JURNAL ELKOLIND, SEPTEMBER 2018, VOL.05, N0. 3

42

Abstrak — - Pengeringan kakao secara tradisional

biasanya melalui penjemuran di bawah sinar matahari

beralaskan lantai, tikar dan jalan aspal. Alat pengering dapat

dimanfaatkan untuk mengatasi permasalahan tersebut. Namun,

alat pengering biji kakao sekarang ini masih banyak yang

memanfaatkan kayu bakar atau bahan bakar minyak yang

meninggalkan residu. Metode algoritma logika fuzzy mamdani

digunakan untuk menstabilkan suhu pengeringan sesuai

dengan besarnya suhu yang dikehendaki dengan setpoint suhu

55 °C. Proses dilakukan dengan cara mengatur sudut

pemicuan dengan output pemanas (heater) dan kipas

(fan/blower). Alat ini juga dilengkapi dengan sensor suhu dan

kelembaban DHT22 untuk membaca suhu dan kelembaban

yang ada di dalam ruang pengering.Penerapan fuzzy logic

controller saat suhu setpoint 55°C didapatkan kurva respon

suhu yang yang memiliki delay time = 4,8 menit, rise time =

27,6 menit, maximum overshoot = 10,18 %, dan peak time =

27,8 menit dengan suhu 55,1 °C. Dengan menguji biji kakao

melalui setpoint suhu 55°C didapatkan waktu proses

pengeringan selama 11 jam dengan kapasitas berat 2,5 kg.

pengujian biji kakao basah dengan kapasitas 2,5 kg

membutuhkan waktu selama 11 jam untuk mendapatkan biji

kakao seberat 1,07 kg dengan hasil kadar air akhir 7,5%.

Kata kunci : – Fuzzy logic controller, DHT22,

Mikrokontroler, Pengering biji kakao

I. PENDAHULUAN

akao merupakan salha satu komodis ekspor yang dapat

memberikan kontribusi untuk peningkatan devisa

Negara Indonesia. Dilansir dalam Internasional Cocoa

Oeganization (ICCO), Indonesia merupakan salah satu Negara

pemasok utama kakako dunia setelah Pantai Gading (38,3%)

dan Ghana (20,2%) dngan presentasi 13,6%. Permintaan dunia

terhadap komoditas kakao tahun 2011, ICCO memperkirakan

produksi kakako dunia akan mencapai 4,05 juta ton, sementara

konsumsi akan mencapai 4,1 juta ton, sehingga akan terjadi

deficit sekitar 50 juta ton per tahun

Yin Putri Asih adalah mahasiswa Program Studi Teknk Elektronika, Jurusan

Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang yinputri76@gmail.com

Totok Winarno dan Agus Pracoyo adalah staf pengajar Program Studi

Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang

Salah satu tahapan penting dalam penanganan pasca panen

kakao adalah proses pengeringan setelah proses fermentasi.

Pengeringan penting untuk dilakukan sesegera mungkin

setelah biji difermentasikan untuk menghentikan proses

fermentasi yang terjadi pada biji. Pengeringan kakao secara

tradisional biasanya melalui penjemuran di bawah sinar

matahari beralaskan lantai, tikar dan jalan aspal. Keunggulan

pengeringan jenis ini menjadikan bentuk biji yang baik dengan

warna mengkilap, namun kelemahan dari pengeringan biji

kakao dengan cara ini adalah cuaca yang berfluktuatif,

kebersihan produk kurang terjamin, dan memerlukan tempat

yang luas. Untuk meningkatkan kebersihan dan menghemat

waktu, pengeringan juga dapat dilakukan menggunakan alat

pengering. Namun, alat pengering biji kakao sekarang ini

masih banyak yang memanfaatkan bahan bakar minyak. Hal

ini jelas tidak efektif karena minyak tanah merupakan sumber

daya alam yang tidak dapat diperbarui, selain itu asap yang

dihasilkan dari pembakaran dapat mempengaruhi kualitas biji

kakao.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 DHT22

DHT - 22 (juga disebut sebagai AM2302 ) adalah

kelembaban dan suhu relatif sensor digital - output.

Menggunakan sensor kelembaban kapasitif dan thermistor

untuk mengukur udara di sekitarnya , dan keluar sinyal digital

pada pin data.

Gambar 1 Bentuk Fisik DHT22

2.2 Kontrol Logika Fuzzy

Logika fuzzy pertama kali diperkenalkan oleh Prof. Lotfi

A. Zadeh. Logika fuzzy merupakan sebuah logika yang

memiliki kekaburan atau kesamaran antara benar dan salah

atau anatara 0 dan 1, berbeda dengan logika digital yang

Implementasi Algoritma Fuzzy Logic Control untuk Sistem

Pengontrolan Suhu dan Kelembaban pada Mesin Pengering Biji

Kakao Berbasis Prosentase Berat

Yin Putri Asih , Totok Winarno, Agus Pracoyo

K

JURNAL ELKOLIND, SEPTEMBER 2018, VOL.05, N0. 3

43

hanya memiliki dua nilai yaitu 1 (satu) dan 0 (nol). Untuk

menghitung derajat yang tak terbatas jumlahnya antara benar

dan salah, maka dikembangkan ide penggolongan himpunan

fuzzy, logika fuzzy memeiliki beberapa karakteristik yaitu

himpunan fuzzy dan fungsi keanggotaan.

