Rancang Bangun Sistem Kendall Proportional Integral-Derivative Pada Pengendalian Konsentrasi Larutan Nutrisi Hidroponik
ISBN: 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
SEMINAR NASIONAL:. .
FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
,._
Ｎｌｾ
• _
__
......
JdLHldllyur, .1.1 -
..
ｾ
1\ I
L
__ ..
'""\"...
A
lL l'IUVerTIUer LU1't
TEMA:
PENINGKATAN PERAN TEKNIK DAN INFORMATIKA
PERTANIAN DALAM RANGKA MEWUJUDKAN
KEDAULATAN PANGAN DAN ENERGI
BERKELANJUTAN
BUKU I
·TEKNIK TANAH DAN AIR
-
BIDANG TEKNIK TANAH DAN AIR
------
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
P'ENYU-Nl'ING :
Ade Moetangad Kramadibrata
Handarto
Dwi Rustam Kendarto
.Sopffia ｡ｮｴ ｾｷｄ
NJJr Perwp.:asarJ
Asep Yusuf
Selly Harnessa Putri
Ahmad Thoiiq
Desai" Cover :
Hyldan Natawiguna
Sophia Dwiratna Nur Perwitasari
pROS.LDING SEM.LNAR NASlONAi. F'f1'P UNPAD - pERTETA - HIPI 2014
Tema:
Peningkatan Peran I eKnIK dan mrormatlKa Pertanian daiam Rangka Mewujudkan
Kedaulatan Pangan dan Energi Berkelanjutan
Bidang Kajian : Teknik Tanah dan Air
Cetakan pertama
ISBN : 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
UNPAD PRESS
Gedung Rektorat Lantai IV
Universitas Padjadjaran
JI. Raya Bandung - Sumedang Km 21
Jatinangor Sumedang
Telp (022) 84288812 Fax (022) 84288896
Nomor Keanggotaan IKAPI : 327 /JBA / 2013
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor- 11-12 November 2014
;1
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
DAFTARISI
iii
KATA PENGANTAR
DAFTAR lSI •....•••.....................•.•.••..•...............•.........•••.....••.••.•••......•••.••...........••......v
LAPORAN KETuA PANITIA PELAKSANA •.••••.•••••••••.•••••••.•.••••..•..••..•.••••.•.....•.•.••••••...•.••viii
SAMBUTAN KETUA PERTETA CABANG BANDUNG DAN SEKITARNYA •.••.......•••.•.••••......••• x
SAMBUTAN REKTOR UNIVERSITAS PADJADJARAN •........•.........•.•.••...•........••.••••.•.•.•.•.xiii
1/11'"'1'/11/11
"""""LJ'
••
ｾｌＮ
C:I=MTI\I/IO 1\I/1C:Tf1I\1/11
....,L...I-I ....
ｾｲｵＧ
111\10/11'"'1 _ OI=OTI=T/I _ I.HOT ')01 25 %
Arostiarso
12
Rekayasa Alat-Mesin Produksi Pakan Ternak Bentuk Pellet Berbasis Limbah Pengolahan Kopi
dan Kakac
Edy Suharyanto 1), Hendy Firmantd) dan KaswantdJ•...................................................... .29
Rancang Bangun Gasifier Downdraft Dan Aplikasi PLT-Biomassa Kapasitas 50 Kw Untuk
Daerah Terisolasi Dari Jaringan Listrik PT. PLN
Kiman Siregar*
43
Evaluasi Kinerja Mesin Tanam Padi (Rice TlOnsplanter) 4-Row Walking Type) Di
Indonesia
Arostiarso, dan Suparlan
54
Peningkatan Traveling Ability jvjesin Sprayer Nobile jvjeiaiui Pengubahan Sistern Transmisi Ke
Roda Penggerak
Gatot PlOmuhadi 1), M. Yanuar Jarwadi Purwanto 2), Agus Sutejo 1)
64
Kajian Kesesuaian Bentuk Antara Planting Finger (Picker) Dari Rice TlOnsplanter Dengan
Sistem Pembibitan Padi
Arustiarso dan Suparlan
72
Rancangan Alat Pengering Rengginang Hybrid Energi Surya Dan Biomassa Pelepah KeJapa
Sawit
Tamaria Panggabearl, Arjuna Neni Triancl, Ari Hayatr
.79
Destilator Fractionate Continue System Pada Produksi Bioetanol Dari Umbah Cair Kopi Arabika
Sebagai Sumber Energi Terbarukan
87
Soni Sisbudi Harsono 1) Mukhammad Fauzi 2), Suhardi 1)
Rekayasa Teknologi Gasifier Dari Biomassa Tandan Kosong Sawit (TKS)
A.Asari,. Elita R
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor, 11-12 November 2014
93
ISBN : 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
ｾ
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
Uji Adaptasi Mesin Pemanen Kentang
D. AT Teg.JJh Wikan Widodo dM ｾ
Hidayal
101
Pengembangan Aisin Membran Pada Proses Pemurnian Gula Tebu Cair
Ana Nurhasanah, Dedy A. Nst.., Mu/yani dan Daragantina N.
