di board. Board dapat

beroperasi dengan power dari power supply eksternal yang memiliki tegangan

antara 6V hingga 20V. Namun ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam

rentang tegangan ini. Jika diberi tegangan kurang dari 7V, pin 5V tidak akan

Page 38: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

17

memberikan nilai murni 5V, yang mungkin akan membuat rangkaian bekerja

dengan tidak sempurna. Jika diberi tegangan lebih dari 12V, regulator tegangan

bisa over heat yang pada akhirnya bisa merusak pcb. Dengan demikian,

dianjurkan menggunakan 7V hingga 12V.

Dalam penelitian Lelono (2013) yang berjudul Karakterisasi Pola Aroma Salak

Pondoh dengan E-Nose Berbasis Sensor Metal Oksid, menggunakan Arduino.

Arduino yang digunakan pada sistem ini adalah Arduino Mega 2560. Fungsi

utama Arduino pada sistem ini adalah mengkonversi sinyal analog menjadi digital

(ADC). Bentuk analog keluaran dari sensor berupa tegangan variasi dengan

batasan 0 – 5 volt untuk seri TGS 8xx, TGS 26xx, serta TGS 2201 dan 0 – 3 volt

untuk sensor TGS 6812, hal ini berdasarkan VC yang digunakan oleh sensor.

Board Arduino akan mengubah keluaran tersebut menjadi bentuk digital dengan

nilai variasi 0 – 1023. Nilai ini berdasarkan resolusi pada ADC Arduino yang

sebesar 10 bit.

Gambar 6. Arduino Mega 2560 (www.arduino.cc)

Page 39: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

18

2.6. Kopi (Coffea Sp.)

Kopi (Coffea Sp.) merupakan salah satu komoditas ekspor penting dari Indonesia.

Tanaman kopi ini termasuk dalam famili Rubiaceae yang terdiri dari beberapa

jenis diantaranya kopi arabika dan kopi robusta. Jenis kopi tergantung dengan

letak atau daerah kopi tersebut ditanam. Seperti halnya kopi arabika yang tumbuh

baik di dataran rendah sampai ketinggian 1000 m di atas permukaan laut

sedangkan kopi robusta tumbuh baik di dataran rendah sampai ketinggian 800 m

di atas permukaan laut (Prastowo dkk, 2010).

Menurut Pusat Standarisasi dan Akreditasi Departemen Pertanian (2003) dalam

skripsi Nopitasari (2010), tanaman kopi jenis robusta umumnya hidup didataran

yang lebih rendah dibanding jenis arabika. Selain kandungan kafein yang lebih

tinggi dan aroma khas, tanaman kopi jenis robusta juga lebih tahan terhadap hama

penyakit dan lebih banyak berproduksi dibanding kopi arabika. Namun untuk

harga kopi arabika masih lebih tinggi hal ini mungkin disebabkan karena tingkat

pemeliharaan tanaman yang lebih sulit dan konon semakin tinggi dataran yang

digunakan untuk membudidayakannya maka aroma dan rasanya semakin “enak”

(fine coffe).

Proses pengolahan kopi dimulai dari proses fermentasi, pencucian, pengeringan,

curing, penyimpanan. Komposisi kimia biji kopi berbeda-beda, tergantung tipe

kopi, tanah tempat tumbuh dan pengolahan kopi. Struktur kimia yang terpenting

terdapat di dalam kopi adalah kaffein dan caffeol. Kaffein sendiri dapat

menstimuli kerja saraf dan caffeol dapat memberikan flavor dan aroma yang baik

(Ridwansyah, 2003).

Page 40: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

19

Proses pengolahan kopi Natural Robusta menurut artikel dari Otten Coffee dengan

jurnalisnya Masdakaty, Y (2015), proses natural atau yang dikenal dry process.

Proses ini termasuk teknik paling tua yang ada dalam sejarah proses pengolahan

kopi. Setelah panen, kopi dalam bentuk menyerupai ceri akan ditebarkan di atas

permukaan alas-alas plastik dan dijemur di bawah sinar matahari. Beberapa

produsen kopi, terkadang menjemurnya di teras bata atau di meja-meja pengering

khusus yang memiliki airflow di bagian bawah. Biji kopi yang sedang dijemur

harus dibolak-balik secara berkala agar biji kopi dapat mengering secara merata

dan mengindari jamur atau pembusukan pada biji kopi.

Proses natural ini, buat kopi yang dikeringkan masih dalam bentuk buah/ ceri.

Masih dilengkapi dengan semua lapisan-lapisan yang terdapat pada buah kopi.

Proses yang natural dan alami ini akan membuat ceri fermentasi secara natural.