Metode Mamdani sering juga dikenal dengan nama

Metode Max-Min. Metode ini diperkenalkan oleh Ebrahim

Mamdani pada tahun 1975. Untuk mendapatkan output,

diperlukan 4 tahapan: (1) Pembentukan himpunan fuzzy; (2)

Aplikasi fungsi implikasi (aturan); (3) Komposisi aturan; (4)

Penegasan (deffuzy).

III. METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Blok Sistem

LCD

MODUL FAN

MODUL HEATER

ATMega16

FAN DC

HEATER

PUSH BUTTON

Jala-jala PLN

220 volt

CATU DAYA 5

Volt

CATU DAYA

12 volt

MASUKAN PROSES KELUARAN

SENSOR SUHU DAN

KELEMBABAN

Gambar 2 Diagram Blok Sistem

Berikut penjelasan fungsi dari masing-masing blok

diagram sistem pada gambar 3.2 :

a) Sensor Suhu dan Kelembaban DHT22

Sensor suhu dan kelembaban DHT22 adalah sensor

pendeteksi suhu dan kelembaban ruangan mesin pengering biji

kakao, datanya dikirim ke mikrokontroler yang akan

digunakan sebagai umpan balik dari sistem logika fuzzy,

kemudian ditampilkan di LCD.

b) Push Button

Push Button sebagai tombol on off untuk mengaktifkan dan

mematikan mesin pengering biji kakao dalam posisi manapun

seperti yang diinginkan oleh operator.

c) External RTC

External RTC di sini digunakan untuk menghitung waktu

selama proses pengeringan biji kakao berlangsung sehingga

dapat diketahui berapa lama proses pengeringan berlangsung.

d) Mikrokontroler ATmega

Mikrokontroler Atmega di sini digunakan sebagai unit

kontroler yang untuk mengaplikasikan kendali logika fuzzy

dan mengirim data sensor. Mikrokontroler juga digunakan

untuk menerima data dari sensor yang nantinya akan diproses

bersama dengan logika fuzzy yang telah diprogram di

dalamnya untuk menggerakkan aktuator.

e) LCD

LCD (Liquid Crystal Display) di sini berfungsi sebagai

media tampilan selama proses pengendalian berlangsung.

f) Fan

Fan atau kipas digunakan sebagai pengendali suhu dan

kelembaban yang ada pada ruangan pemanas sehinga suhu dan

kelembaban yang ada di dalam mesin pengering biji kakao

tersebut terjaga sesuai dengan set point yang dimasukkan.

a. Tegangan : 12 V

b. Arus : 0,17 A

g) Pemanas (Heater) dan Driver

Pemanas (Heater) digunakan sebagai sumber energi panas

cadangan selain matahari yang nantinya dapat diatur besar

kecil panas yang dihasilkan dengan cara diberikan tegangan

masukan sesuai sinyal kontrol.

a. Daya : 300 Watt

b. Tegangan : 220 Volt

3.2 Desain Mekanik

Gambar 3 Desain Mekanik

Spesifikasi mekanik :

1. Dimensi box

Panjang = 70 cm

Lebar = 50 cm

Tinggi = 40 cm

2. Dimensi Tray (Rak Pengering)

Panjang = 60 cm

Lebar = 40 cm

Tinggi = 2 cm

3. Bahan casis/base = plat alumunium

4. Bahan atap = kaca

5. Bahan tray = kawat alumunium

6. Sensor = DHT22, LOAD CELL

7. Processor = Atmega16

8. Kontrol = Fuzzy Logic Control

9. Display = LCD

3.3 Rangkaian DHT22

Pada rangkaian ini digunakan sensor suhu dan

kelembaban DHT22 sebagai komponen utama dalam

pembacaan suhu dan kelembaban. DHT22 mempunyai

kemampuan membaca suhu -40°C sampai dengan 80°C

dengan ketepatan pembacaan ±0.5°C serta mempunyai

kemampuan membaca kelembaban 0% sampai dengan 100%

dengan ketepatan pembacaan 2% sampai dengan 5% sesuai

dengan datasheet.

3.4 Rangkaian RTC

Rangkaian RTC (Real Time Clock) di sini digunakan

sebagai penampil waktu aktual pada proses pengeringan biji

kakao. Dengan adanya RTC pada rangkaian ini dimungkinkan

JURNAL ELKOLIND, SEPTEMBER 2018, VOL.05, N0. 3

44

pengguna dapat melihat waktu aktual selama proses

pengeringan dan mengetahui kapan tepatnya waktu

pengeringan berakhir. Rangkaian ini dipadukan dengan buzzer

yang akan berbunyi saat waktu pengeringan selesai.