124
ModifJkasi A1at PemipiJ Jagung Dengan Sumber Penggerak Motor Ustrjk
santoser), Mis/aini R. 2), dan Irsyad Aswandil}
134
Rancang Bangun Alat Destilasi Bioetanol Berbahan Baku Jerami
santoser} dan Chns Eko Mau/anci}
147
Kajian Pemanfaatan Air Kondensat (Ex Steam) Sebagai Air Umpan Boiler Pada Pabrik Kelapa
Sawit
Nuraeni Dwi Dharmawati
161
Disain Sistem Pengering Kerupuk Kemplang Dengan Uap Super Panas Tekanan Tinggi
Berbahan Bakar Biomassa
Endo Argo KuncofO, Rahmad Hari Pumomo
170
iviwifikasi iviesin Pengering Chip Mocal Tipe Rak dan Truly
Ana Nurhasanah, Su/amo, Suherman, dan Agus Sutanto
178
Evaluasi Teknis Kinerja Alat - Mesin Penanam Kentang 1 Baris
M. Hidayat dan D. A. Budiman
189
Desain dan Uji Klnetja Konvetter Biogas Untuk Notor Bakar Bensin Bersiiinder Tunggai
Desrial, Dyah Wu/andani, Sri Wahyuni, dan Dhikotama
195
Study Performansi dan Konstruksi Alat- Mesin PengeprasTebu Di Indonesia
Arustiarso dan Marsudi
204
Kajian Ko-Gasifikasl Sekarn Padl Dengan Ternputung Keiapa Dan Kayu ivienggunakan Updralt
Gasifier
B. Purwantana, Sri Markumningsi17, T. Eayu Hemawan, Ra17adian w: Astara
2i5
Uji Kinerja Mesin Pemeras Tebu
I"'I __ J.'
DUUlIlldll,
"A
ｕＮｾ Ｌﾷ
1J
""
L!. __ .ll,. __ . ..,_._ill
J
UdrdYdllWld ｉｶｵｲｾ､ｬ Ｇ
Udll
AI
ｾｬ ｬ ､ｕ
J
·1J
.. ..,_ ...
ｾ ､ｮ
Uji Kinerja Unit Penghasii Asap Cair Yang Terintegrasi Dengan Pengering Kabinet
Hendn Syatt, Sri Hartutl, Juandci
.,.,.,
LLL
234
Karak1:eristik Liquid Volatile Matter Limbah Organik 5ebagai Bahan Paduan Hybiid Solid Fuel
Berkalori ｩｧｾ ｔ
.
•
M. Jahiding'J, Mashun!J, Hasrialf)
242
Pengembangan Dehidrator Vacum Gula Tebu Cair
Puji Wldodo dan Dedy A Nasuiton
249
Potensi Penurunan Energi Dengan Metoda Penggetaran Struktur Pada Bajak Mol Getar
Radite P.A.S
256
Pengatuh Re-Sitkuiasi Gas Pitoiisa Tethadap Klnetja Gasifikasi Biornassa Carnputan Sekarn
Pad; Dan Serbuk Gergaji Pada Updraft Gasifier
Sri MarkumningsiIT, Bambang Purwantanci, Lantip Priyaji Saputra
264
Rekayasa dan Pengembangan Mesin Pemanen Kentang
_
_
SEMINAR NASIONAL FJ1P UNPAD - PERTETA -.HlPl 2014
Jatinangor, 11 -12 November 2014
------
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
Teguh Wikan Widodo, Marsudi, Yanyan, Joko P. dan A. Asari
273
AnaTisis Desain dan Klnerja Roda Penggerak Untuk Penjatah Benih Mesin Penanam Jagung
Wawan Hennawan, Tineke Mandang, Agus Sutejo, Adhika Rozi Ahmad
286
Perancangan Sistern Penunjang Kearnanan Bagi Aiat Transportasi Kabei Untuk Pengangkutan
