Pengendali suhu berbasis logika fuzzy pada ruang pemanas gelombang mikro untuk pengeringan produk pertanian

RADI, Dr. Ir. Thomas Sri Widodo, DEA

2008 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Pemanasan dalam pengeringan konvensional berjalan lambat dan sering menghasilkan produk dengan kadar air yang beragam. Gelombang mikro mampu mempercepat pemanasan produk dengan distribusi yang merata. Gelombang mikro telah diaplikasikan secara luas untuk pemanasan dan berpotensi digunakan dalam pengeringan produk pertanian. Kendali suhu pada pemanas gelombang mikro diperlukan untuk menghindari terjadinya pemanasan berlebih. Penelitian ini bertujuan merancang sistem kendali suhu untuk pemanas gelombang mikro. Sistem kendali dirancang berbasis logika fuzzy, digunakan untuk mengatur siklus tugas penyalaan magnetron. Siklus tugas didefinisikan sebagai perbandingan antara lama nyala dengan periode sinyal penyalaan magnetron. Penelitian dilakukan secara bertahap, yaitu: (1) perancangan model pengering dengan pemanas gelombang mikro, (2) perancangan kendali suhu, (3) uji fungsional model pengering, serta (4) pengumpulan dan analisa data. Penelitan ini membuat dua rancangan sistem kendali suhu. Sistem kendali diuji secara simulasi sebelum digunakan untuk mengendalikan magnetron pada model pengering. Pengujian dilakukan dengan memvariasi periode sinyal penyalaan magnetron sebesar 60, 50, 40, 30, 20, dan 10 detik. Hasil pengujian menunjukan bahwa kedua rancangan dapat digunakan untuk mengendalikan suhu model pengering. Kinerja sistem kendali ditentukan oleh periode dan jumlah beban yang diberikan. Rancangan pertama dengan beban 0,5 kg jagung memberikan hasil optimum pada periode 30 detik dengan waktu bangkit 2,5 menit dan error rerata 1,3 oC, sedangkan rancangan kedua untuk beban yang sama mencapai kinerja optimum pada periode 40 detik dengan waktu bangkit 1,5 menit dan error rerata 0,4 oC. Dengan beban 1 kg jagung, rancangan pertama memberikan hasil optimum pada periode 30 detik dengan waktu bangkit 3,5 menit dan error rerata 0,7 oC, sedangkan rancangan kedua pada periode 30 detik dengan waktu bangkit 4,5 menit dan error rerata 0,03 oC.

Heating in conventional drying is very slow and often producing products with non uniform moisture content. Microwave is able to increase heating with a shorter time and provides more uniform heat distribution. It has been commonly used in heating and potential to be applied for drying of agricultural products. However, microwave heating control is required to avoid over heating. The objective of this research is to design a temperature control system used for microwave heating. The control system is designed based on fuzzy logic to regulate the duty cycle of the magnetron operation. The duty cycle is defined as the ratio of “on” duration of the magnetron and the period. The research is conducted in 4 steps, i.e.: (1) to design a dryer model using microwave heating, (2) to design temperature control system, (3) to evaluate the function of the model, and (4) to collect data and to analyze. Two designs of the temperature control system are made in this research. The systems are firstly simulated before being applied in dryer model with various periods of 60, 50, 40, 30, 20, and 10 seconds. The results show that the control systems are able to regulate the temperature of the model. For 0.5 kg of corn, the first design gives an optimum performance with period of 30 seconds, rise time of 2.5 minutes and average error of 1.3°C, while the second design provides optimum result with period of 40 seconds, rise time of 1.5 minutes and average error of 0.4°C. For 1.0 kg corn, the first design shows better performance with period of 30 seconds, rise time of 3.5 minutes and average error of 0.7 °C, while the second design gives optimum result with period of 30 seconds, rise time of 4.5 minutes and average error of 0.034°C.

Kata Kunci : Pemanas gelombang mikro,Sistem kendali suhu,Siklus tugas,Pengeringan produk pertanian, microwave heating, temperature control system, duty cycle, drying of agricultural products