Kondisi ini akan menyebabkan kulit luar ceri terkelupas secara sendiri. Kopi ini

cenderung memiliki keasaman rendah dan termasuk memiliki rasa-rasa yang

eksotis.

Senyawa yang membentuk aroma di dalam kopi menurut Mabrouk dan

Deatherage dalam Ridwansyah (2003) adalah:

1. Golongan fenol dan asam tidak mudah menguap yaitu asam kofeat, asam

clorogenat, asam ginat, dan riboflavin;

2. Golongan senyawa karbonil yaitu asetat dehid, propanon, alkohol, vanilin

aldehid;

3. Golongan senyawa karbonil asam yaitu oksasuksinat, aseto asetat, hidroksi

pirufat, keton kaproat, oksalasetat, mekoksalat, merkaptopiruvat;

Page 41: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

20

4. Golongan asam amino yaitu leusin, iso leusin, variline, hidroksiproline,

alanine, threonine, glysine dan asam aspartat.;

5. Golongan asam mudah menguap yaitu asam asetat, propionate, butirat dan

volerat.

2.7. Konsep Aliran Udara pada Ruangan

Konsepan aliran udara pada ruang berbentuk kubus seperti greenhouse. Pada

dasarnya aliran udara dari dalam dan luar greenhouse dapat terjadi secara alamiah

melalui bukaan ventilasi. Gambar 7a, terlihat bahwa walaupun tidak ada angin,

pergerakan udara dari bagian bawah greenhouse menuju bagian atas tetap akan

terjadi. Keadaan ini diakibatkan adanya ventilasi pada dinding dan ventilasi pada

atap greenhouse. Udara mengalir keluar melalui dinding ke arah samping dan

melalui ventilasi atap ke arah atas. Vektor aliran udara menunjukkan aliran udara

masuk melalui ventilasi dinding menggantikan udara yang keluar melalui atap.

Pada Gambar 7b, terlihat bahwa udara masuk melalui keempat bukaan dinding.

Aliran udara akan tetap bergerak dan tetap udara terbanyak berada pada bagian

tengah greenhouse (Gambar 7c). Pola aliran udara belangsung, tetapi tetap aliran

udara terbanyak berada pada bagian tengah (Romdhonah, 2015).

Menurut Kamaruddin et al (2002b), mengartikan bahwa pergerakan udara pada

berbagai konfigurasi bukaan ventilasi alamiah tetap udara terbanyak pada posisi

bagian tengah. Sedangkan menurut Hermanto dkk (2007), aliran udara dikatakan

akan tetap atau memutar di bagian dalam kubus atau greenhouse, jika satu sumber

udara atau satu bukaan atap.

Page 42: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

21

Gambar 7. Aliran udara pada greenhouse (Romdhonah, 2015)

Page 43: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

22

III. METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dengan tiga tahapan yaitu pengambilan data,

pengolahan data, dan pengujian. Pengambilan data dilaksanakan pada bulan Juli

2018 s.d. Agustus 2018 di Laboraturium Rekayasa Bioproses dan Pasca Panen

(RBPP), Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.

Pengolahan data dilaksanakan pada bulan September 2018 s.d. November 2018.

Pengujian data dilaksanakan pada bulan Desember 2018.

3.2. Alat dan Bahan

Alat dan Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu adalah Sensor MQ 136,

Sensor TGS 822, Sensor TGS 826, Sensor TGS 2602, mikrokontroler ATmega

2560, LCD karakter 2x 16, power supply, kaca chamber, pompa mini diafragma,

selang pompa, alat tulis, biji kopi Natural Robusta dan oksigen.

3.3. Prosedur Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan pembuatan dua tipe modifikasi chamber yaitu

dengan tipe pompa di dalam chamber (Chamber A) dan pompa di luar chamber

Page 44: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

23

(Chamber B). Masing-masing tipe dilakukan modifikasi peletakan sensor di

bagian atas, sensor di bagian samping, dan sensor di bagian bawah, kemudian

dilanjutkan dengan uji coba chamber menggunakan biji Kopi Natural Robusta.

Prosedur penelitian dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Diagram alir prosedur penelitian

Page 45: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

24

3.4. Rancangan Chamber dan Peletakan Sensor

Rancangan chamber pada Electronic nose (E-nose), sebaiknya dirancang kedap

udara. Oleh sebab itu, chamber berbahan kaca sangat cocok digunakan sebagai

bahan dasar pembuatan chamber. Menurut Nakamoto (2003), chamber sensor

biasanya terbuat dari teflon atau kaca untuk menghindari adsorpsi uap ke dinding

internal. Ada dua jenis chamber yaitu Chamber A dan Chamber B. Kedua

chamber memiliki dimensi yang sama. Pada Chamber A, ruang sensor dan ruang

sampel menjadi satu. Variasi peletakan sensor pada Chamber A yaitu peletakan

sensor bagian atas, bagian samping, dan bagian bawah (Gambar 10, 11, dan 12).

