TA : Sistem Greenhouse Tanaman Kangkung (Ipomea Aquatica).

SISTEM

GREENHOUSE

TANAMAN KANGKUNG (

IPOMEA

AQUATICA

)

TUGAS AKHIR

Program Studi S1 Sistem Komputer

Oleh:

MOCHAMMAD NORCA ADILAYAHYA 11.41020.0076

FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INFORMATIKA

INSTITUT BISNIS DAN INFORMATIKA STIKOM SURABAYA 2016

x

Halaman

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR TABEL ... xv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan ... 3

1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca (Greenhouse) ... 6

2.2 Kangkung ... 8

2.3 Hidroponik ... 10

2.4 Arduino UNO ... 11

2.4.1 Hardware ... 13

2.4.2 Software ... 16

2.5 Relay ... 21

xi

2.7 LCD ... 27

2.7.1 Kominikasi I2C (Inter Integrate Circuit) ... 29

2.8 Motor Driver EMS 5 A H-Bridge ... 30

2.8.1 Spesifikasi ... 30

2.8.2 Keterangan antarmuka ... 31

2.9 Power Supply ... 32

2.10 Motor DC ... 34

2.11 Sistem Pendingin ... 35

2.11.1 Sistem fan dan pad ... 35

BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1 Metode Penelitian ... 37

3.2 Model Perancangan ... 38

3.3 Perancangan Sistem ... 39

3.4 Desain Greenhouse ... 40

3.5 Perancangan Perangkat Keras ... 43

3.5.1 Perancangan kipas/fan ... 44

3.5.2 Perancangan switching humidity ... 45

3.5.3 Perancangan Liquid Crystal Display (LCD) ... 46

3.6 Perancangan Perangkat Lunak ... 47

3.6.1 Algortima Sistem Greenhouse ... 48

xii

4.1.1 Tujuan pengujian ... 50

4.1.2 Alat yang dibutuhkan ... 50

4.1.3 Prosedur Pengujian ... 51

4.1.4 Hasil Pengujian ... 51

4.2 Pengujian LCD (Liquid Crystal Display) ... 52

4.2.1 Tujuan pengujian ... 52

4.2.2 Alat yang dibutuhkan ... 52

4.2.3 Prosedur Pengujian ... 52

4.2.4 Hasil Pengujian ... 53

4.3 Pengujian Sensor Kelembaban dan Suhu (DHT11) ... 54

4.4 Pengujian Kerja On-Off Aktuator terhadap Sensor DHT11 ... 59

4.5 Pengujian Kinerja Sistem Pengendalian Suhu dan Kelembaban 61 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 72

5.2 Saran ... 73

DAFTAR PUSTAKA ... 74

LAMPIRAN Lampiran 1. Listing Program ... 75

6

2.1 Rumah Kaca (Greenhouse)

Greenhouse atau yang lebih dikenal dengan istilah kumbung di Indonesia ditinjau dari bentuknya, bahan bangunan dan sistem kontrolnya sangat beragam. Pembangunan greenhouse belum sepenuhnya disesuaikan dengan iklim di tempat pembangunnya. Sehingga harapan terpenuhinya kuantitas, kualitas dan kontinuitas produksi belum optimal. Oleh karenanya diperlukan upaya-upaya perbaikan kualitas greenhouse. Namun, untuk kontrol pada greenhouse itu sendiri memerlukan peralatan untuk memonitor dan mengontrol kondisi lingkungan agar dapat memberikan produk hasil yang optimal. Lingkungan yang dikontrol adalah di antaranya suhu dan kelembaban udara serta kontrol distribusi air dan pupuk. Kebutuhan terhadap sistem monitor dan kontrol lingkungan ini yang menyebabkan bangunan greenhouse tergolong bangunan yang mahal, sehingga menjadi kendala dalam mengimplementasikan greenhouse ini (Sudibyo K., 2002). Struktur ini memiliki ukuran dari mulai gudang kecil sampai berukuran bangunan industri. Miniatur rumah kaca atau greenhouse sering juga disebut sebagai cold frame. Interior sebuah rumah kaca yang terkena sinar matahari menjadi lebih hangat daripada suhu lingkungan eksternal, melindungi isinya dari cuaca dingin. Rumah kaca atau greenhouse dipenuhi dengan peralatan termasuk pemeriksaan instalasi, penghangat ruangan, pendinginan, pencahayaan, dan dapat dikendalikan oleh komputer untuk mengoptimalkan kondisi untuk pertumbuhan tanaman.

Rumah kaca memiliki bentuk yang menyerupai dengan rumah-rumahan yang tertutup dan transparan yang bisa ditembus oleh cahaya matahari. Lalu cahaya matahari dimanfaatkan untuk menanam tanaman agar tanaman tersebut tumbuh secara optimal tanpa dipengaruhi adanya iklim luar. Untuk tujuan tersebut, rumah kaca sebaiknya mempunyai transmisi cahaya yang tinggi, konsumsi panas yang rendah, ventilasi yang cukup dan efisien, struktur yang kuat, konstruksi, dan biaya operasional yang murah serta berkualitas tinggi (Diw Satrio, Dimas, 2012).

Rumah kaca merupakan media yang digunakan untuk mengendalikan dan menjaga keadaan iklim, serta lingkungan di dalam suatu ruangan atau bisa disebut dengan iklim buatan untuk menjaga kelembaban udara, tanah, suhu, dan intensitas cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam tanah di dalam rumah kaca tersebut akan berbeda dengan kondisi suhu, kelembaban, dan tanah di luarnya. Beberapa parameter yang diperhatikan di dalam rumah kaca, di antaranya adalah suhu ruangan, suhu tanah, kelembaban udara, pengairan, pemupukan, kadar cahaya, dan pergerakan sirkulasi udara (ventilasi).

Rumah kaca untuk daerah beriklim tropis sangat memungkinkan dan mempunyai banyak keuntungan dalam produksi dan budidaya tanaman. Produksi dapat dilakukan sepanjang tahun tanpa dipengaruhi perubahan cuaca, di mana produksi dalam lahan yang terbuka tidak memungkinkan karena adanya berbagai faktor yang tidak menunjang dalam budidaya tanaman seperti curah hujan yang terlalu tinggi, suhu yang ekstrim, angin yang kencang, dan berbagai faktor lainnya.

2.2 Kangkung

Genus Ipomoea termasuk dalam Familia Convolvulaceae (Kangkung-kangkungan), Sub-ordo Convolvuliineae, Ordo Tubiflorae, Kelas Dicotyledoneae, Sub divisi Angiospermae, Divisi Spermathophyta. Familia Covolvulaceae berupa herba atau semak berkayu, kebanyakan merayap atau membelit, daun tunggal, duduk tersebar tanpa daun penumpu. Familia ini memiliki sekitar 50 genera dan lebih dari 1200 spesies, di mana 400 spesies di antaranya termasuk dalam genus Ipomoea. Tumbuhan ini kebanyakan tumbuh di daerah tropis dan subtropis, beberapa tumbuh di daerah sedang. Kangkung termasuk tumbuhan hidrofit yang sebagian tubuhnya di atas permukaan air dan akarnya tertanam di dasar air, mempunyai rongga udara dalam batang atau tangkai daun sehingga tidak tenggelam dalam air dan daun muncul ke permukaan air. Anggota genus Ipomoea yang banyak dikenal antara lain Ipomoea aquatica (kangkung air) dan Ipomoea reptans (kangkung darat), keduanya berhabitus herba. I. aquatica memiliki daun panjang, ujung agak tumpul, berwarna hijau tua, bunga putih kekuningan/kemerah-merahan (Lihat Gambar 2.1). I. Reptans memiliki daun panjang, ujung agak runcing, warna hijau keputih-putihan dan bunga putih.

Berdasarkan tempat hidupnya, tanaman kangkung dapat dibedakan menjadi kangkung darat (Ipomea reptans) dan kangkung air (Ipomea aquatiqa). Akan tetapi, jumlah varietas kangkung darat lebih banyak dibandingkan kangkung air. Varietas kangkung darat terbagi menjadi varietas Bangkok, biru, cinde, Sukabumi, dan sutra. Sedangkan varietas kangkung air terbagi menjadi varietas Sumenep dan varietas Biru. Secara alamiah, Kangkung ini dapat ditemukan di kolam, rawa, sawah, dan tegalan. Tumbuhnya menjalar dengan banyak

percabangan. Sistem perakarannya tunggang dengan cabang-cabang akar yang menyebar ke berbagai penjuru. Tangkai daun melekat pada buku-buku batang dan bentuk helainya seperti hati. Bunganya menyerupai terompet. Bentuk buahnya bulat telur dan di dalamnya berisi 3 butir biji. Perbedaan antara kangkung darat dan kangkung air hanya terletak pada warna bunga. Kangkung air berbunga putih kemerah-merahan, sedangkan kangkung darat berbunga putih bersih. Perbedaan lainnya pada bentuk daun dan batang. Kangkung air berbatang dan berdaun lebih besar daripada kangkung darat. Warna batangnya juga berbeda. Kangkung air berbatang hijau, sedangkan kangkung darat putih kehijau-hijauan. Kangkung darat lebih banyak bijinya daripada kangkung air, itu sebabnya kangkung darat diperbanyak lewat biji, sedangkan kangkung air dengan stek pucuk batang.

Tanaman ini merambat di lumpur dan tempat-tempat yang basah, seperti tepi kali, rawa-rawa, atau terapung di atas air. Biasa ditemukan di dataran rendah hingga 1.000 meter di atas permukaan laut. Tanaman bernama Latin Ipomoea reptans ini terdiri atas dua varietas, yakni kangkung darat yang disebut kangkung cina dan kangkung air yang tumbuh secara alami di sawah, rawa, atau parit.

Kangkung merupakan tanaman menetap yang dapat tumbuh lebih dari satu tahun, di dataran rendah sampai dataran tinggi 2000 mdpl. Ipomoea crassiculatus, kangkung hutan, berhabitus semak dan tinggi dapat mencapai lebih dari 2 m., tumbuh pada ketinggian sekitar 1-1000 mdpl. Tumbuhan yang berasal dari Amerika Tengah ini, dulunya banyak ditanam sebagai tanaman hias, namun kini telah mengalami naturalisasi dan tumbuh di sembarang tempat. Ipomoea leari tumbuh liar, berhabitus semak, merambat, batang kompak tanpa bulu-bulu, tidak bergetah, daun berbentuk jantung, pertulangan daun menjari dan biji gundul.

