Saintek Vol.08 No.02 Des.2011

ISSN: 1693-8917

SAINTEKJurnal Ilmiah Ilmu-ilmu Teknik dan Rekayasa

Volume 8, Nomor 2, Desember 2011

Dicetak oleh (printed by): Airlangga University Press. (135/09.11/AUP-A9E). Kampus C Unair, Jln. Mulyorejo Surabaya 60115, Indonesia. Telp. (031) 5992246, 5992247, Telp./Fax. (031) 5992248. E-mail:[email protected]; [email protected]

Kesalahan penulisan (isi) di luar tanggung jawab AUP

DAFTAR ISI (CONTENTS)

Halaman (Page)

1. Perbandingan Penggunaan Kayu Bakar dan Briket Batu Bara pada Proses Penyulingan Minyak Nilam

(Comparison Use of Fuel Wood and Coal Briquettes to Distillation Process the Patchouli Oil) Urip Prayogi, dan Bagiyo Suwasono ......................................................................................... 47512. Biosintesa Senyawa Antioksidan pada Fermentasi Substrat Cair Kulit Pisang dengan Bantuan

Aspergillus Niger (Biosynthesis of Antioxidant Compounds in Banana Skin Liquid Substrate Fermentation by

Aspergillus Niger Help) Gwynne Tjitradjaja, Kevin Yangga, Ery Susiany Retnoningtyas, dan Antaresti ................ 52553. Implementasi Adaptive Neuro Fuzzy Inference System sebagai Kontrol Kecepatan Motor Induksi

Tiga Fasa Menggunakan Mikrokontroller AVR ATMEGA 16 (Implementation of Adaptive Neuro Fuzzy Inference System for Induction Motor Speed Control

of Three Phase Using AVR Microcontroller ATMEGA 16) Suryadhi ...................................................................................................................................... 56614. Pengukuran Gaya Potong Pahat pada Mesin Bubut (Measurement of Tool Cutting Force at Turning Machine) Mochamad Masud .................................................................................................................... 6265

5. Aplikasi Kamera Pengawas untuk Deteksi dan Tracking Objek (Surveilance Camera Application for Detecting and Tracking Object) Gembong Edhi Setyawan, Meivi Kartikasari, dan Mukhlis Amien ...................................... 66736. Kajian Fisik dan Ekonomi Fungsi Hutan Tangkapan Air di Lereng Gunung Argopuro (Physical and Economy Tangkapan Air Jungle Function Study at Mount Argopuro) Sofi a Ariyani dan Teguh Hari Santosa ..................................................................................... 74827. Water Quality Examination Based on Benthic Macroinvertebrates on River of Prono Probolinggo

os Indicators of Paper Manufactured Polution Leces Probolinggo (Pemeriksaan Kualitas Air Berdasarkan Makroinvertebrata Bentik di Sungai Prono Probolinggo

os Indikator Pencemaran Produksi Kertas Leces Probolinggo) Rohatin and Umi Nurjanah ....................................................................................................... 83898. Optimalisasi Penggunaan Limbah Batu Kapur sebagai Pengganti Agregat Kasar terhadap Kuat

Tekan Beton 17,5 Mpa dan Pengaruhnya terhadap Analisis Waktu dan Biaya di Banyuwangi (Optimizing the Use of Waste Limestone as Coarse Aggregate Substitute for Concrete Strength

17.5 MPa Press and Its Effect on Time and Cost Analysis in Banyuwangi) Heri Sujatmiko ........................................................................................................................... 9096

47

Perbandingan Penggunaan Kayu Bakar dan Briket Batu Bara pada Proses Penyulingan Minyak Nilam

(Comparison Use of Fuel Wood and Coal Briquettes to Distillation Process the Patchouli Oil)

Urip Prayogi*, dan Bagiyo Suwasono*** Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan Universitas Hang Tuah, Jl. Arif Rahman Hakim 150 Surabaya** Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan Universitas Hang Tuah, Jl. Arif Rahman Hakim 150 Surabaya

ABSTRAKKetergantungan sumber energi yang murah dalam mendukung keberlangsungan proses produksi akan memerlukan berbagai

upaya efi siensi energi dan efektivitas panas salah satunya penggunaan briket batubara dan kayu bakar pada proses penyulingan minyak nilam. Percobaan pertama dilakukan dengan sumber energi dari kayu bakar dan kedua dari briket batu bara. Pengambilan data proses dimulai dari pengukuran awal pemanasan hingga proses penyulingan. Parameter pengukuran meliputi tekanan uap, temperatur panas, waktu air mendidih, dan berat sumber energi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa perbandingan awal pemanasan hingga air mendidih pada tekanan uap panas yang mencapai 0,1 kg/cm2 untuk batu bara memerlukan waktu lebih lama 30 menit dari kayu bakar yang mencapai 90 menit, tetapi kebutuhan batu bara hanya mencapai 15 kg dan kayu bakar mencapai 30 kg. Sedangkan perbandingan proses lanjut dari uap panas hingga proses penyulingan pada tekanan uap panas yang mencapai 0,7 kg/cm2 untuk batu bara memerlukan waktu lebih lama 20 menit dari kayu bakar yang mencapai 60 menit, tetapi kebutuhan batu bara hanya mencapai 10 kg dan kayu bakar mencapai 72 kg. Bentuk persamaan yang dihasilkan selama proses penyulingan minyak nilam adalah persamaan regresi polinomial dengan indikasi bahwa penggunaan kayu bakar lebih sesuai digunakan daripada briket batu bara.

Kata kunci: kayu bakar, briket batu bara, uap panas, penyulingan, minyak nilam

ABSTRACTA cheap source of energy dependence in supporting the sustainability of the production process will require the efforts of energy

effi ciency and the effectiveness of heat one of them use coal briquettes and fuel wood in patchouli oil distillation process. The fi rst experiment performed with the energy source of fuel wood and the second of coal briquettes. Data retrieval process starts from the initial measurement of heating up to the distillation process. Measurement parameters include vapor pressure, heat temperature, time of boiling water, and heavy energy sources. Test results showed that the ratio of the initial heating in boiling water until steam pressure reached 0.1 kg/cm2 for coal takes longer than 30 minutes fuel wood which reached 90 minutes, but the need for coal and only reached 15 kg of fuel wood reached 30 kg. While the comparison process continued until the process of steam distillation on the steam pressure reaches 0.7 kg/cm2 for coal takes longer than 20 minutes fuel wood which reached 60 minutes, but the need for coal and only reached 10 kg of fuel wood reached 72 kg. Form of equations generated during the distillation process of patchouli oil is a polynomial regression equation with an indication that the use of fuel wood is more appropriate to use than coal briquettes.

Key words: fuel wood, coal briquettes, steam heat, distillation, patchouli oil

PENDAHULUAN

Pada akhir dekade ini dunia sedang dalam gencarnya menyatakan krisis energi, hal ini dapat dilihat dengan semakin meroketnya harga minyak mentah di pasaran international. Komoditas energi ini memang selalu mengalami dinamika harga, namun lebih cenderung mengalami kenaikan. Hal ini secara directional membuat negara kita ikut merasakan krisis energi tersebut. Berbagai kebijakan pemerintah telah dikeluarkan untuk mengatasi kelangkaan minyak bumi. Hal ini berbanding terbalik dengan demand dari masyarakat Indonesia, yang mana kebutuhan akan energi sangatlah tinggi terutama para pemain sektor industri. Fakta ini membuat pemerintah

dan para pakar energi berpikir keras untuk melakukan diversifi kasi energi. Suplai minyak bumi sudah tidak dapat diandalkan untuk masa-masa mendatang dalam pemenuhan kebutuhan akan energi bagi masyarakat Indonesia. Di sisi lain persedian kayu bakar juga semakin menipis seiring dengan kebutuhan kayu yang sangat besar dan kayu bakar memerlukan waktu untuk menanam maupun mengeringkan. Salah satu sumber energi alternatif yang sangat prospek di masa mendatang adalah batubara. Sumber daya batubara di Indonesia masih sangatlah banyak. Dengan sedikit rekayasa batubara dapat langsung digunakan untuk pemenuhan kebutuhan energi baik pada skala ekonomi kecil, menengah maupun industri.

48 Jurnal Saintek, Vol. 8. No. 2 Desember 2011: 4751

Rekayasa tersebut yang paling sederhana yaitu briket batubara. Briket batubara merupakan hasil pengolahan batubara yang pada awalnya batubara dilembutkan lalu dicampur dengan perekat lalu dipadatkan dengan alat pencetak. Briket batubara sangat ekonomis dan dapat menghasilkan kalori pembakaran yang cukup panjang. Satu kilogram briket batubara dapat dipakai hingga 8 jam dengan pembakaran yang relatif konstan. Briket batubara ini sangat cocok untuk dipakai pada kebutuhan akan energi yang banyak dengan durasi pembakaran yang panjang contohnya seperti pada industri rumah tangga. Dengan demikian sudah saatnya kita melirik briket batubara ini, di mana harga bahan bakar minyak yang semakin mahal dan langka. Dengan adanya perhatian dari pemerintah, pemanfaatan briket batubara ini akan sangat optimal dan dapat dirasakan.1

Gambar 1. Briket batubara

Pada saat ini briket batubara yang beredar di pasar adalah briket batubara karbonisasi dan briket batubara non karbonisasi. Di Indonesia briket ini dibuat dari bahan baku batubara yang di haluskan dan dicampur dengan bahan pengikat anorganik dari semen atau tanah liat, tapioka, dan uap air. Ada beberapa kelebihan briket dibandingkan dengan bahan bakar yang lain adalah: lebih hemat dan irit, panas lebih tinggi, nyala bara cukup lama dan tidak berjelanga sehingga peralatan masak tetap bersih, aman (tidak beracun dan tidak meledak), bekas pembakaran briket dapat dimanfaatkan sebagai pupuk, oleh karena itu briket merupakan bahan bakar yang aman untuk digunakan pada industri kecil dan menengah. Pada saat ini industri yang telah menggunakan briket adalah: industri makanan, rumah makan, catering, chiki, dodol, kripik pisang, gula aren, Industri bata dan genteng, minyak nilam, pesantren, rumah sakit,i batik, peternakan ayam, pengeringan: tembakau, karet, gabah, kopi.

Indonesia merupakan negara beriklim tropis kaya akan beraneka ragam flora, berbagai jenis tanaman yang mempunyai banyak manfaat dapat tumbuh dengan mudah, salah satu di antaranya adalah tanaman yang dapat menghasilkan minyak atsiri. Indonesia memiliki potensi sebagai salah satu negara pengekspor minyak atsiri, seperti minyak nilam, kenanga, akar wangi, sereh wangi, cendana,

pala, dan daun cengkeh. Beberapa daerah produksi minyak atsiri antara lain daerah Jawa Barat (sereh wangi, akar wangi, daun cengkeh, dan pala), Jawa Timur kenanga dan cengkeh, serta daerah Jawa Tengah, Bengkulu, Aceh atau Sumatera utara sebagai penghasil minyak nilam.2

Indonesia sebagai negara penghasil minyak nilam terbesar di dunia dengan kapasitas pasokan tiap tahun sekitar 75% dari kebutuhan dunia. Dari jumlah itu, 60% diproduksi di Nanggroe Aceh Darussalam dan sisanya berasal dari Sumatera Utara, Sumatera Barat, dan Jawa Tengah. Republik Rakyat Cina merupakan produsen minyak nilam terbesar kedua setelah Indonesia. Negara-negara lain yang memproduksi minyak nilam adalah Brasil, Malaysia, India, dan Taiwan.3 Hampir seluruh produksi minyak nilam Indonesia diekspor terutama ke Amerika Serikat, negara-negara Eropa Barat, dan Jepang. Komponen utama yang menentukan mutu minyak nilam adalah patchouli alcohol.4 Minyak nilam merupakan bahan utama untuk mengikat bahan pewangi pada industri parfum dan kosmetik. Selain itu, minyak nilam dapat digunakan untuk mengendalikan hama.5

Untuk itu perlu adanya penelitian mengenai batu bara sebagai bahan bakar pengganti kayu bakar pada alat penyuling minyak nilam sehingga dapat diketahui seberapa besar uap yang dihasilkan dari kedua bahan bakar tersebut.