3.5 Rangkaian LCD

LCD yang dipakai pada rangkaian ini berupa sebuah tipe

karakter yang memiliki display 16 karakter x 2 baris. Modul

ini terhubung langsung dengan sistem minimum ATmega 16.

LCD tersebut akan digunakan untuk menampilkan suhu dan

kelembaban pada ruang pengeringan.

3.6 Rangkaian Buzzer

Pada sistem ini Buzzer digunakan sebagai penanda bahwa

sistem telah selesai bekerja dan mesin dapat dimatikan.

3.7 Rangkaian Heater

Pemanas merupakan aktuator utama dalam mesin

pengeringan biji kakao ini. Pemanas digunakan untuk

memanaskan udara ruang pengering jika tidak ada sinar

matahari yang masuk ke dalam ruang pengering. Ketika sensor

DHT22 mendeteksi kurangnya suhu yang ada di dalam ruang

pengering maka pemanas akan otomatis menyala untuk

menggantikan matahari pada proses pengeringan. Pemanas

yang digunakan pada mesin pengeringan biji kakao ini

menggunakan pemanas AC dengan tegangan 220 volt dan

daya 300 watt.

3.8 Rangkaian Zero Crossing Detector

Rangkaian zero crossing detector pada mesin ini

digunakan untuk mendeteksi gelombang sinus AC 220 volt

saat melewati titik tegangan nol. Titik nol yang dideteksi

adalah peralihan dari positif menuju negative dan peralihan

dari negative menuju positif. Titik nol ini merupakan acuan

yang digunakan sebagai awal pemberian nilai waktu tunda

untuk pemicuan TRIAC.

3.9 Rangkaian Fan

Salah satu aktuator yang penting pada mesin pengeringan

biji kakao ini adalah kipas. Kipas di sini berfungsi ganda yaitu

sebagai perata panas dan pengatur kelembaban yang ada di

dalam mesin pengering. Kipas yang digunakan pada mesin ini

adalah kipas DC dengan tegangan kerja 12 volt dan arus 0.2

Ampere. Kipas ini akan terhubung dengan rangkaian driver.

IV. PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian Sensor Suhu dan Kelembaban DHT22

Pengujian sensor suhu dan kelembaban DHT22 ini

dilakukan dengan menghubungkan sensor suhu dan

kelembaban DHT22 dengan PORT D7 yang ada pada

mikrokontroler, kemudian memberikan tegangan catu daya

5V. Pengujian sensor suhu dan kelembaban DHT22 ini

dilakukan dengan membandingkan nilai keluaran sensor

dengan alat ukur termohydro kemudian menghitung nilai error

antara senro dengan alat ukur. Berikut data hasil pengujian

sensor suhu yang ditabelkan pada tabel 1

Tabel 1 Data Pengujian Sensor Suhu dan

Kelembaban

no. DHT22 Termohydro Error

t h t h t h

1 30,4 44,6 30 44 1,3% 1,4%

2 35 34,1 34 34 2,9% 0,3%

3 40,3 27,1 39 27 3,3% 0,4%

4 45,3 22,3 44 22 3,0% 1,4%

5 50,2 18,7 49 18 2,4% 3,9%

6 55 16 55 16 0,0% 0,0%

7 60,2 13,9 61 13 -1,3% 6,9%

8 64,3 12,5 65 12 -1,1% 4,2%

Dari hasil pengujian sensor suhu dan kelembaban di atas

dapat dikatakan bahwa sensor DHT22 yang digunakan dalam

sistem ini memiliki error rata-rata baik suhu dan kelembaban

masing-masing sebesar 1,3% dan 2,3%. Dengan nilai error

rata-rata tersebut, maka sensor DHT22 layak digunakan untuk

pengukuran suhu dan kelembaban dalam sistem ini.

4.2 Pengujian Driver Fan

Pengujian rangkaian driver fan ini dilakukan dengan

memasukkan program ke dalam IC mikrokontroler Atmega16

yang berfungsi untuk menggeser atau merubah duty cycle pada

driver fan dari 10% hingga 100%, kemudian menggunakan

tachometer untuk mengetahui besar kecepatan putar kipas saat

duty cycle berada di kondisi tertentu.

Tabel 2 merupakan hasil pengujian driver kipas DC

dengan variasi duty cycle.

Tabel 2 Hasil Pengujian Driver Kipas DC

No. Duty Cycle

(%)

Kecepatan Kipas

(RPM)

1 10 139

2 20 525

3 30 686

4 40 820

5 50 950

6 60 1050

7 70 1100

8 80 1230

9 90 1260

10 100 1340

Dari hasil pengujian seperti yang tertera pada tabel 4.3,

dapat dilihat bahwa driver kipas DC bisa bekerja dengan baik

dengan kecepatan putar maksimum sebesar 1340 RPM dan

bertambah seiring dengan bertambahnya duty cycle yang

diberikan.