Kangkung dapat tumbuh di daerah dengan iklim panas dan tumbuh optimal pada suhu 25 – 30 °C (Palada dan Chang, 2003). Kangkung membutuhkan penyinaran matahari yang cukup dan kelembaban di atas 60%. Tanaman kangkung dapat tumbuh dan berproduksi baik di dataran rendah dan tinggi (± 2000 meter di atas permukaan laut) dan diutamakan lokasi lahan terbuka agar cukup mendapat sinar matahari.

Gambar 2.1 Kangkung air (Ipomoea aquatica)

(Sumber : Vymazal et al. 2008)

2.3 Hidroponik

Istilah hidroponik berasal dari bahasa latin “hydro” (air) dan “ponous” (kerja), di satukan menjadi “hydroponic” yang berarti bekerja dengan air. Jadi istilah hidroponik dapat diartikan secara ilmiah yaitu suatu budidaya tanaman tanpa menggunakan tanah tetapi dapat menggunakan media seperti pasir, krikil, pecahan genteng yang diberi larutan nutrisi mengandung semua elemen esensial yang diperlukan untuk pertumbuhan dan hasil tanaman.

Budidaya dengan sistem hidroponik memiliki kelebihan tersendiri maka dapat berkembang lebih cepat. Kelebihan yang utama adalah keberhasilan tanaman untuk tumbuh dan berproduksi lebih terjamin. Selain itu, perawatan lebih praktis, pemakaian pupuk lebih efisien, tanaman yang mati lebih mudah diganti dengan tanaman yang baru, tidak diperlukan tenaga yang kasar karena metode kerja lebih hemat, tanaman lebih higienis, hasil produksi lebih kontinu dan memiliki hasil yang lebih baik dibandingkan secara konvensional, dapat dibudidayakan di luar musim, dan dapat dilakukan pada ruangan yang sempit.

2.4 Arduino UNO

Papan Arduino UNO menggunakan mikrokontroler ATmega328P. Papan ini mempunyai 14 pin input/output digital (enam di antaranya dapat digunakan untuk output PWM), enam buah input analog, 16 MHz crystal oscillator, sambungan USB, ICSP header, dan tombol reset. Hampir semua yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler sudah tersedia, penggunaannya cukup dengan menghubungkan ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau dengan memberikan daya menggunakan adaptor AC ke DC atau dengan baterai.

Arduino UNO ini memiliki perbedaan dengan papan-papan Arduino yang lain, di mana pada versi-versi Arduino sebelumnya digunakan chip FTDI USB-to-serial, namun pada Arduino UNO digunakan ATmega8U2 yang diprogram sebagai converterUSB-to-serial. Kata “UNO” merupakan bahasa Italia yang artinya adalah satu, dan diberi nama demikian sebagai penanda peluncuran Arduino 1.0. Arduino UNO merupakan versi yang paling baru hingga saat ini dari kelompok papan

Arduino USB. Arduino UNO bersama dengan Arduino 1.0 selanjutnya menjadi acuan untuk pengembangan Arduino versi selanjutnya.

Arduino UNO mempunyai beberapa fasilitas untuk dapat berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lain. Mikrokontroler ATmega328P pada Arduino UNO menyediakan komunikasi serial UART TTL (5 V), yang tersedia pada pin 0 (RX) dan 1 (TX). ATmega8U2 pada papan Arduino UNO menyalurkan komunikasi serial ini melalui USB dan hadir sebagai com port virtual pada software di komputer. Firmware dari Atmega8U2 menggunakan driver USB COM standar, dan tidak dibutuhkan driver eksternal. Software Arduino memiliki serial monitor yang memungkinkan data teks sederhana dikirim ke dan dari Arduino. LED RX dan TX akan berkedip ketika data sedang ditransmisikan melalui chip USB-to-serial. ATmega328P juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Software Arduino mempunyai library Wire dan SPI untuk menyederhanakan penggunaan bus I2C dan komunikasi SPI.

Mikrokontroler Arduino Uno sendiri merupakan perangkat yang dapat dimanfaatkan untuk membuat suatu rangkaian elektronik, mulai dari yang sederhana hingga kompleks. Arduino Uno ATmega328P adalah sebuah keping atau papan elektronik yang secara fungsional bekerja seperti sebuah komputer (Kadir, 2013), serta terdapat pin-pin dengan fungsi yang berbeda-beda (Utami, 2010). Arduino Uno terdiri atas dua bagian utama, yaitu :

2.4.1 Hardware

Berupa board yang berisi I/O, seperti pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2Board Arduino Uno

(Sumber : https://www.arduino.cc/)

Spesifikasi Arduino Uno dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini :

Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Uno

Microcontroller Atmega328P

Operating Voltage 5 V

Input Voltage (recommended) 7 - 12 V Input Voltage (limit) 6 - 20 V

Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM Output)

PWM Digital I/O Pins 6

Analog Input Pins 6

DC Current per I/O Pin 20 mA DC Current for 3.3 V Pin 50 mA

Flash Memory 32 KB (Atmega328P)

of which 0.5 KB used by bootloader

EEPROM 1 KB (Atmega328P)

Clock Speed 16 MHz

Lenght 68.6 mm

Width 53. 4 mm

Weight 25 g

A. Daya (Power)

Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB) daya dapat berasal baik dari adaptor AC-DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug 2.1 mm pusat-positif ke colokan listrik board. Baterai dapat dimasukkan dalam Gnd dan Vin pin header dari konektor daya.

Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal 6 sampai 20 V. Jika tegangan kurang dari 7 V, tegangan pada board kemungkinan akan tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, regulator tegangan bisa panas dan merusak board. Kisaran yang disarankan adalah 7 sampai 12 V.

Pin daya adalah sebagai berikut :

VIN :Tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal (sebagai lawan 5 V dari koneksi USB atau sumber daya diatur lain). Kita dapat memasok tegangan melalui pin ini.

5 V :Pin output 5 V diatur dari regulator di board. Board dapat diaktifkan dengan daya baik dari colokan listrik DC (7-12 V) , konektor USB (5 V), atau pin VIN dari board (7-12 V). Jika tegangan diberikan melalui 5 V atau 3.3 V melewati regulator, dan dapat merusak board, maka tidak disarankan.

3.3 V :Sebuah pasokan 3.3 V dihasilkan oleh regulator on-board yang dapat menarik arus maksimum 50 mA.

GND :Pin tanah.

IOREF :Pin pada board Arduino memberikan tegangan referensi saat mikrokontroler sedang beroperasi. Sebuah shield dikonfigurasi dengan benar agar dapat membaca pin tegangan IOREF dan memilih sumber daya yang tepat atau mengaktifkan penerjemah tegangan pada output untuk bekerja dengan tegangan 5 V atau 3.3 V. (arduino.cc)

B. Memori

Atmega328P memiliki Flash Memory 32 KB (0,5 KB digunakan untuk bootloader), 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan library EEPROM). (Arduino.cc)

C. Input-Output

Masing-masing dari 14 digital pin (pin header) pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi dari pinMode(), digitalWrite( ), dan digitalRead( ). Dan beroperasi pada tegangan 5 V. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimum 20 mA dan memiliki resistor pull-up internal yang (terputus secara default) dari 20-50k Ohm. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus :

Serial : 0(RX) dan 1(TX) yang digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin juga terhubung ke pin yang sesuai dari ATmega16U2 USB–to–TTL chip Serial.

Eksternal Interupsi : Pin 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah, naik atau jatuh tepi, atau perubahan nilai.

PWM : Pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Menyediakan 8-bit PWM output dengan analogWrite ( ) function.

SPI (Serial Peripheral Intervace) : 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan library SPI.

LED : 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin dengan nilai TINGGI, LED menyala, ketika pin yang dipakai RENDAH, lampu akan mati.

TWI (Two–Ware Inteerface) : Pin A4(SDA) dan pin A5(SCL). Dukungan komunikasi TWI menggunakan library Wire.

Arduino Uno memiliki 6 input analog, dengan label A0 hingga A5, yang masing-masing menyediakan 10 bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default mereka mengukur dari ground sampai 5 V, meskipun mungkin untuk mengubah jangkauan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference (). (Arduino.cc)

2.4.2 Software

Arduino IDE adalah sebuah editor yang digunakan untuk menulis program, mengcompile, dan mengunggah ke papan Arduino. Arduino Development Environment terdiri dari editor teks untuk menulis kode, area pesan, console teks, toolbar dengan tombol-tombol untuk fungsi umum, dan sederet menu.

Software yang ditulis menggunakan Arduino dinamakan sketches. Sketches ini ditulis di editor teks dan disimpan dengan file yang berekstensi .ino. Editor teks ini mempunyai fasilitas untuk cut/paste dan search/replace. Area pesan berisi umpan balik ketika menyimpan dan mengunggah file, dan juga menunjukkan jika terjadi error. Tampilan IDE Ardunio dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Tampilan IDE Arduino

Beberapa fitur yang sering digunakan dalam menulis program pada Arduino IDE :

 Editor Program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa processing.

 Verify/Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program menjadi kode biner.

 Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam mikrokontroler di dalam papan arduino.

A. Bahasa Pemrograman Arduino

Perangkat keras Arduino dapat bekerja secara maksimal dengan bantuan program. Program untuk Arduino berbasis C/C+. Agar program dapat berjalan dengan baik maka perlu setidaknya dua bagian atau fungsi, yaitu :

a. Void setup() { ... } , semua kode di dalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program arduino dijalankan untuk pertama kalinya. b. Void loop() { ... } , fungsi ini dijalankan setelah setup (fungsi void setup)

selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan kembali, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.

Syntax, berikut ini adalah elemen bahasa c yang dibutuhkan untuk format penulisan :

a. // (komentar satu baris), kadang diperlukan untuk memberi catatan pada diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan apapun yang kita ketikan di belakangnya akan diabaikan oleh program.

b. /* (komentar banyak baris), jika Anda mempunyai banyak catatan, maka hal tersebut dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh program. c. { ... } atau kurung kurawal, digunakan untuk mendefinisikan kapan blok

program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan). d. ; (titik koma), setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma jika

ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan.

Variabel, sebuah program secara garis besar didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memudahkannya.

a. Int (integer), digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -23.768 s/d 32.767.

b. Long, digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte (32 bit) dari memori RAM dan mempunyai rentang nilai dari -2.147.648 s/d 2.147.483.647.

c. Boolean, variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.

d. Float, digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai 4 byte (32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang nilai dari -3,4028235E+38 s/d 3,4028235E+38.

e. Char (character), menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII

(misalnya ‘A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

Operator Matematika, operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti matematika yang sederhana).

a. = (sama dengan), membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain (misalnya: x = 10 * 2, x = 20).

b. % (persen), menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka yang lain (misalnya : 12 % 10, ini akan menghasilkan angka 2).

c. + (plus), operasi penjumlahan. d. - (minus), operasi pengurangan. e. * (asteris), operasi perkalian. f. / (garis miring), operasi pembagian.