METODE PENELITIAN

Metode percobaan yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan tentang briket batu bara sebagai pengganti kayu bakar dalam menghasilkan uap panas pada proses penyulingan minyak nilam adalah persiapan percobaan dengan memotong dan mengeringkan daun nilam, kemudian menyiapkan kayu bakar dan briket batu bara. Setelah semua disiapkan dilaksanakan pengisian ketel dengan air, menyalakan api. Percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan kayu bakar. Percobaan kedua dilanjutkan menggunakan bahan bakar briket batu bara. Pada saat memasukkan ke dalam tungku kayu bakar dan bricket batu bara ditimbang beratnya. Pengukuran data percobaan dimulai awal pemanasan hingga air mendidih dengan bahan bakar kayu kemudian dilanjutkan dengan bricket batu bara. Masing masing bahan bakar dilakukan pengukuran tekanan dan temperatur pada alat ukur yang terpasang pada sistem dimulai dari 0 menit sampai dengan 120 menit (air dalam keadaan sudah mendidih).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengukuran data percobaan-0 dari awal pemanasan hingga air mendidih dengan bahan bakar dari kayu maupun bricket batu bara dapat dilihat pada tabel 1.

Prayogi: Perbandingan Penggunaan Kayu Bakar dan Briket Batu Bara 49

Tabel 1. Data awal percobaan-0 dengan bahan bakar kayu bakar dan bricket batu bara

No Item Pengukuran-0 Kayu Bakar Bricket Batu Bara1 Waktu percobaan 3 Oktober

200913 Oktober 2009

2 Berat kg. 30 153 Kondisi agak kering konsumsi

industri4 Harga Rp. 24.000 19.5005 Humadity lingkungan % 69 406 Temperatur lingkungan C 24,5 307 Kapasitas air m3 250 250

Tabel 2. Data pengukuran percobaan-0 dengan bahan bakar kayu

ParameterUji-0

Interval Waktu (menit)30 45 60 90 120

T1 ( C) 350 429 465 498 >500T2 ( C) 56 60 70 80 82T3 ( C) 0 0 0 96 100P0 (kg/cm) 0 0 0 0.1 0.3

Tabel 3. Data pengukuran percobaan-0 dengan bahan bakar briket batu bara

ParameterUji-0

Interval Waktu (menit)30 45 60 90 120

T1 ( C) 350 429 450 479 495T2 ( C) 50 60 60 66 70T3 ( C) 0 0 0 0 96P0 (kg/cm) 0 0 0 0 0.1

Dari tabel 2 hingga tabel 3 untuk kondisi percobaan-0 dari awal pemanasan hingga air mulai mendidih diperoleh

hasil sebagai berikut: Berat minimum bricket batu bara mencapai 15 kg atau Rp. 19.500,-. Sedangkan berat kayu bakar mencapai 30 kg atau Rp. 24.000,-. Tekanan uap panas (P0) untuk bahan bakar dari kayu bakar mencapai 0,1 kg/cm2 memerlukan waktu minimal 90 menit, temperatur panas di tungku api (T1) mencapai 498 C, temperatur panas di gas buang (T2) mencapai 80 C, dan temperatur uap panas (T3) mencapai 96 C. Tekanan uap panas (P0) untuk bahan bakar dari bricket batu bara mencapai 0,1 kg/cm2 memerlukan waktu minimal120 menit, temperatur panas di tungku api (T1) mencapai 495 C, temperatur panas di gas buang (T2) mencapai 70 C, dan temperatur uap panas (T3) mencapai 96 C.

Pengukuran data percobaan-1 dari uap panas hingga proses penyulingan nilam dengan bahan bakar dari kayu maupun bricket batu bara adalah sebagai berikut.

Tabel 4. Data awal percobaan-1 dengan bahan bakar kayu bakar dan bricket batu bara

No ItemPengukuran-1 Kayu BakarBricket Batu

Bara1 Waktu percobaan 3 Oktober 2009 13 Oktober 20092 Berat kg. 72 103 Kondisi kering konsumsi industri4 Harga Rp. 33.000 13.0005 Humadity

lingkungan % 87 87

6 Temperatur lingkungan C

20,5 20,5

7 Temperatur tungku api C

> 500 > 500

8 Temperatur akhir cerobong asap C

50 50

9 Berat daun nilam scraping kg

49 49

(0) Awal pemanasan Air mendidih (1) Uap panas Penyulingan nilamGambar 2. Bagian dari komponen yang diukur


Tabel 5. Data pengukuran percobaan-1 dengan bahan bakar kayu

ParameterUji-1

Interval waktu (menit)30 60 80 85 90 95 100 105 110

T1 ( C) 82 82 84 84 84 83 82 81 80T2 ( C) 100 100 100 100 100 100 100 100 99T3 ( C) 98 98 98 98 98 98 98 98 97T4 ( C) 100 100 100 100 100 100 100 100 99P1 (kg/cm) 0.3 0.7 0.7 0.5 0.35 0.25 0.2 0.1 0

Buka kran pembangkit uap kondisi

Tabel 6. Data pengukuran percobaan-1 dengan bahan bakar briket batu bara

ParameterUji-1

Interval waktu (menit)30 60 80 85 90 95 100 105 110

T1 (C) 80 82 84 84 84 83 82 81 80

T2 (C) 100 100 100 100 100 100 100 100 99T3 (C) 98 98

98 98 98 98 98 98 97T4 (C) 0 0

96 100 100 100 100 100 100P1 (kg/cm) 0.1 0.3 0.7 0.5 0.35 0.25 0.2 0.1 0

Buka kran pembangkit uap kondisi

Dari tabel 5 hingga tabel 6 untuk kondisi percobaan-1 dari uap panas hingga proses penyulingan nilam dengan kondisi buka kran diperoleh hasil sebagai berikut: Berat minimum bricket batu bara mencapai 10 kg atau Rp. 13.000,-. Sedangkan berat kayu bakar mencapai 72 kg atau Rp. 33.000,-. Tekanan uap panas (P1) untuk bahan bakar kayu bakar mencapai 0,7 kg/cm2 memerlukan waktu tambahan minimal 60 menit, temperatur panas gas buang (T1) mencapai 82 C, temperatur uap panas (T2) mencapai 100 C, temperatur panas output superheater (T3) mencapai 98 C, dan temperatur panas output penyulingan (T4) mencapai 100 C. Tekanan uap panas (P1) untuk bahan bakar bricket batu bara mencapai 0,7 kg/cm2 memerlukan waktu tambahan minimal 80 menit, temperatur panas gas buang (T1) mencapai 84 C, temperatur uap panas (T2) mencapai 100 C, temperatur panas output superheater (T3) mencapai 98 C, dan temperatur panas output penyulingan (T4) mencapai 96 C.

Dari data pengukuran percobaan untuk mengetahui beberapa hal dari performansi kemampuan ketel uap hasil inovasi rancang bangun penyulingan minyak nilam dengan ketel pemulih kalor limbah pipa kalor komersial untuk meningkatkan proses pemanasan ketel dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3 menunjukkan regresi polinomial derajad 2 untuk tungku api dari kayu bakar dan briket batu bara memiliki korelasi baik dengan koefi sien determinasi lebih dari 90%. Persamaan kayu bakar ykb = -0,0041x2 + 1,9183x + 335,8 dan persamaan batu bara ybb = -0,0032x2 + 1,7358x + 328,65. Interpretasi dari kedua regresi polinomial tersebut adalah untuk penggunaan bahan baku tungku api dapat menggunakan kayu bakar, briket batu bara atau kombinasi keduanya.

Gambar 4. Regresi polinomial untuk gas buang dengan kayu bakar batu bara

Gambar 4 menunjukkan regresi polinomial derajad 2 untuk gas buang dari kayu bakar dan briket batu bara memiliki korelasi baik dengan koefisien determinasi lebih dari 90%. Persamaan kayu bakar ykb = -0,0015x2 + 0,4945x + 43,31 dan persamaan batu bara ybb = -0,0009x2 + 0,4092x + 38,1. Interpretasi dari kedua regresi polinomial tersebut adalah pengaruh panas dari hasil gas buang dari kayu bakar lebih besar daripada briket batu bara.

Gambar 5. Regresi polinomial untuk uap panas dengan kayu bakar batu bara

Gambar 5 menunjukkan regresi polinomial derajad 2 untuk uap panas dari kayu bakar dan briket batu bara

Gambar 3. Regresi polinomial untuk tungku api dengan kayu bakar batu bara

Prayogi: Perbandingan Penggunaan Kayu Bakar dan Briket Batu Bara 51

memiliki korelasi baik dengan koefi sien determinasi lebih dari 80%. Persamaan kayu bakar ykb = -0,5787x2 + 2,027x 70,063 dan persamaan batu bara ybb = -0,0034x2 + 1,4787x 61,301. Interpretasi dari kedua regresi polinomial tersebut adalah uap panas yang dihasilkan dari tungku api kayu bakar lebih besar daripada briket batu bara.

Gambar 6. Regresi polinomial untuk output superheater dengan kayu bakar batu bara

Gambar 6 menunjukkan regresi polinomial derajad 2 untuk output superheater dari kayu bakar dan briket batu bara memiliki korelasi baik dengan koefi sien determinasi lebih dari 80%. Persamaan kayu bakar ykb = -0,0056x + 1,9864x 68,659 dan persamaan batu bara ybb = -0,0033x + 1,4489x 60,068. Interpretasi dari kedua regresi polinomial tersebut adalah pengaruh panas dari output superheater yang dihasilkan dari tungku api kayu bakar lebih besar daripada briket batu bara.

Gambar 7 menunjukkan regresi polinomial untuk kayu bakar memiliki derajad 2 dan batu bara derajad 3, di mana kedua persamaan korelasi baik dengan koefi sien determinasi lebih dari 80%. Persamaan kayu bakar ykb = -0,0000008x3 + 0,0003x2 0,0255x + 0,5925 dan persamaan batu bara ybb = -0,00000001x4 + 0,000004x3 0,0007x2 + 0,0378x 0,6891. Interpretasi dari kedua regresi polinomial tersebut adalah tekanan uap panas yang dihasilkan dari kayu bakar untuk proses penyulingan daun nilam lebih stabil daripada briket batu bara

KESIMPULAN

Hasil pengujian menunjukkan bahwa perbandingan awal pemanasan hingga air mendidih pada tekanan uap panas yang mencapai 0,1 kg/cm2 untuk batu bara memerlukan waktu lebih lama 30 menit dari kayu bakar yang mencapai 90 menit, tetapi kebutuhan batu bara hanya mencapai 15 kg dan kayu bakar mencapai 30 kg. Sedangkan perbandingan proses lanjut dari uap panas hingga proses penyulingan pada tekanan uap panas yang

mencapai 0,7 kg/cm2 untuk batu bara memerlukan waktu lebih lama 20 menit dari kayu bakar yang mencapai 60 menit, tetapi kebutuhan batu bara hanya mencapai 10 kg dan kayu bakar mencapai 72 kg. Bentuk persamaan yang dihasilkan selama proses penyulingan minyak nilam adalah persamaan regresi polinomial dengan indikasi bahwa penggunaan kayu bakar lebih sesuai digunakan daripada briket batu bara.

UCAPAN TERIMA KASIH

Peneliti mengucapkan terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian No: 118/SP2H/PP/DP2M/IV/2009 dan Bapak Budtomo selaku pemilik Bengkel Teknik Utomo dengan alamat Dusun Sumbersari RT. 05 RW. 01 Desa Giripurno Kecamatan Bumiaji Kota Batu.

DAFTAR PUSTAKA

1. Indriyatmoko, Hutabarat. 2010. Prospek penggunaan briket batubara sebagai bahan bakar pengganti minyak dan gas. Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) ke-9 Palembang, 1315 Oktober 2010.

2. Manurung TB. 2003. Usaha pengolahan dan perdagangan minyak atsiri Indonesia dan permasalahannya dalam menghadapi era perdagangan global, sosialisasi temu usaha peningkatan mutu bahan olah industri minyak atsiri, Dirjend Industri Kimia Agro dan Hasil Hutan, Jakarta.

3. Tasma IM, Hamid. 1989. Hasil penelitian dan pengembangan tanaman minyak atsiri Indonesia, Prosiding Simposium I Hasil Penelitian dan Pengembangan Tanaman Industri, Buku VII. Tanaman Minyak Atsiri, hlm. 1075-1082, Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Industri, Bogor.

4. Walker GT. 1968. The structure and synthesis of patchouly alcohol, manufacturing chemist and aerosol News. p. 2728.

5. Yusron M, Wiratno. 2001. Budidaya tanaman nilam, circular (3). Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, Bogor.