Sayuran
M. Muhaemin, D. Prijatna, M. saukat, WKｾｨ､ｮ｡ｧｵｓ
A. Yusuf.
296
Rancang Bangun dan Uji Kinerja Sistem Transportasi Kabel Untuk Pengangkutan Hasil
Pertanian Di Lernbang, Bandung
M. Muhaemin, R. Kastaman, T. Herwanto, D. Prijatna, Sudaryanto, M.saukat, WK Sugandhi, A.
Yusufdan K. Amaru
304
Modifikasi Program Pengendali Pintu Pembagi Untuk Mesin Grading Tomat Tep 4
Bayu VVlI"'a Wlcaksana', Muliarmnad saukaf, dan Mllnin l'-;uliaelnlrl, Totok Hetwantd, Deily
PrijatnaZ, Wahyu K. Sugandi
305
ModlffKasi Dan Uji Kinerja Mesin Pencuci Ubi Cilembu (Ipomea Balalas (L). Lam)
PKMKC-12 Prototipe-2
Milly Rostika Putrl, Muhammad saukaf, Asep Yusuf
318
Rancang Bangun Alat Produksi Bioethanol Dari Ampas Tapioka (Onggok Ubi Kayu)
Yuana ｾｴ｡ｩｭｳｵｓ
Mochammad Nuruda7n
337
Rancang Bangun Unit ConveyorPendorong Secara Terkontrol Pada Mesin Pengupas Nanas
(Ananas ComosusJ TEP-Ol
Tunggul sagala'-, Mimin MUhaemiff, Totok Herwantd, Muhammad saukaf, Asep Yusuf.. 346
l'iiodifikasi Metering Device Untuk Mesin Gracflng Tomat (Lycopersicum Esculentuni) TIP-4
Totok HelWantd, Adinda NUrfadillali, Dedy PrijatnaZ, Mimin MUhaemiff, Muhammad
saukaf, Wahyu Kristian Sugandi,
358
Pengaruh Penggunaan Mesin Grading TEP-4 Terhadap Mutu Dan Umur Simpan Tomat
(lycopersicum Esculentum)
Hany Septi Maulia, Mimin Muhaemin, Sudaryanto, Totok HelWanto, Dedi Prijatna, M.saukat,
Wahyu K. Sugandi
367
Rancang Bangun Sistem Kendali Proportional Integral-Derivative Pada Pengendalian
Konsentrasi Larutan Nutrisi Hidroponik
Made Ekalaya Prathisthaya'-, Liyantond, Solahudirr
376
Kajian Parameter Kematangan Buah jvieion Var. Goiden jvienggunakan Pengoiahan Citra
Usman Ahmad
385
Rancangbangun Unitmetering Device Untuk Pengumpan Tomat( lycopersicum Esculentuni)
Pada Mesin Grading Tomat TEP-3
Totok Herwantd, Andronikus Damanik, Dedy PrijatnaZMimin Muhaemiff, Muhamad
394
saukar: Wahyu K Sugandhl
Penentuan Tingkat Kenyamanan Anak Ayam Dengan Pengoiahan Citra
M. MUhaemirr, Handartd, L Setiawanb, A.A. SitinjakaZ ........ Error! Bookmark not defined.
HASIL DISKUSI BIDANG ALAT DAN jviESIN PERTANIAN
405
HASIL PERUMUSAN SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
421
ｾｌＮｉＢｊＧｕ｜ｲ
rLft.ATI\IAn 1\1 1\ rTf""\1\..1 1\'
ｬＧｊｉＢ｜ｾＮｕｌ
r:-rTf"\ IlIunIU""
ｦＢ｜ＱＺ ｾＭｲ Ｚ ＢｔＧＱ｜
I I U'" UI'JI""M.U - 1""L..f'\.1 L.I M. -
UTr'\T .... rH A
I u,1""J. LV.1..,. _
Jatinangor, 11-12 November 2014
_
BIDANG ALAT DAN M-ESIN PERTANIAN
SNP2014 - 838
RANCANG BANGUN SISTEM kENDAll PROPORTIONAL
INTEGRAL-DERIVATIVE PADA PENGENDALIAN KONSENTRASI
Made Ekalaya Prathisthaya\ Liyantono\ Solahudin1.
lDepartemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor, Kampus Dramaga, PO BOX 220, Bogor, Jawa Barat
e-mail: [email protected]
ABST.H\K
KegiCltclfl tmdioClYCI taflClfflClfl hiotOpOfl-ik ITIeITIe-rtukClfl peflgefldaliafl tetnadap
konsentrasi larutan nutrisi agar konsentrasi larutan nutrisi tersebut sesuai dengan
kebutuhan nutrisi. Tujuan penelitian ini adalah merancang bangun sistem kendali
konsentrasi larutan nutrisi menggunakan sensor EC (elctrical conductivifYj, dengan
menggunakan metode PlD. Penelitjan jnj dilakukan daJam 4 tahap, yajtu kalibrasi sensor
EC, simulasi penurunan konsentrasi larutan nutrisi karena proses evapotranspirasi,
penentuan parameter kendali PID (Kp, Ki, Kd) secara trial & error, dan simulasi
pengendalian EC dari larutan nutrisi. Hastl validasi pada tahap 2 sudah memuaskan yang
ditunjukan oleh nilai RMSE sebesar 0.025 gram dengan nilai koefisien determinasi 0.973.
Kemucfian setelah dUakukan trIal & error pada penentuan parameter Kp, Kl, Kd dlperoleh
nilai berturut-turut 5, 5000, 200, dengan nilai toleransi ±6 %. Nilai tersebut adalah nilai
yang paling optimal dengan ditandai osilasi nilai EC terukur disekitar nilai EC target dapat
teredam. Hasil simulasi pengendalian EC terukur dari larutan nutrisi didapat nilai RMSE
sebesar 0.023 dS/m dan ｮｾ
RMSE dari bobot nitrogen 0.012 gram. O!eh karenanya,
dapat dikatakan sistem kendali PID ini dapat mengendalikan nilai EC disekitar nilai target.
Kata Kunci: EC (electrical conductivifYj, sistem kendali, PID (Proportional- Integralderivative)
PENDAHUlUAN
Menurut Van Nostrands, SCientific Encyclopedia (Considine 1976), hidroponik adalah
pembudidayaan tanaman tanpa menggunakan tanah dimana teknik ini memanfaatkan
' Ｎｾｨ
.. ｨ ｾ
ｾｉＬ
t.anamafl ul
..I' Ｎ ｉ ｾ
ｉｾ
t
t .,M
k ｾＮＱ
t ' , seSJJal,
peITJ"HHU'.JHGH
Gf'.:ar
UII LV.J.,J). 1 '''01 uoyo II0llLOI
1 ........ _ _ I .......
listrik (electrical conductivifYj digunakan sebagai pendekatan untuk menentukan
konsentrasl melalul konduktivTtas TI5trik darllarutan (Hanan 1998). Semakln besar jumlah
unsur yang terlarut dalam larutan nutrisi, maka nilai EC yang terukur juga akan meningkat
secara linier (Hanan 1998).
Untuk
ｾ
ｾｮ
EC dalam pene!itian mi,
ｮ｡ｫ ｵｾ､
metode kenda!i
otomatis Proportional-Integral-Derivative (PID). Pada sistem PID, secara garis besar
kendali proporsional digunakan untuk mengurangi galat secara proporsi berdasarkan nilai
teiukui seketika. Kendall Integial mangakumulasi galat yang telah beijalan, sehingga
menggiring nilai galat secara perlahan menuju nilai no!. Kendali derivatif digunakan
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor; 11 -12 November 2014
-------------
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
----
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
sebagai laju perubahan galat dimana kondisi ini berfungsi sebagai antisipasi nilai galat di
ｷ｡ｫｴｵｳ･ｾｪ Ｎｮｹ Ｌ
.mempercepat respon kendati proporskma! dan .me.nIDgkatkan stabWtas
dengan mengompensasi jeda yang ditimbulkan dari kendali integral (Neary 2004). Sistem
kendali PID sangat berguna untuk kondisi yang mengharapkan sistem mem iii ki respon
cepat teihadap peiUbahan lingkungan dan sistem kendall PID sangat beiguna untuk
pembebanan yang berlanjut terus (Neary 2004).