Operator Pembanding, digunakan untuk membandingkan nilai logika. a. == (sama dengan), misalnya: 12 == 10 adalah FALSE (salah) atau 12 == 12

b. != (tidak sama dengan), misalnya: 12 != 10 adalah TRUE (benar) atau 12 != 12 adalah FALSE (salah).

c. < (lebih kecil dari), misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 < 12 adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar).

d. > (lebih besar dari), misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 > 12 adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah).

Struktur Pengaturan, program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya. Berikut ini adalah elemen dasar pengaturan.

a. If ... else, dengan format seperti berikut ini :

If (kondisi) { ... }

Else if (kondisi) { ... } Else { ... }

Dengan struktur seperti di atas program akan menjalankan kode yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak (FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan.

b. For, dengan format penulisan sebagai berikut :

For(int i = 0; i < #pengulangan; i++) { ... } Digunakan bila Anda

ingin melakukan pengulangan kode program di dalam kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan yang

diinginkan. Melakukan perhitungan ke atas (++) atau ke bawah (--). Digital

a. pinMode(pin, mode), digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor pin yang akan digunakan sebagai port dari 0 s/d 19 (pin analog

0 s/d 5 adalah 14 s/d 19). Mode yang bisa digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.

b. digitalWrite(pin, value), ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan HIGH (+5 V) atau LOW (ground).

c. digitalRead(pin), ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT, maka Anda dapat menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH (+5 V) atau LOW (ground).

Analog, arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam analog.

a. analogWrite(pin, value), beberapa pin pada arduino mendukung PWM (pulse width modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup (on) atau mati (off) dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya keluaran analog. Value (nilai) pada format kode tersebut adalah angka antara 0 (0% duty cycle ~ 0 V) dan 255 (100% duty cycle ~ 5 V).

b. analogRead(pin), ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT Anda dapat membaca keluaran voltase-nya. Keluarannya berupa angka antara 0 (untuk 0 V) dan 1024 (untuk 5 V).

2.5 Relay

Relay adalah saklar mekanik yang dikendalikan atau dikontrol secara elektronik (elektromagnetik) (Suharmon, Recky, 2014). Saklar pada relay akan terjadi perubahan posisi OFF ke ON pada saat diberikan energi elektromagnetik pada armature relay tersebut. Relay pada dasarnya terdiri dari 2 bagian utama yaitu

bagian kumparan dan contact point. Ketika kumparan diberikan tegangan DC atau AC, maka akan terbentuklah medan elektromagnetik yang mengakibatkan contact point akan mengalami switch ke bagian lain. Keadaan ini akan bertahan selama arus masih mengalir pada kumparan relay. Contact point akan kembali switch ke posisi semula jika tidak ada lagi arus yang mengalir pada kumparan relay.

2.5.1 Prinsip kerja relay

Bagian utama relay elektromagnetik adalah sebagai berikut : 1. Kumparan elektromagnet

2. Saklar atau kontaktor 3. Swing armature 4. Spring (pegas)

Relay elektromagnetik memiliki 3 kondisi saklar, ketiga posisi saklar atau kontaktor relay tersebut akan berubah ketika relay mendapatkan tegangan sumber pada elektromagnetnya. Ketiga posisi saklar tersebut adalah :

1. Posisi Normally Open (NO)

Posisi saklar relay terhubung ke terminal NO, kondisi ini akan terjadi pada saat relay mendapatkan sumber tegangan pada elektromagnetnya. Gambar 2.4 menjelaskan tentang kondisi saklar relay pada posisi NO.

2. Posisi Normally Close (NC)

Pada posisi ini saklar relay terhubung ke terminal NC. Kondisi ini terjadi ketika relay tidak mendapatkan sumber tegangan pada elektromagnetnya. Gambar 2.5 menjelaskan tentang kondisi saklar relay pada posisi NC.

Gambar 2.5 Kondisi saklar relay pada posisi NC

3. Posisi Change Over (CO)

Kondisi perubahan armature saklar relay yang berubah dari posisi NC ke NO atau sebaliknya dari NO ke NC. Kondisi ini terjadi ketika sumber tegangan diberikan ke elektromagnet atau ketika sumber tegangan diputus dari elektromagnetnya.

2.5.2 Jenis-jenis relay

Dilihat dari desain saklarnya maka relay dibedakan menjadi:

1. SPST (Single Pole Single Throw), relay ini memiliki 4 terminal yaitu 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 2 terminal saklar. Relay ini hanya memiliki posisi NO (Normally Open) saja.

2. SPDT (Single Pole Double Throw), relay ini memiliki 5 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 3 terminal saklar, relay, jenis ini memiliki 2 kondisi NO dan NC.

3. DPST (Double Pole Single Throw), relay jenis ini memiliki 6 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 4 terminal saklar untuk 2 saklar yang masing-masing saklar hanya memiliki kondisi NO saja.

4. DPDT (Double Pole Double Throw), relay jenis ini memiliki 8 terminal yang terdiri dari 2 terminal untuk kumparan elektromagnetik dan 6 terminal untuk 2 saklar dengan 2 kondisi NC dan NO untuk masing-masing saklarnya.

Penulis menggunakan relay dengan catuan tegangan 12 V DC berjenis SPDT (Single Pole Double Throw) seperti yang terlihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Relay Tipe SPDT (Single Pole Double Throw) merek Huigang HRS2H-S-DC5V-N

2.6 Sensor DHT11

Sensor DHT11 merupakan sensor suhu dan kelembaban udara yang memiliki jangkauan pengukuran suhu antara 0-50 °C dan jangkauan pengukuran kelembaban udara 20-95 %RH. Setiap sensor DHT11 memiliki fitur kalibrasi sangat akurat dari kelembaban ruang kalibrasi. DHT11 merupakan sensor suhu dan sensor kelembaban udara di mana dilengkapi suhu & kelembaban sensor kompleks dikalibrasi dengan output sinyal digital. Dengan menggunakan teknik khusus digital-signal-akuisisi, teknologi suhu dapat melakukan penginderaan kelembaban, memastikan keandalan yang tinggi dan stabilitas jangka panjang yang sangat baik. Sensor ini mencakup pengukuran kelembaban resistif-jenis komponen dan komponen pengukuran suhu NTC, dan menghubungkan ke high-kinerja 8-bit mikrokontroler, menawarkan kualitas yang sangat baik, respon cepat, anti gangguan kemampuan dan efektivitas biaya.

Dengan ukuran yang kecil (Lihat Gambar 2.7) dan menekan daya listrik yang kecil modul sensor ini mudah untuk di implementasikan menggunakan mikrokontroler. DHT11 cukup ekonomis namun memadai untuk aplikasi monitoring suhu dan kelembaban udara.

Tabel 2.2 Spesifikasi Teknis DHT11

Measurement Range Humidity Accuracy Temperature Accuracy

Resolution Package

20-90% RH 0-50 ℃

±5％ RH ±2℃ 1 4 Pin

Single Row

Tabel 2.3 Spesifikasi Detail DHT11

Parameters Conditions Minimum Typical Maximum Humidity

8 Bit

Repeatability ±1%RH

Accuracy 25℃ ±4%RH

0-50℃ ±5%RH

Interchangeability Fully Interchangeable

Measurement Range 0℃ 30%RH 90%RH

25℃ 20%RH 90%RH

50℃ 20%RH 80%RH

Response Time (Seconds)

1/e(63%)25℃

， 1m/s Air

6 S 10 S 15 S

Hysteresis ±1%RH

Long-Term Stability

Typical ±1%RH/year

Temperature

Resolution 1℃ 1℃ 1℃

8 Bit 8 Bit 8 Bit

Repeatability ±1℃

Accuracy ±1℃ ±2℃

Measurement Range 0℃ 50℃

Response Time (Seconds)

1/e(63%) 6 S 30 S

Tabel 2.4 Karakteristik Kelistrikan DHT11

Conditions Minimum Typical Maximum

Power Supply DC 3V 5V 5.5V

Current Supply Measuring 0.5mA 2.5mA

Average 0.2mA 1mA

Standby 100uA 150uA

Gambar 2.7 Sensor DHT11

(Sumber : http://digiwarestore.com/en/temperature-humidity/dht11-temperature-and-humidity-sensor-board-297007.html)

2.7 LCD

LCD merupakan suatu komponen yang berfungsi sebagai penampil (display) baik karakter maupun angka. LCD yang dipakai adalah jenis M1632 yang merupakan LCD 2x16 karakter (Lihat Gambar 2.8). LCD ini memerlukan tiga jalur kontrol dan delapan jalur data (untuk mode 8 bit) serta empat jalur data (untuk mode 4 bit). Ketiga jalur kontrol yang dimaksud adalah pin EN, RS dan RW.

EN adalah pin Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD kalau kita akan berkomunikasi dengannya. Sebelum mengirim data ke LCD jalur ini di buat berlogika tinggi dahulu. Kemudian jalur kontrol yang lain di setting, pada saat bersamaan data yang akan dikirim ditempatkan pada jalur data. Setelah semua siap, jalur EN dibuat berlogika rendah. Transisi dari logika tinggi ke logika rendah ini akan memberitahu LCD untuk mengambil data pada jalur kontrol dan jalur data.

RS adalah pin Register select. Pada saat pin RS berlogika rendah, data yang dikirim adalah perintah-perintah seperti membersihkan layar, posisi kursor, dan lain-lain. Sedangkan jika berlogika tinggi data yang dikirim adalah teks data di mana teks ini yang harus ditampilkan pada layar.

RW adalah pin Read/Write. Pada saat pin RW berlogika rendah, informasi pada jalur data berupa pengiriman data ke LCD (write). Sedangkan ketika pin RW berlogika tinggi, berarti sedang dilaksanakan pengambilan data dari LCD (read). Sedangkan untuk jalur data terdiri dari delapan bit, data ini disebut D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 dan D7 seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.5.

