Desain sistem kontrol suhu untuk pembiusan udang windu (Penaeus monodon Fab.) secara bertahap dengan logika fuzzy

DESAIN

SISTEM

KONTROL

SUHU TJNTTJK

PEMBIUSAN

UDANG WINDU

(Penaeus

nonodon

Fab.)

SECARA

BERTAHAP

DENGAN

LOGIKA

FUZZY

Ardiansyahr , sam Herodian'?, Budilndra setiawanr

Jurusan Teknik Pefianian, FATETA

-

IPB

Kampus IPB Darmaga PO Box 220 Bogor 16002 E-mail : sanh@iob.ac.id

Abstruct

Problen solying wing

fuae

logic

is

based on the n^ture that lhe k€J eletne

t

it1 hurnn

thougllt is not stated in nunber,

but

stared according ta the |abeh

in

_{fuzzy sets.} The AppLication

af

Juzq

logic

cantrol rrill

reduce

rc _{Jluctuetiort which}

is

usually occur

in

on-of one.

The _fonner resedrch hds shawn

tllat

there's

a

certain

systenx

for

tiqer

shrinp

(Petaeus monadon Fab) dnaestheting boa. The temperature _{rcducfion rclativelJ fast and} the tenperuture distribution

relai,/el\

unifotm in the atnesthetic box. The purpose of control i't araestheting iSer shrimp is nointatfiing the tempetature

to go

down along the

profk

\rhich

have k6own based

on

the qstem

abo')e- The

temperature reduction stuns at room temperature,

abofi

26 "- 28 "C, utxil the optimum tenlpenture

for

annestheting. The time of red ctiotl

is

conlrolled

in

60 minutes.Wen the temperaiure reach

is

critical one, the cantral actiafi

is to nnintain

this condition

in

]0

minutes

in

ordet

to

ensure that

shrimp hd.s aheadJ a@estheted. The

peianwnce

oJ the

coftrol

using _{fu74r logic} has

prawd

that v,e

can reach stabilitJ

i

the eftot in the level

needed-K\,v,ards: Fuz4 logic, errar, error di|ference, set

point,

anaestheting bax

I.

PENDAHIJLUAN

Pembiusan merupatan perlakuan yang penting unnrk menyiapkan transportasi udaDg windu

(Penaeus _{onodan Fab)} dengan sistem kering, maka untuk mendapatkan hasjl yang makimal, perlu

dilakukan pengafuran terhadap proses pembiusan tersebut. Salah

salu cara untuk

melakukan pengaturan yaitu dengan menggxnakan kontrol otomatis.

Pada metode pembiusan dengan pendinghan befiahap, suhu

air

diturunkan perlahan-lahan

dari suhu ruangan sekitar 26

-

28 "C hingga suh\t 15 " C. Set

point

adalah nilai yang harus dicapai oleh

sistem dengan adanya pengontrolan. Karena pembiusan udang dilakukan

dengan

pendinginan bertahap, maka .ret point harus berubah menurut waktu. Dengan kata l^in

retpoint

adalah merupakan

fungsi

waku.

Fungsi tersebut akan mencapai suhu 15 " C jika waktu pengont.olan menunjukkan menil ke _{60. Kemudian} set

point

akan d\perlahankan pada nilai

tersebut-Fungsi,retpoint diperoleh dari p€nelitian pendahuluan. Ekperimen yang dilakukan terhadap

air

dalam

bak

anesthesis menunjukkan

untuk tinggi

aL

tertentu terdapat beberapa

profil

kuraa

penurunan

suhu

di

titik

yang

berbeda. Dengan mengacu kepada

titjk

yang mewakili,

maka disimpulkan bahwa kapasitas pendinginan mesin pendingin sesuai dengan profil penurunan suhu pada

Mahasiswa Jurusan Teknik Pcrlanian, Fakultas Tehologi Pertanian, IPB ' Saf Pengajar Jurusar Teknik Pertanian, Fakulias Tcknologi Pcrtanian, IPB

Seninar Nasio al Toknik PertaIiAn-AE2Oo0, Bogor

titik tersebut. Karena pengontrolan hanya dapat menurunkan kapasitas (tidak pernah

ak"

men'mh2h kapasitas), sifat sistem pengontiolan yang dirancang ditujukan untuk

mempft+alkal

performalrsi mesin pendingin pada kapasitas maksimumnya- Penelitian

ini

merupakalr simulasi yang dilakukan untuk menentukan karakteristik

sitem

kontrol yaag akan dirancang, yaitu untuk meuentrkan nilai error. beda error, dan besamya pendinginan yarg harus diberikar pada sislem

II.

