Sistem Pengendalian Otomatis Temperatur pada Mesin Pengeringan Kopi dengan Menggunakan Metode Pid Ziegler Nichols

Abstract

Kopi merupakan salah satu komoditas strategis di sektor pertanian yang berperan signifikan dalam mendukung perekonomian nasional, baik sebagai sumber devisa negara, pendapatan bagi petani, bahan baku industri, penciptaan lapangan kerja, maupun penggerak pembangunan daerah. Seiring berjalannya waktu, permintaan terhadap produk kopi berkualitas tinggi terus mengalami peningkatan. Penilaian mutu tersebut meliputi jaminan kualitas produk, ketersediaan dalam jumlah yang memadai, serta distribusi yang tepat waktu dan berkelanjutan. Prasyarat-prasyarat tersebut menjadi faktor penting dalam menjaga stabilitas harga jual biji kopi di pasar agar produsen tidak mengalami kerugian. Salah satu langkah penting dalam meningkatkan mutu biji kopi adalah dengan menurunkan kadar air melalui proses pengeringan yang efektif dan efisien. Namun proses pengeringan biji kopi sangat bergantung pada energi panas matahari, sehingga pada musim penghujan waktu pengeringan menjadi lebih lama dan kurang efisien. Oleh karena itu, diperlukan suatu alat atau sistem pengering buatan yang mampu menggantikan peran panas matahari, guna mempercepat dan menstabilkan proses pengeringan secara optimal. Berdasarkan permasalahan tersebut, penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan alat pengeringan biji kopi menggunakan heater, dengan sistem kendali berbasis metode Proportional-Integral-Derivative (PID) Ziegler-Nichols 2. Sistem kendali PID diterapkan untuk mengatur nilai setpoint yang telah ditentukan guna menghindari kelebihan panas serta mempertahankan kestabilan suhu pada nilai setpoint 55°C, sehingga proses pengeringan dapat berlangsung secara efisien dan terkontrol. Penelitian ini melibatkan beberapa tahapan pengujian, salah satunya adalah pengujian sensor suhu dan sensor load cell untuk menilai tingkat akurasi sensor yang digunakan. Hal ini penting dilakukan karena data suhu dan yang dihasilkan sensor akan menjadi masukan utama (input) bagi sistem kontrol PID dalam mengatur nilai PWM pada heater. Selain itu, terdapat sensor load cell yang berfungsi sebagai informasi dari berat biji kopi saat pengujian serta memberhentikan sistem dari setpoint yang telah diatur. Berdasarkan hasil pengujian, sensor DHT22 menunjukkan tingkat akurasi pembacaan suhu yang cukup baik dan sensor load cell menunjukkan pembacaan berat juga cukup baik, namun sensor load cell memiliki tingkat sensitivitas yang cukup tinggi sehingga perlu di kalibrasi. Uji efektivitas sistem dilakukan dengan membandingkan durasi pengeringan biji kopi antara metode konvensional dan penggunaan alat pengering berbasis kontrol PID metode Ziegler-Nichols 2. Pada metode konvensional yang mengandalkan cahaya matahari, proses pengeringan membutuhkan waktu selama 7 jam 2 menit, sedangkan dengan menggunakan alat pengering berbasis PID, waktu yang diperlukan untuk mencapai tingkat kekeringan yang sama hanya selama 60 menit.