Pada Chamber B, ruang sensor dan ruang sampel terpisah. Variasi peletakan

sensor pada Chamber B sama dengan peletakan sensor Chamber A yaitu peletakan

sensor bagian atas, bagian samping, dan bagian bawah (Gambar 13, 14, dan 15).

Sensor yang digunakan ada 4 sensor yaitu MQ 136 (Sensor 1), TGS 2602 (Sensor

2), TGS 822 (Sensor 3), dan TGS 826 (Sensor 4). Penggunaan TGS 2602, TGS

822, dan TGS 826 (Gambar 9) terbukti dapat menganalisis aroma sampel kopi

pada penelitian Lapanporo (2010). Penambahan pompa mini diafragma

diharapkan udara yang dihantarkan lebih stabil pada dua jenis chamber tersebut.

13

4

2

Keterangan:

1. TGS 8222. MQ 1363. TGS 26024. TGS 826

Gambar 9. Sensor E-nose

Page 46: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

25

Gambar 10. Rancangan Chamber A pada peletakan sensor bagian atas

Gambar 11. Rancangan Chamber A pada peletakan sensor bagian samping

1

2

3

4

56

Keterangan:

1. Chamber sampeldan chambersensor

2. Tempat pompamini diafragma

3. Tempat sampel4. Sensor E-nose5. Pompa mini

diafragma6. Selang udara

Page 47: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

26

Gambar 12. Rancangan Chamber A pada peletakan sensor bagian bawah

12

3

4

5

6

Keterangan:

1. Sample chamber2. Sensor chamber3. Tempat sampel4. Sensor E-nose5. Pompa mini

diafragma6. Selang udara

Gambar 13. Rancangan Chamber B pada peletakan sensor bagian atas

Page 48: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

27

Gambar 15. Rancangan Chamber B pada peletakan sensor bagian bawah

Gambar 14. Rancangan Chamber B pada peletakan sensor bagian samping

Data yang dihasilkan dari Arduino Mega 2560 menghasilkan nilai ADC (Analog

Digital Converter). Kaitan nilai ADC ini dengan tegangan adalah nilai ADC yang

terukur ialah nilai ADC maksimum dikalikan tegangan terbaca, kemudian dibagi

dengan nilai tegangan sumber. Nilai ADC tergantung dengan tegangan yang

menjadi catu daya sistem microcontroller. Untuk board Arduino biasa

menggunakan tegangan 5000 mv. Board Arduino Uno ini juga memiliki resolusi

10 bit, dengan nilai terbesar 1023. Berikut cara mencari nilai ADC, dengan

Page 49: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

28

menerapkan persamaan yang ada dan misalkan tegangan yang terbaca sebesar

1000 mv pada board Arduino Uno.

= ×....................................................(3.1)

Sehingga hasilnya adalah

= × = 204,6Dengan demikian, diperoleh nilai ADC sebesar 204,6 dari tegangan terukur 1000

mv. Jika pada grafik yang dipaparkan mempunyai rentang nilai 30-115 ADC,

maka untuk mengetahui tegangan yang masuk ke mikrokontroler dari sensor yaitu

dengan mengkonversi menggunakan persamaan 3.1. Nilai tegangan yang yang

dihasilkan mikrokontroler sebesar 160 ADC jika dikonversikan, sama dengan

tegangan yang dihasilkan sebesar 0,782 mv.

3.5. Prosedur Pengambilan Data

Electronic nose (E-nose) merupakan alat yang menggunakan kerja mikrokontroler

dan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi aroma biji kopi. Biji kopi yang

digunakan di dalam penelitian ini adalah biji Kopi Natural Robusta (Gambar 16).

Kopi Natural Robusta yang digunakan berasal dari Temanggung, Jawa Tengah.

Penggunaan masing-masing biji kopi pada penelitian ini sebanyak 50 gram per

ulangan. Penimbangan biji kopi dilakukan berkala, setiap pengambilan data dan

termasuk pengambilan ulangan.