4.3 Pengujian Zero Crossing Detector

Pengujian rangkaian zero crossing detector ini dilakukan

untuk mengetahui output gelombang sinus AC 220 volt saat

melewati titik tegangan nol. Pendeteksian titik nol digunakan

sebagai masukan interrupt mikrokontroler untuk mengatur

pemicuan sudut fasa. Berikut adalah output gelombang dari

rangkaian zero crossing detector :

JURNAL ELKOLIND, SEPTEMBER 2018, VOL.05, N0. 3

45

Gambar 4 Gelombang Output Zero Crossing Detector

4.4 Pengujian Driver Heater

Berdasarkan kebutuhan untuk melakukan pengontrolan

daya pada peralatan aktuator dengan tegangan AC, maka perlu

pengujian rangkaian driver heater. Pengujian ini dilakukan

untuk mengetahui pergeseran sudut fasa pada sumber AC

apabila dipicu dengan delay yang berbeda-beda. Berikut

adalah gambar output dari osiloskop :

Gambar 5 Output Driver dengan Delay 1ms

Dari hasil pengujian driver heater yang telah dilakukan,

semakin besar pemicuan delay yang diberikan, maka semakin

kecil daya yang diberikan pada beban. Berdasarkan gambar

4.5 hingga 4.14 dapat dilihat bahwa driver heater bekerja

sesuai dengan besar pemicuan yang diberikan.

4.5 Pengujian Real Time Clock

Mesin pengering biji kakao ini berjalan berdasarkan

program waktu. Pada perancangannya, terdapat RTC yang

dugunakan sebagai pewaktu/timer. Komponen RTC juga

merupakan IC yang difungsikan sebagai sumber waktu baik

berupa data jam, hari, minggu, bulan maupun tahun. IC ini

dilengkapi dengan crystal sebagai clock dan battery cmos

sebagai sumber energy cadangan agar fungsi penghitung tidak

terhenti.

Dalam mikrokontroler ini menggunakan RTC eksternal,

tujuannya agar perhitungan waktu tepat dan presisi, karena

apabila menggunakan sumber clock internal, perhitungan

waktunya tidak akan tepat dan presisi dikarenakan terdapat

delay untuk menjalankan satu siklus program.

Dalam sistem ini menggunakan hitungan waktu dalam

satuan jam dan menit yang sudah deprogram di dalam

mikrokontroler. Hasil pengujian rangkaian seperti terlihat pada

gambar 4.15 di bawah ini :

Gambar 6 Pengujian Rangkaian RTC

4.6 Pengujian Sistem

4.6.1 Pengujian Sinar Matahari

Pengujian sinar matahari di sini bertujuan untuk

mengetahui suhu dan kelembaban ruang pengering dengan

sumber panas dari sinar matahari. Seperti yang telah diketahui

bahwa sistem yang ada di dalam alat ini menggunakan sistem

hybrid yang memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber

utama pengeringan jika suhu yang ada di dalam ruang

pengeringan memenuhi.Pengujian sinar matahari ini dilakukan

dengan meletakkan mekanik di bawah sinar matahari dan

menguji suhu serta kelembaban yang ada di dalam mekanik

dengan menggunakan sensor suhu dan kelembaban DHT22

serta menggunakan alat ukur LUX meter.Hasil pengujian sinar

matahari yang telah dilakukan disajikan dalam tabel 4.4 yang

ada di bawah in :

Tabel 3 Tabel Pengujian Sinar Matahari

Jam LUX meter Suhu Kelembaban

9.00 718 31.2 43

9.30 700 42.5 24

10.00 698 54.4 16

10.30 678 55.2 16

11.00 643 54 16

11.30 600 53.4 16

12.00 500 52 16

12.30 400 51 17

13.00 300 50.2 18

13.30 280 43 22

Berdasarkan tabel pengujian sinar matahari yang

disajikan di atas, dapat dilihat bahwa sinar matahari mampu

menaikkan suhu ruang pengeringan hingga 55 °C dengan

kondisi matahari cerah.

4.6.2 Pengujian Hybrid tanpa Kontrol

Pengujian hybrid tanpa kontrol ini dilakukan untuk

mengetahui lama waktu yang dibutuhkan sistem untuk

memenuhi suhu dan kelembaban yang ada di dalam ruang

pengeringan.

JURNAL ELKOLIND, SEPTEMBER 2018, VOL.05, N0. 3

46

Gambar 7 Grafik Respon Sistem tanpa Kontrol

Berdasarkan grafik yang ditunjukkan pada gambar 7

di atas dapat dilihat bahwa untuk mencapai suhu sesuai

dengan set point yang diinginkan (55 °C) selama 45 menit dan

untuk mencapai suhu maksimal (65,5 °C) dibutuhkan waktu

selama 8,8 menit. Hal ini dapat terjadi karena panas yang

masuk ke dalam ruang pengeringan tidak mengalami

pengontrolan ditambah dengan teknologi hybrid yang

mengadaptasi efek rumah kaca membuat suhu yang sudah

masuk terperangkap di dalam ruang pengeringan sehingga

suhu yang ada di dalam ruang pengeringan tidak dapat

tersirkulasi dan terus naik.