Gambar 2.8 LCD 16X2

Tabel 2.5 Fungsi dan Konfigurasi Pin LCD 16X2 (Syahrul, 2014)

Pin Nama Fungsi

1 VSS Ground

2 VCC +5V

3 VEE Tegangan kontras

4 RS Register Select (0=Register instruksi, 1=Register data) 5 R/W Untuk memilih mode tulis atau baca (0=tulis, 1=baca) 6 E Enable (0=enable/menahan data ke LCD, 1=disable) 7 DB0 Data Bit 0, LSB

8 DB1 Data Bit 1 9 DB2 Data Bit 2 10 DB3 Data Bit 3 11 DB4 Data Bit 4 12 DB5 Data Bit 5 13 DB6 Data Bit 6

2.7.1 Komunikasi I2C (Inter Integrate Circuit)

I2C (Inter Integrate Circuit) adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didesain khusus untuk pengontrolan IC (Lihat Gambar 2.9). Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya. Piranti yang dihubungkan dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave. Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus dengan membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah piranti yang dialamati master.

Sinyal Start merupakan sinyal untuk memulai semua perintah,

didefinisikan sebagai perubahan tegangan SDA dari “1” menjadi “0” pada saat SCL “1”. Sinyal Stop merupakan sinyal untuk mengakhiri semua perintah, didefinisikan sebagai perubahan tegangan SDAdari “0” menjadi “1” pada saat SCL “1”.Kondisi sinyal Start dan sinyal Stop.Sinyal dasar yang lain dalam I2C Bus adalah sinyal acknowledge yang disimbolkan dengan ACK. Setelah transfer data oleh master berhasil diterima slave, slave akan menjawabnya dengan mengirim sinyal acknowledge, yaitu dengan membuat SDA menjadi “0” selama siklus clock ke-9. Inimenunjukkan bahwa Slave telah menerima 8 bitdata dari Master.

1. Hanya melibatkan 2 kabel yaitu serial data line.

2. Setiap IC yang terhubung dalam I2C memiliki alamat masing-masing yang dapat diatur secara Software dengan master/slave protocol yang sederhana, dan mampu mengakomodasikan multi master.

14 DB7 Data Bit 7

15 BPL Back Plane Light

3. I2C merupakan serial bus dengan orientasi data 8 bit, komunikasi 2 arah, dengan kecepatan transmisi data sampai 100Kb/s pada modestandar dan 3,4Mb/s pada modekecepatan tinggi (Sulistyo, 2014).

Gambar 2.9 I2C/SPI LCD Backpack

2.8 Motor Driver EMS 5 A H-Bridge

Embedded Module Series (EMS) 5 A H-Bridge merupakan driver H -Bridge yang didesain untuk menghasilkan drive 2 arah dengan arus kontinu sampai dengan 5 A pada tegangan 5 V sampai 40 V (Lihat Gambar 2.10). Modul ini dilengkapi dengan rangkaian sensor arus beban yang dapat digunakan sebagai umpan balik ke pengendali. Modul ini mampu men-drive beban-beban induktif seperti misalnya relay, solenoida, motor DC, motor stepper, dan berbagai macam beban lainnya.

2.8.1 Spesifikasi

1. Terdiri dari 1 driver fullH-Bridge beserta rangkaian current sense. 2. Mampu melewatkan arus kontinu 5 A.

3. Range tegangan output untuk beban : 5 V sampai 40 V. 4. Input kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS.

5. Jalur catu daya input (VCC) terpisah dari jalur catu daya untuk beban (V Mot).

6. Output tri-state.

7. Dilengkapi dengan dioda eksternal untuk pengaman beban induktif. 8. Frekuensi PWM sampai dengan 10 KHz.

9. Active Current Limiting. 10. Proteksi hubungan singkat. 11. Proteksi over temperature. 12. Under voltage Shutdown.

Gambar 2.10 Motor Driver EMS 5 A H-Bridge

2.8.2 Keterangan antarmuka

Modul H-Bridge memiliki 1 set header (J2) dan 1 set terminal konektor (J1). Tabel 2.6 akan menjelaskan deskripsi dan fungsi dari masing-masing header dan konektor tersebut. Interface Header (J2) berfungsi sebagai input untuk antarmuka dengan input-output digital serta output analog dari modul H-Bridge. Berikut deskripsi dari masing-masing pin pada Interface Header :

Tabel 2.6 Pin pada Interface Header

No. Pin

Nama I/O Fungsi

1 MIN1 I Pin input untuk menentukan outputMOUT 1

2 MIN2 I Pin input untuk menentukan outputMOUT 2

3 MSTAT1 O

Output digital yang melaporkan adanya kondisi fault pada modul. Berlogika Low jika ada fault pada modul atau output

4 MEN I Pin enable untuk output H-Bridge (MOUT 1 dan

MOUT 2)

5 MCS O Output tegangan analog yang berbanding lurus dengan arus beban (Rangeoutput 0 – 2,5V)

6 MSLP I

Pin input untuk mengatur kerja modul H-Bridge. Diberi logika High untuk Full Operation, diberi logika Low untuk Mode Sleep

7,9 VCC - Terhubung ke catu daya untuk input (5V) 8,10 PGND - Titik referensi untuk catu daya input

Arus (dalam Ampere) yang dilewatkan oleh H-Bridge dapat dihitung dengan rumus :

I=Tegangan_output_pada_pin_MCS×375 180

Power & Motor Con (J1) berfungsi sebagai konektor untuk catu daya dan beban.

2.9 Power Supply

Sistem power supply merupakan faktor yang paling penting dalam suatu sistem, baik yang bersifat analog maupun digital. Karena suatu sistem tidak akan berfungsi atau berjalan dengan baik tanpa mendapat sumber tegangan dan bisa dikatakan sebagai suatu rangkaian yang menyediakan daya. Arus yang dikeluarkan power supply bersifat searah dan tidak lagi bolak-balik, tegangan yang dihasilkan

juga kecil hanya beberapa volt saja, beda dengan tegangan listrik PLN yaitu 220V (Suseno, Anang Ari, 2013). Contoh power supply ditunjukkan pada Gambar 2.11.

Bagian-bagian yang terdapat pada rangkaian power supply adalah sebagai berikut :

1. Step Down

Power supply menerima input dari jala-jala PLN sebesar 220V. Tegangan AC tersebut masuk ke input transformator, bagian primer trafo berfungsi menurunkan daya listrik dan tegangan yang ada bersifat bolak-balik atau Alternating Current (AC) dan belum rata.

2. Rectifier

Dengan menggunakan dioda silikon, maka tegangan AC akan disearahkan atau diubah menjadi tegangan DC, tetapi tegangan yang dihasilkan belum rata.

3. Filter

Tegangan yang belum rata, diratakan oleh tapis perata berupa kapasitor bipolar atau electrolit condensator (Elco), sehingga dihasilkan tegangan DC yang rata.

4. Stabilisator atau regulator

Tegangan yang melewati kapasitor tidaklah benar-benar rata atau stabil, dapat lebih tinggi dari input sekunder trafo ataupun dapat lebih rendah. Sehingga diperlukan rangkaian stabilisator atau regulator untuk mengatasinya, sehingga keluaran yang dihasilkan benar-benar sesuai dengan yang diharapkan atau sesuai dengan input sekunder trafo. Komponen yang digunakan dapat berupa diode zener, transistor, atau IC.

Gambar 2.11 Power/Adaptor

2.10 Motor DC

Motor DC merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phase tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet.

Pada motor DC, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet di

sini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan energi daerah tersebut (Zuhal, 1988).

Motor DC yang digunakan adalah kipas yang biasa digunakan untuk Personal Computer (PC) dengan catu daya 12 VDC/0,3 A seperti pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12 Fan PC 12 VDC/0,3 A

2.11 Sistem Pendingin

Meskipun dengan ventilasi yang cukup, suhu tanaman dapat mencapai 10 °C lebih tinggi dari suhu udara. Parameter lain yang dapat dikendalikan oleh sistem pendingin adalah kelembaban.

2.11.1 Sistem fan dan pad

Sistem ini beroperasi dengan meniup udara dari luar dan menghisap melalui dry pads/fan, yang harus memiliki permukaan yang besar (Lihat Gambar 2.13). Ini adalah sistem yang sederhana dan murah, yang tidak memerlukan air atau jenis bahan khusus untuk digunakan dalam bantalan/pads.

Gambar 2.13 Sistem fan dan pad

Sistem kipas dan pad memiliki kesulitan mencapai tingkat kelembaban yang dibutuhkan di lingkungan kering dan semi-kering. Sistem ini dapat ditambahkan ke pad sistem pendingin (Lihat Gambar 2.14), dan tidak memerlukan air yang berkualitas juga tidak memerlukan tekanan tinggi untuk bekerja.

37

3.1 Metode Penelitian

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah cara mengatur suhu dan kelembaban di dalam rumah kaca (greenhouse), dengan memonitor perubahan suhu udara dan kelembaban udara yang ditampilkan pada layar LCD, serta pendeteksian perubahan suhu udara dan kelembaban udara menggunakan sensor DHT11. Untuk mengendalikan suhu di dalam greenhouse menggunakan aktuator kipas, yang berfungsi untuk menghembuskan udara panas keluar greenhouse dan menggantikannya dengan udara di dalam greenhouse yang lebih dingin. Adapun aktuator ultrasonic humidifier yang akan mengendalikan kelembaban udara sesuai parameter setting point yang telah ditentukan.

Sensor DHT11 sebagai masukan input akan mengambil data dan diproses oleh mikrokontroler. Apabila nilai yang dibaca oleh sensor DHT11 (yang dalam hal ini berupa nilai suhu) melebihi batas, maka mikrokontroler akan mengirimkan sinyal ke motor driver dengan nilai PWM yang telah diatur setting pointnyauntuk mengaktifkan aktuator berupa fan. Jika nilai yang dibaca oleh DHT11 (yang dalam hal ini berupa nilai kelembaban) kurang dari batas, maka mikrokontroler akan mengirimkan sinyal ke relay untuk mengaktifkan aktuator berupa ultrasonic humidifier. Data-data sensor akan ditampilkan pada layar LCD.

Mikrokontroler sebagai pengendali, mendapatkan masukan range temperatur dan kelembaban yang akan dijadikan acuan di dalam proses. Range temperatur dan kelembaban tersebut merupakan nilai yang akan terus

dipertahankan, sedangkan nilai yang akan dijadikan pembanding adalah temperatur dan kelembaban ruangan yang di indera oleh sensor secara berkala dan terus menerus (real-time). Hasil penginderaan temperatur dan kelembaban oleh sensor yang berupa data analog dikonversikan terlebih dahulu oleh ADC (analog to digital conversion) ke dalam bentuk data digital. Dalam sistem ini sensor dan ADC berfungsi sebagai elemen ukur. Bila temperatur dan kelembaban ruangan yang di indera tidak sesuai dengan setting point, maka mikrokontroler akan mengendalikannya sesuai dengan setting point yang telah ditentukan. Saat mulai diaktifkan, sistem ini akan mengontrol temperatur dan kelembaban ruangan secara terus-menerus sampai setting point sistem terpenuhi.