Page 50: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

29

Gambar 16. Biji kopi Natural Robusta

Prosedur pengambilan data di mulai dari persiapan sampel kopi sebanyak 50

gram. Sebelum memulai mengambil data, Sensor 1 (MQ 136), Sensor 2 (TGS

2602), Sensor 3 (TGS 822), dan Sensor 4 (TGS 826) disemprotkan dengan

oksigen. Oksigen yang digunakan adalah oksigen murni yang memiliki ukuran

tabung 6 m3. Tinggi tabung oksigen yang dimiliki adalah 143 cm dan diameter

tabung 22 cm. Keliling (perimeter) tabung ini adalah 70 cm. Berat tabung

oksigen yang digunakan adalah 60 kg. Oksigen yang disemprotkan memiliki

tekanan 3 NL/ min 20 0C in O2. Jarak pemberian oksigen ke arah sensor adalah

0,3 cm. Besar diameter ujung nozle pada selang oksigen adalah 1,36 mm.

Penyemprotan dilakukan selama 2 menit dan masing-masing sensor disemprotkan

selama 30 detik per ulangan. Penyemprotan ini berfungsi untuk menetralisir

aroma kopi atau aroma lainnya yang tertinggal di dalam sensor.

Page 51: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

30

Gambar 17. Penyemprotan oksigen ke arah sensor

Sensor dalam keadaan netral menandakan bahwa sensor sudah siap digunakan

untuk pengukuran selama 60 menit. Pengambilan data diambil dari menit ke 0,

menit ke 5, menit ke 10, menit ke 15, menit ke 20, menit ke 25, menit ke 30,

menit ke 35, menit ke 40, menit ke 45, menit ke 50, menit ke 55, dan menit ke 60.

Pengambilan data yang diambil pada masing-masing chamber dengan masing-

masing peletakan dilakukan sebanyak 3 kali ulangan dengan waktu 1 kali ulangan

sebanyak 60 menit atau 1 jam. Setelah data hasil Chamber A bagian atas, bagian

samping, bagian bawah dan hasil Chamber B bagian atas, bagian samping dan bagian

bawah didapatkan, data diolah dan diinput ke dalam Microsoft Excel.

Menurut Lapanporo (2010) pada uji kestabilan sensor dalam penelitian

Monitoring Proses Pembusukan Kopi Seduh Menggunakan Larik Sensor Gas

Page 52: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

31

Berbasis PCA, grafik sensor yang dikatakan terbaik apabila mengalami kenaikan

dan kemudian relatif stabil. Saat respon masing-masing sensor menghasilkan pola

yang tidak beraturan seperti Gambar 18, maka mencari titik respon sensor yang

stabil dengan cara memperhatikan kondisi respon masing-masing sensor yang

sama (Lapanporo, 2010). Gambar 18, menunjukan pola sensor pertama memiliki

respon sensor berbentuk linier, pola sensor kedua memiliki respon sensor

berbentuk konstan, sedangkan pola sensor yang ketiga memiliki respon sensor

dalam keadaan tidak beraturan dan hanya konstan atau stabil pada menit ke-45.

Mencari titik respon sensor yang stabil harus menyesuaikan sensor kedua dan

ketiga. Respon sensor pertama tidak digunakan acuan untuk mencari titik respon

stabil karena pola sensor pertama berbentuk linear yang terus mengalami kenaikan

tegangan. Jadi dapat disimpulkan bahwa titik respon sensor yang stabil

ditunjukan mulai dari menit ke-45 hingga menit ke-60.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Pertama

Kedua

Ketiga

Waktu

Gambar 18. Pola tegangan sensor

Teg

anga

n

Page 53: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

32

3.6. Pengolahan Data

Sistem E-nose menghasilkan nilai keluaran berupa tegangan sensor dari setiap

sensor gas. Nilai keluaran yang dihasilkan tersebut berasal dari Chamber A dan

Chamber B. Setiap chamber menggunakan tiga variasi peletakan sensor yaitu

sensor atas, sensor samping, dan sensor bawah. Pengambilan data dari setiap variasi

peletakan sensor dilakukan tiga kali pengukuran dengan waktu satu kali

pengukuran pada pengambilan data selama 60 menit. Pengambilan data selama

60 menit menghasilkan data sebanyak 13 data yaitu pada menit ke-0, ke-5, ke-10,

ke-15, ke-25., ke-30, ke-35, ke-40, ke-45, ke-50, ke-55, dan ke-60. Data yang

dihasilkan nantinya yaitu nilai tegangan sensor pada Chamber A dengan variasi

sensor atas, samping, dan bawah dan nilai tegangan sensor pada Chamber B dengan

variasi sensor atas, samping, dan bawah.

Hasil data tersebut diolah diperangkat komputer menggunakan Microsoft Excel

(Ms. Excel) sehingga nilai dapat ditampilkan dalam bentuk tabel. Data yang telah

diolah menggunakan Ms. Excel dalam bentuk tabel, kemudian dianalisis.