Gambar 7. Regresi polinomial untuk tekanan uap panas dengan kayu bakar = batu bara

52

Biosintesa Senyawa Antioksidan pada Fermentasi Substrat Cair Kulit Pisang dengan Bantuan Aspergillus Niger

(Biosynthesis of Antioxidant Compounds in Banana Skin Liquid Substrate Fermentation by Aspergillus Niger Help)

Gwynne Tjitradjaja, Kevin Yangga, Ery Susiany Retnoningtyas, dan AntarestiJurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Widya MandalaSurabaya

ABSTRAKLimbah kulit pisang adalah sampah organik yang masih dapat dimanfaatkan melalui proses fermentasi untuk menghasilkan

antioksidan dengan bantuan mikroorganisme. Aspergillus niger adalah salah satu kapang yang dapat menghasilkan antioksidan dengan aktivitas yang tinggi. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh kombinasi ekstrak kulit pisang dan penambahan (NH4)2SO4 pada proses fermentasi untuk memproduksi antioksidan. Aktifi tas tertinggi dari antioksidan diperoleh dari Aspergillus niger yang tumbuh dalam substrat 1,5189 mg/mL glukosa (berasal dari 500 g/L ekstrak kulit pisang) dan penambahan 0,25% (b/v) (NH4)2SO4.

Kata kunci: aspergillus niger, antioksidan, kulit pisang

ABSTRACTBanana peel is an organic waste disposal that could be used in fermentation process to produce antioxidant with the aid of

microorganisms. Aspergilus niger is mold that can produce high activity of antioxidant from organic waste disposal, in this case the banana kepok peel. This study is to learn and examine the effect of combinations of varied liquid banana peel extract and added (NH4)2SO4 concentrate in fermentation process to produce high activity of antioxidant. The highest degree of antioxidant is obtained from Aspergillus niger that grow in 1,5189 mg/ml glucose (from 500 g/L extracted banana peel) and added 0,25% (w/v) (NH4)2SO4.

Key words: aspergillus niger, antioxidant, banana peel

PENDAHULUAN

Dewasa ini, dengan semakin berkembangnya jaman dan teknologi, semakin banyak pula masalah-masalah yang timbul bagi lingkungan dan manusia. Masalah ditimbulkan dari polusi udara jalanan, baik yang ditimbulkan oleh pabrik maupun kendaraan bermotor, radiasi sinar ultraviolet dan ruangan ber-AC dapat menimbulkan efek radikal bebas. Karena itu, banyak orang berlomba-lomba untuk mencari zat yang berfungsi untuk mencegah radikal bebas yaitu zat antioksidan.

TINJAUAN PUSTAKA

Aspergillus nigerAspergillus niger merupakan salah satu spesies paling

umum dan mudah diidentifi kasi yang dapat menghasilkan berbagai macam enzim dan zat antioksidan. Substrat fermentasi Aspergillus niger memerlukan tambahan mineral seperti (NH4)2SO4, KH2PO4, MgSO4, urea, CaCl2.7H2O, FeSO4, MnSO4.H2O untuk dilakukan proses fermentasi. Mineral-mineral inilah yang dapat merangsang produksi senyawa antioksidan. Penurunan bahan organik sebagai sumber karbon dan nitrogen

digunakan A. niger untuk bahan penunjang pertumbuhan atau Growth factor. [6, 7]

AntioksidanAntioksidan adalah zat atau bahan yang melindungi

sel-sel dari kerusakan akibat molekul tidak stabil yang dikenal sebagai radikal bebas yang dapat ditemukan pada tanaman maupun pada mikroorganisme. Untuk mencapai kestabilan atom atau molekul, radikal bebas akan bereaksi dengan molekul disekitarnya untuk memperoleh pasangan elektron. Radikal bebas bersifat destruktif, sangat reaktif dan mampu bereaksi dengan makromolekul sel, seperti: protein, lipid, karbohidrat, atau DNA dan bila tidak dihentikan akan menyebabkan berkembangnya sel kanker, arthritis, katarak, dan penyakit degeneratif lainnya. Sumber radikal bebas bisa berasal dari dalam tubuh manusia sendiri (endogen), bisa pula berasal dari luar tubuh (eksogen). Sumber dari luar tubuh terbentuk dari polusi udara, obat-obatan, pestisida, sinar ultraviolet.2,4,5,9

Uji Aktivitas Penangkap RadikalRadikal bebas yang umumnya digunakan sebagai

model dalam penelitian antioksidan atau peredam radikal bebas adalah 1,1 difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH). Radikal

Tjitradjaja, dkk.: Biosintesa Senyawa Antioksidan pada Fermentasi Substrat Cair Kulit Pisang 53

DPPH adalah suatu senyawa organik yang mengandung nitrogen tidak stabil dengan absorbansi kuat pada max 500600 nm dan berwarna ungu gelap. Setelah bereaksi dengan senyawa antioksidan, DPPH tersebut akan tereduksi dan warnanya akan berubah menjadi kuning. Perubahan tersebut dapat diukur dengan spektrofotometer, dan diplotkan terhadap konsentrasi.1,5,8

FermentasiFermentasi dibagi menjadi 2 yaitu fermentasi

substrat padat dan fermentasi substrat cair. Kulit pisang dapat digunakan sebagai substrat padat maupun cair. Agar dapat menjadi substrat cair, kulit pisang dilakukan treatment awal yaitu proses ekstraksi kulit pisang. Untuk mengambil ekstrak kulit pisang tersebut dilakukan dengan proses pemblenderan kulit pisang dengan menggunakan air sebagai pelarutnya.

METODE PENELITIAN

Tahap PersiapanDisiapkan suspensi biakan A. niger yang telah

berumur 7 hari, kemudian ekstrak kulit pisang disiapkan dengan memblender 500 g kulit pisang/L air dan 1000 g kulit pisang/L air. Ke dalam labu Erlenmeyer 250 ml, disiapkan fi ltrat (ekstrak kulit pisang) sebanyak 100 mL dan ditambahkan sebanyak (NH4)2SO4 sesuai dengan variasi percobaan. Kemudian dicampur dengan KH2PO4 (0,2 gram) dan MgSO4.7H2O (2,5 gram). Setelah itu dilakukan pengadukan agar larutan homogen dan pH media cair diatur dengan HCl hingga pH = 5. Erlenmeyer yang telah berisi substrat dan suspensi diinkubasi didalam inkubator pada suhu 30 C dan sesekali (tiap sehari sekali) diaerasi dengan menggunakan shaker selama 4 jam. Sampel diambil dan diuji setiap 24 jam sekali dan dilakukan selama 7 hari.

Tahap Ekstraksi Antioksidan3

Setengah gram biomassa dimasukkan dalam tabung Erlenmeyer 20 mL. Di dalam tabung Erlenmeyer, ditambahkan 10 mL ethanol dengan kadar 75% dan dihilangkan gelembung udaranya dengan shaker selama 60 menit. Didinginkan sampai suhu 4 C kemudian dicentrifuge pada kecepatan 3000 rpm. Disaring dengan menggunakan corong Buchner dan supernatan dikumpulkan. Ekstraksi diulang tiga kali dan semua hasilnya digabung dengan dicampurkan dalam 50 mL etanol 75%.

Tahap Analisis dengan Menggunakan Metode DPPHSebanyak 5 ml substrat dimasukkan dalam labu

ukur 25 ml dan ditambahkan etanol hingga tanda batas. Sebanyak 0,001 gr DPPH dimauskkan ke dalam labu ukur 50 ml dan ditmabahkan pelarut etanol. Sebanyak 4 ml tiap substrat dan 2 ml larutan DPPH dimasukan kedalam erlenmeyer, kemudian dishaker 30 menit dan diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer UV-VIS Shimadsu 1240 pada max 514 nm. Setiap sampel diukur secara triplo.


Aktifi tas antioksidan didapat dari analisa biomassa yang diekstrak setiap selang waktu 24 jam. Pada analisa ini, ekstrak biomassa dicampur (direaksikan) dengan larutan DPPH. Larutan DPPH awal yang mempunyai electron yang tidak berpasangan (tidak stabil) berwarna ungu gelap. Ketika dicampurkan dengan ekstrak biomassa yang mengandung antioksidan, warna larutan (campuran ekstrak biomassa dengan larutan DPPH) menjadi berwarna kuning karena DPPH akan tereduksi oleh antioksidan yang terkandung dalam ekstrak biomassa tersebut.

Gambar 1. Pengaruh Aktifi tas Antioksidan pada Ekstrak Biomassa Terhadap Waktu Fermentasi: (a) Variasi Konsentrasi Glukosa 1,5189 mg/mL; (b) Variasi Konsentrasi Glukosa 3,5016 mg/mL.

(a) (b)


Gambar 2. Kurva Pertumbuhan A. niger terhadap Waktu Fermentasi; (a) Variasi Konsentrasi Glukosa 1,5189 mg/mL; (b) Variasi Konsentrasi Glukosa 3,5016 mg/mL

(a) (b)

Gambar 3. Konsentrasi Glukosa pada Media Fermentasi (Fase Cair) terhadap Waktu Fermentasi: (a) Variasi Konsentrasi Glukosa 1,5189 mg/mL; (b) Variasi Konsentrasi Glukosa 3,5016 mg/mL

(a) (b)

Gambar 4. Konsentrasi N (nitrogen) pada Media Fermentasi (Cairan) terhadap Waktu Fermentasi; (a) Variasi Konsentrasi Glukosa 1,5189 mg/mL; (b) Variasi Konsentrasi Glukosa 3,5016 mg/mL

(a) (b)

Tjitradjaja, dkk.: Biosintesa Senyawa Antioksidan pada Fermentasi Substrat Cair Kulit Pisang 55

Pada gambar 1. (a) dan (b), maka dapat dilihat bahwa aktifi tas antioksidan maksimum yang didapatkan pada hari yang berbeda-beda untuk setiap variasi. Bila dihubungkan dengan gambar 4.2 (a) dan (b), maka dapat dilihat bahwa makin banyak spora yang dihasilkan oleh A. niger pada saat proses fermentasi, maka makin banyak pula aktifi tas antioksidan yang didapatkan. Oleh karena itu, spora terbanyak yang dihasilkan oleh A. niger pada saat variasi substrat konsentrasi glukosa 1,5189 mg/mL dengan (NH4)2SO4 konsentrasi 0,25% dimana pada konsentrasi ini, didapatkan spora terbanyak (pertumbuhan A. niger maksimum).

Spora yang terbanyak ini ditandai dengan berkurangnya glukosa dan nitrogen dari hari ke hari. Secara umum pada gambar 4.3 (a) dan (b) serta 4.4 (a) dan (b) terlihat bahwa konsentrasi glukosa dan %N sisa fermentasi makin bertambahnya hari makin menurun. Hal ini disebabkan karena glukosa dan %N yang berasal dari (NH4)2SO4 digunakan untuk metabolisme pertumbuhan A. niger. Komposisi glukosa dan (NH4)2SO4 saling berpengaruh pada metabolisme pertumbuhan A. niger.

KESIMPULAN

Makin banyak spora, maka makin tinggi pula aktifi tas antioksidan. Aktifi tas antioksidan tertinggi didapat pada fermentasi pada variasi glukosa 1,5189 mg/mL glukosa dengan penambahan 0,25% (b/v) (NH4)2SO4.

DAFTAR PUSTAKA

1. Andarwulan N, Fardiaz D, Wattimena GA, and Shetty K. 1999. Antioxidant Activity Associated with Lipid and Phenolic Mobilization during Seed Germination of Pangium edule Reinw. J. Agric. Food Chem. 47: 31583163.

2. Chairote EO, Chairote G, Lumyong S. 2009. Red Yeast Rice Prepared from Thai Glutinous Rice and the Antioxidant Activities. Chiang MaiJ. Sci. 2009; 36(1): 4249. www.science.cmu.ac.th/journal-science/josci.html.

3. Departemen Perindustrian dan Perdagangan. 2003. Komposisi Kulit Pisang. Direktorat Jendral Industri dan Dagang Kecil Menengah Departmen Perindustrian dan Perdagangan.

4. Liao KL and Yin MC. 2000. Individual and combined antioxidant effects of seven phenolic agents in human erythrocyte membrane ghosts and phosphatidylcholine liposome systems: Importance of the partition coeffi cient. J. Agric.I and food chem. 48: 22662270.