BAHAN DAN METODE

Mod€l

sistem

kontiol

dan

bak

alestesis dapat

dilihat

pada

ga$bar

I

Bak

tersebul

nenggunakan bahan stainless steel dengan dimensi 0.5

x

i

x

0 5

m

Dalam bak teffebut tcrdapat air

seba!-ai media hidup udang dengan volume 0.065 m'?(tinggi air 13

cm)

Suhu arr dalam bak teaebut

dipengaruhi oleh suhu ruangan, radiasi lampu dan refrigerasi yang diberikan uftuk air tersebut'

Suhu terukru pada ruangar mengikuti flukuasi sesuai dengan suhu luar seperti pada gambsr 2' Radiasi datang dari sinar

la

pu

neon 40 Watt yang ada di langit-langit ruangan Melalui perlitungan {lapat dikctahui mdiasi

I'arg

sampai ke balt anestesis sebesar 5

Watl

Refrigerasi diberikan untuk

-"nu*nkun

suhu air rc;sebut sehingga nencapai I50 C dinana udang benar_benar dalanr kcadean pingsan .

'-t

t r

i

,i

[image:2.595.127.513.275.703.2]

ILNTERFACE

Gambar

L

Model Sistem Konhol dan Bak An€stesis

w,ku(r3f,)

Vol2-i1

Keseimbangan energi dalam modei

bak

anestesis dapat ditunjukkan

melalui

hubungan

matematis, drrnana digunalan asurnsi bahwa

bat

zdalah satu sistem daIr suhu bahan (udang) aka"r

oma dengrr suhu arr' Persamaan rersebut adalai nt,C

"

ff:

nv Ct

"(r.,'

-

T,)

+ q,"o

-

s,.t

- UA(T"

r*,)

(l)

Error

Ilcda Enor

dimana :

"

:

massatotal sistem

yait!

massa air dan massa udang (kg)

nt'

= aliran massa air pendingin (kg/jan)

Cp,

= kalor spesifik sisteln, diarnbil nilai }'ang paling berpengaruh yaitu udang (kJ/kg C)

1,

= suhu air dalam bak anestesis ("C)

7"",

= suhu m:.ngan ("C)

4;

= radiasi )'ang ada di ruangan 0vatt)

4,E

= relrigeresi dari alal pendingin _ovatl)

Pada peDgontrola[

Or

Orf meDggunakan thennostat, aldivitas pendinginan dihcnrrkan ijka

sLrhu atcual beiada di bawah set poinr dan akan dijalankan lagi iika suhu

akuai

berada diatas sei poinr.

Narnun {:lengan pengonlrolan tersebut set poinl harya menliliki

nilai ya[g

tetap menrinjr

\\aklu

dan kurang peka lcrhadap pcrubahan kondisi lingkungan )'ang

kecil

Der€an penggunaan

Rczy

I'ctgit

tirrtrol,

pengakrilan alat pendiDgin direntukar dad nilai error (E) da:r beda error (dE)' Error adalslr

penvinrpangan nilai akua] dari nilai set point, sedangkan beda crror adalah selisih

eror

pada t dcrgai

crror pada !-Llt. Secera matenatis dilltlis :

dE(t)

(2)

(3)

AI

Fungsi keaoggotaan error

dal

beda

elror

dan oulput

di

definisikan sesuai dengan sistefll ko.rttol. Dalam peneiitraa

ini

ketiga fungsi keanggotaan tenebul ditunjukkan pada Gambar 3 dar 4' l'ada simulasi pengontolan, elror dibedkan skala 0 25

:

1 67'C sedangkan beala error diberikan skala 0.25 : 0.75'C. Pengambilan keputusan yang dilalarkan berdasarkan elror dan beda error dapat dilihat

pada Tabel

L

E(t)

=7

",(1')

r"t(!)

dE(t) _

E(1)

E(t

At)

'dtAl

dt

dE(t)

(1-""(a

-

T"pQ\

-

(r",(t

-

Lt')-T.p(/

Lt))

At

Q".(t)

-r*(

-

N))

-

Q",(t)

-

r",

^n

dt

G:mbar 3.

Furgsi

Keanggolaan Elror dan Beda

Elror

4

t

'i

)

tr

Seminer Nasio at Tekrik Pert nial-AE2000. Bogor

[image:4.595.194.420.78.191.2]

0.ls

Gambar 4 lungsi Kangeotatur Keludatr

Tabel 1. Matr ik Kcputusar

I

.