Sebelum data diolah dalam bentuk grafik, ulangan pengukuran sebanyak tiga kali

dilakukan uji homogenitas dengan menggunakan uji t pada Ms. Excel . Uji t ini

dilakukan guna melihat seberapa signifikannya atau tidak beda nyatanya antar

ulangan pengukuran. Ulangan yang dikatakan homogen, jika > 0,1 (10%) atau

nilai t stat < t critical.

Grafik yang diolah dibagi berdasarkan chamber dan berdasarkan peletakan.

Pengolahan grafik ini dapat menghasilkan nilai koefisien x dan nilai R2. Nilai

Page 54: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

33

koefisien x yang mendekati 0, menunujukan bahwa grafik tersebut stabil.

Pengolahan grafik ini guna untuk mendapatkan chamber dan peletakan yang

stabil. Pengolahan data dapat dilihat pada Gambar 19.

Gambar 19. Diagram alir pengolahan data

Page 55: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

34

3.7. Analisis Data

Nilai tegangan sensor sudah terlampir pada tabel di Microsoft Excel, kemudian

dianalisis untuk mendapatkan tujuan dari penelitian ini.

3.7.1. Uji T

Students’s t-test (Uji t) pertama kali di temukan oleh W. S. Gosset pada tahun

1908 dengan nama samaran Student. Prinsip uji t adalah untuk membuktikan

signifikan atau tidaknya sebuah perlakuan (Setijono, 2016). Uji-t berpasangan

(paired t-test) digunakan untuk membandingkan selisih dua mean (rata-rata) dari

dua sampel yang berpasangan. Pengolahan uji-t pada penelitian ini, menggunakan

analisis data yang terdapat pada menu Ms. excel. Data yang diolah menggunakan

Uji T adalah antar ulangan pengukuran (pengukuran 1, pengukuran 2, pengukuran

3). Kegunaan uji t ini untuk melihat ada atau tidaknya perbedaan dari hasil data

pengamatan pada ulangan pengukuran. Ulangan pengukuran yang diolah yaitu

ulangan pengukuran 1 dan 2 (P1 dan P2), ulangan pengukuran 1 dan 3 (P1 dan

P3), dan ulangan pngukuran 2 dan 3 (P2 dan P3). Analisis yang dihasilkan adalah

nilai t stat atau t hitung dan t critical atau t tabel.

Paired sample t-test merupakan salah satu metode pengujian yang digunakan

untuk mengkaji keefektifan perlakuan, ditandai dengan adanya perbedaan data

sebelum dan data sesudah diberikan perlakuan. Dasar pengambilan keputusan

untuk menerima atau menolak Ho (hipotesis nol) pada uji ini adalah sebagai

berikut:

Page 56: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

35

1. Jika t hitung > t tabel dan probabilitas (Asymp.Sig) < 0,05, maka Ho

ditolak dan Ha diterima (beda nyata);

2. Jika t hitung < t tabel dan probabilitas (Asymp.Sig) > 0,05, maka Ho

diterima dan Ha ditolak (tidak beda nyata) (widiyanto, 2013).

Paired-Samples T -Test merupakan prosedur yang digunakan untuk

membandingkan rata-rata dua variabel dalam satu group. Analisis ini

berguna untuk melakukan pengujian terhadap dua sampel yang berhubungan atau

dua sampel berpasangan. Prosedur Paired Samples T-Test digunakan untuk

menguji bahwa tidak atau adanya perbedaan antara dua variabel. Data boleh

terdiri atas dua pengukuran dengan subjek yang sama atau satu pengukuran

dengan beberapa subjek. Rumus Paired Sample T-Test adalah sebagai

berikut (Muhid, 2010)

= ............................................................................(3.2)

Keterangan:

= Rata- rata sampel 1= Rata-rata sampel 2= Simpangan baku sampel 1= Simpangan baku sampel 2= Varian sampel 1= Varian sampel 2= Korelasi antar dua sampel

Menurut Widhiarso (2011), aturan pada uji t yaitu Sig: p < 0,05, maka

kesimpulannya terdapat perbedaan pada taraf 5%. Sedangkan, jika Sig: p > 0,05,

maka kesimpulannya tidak ada perbedaan. Aturan lainnya yaitu, jika t hitung > t

Page 57: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

36

tabel atau t stat > t critical maka terdapat perbedaan yang signifikan dan jika t

hitung < t tabel atau t stat < t critical maka tidak terdapat perbedaan yang

signifikan (homogen).