3.2 Model Perancangan

Gambar 3.1 Model Perancangan

Untuk dapat melakukan pengaturan suhu dan kelembaban pada greenhouse penulis harus memperhatikan deteksi input dari sensor DHT11. Perhatikan pada Gambar 3.1, tahap pertama yang diperlukan yaitu deteksi input suhu dan kelembaban dari sensor DHT11, selanjutnya input dari sensor DHT11 diproses oleh Arduino. Setelah diproses maka Arduino mengirim data PWM pada

motor driver untuk mengatur kecepatan fan pada greenhouse sesuai dengan setting point yang telah ditentukan. Proses selanjutnya Arduino mengaktifkan relay ketika tingkat kelembaban kurang dari setting point yang telah ditentukan. Hasil input dari sensor DHT11 ditampilkan pada LCD.

3.3 Perancangan Sistem

Adapun perancangan blok diagram sistem ditunjukkan pada Gambar 3.2

Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem

Dari gambar Blok Diagram di atas dijelaskan beberapa input dan output yang digunakan antara lain :

A. Input (Sensor)

DHT11 : Berfungsi di mana dalam keadaan suhu tinggi dan kelembaban rendah maka akan dilakukan pengkabutan otomatis berdasarkan tinggi atau rendahnya nilai dari sensor tersebut. Sensor ini akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler arduino yang selanjutnya akan menjalankan program untuk menyalakan ultrasonic humidifier, ultrasonic humidifier akan terus menyala sesuai parameter setting point yang telah ditentukan.

B. Output (Aktuator)

1. LCD : Digunakan untuk menampilkan suhu dan kelembaban pada bangunan greenhouse.

2. FAN : Untuk mendinginkan suhu pada bangunan greenhouse.

3. Ultrasonic Humidifier : Mengatur kelembaban pada bangunan greenhouse dengan menggunakan relay sebagai media on dan off.

3.4 Desain Greenhouse

Gambar 3.3 Desain Greenhouse

Dari Gambar 3.3, terlihat gambar model greenhouse yang akan dibuat. Dari keseluruhan gambar terdapat beberapa komponen yang dirakit menggunakan

bahan yang didapatkan dari toko dan bahan dari toko tersebut dipotong-potong sedemikian rupa. Komponen yang dibuat dari material besi holo, mur dan baut sebagai pengikat/penguat.

Adapun tahapan-tahapan yang dilakukan dalam desain greenhouse ini yaitu :

a. Mendesain Greenhouse.

Tahap mendesain greenhouse merupakan tahapan di mana greenhouse dirancang dalam bentuk gambar dua dimensi dan tiga dimensi dengan kelengkapan ukuran yang diskalakan dengan menggunakan program desain SketchUp Make 2016 sehingga memudahkan dalam proses pembuatan konstruksi mekanik greenhouse (Lihat Gambar 3.4).

Gambar 3.4 Desain Greenhouse

Pada pembuatan rangka greenhouse disesuaikan dengan ukuran rak tanaman yang ada di dalamnya. Pada rak tanaman tersebut jumlah tanaman kangkung air yang ditanam sebanyak 32 buah. Selanjutnya adalah pembuatan rangka (konstruksi) greenhouse dari besi holo berdasarkan dari desain yang telah dibuat, greenhouse terdiri dari :

a. Atap berfungsi sebagai penutup greenhouse yang terbuat dari jaring yang disebut paranet. Di mana bahan tersebut mampu menghantarkan cahaya sekitar 75-80% cahaya dan mengurangi kehilangan panas sekitar 40%. Dimensi atap dengan panjang 1015 mm dan lebar 1200 mm

b. Dinding yang terbuat dari jaring atau paranet. Dinding depan dengan dimensi panjang 800 mm dan lebar 1000 mm, dinding belakang dengan dimensi panjang 800 mm dan lebar 1000 mm dan dinding samping dengan dimensi panjang 1000 mm dan lebar 1150 mm (Lihat Gambar 3.5). Di mana pada dinding menggunakan jaring atau net agar hewan-hewan pengerat (predator) tidak dapat masuk ke greenhouse dan memudahkan terjadinya sirkulasi udara, dan menghemat pemakaian listrik karena tidak lagi menggunakan kipas.

Gambar 3.5 Greenhouse

Dinding dari jaring atau net digunakan untuk menjaga agar suhu dan kelembaban di dalam greenhouse tidak terlalu cepat berubah-ubah.

3.5 Perancangan Perangkat Keras

Perancangan tugas akhir ini diawali dengan melakukan perancangan perangkat keras yang menjadi satu buah sistem yang saling terintegrasi.

Perancangan perangkat keras (Hardware) yang digunakan antara lain perancangan kipas/fan, perancangan rangkaian ultrasonic humidifier, perancangan sensor DHT11, pengalamatan sensor input, pengalamatan sensor output dan pengalamatan aktuator.

3.5.1 Perancangan kipas/fan

Untuk mengendalikan suhu lingkungan di dalam greenhouse dilakukan dengan menggunakan aktuator kipas/fan karena lebih efisien dalam penggunaan energi dibanding Air Conditioner. Aktuator kipas pada penelitian ini menggunakan empat buah kipas DC. Sistem kerja dari aktuator ini yaitu menghembuskan udara panas keluar greenhouse dan menggantikannya dengan udara di sekitar aktuator yang lebih dingin.

Penggunaan kipas pada proyek tugas akhir ini difungsikan sebagai pembantu proses mengatur aliran udara keluar dan masuk yang di harapkan dapat untuk mengontrol tingkat suhu pada greenhouse. Jumlah kipas yang digunakan sebanyak 2 buah kipas untuk kontrol aliran udara keluar dan 2 buah kipas untuk kontrol aliran udara masuk. Kedua fungsi kipas dirangkai paralel sehingga kecepatan kipas yang satu dengan kipas yang lain dapat diharapkan sama.

Kontrol kecepatan kipas 12 V ini dapat dikendalikan menggunakan motor driver DC EMS-5 A sehingga kecepatan berputar kipas dapat disesuaikan dengan tingkat suhu yang dideteksi oleh sensor suhu DHT11 yang terjadi pada greenhouse yang difungsikan sebagai tempat pembudidayaan tanaman hidroponik. Pada bagian inilah pembagian kecepatan kipas akan diterapkan agar mendapatkan kombinasi yang paling baik sehingga mampu mengatur tingkat suhu pada greenhouse tersebut

sehingga sesuai dengan parameter suhu yang telah ditentukan. Rangkaian kontrol kipas menggunakan motor driver EMS-5 A (Lihat Gambar 3.6).

Gambar 3.6 Rangkaian kontrol kipas menggunakan motor driver EMS-5 A

3.5.2 Perancangan switching humidity

Perancangan rangkaian switching humidity ini difungsikan untuk mengatur ultrasonic humidifier yang difungsikan sebagai alat untuk mengatur tingkat kelembaban dalam greenhouse. Rangkaian ini diaktifkan ketika tingkat kelembaban pada ruangan yang terdeteksi oleh sensor kurang dari setting point maka mikrokontroler akan mengirim data aktif dan mengaktifkan coil pada relay sehingga ultrasonic humidifer akan aktif (Lihat Gambar 3.7).

Gambar 3.7 Rangkaian Switching Humidity

3.5.3 Perancangan Liquid Crystal Display (LCD)

LCD yang digunakan untuk sistem ini adalah liquid LCD dengan ukuran 16x2 yang menggunakan jenis komunikasi I2C. Pada LCD ini terdapat dua output yaitu pin SDA dan pin SCL yang merupakan pin output dari jenis komunikasi I2C. Pada sistem ini LCD digunakan sebagai informasi untuk pemakaian daya yang telah terpakai. Pada Tabel 3.1 dapat dilihat penjelasan dari pin-pin display LCD I2C dan pada Gambar 3.8 dapat dilihat bagaimana Schematic Perancangan LCD (Liquid Crystal Display).

Tabel 3.1 Penjelasan Pin-Pin Display LCD I2C

Gambar 3.8 Schematic Perancangan LCD (Liquid Crystal Display)

3.6 Perancangan Perangkat Lunak

Dari perancangan sistem di atas, selain perancangan hardware (perangkat keras), juga dibutuhkan perancangan perangkat lunak (Software) untuk menjalankan perancangan hardware yang telah dibuat.

Algoritma/flowchart yang digunakan untuk dapat mengatur suhu dan kelembaban pada greenhouse serta diagram blok greenhouse.

3.6.1 Agoritma Sistem Greenhouse

START

Input Sensor

Ambil data (Suhu dan Kelembaban)

Suhu >= Setpoint Suhu

&& Kelembaban < Setpoint

Kelembaban

Suhu < Setpoint Suhu

&& Kelembaban < Setpoint

Kelembaban

Suhu >= Setpoint Suhu

&& Kelembaban > Setpoint

Kelembaban

Kipas Off Humidifier Off

Kipas On Humidifier On

Kipas Off Humidifier On

Kipas On Humidifier On

Gambar 3.9Flowchart Sistem Greenhouse

3.6.2 Diagram Blok Pengendalian Sistem pada Greenhouse

Gambar 3.10 Diagram Blok Kontrol Suhu

Gambar 3.11 Diagram Blok Kontrol Kelembaban

Kontroler Arduino Uno ∑

Setpoint

Suhu Error Fan Output

Sensor DHT11

Kontroler Arduino Uno ∑

Setpoint

Kelembaban Error Humidifier Output

50

Pada bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan dari sistem yang dibuat. Pengujian sistem ini terdiri dari beberapa tahapan, dimulai dari pengujian terhadap tiap-tiap bagian pendukung sistem hingga pengujian sistem secara keseluruhan. Tahap pengujian sistem dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui hasil dari perancangan yang telah dibuat pada Bab sebelumnya. Dari hasil pengujian, maka dapat dianalisis kinerja-kinerja dari tiap-tiap bagian sistem yang saling berinteraksi sehingga terbentuklah sistem pengendali suhu dan kelembaban pada greenhouse. Pengujian terhadap keseluruhan sistem berguna untuk mengetahui bagaimana kinerja dan tingkat keberhasilan dari sistem tersebut.

4.1 Pengujian Arduino UNO 4.1.1 Tujuan pengujian

Pengujian Arduino Uno bertujuan mengetahui apakah Arduino Uno dapat melakukan proses upload program sehingga dapat dinyatakan bahwa Arduino Uno dapat digunakan dan berjalan dengan baik.

