Upload
lamnhi
View
233
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
1
Abstrak— Telah dilakukan penelitian perancangan
sistem sensor kelembaban beras dengan menggunakan prinsip
kerja dua buah plat yang dipasang secara sejajar. Dengan
menggunakan beras sebagai pengisi ruang diantara kedua plat,
sistem akan mempunyai sifat yang sama dengan kapasitor.
Sehingga akan mempunyai nilai kapasitif tertentu tergantung
kelembaban bahan dielektrikum yang digunakan. Dari
hubungan tersebut dapat dirancang sensor kelembaban beras
dengan cara menganalisa nilai kapasitif sistem sensor. Dalam
tugas akhir ini, sensor kelembaban MC-100 digunakan sebagai
referensi sensor yang dirancang. Dari hasil penelitian yang
dilakukan, perbandingan pengukuran kelembaban beras
menggunakan sensor yang dirancang dengan moisturemeter
MC-100 pada tingkat kelembaban tetap memiliki selisih
pengukuran sebesar 2%. Sedangkan pada pengukuran dengan
tingkat kelembaban berbeda sensor yang dirancang memiliki
error sebesar 3.53%.
Kata kunci: kapasitor, dielektrikum, kapasitif, moisturemeter
MC-100
I. PENDAHULUAN
i Indonesia, beras sudah menjadi makanan pokok bagi
seluruh lapisan masyarakat. Meskipun beras dapat
disubtitusi dengan bahan makanan lain, tetapi karena
sudah terbiasa mengkonsumsinya, beras tetap menjadi
pilihan utama dalam memenuhi kebutuhan pangan sehari-
hari. Hal tersebut memperlihatkan betapa pentingnya
peranan beras bagi masyarakat Indonesia. Sehingga
diperlukan kehati-hatian dalam memilih dan merawat beras
yang dikonsumsi. Mulai dari cara penanaman, pemanenan,
penyimpanan dan pengolahannya. Sehingga terdapat banyak
faktor yang mempengaruhi kualitas beras.
Dalam menentukan kualitas beras, salah satu hal yang
bisa dilakukan adalah dengan mengukur tingkat kandungan
air atau kelembaban beras. karena jika terlalu lembab beras
bisa mengalami penggumpalan, pembusukan dan
pengrusakan. Pengukuran kelembaban dalam beras ini bisa
dilakukan dengan berbagai cara, antara lain dengan
menggunakan metode oven drying, Electrical Time Domain
Reflectometry (ETDR), neutron moisture gauges, infrared
dan laser light absorption spectroscopy, dan lain-lain[1].
Tetapi dengan metode-metode tersebut ini selain
membutuhkan waktu yang lama juga dapat merusak kondisi
bahan uji. Sehingga dibutuhkan metode yang mudah dan
murah dalam pengaplikasiannya. Salah satunya adalah
dengan mengukur kelembaban beras dengan menggunakan
prinsip kerja kapasitor. Kapasitor adalah salah satu
komponen pada rangkaian listrik yang dapat menyimpan
dan melepaskan energi listrik dalam bentuk muatan-muatan
listrik. Kapasitor umumnya terbuat dari dua buah konduktor
yang diantara konduktor tersebut terdapat bahan dielektrik
yang mempunyai konstanta dielektrik berbeda-beda
tergantung dari bahan yang digunakan. Ketika beras
digunakan sebagai bahan dielektik, maka konstanta
dielektrik beras yang mengandung air dan tidak akan
memiliki nilai yang berbeda. Hal ini dikarenakan nilai
konstanta dielektrikum beras dan air mempunyai perbedaan
nilai yang cukup besar.