Uji T yang digunakan yaitu paired two sample of means. Paired two sample for

means digunakan untuk menguji perbedaan rerata sepasang data dengan

menggunakan uji-t student. Uji ini tidak perlu mengasumsikan kesamaan varians

kedua populasi. Uji ini juga digunakan untuk menguji perbedaan rerata dua set

data yang berpasangan, misalnya hasil pengamatan sebelum dan sesudah

perlakuan terhadap sekelompok subjek yang sama. Khusus untuk uji ini, data

yang diolah pada kedua sampel harus sama. Diantara hasil-hasil yang diperoleh

dari analisis ini adalah nilai varians (ragam data) terkumpul, suatu ukuran

terakumulasi penyebaran data di sekitar rerata yang dihitung dengan rumus

(Sahid, 2006).

S = ........................................................................................(3.3)

Keterangan:S = Varian= varian sampel 1= varian sampel 2= jumlah sampel 1= jumlah sampel 2

3.7.2. Persamaan Regresi

Persamaan regresi adalah hubungan yang didapat dan dinyatakan dalam bentuk

persamaan matematik yang menyatakan hubungan fungsional antar variabel-

variabel. Persamaan regresi sederhana digunakan untuk mendapatkan hubungan

Page 58: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

37

matematis dalam bentuk suatu persamaan antara variabel tak bebas dengan

variabel bebas tunggal. Regresi linier sederhana yang hanya memiliki satu

perubahan regresi linear adalah Y= ax+b.

Koefisien x (gradien) merupakan tolak ukur untuk melihat keadaan stabil pada

suatu grafik. Keadaan ini ditandai dengan jelas nilai x pada Gambar 19 dan

Gambar 20. Pola grafik berwarna merah pada Gambar 19 memiliki nilai x sebesar

-0,0357 dan sedangkan grafik berwarna biru pada Gambar 20 memiliki nilai x

sebesar 0,4643. Grafik yang stabil menggambarkan grafik bentuk garis sejajar

(Gambar 20) dan sedangkan grafik yang kurang stabil menggambarkan bentuk

garis linear (Gambar 21). Keadaan ini dengan jelas menyatakan bahwa, ketika

nilai x yang mendekati 0 maka, grafik tersebut lebih stabil.

Gambar 20. Bentuk garis yang sejajar

y = 55

y = -0,0357x + 58,286

54.5

55

55.5

56

56.5

57

57.5

58

58.5

59

59.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Y

X

Page 59: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

38

Gambar 21. Bentuk garis linear

Menurut Penelitian Lapanporo (2010), sensor yang stabil itu bersifat konstan dan

memiliki bentuk grafik yang sejajar. Konstan diartikan tidak berubah atau bersifat

stabil. Gambar 22, menyatakan bahwa grafik sensor stabil mulai menit ke 30.

y = 0,4643x + 55

54.5

55

55.5

56

56.5

57

57.5

58

58.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Y

X

Gambar 22. Bentuk garis sensor stabil (Lapanporo, 2010)

tega

ngan

(vo

lt)

waktu (menit)

Page 60: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

39

3.7.3. Koefisien Korelasi (R)

Koefisien korelasi digunakan untuk mengetahui keeratan hubungan antara dua

variabel dan untuk mengetahui arah hubungan yang terjadi. Nilai korelasi

berkisar antara 1 sampai -1. Apabila nilai semakin mendekati 1 berarti hubungan

antara dua variabel semakin kuat dan sebaliknya apabila nilai mendekati 0 berarti

hubungan antara dua variabel semakin lemah. Nilai positif menunjukkan

hubungan searah (x naik maka y naik) dan nilai negative menunujukan nilai

terbalik (x turun maka y turun) (Sugiyono, 2007).

r =(∑ ) (∑ ).(∑ )(∑ ) (∑ ) (∑ ) (∑ ) ................................................................(3.4)

Keterangan:

rxy = hubungan variabel X dengan variabel YX = nilai variabel XY = nilai variabel Y

3.7.3. Koefisien Determinasi (R2)

Koefisien determinasi (R2) digunakan untuk melihat presentase (%) besarnya

kontribusi (pengaruh) variabel X1, X2, terhadap variabel Y. Semakin kecil nilai

R2, maka pengaruh variabel bebas terhadap variabel terikat semakin lemah dan

sebaliknya R2 mendekai 1, maka pengaruh tersebut akan semakin kuat. Koefisien

determinasi yang dilakukan dalam penelitian ini menggunakan Ms. Excel

sehingga secara otomatis dapat menghasilkan nilai R2 (Pratomo dkk, 2015).