4.6.3 Pengujian Hybrid dengan Kontrol

Pengujian hybrid dengan kontrol di sini dilakukan

untuk mengetahui respon sistem setelah diberikan kontrol

logika fuzzy. Pengujian dilakukan dengan memanaskan mesin

pengering dengan heater yang sudut pemicuannya dikontrol

dengan fuzzy.

Gambar 8 Pengujian dengan Kontrol

Berdasarkan hasil pengujian dengan kontrol yang

disajikan dalam gambar 4.17 dapat dilihat bahwa ketika diberi

kontrol logika fuzzy, suhu bisa stabil di set point yang

diberikan (55 °C). meskipun begitu masih ada sedikit error

dimana suhu mengalami overshoot sebesar 55,9 °C dan

mengalami penurunan hingga suhu sebesar 52,4 °C. Hal ini

dapat terjadi karena pengaruh suhu lingkungan yang berubah-

ubah.

4.7 Pengujian Pengeringan Biji Kakao

Pada pengujian Pengeringan Biji Kakao ini akan terbagi

menjadi empat bagian yaitu pengujian pengeringan biji kakao

dengan set point suhu 40 °C, pengujian pengeringan biji kakao

dengan set point suhu 50 °C, pengujian pengeringan biji kakao

dengan set point suhu 60 °C serta pengujian akhir pengeringan

biji kakao dengan set point suhu terbaik dari ketiga percobaan

sebelumnya.

4.7.1 Pengujian dengan Suhu 40 °C

Pengujian pengeringan biji kakao dengan set point suhu 40

°C ini bertujuan untuk mengetahui lama waktu pengeringan

untuk biji 100 gram dan bagaimana kualitas biji yang sudah

dikeringkan. Biji yang digunakan merupakan biji yang telah

difermentasi dan dicuci. Tabel 4di bawah ini menunjukkan

lamanya pengujian berdasarkan berat:

Tabel 4 Pengambilan Data dengan Set Point 40°C

No. Jam Berat (dalam gram)

1 9.12 100

2 10.12 82

3 11.12 75

4 12.12 69

5 13.12 65

6 14.12 63

7 15.12 60

8 16.12 58

9 17.12 57

10 18.12 56

11 19.12 54

Setelah melakukan percobaan selama 11 jam,

didapatkan berat biji kakao berubah dari 100 gram menjadi 54

gram. Gambar 9 di bawah ini merupakan grafik respon sistem

selama pengeringan biji kakao dengan set point suhu 40 °C.

Gambar 9 Grafik Respon Sistem dengan Set point

Suhu 40 °C

Dari gambar 9 dapat dilihat bahwa suhu awal sudah tinggi

yaitu 47,3 °C. Hal ini terjadi karena pengaruh suhu dari luar

dimana saat pengambilan data, kondisi lingkungan cukup

cerah dan stabil ditambah desain atap yang terbuat dari kaca

0

20

40

60

80

0 200 400 600 800

Ran

ge

Jumlah Sampling Suhu Kelembaban

05

1015202530354045505560657075

0 10

02

00

30

04

00

50

06

00

70

08

00

90

01

000

11

001

200

13

001

400

15

001

600

17

001

800

19

002

000

21

002

200

23

002

400

25

002

600

27

00

Suhu Kelembaban Sudut Pemicuan05

1015202530354045505560

0 20

00

40

00

60

00

80

00

10

000

12

000

14

000

16

000

18

000

20

000

22

000

Suhu Kelembaban Sudut Pemicuan

JURNAL ELKOLIND, SEPTEMBER 2018, VOL.05, N0. 3

47

yang membuat suhu sulit tersirkulasi sehingga suhu yang ada

di dalam ruang pengeringan lebih dari set point.

Sudut pemicuan yang ada pada gambar 4.18 terlihat seperti

diatur on-off hal ini terjadi karena banyaknya data yang diplot

sehingga perubahan kecil yang terjadi saat sudut pemicuan

berubah tidak terlihat.

Dari gambar 4.18 di atas, dapat dianalisa waktu tunda,

waktu naik, waktu puncak, overshoot maksimum dan waktu

settling seperti yang ada di bawah ini :

a. Waktu tunda (delay time) = 0 menit.

b. Waktu naik (rise time) = 43 menit.

c. Waktu puncak (peak time) = 12,9 menit dengan suhu

mencapai 53,1 °C.

d. Overshoot maksimum (max. overshoot) = 53,1 °C.

Biasanya dirumuskan dalam persentase :

( ) ( )

( )

e. Waktu settling (settling time) = 5 jam.