Dari prinsip di atas bisa dirancang suatu sensor
kelembaban beras yang menggunakan prinsip kerja
kapasitor. Hal ini dilakukan untuk mengetahui berat netto
atau tingkat kemurnian suatu produk. Air tidak mempunyai
nilai ekonomis tetapi ikut menambah berat produk. Untuk
itu dalam penelitian ini dilakukan untuk merancang sensor
kelembaban beras dengan cara mengukur nilai kapasitansi
beras.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Beras
Beras adalah hasil utama yang diperoleh dari proses
penggilingan gabah hasil tanaman padi (Oryza sativa L.)
yang seluruh lapisan sekamnya terkelupas dan seluruh atau
sebagian lembaga dan lapisan bekatulnya telah dipisahkan
(SNI 6128, 2008). Beras menyediakan sekitar 20% total
energy perkapita dan 13% protein bagi penduduk dunia. Di
Asia beras menyumbangkan 35% energy dan 28% protein,
di Amerika selatan 12% energy dan 9% protein[2]. Di
beberapa Negara berkembang beras menjadi makanan
pokok masyarakatnya. Seperti halnya di Indonesia.
Kebiasaan ini sudah terbentuk melalui sejarah yang panjang.
Beras dipilih menjadi makanan pokok karena sumber daya
alam lingkungan mendukung penyediaannya dalam jumlah
yang cukup dan cepat pengolahannya.
Persyaratan mutu beras yang ditentukan oleh bulog dapat
dikelompokkan menjadi dua, yaitu persyaratan kualitatif dan
persyaratan kuantitatif. Persyratan kualitatif ditentukan
secara subyektif yang meliputi bau, suhu, hama penyakit
dan bahan kimia. Persyaratan tersebut tidak dapat ditentukan
dalam satu satuan, tetapi dinyatakan dengan
membandingkan dengan terhadap contoh. Bau beras yang
tidak disenangi adalah bau apek dan bau alkoholik. Bau
apek terutama disebabkan oleh hasil perusahaan minyak,
bau asam dan alkoholik disebabkan oleh hasil fermentasi
gula. Pengujian bau dilakukan dengan membandingkan
terhadap contoh yang ditetapkan atau pembanding lainnya.
Diisyaratkan bahwa pada semua tingkatan mutu,
sampel tidak boleh mengandung tanda-tanda keberadaan
hama atau penyakit hidup, telur, kepompong, atau jamur
Perancangan Sensor Kelembaban Beras
Berbasis Kapasitor
Saifudin Mujib dan Melania Suweni Muntini
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: [email protected]
D
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
2
baik dalam bentuk spora maupun miselia. Pengamatan dapat
dilakukan secara langsung atau dengan kaca pembesar. Pada
ketentuan mengenai mutu beras juga dipersyaratkan bahwa
beras tidak boleh mengandung sisa-sisa obat anti serangga
atau obat anti jamur serta bahan kimia lainnya. Keberadaan
bahan kimia ini dapat ditentukan dengan cara membau
produk tersebut. Jika ingin memilih beras sesuai dengan
jenis yang diinginkan, harus diperhatikan ciri-ciri beras
sesuai dengan jenisnya. Setiap jenis beras memiliki ciri-ciri
khusus yang dapat anda perhatikan.
B. Kelembaban
Kelembaban adalah konsentrasi uap air diudara atau
pada bahan, kandungan uap air dapat berubah tergantung
pada temperatur, tekanan dan iklim. Pada bahan,
kelembaban merupakan ukuran banyaknya air yang
terkandung dalam suatu bahan [3]. Banyaknya air dalam
suatu bahan dapat disebabkan oleh beberapa faktor, antara
lain [4]:
Air yang meresap melalui celah kapiler.
Embun pada saat malam hari.
Air hujan yang tersapu oleh angin. air dalam suatu bahan makanan terdapat dalam berbagai
bentuk, yaitu:
Air bebas, terdapat dalam ruang-ruang antar sel dan
inter granular dan pori-pori yang terdapat dalam
bahan.
Air yang terikat secara lemah karena terserap pada
permukaan koloid makromolekuler seperti protein,
pectin pati, selulosa. Selain itu air juga terdispersi
diantara koloid tersebut dan merupakan pelarut zat-
zat yang ada dalam sel. Air yang ada dalam bentuk
ini masih tetap mempunyai sifat air bebas dan dapat
dikristalkan pada proses pembekuan. Ikatan antara
air dengan koloid tersebut merupakan ikatan
hydrogen.