Page 61: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

40

= x 100% ........................................................................................(3.5)

Keterangan:

kd = Koefisien determinasi (R2)R2 = Kuadrat korelasi

Page 62: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

67

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian berserta pembahasan yang telah dijabarkan dapat

diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. a. Pola respon tegangan yang dihasilkan pada penggunaan Chamber

Dalam (Chamber A) dengan variasi peletakan atas, samping, bawah

lebih stabil dibandingkan dengan penggunaan Chamber Luar (Chamber

B). Keadaan stabil dimulai dari menit ke 5 dan ditandai dengan pola

grafik yang dihasilkan mendatar.

b. Pola respon tegangan pada penggunaan Chamber A dengan variasi

peletakan atas memiliki rentan nilai koefisien x sebesar -0,0434 sampai

-0,0177 dan rentan nilai R2 sebesar 44,55% hingga 88,54%.

c. Pola respon tegangan pada penggunaan Chamber A dengan variasi

peletakan samping memiliki rentan nilai koefisien x sebesar -0,0075

sampai 0,0042 dan rentan nilai R2 sebesar 5,31% sampai 52% .

Page 63: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

68

d. Pola respon tegangan pada penggunaan Chamber A dengan variasi

peletakan bawah memiliki rentan nilai koefisien x sebesar -0,0536

sampai -0,0191 dan rentan nilai R2 sebesar 14,22% sampai 54,19%.

2. a. Peletakan samping merupakan peletakan yang terbaik dibandingkan

variasi peletakan lainnya. Keadaan stabil peletakan samping ini dimulai

dari menit ke 5 dan grafik pola yang stabil ditandai dengan koefisien x

mendekati 0 dan R2 yang mendekati 0.

b. Pola respon tegangan pada peletakan terbaik ini memiliki rentan nilai

koefiisen x sebesar -0,0075 sampai 0,0042 dan rentan nilai R2 sebesar

5,31% sampai 52%.

3. Sensor 2 (TGS 2602), Sensor 3 (TGS 822), dan Sensor 4 (TGS 826)

merupakan sensor yang terbaik, keadaan ini ditunjukan bahwa ke tiga

sensor ini memiliki tingkat tidak beda nyata yang tinggi antar ulangan

pengukuran.

5.2. Saran

Kinerja sensor tidaklah selalu stabil dan aroma yang terdapat pada sensor sangat

sulit untuk dinetralkan sehingga dianjurkan untuk memiliki sensor pengganti

dalam pelaksanaan penelitian berikutnya.

Page 64: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

69

DAFTAR PUSTAKA

Akbar, M.A. 2017. Perancangan Alat Pengukur Tinggi Badan Otomatis denganMenggunakan Sensor Ultrasonik SRF-05 dan LCD sebagai OutputnyaBerbasis Arduino UNO R3. (Skripsi). Universitas AMIKOM. Yogyakarta.

Arduino. 2017. Arduino Mega 2560. Tersedia di:<www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560>[Diakses pada 4 juni2018]

Arshak, K., Moore, E., Lyons, G.M., Haris, J., and Clifford, S. 2004. A Review ofGas Sensors Employed in Electronic Nose Applications. Sensor Review.24(2): 181-198.

Campanha, G.F., Dias, E.C.R., and Benassi, T.D.M. 2010. Discrimination ofCoffee Species Using Kahweol and Cafestol: Effects of Roasting and ofDefects. Coffee Science, Lavras. 5(1): 87-96.

Figaro. 2003. General Infromation for Tgs sensors. [pdf] Figaro USA.Tersedia di: <www.figarosensor.com/products/general.pdf>[Diakses pada29 Mei 2018]

Figaro. 2004. TGS 826-For the Detection of Ammonia. [pdf] Figaro USA.Tersedia di: <www.figarosensor.com/TGS826.pdf> [Diakses pada 2 Juni2018]

Gardner, J.W. and Bartlett, P. 1994. A Brief History of Electronic Noses. Sensorand Actuators B. 18(19): 211-220.

Hermanto, A., Prabowo, A., Nurhasnah. 2007. Prospek Pengembangan Low-CostAdapted Screenhouse untuk Budidaya Hortikultura di Daerah Tropis.Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian, Serpong.

Kamaruddin, R., Montero, J.I., Bailey, B.J. 2002b. Effect of VentilatorConfiguration on Ventilation in A Tropical Crop Protction Structure. ActaHorticulturae. 578(2).

Page 65: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

70

Lapanporo, P.B. 2010. Monitoring Proses Pembusukan Kopi Seduh MenggunakanSistem Latik Sensor Gas Berbasis Principal Component Analysis (PCA).SPEKTRA. 10(2): 77-88.

Lelono, D. dan Chairiawan, M.A. 2013. Karakteristik Pola Aroma Salak Pondohdengan E-nose Berbasis Sensor Metal Oksida. IJEIS. 3(1): 71-82.

