1 Latar Belakang Hadirnya biomimetik telah melahirkan

Latar Belakang
Hadirnya biomimetik telah melahirkan suatu instrumen yang dapat
digunakan untuk mendeteksi/mengidentifikasi aroma. Instrumen tersebut dikenal
dengan nama Electronic Nose (e-Nose). E-Nose merupakan suatu instrumen larik
(array) sensor gas yang tersusun atas sensor gas kimia yang tidak selektif.
Stimulus aroma ditangkap oleh sensor gas kemudian diubah lebih lanjut menjadi
sinyal-sinyal listrik berbentuk respons sinyal atau respons sensor. Respons sensor
tersebut kemudian dianalisis menggunakan algoritme pengenalan pola agar dapat
diidentifikasi polanya (Yu dan Zhao, 2011). E-Nose dinamis menggunakan
konsep handling and delivery system, di mana sistem ini memanfaatkan sample
flow system (Pearce dkk., 2003). Sistem tersebut berfungsi mengalirkan aroma
menggunakan udara bertekanan dari ruang sampel ke ruang sensor atau
mengalirkan udara bersih bertekanan langsung menuju ke ruang sensor. Udara
bertekanan atau udara terkompresi ini bersumber dari kompresor udara yang
menyuplai keduanya. Agar kerja dari sample flow system tersebut dapat berjalan
dengan baik, maka kontrol aliran udara dilakukan oleh komputer dengan
menambahkan katup (valve) solenoida pada sistem tersebut.
Menurut Pearce dkk. (2003), kelemahan e-Nose dinamis terletak pada
ketidak jenuhan suplai aroma yang terdapat pada ruang sampel, maka untuk
menghindari kejenuhan digunakan penghambatan aliran udara pada sample flow
system. Proses penghambatan udara ini akan menghasilkan pulsa respons antara
udara beraroma dengan udara bersih. Metode ini pada akhirnya akan
menghasilkan proses flushing, collecting, dan purging. Flushing dilakukan pada
saat awal eksperimen, proses ini berfungsi untuk memberikan waktu sampel untuk
mempersiapkan suplai arome, mengaktifkan pemanas dan menstabilkan sensor
gas. Proses collecting adalah di mana aroma yang berada di ruang sampel di bawa
oleh udara terkompresi menuju ke ruang sensor, aroma ini kemudian ditangkap
dan diubah menjadi sinyal-sinyal respons oleh larik sensor. Sedangkan proses
1
2
purging merupakan proses di mana udara bersih terkompresi dialirkan langsung
ke ruang sensor dari kompresor udara. Jika proses collecting menghasilkan
respons sensor, maka pada proses purging akan membersihkan sensor dari
pengaruh aroma dan merubah sinyal respons sensor kembali ke kondisi baseline
atau referensi semula. Pengidentifikasian pola juga diperlukan untuk mengetahui
hasil dari eksperimen dengan e-Nose, salah satu metode pengidentifikasian pola
adalah Principal Component Analisys (PCA). PCA telah banyak digunakan untuk
melakukan identifikasi pola pada sampel teh hitam (Nuradi, 2015), bahkan
metode
ini
telah
dibandingkan
dengan
metode-metode
lainnya
untuk
mengidentifikasi pola pada teh hitam (Tohari, 2015).
Sebagaimana yang telah disebutkan di atas, sample flow system yang
dihambat berfungsi membentuk respons sensor. Menurut Pearce dkk. (2003),
pengukuran respons sensor dapat dilakukan setelah sinyal respons yang terbentuk
mencapai 90%, sedangkan waktu untuk mencapai posisi tersebut pada tiap-tiap
sensor dan sampel berbeda. Padahal tingkat keberhasilan dalam pengidentifikasian
pola aroma sampel ini sangat bergantung pada proses keluaran dari stimulus
aroma yang menjadi respons sensor tersebut. Selama ini pewaktuan pada respons
sensor masih merujuk pada penelitian sebelumnya. Untuk itu penentuan waktu
proses sniffing agar menghasilkan respons sensor yang baik menjadi suatu hal
yang perlu untuk dilakukan penelitian. Didasari oleh pentingnya pewaktuan untuk
menentukan respons sensor, maka penelitian ini difokuskan pada penentuan waktu
pulsa respons pada saat proses sniffing (collecting dan purging) untuk beberapa
jenis sampel teh.
Rumusan Masalah
Bedasarkan latar belakang tentang di atas maka yang menjadi rumusan
masalah pada penelitian ini adalah:
Bagaimana menentukan waktu yang tepat pada proses sniffing e-Nose agar
sampel aroma dapat ditangkap kemudian diubah menjadi respons sensor sehingga
dapat diidentifikasi polanya.
3
Batasan Masalah
a. Variasi waktu yang dilakukan hanya untuk proses collecting dan purging,
sedangkan pada proses flushing tidak dilakukan variasi waktu.
b. Bahan yang digunakan untuk sampel eksperimen adalah 3 macam jenis
sampel teh dari daerah Tambi seberat 50 gram untuk tiap sampelnya.
c. Suhu ruang sampel yang ditentukan untuk eksperimen adalah 40oC.
d. Aliran udara yang ditentukan untuk eksperimen adalah 3 liter per menit.
e. Tekanan udara yang ditentukan untuk eksperimen adalah 12 psi.
f. Metode ekstraksi ciri yang digunakan adalah differential, fractional
change, integral, dan relative.
g. Metode analisis yang digunakan adalah PCA dengan 3 komponen serta
pendekatan kovarians.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan variasi waktu proses sniffing
(collecting dan purging) dan mengimplementasikan program ekstraksi ciri dari
respons sensor yang digunakan untuk mengidentifikasi pola aroma dengan metode
PCA.
Manfaat
Manfaat penelitian ini adalah diperolehnya waktu respons sensor dan
baseline yang optimal pada saat proses sniffing dengan e-Nose yang akan
digunakan dalam proses identifikasi pola dan analisis.