4.7.2 Pengujian dengan Suhu 50 °C

Pengujian pengeringan biji kakao dengan set point suhu 50

°C ini menggunakan biji seberat 100 gram untuk pengambilan

datanya dan dalam kondisi matahari mendung. Pengujian

dilakukan di bawah sinar matahari selama beberapa jam

hingga didapatkan berat yang sesuai dengan kriteria. Data

hasil pengeringan biji kakao dengan suhu 50 °C di tampilkan

dalam tabel 5 di bawah ini :

Tabel 5 Pengambilan Data Set Point 50°C

No. Jam Berat (dalam gram)

1 9.52 100

2 10.52 85

3 11.52 76

4 12.52 72

5 13.52 69

6 14.52 67

7 15.52 64

8 16.52 61

9 17.52 57

10 18.52 56

11 19.52 56

12 20.52 55

13 21.52 55

14 22.52 53

Dari tabel 5 di atas dapat dilihat bahwa untuk

memenuhi berat sebesar 53 gram dibutuhkan waktu 14 jam,

lebih lama dibandingkan dengan pengujian menggunakan set

point suhu 40 °C. Hal ini dapat terjadi karena intensitas cahaya

matahari yang berbeda (pada set point suhu 40 °C matahari

dalam kondisi cerah sedangkan pada set point suhu 50 °C

matahari dalam kondisi mendung dan berangin). Gambar 4.19

memperlihatkan grafik respon sistem dengan set point suhu 50

°C.

Gambar 10 Grafik Respon Sistem dengan Set point

Suhu 50 °C

Dari grafik respon sistem dengan set point suhu 50 °C,

didapatkan analisa sebagai berikut :

a. Waktu tunda (delay time) = 6,5 menit

b. Waktu naik (rise time) = 36 menit

c. Waktu puncak (peak time) = 0 menit

d. Overshoot maksimum (maximum overshoot) = 0 °C

e. Waktu settling (settling time) = 36 menit

Sebagai catatan bahwa grafik ini diambil saat kondisi

matahari mendung dan pengambilan grafik tidak dimulai dari

awal hingga akhir proses pengeringan berlangsung.

4.7.3 Pengujian dengan Suhu 60 °C

Pengujian pengeringan biji kakao dengan set point suhu 60

°C ini dilakukan dengan biji sebanyak 100 gram dan kondisi

matahari berubah-ubah. Biji yang digunakan merupakan biji

yang telah difermentasi selama 7 hari dan menggunakan dua

jenis perlakuan, yaitu dengan pencucian dan tanpa pencucian.

Tabel 6 di bawah ini menampilkan lama waktu dan hasil berat

biji tiap jamnya.

Tabel 6 Pengambilan Data Set Point 60 °C

No. Jam

Berat (dalam gram)

Tanpa

Pencucian

Degan

Pencucian

1 8.21 100 100

2 9.21 86 87

3 10.21 77 75

4 11.21 71 62

5 12.21 69 57

6 13.21 64 52

7 14.21 61 49

8 15.21 59 47

9 16.21 57 45

10 17.21 54 42

Dari tabel 6 di atas, dapat dilihat bahwa biji yang

mengalami pencucian lebih cepat kering dibandingkan dengan

biji yang tidak melaui proses pencucian. Selain itu hasil dari

biji juga lebih baik dibandingkan dengan biji yang tidak

mengalami proses pencucian. Aroma dari biji yang mengalami

pencucian lebih kuat dibandingkan dengan aroma dari biji

yang tidak mengalami pencucian. Kulit juga lebih berkilau.

Untuk melihat respon sistem dari pengeringan yang

telah dilakukan di atas, maka disajikan grafik yang ada pada

05

10152025303540455055

0 10

02

00

30

04

00

50

06

00

70

08

00

90

01

000

11

001

200

13

001

400

15

001

600

17

001

800

19

002

000

Suhu Kelembaban

JURNAL ELKOLIND, SEPTEMBER 2018, VOL.05, N0. 3

48

gambar 11 di bawah ini untuk menunjukkan respon sistem

pengeringan dengan set point suhu 60 °C.

Gambar 11 Grafik Respon Sistem dengan Set point

Suhu 60 °C

Dari grafik di atas, didapatkan analisa sebagai berikut :

a) Waktu tunda (delay time) = 4,5 menit

b) Waktu naik (rise time) = 57 menit

c) Waktu puncak (peak time) = 57,8 menit

dengan suhu 60,4 °C

d) Overshoot maksimum (maximum overshoot)

= 61 °C

( ) ( )

( )

e) Waktu settling (settling time) = 2 jam

4.8 Pengambilan Data dan Analisa

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja

prinsip kerja dari sistem. Sistem mengeringkan biji kakao

dengan set point suhu 55 °C dengan kapasitas mesin yang

dapat mengeringkan biji kakao dengan berat maksimum 2,5 kg

dengan penyusutan hingga 7,5 % dari berat awal dengan kadar

air 60%. Pengujian dengan mengeringkan biji kakao seberat

2,5 kg dengan suhu set point sebesar 55 °C dan penyusutan

yang diinginkan hingga 7,5 % berarti berkisar antara 1,08 kg.

hasil data menunjukkan membutuhkan waktu selama 12 jam

untuk mendapatkan biji kakao dengan berat sekitar 1,08 kg

dengan intensitas sinar matahari yang cukup berubah-ubah.