penelltlan Inl secara umum bertujuan untuk merancang bangun slstem kendall
konsentrasi larutan nutrisi dengan EC sebagai parameter, berbasis metode Proportiona/Integra/-Derivative (PID). Untuk mencapai tujuan tersebut, maka dilakukan simulasi pola
penurunan konsentrasi larutan nutrisi hidroponik karena proses evapotranspirasi,
penentuan .parameter kendaU PID (Kp,
Ｌｾｋ
Kd) secara trial & error,
ｾｳ｡ｬｊ ＮＱｩｦ
ｾ
EC dari larutan nutrisi menggunakan parameter kendali PID yang sudah ditentukan.
Penelitian ini dilakukan dalam skala model. Dimana gangguan terhadap sistem kendali
dalam bentuk penurunan konsentrasi larutan hidroponik karena proses evapotranspirasi
dimodelkan berdasarkan data penurunan bobot nitrogen terserap oleh tanaman. Skala
model juga dlaplTKasTKan terhadap sistem pencampuran larutan hidroponTK, yaltu antara
larutan hidroponik dengan air.
METODOLOGI
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Mei 2014 hingga Agustus 2014. Kegiatan
ｮｬ Ｚ Ｂ ｩｨ｜ＧｙｲｾＱ ｬｮ｡
rI"::ll""::ll
ｴｊ｜ｷＮｉ ｾｕｉ ｕｉ ｕｉ
UU\"U,
r""irnlll"::llt"'i
wIiIIUIU",,',
non"nl"::llh"::lln ,-I':) ....
Ｂ ＧＭｉ ｾｖｉｕ ｉｕ ｉ
\.JUII
narn.IlIt"'lln"::lln
tJ"""111u""UIIU.I
h"::ll,..il
IIU"'II
....onaliH-:.n
1--''-1 1' - I I \.lUI 1
rliI"::llL,.IIV"::lln
u.u..... 'Uf'UII
Ai
u_
Laboratorium Teknik Bioinformatika, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas
Teknologi Pertanian, Insfltut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas laptop, software Arduino 1.0.5
untuk pembuatan program, 1 buah sensor EC probe CS200, EC meter eM-l1P, 3 buah
katup selenoid 12 volt, board mikrokontroler Maxiduino untuk kendali sistem,
mikrokontroler EZO-COM untuk pembacaan data EC, wadah pencampuran nutrisi, wadah
larutan pupuk cair, timbangan 1 kg, pompa udara (aeratol>j sebagai pengaduk, kran infus
untuk simulasi penyerapan nitrogen oleh tanaman. Bahan yang digunakan dalam
penefirian inl adalah pupuk hidroponlk calr dengan merek dagang AB mix dan air
terdestilasi.
ｐ･ｮｰｕ｢ｲｾ
ｾ
e1edriCill ｾｶｩｴｹＨｦｃＩ
Penelitian ini diawali dengan kalibrasi sensor EC dengan kode alat CS200 dan EC
meter CM-21P yang dilakukan pada tanggal 23 Maret 2014 di Laboratorium Teknik Bioit"'lo.,:_.....-"""'.. iI,...
III1UIIIICH.Ir..U,
I""'\__ ... .....+_..-_t"'lo
T_I,_a,
I\JI_.... i_
ｾ
U-';;:;IJUI \,CII ICII
I CI'III"
I·.C,,:)III
UUII
.... "
C,,....... i ....._..- T_......i ......
ｕｉ ｾｉ ＧＭｃｉ Ｌ
n,........... _i ... _ 0 __ "... V .... lih........... ;
r C;:I \,0111011 ｕ ｾ ｕ ｉ
• •'OIlUI ｡ ｾ Ｑ
"LlI.,;)U\.U\.
dilakukan terhadap EC meter CM-21P terlebih dahulu. Kalibrasi untuk EC meter dibagi
menjadi tlga tahap yaltu kalibrasi kerlng, kallbrasi EC rendah dan kalibrasi EC tinggi.