Lintang, C.A., Widodo, T.W., dan Lelono, W. 2016. Rancang Bangun ElectronicNose untuk Mendeteksi Tingkat Kebusukan Ikan Air Tawar. IJEIS. 6(2):129-140.

Muhid, A. 2010. Analisis Statistik SPSS for Windows: Cara Praktis MelakukanAnalisis Statistik. CV Duta Aksara, Surabaya.

Nasir, M. 2016. Monitoring Perkembangan Bau Tahu Berformalin dan TanpaFormalin Berbasis E-Nose Menggunakan Metode Principal ComponentAnalysis (PCA). (Skripsi). Universitas Islam Negeri Maulana MalikIbrahim. Malang.

Nopitasari, I. 2010. Proses Pengolahan Kopi Bubuk (Campuran Arabika danRobusta) Serta Perubahan Mutunya Selama Penyimpanan. (Skripsi).Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Patel, H.K., Shukla, B.H., and Desai, M.D. 2016. Role of SubstantialCharacteristics in Electronic Nose Sensor Selection For DiverseApplications. IJARET. 7(2): 177-185.

Pearce, T.C., Schiffman, S.S,. Nagle, H.T. and Gardner, J.W. 2003. Handbook ofMachine Olfaction: Electronic Nose Technology. Wiley-vch. Weinheim

Prastowo, B., Karmawati, E., Rubijo., Siswanto., Indrawanto, C. dan Munarso,S.J. 2010. Budidaya dan Pasca Panen Kopi. Pusat Penelitian danPengembangan Perkebunan, Bogor. 70 hlm.

Pratomo, S.D. 2015. Analisis Regresi dan Korelasi antara Pengunjung danPembeli terhadap Nominal Pembelian di Indomaret KedungmunduSemarang dengan Metode Kuadrat Kecil. (Skripsi). Universitas DianNuswantoro. Semarang.

Putra, A.O., Firdaus., dan Hersyah, M.H. 2016. Identifikasi Aroma The dengan E-Nose Menggunakan Metode Backpropagation. Seminar Nasional Sainsdan Teknologi 2016. Jakarta: 8 November 2016.

Ridwansyah. 2003. Pengolahan Kopi. Jurusan Teknologi Pertanian. FakultasPertanian. Universitas Sumatera Utara, Sumatera Utara. 19 hlm.

Page 66: MODIFIKASI CHAMBER DAN UJI COBA …digilib.unila.ac.id/55252/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfkejuruan di SMK Farmasi Arjuna Lagu Boti, Toba Samosir yang diselesaikan pada tahun 2014

71

Romdhonah, Y., Suhardiayanto, H., Erizal. dan Saptomo, S.K. 2015. AnalisisVentilasi Alamiah pada Greenhouse Tipe Standard Peak MenggunakanComputational Fluid Dynamics. Jurnal Ilmiah Rekayasa Pertanian danBiosistem. 3(2): 174-182.

Sagita, P.P. 2015. Rancang Bangun Chamber Sensor Electronic Nose. (Skripsi).Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

Sahid. 2006. Analisis Statistika dengan Ms. Excel. FMIPA UNY. Yogyakarta.

Syam, R. 2013. Dasar – dasar Teknik Sensor. Fakultas Teknik UniversitasHasanuddin, Makasar. 72 hlm.

Sugiyono. 2007. Statistika Untuk Penelitian. ALFABETA, Bandung. 289 hlm.

Terska, F. 2013. Rancang Bangun Warning System dan Monitoring Gas SulfurDioksida (SO2) Gunung Tangkuban Perahu Via SMS Gateway BerbasisMikrokontroler Menggunakan Sensor MQ-136. (Skripsi). UNIKOM.Bandung.

Viccione, G., Zarra, T., Giuliani, S., Naddeo, V., and Belgiorno, V. 2012.Performance Study of E- Nose Measurement Chamber forEnvironmental Odour Monitoring. Chemical Engineering Transactions.30: 109-114.

Widiyanto, A,M. 2013. Statistika Terapan. Konsep dan Aplikasi dalam PenelitianBidang Pendidikan, Psikologi & Ilmu Sosial lainnya. Jakarta: PT. ElexMedia Komputindo.

Widhiarso, W. 2011. Uji Hipotesis Koperatif. Yogyakarta: FP UGM.

Masdakaty, S. 2015. Mengenal Macam-macam Proses Pengolahan Kopi. OtenCoffee Magazine. Tersedia di:https://majalah.ottencoffee.co.id/mengenal-macam-macam-proseskopi//> [Diakses pada 10 September 2018].