5. Prakash A. 2001. Antioxidant Activity. Medallion Laboratories: Analithycal Progres, 2001, 19(2): 14.

6. Saadah Z. 2010. Produksi Enzim Selulase oleh Aspergillus niger dengan Substrat Jerami Padi. Retrieved 27 Juni 2011. From: http://eprints.undip.ac.id/13064/1/BAB_I_-_V.pdf

7. Samson RA, Houbraken J, Summerbell RC, Flannigan B, Miller JD. 2001. Common and important species of fungi and actinomycetes in indoor environments. In: Microogranisms in Home and Indoor Work Environments. New York: Taylor & Francis. Hal. 287292.

8. Trevino L, Contretas-Esquivel JC, Rodriguez-Herrera R, Aguilar CN. 2007. Effects of polyurethane matrices on fungal tannase and gallic acid production under solid state culture. J Zhejiang Univ Sci 8(10): 7716.

9. Universitas Pendidikan Indonesia. Retrieved 15 Juli 2011. From: http://repository.upi.edu/operator/upload/s_d535_0611019_chapter3.pdf.

56

Implementasi Adaptive Neuro Fuzzy Inference System Sebagai Kontrol Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa Menggunakan Mikrokontroller AVR ATMEGA 16

(Implementation of Adaptive Neuro Fuzzy Inference System for Induction Motor Speed Control of Three Phase Using AVR Microcontroller ATMEGA 16)

SuryadhiJurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan, Universitas Hang Tuah Surabaya, Jl. Arief Rachman Hakim 150 Surabaya 60111 E-mail: [email protected]

ABSTRAKMotor Induksi atau Motor AC asinkron merupakan motor yang banyak digunakan pada dunia industri dibanding motor jenis

lain. Motor ini memiliki kemampuan yang baik pada kecepatan putar, di samping itu konstruksinya sederhana dan kokoh, harga yang relatif murah serta perawatan yang mudah. Adapun kelemahan dari motor ini adalah pada saat terjadinya perubahan torsi beban, kecepatan motor akan berubah. Untuk itu digunakan sistem pengaturan kecepatan motor induksi dengan metode kontrol Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) yang menggunakan mikrokontroler AVR sebagai sistem pemrosesan kontrol. Atmel AVR adalah jenis mikrokontroler yang banyak digunakan untuk aplikasi kendali maupun otomasi. Kontrol berbasis mikrokontroler dapat beradaptasi jika perubahan input secara tiba-tiba, karena dilengkapi dengan metode pembelajaran yang digunakan untuk parameter Fuzzy dalam metode ANFIS. Diharapkan dapat memberikan respons yang cepat dan akurat pada saat terjadinya perubahan torsi beban sehingga motor akan kembali pada kedudukan setpoint dengan cepat.

Kata kunci: motor induksi, ANFIS, mikrokontroller

ABSTRACTInduction motors or AC motors asynchronous motors are widely used in industry compared to other types of motors. This

motor has good ability on the rotational speed, in addition to simple and sturdy construction, the price is relatively cheap and easy maintenance. The weaknesses of this motor is at the time of the change in load torque, motor speed will change. For that use the system settings with the induction motor speed control method of Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) using AVR microcontroller as the control processing system. Atmel AVR microcontroller is a type that is widely used for control and automation applications. Microcontroller-based control can adapt if the changes to the input of a sudden, it comes with the learning methods used for fuzzy parameters in the ANFIS method. Expected to provide rapid response and accurate at the time of the change in load torque so the motor will return to the position setpoint quickly.

Key words: induction motors, ANFIS, microcontroller

PENDAHULUAN

Motor induksi merupakan motor arus bolak balik (AC) yang paling luas digunakan terutama pada industri-industri.5 Pada pemakaian di industri paling banyak motor induksi 3 phasa sedangkan pada rumah tangga paling banyak motor induksi 1 phasa. Faktor yang menyebabkan hal tersebut karena motor induksi memiliki beberapa kelebihan antara lain: harga lebih murah, mudah dalam perawatan, konstruksi sederhana dan kokoh.1 Namun motor ini memiliki kelemahan yakni motor ini tidak dapat mempertahankan kecepatannya dengan konstan bila terjadi perubahan torsi beban.3

Seiring dengan perkembangan teknologi pengontrolan sistem atau yang disebut kontroler, semakin diperlukan penggunaannya dan dikembangkan sesuai dengan

kebutuhan. Salah satu metode pengontrolan yang dapat digunakan untuk menunjang kerja sistem adalah kontroler dengan metode Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS). Mungkin perkembangannya pada industri belum begitu menonjol untuk saat ini tetapi sesuai dengan perkembangan kebutuhan yang ada ANFIS dapat menjadi alternatif yang baik untuk dijadikan kontroler suatu sistem.

Pada penelitian ini akan menggunakan metode ANFIS untuk mengontrol kecepatan putaran motor induksi yang merupakan pengembangan dari sistem kontroler yang sebelumnya sehingga menjadi harapan agar sistem respon dari kinerja motor induksi yang dihasilkan akan semakin lebih baik.

Kontroler ANFIS sebenarnya memiliki banyak keunggulan dalam penerapannya. Kontroler ini dapat

Suryadhi: Implementasi Adaptive Neuro Fuzzy Inference System 57

beradaptasi jika terjadi perubahan input sistem secara tiba-tiba, karena dilengkapi dengan metode pembelajaran. Metode pembelajaran ini adalah metode pembelajaran untuk parameter fuzzy, yang digunakan dalam metode ANFIS.2 Dengan memanfaatkan mikrokontroler AVR sebagai alat untuk pemrosesan sistem kontrol utama. Atmel AVR adalah jenis mikrokontroler yang banyak digunakan untuk aplikasi kendali maupun otomasi, mulai dari sistem yang sederhana hingga sistem yang kompleks. Seperti halnya sistem pengaturan motor induksi, mikrokontroler akan mengontrol sistem dengan metode kontrol ANFIS.

METODE PENELITIAN

Secara umum gambaran sederhana dari sistem kerja pengaturan motor induksi 3 phasa dengan menggunakan ANFIS adalah:

Gambar 1. Blok diagram konfi gurasi sistem

Pada prinsipnya dalam pengaturan motor induksi 3 phasa dengan menggunakan kontrol ANFIS yaitu memberikan penyulutan pada inverter agar dapat mengatur putaran motor induksi 3 phasa, di mana penyulutan inverter tersebut didapat dari nilai magnitude dari output kontrol ANFIS. Pertama kali, mikrokontroler memberikan sinyal ajar ke motor agar motor dapat

berputar. Selanjutnya putaran motor tersebut disensor masuk ke dalam mikrokontroler dengan nama Present value (PV) dan nilai tersebut dibandingkan dengan setting point (SP), sehingga didapat nilai error dan delta error. Error dan delta error tersebut diproses pada ANFIS dalam sistem pembelajaran.

Setelah nilai error antara hasil dari pembelajaran dan target mengecil atau waktu learning selesai maka sistem

Gambar 2. Jaringan sistem fuzzy

Gambar 3. Flowchart proses learning

Gambar 4. Flowchart Proses Running


pada ANFIS masuk ke proses running. Nilai keluaran ANFIS adalah nilai out.

Algoritma Kontrol ANFISSecara diagramatik sistem fuzzy adaptif dapat

ditunjukkan pada Gambar 2.Flowchart Sistematika Kontrol ANFIS

Flowchart untuk proses Learning dan proses Running dari kontrol ANFIS dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.

Proses ini diawali dengan mengirim sinyal ke motor dengan nilai sembarang sebesar nilai dari sinyal ajar yang terdapat pada ANFIS. Kemudian sinyal tersebut akan memberikan suatu nilai tegangan ke Inverter untuk dapat menggerakkan rotor pada Motor Induksi. Untuk mendapatkan nilai error dan delta error sebagai masukan dari kontrol ANFIS maka dapat dicari dari persamaan sebagai berikut:

Errorn = setpoint Id

Derror = Errorn Errorn 1

Setelah nilai error dan delta error didapatkan selanjutnya masuk ke nilai Parameter ANFIS, dilanjutkan dengan Learning Error. Learning error tersebut merupakan metode untuk mendapatkan Y, X, . Lama proses learning tergantung dari jumlah Epoch yang diinginkan, tergantung pada seberapa besar kemampuan memory mikrokontroler ATMEGA 16. Ketika proses pembelajaran selesai maka proses selanjutnya akan melakukan proses running. Proses running tersebut sama dengan proses learning akan tetapi tanpa memerlukan error dan learning Y, X, . Keluaran ANFIS sebagai Id yang terkontrol.

Algoritma BackpropagationTeknik pembelajaran Back Propagation lebih sering

digunakan untuk fungsi output sigmoid karena dinilai lebih mendekati cara kerja sistem syaraf manusia. Metode ini mampu memperbaiki hsil keluaran hingga didapatkan kesesuaian dengan harga set point.

Cara kerja teknik pembelajaran ini dalah sinyal masukan dari lapisan input setelah diboboti maka akan diteruskan ke lapisan keluaran sebagai output jaringan. Apabila hasil keluaran output jaringan ini ternyata tidak sesuai dengan nilai set point, maka sinyal akan menyebar ke belakang menuju lapisan-lapisan tersembunyi dan kembali ke lapisan input. Di sini dilakukan perbaikan terhadap proses pembobotan. Proses ini berlangsung terus-menerus hingga didapatkan hasil keluaran jaringan yang sesuai dengan set point.

Pada sistem logika fuzzy menggunakan pendefuzzfi kasian rata-rata tengah (Center of Average), aturan penalaran produk (Product Inference Rule), fuzzifi kasi singleton dan fungsi keanggotaan gaussian yang dinyatakan dalam bentuk:

Di mana :M = Banyaknya aturan fuzzyN = Banyaknya Masukan

= Titik tengah fungsi keanggotaan

= Lebar fungsi keanggotaan

= Titik tengah fungsi keanggotaan di keluarannya = Diasumsikan sama dengan 1

f(x) = Keluaran system fuzzy tersebut

Proses penurunan teknik propagation bentuk fungsi Gaussian digunakan:

.........................................(1)

Di mana l = 1,2,3M, k=0,1,2 = konstanta pembelajaran.

Dari persamaan dapat dilihat bahwa f (demekian pula e) tergantung pada hanya melalui a, di mana f = a/b dan a adalah sebagai berikut:

a = ................................................................(2)Dan b adalah sebagai beikut:

b = ...................................................................(3)Dan

z1 = ........................................................(4)

Perancangan Sistem HardwareMikrokontroler AVR ini memiliki arsitektur RISC

(Reduce Instruction Set Computing) 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16 bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu ) siklus clock.4 Dalam perencanaan sistem kerja pengaturan motor induksi 3 phase yang menggunakan kontroler logika ANFIS, diperlukan perancangan sistem hardware sebagai penunjang kerja sistem kontrol, sistem hardware tersebut di antaranya:1. Mikrokontroller AT MEGA162. ADC internal pada mikrokontroler ATMEGA163. DAC 084. Operational Amplifi er (Op Amp) sebagai penguatan.5. Inverter6. Tachometer.7. Motor Induksi 3 phase.8. Beban.


Gambar 5. Rangkaian Minimum Sistem AVR

Gambar 6. Rangkaian DAC 0808

Rangkaian skematik DAC 08 adalah sebagai berikut:



Pengujian Motor Induksi 3 FasaMotor yang digunakan adalah motor Induksi 3 fasa.

Dalam pengujian motor dilakukan dengan beberapa tahap yaitu Pengujian Motor dengan pengaturan Inverter, Pengujian Motor yang dihubungkan dari Mikrokontroler, kemudian pengujian motor yang dihubungkan dengan Komputer melalui komunikasi serial.

Pengaturan kecepatan putaran motor Induksi 3 fasa dilakukan dengan pengaturan frekuensi pada Inverter. Dari Tabel 1 dapat dianalisa bahwa semakin dinaikkan frekuensi Inverter maka kecepatan motor semakin bertambah.

Motor tersebut dalam kondisi tanpa beban dan tidak disambungkan dengan Generator AC sehingga kecepatan putarannya mencapai 1495 rpm atau maksimal.

Data hasil pengujian tersebut terlihat pada tabel 1.