Setelah dilakukan kalibrasi terhadap EC meter CM-21P, dilakukan kalibrasi terhadap
sensor EC CS200 dengan menggunakan beberapa titik volume AB mix yang digunakan
sebagai bahan dalam penelitian ini dan hasil pengukuran sensor EC dibandingkan dengan
alat ukur EC meter CM-UP.
ｾｔ
ｾｧ｡｢
pupuk A maupun
ｾｧ｡｢
pupuk B
ｭ･ｫｾ
perbandingan 1: 1 sesuai dengan penggunaan pupuk cair hidroponik AB mix yang
dianjurkan. Pembacaan data dari sensor dilakukan melalui mikrokontroler EZO-COM dan
komputei. Pembacaan EC metei Ct 1-21P dilakukan melalui recorder.
Ｚｾ
.1_'
t aSI
r ' «ft
1_- t
... . '.11:
ＬＢｭＧＮｮ｡ｾ
penurunan .II:Ｎｾｯｮｳ･
u :an nu..nsl
"arena proses e U
..ｬｳ｡ｲｰＵＮ｡ｲＬＮ ｾ 2 f t 1 d .
y
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor, 11-12 November 2014
•
-
----
ISBN: 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
Komoditas yang digunakan untuk simulasi penurunan konsentrasi larutan nutrisi
(Lycpersiccon eSC/llenturn).
Tanaman tomat tidak benar-benar digunakan, tetapi yang digunakan adalah data
penurunan jumlah nitrogen di dalam wadah larutan nutrisi yang digunakan untuk
budidaya tomato Simulasi diawali dengan melakukan penyetelan alat penetes, dimana
dalam simulasi ini yang digunakan adalah infus. Infus disetel secara trial & error agar
mendapat debit yang dllnglnkan.
water use and nutrient uptake ofa tomato crop grown on
Data diperoleh dari ｙｩ･Ｏｾ
coconut coir dust (Rincon et al. 2005), dimana sumber telah melakukan penelitian
mengenai penurunan jumlah nitrogen yang disebabkan proses penyerapan nutrisi oleh
karena proses €v.apotranspjrasi adaBh tanaman t.omat
tanaman tomat.
Berdasarkan informasi yang tertera pada kemasan pupuk cair hidroponik AB mix
bahwa dari total padatan AB mix yang belum dilarutkan dengan air, terkandung 9.9 %
nitrogen (N03-). Berdasarkan informasi tersebut, nilai total volume terukur dari hubungan
antara EC terukur dengan total volume AB mix dapat dikonversi menjadi bobot unsur hara
(bobot nItrogen).
Setelah simulasi dilaksanakan, hasil dari simulasi di validasi terhadap data analogi
penurunan kumulatif total nitrogen (N03-) terserap di wadah larutan nutrisi.
Penentuan parameter kendali PIO (Kp, Ki, Kd) secara trial & error
Slstem kendall pm yang dloperaslkan tidak blsa stabn ketlka mencapal nnal tltrK
acuan (set point). Maka dari itu diberikan suatu nilai toleransi agar semua kran bisa
diposisikan pada posisi tertutup dan proses yang terjadi hanya proses pengadukan. Dari
kegiatan penyetelan yang telah dilakukan, ditentukan nilai toleransi pada awal penyetelan
yaitu sebesar ± 8.8 % ､｡ｲｾ
ｮｩＡ｡ｾ
ｴｾｷＮ
acuan (set pain!). Peny€tean di!anjutkan dengan
menentukan nilai konstanta proporsional, konstanta integral dan konstanta
derivative secara berturut-turut yaitu sebesar 20, 3000, dan 200.
Simulasi pengendalian EC dari larutan nutrisi
Slmulasl dTIakukan dl Lab. Teknlk Blo-lnformatlka, Departemen Teknlk Mesln dan
Biosistem, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Alat dan bahan yang digunakan untuk simulasi
ini sama seperti yang digunakan untuk model penurunan konsentrasi larutan karena
proses evapotranspirasi. Hanya saja ditambahkan ember larutan nutrisi dan kran otomatis
t.lt ｭ･Ｚｾ ｬｓ oct.
