Pisang merupakan produk unggukan di Indonesia yang sering dikonsumsi harian. Kesegaran dari sebuah pisang menjadi salah satu pilihan utama untuk dikonsumsi oleh konsumen, dimana pisang dengan kondisi segar (fresh) dapat dijumpai mulai dari pasar tradisional, swalayan, maupun supermarket. Di Indonesia sendiri terdapat berbagai macam jenis pisang yang biasa dijual dan dikonsumsi, seperti pisang mas, pisang susu, pisang raja, pisang kapok dan pisang cavendish[1].

Pisang Cavendish merupakan jenis pisang Dimana saat dijual dalam keadaan segar tanpa melalui proses pengolahan terlebih dahulu. Perlakuan pada pisang setelah proses panen hingga pisang tersebut sampai ke pada konsumen memerlukan beberapa perlakuan khusus dan baik. Mulai dari penyimpanan pascapanen, pengemasan dan pengangkutan yang baik. Pisang dapat mengalami perubahan warna, tekstur dan pengingkatan secara tiba-tiba pada tingkat produksi CO2-nya. Beberapa perlakuan saat pengemasan dan penyimpanan dapat meningkatkan masa umur simpan pada sebuah pisang segar[2].

Pengemasan sendiri bertujuan untuk memberikan kemudahan saat proses distribusi, melindungi terhadap kerusakan dan debu. Pasca pengemasan perlakuan untuk menjaga suhu agar tetap stabil. Dimana pasca pengemasan pisang perlu disimpan pada ruang penyimpanan sebelum didistribusikan. Batas toleransi pada buah pisang terhadap suhu rendah, dimana pisang yang disimpan dibawah suhu 10^oC dapat mengalami chilling injury dan jika suhu berada di atas 15^oC akan mengakibatkan proses pematangan yang cepat[3].

Kontrol PID yang merupakan kontroler dengan mekanisme umpan balik yang biasa digunakan dalam sistem kontrol industri. Diharapkan dengan kontrol PID dapat dihitung nilai error sebagai pembeda antara setpoint yang diinginkan dengan variabel bebas yang terukur. Sehingga kontroler digunakan untuk meminimalisir atau mengurangi nilai kesalahan[4][5][6][7].

Ruang penyimpanan pasca pengemasan untuk menjaga agar suhu dapat stabil untuk menjaga kesegaran pisang dapat dilakukan dengan menggunakan sistem PID, sehingga nilai suhu dapat di ukur dan dikendalikan sesuai ketentuan penyimpanan pisang yaitu di antara 10^oC – 15^oC.

Metode penelitian yang dilakukan adalah untuk mendapatkan informasi dengan tujuan tertentu untuk menyelesaikan masalah. Beberapa poin yang dilakukan adalah dengan merancang diagram blok sistem, merancang kontroler PID dan flowchart sistem.

Perancangan blok diagram sistem dilakukan untuk memberikan informasi tentang kerja sebuah sistem. Perancangan diagram blok sistem pada prototype kontrol suhu pada ruang penyimpanan pasca pengemasan untuk buah pisang seperti pada gambar 1.

Berdasarkan gambar 1, dapat dijelaskan sebagai berikut :

Perancangan kontroler PID untuk memberikan informasi tentang parameter controller yang pas untuk sistem kontrol suhu pada ruang penyimpanan pasca pengemasan pisang. Perancangan kontrol PID yang digunakan adalah metode 1 Ziegler-Nichols, yaitu dengan langkah awal tuning parameter dengan menarik garis tangent pada titik inflexion karakteristik grafik suhu ruangan. Selanjutnya dengan mencari perpotongan garis tangent dengan garis nilai akhir, sehingga nilai T dan L dapat diperoleh. Dari nilai T dan L inilah akan dipergunakan untuk penentuan nilai Kp, Ti dan Td yang tepat. Tabel aturan tuning metode 1 Ziegler-Nichols[8][9] seperti pada Tabel 1 berikut :

Flowchart sistem digunakan untuk memberikan informasi tentang cara kerja keseluruhan sistem dalam kontrol suhu ruang penyimpanan pasca pengemasan pisang untuk memperoleh tingkat kestabilan yang tinggi dan nilai kesalahan yang rendah (kecil).

