BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Aroma terbentuk dari berbagai macam molekul dan zat yang mudah menguap. Hampir semua aroma merupakan campuran gas kimia komplek dan mengandung ribuan unsur, perbedaan jumlah unsur inilah yang menentukan aroma (Gardner, 1992). Selama ini, pengukuran aroma masih melibatkan indra penciuman manusia hingga peralatan canggih, seperti HPLC (high performance liquid chromatography) (Theppakor, 2014), GC (gas chromatography) (Schulbach, 2004) dan CE (capillary electrophoresis) (Horie, 1998). Namun penggunaan hidung manusia masih banyak keterbatasan diantaranya bersifat subyektif, sehingga sulit untuk melakukan standarisasi walaupun bersifat praktis dengan ambang penciuman yang terbatas. Sedangkan peralatan analitik kima canggih tersebut memang akurat, tetapi membutuhkan biaya yang besar dan memerlukan seorang ahli untuk mengoperasikannya. Hadirnya teknologi biomimetik telah melahirkan sebuah instrumen yang dapat berfungsi sebagai pengukur aroma yang dikenal dengan electronic nose (enose). E-nose digunakan untuk mengidentifikasi aroma dan tidak dapat memberikan informasi tentang konsentrasi dari senyawa yang diselidiki. Aroma yang ditangkap oleh sensor kemudian ditransformasi menjadi sinyal-sinyal listrik oleh larik sensor gas menjadi sinyal pelacak digital (digital fingerprint) dari sampel. Secara keilmuan, e-nose dapat digolongkan ke dalam bidang ilmu kemometrika (chemometric) yaitu ilmu yang berkaitan dengan pengukuran sistem kimia dengan menggunakan pendekatan matematika atau statistika (Lelono, 2013). Secara umum e-nose terdiri atas larik sensor gas yang berbasis metal oxide semiconductor (MOS) dan sistem pengenalan pola. Pada larik sensor kimia atau gas umum (unselected gas sensor) terdiri dari beberapa sensor dengan sensitifitas yang berbeda-beda. Kerja dari larik sensor gas ini tidak mendeteksi gas-gas dengan konsentrasi tertentu tetapi mendeteksi gas-gas secara umum, sehingga di dalam 1

2 2 sebuah sensor tidak hanya satu gas saja, namun beberapa gas dapat dideteksi dan bersifat saling tumpang tindih (overlapping). Hal inilah yang menjadikan dasar sistem ini tidak hanya menggunakan sebuah sensor gas saja namun beberapa sensor gas yang tergabung dalam sebuah larik sensor. Secara umum berdasarkan jenisnya e-nose dibedakan menjadi dua, yaitu model statis (static e-nose) dan dinamis (dynamic e-nose). E-nose statis terdapat ruang sampel dan ruang sensor yang terletak pada satu ruang yang sama, sehingga aroma sampel tidak perlu dibawa dengan bantuan sistem udara mengalir. Sedangkan e-nose dinamis merupakan e-nose dengan ruang sampel dan ruang sensor yang terpisah. Oleh karena itu, ruang sensor atau disebut juga dengan chamber sensor yang didalamnya terdapat larik sensor terpisah dengan ruang sampel sehingga diperlukan media untuk membawa aroma dari ruang sampel menuju ruang sensor. Media tersebut berupa sistem gas mengalir. Sistem e-nose dinamis yang dibangun di laboratorium riset Elektronika dan Instrumentasi yang dilakukan oleh Rahmatullah (2015) masih memiliki kelemahan diantaranya volume terlampau besar, model peletakan sensor yang menghalangi aliran udara. Padahal menurut Pearce (2004) volume ruang sensor sedapat mungkin dirancang lebih kecil agar aroma dapat ditangkap dan dibersihkan. Peletakan sensor yang menghalangi aliran udara dapat menyebabkan aroma terpantul dan terkumpul di bagian atas sehingga sering terjadi aroma storage / penumpukan aroma. Maka pada penelitian ini difokuskan pada perancangan ruang sensor beserta lariknya. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut, maka yang menjadi rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana merancang ruang sensor dan peletakkan sensor pada e-nose model dinamis sehingga aliran aroma dapat direspon dengan baik oleh larik sensor gas dalam ruang sensor bulat.