Air dalam keadaan terikat kuat yaitu membentuk
hidrat. Ikatannya bersifat ionik sehingga relative
sukar dihilangkan atau diuapkan. Air ini tidak
membeku meskipun pada 0oF.
Kelembaban menjadi bahan pertimbangan penting dalam
bidang pangan. Karena kelembaban berhubungan dengan
aktivitas air (aw) bebas didalam pangan yang dapat
digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya. Mikroba
mempunyai kebutuhan aw minimal yang berbeda-beda
untuk pertumbuhannya. Di bawah aw minimal tersebut
mikroba tidak dapat tumbuh atau berkembang biak.
Sehingga salah satu cara untuk mengawetkan makanan dan
menjaga mutu pangan adalah dengan menurunkan aw bahan
tersebut.
C. Kapasitor
Kapasitor (pada awalnya disebut kondensator) yang
dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf
"C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan
listrik di dalam medan listrik. Kapasitor adalah piranti
elektronika yang mampu menyimpan muatan listrik
(kapasitansi). Umumnya, nilai kapasitansi sebuah kapasitor
ditentukan oleh bahan dielektrik yang digunakan. Bahan
dielektrik bisa apa saja, termasuk biji-bijian yang apabila
diletakkan di antara kedua plat kapasitor keping sejajar akan
mempengaruhi nilai kapasitansi dari kapasitor tesebut.
Bahan dielektrik bisa apa saja, termasuk biji-bijian yang
apabila diletakkan di antara kedua plat kapasitor keping
sejajar akan mempengaruhi nilai kapasitansi dari kapasitor
tesebut. Hal tersebut telah dibuktikan oleh para ilmuwan
yang telah melakukan penelitian di bidang ini, antara lain
Hartana dkk pada tahun 2001 melakukan penelitian untuk
mengamati karakteristik sifat-sifat dielektrik beras dengan
menggunakan kapasitor plat sejajar yang terbuat dari
tembaga yang disusun secara paralel dengan rangkaian RC
sebagai sumber arus persegi. Pada tahun 2004, Arustiarso
dkk membuat alat ukur kadar air biji padi dan kedelai dalam
bentuk fungsi logaritmik dan eksponensial dan pada tahun
2005, Putra melakukan penelitian untuk mengamati nilai
kerentanan (suseptometer) listrik untuk bahan anisotrop
(Alumunium, besi, kayu dan air) dengan menggunakan
prinsip kerja kapasitor keping sejajar [5]. Secara struktur prinsip kapasitor terdiri dari dua buah
plat konduktor yang berlawanan muatan, masing-masing
mempunyai luas permukaan A, dan mempunyai muatan
persatuan luas σ. Konduktor yang dipisahkan oleh sebuah
zat dielektrik yang bersifat isolator sejauh d. Zat inilah yang
nantinya akan memerangkap elektron bebas. Muatan berada
pada permukaan konduktor yang jumlah totalnya adalah nol.
Hal ini disebabkan jumlah muatan negatif dan positif sama
besar. Bahan dielektrik adalah bahan yang jika tidak
terdapat medan listrik bersifat isolator, namun jika ada
medan listrik yang melewatinya, maka akan terbentuk
dipole-dipol listrik, yang arah medan magnetnya melawan
listrik semula.
Gambar 1. Proses yang terjadi dalam kapasitor saat
diberikan beda potensial
Kapasitor mempunyai bentuk dan jenis yang beragam.
Namun secara umum dapat dibedakan menjadi kapasitor
polar dan nonpolar. Kapasitor polar identik mempunyai dua
kaki yang masing-masing mempunyai kutub positif dan
negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya
berbentuk tabung. Sedangkan kapasitor nonpolar
kebanyakan mempunyai nilai kapasitansi yang lebih rendah,
tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya,
bentuknya bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan
lainnya.