ｏｉｾ ｾ ｾ
Ｎｾ［Ｇｃ
b ' Inl
.
､ｏｉｾ
••1.
ＬＮｾｉ ｾ
2 Hall,
ｨｾＧ
rI"'......"' ...
Ｎ ｕｾＱＴＭＧｻ
Ｎｮ｡ｬｴ Ｎ ｈＭｲＺｾＧｉ ｏＢＬ
ＡｓｾＮｊＢｦｴ］
ltal'.L'!".an
;:)'Ctama
ＧＭ ］ｾＬ
pengambilan data setiap 50 menit sekali.
0
ｾｯｧｮ｡ ｩｴ ｊ
SEMINAR NASIONAL FrIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
11-12 November 2014
-- -
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
-+j' Ｎ｀Ａｾｬｴｙ Ｌｐ
,.-
J
I
I
I I
I I I
ll-'
ｾＮＡｭｨｬﾧｩ
:'1odeI ｐＮｭＡｾＱｊ
ｧＮｑｾＡｊｬ
j J J W.e.naｊｳｮｪｰＧｭＺｏｐＮ｡ﾷｾｴ
.
ｾ
!
ｑＮ＿ｉｊＡｾ
ｾ
I ｔｨｾｬＡ
-
-
-
-
(funning)
!!Ptul£ｩｬｾＩｉｴＮｊｐＱｬｾｪ
ｾＡＮｐｬ
-
-
-
-
- - - ----
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
I
jｾ
EC
ＡｩＺＮｾｬ
,ｾ
pm
EC
Pill &..eJll! 2g II
ｾ･ｊｬ､｡Ｑ
parameter k!n4.:ili mP-Uit!J I
==rx:-------(i""'_;:.lJ
( ＧｾＱ･Ｉ
PJ.Q.S edｾｬ
ｾＯ
P£t1$Ufu!.
Keter6flgan
A: Simulasi pertumbuhan tanaman
B: Pengendalian nutrisi dengan PID
Prosedur dari penelitian yang dilakukan ditampilkan pada Gambar 1. Tahapan
penelitian dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian simulasi pertumbuhan tanaman sebagai
model gangguan terhadap sistem kendali PlO, dan pengendalian nutrisi dengan PID
merupakan simu!asi pengenda!ian nilai electrical conductivity CEC) dengan menggunakan
sistem kendali PID.
HASIl DAN PEMBAHASAN
Kalibrasi Sensor Electrical Conductivity (EC)
Kalibrasi sensor EC diawali dengan kalibrasi terhadap EC meter CM-21P terlebih
dahulu. Kaiforasi dibagi menjadi tiga tahapan yaitu kalibrasi kering yaltu EC meter
dikondisikan tidak terkena larutan atau cairan apapun (EC probe kondisi kering).
Digunakan larutan KCI dengan nitai EC 12.880 dS/m sebagai EC rendah dan 80.000 dS/m
sebagai EC tinggi yang telah dilengkapi bersamaan dengan sensor EC. Hasil dari kalibrasi
EC meter CM-21P ｮ｡ｫｕｰｭＮｾ､Ｍ
pa-da Gamhar 2. Persamaan regresi yang mdapat ｵｾ｡ｹ
y =
1.126x - 0.661, merupakan hasil pencarian regresi data terukur EC meter CM-21P
terhadap EC acuan yaitu kalibrasi kering dan kalibrasi EC larutan KCL. Persamaan regresi
:1_: r:r .... _ .. i f\ ["0""7 .... r l
It:1 ;:)t:UUl IIOIIYO Ut:IIO"'U UlllU'" I t:IILOIIY 111I01 l.\.. UOII U.JOI ｕ ｾ Ｏ ｉ
..........._ .....L... ..... l... __ .. __ ..... _ ... 1_1,•••• _ ..... 1, ...__ ...
