Tapai adalah produk singkong yang dibuat melalui proses fermentasi. Namun, proses fermentasi konvensional memakan waktu lama dan memiliki peluang kegagalan yang signifikan. Suhu fermentasi yang tidak terkontrol menyebabkan masalah ini. Oleh karena itu, sistem pemantauan dan kontrol suhu fermentasi telah diusulkan dalam penelitian ini untuk mengatasi masalah ini. Sistem yang diusulkan terdiri dari DHT22 sebagai sensor suhu dan kelembaban, NodeMCU sebagai kontroler, termoelektrik sebagai aktuator, dan aplikasi monitoring. Selain itu, sistem komunikasi data yang diusulkan menggunakan Internet of Things (IoT). Pembacaan sensor DHT22 digunakan sebagai parameter kontrol pada NodeMCU untuk pengaturan dan pengontrolan termoelektrik. Sepanjang proses pengukuran, NodeMCU juga merekam data dan mengirimkannya ke aplikasi pemantauan. Aplikasi pemantauan dirancang dengan komunikasi nirkabel dan diterapkan pada perangkat seluler. Hasil menunjukkan bahwa sistem yang diusulkan dapat mengontrol dan mempertahankan suhu fermentasi pada 350C dengan metode dua posisi. Selain itu, informasi tentang proses fermentasi dapat terekam dengan baik dan bermanfaat bagi pengguna.
Metode Analisa
Pembuatan tapai diawali dengan pengupasan, pencucian, pengukusan dan pemasakan singkong. Singkong yang telah matang didinginkan dan dimasukkan ke dalam keranjang bambu. Proses fermentasi dimulai saat singkong yang sudah matang memasuki proses inkubasi. Ragi atau ragi tapai dioleskan pada singkong yang dimasak pada suhu 300C selama 48-72 jam selama proses inkubasi. Selama fermentasi, rasa alkohol akan muncul, dan singkong melunak.
Kontrol dua posisi adalah metode pengontrol terputus-putus, yang hanya memiliki nilai aktif dan nonaktif yang ditentukan atau tinggi dan rendah. Dengan demikian, kontrol dua posisi adalah metode paling sederhana dan biaya rendah yang digunakan banyak sistem. Kontrol dua posisi bekerja dengan mengukur kondisi variabel lebih besar atau lebih rendah dari setpoint, seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Kontroler akan memberikan keluaran maksimum atau kondisi ON sedangkan variabel terukur lebih besar dari setpoint. Jika tidak, pengontrol akan memberikan output minimum atau kondisi OFF sementara variabel terukur lebih rendah dari setpoint.
Sistem yang diusulkan terdiri dari DHT22 sebagai masukan, mikrokontroler NodeMCU ESP8266 sebagai pengendali, termoelektrik sebagai aktuator, dan aplikasi yang disediakan oleh Blynk sebagai antarmuka pengguna. Sebagai masukan, DHT22 mengukur suhu dan kelembapan. Pengontrol akan menggunakan setiap informasi suhu dan kelembaban untuk mengontrol aktuator. Selain mengontrol aktuator, kontroler juga mengirimkan informasi suhu dan kelembaban ke aplikasi. Pada penelitian ini, aplikasi dibangun pada platform Blynk untuk menampilkan informasi suhu dan kelembaban serta mengatur nilai setpoint. Pada penelitian ini, nilai temperatur digunakan sebagai parameter kontrol. Oleh karena itu, aplikasi hanya menyediakan pengaturan setpoint suhu. Pengguna dapat menentukan pengaturan sesuai kebutuhan.
Implementasi dan Hasil
Bagian ini mengkaji sistem yang diusulkan dengan beberapa setpoint untuk menunjukkan respon sistem dan mendapatkan setpoint yang sesuai. Beberapa setpoint dan dua skenario telah diuji untuk sistem yang diusulkan. Setpoint yang diuji adalah 300C, 330C, 350C, 380C, dan 400C dalam kondisi fermentasi.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa setpoint 350C cocok digunakan sebagai parameter kontrol karena proses fermentasi menunjukkan hasil yang lebih baik daripada setpoint lainnya. Hasil tapai memiliki tingkat kematangan terbaik dengan tekstur lembut dan wangi. Meskipun setpoint tidak sesuai dengan suhu yang dijelaskan pada bagian fermentasi singkong, 300C, hasil fermentasi pada kondisi ini digunakan sebagai bukti bahwa fermentasi berjalan dengan baik. Sebaliknya, setpoint di bawah 350C menghasilkan tapai yang terlalu matang dengan aroma alkohol yang kuat. Sementara itu, setpoint di atas 350C menyebabkan persiapan yang tidak memadai dan tidak terjadi proses fermentasi. Hasil yang diperoleh pada penelitian ini berbeda dengan referensi yang disebabkan oleh kondisi dan metodologi proses fermentasi.
Penelitian ini mengusulkan sistem pemantauan dan pengendalian suhu pada ruang fermentasi singkong berbasis Internet of Things. Secara umum, sistem yang diusulkan bekerja sangat baik dengan setpoint 350C. Meskipun setpoint tidak sesuai dengan acuan, namun hasilnya menghasilkan tapai dengan tingkat kematangan terbaik dengan tekstur dan wangi yang lembut. Metode dua posisi yang digunakan pada penelitian ini juga dapat berjalan dengan baik jika respon sistem berhasil merespon perubahan temperatur. Selain itu, sistem pemantauan berbasis IoT bekerja dengan sangat baik. Oleh karena itu, aplikasi ini membantu pengguna mendapatkan informasi dan membuatnya lebih mudah. Namun, sistem yang diusulkan perlu perbaikan dalam mengukur kematangan tapai. Dengan demikian, tingkat kematangan dapat ditentukan dengan lebih akurat.
Penulis: Brahmantya Aji Pramudita, S.Si., M.Eng. and Prisma Megantoro, ST. M.Eng.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
[1] B. A. P. R. C. N. P. P. P. Megantoro, 淭emperature monitoring and controlling system of Cassava fermentation room based on the internet of things, AIP Conf. Proc., vol. 030007, no. February, pp. 07, 2023.