D. Dielektrik
Dielektrik adalah suatu bahan yang memiliki daya hantar
arus yang sangat kecil atau bahkan hampir tidak ada. Bahan
dielektrik dapat berwujud padat, cair dan gas. Tidak seperti
konduktor, pada bahan dielektrik tidak terdapat elektron-
elektron konduksi yang bebas bergerak di seluruh bahan
oleh pengaruh medan listrik. Medan listrik tidak akan
menghasilkan pergerakan muatan dalam bahan dielektrik.
Sifat inilah yang menyebabkan bahan dielektrik itu
merupakan isolator yang baik. Dalam bahan dielektrik,
semua elektron-elektron terikat dengan kuat pada intinya
sehingga terbentuk suatu struktur regangan (lattices) benda
padat, atau dalam hal cairan atau gas, bagian-bagian positif
dan negatifnya terikat bersama-sama sehingga tiap aliran
massa tidak merupakan perpindahan dari muatan. Karena
itu, jika suatu dielektrik diberi muatan listrik, muatan ini
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
3
akan tinggal terlokalisir di daerah di mana muatan tadi
ditempatkan.
E. Karakteristik Sensor
Karakteristik sensor menunjukkan seberapa baik kinerja
sensor dalam mengukur suatu stimulus. Secara umum,
karakteristik sensor dikelompokkan menjadi dua macam,
yaitu karakteristik statik dan karakteristik
dinamik.Pengelompokan ini ditentukan oleh sifat perubahan
stimulus yang diukur.Karakteristik statik mengacu kepada
kinerja sensor saat mengukur stimulus yang tidak berubah
terhadap waktu atau berubah secara lambat sedangkan
karakteristik dinamik mengacu kepada kinerja sensor saat
mengukur stimulus dengan perubahan yang cepat terhadap
waktu. Karakteristisasi sensor dilakukan dengan melihat
hubungan antara sinyal keluaran dan sinyal masukan tanpa
memperhatikan proses yang terjadi di dalam sensor .
Karakteristik statik sensor meliputi fungsi transfer,
kalibrasi, jangkauan pengukuran, sensitivitas, dan saturasi.
a. Fungsi transfer
Fungsi transfer menyatakan hubungan yang ideal antara
stimulus dengan keluaran dari sensor. Fungsi transfer dapat
berbentuk persamaan linear atau persamaan nonlinear.
Contoh fungsi transfer, misalnya fungsi transfer linear
unidimensional, secara umum dinyatakan oleh persamaan:
(1)
Dengan S adalah keluaran sensor, s adalah stimulus, a
merupakan keluaran sensor saat sinyal inputan nol
(intercept), dan b adalah kemiringan (slope) atau disebut
juga sensitivitas.
b. Kalibrasi
Kalibrasi merupakan penentuan variabel-variabel khusus
yang menggambarkan fungsi transfer secara keseluruhan.
Keseluruhan yang dimaksud meliputi seluruh rangkaian,
termasuk sensor, rangkaian antarmuka, dan analog to digital
converter (ADC). Sebelum melakukan kalibrasi, model
matematis dari sensor harus diketahui terlebih dahulu. Suatu
sensor dengan model matematis linear, misalnya , dengan dan berturut-turut adalah variabel keluaran
dan masukan sedangkan dan konstanta maka kalibrasi
dilakukan untuk menentukan nilai dari konstanta dan .
Gambar 2. Kesalahan kalibrasi
Dalam melakukan kalibrasi dapat terjadi kesalahan
yang dinamakan kesalahan kalibrasi. Kesalahan kalibrasi
merupakan ketidak akuratan yang diijinkan oleh produsen
saat sensor dikalibrasi di pabrik.