HASIL

DAN PEMBAI{ASAN

Flulduasi suhu udara pada saal belum dilakukan pengontrolan ditunjukkan pada Cambar 2. Pul_ul 14.52 menunjukkan suhu paling panas sepanjang hari

laitu

sebesar 32.5'C sedalgkan suhu terdingin berada pada

pukul

5.30

Fitu

sebesar

28.9'C

Suhu

luar

mempunyai pengaruh l'a.ng signiflkan terhadap suhu air di bak pemingsan. Karena itu pengakil:n sistem kontrol pada saat suhu ruangan tjnggi ak .n menyebabkan pedormaNi sistem kontrol akan menunrn pula

Simulasi pengontolan dilakukan pada pukul 10.00 dimana suhu awal air diasunuikan sebesar

28'C.

Daya pendinginan yang digunatan adalai sebesar 2800

Watt

Nilai

ini

adalah asumsi yang

diambil dari kapasitas

sebuah

esin pendingin sebesar 2 hp. Dengan mempertinba.ngkan keburuhan

dala untuk mendinginkan ajr hingga mencapai .rel _{Poi,?/, maka} digunakan dua bua! mesin pendingin

vang masirg-masing mempunyai daya 1400

Watt.

Pengontrolan terhadap pendinginan dilatu!'an secan

on-of.

Namun keputusan sistem kontrol untuk menghidupkan dan mematikaa pendinginan

dilakukan melalui inlerensia dengan

logikafz4r.

Performansi

siste

kontrol pada pengontroiantzz} dapat dilihat scperti pada Cambar 5. [image:4.595.171.470.253.430.2]

Gambar5'suhuAirdalamBakAnesthesisPadaPengontrolan,ra}MulaidariAwalPengontrolan

Grafik

diatas

enunjukkan bahwa sebelum penSontrolan

dimulai'

suhu

air

berflulluasi

.""git

ii-.tft

.Ju.^

Iuar. Pada

pukul

10 00 ketika pengontrolan dimulai' perlahan Iahan suhu air

i"i"iri-lrf. ^t.u".i.

menurun hingga mencapai

suh't

152

"C

pada

puklil

1100

Dari

a\r'al

iirielntrotan

fringga suhu tersebLrt. lima waktu yang diperlukan untuk menurunkan suhu adalah 1 iam 'n:iro].ut,u

ai'

_sel;4r.r

24j.m

drlat

_drlinal pada Crnrbar 6

Ganbar

6

Suhu

Air

dalam Bak Aresdesis daiam 24 Jam

Dari kedua grafik diatas dapat dilihat bahwa suhu air dalam bak mempunyai kecenderungan menunrn vans sana dengan

sq

paiinr' Stthu

air

pada akhir pensontrolaJr

oam

tl00r

menunjukkan

"'i"ilJ*'r,

isloi"

c.'s.cangti"n

nitui ser pofur' padajam ini adalah sebesar

l5

oc

_{Beralri rerdapdt}

""""i-"^."""

,""-,

sebesar

d.2i

"

C.

Sisiem kontrol pada saa( lewal

jarn I1

00 tidak bekerja

lagi

ffi; lil; ;;;

penaingin tetap dihidupkao pada dava

makimunnva

yaiflr

1400

watt'

Dengan periakuan mesin pindingin yang selalu

akif

tersibut dapat dilihat bahwa suhu air akan berada

""ii"iii'

*tit.

14"C

da;

15"c. P;da jam 24.00 mesin pendingh te$ebut diinatikan'

** *;";;tk;ro.

i iiirr^

trt

poiit

yang digunakan untuk sistem bak anestesis sesuai dengan

k.ukt";;i';;'t;;lingin

yang 'beterja-pad1 kalasitas makimumnva tanpa pengontrolan' Apabila

pral'-".i.

p""ai.gi.

,e..-"urit

ai6erlt^n'pi"gontrolan.

maka yang bisa dilakukan adalah penurunan iapasitas pendinginannya Dengan menggunikan sahi buah mesin

pendingu

pedormansi sislem

i"iir"r

tait

,lpiJi

v"ig

aiiraraitan.

raiJna

itu untuk keperluan pengontrolan diperluan penambahan

irpJ",

-"ri.ip"nd;tgin

atau menanbair

juniah

mesin

pendingil

Pensontrolan dilakukan terhadap

kedua mesin

---

_- pendingin.

Fl-6rft"n

Jn"rgl yang tedadi selana pengonrolan dengan dua mesin pendingin dapat dilihat

p"d"

c"-;;;;r.

l't.nu"*i

gtint

ini,

nilai reirigirasi

sebelum pengontrolan bemilai

nol

Dengan

irf",.*i^l"aaf

ai"nakan

lama penyalaan mesin-pendingin pada saat setelah,sampling (akuisisi data

ke komouLelr. Jika Dada s"at Iru lama penlalaar )ang drdapar

lebil

be'iar darl

nol

lnak" alal Dada

i""ar""

|jr'

a"t"

tirJ-".;-

l.amun jit<a lama'pen1al";n drperoleh sdma dengan

nol

maka aLr akan berada pada keadaan Orf.