Tabel 1. Hasil pengujianData ADC

(Hexa)V DAC

(V)V Op Amp

(V)Inverter

(Hz)Motor (rpm)

5 0.8 0.15 0.8 - 53 1 1.88 10.0 230109 2.08 3.9 20.6 560132 2.52 4.73 25.0 693.2158 3.02 5.68 30.0 848184 3.54 6.63 35.2 1000210 4.02 7.55 40.0 1142236 4.52 8.99 44.9 1281255 4.88 9.16 48.4 1065

Tabel 1 dapat dianalisa, masukan ADC yang berupa Hexa kemudian diubah menjadi tegangan analog oleh DAC dan dikuatkan agar bisa menyuplai Inverter serta menggerakkan motor. Hasil yang didapat ternyata linier dan sesuai dengan fungsi masing-masing blok dari hardware yang telah dibuat.

Pengujian TachometerTachometer yang digunakan adalah sebagai pengganti

sensor kecepatan serta sebagai pengumpan balik dari sistem. Nilai yang dihasilkan dari tachometer berupa nilai rpm motor dan tegangan analog. Karena memang tachometer ini didesain agar bisa mengkonversikan putaran rpm ke tegangan analog. Dengan nilai konversi

20000 rpm menghasilkan tegangan sebesar 2 Volt. Hasil pengujian ini terlihat pada tabel 2.

Dalam pengujian ini karena putaran motor hanya berkisar sampai 1000 rpm, maka tegangan yang bisa dikeluarkan tachometer sangat kecil sekitar 0,100,11 Volt. Semakin besar putaran motor maka tegangan yang dihasilkan tachometer semakin besar pula.

Hasil Pengujian Motor Menggunakan Kontrol ANFISKontrol ANFIS akan dimulai dengan pemberian

harga set point sebesar 235 desimal atau dalam konversi tegangan sebesar 4,6 Volt yang dikirim ke Inverter melewati Penguatan untuk menjalankan motor. Frekuensi yang diterima oleh Inverter sebesar 48,4 Hz mampu menjalankan motor secara maksimal dengan kecepatan 1065 rpm. Waktu untuk mencapai set point cukup cepat sekitar 20 detik. Dengan kecepatan motor seperti itu mampu menggerakkan Generator AC sehingga menghasilkan tegangan AC sebesar 110 Volt.

Selama proses ANFIS berlangsung, maka kita akan mencoba kontrol ANFIS dengan pemberian beban. Beban yang pertama berupa lampu pijar dengan daya 25 watt yang dinyalakan ketika sistem berjalan. Hasilnya memang putaran motor turun yang semula dari 1065 rpm menjadi 1050 rpm, tetapi frekuensi di Inverter tetap konstan meskipun putaran motor turun akibat pembebanan lampu 25 watt.

Kemudian beban yang kedua berupa lampu pijar25 watt dinyalakan selama proses kontrol ANFIS berjalan. Dan ternyata kecepatan motor turun lagi setelah dibebani lampu yang pertama, kecepatannya menjadi 1048 rpm. Tetapi frekuensi di Inverter masih tetap konstan 48,4 Hz, meskipun dibebani dengan 2 lampu yang masing-masing lampu berdaya 25 watt.

KESIMPULAN

Dari hasil pengujian pengaturan kecepatan motor induksi 3 fasa menggunakan metode Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) dalam aplikasi mikrokontroler AVR ATMEGA16 dapat disimpulkan sebagai berikut:1) Dengan diberikan nilai setting point maksimum 255

atau FF H maka tegangan yang dikeluarkan oleh DAC sekitar 4,88 Volt dan menghasilkan kecepatan sebesar 1065 rpm.

2) Waktu yang diperlukan untuk mencapai setpoint sebesar 20 detik, baik ketika tanpa beban maupun dengan beban. Karena proses yang dilakukan membutuhkan waktu yang cukup panjang.

3) Dalam aplikasinya, kontroler ANFIS ternyata mempunyai keunggulan dalam memperbaiki suatu sistem kontrol, karena terdapat proses Learning atau pembelajaran oleh Neural Network.

4) Pemilihan type IC mikrokontroler menjadi salah satu faktor penentu dalam pengaplikasian suatu sistem

Tabel 2. Hasil pengujianKecepatan (Rpm) Teg. out Tacho (V)

259 0.3 543 0.6 840 0.91001 0.101159 0.121065 0.11


kontrol. Karena ANFIS memerlukan ruang yang cukup besar, maka harus memperhatikan kapasitas memory mikrokontroler.

DAFTAR PUSTAKA

1. Asyari Hasyim, Rakhmadi Aris, Pengendalian kecepatan putar motor induksi satu phasa, Jurnal Teknik Elektro dan Komputer Emitor, Vol. 4, No. 1, Maret 2004.

2. Pramudijanto Jos, Effendi Nurul Iman, Purnomo Mauridhi Hery, Implementasi adaptive neuro fuzzy inference system (ANFIS) pada pengaturan kecepatan servomotor MS50DC, Prosiding EIS 2001.

3. Putri Ratna Ika, Penerapan adaptive fuzzy pada pengaturan kecepatan motor induksi tiga fasa, Jurnal Teknik Gelagar, Vol. 18, No. 1, April 2007.

4. Wardhana Lingga, Mikrokontroler AVR seri atmega8535 simulasi, hardware, dan aplikasi, CV ANDI OFFSET, Yogyakarta, 2006.

5. Zuhal, Dasar teknik tenaga listrik dan elektronika daya, PT Gramedia, Jakarta, 1999.

62

Pengukuran Gaya Potong Pahat pada Mesin Bubut

(Measurement of Tool Cutting Force at Turning Machine)

Mochamad Masud Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Yudharta Pasuruan

ABSTRAKDalam proses bubut, terdapat gaya pemotongan (cutting force), yaitu Gaya Radial (gaya pada ke dalaman potong), Gaya

Tangensial (gaya pada kecepatan potong), dan Gaya Longitudinal (gaya pada pemakanan). Faktor yang memengaruhi gaya potong di antaranya yaitu ke dalaman pemotongan (depth of cut), gerak pemakanan (feed rate), dan kecepatan pemotongan (cutting speed). Penelitian ini mengukur gaya potong pada pahat mesin bubut dengan menggunakan alat ukur Dial Indikator. Material yang digunakan adalah baja ST 37, baja ST 60 dan baja VCN dengan ke dalaman potong sebesar 2 mm, serta gerak pemakanan sebesar 0,08 mm/rev. Angka pada alat ukur dial indikator menunjukkan besarnya defl eksi pahat, digunakan untuk mencari besarnya gaya potong. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai Unit Horse Power (UHP) yang diperoleh dari percobaan dengan acuan nilai pembebanan 100 gr ditunjukkan pada dial indikator sebesar 0.53 mm. UHP yang dihasilkan rata-rata 0,58, Maka kita jadikan acuan untuk memastikan dial indikator bisa digunakan untuk menghitung besarnya gaya potong.

Kata kunci: gaya pemotongan, dial indikator, unit horse power

ABSTRACTIn the process of bubut (lathe), there is a style of cutting (cutting force), namely Radial force (the force on the depth of cut),

tangential force (the force on cutting speed), and Longitudinal force (the force on the Ingestion). Factors that infl uence the style of such pieces of cutting depth (depth of cut), motion Ingestion (feed rate), and cutting speed. This study measures the force on the tool cutting lathe by using a measuring instrument Dial Indicator. The material used is steel ST 37, ST 60 steel and steel VCN with depth of cut of 2 mm, and the feed rate of 0.08 mm/rev. Numbers on the dial gauge indicator shows the amount of defl ection tool, used to fi nd the magnitude of cutting force. The results showed that the value of Units Horse Power (UHP) obtained from experiments with a reference value of 100 gr loading is shown on the dial indicator at 0,53 mm. UHP produced an average of 0.58, then we make a reference to ascertain whether the dial indicator can be used to calculate the magnitude of cutting force.

Key words: cuting forces, dial indicator, units horse power (UHP).

PENDAHULUAN

Perkembangan proses pemotongan logam dalam meningkatkan hasil proses produksi dalam ilmu pengetahuan dan teknologi merupakan permasalahan didunia permesinan. Untuk itu dalam menangani proses produksi sangat dibutuhkan pengetahuan tentang gaya pemotongan. Kekuatan dan kekakuan dari mesin perkakas maupun benda kerja adalah sangat penting untuk mengurangi deformasi yang diakibatkan oleh gaya-gaya yang terjadi sewaktu pemotongan. Lenturan yang terjadi pada benda kerja ataupun bagian-bagian mesin lainnya akan mengurangi ketelitian dari produk.

Dengan semakin luasnya tuntutan produksi logam ini, maka perancang desain dan proses pemesinan untuk mampu mengoperasikan mesin sesuai dengan bahan benda kerja dan pahat yang digunakan. PT Mativenga, UMIST (2003) menyebutkan adanya pengaruh pada gaya-gaya pemotongan terhadap ketelitian suatu produk.

Pada pahat potong, diketahui bahwa resultan gaya terdiri atas tiga komponen dasar, yaitu FT = Gaya Tangensial/Gaya potong, dalam arah sumbu y (N), Fr = Gaya Radial/Gaya ke dalaman potong, dalam arah sumbu

x (N) dan Ft = Gaya Longitudinal/Gaya makan, dalam arah sumbu z (N) Gaya tangensial ini adalah gaya yang paling tinggi dari ketiga gaya tersebut.

Gambar 1. Gaya-gaya pemotongan

Penelitian ini dilakukan untuk mengukur gaya potong pada pahat bubut dengan cara mencari besarnya nilai unit horse power (UHP) pada setiap material dengan alat ukur dial indicator.

Masud: Pengukuran Gaya Potong Pahat 63

MATERI DAN METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan di laboratorium proses produksi ITN Malang. Penelitian ini adalah eksperiment dengan melakukan percobaan pada pada benda kerja baja ST 37 (AISI 1010), baja ST 60 (AISI 1030) dan baja VCN (AISI 1050). Dengan diameter 40 mm, dengan panjang 150 mm. (sebagaimana terlihat pada gambar 2).

Gambar 2. Penampang benda kerjaPeralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah

Dial Indicator; Merk Teclock Made in Japan dengan Ketelitian: 0.01 mm, Mesin Bubut Merk: Engine Lathe, No Mesin: 837 N BC 87087. Berikut ini adalah diagram alur yang dipakai sebagai acuan dalam pelaksanaan penelitian:

Gambar 3. Diagram alur penelitian

Parameter penelitian ini meliputi: Variabel bebas yaitu ke dalaman potong (a), gerak pemakanan (f), kecepatan potong (v) dan putaran spindel (n). Adapun langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut: (1) Mempersiapkan bahan benda kerja dengan panjang 150 mm. Kemudian pada ujungnya dibuat lubang dengan center drill menggunakan mesin bubut. Maksud dari pembuatan lubang ini adalah untuk meletakkan

benda kerja pada posisi center pada kepala lepas saat pembubutan berlangsung. (2) Pengesetan alat, Benda kerja yang telah diberi lubang dengan center drill, dipasang pada mesin bubut untuk dilakukan pemodelan Alat. Dial indicator dipasang di atas pahat yang telah terpasang pada tool post. Kemudian dial indicator diatur sedemikian rupa sehingga ujung dial indicator benar-benar menyentuh pahat dan usahakan sedekat mungkin dengan mata pahat. Untuk mengetahui keakuratan dari Dial Indicator maka dilakukan percobaan dengan cara memberikan beban pada ujung jarum dial indicator. Apabila jarum dial indicator yang telah diberi beban bergerak, maka angka yang ditunjukkan jarum tersebut kita pakai sebagai acuan untuk menentukan massa pada defl eksi tersebut. Jika telah selesai dalam pengesetan dial indicator, gerakkan pahat yang telah ada di toll post untuk melakukan pemakanan, maka angka yang ada pada dial indicator akan menunujukkan besarnya defl eksi yang terjadi. Angka defl eksi inilah yang kita gunakan dalam perbandingan dengan angka yang ditunjukkan dial indicator pada saaat pembebanan tadi. Dari perbandingan ini kita bisa memperoleh nilai gaya pemotongan dengan menggunakan rumus:

F =mv2

R

Di mana F : Gaya, Newton (N)m : Massa, kgv : Kecepatan Spindel, m/mntR : Jari-jari Benda Kerja, meter

Gambar 4. Jarum dial indicator menunjukkan besarnya defl eksi pada saat proses bubut berlangsung

Perlu kita ketahui bahwa alat yang bernama dial indicator adalah alat untuk mengukur kerataan suatu permukaan benda kerja. Alat ini sangat sensitif sekali terhadap sentuhan. Oleh karena itu, dalam percobaan pembebanan untuk memperoleh data yang akan dijadikan acuan, perlu dilakukan beberapa kali percobaan.