Gambar 2 merupakan flowchart system keseluruhan untuk mengetahui cara kerja sistem dengan menginputkan nilai pada set suhu yang diinginkan dengan kontrol Kp, Ki, Kd. Dimana sistem akan terus running hingga mencapat nilai set suhu dan untuk menstabilkan nilai suhu pada nilai set suhu yang telah ditentukan[10][11].

Berdasarkan hasil pengujian dan analisa pada prototype sistem kontrol suhu setelah dirancang dan direalisasikan. Beberapa pengujian telah dilakukan pada sensor suhu yang digunakan yaitu DS18B20, pengujian suhu ruangan dan proses kontrol sistem secara keseluruhan dengan penggunaan parameter sehingga dapat diperoleh sistem kontrol yang baik.

Proses pengujian pada sensor suhu DS18B20 untuk mengetahui tingkat lineritas antara suhu dengan termometer[12].

Berdasarkan pada hasil pengujian tabel 2 dapat ditunjukkan bahwa tingkat error pembacaan suhu termometer dengan pembacaan suhu sensor DS18B20 pada serial monitor adalah 0,35^oC.

Berdasarkan gambar 3 dapat ditunjukkan bahwa selisih yang didapatkan dari hasil pengukuran antara pembacaan termometer dan sensor suhu cenderung membentuk sebuah garis yang linear, yaitu dengan margin error 0,35^oC. [13].

Pengujian suhu ruangan dilakukan untuk memberikan informasi tentang kerja dari sistem yang telah dibuat, dimana perlakuan yang dilaksanakan adalah dengan menjadikan sistem tersebut berupa sistem open loop dengan memanfaatkan nilai PWM senilai 255 atau berupa tegangan pada arduino senilai 5V terhadap suhu ruangan.

Berdasarkan pada gambar 4, diperoleh suatu nilai fungsi alih sebagai berikut :

Sehingga dapat dituliskan dalam bentuk fungsi alih berikut :

Perancangan dengan mempergunakan metode 1 Ziegler-Nichols karena didasarkan pada hasil gambar grafik respon suhu yang didapat pada karakteristik suhu ruangan membentuk suatu kurva s. Penentuan proses tuning parameter dengan cara penarikan garis tangent pada titik inflexion karakteristik grafik pada suhu ruangan, kemudian dilanjutkan dengan mencari titik potong garis tangent pada garis dinilai akhir, kemudian didapatkan nilai pada T dan nilai pada L. Dari nilai T dan L ini yang akan dipergunakan untuk penentuan nilai Kp, Ki dan Kd yang sesuai.

Berdasarkan aturan persamaan pada tabel 1, didapat hasil nilai T dan L berikut :

Dan dapat dihitung nilai Kp, Ki, Kd berikut :

Berdasarkan hasil pada gambar 5, maka dapat diperloeh nilai L=90s dan T=206s, sebagai acuan adalah pada tabel Ziegler-Nichols 1 sehingga didapat nilai Kp=2,7 , Ki=0,015 dan Kd=121,5.

Perancangan dengan mempergunakan metode 1 Ziegler-Nichols karena didasarkan pada hasil gambar grafik respon suhu yang didapat pada karakteristik suhu ruangan membentuk suatu kurva s. Penentuan proses tuning parameter dengan cara penarikan garis tangent pada titik inflexion karakteristik grafik pada suhu ruangan, kemudian dilanjutkan dengan mencari titik potong garis tangent pada garis dinilai akhir, kemudian didapatkan nilai pada T dan nilai pada L. Dari nilai T dan L ini yang akan dipergunakan untuk penentuan nilai Kp, Ki dan Kd yang sesuai, maka dapat diperloeh nilai L=90s dan T=206s, sebagai acuan adalah pada tabel Ziegler-Nichols 1 sehingga didapat nilai Kp=2,7 , Ki=0,015 dan Kd=121,5.

Terimakasih kepada Program studi teknik elektro universitas merdeka malang yang telah mendukung penelitian ini, dan Laboratorium Sistem Kendali, serta LPPM Universitas Merdeka Malang yang atas dukungannya .