Cambar 8. Keputusan l-ama Penyalaan Mesin Pendingin Seliap Kali Sampli4

Pada Gambar

6.

dapat diketahui berapa lzma dan kapan mesiD pendingin harus nyala. Dari

gambar tersebut juga dikeiahui bahwa mesin pendingin harus dimatikan pada

jam

10.00, 10.37, 10-45, 10.52 dan pada

jam

11.00. Keputusan untuk menyalakan alau nematikan mesin pendingin

ini

akan

terus diperbarui setiap

kali

dilakukan pengambilan data

dari

sensor. Jika pada

jam

10.33 diberi kepulusan bahwa mesin pendingin harus nyala selama

2.5

menit, maka pada

jam

10.37 mesin pendingin harus mati hingga keputusan pada sampling berikutnya diberikan

Seminar Nasional 'l'eknik Per!.arnan AE2000, Bogor

Ganbar 7. Flukuasi Daya Pendingilun pada PengontrolanrAllr dengan Aksj

Ko

trol

,r-Olf

9q:

Nilai error pada n)enunjukkan

profil

yang [image:6.595.181.498.535.706.2]

Voi.2

i8

Gambar 9. Nilai Error dan Beda Error awal pengo,rlrolan cukulr linggi yaitu sebesar

menurun tajarn, error berada pada nilai yang

1.9,1. Kcrika

knt\a

set point stabil yaitu sekilar

0.I

hingga

a R.rrire.an s6lanr P.n gohtolrn

a

EnF

_iaat

Seminar

^

1r sF.trnekan ketrka kuwa set

poi

menunjukkan

profil

yanS menurun landai (mulai

jafi

10 37).

!,ii

ii#'i".nriJ"*,

ai."tit".'-r

dan 0.5. 3ecara grafis, nitai beda error menunjukkan keseslaian

1::

#;;;;il;;"J

rur',"

,er

p,inr

aengan penurunan subu sebenamva Affara jam 10 7 hingsa

lilj

fl:',";,;;

t.diJrot

"J"ii..u"r".

"0.

Iierarti laju

penumnan suhu

air

sesuai dengan laju

lT

,::;;;

;;;";;;iJr'

s.p.rti

paa^

.no''

beda error juga mempunvai niiai vang flulduatif setelah

Ll'ir

-'

"'

,r,

"'D;;i

,r,rr'-.""il"kkan

profil yang landai' Nilai ini berada pada kisaran -1 dan l

;;il;an

diatas dapat d-iketahui karakeristik sistem kontrol dan mesin pendingin yang

.aipr,i1tiL"i'"lr"r,

faa

error, dan daya pendinginan yang harus diberikan Dengan demikian simulasi

l",u[J"*in

tonuof

,ni sangat diperlukan sebelttm melak'kan serizg eksperimen dengan lardw'?/e '

IV.

KESIMPIJLAN

Pensontrolan (lerm.rsuk _J4la1' hanya bisa

mengll"ngi

kapa\jra'

alal

lidak

2kan mena'nbal'

kr"rri"r;i;; i;;

i,,

,"*r

"r.ia"prlr"

performdn.

i

.r.rem konrro, yang maksimal diperlukan

al;t dengan kaPasiras Yang besar'

''" "' 'iii"iiJ"i

.itigirasi

pada

"imulasi setara dengan 2 buah mesin

pendingin yaitn sebesar 2800

wrtt.

unrui

mendapatkil hasil yang

optimal

AhenEtif yang bisa ditat"ukan adalah mengguakan rnesiir

"''"-'^

pendingin dengan kapasilas yang lebih besar'

'suk ;n"rt..ii

aeng;n volume air yang berbeda akan memberikan perbedaan pada penurunan

.ut,uni,",

t^r"n"

itu

fungsi.tetPol,t

merupakan fungsi spesifik yang tergantung pada besamya beban pendirlginin.

V,

DAFTAR PUSTAKA

Ross, Timothy

J.

lggl

F

zq

Logic with Engineeing APPticaion Mc Graw

Hill'lnc

Singapore Saptomo,

SK.

1995-

Pensatura

Suhu dengan Pengonlrol

Fuuy

skripsi

Jurusan Teknik

Pertanian-lnstitul Pertanian Bogor'

Subarkah, Danden. TggS Pe gaturan Suhu den|an

I'ogikt

Fuzqt unfirk

fylsp.?xati

Uda

g

windu

'""'"'-ii;;;;

^;r"don

t'ib1

Hiaup Srsten

"Kenzg

stripsi

Jurusan

Teknik

Pertanian lnstitut

Pertanian Bogor'