HASIL DAN ANALISIS DATA

Pada penelitian ini menggunakan penelitian eksperimen dengan pembebanan dengan alat ukur dial indicator dengan beban 100 gr. Adapun yang dihasilkan adalah:

Tabel 1. Data hasil penelitian pembebanan pada dial indicator dengan Beban 100gr

Percobaan Beban yang diberikan (gr) Defl eksi pahat (mm) 1 100 0,51 2 100 0,51 3 100 0,55 4 100 0,52 5 100 0,53 6 100 0,51 7 100 0,55 8 100 0,51 9 100 0,5610 100 0,51

Total 5,26

Dari data yang diperoleh berdasarkan tabel di atas, maka kita dapat mencari angka rata-rata yang ditunjukkan oleh jarum pada dial indicator, yaitu:

Drata-rata =Defl eksi Total

n

=5,2610

= 0,526

Ini merupakan sebagai acuan untuk perbandingan dengan angka yang ditunjukkan dial indicator artinya bahwa benda dengan massa 100 gr, pada dial indicator menunjukkan sebesar 0,526.

Untuk hasil percobaan selanjutnya disajikan pada tabel 25.

Dari hasil percobaan yang telah dilaksanakan dengan acuan nilai pembebanan 100 gr ditunjukkan pada dial indicator sebesar 0,53 mm, maka kita bisa memperoleh data bahwa pengaruh ke dalaman pemotongan (depth of cut) sebesar 0,079 in, pada kondisi kecepatan potong (cutting speed) yang sama yaitu 96,84 ft/min, dengan percobaan sebanyak lima kali, diperoleh hasil nilai

Tabel 2. Hasil perhitungan unit horse power untuk material ST 37 (AISI 1010)a

(in)f

(in/rad)v

(ft/min)Defl eksi

(mm)m

(kg)F

(lb)Cu

(in/min)Daya(hp) C Uhp

0,079 0,0031 96,84 0,04 0,0075 73,91 0,29 0,22 1,5 0,500,079 0,0031 96,84 0,05 0,0094 92,39 0,29 0,27 1,5 0,620,079 0,0031 96,84 0,04 0,0075 73,91 0,29 0,22 1,5 0,500,079 0,0031 96,84 0,045 0,0085 83,15 0,29 0,24 1,5 0,56

Tabel 5. Hasil pengujian kekerasan ketiga materialBenda Uji Kekerasan HRC Rata-rata HRC Konversi HB Standart DeviasiST 37 3,8 3,8 3,7 3,6 3,7 3,7 162,19 0,10ST 60 8,5 8,7 8,7 8,6 8,5 8,6 181,27 0,10VCN 11,5 11,3 11,2 11,3 11,2 11,3 192,16 0,10

Tabel 4. Hasil perhitungan unit horse power untuk material VCN (AISI 1050)a

(in)f

(in/rad)v

(ft/min)Defl eksi

(mm)m

(kg)F

(lb)Cu


0,079 0,0031 96,84 0,04 0,0075 73,91 0,29 0,22 1,5 0,50,079 0,0031 96,84 0,045 0,0085 83,15 0,29 0,24 1,5 0,560,079 0,0031 96,84 0,06 0,0113 110,9 0,29 0,33 1,5 0,750,079 0,0031 96,84 0,05 0,0094 92,39 0,29 0,27 1,5 0,63

Tabel 3. Hasil perhitungan unit horse power untuk material ST 60 (AISI 1030)a

(in)f

(in/rad)v

(ft/min)Defl eksi

(mm)m

(kg)F

(lb)Cu


0,079 0,0031 96,84 0,045 0,0085 73,91 0,29 0,24 1,5 0,560,079 0,0031 96,84 0,05 0,0094 92,39 0,29 0,27 1,5 0,630,079 0,0031 96,84 0,04 0,0075 73,91 0,29 0,22 1,5 0,500,079 0,0031 96,84 0,05 0,0094 83,15 0,29 0,27 1,5 0,63

Masud: Pengukuran Gaya Potong Pahat 65

UHP yang bervariasi. Unit Horse Power (UHP) yaitu kekuatan yang digunakan untuk menghilangkan sebesar 1cu (in per menit). Dalam penelitian ini Uhp kita jadikan acuan untuk memastikan apakah dial indicator ini bisa digunakan untuk menghitung besarnya gaya potong.

Dari tabel hasil percobaan di atas, kita peroleh nilai Uhp rata-rata dan nilai kekerasan dari setiap material, yaitu:1. Baja ST 37, Uhp = 0,54 dan BHN = 162,192. Baja ST 60, Uhp = 0,58 dan BHN = 181,273. Baja VCN, Uhp = 0,61 dan BHN = 192,16

KESIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan hasil penelitian ini maka diperoleh kesimpulan bahwa Pengukuran Gaya-Gaya Pemotongan pahat mesin bubut menghasilkan Unit horse power (UHP) rata-rata 0,58 pada benda kerja dari bahan material baja (AISI 1010), baja (AISI 1030), dan baja (AISI 1050). Berarti dalam penelitian ini Uhp kita jadikan acuan untuk memastikan apakah dial indicator ini bisa digunakan

untuk menghitung besarnya gaya potong. Saran-saran pada penelitian berikutnya hendaklah lebih dikembangkan dan lebih diperluas ruang lingkupnya, bukan hanya pada kondisi bahan material tiga jenis itu saja, Akan tetapi bisa dikembangkan dengan mengetahui umur pahat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Avner. H, Sidney, Introduction to phisical metallurgy, Singapore, Exclusif Rights ByMcGraw-Hill Book Co, 1974.

2. Darmawan. W, Loa, Kontruksi baja 1, Jakarta Selatan, Badan Penerbit Pekerjaan Umum,1984.

3. Donaldson Cyrll, Tool design, New York Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, 1983.

4. Freedman. A, Roger, Young. D, Hugh, Fisika untuk Universiatas, Jakarta, Erlangga, 2000.

5. Marsyahyo, Eko, Mesin perkakas pemotongan logam, Malang,Toga Mas, 2003.

6. Rochim Taufi q, Teori & teknologi proses pemesinan, Jakarta, Proyek Higher Education Development Support Project,1993.

7. Syamsudin. R, 1997, Teknik bubut, Jakarta, Puspa Swara, 1997.8. Vliet, van G.L.J., Both ,W., Teknologi untuk bangunan mesin

bahan-bahan 1, Jakarta, Erlangga, 1983.

Gambar 5. Grafi k hubungan ke dalaman pemotongan dengan gaya potong pada ketiga material

Gambar 6. Grafi k hubungan kecepatan potong dengan gaya potong pada ketiga material

66

Aplikasi Kamera Pengawas untuk Deteksi dan Tracking Objek

(Surveilance Camera Application for Detecting and Tracking Object)

Gembong Edhi Setyawan, Meivi Kartikasari, Mukhlis AmienSTIKI, MalangE-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

ABSTRAKSalah satu aplikasi dalam bidang teknologi informasi dan telekomunikasi adalah membangun suatu sistem pengawas

yang berbasis kamera. Dalam penelitian ini akan membahas perancangan kamera yang dapat mengikuti objek bergerak terutama untuk mendeteksi objek bergerak dan menentukan kontroler sebagai pengendali untuk menggerakkan kamera agar kamera dapat melakukan tracking terhadap objek. Aplikasi ini mengembangkan pergerakan kamera agar dapat bergerak secara otomatis baik secara vertikal maupun horisontal pada saat menangkap sebuah objek yang bergerak. Pada sistem ini digunakan komputer untuk mengolah citra dari objek, untuk mendeteksi objek bergerak, menentukan titik pusat objek dan menentukan titik pusat lensa kamera sebagai sensor posisi. Selanjutnya informasi pengolahan citra digunakan sebagai data untuk menggerakkan kamera. Selain komputer dibutuhkan rangkaian mikrokontroler AT89S51, Rangkaian DAC, Pengkondisi Sinyal, Driver Motor, Motor Servo dan Web Kamera. Untuk mengendalikan posisi kamera digunakan kontroler PID digital dengan metode penalaan Zieger Nichols. Hasil terbaik yang didapat untuk kontrolernya adalah kontroler proporsional dengan nilai parameter Kp = 3,5.

Kata kunci: pengolahan citra digital, mik rok ontroler, PID, zieger - nichols, image processing

ABSTRACTThe fi eld of information technology and telecommunications was to build a camera-based regulatory system. In the present study

will discuss the design of camera that can follow moving object was mainly to detect moving objects and defi ne the controller as a controller to move camera so the camera can do tracking of the object. This application was developed in order to move the camera movement was automatically either vertically or horizontally when capturing moving object. In this system used computer to process image of the object, to detect moving objects, determine the center point of the object and determine the center point of the camera lens as a sensor position. Further information was used as the image processing data to move the camera. In addition required computer AT89S51 microcontroller circuit, DAC circuit, Tire Signals, Driver Motor, Servo Motor and Web Camera. To control the camera position was used with digital PID controller tuning method Zieger Nichols. The best results were obtained for the controller was proportional controller with parameter values Kp = 3.5.

Key words: digital image processing, ceramics ontroler skirt, PID, zieger - Nichols, image processing

PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi informasi dan telekomunikasi saat ini sangatlah pesat baik pada bidang perangkat keras maupun perangkat lunak. Kebutuhan akan informasi yang bersifat cepat dan akurat dewasa ini sangatlah diperlukan. Salah satu alasan merancang kontroler kamera yang dapat mengikuti objek bergerak secara otomatis adalah karena dapat diterapkan untuk pengawasan ataupun keamanan guna diaplikasikan dalam lingkungan perusahaan, perkantoran atau perumahan sebagai pemantauan aktivitas karyawan, mesin-mesin produksi, keamanan dan lain-lain. Dengan adanya aplikasi ini diharapkan pihak-pihak yang bertanggung jawab dapat memantau suatu lokasi secara terus-menerus hanya dengan menggunakan komputer.

Pemanfaatan kamera sebagai pengawas telah banyak diimplementasikan di antaranya oleh Azikin (2005), yang merancang pengawas kamera dalam jaringan komputer di mana kamera dapat digerakkan dan sebagai penggeraknya adalah motor stepper. Pergerakan kamera ini masih secara manual karena menunggu input melalui komputer oleh

seorang operator. Alves (2004) juga telah merancang kamera pengawas yang memiliki pergerakan kamera yang lebih kompleks dengan menggunakan robot tangan sehingga dapat bergerak secara vertikal dan horisontal dan penggerak kameranya menggunakan motor servo. Akan tetapi pergerakan kamera juga masih membutuhkan input dari operator.

Pergerakan kamera yang masih membutuhkan input dari operator tentu saja bukanlah sebuah kamera pengawas yang bagus karena operator harus selalu menunggu di depan komputer untuk mengamati apa yang ditangkap oleh kamera.1,2 Untuk itu dalam penelitian ini akan dibuat kamera pengawas yang dapat mengikuti pergerakan objek secara otomatis sehingga untuk menggerakkan kamera sudah tidak tergantung lagi pada operator komputer. Sebagai penggerak dalam penelitian ini akan menggunakan motor servo sesuai dengan apa yang dilakukan oleh Alves (2004), karena penggunaan motor stepper (Azikin, 2005) ketepatan dan kecepatan kamera mengikuti objek masih sangat diragukan. Untuk mekanik penggerak kamera dalam penelitian ini juga

Setyawan, dkk.: Aplikasi Kamera Pengawas untuk Deteksi 67

diharapkan seperti Alves (2004) yang dapat bergerak secara vertikal dan horisontal karena dengan bergerak secara vertikal dan horisontal luas daerah yang dapat ditangkap oleh kamera dapat lebih luas.