3 3 1.3 Batasan Masalah Dalam pembuatan rancangan dan uji coba sistem ini, diberikan beberapa batasan masalah sebagai berikut : 1. Pada penelitian ini menggunakan e-nose model dinamis. 2. Bentuk ruang sensor berbentuk bulat. 3. Bahan baku pembuatan ruang sensor terbuat dari bahan yang terdapat dipasaran. 4. Larik sensor dalam ruang sensor tidak divariasi peletakkan dan posisinya dengan peletakan secara paralel. 5. Ruang sensor ditempatkan pada tempat yang statis. 6. Jumlah sensor gas yang digunakan pada penelitian ini adalah 12 sensor gas jenis metal oksida yang mudah didapatkan di pasaran. 7. Sampel yang digunakan pada eksperimen penelitian ini adalah teh jenis 1, jenis 2 dan jenis Dilakukan pengujian proses flushing, collecting dan purging untuk aroma teh yang diuji. 1.4 Tujuan Tujuan dilaksanakan penelitian ini adalah merancang bangun ruang sensor bulat e-nose model dinamis disertai dengan peletakkan larik sensor gas yang optimal. 1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini diharapakan mampu menjadi alat penunjang untuk kebutuhan akan riset di laboratorium riset Elektronika dan Instrumentasi khususnya dan laboratorium riset lain pada umumnya yang berkaiatan dengan Electronic Nose.

4 4 1.6 Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang dipakai dalam penelitian ini meliputi: 1. Melakukan identifikasi masalah dari tema yang dilatarbelakangi oleh keadaan dan permasalahan kondisi saat ini, menganalisis sebagai permasalahan yang masih ada, dan mencari solusi atas masalah yang ditemukan. 2. Merumuskan tujuan dari penelitian. Tujuan penelitian ini adalah merancang bangun chamber sensor Electronic Nose model sistem dinamis. 3. Melakukan pembelajaran lebih lanjut tentang sistem yang dibahas pada penelitian ini dengan metode: a. Studi literatur, yaitu mempelajari artikel, makalah, e-book, jurnal, karya tulis serta buku-buku terkait dengan sistem Electronic Nose, sensor gas, dan chamber sensor Electronic Nose. b. Studi konsultasi kepada dosen pembimbing mengenai rancangan sistem. c. Studi diskusi bersama tim yang melakukan penelitian yang serupa mengenai metode dan cara kerja sistem. 4. Membuat perancangan sistem yang terdiri dari hardware, yaitu: a. Merancang ulang desain hardware chamber sensor yang merupakan pengembangan dari ruang sensor pada instrumen Electronic Nose sebelumnya, dimana pada sistem menggunakan sensor gas TGS dan MQ sebagai input, mikrokontroler Arduino Mega 2560 sebagai pengolah sinyal masukan dari sensor, dan komunikasi dengan PC (Personal Computer). 5. Pengujian pada bagian sistem meliputi pembacaan tegangan keluaran sensor, pengujian respon sensor terhadap aroma teh dan membandingkan dengan respon sensor pada instrumen Electronic Nose sebelumnya. 6. Tahap terakhir adalah melakukan analisis data yang didapat dari pengujian alat saat melakukan pengambilan data. Dari semua proses ini akan didapat kesimpulan.

5 5 1.7 Sistematika Penulisan adalah: Laporan penelitian ini terdiri dari tujuh bab, di mana isi dari setiap bab BAB I : PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang masalah yang diteliti, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah pada penelitian, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan laporan penelitian. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Memuat uraian sistematis tentang informasi hasil penelitian-penelitian terdahulu yang yang berkaitan dengan latar belakang masalah yang dikaji dan disajikan dalam pustaka. BAB III : LANDASAN TEORI Berisi mengenai teori dan penjelasan mengenai komponen-komponen yang diterapkan pada sistem, sebagai dasar penulis untuk melakukan penelitian. Teoriteori tersebut berupa teori mengenai perangkat keras dan perangkat lunak dari sistem. BAB IV : ANALISIS DAN RANCANGAN SISTEM Berisi penejelasan mengenai analisis dan perancangan sistem keseluruhan yang dibuat. Mulai dari penjelasan sistem secara umum, hingga penjelasan mengenai komponen yang digunakan dalam membangun sebuah sistem. BAB V : IMPLEMENTASI Berisi penjelasan tentang penerapan sistem dari rancangan yang telah dibuat sebelumnya yang meliputi implementasi rancangan perangkat keras dan integrasi dengan perangkat lunak.

6 6 BAB VI : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Berisi hasil pengujian fungsionalitas sistem, baik perbagian maupun sistem secara keseluruhan. Hasil yang diperoleh kemudian dianalisis dan dibahas. BAB VII : KESIMPULAN DAN SARAN Memuat kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan masukan untuk perbaikan serta pengembangan sistem pada penelitian selanjutnya.

7 7