Tabel 7 di bawah ini menunjukkan lama waktu

pengeringan dan berat akhir yang diambil setiap satu jam

sekali.

Tabel 7 Pengambilan Data dengan Set Point 55°C

No. Jam Berat (dalam gram)

1 8.55 2500

2 9.55 2181

3 10.55 1946

4 11.55 1754

5 12.55 1556

6 13.55 1371

7 14.55 1297

8 15.55 1240

9 16.55 1191

10 17.55 1149

11 18.55 1110

12 19.55 1072

Setelah melaksanakan pengujian dan pengambilan data,

didapatkan hasil bahwa biji kakao yang masih basah (setelah

difermentasi) dengan besar 2,5 kg dapat kering menjadi 1,07

kg dalam waktu 12 jam dengan set point suhu 55 °C. pada saat

awal mesin dinyalakan, suhu ruang pengeringan berkisar

antara 33 °C karena intensitas cahaya matahari yang cukup

tinggi, kemudian suhu naik hingga 55,6 °C, namun kemudian

suhu mengalami penurunan lagi hingga 53,8 °C dan

seterusnya suhu berubah-ubah karena pengaruh suhu

lingkungan yang berubah-ubah.

Sementara untuk penurunan dari berat biji kakao

berubah-ubah setiap jamnya hingga kadar air dalam biji

mencapai 7,5 °C. Selama 1 jam pertama, penurunan berat biji

kakao mengalami penurunan yang signifikan yaitu sebesar 319

gram.

Gambar 12 merupakan grafik penurunan berat

terhadap waktu dengan menggunakan set point 55 °C.

Gambar 12 Grafik Penurunan Berat terhadap Waktu

Untuk mempermudah pembacaan dari hasil proses

pengeringan biji kakao dapat dilihat di grafik dalam gambar

13.

Gambar 13 Grafik Respon Sistem dengan Set point Suhu

55 °C

05

101520253035404550556065707580

0 10

00

20

00

30

00

40

00

50

00

60

00

70

00

80

00

90

00

10

000

11

000

12

000

13

000

14

000

Suhu Kelembaban

Sudut Pemicuan

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

8:24 13:12 18:00

Ber

at (

dal

am g

ram

)

Jam

05

101520253035404550556065

-250

22

50

47

50

72

50

97

50

12

250

14

750

17

250

19

750

22

250

24

750

27

250

29

750

32

250

34

750

37

250

Suhu Kelembaban

Sudut Pemicuan

JURNAL ELKOLIND, SEPTEMBER 2018, VOL.05, N0. 3

49

Dari gambar 13, didapatkan analisa sebagai berikut :

a. Waktu tunda (delay time) = 4,8 menit

b. Waktu naik (rise time) = 27,6 menit

c. Waktu puncak (peak time) = 27,8 menit dengan suhu 55,1

°C

d. Overshoot maksimum (maximum overshoot) = 60,6 °C

( ) ( )

( )

e. Waktu settling (settling time) = 11 jam

V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil dari penerapan, pengujian dan analisa

pada sistem pengontrolan suhu pada mesin pengeringan biji

kakao menggunakan kontrol logika fuzzy, dapat disimpulkan :

1. Mesin pengering dapat bekerja dengan baik

menggunakan mikrokontroler ATmega16. Alat ini

dilengkapi dengan sensor suhu dan kelembaban DHT22

untuk mengukur suhu dan kelembaban yang ada di dalam

ruang pengeringan. Output dari alat ini adalah heater

dengan elemen nikelin dengan daya 600 watt, LCD

untuk monitoring suhu dan kelembaban, timer, dan

buzzer untuk alarm sistem. Alat ini diatur untuk

mengeringkan biji kakao setelah difermentasi dengan

kapasitas 2,5 kg dan set point suhu 55 °C serta timer

yang diset 11 jam sehingga buzzer akan otomatis

berbunyi saat pengeringan sudah berlangsung selama 11

jam.

2. Alat ini bekerja dengan kontroler logika fuzzy yang

digunakan untuk mengatur suhu dengan input error dan

DError dengan output delay selama 0 – 6 ms untuk

mengatur sudut pemicuan heater. Dengan menerapkan

logika fuzzy sebagai pengontrol suhu, diperoleh respon

suhu terhadap waktu yang memiliki delay time = 4,8

menit , rise time = 27,6 menit , maximum overshoot =

10,18 %, dan peak time = 27,8 menit dengan suhu 55,1

°C. berdasarkan data tersebut, menunjukkan bahwa

dengan menggunakan controller logika fuzzy dengan

metode mamdani, respon suhu yang dihasilkan sudah

mampu menstabilkan suhu sesuai dengan setpoint.