Agar kamera dapat mengikuti objek yang bergerak akan diterapkan sistem kendali posisi dengan menggunakan sistem loop tertutup. Penggunaan sistem loop tertutup sangat berfungsi untuk menjaga kestabilan dan ketepatan posisi kamera dalam menangkap objek yang sedang bergerak, karena hasil awal dari suatu sistem akan diumpanbalikkan untuk dibandingkan dengan inputnya. Pembandingan dengan input ini bertujuan untuk mengetahui masih adanya suatu kesalahan posisi atau tidak dengan hasil yang diinginkan, jika masih ada kesalahan maka besarnya kesalahan ini akan dikirimkan ke sinyal kendali untuk diperbaiki, keadaan ini akan terus diulang sampai posisinya sesuai dengan yang diinginkan atau kesalahannya adalah nol.6

Kontroler yang digunakan adalah menggunakan sistem kendali digital PID (Proporsional Integral Differential). Pemilihan sistem kendali digital PID ini bukanlah tanpa alasan, sudah banyak para ahli yang mencoba memperkenalkan alternatif lain sebagai terbukti bahwa ketiga unsur itu masih tetap yang terbaik dan mampu menjawab tantangan sistem pengendalian.4 Penggunaan sistem kendali digital PID dalam aplikasinya akan dapat diprogram sesuai kebutuhan apakah sebagai pengendali P, PI atau PID, sehingga software dari aplikasi ini mempunyai kelebihan karena bisa diterapkan ke dalam sistem kendali posisi yang lain yang mungkin menggunakan spesifi kasi produk motor yang berbeda atau menggunakan jenis kamera yang berbeda yang mengakibatkan beban dari sistem berbeda pula.

Sistem kendali digital artinya bahwa sistem kendali ini akan dikerjakan oleh perangkat digital, misalkan saja adalah komputer, sehingga sinyal-sinyal di dalam pengendali juga dikerjakan di dalam bahasa komputer. Penggunaan bahasa komputer untuk sistem kendali digital tentu saja mempunyai manfaat akan lebih menghemat hardware yang diperlukan dalam mengendalikan posisi kamera. Di dalam mengendalikan sesuatu, selalu diinginkan bahwa keluaran/output haruslah sama dengan referensi/inputnya, akan tetapi dalam dunia nyata keadaan ideal seperti ini tidak pernah tercapai sepenuhnya. Walaupun demikian, orang akan berusaha mencari cara agar sedekat mungkin mencapai keadaan ideal. Upaya utama yang dilakukan orang adalah dengan menyetel sistem atau melakukan penalaan pada sistem.

Di dalam sistem kendali loop tertutup, telah dijelaskan bahwa dibutuhkan sinyal umpan balik untuk dibandingkan dengan inputnya. Agar sinyal umpan balik ini dapat dibandingkan dengan inputnya maka besaran sinyal umpan balik harus sama dengan inputnya. Untuk menyamakan besaran ini dibutuhkan suatu sensor. Karena

ouput dari sistem adalah posisi, maka akan dibutuhkan sensor posisi. Dalam penelitian ini sebagai sensor posisi digunakan pengolahan citra untuk mencari titik tengah dari suatu objek.

SISTEM MODEL

Penelitian ini bertujuan agar kamera dapat mengikuti objek yang bergerak dan yang terutama adalah menentukan jenis kontroler apa yang cocok digunakan dalam aplikasi. Diagram blok perangkat dapat ditunjukkan pada gambar 1.

Berdasarkan diagram blok perangkat, sistem kerja dari aplikasi ini adalah sebagai berikut: Pertama kali kamera akan menangkap sinyal gambar di lokasi di mana sudut pandang kamera dapat menjangkau suatu objek, selanjutnya sinyal gambar ini akan dikirimkan ke komputer untuk diolah menggunakan sistem pengolahan citra digital.

Hasil dari software sistem pengolahan citra digital ini yang pertama adalah akan mendeteksi jika ada objek yang ditangkap oleh kamera. Hasil dari software ini akan berperan sebagai input untuk menentukan posisi kamera. Selanjutnya motor akan menyesuaikan agar kamera tepat pada posisi fokus objek. Lalu jika objek tersebut bergerak, software pengolahan citra digital akan menganalisis pergerakan objek tersebut untuk menentukan posisi dari objek. Kemudian untuk mengatur pergerakkan motor secara otomatis perlu adanya suatu kontroler, di sini digunakan desain sistem kontroler PID. Algoritma kontroler ini dilakukan oleh software komputer secara digital dan diharapkan bahwa posisi motor untuk menggerakkan kamera tepat pada posisi titik tengah dari objek yang bergerak.

Berdasarkan diagram blok dan cara kerja perangkat, maka yang harus dirancang di antaranya adalah rangkaian mikrokontroler AT89S51, kabel RS232 to TTL, rangkaian DAC dan pengkondisi sinyal, rangkaian driver motor dan perancangan software yang meliputi kontroler PID digital dengan metode penalaan zieger-nichols, interface antara mikrokontroler dan kamera dan pengolahan citra digital untuk deteksi objek.

Gambar 1. Diagram blok perencanaan alat


Gambar 2. Rangkaian mikrokontroler AT89S51

Gambar 3. Antar muka Port serial komputer dengan AT89S51.5

Rangkaian Mikrokontroler AT89S51Pada aplikasi ini digunakan mikrokontroler AT89S51

di mana rangkaian mikrokontroler ini akan berfungsi untuk komunikasi data antara komputer dengan DAC melalui port serial RS232. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar 2.

Kabel RS232 to TTLKomunikasi dengan port serial komputer dilakukan

menggunakan standar RS232. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah antarmuka RS232 sebagai perantara antara port serial Mikrokontroler AT89S51 dan port serial komputer.

Data serial dikirimkan oleh komputer melalui port serialnya dalam bentuk RS232 dan diubah menjadi level TTL oleh antarmuka RS232 selanjutnya data dapat diterima oleh port serial AT89S51. Rangkaian kabel RS232 to TTL ditunjukkan pada gambar 3.Rangkaian DAC R-2R Ladder dan Pengkondisi Sinyal

Rangkaian DAC R-2R ladder mengkonversikan 8 bit data digital menjadi tegangan analog. Apabila semua bit data berlogika 1 (FFH) maka tidak ada arus Io yang mengalir sehingga tegangan output (Vo) = 5 V dan jika semua bit data = 0 (0H) maka mengalir arus Io dan tegangan output = 10 V. Pada bagian ini ada suatu level DC 5 Volt yang harus dihilangkan agar output DAC berayun antara 0 sampai 5 V. Untuk menghilangkan level DC 5 volt ini ini menggunakan rangkaian pengkondisi sinyal penguat membalik seperti pada rangkaian di mana nantinya akan menghasilkan output DAC 0 5 Volt saja.

Karena tegangan output ini dibutuhkan untuk menggerakkan motor dengan kebutuhan tegangan maksimal sebesar 12 volt maka output tegangan dari 05 Volt tadi dihubungkan dengan rangkaian pengkondisi sinyal penguat tidak membalik, agar output tegangan dapat berayun dari 012 volt sesuai kebutuhan yang akan digunakan untuk menggerakkan motor. Perlu diketahui bahwa ouput maksimal dari OP-AMP tergantung dari tegangan supplynya, dan besarnya output maksimal 1,5 Volt di bawah tegangan supply positifnya. Di sini digunakan tegangan supply 12 volt berarti output maksimal sekitar 10,5 volt.

Jika digunakan R sebesar 10 K, maka dengan rumus.

Gambar 5. Driver motor

Gambar 4. Rangkaian DAC dan Pengkondisi sinyal


Vo = 1+Rf

.ViR

Jadi diketemukan Rf sebesar 11 K agar menghasilkan tegangan 12 V. di sini digunakan Rf sebesar 100 K sehingga hasil keluaran tegangan dapat diatur sesuai dengan keperluan.

Rangkaian DAC R-2R Ladder secara lengkap dengan rangkaian pengkondisi sinyal ditunjukkan pada gambar 4.Driver Motor DC

Dalam aplikasi ini motor DC digunakan untuk menggerakkan kamera, yang dapat bergerak searah jarum jam atau sebaliknya. Karena tegangan yang keluar dari DAC dan rangkaian pengkondisi sinyal adalah positif, maka diperlukan sebuah rangkaian yang dapat mengubah arah putaran motor. Untuk mengubah arah putaran motor yang diperlukan adalah rangkaian yang dapat mengubah arah arus yang mengalir melalui motor tersebut. Pada prinsipnya untuk mengubah putaran motor adalah dengan mengubah polaritas tegangan motor.

Pengubahan polaritas tegangan dapat dilakukan dengan menggunakan transistor seperti rangkaian yang ditunjukkan pada gambar 5.Kontroler PID Digital

Algoritma PID bermaksud untuk melakukan penjumlahan dari proses-proses penguatan, pengintegralan dan penurunan nilai error dan mengeluarkan hasil perhitungan sebagai sinyal kontrol. Algoritma pengolahan data pengendali PID memiliki bentuk persamaan transformasi Z sebagai berikut.

G(Z ) = Kp + Ki.T / 2.(Z + 1) + KD (1-Z1..................(2)Z1 T

Untuk merealisasikan Persamaan (2) dalam perangkat lunak (sofware), terlebih dulu persamaan itu diubah ke dalam persamaan pecahan polinomial z. Kemudian dari persamaan z didapatkan persamaan beda yang ditunjukkan pada persamaan (3).m(k) = a1.m(k1) + b1 .e(k) + b1.e(k1) + b2 .e(k2) ....... (3)dengan: k = 0, 1, 2, 3,.....m(k) = keluaran PID saat inim(k-1) = keluaran PID sebelum saat inie(k) = error masukan saat inie(k-1) = error masukan sebelum saat ini

Penalaan Kontroler PIDPenalaan kontroler PID digunakan untuk menentukan

parameter pengendali yang mana dalam aplikasi ini menggunakan metode Zieger Nichols.7 Nilai konstanta pengendali sistem ditentukan dengan menggunakan metode osilasi. Pada metode osilasi, pertama ditentukan nilai konstanta pengendali proporsional. Setelah nilai konstanta pengendali proporsional diketahui, ditentukan nilai konstanta pengendali integral dan diferensial.

Langkah-langkah penentuan konstanta pengendali PID adalah sebagai berikut.41. Menghubungkan semua perangkat keras.2. Membuat software yang dapat menampilkan data

dari ADC secara grafi k. Grafi k ini merupakan grafi k tegangan terhadap waktu.

3. Memberikan nilai konstanta proporsional dan menyetel Ti = dan Td = 0. Nilai konstanta proporsional diubah secara bertahap hingga tanggapan sistem (tampilan grafis pada software) berosilasi secara kontinyu.

Mengamati dan mencatat nilai ultimate gain Ku dan ultimate period Tu.

Deteksi Objek BergerakPrinsip dasar deteksi gerakan (motion detection)

adalah dengan membandingkan antara dua buah citra f(x,y,t1) dan f(x,y,t2) sehingga dihasilkan citra baru r(x,y) yang memiliku nilai 0 (putih) atau 1 (hitam) dengan kriteria sebagai berikut.3

r(x,y) = 1 jika f (x,y,t1) f (x,y,t2) > 4.................(4)0 untuk nilai lainnya

Dengan T adalah nilai threshold yang besarnya tergantung dengan kepekaan terhadap perubahan yang diinginkan. Citra dari pembanding ini akan mengandung objek yang bergerak. Objek akan ditandai dengan warna hitam, dan latar belakangnya akan ditandai dengan warna putih.

Deteksi Titik Tengah ObjekBerdasarkan persamaan (4) bahwa objek yang

bergerak ditandai dengan warna hitam. Untuk menentukan titik tengah objek dilakukan dengan cara memberi kotak pada objek yang berwarna hitam tersebut kemudian dicari titik tengah dari kotak tersebut dan dianggap itu adalah titik tengah objek.Menentukan Fokus Kamera

Dalam aplikasi fokus kamera ini berfungsi untuk menentukan posisi kamera yang akan dipakai sebagai sinyal umpan balik di mana dibutuhkan untuk pengolahan PID digital. Resolusi ini dibutuhkan untuk menentukan besarnya data gambar (citra) yang akan diolah oleh komputer. Semakin besar resolusinya akan semakin besar data yang diolah atau diidentifi kasi oleh kontroler sehingga program akan bekerja lebih lama. Selain berpengaruh terhadap lamanya proses, semakin besar resolusi akan mengakibatkan perpindahan posisi kamera/motor akan semakin lembut karena data posisi yang diolah semakin besar/banyak. Besarnya fokus kamera adalah setengah dari besarnya resolusi.

Mekanik Penggerak KameraGerakan yang diperlukan untuk aplikasi ini adalah

relatif pelan dan lembut. Jika kamera dihubungkan


dengan poros motor langsung akan menghasilkan perpindahan kamera yang cepat dan tidak lembut. Hal ini tentu tidak sesuai dengan tujuan dari aplikasi ini. Untuk itu diperlukan cara transmisi daya motor agar sesuai dengan kebutuhan. Salah satu metodenya adalah menggunakan sistem gear. Sistem transmisi gear yang digunakan adalah hubungan gear-belt.