Kesalahan kalibrasi ditunjukkan oleh kesalahan pada
intercept dan kemiringan. Kesalahan pada intercept,
dinyatakan dengan persamaan:
(2)
Sedangkan kesalahan pada kemiringan dituliskan dalam
persamaan:
(3)
c. Jangkauan Pengukuran (Span)
Jangkauan pengukuran merupakan variasi maksimum
pada masukan atau keluaran sensor. Jangkauan masukan
adalah daerah dimana sensor masih dapat mengubah
stimulus yang diberikan kepadanya sedangkan jangkauan
pengukuran keluaran merupakan perbedaan antara sinyal
keluaran yang diukur pada stimulus maksimum dan
minimum.
d. Sensitivitas
Sensitivitas dinyatakan dengan perbandingan perubahan
keluaran sensor terhadap perubahan masukannya. Pada
fungsi transfer linear, misalnya seperti persamaan (1),
sensitivitas sensor ditunjukkan oleh b. Jika adalah
perubahan keluaran sensor dan adalah perubahan
masukan sensor maka b dinyatakan dengan:
(4)
Apabila fungsi transfer tidak linear maka sensitivitas
sensor tidak memiliki nilai yang tetap. Sensitivitas sensor di
setiap titik masukan dinyatakan dengan persamaan:
(5)
e. Saturasi
Setiap sensor mempunyai batas operasi, termasuk sensor
yang mempunyai linieritas tinggi. Sensor mengalami titik
saturasi ketika sensor tidak lagi memberikan perubahan
keluaran ketika diberikan stimulus.
F. LCR Meter
LCR meter adalah sebuah perangkat elektronik yang
digunakan untuk mengukur induktansi (L), kapasitansi (C),
dan resistansi (R) dari suatu komponen. Sebenarnya prinsip
kerja dari alat ini nilai sebenarnya dari beberapa jenis
pengukuran tidak diukur, melainkan yang diukur adalah
impedansi, impedansi diukur secara internal dan
dikonversikan ke layar penampil pengukuran yang
dikonversikan ke kapasitansi atau nilai induktansi yang
sesuai. Pembacaan akan cukup akurat jika kapasitor atau
induktor perangkat yang diuji tidak memiliki impedansi
komponen resistif yang signifikan. Selain itu alat ini dapat
digunakan untuk pengukuran induktansi atau kapasitansi,
dan juga resistansi seri yang sama dari kapasitor dan faktor
Q dari komponen induktif.
III. METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini menjelaskan tentang semua kegiatan yang
telah dilakukan pada penelitian ini, baik perancangan dan
pengujian untuk pengukuran.
A. Metodologi Umum
Perancangan sensor untuk mengetahui kelembaban
beras dipilih sistem dua plat sejajar yang mengapit sejumlah
volume beras. Secara umum metodologi perancangan
penelitian ini adalah sebagai berikut.
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
4
Gambar 3. Diagram alir penelitian
B. Pembuatan Rangkaian Kapasitif ke Tegangan
Perancangan sistem sensor kelembaban beras
dilakukan seperti pada Gambar 3.5. Pada rangkaian
kapasitansi ke tegangan ini digunakan IC 2907. Rangkaian
yang terdiri dari sebuah wadah berbentuk balok akrilik yang
bagian dinding sampingnya dipasang plat konduktor berupa
Printed Circuit Board (PCB) polos yang diisi beras dan
dihungkan ke sumber tegangan DC.
Gambar 4. Rangkaian kapasitansimeter menggunakan IC 2907
C. Cara Pengujian
Pengujian mula-mula dilakukan dengan mengisi beras
pada balok akrilik yang sudah terpasang plat konduktor.
Sehingga rangkaian akan mempunyai sistem yang sama
dengan sebuah kapasitor. Pada sistem tersebut beras
berperan sebagai bahan dielektrik. Kemudian beras dalam
balok akrilik diukur nilai kelembabannya dengan
menggunakan moisturemeter MC-100. Prinsip dari alat ukur
tersebut adalah dengan mengindra kondisi kelembaban
udara bahan dengan menggunakan frekuensi tinggi. Data
yang bisa dibaca pada piranti display dari alat ukur adalah
kelembaban bahan antara 0-100%. Data yang didapat dari
pengukuran menggunakan MC-100 ini pada nantinya
digunakan sebagai referensi nilai kelembaban sensor
kelembaban yang dirancang.