4.1.2 Alat yang dibutuhkan

1. Rangkaian Arduino Uno. 2. Rangkaian Power.

3. Adaptor 12 V. 4. Komputer.

4.1.3 Prosedur pengujian

1. Hubungkan adaptor 12 V dengan rangkaian power. 2. Hubungkan Arduino Uno dengan rangkain power.

3. Hubungkan Arduino Uno dengan komputer menggunakan komunikasi serial. 4. Buka aplikasi Arduino IDE.

5. Buka sketch yang akan di upload.

6. Tekan menu upload pada aplikasi Arduino IDE dan tunggu hingga proses upload selesai.

4.1.4 Hasil pengujian

Dari percobaan di atas apabila terjadi proses upload program (Lihat Gambar 4.1) dan tidak ada comment yang menunjukkan kegagalan dalam sambungan antara komputer dan Arduino Uno maka proses upload program akan berjalan dengan baik yang di tandai dengan tampilan comment (Lihat Gambar 4.2).

Gambar 4.2 Tampilan Comment saat Arduino Berhasil di Download

4.2 Pengujian LCD (Liquid Crystal Display) 4.2.1 Tujuan pengujian

Pengujian LCD (Liquid Cristal Display) bertujuan untuk mengetahui apakah LCD (Liquid Cristal Display) dapat terkoneksi dengan mikrokontroler dan dapat berjalan dengan baik sesuai dengan tampilan yang diharapkan program yang telah dibuat dan dapat digunakan.

4.2.2 Alat yang dibutuhkan

1. Rangkaian Arduino Uno. 2. LCD (Liquid Crystal Display). 3. Komputer.

4. Rangkaian I2C.

4.2.3 Prosedur pengujian

1. Hubungkan rangkaian Arduino Uno dengan komputer.

3. Sambungkan rangkaian I2C dengan Arduino Uno. 4. Pastikan sketch telah di upload.

4.2.4 Hasil pengujian

Dari percobaan di atas apabila LCD (Liquid Crystal Display) menunjukkan tampilan yang sesuai dengan sketch yang telah dibuat dan di upload sebelumnya pada Arduino Uno (Lihat Gambar 4.3), maka dapat dikatakan LCD (Liquid Crystal Display) dapat berfungsi dengan baik dan dapat digunakan dalam penelitian ini.

4.3 Pengujian Sensor Kelembaban dan Suhu (DHT11)

Sensor DHT11 (sensor kelembaban dan suhu) adalah bagian penting yang difungsikan untuk mendeteksi kelembaban dan suhu yang ada di dalam greenhouse. Pengujian sensor di sini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar sensitivitas sensor tersebut, dengan mendapatkan nilai sebenarnya dan nilai hasil pengukuran maka akan didapatkan error (galat) dalam persentase.

Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Sensor DHT11 terhadap Alat Ukur Pembanding

Nomor Sampling Suhu (ºC) %Error Kelembaban (%RH) %Error Termometer (o_C)

Output Sensor

(o_C)

Hygrometer (%RH)

Output Sensor (%RH)

1. 28 31 10,71 59 49 16,95

2. 28 31 10,71 59 49 16,95

3. 28 28 0,00 59 59 0,00

4. 28 28 0,00 59 55 6,78

5. 28 28 0,00 59 54 8,47

6. 28 28 0,00 59 54 8,47

7. 28 28 0,00 57 54 5,26

8. 28 26 7,14 57 55 3,51

9. 29 26 10,34 57 56 1,75

10. 29 27 6,90 56 55 1,79

11. 29 27 6,90 57 55 3,51

12. 29 26 10,34 57 56 1,75

13. 29 27 6,90 57 55 3,51

14. 29 27 6,90 61 55 9,84

15. 29 26 10,34 60 58 3,33

16. 29 28 3,45 60 57 5,00

17. 28 28 0,00 59 56 5,08

18. 28 28 0,00 59 56 5,08

20. 28 28 0,00 58 55 5,17

21. 28 28 0,00 59 56 5,08

22. 28 26 7,14 59 56 5,08

23. 28 26 7,14 59 57 3,39

24. 28 27 3,57 59 56 5,08

25. 29 28 3,45 57 56 1,75

26. 28 28 0,00 57 55 3,51

27. 28 27 3,57 58 56 3,45

28. 28 27 3,57 59 56 5,08

29. 28 27 3,57 60 56 6,67

30. 28 27 3,57 60 56 6,67

X Error 4,21 5,44

Tabel 4.1 merupakan data hasil pengujian temperatur dan kelembaban pada greenhouse. Pengambilan data berlangsung selama 150 menit dengan pengambilan data setiap 5 menit dan membandingkan langsung dengan Temperature Clock Humidity HTC-1 yang didalamnya terdapat termometer dan hygrometer serta dilakukan pengamatan secara langsung. Pengujian menggunakan tumbuhan kangkung air. Terlihat pada Tabel 4.1 persentase error suhu yang tertinggi adalah 10,71% dan yang terendah 0%, sedangkan persentase error kelembaban yang tertinggi adalah 16,95% dan yang terendah 0% dengan nilai error suhu rata-rata adalah 4,21% dan nilai error rata-rata kelembaban adalah 5,44%. Pada hasil pengujian tersebut terdapat perbedaan nilai temperatur dan kelembaban DHT11 dengan Temperature Clock Humidity HTC-1. Perbedaan tersebut dikarenakan sensitivitas serta keakuratan pada tiap sensor berbeda-beda. Pada dasarnya perubahan nilai sensor DHT11 dan alat pembanding dalam hal ini Temperature Clock Humidity HTC-1 hampir sama nilainya meskipun terdapat perbedaan nilai yang menjadi nilai error dalam percobaan tersebut. Hal ini juga

menunjukkan bahwa semakin rendah suhu maka semakin tinggi kelembabannya, begitu juga sebaliknya semakin tinggi suhu maka semakin rendah kelembabannya.

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Suhu Sensor DHT11 terhadap Suhu Termometer

Gambar 4.4 menunjukkan grafik perbandingan suhu sensor DHT11 sebagai suhu sebenarnya terhadap suhu termometer sebagai suhu terukur. Pembacaan error suhu yang terlalu besar dikarenakan tingkat kepekaan untuk mendeteksi suhu yang dideteksi oleh termometer dan sensor DHT11 berbeda, selain itu suhu didalam dan diluar greenhouse terdapat perbedaan yang dapat mempengaruhi temperatur di daerah sekeliling sensor. Hal ini menyebabkan terganggunya sensing dari sensor (mengukur temperatur melalui udara yang masuk ke dalam sensor), karena tingkat kepekaan sensor digital (DHT11) lebih tinggi dan lebih cepat dibandingkan dengan alat ukur suhu pembanding (termometer).

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

S u h u ° C Nomor Sampling

Suhu

°

C

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Kelembaban Sensor DHT11 terhadap Kelembaban Hygrometer

Gambar 4.5 menunjukkan grafik perbandingan antara kelembaban DHT11 sebagai kelembaban sebenarnya terhadap kelembaban hygrometer sebagai kelembaban terukur. Berdasarkan grafik di atas dapat diketahui bahwa tingkat relativitas kelembaban udara yang diterima oleh sensor DHT11 itu berubah-ubah tergantung dari nilai suhu yang ada pada ruang rumah kaca. Hal ini diakibatkan oleh banyak faktor yang dapat mempengaruhi dari aliran udara pada ruangan serta uap air yang terdapat pada ruangan. Error terbesar terjadi karena tingkat sensitivitas pembacaan sensor DHT11 dengan hygrometer sangat berbeda.

0 10 20 30 40 50 60 70

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Ke

le

mb

ab

an

%

R

H

Nomor Sampling

Kelembaban %RH

Hygrometer Sensor DHT11

Gambar 4.6 Sensor DHT11

4.4 Pengujian Kerja On-Off Aktuator terhadap Sensor DHT11

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kondisi dari masing-masing aktuator yang dikendalikan oleh sensor DHT11 (sensor kelembaban dan suhu). Pengujian juga bertujuan untuk melihat kondisi on-off aktuator kipas dan ultrasonic humidifier berjalan dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan dari pukul 18.00 WIB sampai pukul 20.30 WIB.

Tabel 4.2 Pengujian Kerja On-Off Aktuator terhadap Sensor DHT11

Nomor Sampling Waktu (WIB) Suhu Sensor DHT11

(o_C)

Kelembaban Sensor DHT11 (%RH) Kondisi Kipas (Fan)

Kondisi Ultrasonic Humidifier

Maju Mundur

1. 18.05 26 44 off off on

2. 18.10 25 44 off off on

3. 18.15 41 41 off on on

4. 18.20 41 40 off on on

5. 18.25 41 39 off on on

6. 18.30 35 34 off on on

7. 18.35 28 38 off off on

8. 18.40 27 39 off off on

9. 18.45 25 41 off off on

10. 18.50 25 42 off off on

11. 18.55 24 43 on off on

12. 19.00 24 42 on off on

13. 19.05 28 77 off off off

14. 19.10 27 77 off off off

15. 19.15 25 67 off off off

16. 19.20 25 65 off off off

17. 19.25 25 59 off off on

18. 19.30 25 58 off off on

19. 19.35 24 54 on off on

21. 19.45 36 29 off on on

22. 19.50 33 30 off on on

23. 19.55 32 31 off on on

24. 20.00 29 33 off off on

25. 20.05 28 36 off off on

26. 20.10 27 37 off off on

27. 20.15 26 38 off off on

28. 20.20 26 39 off off on

29. 20.25 26 40 off off on

30. 20.30 25 40 off off on

X 29 45

Tabel 4.2 menunjukkan pengukuran suhu dan kelembapan dengan sensor DHT11. Data di atas dapat dianalisis bahwa setiap kenaikan nilai suhu sesuai 25-30 °C dan kelembaban di bawah 60 %RH maka kondisi kipas mati (Off), kondisi ultrasonic humidifier (On), jika suhu di bawah 25 °C maka kipas hidup (On) dengan kondisi maju (menghembuskan udara ke dalam greenhouse), jika suhu di atas 30 °C dan kelembaban di atas 60 %RH maka kipas hidup (On) dengan kondisi mundur (menghembuskan udara keluar greenhouse) dan kondisi ultrasonic humidifier (Off). Perlakuan kondisi ini dimaksudkan untuk mengembalikan atau menyesuaikan kondisi suhu sesuai dengan seting point yakni 25-30 °C dan kondisi kelembaban 60-80 %RH. Data yang terdapat block merah menandakan suhu di kondisikan. Tabel 4.3 merupakan kondisi yang dibutuhkan aktuator saat Setting Point.