Desain mekanik dari aplikasi ini lebih bersifat trial and error dalam menentukan besarnya gear yang dibuat. Trial and error ini memperhatikan beberapa hal, yaitu:1. Pergerakan yang dihasilkan harus selembut mungkin.2. Kecepatan respons untuk menggerakkan kamera

sesuai dengan yang diharapkan tidak terlalu lambat dan tidak terlalu cepat. (Jika terlalu lambat akan kehilangan objek yang ditangkap, jika terlalu cepat akan merusak gambar yang ditangkapnya)

3. Pergerakan kamera tidak merusak gambar yang ditangkapnya.

Dari hasil trial and error diperoleh desain mekanik untuk masing-masing motor (vertikal dan horisontal) ditunjukkan pada gambar 5.Perangkat Lunak (Software)

Komputer dilengkapi dengan perangkat lunak agar data masukan setiap periode pencuplikan dapat dibaca dan dibandingkan dengan harga yang diinginkan. Data eror itu dihitung dengan berdasarkan algortima pengendali. Hasil perhitungan itu kemudian dikirim ke mikrokontroler melalui RS232 untuk dilanjutkan ke rangkaian DAC. Diagram alir algoritma perangkat lunak ditunjukkan oleh gambar 6.

Saat software dijalankan, yang pertama dilakukan adalah melakukan inisialisasi. Yang dimaksud inisialisasi di sini adalah software dapat menangkap sinyal gambar dari kamera selanjutnya dengan software pengolahan citra dapat mendeteksi adanya gerakan objek dan menentukan titik fokus dari objek. Selanjutnya setelah melakukan inisialisasi parameter-parameter Kp, Kd

dan Ki ditentukan di mana nilai-nilai parameter ini akan digunakan untuk alogoritma PID. Kemudian menentukan set point, yang menjadi set point di sini adalah titik fokus dari objek tersebut yang sudah ditentukan lewat software pengolah citra tadi.

Posisi titik fokus ini nantinya akan diterjemahkan ke level tegangan dan nilai ini akan dikirimkan ke DAC lewat mikrokontroler AT89S51 untuk menggerakan motor. Akibat dari berputarnya motor fokus kamera pun akan ikut berubah terhadap fokus objek. Dengan analisis menggunakan software pengolah citra perubahan fokus kamera akan dijadikan sinyal umpan balik untuk dibandingkan dengan set point. Selisih dari hasil perbandingan ini yang dinamakan error.

Software Komunikasi dengan AT89S51 pada KomputerAplikasi ini membutuhkan komunikasi data antara

komputer dengan AT89S51 melalui port serial RS232. Data yang dikirimkan dari komputer ke AT89S51 berasal dari algoritma PID, selanjutnya dari mikrokontroler data ini dikirimkan ke DAC untuk menggerakkan motor. Sedangkan data yang diterima oleh komputer merupakan sinyal umpan balik yang berasal dari sensor kamera dengan software pengolahan citra digital untuk menentukan fokus kamera

Software pada Mikrokontroler AT89S51Software pada mikrokontroler merupakan interface

untuk mengirimkan data dari komputer ke DAC (Digital Analog to Converter).

Gambar 5. Mekanik untuk masing-masing motor (vertikal dan horisontal)

Gambar 6. Flowchart perangkat lunak



Bagian ini membahas tentang data hasil percobaan dan pengujian alat yang telah dibuat dengan tujuan supaya antara perancangan dan pembuatan alat sesuai dengan teori dan praktek. Pengujian ini meliputi pengujian perangkat keras dan perangkat lunak kontroler dan sistem secara keseluruhan. Pengujian perangkat keras dilakukan agar dapat mengetahui apabila terjadi kesalahan dalam penggunaan komponen. Sedangkan pengujian perangkat lunak untuk mengetahui apakah program dapat berjalan dengan baik sesuai dengan yang diinginkan. Pengujian perangkat lunak meliputi penalaan kontroler PID dan sistem secara kesuluruhan.

Rangkaian DAC R-2R LadderBerdasarkan hasil pengujian DAC terlihat kesalahan

data berkisar dari 0,340% sampai dengan 3% dengan

rata-rata kesalahan 1,044%. Dengan rata-rata kesalahan kurang dari 5% maka DAC ini bisa dikatakan berjalan dengan baik pada aplikasi yang direncanakan.

Rangkaian Pengkondisi SinyalHasil pengujian rangkaian pengkondisi sinyal terlihat

kesalahan data berkisar dari 1,786% sampai dengan 4,522% dengan rata-rata kesalahan 2,732%. Dengan rata-rata kesalahan kurang dari 5% maka rangkaian ini bisa dikatakan berjalan dengan baik pada aplikasi yang direncanakan.Driver Motor DC

Hasil pengujian driver motor terlihat kesalahan data berkisar dari 0,223% sampai dengan 1,349% dengan rata-rata kesalahan 0,753%. Dengan rata-rata kesalahan kurang dari 5% maka driver motor ini bisa dikatakan berjalan dengan baik pada aplikasi yang direncanakan.

Gambar 7. Tampilan software (GUI)


SoftwareSoftware Interface dengan pengguna (Graphical User

Interface/GUI) merupakan bentuk tampilan software untuk berinteraksi dengan pengguna. Gambar 7 adalah tampilan saat melakukan setting PID (Setting PID aktif).

Penalaan Kontroler PIDPenalaan kontroler PID ini bertujuan untuk

menentukan parameter pengendali proporsional, integral dan differential dengan menggunakan metode zieger-nichols.

Langkah awal adalah dengan membuat sistem berosilasi konstan yang ditunjukkan berdasarkan hasil percobaan seperti pada gambar 8. Dari gambar hasil percobaan ini memberikan nilai ultimate gain Ku sebesar 7 dan ultimate period Tu sebesar 4s. Nilai yang diperoleh digunakan untuk menghitung nilai parameter pengendali proporsional, integral dan diferensial. Hasil perhitungan ini ditunjukkan oleh Tabel 1.Kontroler P

Pada pengujian pertama, Sistem kontrol posisi menggunakan pengendali proporsional (P). Karakteristik pengendali P diperoleh dengan menyetel parameter integral Ti = dan parameter diferensial Td = 0. Pengamatan perilaku sistem didasarkan pada spesifi kasi waktu sistem: waktu naik, waktu tunda, waktu puncak dan lewatan maksimum. Gambar 9 menunjukkan salah

satu hasil respons sistem untuk pengendali proporsional dengan Kp = 3,5. Dari hasil respons sistem dapat diketahui waktu tunda (td) = 0,6s, Waktu naik (tr) = 0,9s, waktu puncak 1,8s dan lewatan maksimum = 66,67%

Kontroler PIPenalaan kedua bertujuan mengamati pengaruh

pengubahan parameter integral Ti pada pengendali PI terhadap spesifi kasi sistem. Karakteristik pengendali PI diperoleh dengan menyetel Td = 0. Gambar 10 menunjukkan hasil untuk Kp = 3,2 dan Ti = 3,33. Dari hasil respon sistem dapat diketahui waktu tunda (td) = 0,6s , waktu naik (tr) = 1,5s, waktu puncak (tp) = 2,1s dan lewatan maksimum (Mp) = 100%.

Kontroler PIDHasil pengujian respons sistem yang menggunakan

pengendali PID ditunjukkan oleh Gambar 11 untuk pengendali Kp = 4,2, Ti = 2 dan Td = 0,5. Dari hasil Respon Sistem dapat diketahui waktu tunda (td) = 0,6s, waktu naik (tr) = 2,7s , waktu puncak (tp) = 3,6s dan lewatan maksimum (Mp) = 100%.

Dari semua pengujian Respons sistem yang memuaskan diperlihatkan oleh pengendali proporsional.a. Analog dengan rata-rata kesalahan sebesar 1,044%.b. Rangkaian pengkondisi sinyal dapat bekerja dengan

baik dengan rata-rata kesalahan sebesar 2,732%c. Rangkaian driver motor yang digunakan dapat bekerja

dengan baik dengan rata-rata kesalahan sebesar 0,753%

d. Parameter pengendali PID berupa Kp, Ti, Td ditentukan melalui metode penyetelan Ziegler-Nichols. Nilai penguatan yang didapat dari percobaan besarnya adalah

Gambar 10. Respons sistem dengan Kp = 3,2 dan Ti = 2

Gambar 11. Respons sistem dengan Kp = 4,2,Ti = 2 dan Td = 0,5

Tabel 1. Hasil penalaan parameter PID dengan metode osilasi

Pengatur P PI PIDKp 3.5 3.2 4.2Ti - 3.33 2Td - - 0.5

Gambar 8. Hasil saat respons berosilasi (T/Div = 1,5s)

Gambar 9. Respons sistem dengan Kp = 3,5


Untuk kontroler proporsional Kp = 3,5 Untuk kontroler proporsional plus integral

Kp = 3,2; Ti = 3,33 Untuk kontroler proporsional plus integral plus

diferensial Kp = 4,2; Ti = 2; Td = 0,5e. Respons sistem yang memuaskan diperlihatkan oleh

kontroler proporsional.

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil setelah melakukan penelitian, perancangan, pembuatan alat, dan pengujian alat adalah:a. Perancangan kontroler kamera yang dapat mengikuti

objek bergerak ini menggunakan perangkat keras rangkaian DAC R-2R Ladder, pengkondisi sinyal, motor servo dan mikrokontroler AT89S51 untuk antar muka komputer melalui port serial.

b. Perangkat lunak digunakan untuk pengolahan citra dari kamera, pengolahan kontrol digital PID dan untuk antar muka dengan pengguna.

c. Rangkaian DAC R-2R yang digunakan mampu mengubah data digital menjadi data

DAFTAR PUSTAKA

1. Alves RJ, 2004. Grasp2 teleoperated robotic arm with feedback live camera feed, http://zodiak.f2o.org.

2. Azikin AST, 2005. Kamera pengawas berbasis open source, PT Elex Media Komputindo, Jakarta.

3. Gonzales CR, Woods ER, 2002. Digital image processing, 2nd edition, Prentice Hall.

4. Gunterus F, 1994. Falsafah dasar: sistem pengendalian proses, PT Elex Media Komputindo, Jakarta.

5. Nalwan PA, 2003. Teknik antarmuka dan pemrograman mikrokontroler AT89C51, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta.

6. Pitowarno E, 2006. Robotika desain, kontrol dan kecerdasan buatan, ANDI Offset, Yogyakarta.

7. Ziegler JG, dan Nichols NB, 1942. Optimal settings for automatic controllers, Trans. ASME, 64: 759768.

8. http://www.delta-electronic.com

74

Kajian Fisik dan Ekonomi Fungsi Hutan Tangkapan Air di Lereng Gunung Argopuro

(Physical and Economy Tangkapan Air Jungle Function Study at Mount Argopuro)

Sofi a Ariyani* dan Teguh Hari Santosa***) Dosen Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Jember**) Dosen Fakultas Pertanian, Universitas Muhammadiyah Jember

ABSTRAKTujuan penelitian ini adalah: (1) menganalisis peran serta masyarakat secara fi sik terhadap fungsi hutan tangkapan air Lereng

Gunung Argopuro. (2) Menganalisis fungsi hutan tangkapan air Lereng Gunung Argopuro melalui pembandingan antara nilai ekonomi atau manfaatnya dengan biaya yang dikeluarkan. Penelitian ini berlangsung selama 6 bulan pada Tahun 2010. Sampel diambil dengan cara proporsional random sampling, dan dengan jumlah sampel representantif, yakni dari 2 desa di Kecamatan Panti, Kabupaten Jember, masing-masing diambil 30 responden. Proporsional didasarkan pada karakteristik pekerjaan penduduk (petani jagung, kacang tanah dan padi). Analisis data menggunakan tabulasi silang, penskoran dan BC rasio. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) Peran serta masyarakat secara fi sik di kawasan hutan tangkapan air di lereng gunung Argopuro Kabupaten Jember tergolong kategori sangat tinggi yakni dengan nilai rata-rata 91,3% yang meliputi: menjag

Saintek Vol.08 No.02 Des.2011

Documents

Transcript of Saintek Vol.08 No.02 Des.2011