Beras juga diukur nilai kapasitansinya dengan
menggunakan LCR meter PM-6303A. pengukuran
kapasitansi tersebut dilakukan pada waktu yang sama
dengan pengukuran kelembaban beras. Sehingga didapatkan
data nilai kelembaban dan kapasitansi beras seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Pengukuran kelembaban beras menggunakan
moisturemeter MC-100
Kemudian beras dinaikkan tingkat kelembabannya
dengan cara menambahkan air menggunakan sprayer.
Ketika air sudah tercampur dalam beras secara merata, beras
diukur lagi tingkat kelembaban dan nilai kapasitansinya.
Sehingga akan didapatkan perubahan tingkat kelembaban
dan nilai kapasitansinya. Hal ini dilakukan untuk
menyesuaikan nilai ukur parameter komponen lain yang
berguna pada rangkaian konversi kapasitif ke tegangan.
Setelah pengukuran kapasitansi dan tegangan
dilakukan pengukuran antara kelembaban beras dengan
tegangan keluaran dari rangkaian konversi kapasitansi ke
tegangan menggunakan multimeter. Pada tahap ini air juga
ditambahkan untuk menaikkan tingkat kelembaban beras.
setiap penambahan air diamati perubahan tingkat
kelembaban beras. Dari pengamatan tingkat kelembaban
beras yang diukur, diamati perubahan nilai tegangan
keluaran rangkaian konversi tegangan ke kelembabannya.
Kemudian fungsi transfer dicari dari hubungan tingkat
kelembaban dan tegangan keluaran rangkaian.
Fungsi transfer hubungan kelembaban dan tegangan
keluaran rangkaian digunakan untuk pengonversi nilai
kelembaban ke nilai tegangan dalam proses pemrograman
pada mikrokontroller. Bahasa pemrograman yang dilakukan
adalah Basic Compiler. Kemudian nilai tegangan keluaran
dari rangkaian kapasitansi ke tegangan diubah menjadi %
kelembaban menggunakan kebalikan dari fungsi transfer
yang didapatkan. Hasil baca sensor yang dirancang
kemudian ditampilkan dalam LCD 16x2.
D. Pengujian Sensor
Sensor kelembaban yang telah dirancang kemudian
diuji karakteristiknya. Pengujian tersebut adalah
perbandingan hasil baca sensor yang dirancang dengan
sensor kelembaban moisturemeter MC-100.
Dalam pengujian ini dilakukan pengukuran tingkat
kelembaban beras dengan menggunakan sensor yang
dirancang dan dengan menggunakan moisturemeter MC-
100. Pengukuran dilakukan dengan dua kondisi berbeda.
Kondisi pertama adalah dengan kenaikan tingkat
kelembaban dan yang kedua adalah dengan kondisi
kelembaban tetap seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Pada kondisi kelembaban berbeda, beras dalam balok
akrilik diukur tingkat kelembabannya. Kemudian diberikan
penambahan air untuk menaikkan tingkat kelembaban beras.
setiap kenaikkan kelembaban beras diamati pembacaan
kelembaban pada sensor kelembaban moisturemeter MC-
100 dan pada sensor yang dirancang.
Pada kondisi kelembaban tetap, dilakukan pengukuran
tanpa kenaikan tingkat kelembaban. Diamati pembacaan
tingkat kelembaban beras pada sensor moisturemeter MC-
100 dan pada sensor yang dibuat.
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
5
Gambar 6. Pengukuran kelembaban dengan menggunakan
moisturemeter MC-100 dan sensor yang dirancang
IV. HASIL DAN DISKUSI
A. Kondisi Awal Sensor
Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan sensor
yang dibuat berupa dua buah plat konduktor sejajar dalam
kondisi tanpa diisi beras. Pada pengujian dengan variasi
lebar gap (d) ditunjukkan pada gambar 7.
Gambar 7. Grafik Pengukuran nilai kapasitansi dengan
variasi panjang gap (d)
B. Hasil Perbandingan Pengukuran Kelembaban Antara
Moisturemeter dan Alat Yang Dirancang
Pada pengukuran Kelembaban dan Tegangan keluaran,
didapatkan fungsi transfer . Dimana y
adalah tegangan dalam Volt dan x adalah kelembaban dalam
%. Dengan konstanta dalam volt dan
dalam (1/%).