Tabel 4.3 Kondisi Aktuator saat Setting Point

Temperature Humidity Fan Maju Fan Mundur ultrasonic humidifier

L L  – 

O L – – 

O H – – –

H L –  

H H –  –

Keterangan :

Temperature Humidity

L = Setting Point di bawah 25 °C L = Setting Point di bawah 60 %RH O = Setting Point berada di 25-30 °C H = Setting Point di atas 60 %RH H = Setting Point di atas 30°C

4.5 Pengujian Kinerja Sistem Pengendalian Suhu dan Kelembaban

Pengujian kinerja sistem pengendalian suhu dan kelembaban bertujuan untuk mendapatkan waktu respon (respon time) kinerja sistem, dari keadaan awal sebelum alat dihidupkan menuju ke setting point suhu (25-30 oC) dan setting point kelembaban (60-80 %RH), selain itu setelah mencapai setting point seberapa baik sistem menjaga keadaan stabil pada setting point tersebut.

Tabel 4.4 Pengujian 1 Suhu dan Kelembaban sesuai Setting Point

No. Suhu (o_C)

Kelembaban (%RH)

Perubahan Waktu

1. 25 46 0

2. 25 46-47 4 menit 18 detik

3. 25 47-46 1 detik

4. 25 46-47 5 detik

5. 25 47-46 11 detik

7. 25 47-48 11 menit 36 detik

8. 25 48-47 42 detik

9. 25 47-46 3 menit 30 detik

10. 25 46-47 50 detik

11. 25 47-46 1 menit 42 detik

12. 25 46-47 3 menit 1 detik

13. 25 47-46 10 menit 47 detik

14. 25 46-47 3 detik

15. 25 47-46 4 detik

Tabel 4.4 di atas merupakan tabel Pengujian 1 Suhu dan Kelembaban sesuai Setting point. Pengujian 1 berlangsung selama 60 menit mulai dari jam 16.24 WIB sampai jam 17.24 WIB dan tanpa dikondisikan serta dicatat setiap perubahan nilai sensor. Tabel di atas menjelaskan suhu tetap sesuai range setting point sebesar 25 oC dan kelembaban kurang dari setting point dengan nilai perubahan terbesar sebesar 48 %RH.

Pengujian selanjutnya yaitu Pengujian 2 Suhu dan Kelembaban sesuai Setting Point (2) yang berlangsung selama 30 menit mulai dari jam 12.18 WIB sampai jam 12.48 WIB.

Tabel 4.5 Pengujian 2 Suhu dan Kelembaban sesuai Setting Point (2)

No. Suhu (o_C)

Kelembaban (%RH)

Perubahan Waktu

1. 25 49 0

3. 25 50-51 1 menit 16 detik

4. 25 51-52 30 detik

5. 25-26 52 36 detik

6. 26 52-51 42 detik

7. 26-25 51-50 38 detik

8. 25 50-49 1 menit 8 detik

9. 25 49-50 3 menit 40 detik

10. 25 50-51 5 detik

11. 25-26 51 6 detik

12. 26 51-50 4 menit 15 detik

13. 26 50-51 24 detik

14. 26 51-52 2 detik

15. 26 52-51 22 detik

16. 26 51-52 36 detik

17. 26 52-51 45 detik

18. 26-25 51 11 detik

19. 25-26 51 2 detik

20. 26 51-52 2 menit 46 detik

Tabel 4.5 di atas menjelaskan terdapat perubahan nilai suhu sebesar 1 °C dari 25 °C menjadi 26 °C dengan rentang waktu 7 menit 5 detik dari pengujian awal dibanding dalam Pengujian 1 yang tidak terdapat perubahan nilai suhu . Sedangkan perubahan nilai kelembaban naik 1 %RH dalam pengujian awal sebesar 49 %RH dibandingkan dengan nilai terbesar pada Pengujian 1 sebesar 48 %RH dan perubahan nilai terbesar pada Pengujian 2 ini berlangsung selama 6 menit 29 detik sebesar 52 %RH dari pengujian awal.

Pengujian selanjutnya yaitu Pengujian 3 Suhu dan Kelembaban tanpa Aktuator fan Mundur yang berlangsung selama 30 menit mulai dari jam 14.09 WIB sampai dengan jam 14.39 WIB.

Tabel 4.6 Pengujian 3 Suhu dan Kelembaban tanpa Aktuator Fan Mundur

No. Suhu (o_C)

Kelembaban (%RH)

Perubahan Waktu

1. 25 52 0

2. 25 52-53 1 menit 43 detik

3. 25 53-54 36 detik

4. 25 54-53 7 detik

5. 25-26 53 6 menit 11 detik

6. 26-25 53 6 menit 22 detik

7. 25-26 53-52 48 detik

8. 26-25 52 17 detik

9. 25-26 52 32 detik

10. 26-25 52 47 detik

11. 25 52-51 42 detik

12. 25 51-50 1 menit 25 detik

13. 25 50-51 1 detik

14. 25 51-50 26 detik

15. 25 50-49 5 menit 30 detik

16. 25 49-50 10 detik

17. 25 50-49 6 detik

18. 25 49-50 43 detik

20. 25 49-50 1 menit 44 detik

21. 25 50-51 16 detik

Tabel 4.6 di atas menjelaskan bahwa perubahan nilai suhu tetap seperti pada Pengujian 2 hanya pada rentang waktu saja yang berbeda. Rentang waktu yang dibutuhkan pada perubahan nilai suhu di Pengujian 3 ini berlangsung selama 7 menit 37 detik dari nilai pengujian awal sebesar 25 °C menjadi 26 °C. Sedangkan perubahan nilai kelembaban tetap dari nilai terbesar pada Pengujian 2 sebesar 52 %RH sebagai nilai pengujian awal pada Pengujian 3. Tidak butuh waktu lama untuk mencapai nilai terbesar pada Pengujian 3 ini, perubahan nilai terbesar pada Pengujian 3 ini berlangsung selama 2 menit 19 detik sebesar 54 %RH dari pengujian awal sebesar 52 %RH naik 2 %RH.

Pengujian selanjutnya yaitu Pengujian 4 Suhu dan Kelembaban dengan Lampu tanpa Aktuator Ultrasonic Humidifier yang berlangsung selama 30 menit mulai dari jam 16.08 WIB sampai dengan jam 16.38 WIB.

Tabel 4.7 Pengujian 4 Suhu dan Kelembaban dengan Lampu tanpa Aktuator Ultrasonic Humidifier

No. Suhu (o_C)

Kelembaban (%RH)

Perubahan Waktu

1. 27 53 0

2. 27-28 53 1 menit 20 detik

3. 28 53-52 33 detik

4. 28 52-51 2 menit 26 detik

6. 28 52-51 3 menit 18 detik

7. 28 51-50 5 detik

8. 28 50-51 25 detik

9. 28 51-50 6 menit 23 detik

10. 28 50-49 3 menit 55 detik

11. 28 49-50 1 menit 45 detik

12. 28 50-49 37 detik

13. 28 49-50 5 detik

14. 28 50-51 4 menit 26 detik

15. 28 51-52 1 menit 14 detik

16. 28-27 52 1 menit 43 detik

17. 28 52-53 1 menit 10 detik

Tabel 4.7 di atas menjelaskan bahwa terdapat perubahan nilai awal suhu yang cukup tinggi dikarenakan penambahan Lampu sebagai penghangat di dalam greenhouse. Perubahan nilai awal Pengujian 4 mempunyai perubahan nilai sebesar 1 °C dari nilai terbesar Pengujian 3 yang sebesar 26 °C. Rentang waktu perubahan nilai terbesar pada Pengujian 4 ini berlangsung selama 1 menit 20 detik dari nilai pengujian awal sebesar 27 °C dan selama rentang waktu 26 menit 4 detik nilai terbesar Pengujian 4 ini tetap konstan sebesar 28 °C sebelum akhirnya turun menjadi 27 °C. Sedangkan perubahan nilai kelembaban naik-turun namun nilai terbesar pada Pengujian 4 ini lebih kecil dari nilai Pengujian 3 sebesar 54 %RH. Nilai pengujian awal pada Pengujian 4 ini lebih kecil 1 %RH dari nilai terbesar Pengujian 3 menjadi 53 %RH.

Pengujian selanjutnya yaitu Pengujian 5 Suhu dan Kelembaban tanpa Aktuator hanya Lampu yang berlangsung selama 30 menit mulai dari jam 18.00 WIB sampai dengan jam 18.30 WIB.

Tabel 4.8 Pengujian 5 Suhu dan Kelembaban tanpa Aktuator hanya Lampu

No. Suhu (o_C)

Kelembaban (%RH)

Perubahan Waktu

1. 28 53 0

2. 28-27 53 37 detik

3. 28 53-54 18 detik

4. 28 53 25 detik

5. 28 53-52 24 detik

6. 28 52-51 1 menit 36 detik

7. 28 51-52 2 detik

8. 28 52-53 37 detik

9. 28 53-52 16 detik

10. 28-29 52 5 detik

11. 29 52-51 7 detik

12. 29-30 51 2 detik

13. 30-31 51-50 6 detik

14. 31 50-49 3 detik

15. 31 49-48 5 detik

16. 31-30 48 5 detik

17. 30 48-47 4 detik

18. 30-31 47-46 21 detik

20. 30 47-46 5 detik

21. 30-29 46 18 detik

22. 29-30 46 13 detik

23. 30 46-47 55 detik

24. 30 47-46 25 detik

25. 30-31 46-45 2 menit 26 detik

26. 31 45-44 55 detik

27. 31-30 44-45 44 detik

28. 30-31 45-44 1 menit 46 detik

29. 31 44-43 1 menit 46 detik

30. 31-30 43-44 5 detik

31. 30-29 44 1 menit 5 detik

32. 29-30 44 9 detik

33. 30-29 44 7 detik

34. 29 44-45 26 detik

35. 29-30 45 22 detik

36. 30-29 45 17 detik

37. 29-30 45 36 detik

38. 30-31 45-44 39 detik

39. 31-30 44-45 5 detik

40. 30-29 45 26 detik

41. 29-30 45-46 47 detik

42. 30 46-45 26 detik

43. 30-31 45-44 5 detik

44. 31-30 44-45 19 detik

46. 31-30 43-44 6 detik

Tabel 4.8 di atas menjelaskan bahwa pengujian Lampu tanpa aktuator dapat menaikkan suhu sampai sesuai range tertinggi pada Setting Point. Nilai awal suhu pada Pengujian 5 kali ini sama dengan nilai awal pada Pengujian 4 sebesar 28 °C. Sempat turun ke nilai 27 °C namun naik kembali menjadi 28°C dengan rentang waktu 4 menit 3 detik menjadi 29 °C. Kemudian berangsur-angsur naik hingga mencapai nilai suhu tertinggi pada Pengujian 5 sebesar 31 °C dengan rentang waktu 14 detik. Sedangkan perubahan nilai kelembaban naik-turun namun di awal-awal naik menjadi 54 %RH ini merupakan nilai terbesar pada pengujian 5, kemudian berangsur-angsur turun seiring dengan naiknya nilai suhu. Nilai kelembaban terkecil menyentuh angka 43 %RH dan merupakan nilai kelembaban terkecil pada semua Pengujian Suhu dan kelembaban.