5.2 Saran

Dari penelitian ini masih terdapat beberapa kekurangan

yang dapat ditambahkan dalam proses penyempurnaan alat

yang ada, dan yang dapat ditambahkan yaitu :

1. Perlu adanya sensor berat di dalam sistem sehingga sistem

dapat digunakan untuk berat yang bervariasi.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Abdurrahman, Ginanjar (2013). Penerapan Metode Tsukamoto (Logika

Fuzzy) dalam Sistem Pendukung Keputusan untuk Menentukan Jumlah

Produksi Barang Berdasarkan Data Persediaan dan Jumlah

Permintaan. http://andri_mz.staff.ipb.ac.id/pulse-width-modulation-

pwm/ (diakses 3 Januari 2018)

[2] Agustina, Raida., Syah, Hendri., Moulana, Ryan. (2016). Karakteristik

Pengeringan Biji Kopi dengan Pengering Tipe Bak dengan Sumber

Panas Tungku Sekam Kopi dan Kolektor Surya. Jurnal ilmiah

Teknologi Pertanian AGROTECHNO Vol 1, No 1. Hal 20-27

[3] Hatmi, Retno U., Rustijarno, Sinung. (2013) Teknologi Pengolahan Biji

Kako Menuju SNI Biji Kakao01-2323-2008.Yogyakarta:BPTP

Yogyakarta

[4] Hayati, Rita, Yusmanizar, Mustafril, Harir Fauzi (2013). Kajian

Fermentasi dan Suhu Pengeringan pada Mutu Kakao (Theobroma

cacao L.) Jurnal keteknikan pertanian. Diterima 16 April 2012,

disetujui 24 Agustus 2012. Hal 129 – 135

[5] Lin, Chin Teng & Lee, GS George. (1996). Neural Fuzzy Systems.

London: Prentice Hall.

[6] M.Yahya (2013). Alat Pengering Hasil-Hasil Pertanian untuk Daerah

Pedesaan di Sumatera Barat. Jurnal Teknik Mesil Vol.3 No.2, Oktober

2013. Hal 26-31

[7] M.Yahya (2013). Uji Kinerja Alat Pengering Lorong Berbantuan

Pompa Kalor untuk Mengeringkan Biji Kakao. Jurnal Teknik Mesin

Vol.3, No. 1, April 2013. Hal 14-19

[8] Napitulu, Farel., Tua, Putra M. (2013). Perancangan dan Pengujian

Alat Pengering Kakao dengan Tipe Cabinet Dryer untuk Kapasitas 7.5

kg per-siklus. Jurnal Dinamis, volume II, No.10, Januari 2013. Hal 8-18

[9] Palina, Wanti (2013) Teknik Fermentasi dalam Pengolahan Biji Kakao

https://www.kompasiana.com/ssss/teknik-fermentasi-dalam-

pengolahan-biji-kakao_550b34f3a33311b1142e3a68. (Diakses 3

Januari 2018)

[10] Putra., Eka, Ismet., Hadi, Pitri., (2013). Analisa Efisiensi Alat

Pengering Tenaga Surya Tipe Terowong Berbantukan Kipas Angin

pada Proses Pengeringan Biji Kopi. Jurnal Teknik Mesin Vol.3 No.2,

Oktober 2013. Hal 22 – 25

[11] Setiadji. 2009. Himpunan & Logika Samar serta Aplikasinya.

Yogyakarta: Graha Ilmu.

[12] Sitepu, Tekad (2013). “Pengujian Mesin Pengering Kakao Energi

Surya.” Jurnal Dinamis, Volume II, No.10, Januari 2012. Hal 23 – 31

[13] Kusumadewi, Sri., Purnomo, Hari. (2004). Aplikasi Logika Fuzzy

Untuk Sistem Pendukung Keputusan Edisi Pertama.Yogyakarta: Graha

Ilmu.

[19] Kusumadewi, Sri., Hartati, Sri. (2006). Neuro Fuzzy-Integrasi Sistem

Fuzzy dan Jaringan Syaraf. Yogyakarta: Graha Ilmu.

[20] Suryaningrat., Ida Bagus., Novijianto, Noer., Faidah, Nur.,(2015)

Penerapan Metode Statistical Process Control (SPC) pada Pengolahan

Biji Kako. Jurnal Agroteknologi,Vol.09,No.01,2015.Hal 45-53

[21] Turban, E, Aronson, Jay E & Liang, Teng-Ping. (2005). Decission

Support Systems and Intelligent Systems Edisi 7 Jilid 2. Yogyakarta:

Andi.

[22] Wang, Lin Xin. (1997). A Course in Fuzzy Systems and Control. Upper

Sadle River, New Jersey: Prentice Hall.