Perbandingan pengukuran dilakukan dengan melihat dan
mencatat nilai kelembaban pada alat yang telah dibuat dan
nilai kelembaban pada moisturemeter MC-100.
Perbandingan ini dilakukan sengan dua kondisi, yakni pada
tingkat kelembaban yang berbeda dan pada tingkat
kelembaban tetap. Hasil perbandingan pengukuran sensor
ditunjukkan pada Gambar 8 dan Gambar 9.
Gambar 8. Grafik perbandingan pengukuran pada
kelembaban berbeda
Gambar 9. Grafik perbandingan pengukuran pada tingkat
kelembaban yang tetap
Error perbandingan ditunjukkan oleh ketidak
tepatan pada titik pengukuran alat dan moisturemeter
yang telah didapatkan. Oleh karena itu error
perbandingan dapat dihitung melalui persamaan
Error = | |
= | |
= 0.68 %
Nilai error dilakukan pada setiap data pengukuran dan
pembacaan, maka didapatkan secara keseluruhan
pengukuran kalibrasi Pada Perbandingan pada kelembaban
berbeda mempunyai error perbandingan total sebesar 3.24
%.
Pada perbandingan pengukuran dengan kelembaban
tetap. Error pengukuran didapatkan dari ketidak tepatan
pengukuran dari alat yang dibuat dengan moisturemeter
MC-100. Error pengukuran tersebut dapat dihitung dengan
menggunakan standar deviasi yang mempunyai persamaan
Standar deviasi (σ) = √∑( )
= 0.53
Seperti pada pengukuran standar deviasi yang didapatkan
dari pengukuran 10 data pada tingkat kelembaban yang
sama adalah 2.42. Keseksamaan data pengukuran dapat
dicari dari hasil nilai standar deviasi yang didapatkan
dengan menggunakan persamaan
Keseksamaan = (
)
= (
)
=
Pada hasil data pengukuran didapatkan nilai keseksamaan
sebesar 99.06 %.Sehingga nilai error pengukurannya adalah
0.94 %.
V. KESIMPULAN
Sensor kelembaban beras dengan menggunakan banyak
prinsip berbeda sudah banyak sekali terdapat dipasaran.
Pada penelitian yang berjudul “Perancangan Sensor
Kelembaban Beras Berbasis Kapasitor” ini suatu sistem
sensor kelembaban beras dapat dirancang dengan
menggunakan prinsip kerja kapasitor. Yaitu dengan mengisi
beras diantara kedua plat sejajarnya dan menganalisa
perubahan nilai kapasitansi terhadap perubahan
kelembabannya. Dengan sistem sensor kelembaban beras
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
6
berbasis kapasitor ini memungkinkan perancangan sensor
kelembaban beras yang lebih murah dalam hal biaya
produksinya.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Fuch. Anton, Michael J. Moser, H. Zangl, T. Betterklieber. 2009.
Using Capacitive Sensing to Determine The Moisture Content of
Wood Pellets-Investigations and Application. International Journal On
Smart Sensing and Intelligent System. [2] Prabowo, Sulistyo. 2006. Pengolahan dan Pengaruhnya Terhadap
Sifat Fisik dan Kimia Serta Kualitas Beras. Samarinda: Universitas
Mulawarman. [3] Frick, Heinz. 2007. Dasar-dasar Arsitektur Ekologis, Seri Eko
Arsitektur. Yogyakarta: Kanisius.. [4] Sudarmadji, S.B. Haryono dan Suhardi. 2003. Analisa Bahan
Makanan dan Pertanian. Liberty: Yogyakarta.
[5] S. W. Suciati, A. Dzakwan. 2009. Analisis Jembatan Schering Sebagai Pengondisi Sinyal Sensor Kapasitansi Dielektrrik Suatu
Kapasitor. FMIPA UNILA