Pengujian selanjutnya yaitu Pengujian 6 Suhu dan Kelembaban dengan Lampu tanpa Aktuator Ultrasonic Humidifier (2) yang berlangsung selama 30 menit dan berkelanjutan dari hasil Pengujian 5 mulai dari jam 18.30 WIB sampai dengan jam 19.00 WIB.

Tabel 4.9 Pengujian 6 Suhu dan Kelembaban dengan Lampu tanpa Aktuator Ultrasonic Humidifier (2)

No. Suhu (o_C)

Kelembaban (%RH)

Perubahan Waktu

1. 30 44 0

2. 30-29 44 30 detik

4. 28 45-46 4 detik

5. 28 46-47 36 detik

6. 28-27 47 5 detik

7. 27 47-48 5 detik

8. 27 48-49 14 detik

9. 27 49-50 5 detik

10. 27-26 50 15 detik

11. 26 50-51 1 detik

12. 26 51-52 5 detik

13. 26 52-53 8 detik

14. 26 53-54 1 menit 16 detik

15. 26 54-55 26 detik

16. 26 55-56 6 menit 12 detik

17. 26 56-55 1 menit 10 detik

18. 26 55-54 28 detik

19. 26 54-55 5 detik

20. 26 55-56 3 menit 19 detik

21. 26 56-55 3 menit 8 detik

22. 26 55-56 1 detik

23. 26 56-57 52 detik

24. 26 57-58 59 detik

25. 26 58-59 1 menit 26 detik

26. 26-27 59-58 1 menit 43 detik

Tabel 4.9 di atas menjelaskan bahwa pengujian Suhu dan Kelembaban dengan Lampu tanpa Aktuator Ultrasonic Humidifier yang berkelanjutan dari Pengujian 5 dapat menurunkan suhu sampai sesuai range dari Setting Point meskipun nilai kelembaban akhir pada Pengujian 6 (59 %RH) tidak sampai menyentuh angka Setting Point namun jika pengujian diteruskan lebih dari 30 menit ada kemungkinan nilai kelembaban akan sesuai dengan Setting Point yang telah ditentukan. Nilai awal suhu pada Pengujian 5 kali ini sama dengan nilai terakhir pada Pengujian 5 sebesar 30 °C. Dibutuhkan waktu 30 detik untuk suhu turun menjadi 29 °C dan 29 detik untuk turun kembali menjadi 28 °C, kemudian turun kembali menjadi 27 °C dengan rentang waktu hanya 24 detik, hanya 5 detik untuk suhu turun kembali menjadi 26 °C.

69

46. 31-30 43-44 6 detik

Tabel 4.8 di atas menjelaskan bahwa pengujian Lampu tanpa aktuator dapat menaikkan suhu sampai sesuai range tertinggi pada Setting Point. Nilai awal suhu pada Pengujian 5 kali ini sama dengan nilai awal pada Pengujian 4 sebesar 28 °C. Sempat turun ke nilai 27 °C namun naik kembali menjadi 28°C dengan rentang waktu 4 menit 3 detik menjadi 29 °C. Kemudian berangsur-angsur naik hingga mencapai nilai suhu tertinggi pada Pengujian 5 sebesar 31 °C dengan rentang waktu 14 detik. Sedangkan perubahan nilai kelembaban naik-turun namun di awal-awal naik menjadi 54 %RH ini merupakan nilai terbesar pada pengujian 5, kemudian berangsur-angsur turun seiring dengan naiknya nilai suhu. Nilai kelembaban terkecil menyentuh angka 43 %RH dan merupakan nilai kelembaban terkecil pada semua Pengujian Suhu dan kelembaban.

Pengujian selanjutnya yaitu Pengujian 6 Suhu dan Kelembaban dengan Lampu tanpa Aktuator Ultrasonic Humidifier (2) yang berlangsung selama 30 menit dan berkelanjutan dari hasil Pengujian 5 mulai dari jam 18.30 WIB sampai dengan jam 19.00 WIB.

Tabel 4.9 Pengujian 6 Suhu dan Kelembaban dengan Lampu tanpa Aktuator Ultrasonic Humidifier (2)

No. Suhu (o_C)

Kelembaban (%RH)

Perubahan Waktu

1. 30 44 0

2. 30-29 44 30 detik

4. 28 45-46 4 detik

5. 28 46-47 36 detik

6. 28-27 47 5 detik

7. 27 47-48 5 detik

8. 27 48-49 14 detik

9. 27 49-50 5 detik

10. 27-26 50 15 detik

11. 26 50-51 1 detik

12. 26 51-52 5 detik

13. 26 52-53 8 detik

14. 26 53-54 1 menit 16 detik

15. 26 54-55 26 detik

16. 26 55-56 6 menit 12 detik 17. 26 56-55 1 menit 10 detik

18. 26 55-54 28 detik

19. 26 54-55 5 detik

20. 26 55-56 3 menit 19 detik 21. 26 56-55 3 menit 8 detik

22. 26 55-56 1 detik

23. 26 56-57 52 detik

24. 26 57-58 59 detik

25. 26 58-59 1 menit 26 detik 26. 26-27 59-58 1 menit 43 detik

71

Tabel 4.9 di atas menjelaskan bahwa pengujian Suhu dan Kelembaban dengan Lampu tanpa Aktuator Ultrasonic Humidifier yang berkelanjutan dari Pengujian 5 dapat menurunkan suhu sampai sesuai range dari Setting Point meskipun nilai kelembaban akhir pada Pengujian 6 (59 %RH) tidak sampai menyentuh angka Setting Point namun jika pengujian diteruskan lebih dari 30 menit ada kemungkinan nilai kelembaban akan sesuai dengan Setting Point yang telah ditentukan. Nilai awal suhu pada Pengujian 5 kali ini sama dengan nilai terakhir pada Pengujian 5 sebesar 30 °C. Dibutuhkan waktu 30 detik untuk suhu turun menjadi 29 °C dan 29 detik untuk turun kembali menjadi 28 °C, kemudian turun kembali menjadi 27 °C dengan rentang waktu hanya 24 detik, hanya 5 detik untuk suhu turun kembali menjadi 26 °C.

72

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Beberapa hal yang dapat disimpulkan dari penelitian Tugas Akhir ini adalah :

1. Persentase error suhu tertinggi yakni sebesar 11,54%, error suhu terendah sebesar 0%, sedangkan persentase kelembaban error tertinggi sebesar 20,41%, persentase kelembaban error terendah sebesar 0%. Nilai error suhu rata-rata adalah 4,41% dan nilai error rata-rata kelembaban adalah 5,93%. Terjadinya error yang tinggi pada pengujian dikarenakan perbedaan sensitivitas serta keakuratan antara sensor DHT11 dengan termometer dan hygrometer.

2. Kinerja rumah kaca dikendalikan dengan berbagai aktuator. Aktuator yang digunakan untuk mengendalikan variabel di dalam rumah kaca pada penelitian ini yakni kipas (fan) dan ultrasonic humidifier.

3. Perubahan nilai Suhu dan Kelembaban tergantung dari kondisi udara di luar greenhouse serta udara di dalam greenhouse.

5.2 Saran

Untuk pengembangan lebih lanjut mengenai penelitian Tugas Akhir ini, maka penulis memberikan beberapa saran sebagai berikut:

73

1. Penelitian selanjutnya dapat dikembangkan dengan menambahkan variabel-variabel dan metode lain yang mendukung kinerja rumah kaca agar dapat bekerja dengan baik.

2. Pengembangan dengan monitoring secara wireless dapat memungkinkan kinerja rumah kaca semakin baik.

3. Penambahan Plat pada setiap sisi siku-siku greenhouse agar kuat dan tidak ringkih saat digoyang-goyang.

4. Penambahan Ultrasonic Humidifier agar dapat dengan cepat menaikkan kelembaban atau menurunkan suhu dibantu dengan fan.

74

DAFTAR PUSTAKA

Diw Satrio, Dimas. 2012. Instrumentasi Pada Miniatur Rumah Kaca Berbasis Mikrokontroler ATmega16. Bandung: Politeknik Negeri Bandung.

Hariadi, Tony K. 2007. Sistem Pengendali Suhu, Kelembapan, dan Cahaya dalam Rumah Kaca. Yogyakarta: Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, Vol. 10, N0. 1, 2007:82-93.

Kadir, A. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler & Pemrogramannya Menggunakan Arduino. CV. Andi Offset. Yogyakarta. 282 hlm.

Samanhudi dan D. Harjoko, 2006. Pengaturan Komposisi Nutrisi dan Media Dalam Budidaya Tanaman Tomat Dengan Sistem Hidroponik. UNS, Surakarta.

Siswadi dan Teguh Yuwono, 2013. Uji Hasil Tanaman Sawi Pada Berbagai Media Tanam Secara Hidroponik. Jurnal Innofarm Vol. II, No. 1, 44-50.

Siswandi, M. P. Ir. 2006. Tanaman Hidroponik. Yogyakarta: Citra Aji Parama. Soeseno, S. 1985. Bercocok Tanam Secara Hidroponik. PT Gramedia. Jakarta. 119

hlm.

Sudibyo K., Sudarmodjo dan Yos Sutioso. 2002. Hidroponik Skala Rumah Tangga. Jakarta : Agro Media Pustaka.

Suharmon, Recky. 2014. Perancangan Alat Pemberi Makan Ikan Otomatis dan Pemantau Keadaan Akuarium Berbasis Mikrokontroler ATMega8535. Medan: Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Utami, L. 2010. Rancang Bangun Sistem Penyiraman Tanaman Secara Otomatis Menggunakan Sensor Suhu LM35 Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535. Skripsi. Universitas Lampung.

Vymazal J, Kropfelova L. 2008. Wastewater treatment in constructed wetlands with horizontal sub-surface flow. Environmental Pollution 14:135-136.

Zuhal. 1988. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta: Gramedia.