i
on nnn
ｾｲｊ｟
;:)01111J01 Ou.UUU ｕ ｾ Ｏ ｉ Ｎ
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor, 11 - 12 November 2014
-------
---
ISBN: 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
:§ ｾ
ｾＵＰ
Ｎｾ
ｾ
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
80
.-/
y = U26x - ｏＮｾ
/
ｾＴＰ
/'/
10
I
/
I
/ /
o ｾＯ
o
. -_. -- .60
40
20
T"""r" • • • • ..1. ••• , . " , f
,,",1T\
L\..,. lliCl,Cl \,..-n'!-"lr
80
F.JC'< I .•• '
ＢｕｾＯｉｕＩ
Gambar 2 Grafik hubti11gan antara data penguKuian EC meter CM-2iP terhadap nflai
EC acuan
Seteiah pengaiibrasian EC meter CM-2iP, diiakukan kaiibrasi terhadap sensor EC
C5200 At/as-SCientific melalui EC meter CM-21P. Hasil dari kalibrasi dapat dilihat pada
Tabel 1 dan Gambar 3. Persamaan regresi yang didapat dari hubungan EC terukur antara
sensor EC CS 200 dengan EC meter CM-21P yaitu y = 1.228x - 0.721. Persamaan regresi
tersebut hanya ber!aku pada rentang nila! EC 0.587 dSjm sampai 80.000 dSjm. D!dapat
nilai koefisien determinasi sebesar 0.998, yang memiliki makna bahwa 99.8 % keragaman
diantara data EC meter CM-21P dapat dijelaskan koreiasinya dengan data sensor EC
C5200.
Tabel 1 Data pengukuran EC di dalam 1 liter air yang dilakukan
men.ggllnakan sen.sor EC CS20Q dan EC meter CM-21P
Larutan 5tok B
Larutan 5tok A
\"" )
0.900
2.500
5.000
7.500
10.000
12.500
15.000
20"000
ｾｾ
E
u
w
6.000
0.509
1.564
2.878
3.968
5.102
6.000
6.700
R947
Y=
l
2.000
Ｌｾ｜
\U..>(III)
0.008
1.196
2.696
4.126
5.681
6.728
7.167
10A34
ＱＮＲｾｘ
• 0.72
R'= 0.99
[i
I
. /,"
J
4.000
(,.IC'
\U..>(III)
0.900
2.500
5.000
7.500
10.000
12.500
15.000
20"000
8.000
EC meter
｜ｾＯＧｃｉＮＬＨ
10.0001
E
Sensor EC
ＢｾＨ
\1111)
ＢｾＨ
ii
/
/
I
0.000 I . / /
{1.00
SEMINAR NASIONAL:. .
FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
,._
Ｎｌｾ
• _
__
......
JdLHldllyur, .1.1 -
..
ｾ
1\ I
L
__ ..
'""\"...
A
lL l'IUVerTIUer LU1't
TEMA:
PENINGKATAN PERAN TEKNIK DAN INFORMATIKA
PERTANIAN DALAM RANGKA MEWUJUDKAN
KEDAULATAN PANGAN DAN ENERGI
BERKELANJUTAN
BUKU I
·TEKNIK TANAH DAN AIR
-
BIDANG TEKNIK TANAH DAN AIR
------
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
P'ENYU-Nl'ING :
Ade Moetangad Kramadibrata
Handarto
Dwi Rustam Kendarto
.Sopffia ｡ｮｴ ｾｷｄ
NJJr Perwp.:asarJ
Asep Yusuf
Selly Harnessa Putri
Ahmad Thoiiq
Desai" Cover :
Hyldan Natawiguna
Sophia Dwiratna Nur Perwitasari
pROS.LDING SEM.LNAR NASlONAi. F'f1'P UNPAD - pERTETA - HIPI 2014
Tema:
Peningkatan Peran I eKnIK dan mrormatlKa Pertanian daiam Rangka Mewujudkan
Kedaulatan Pangan dan Energi Berkelanjutan
Bidang Kajian : Teknik Tanah dan Air
Cetakan pertama
ISBN : 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
UNPAD PRESS
Gedung Rektorat Lantai IV
Universitas Padjadjaran
JI. Raya Bandung - Sumedang Km 21
Jatinangor Sumedang
Telp (022) 84288812 Fax (022) 84288896
Nomor Keanggotaan IKAPI : 327 /JBA / 2013
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor- 11-12 November 2014
;1
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
DAFTARISI
iii
KATA PENGANTAR
DAFTAR lSI •....•••.....................•.•.••..•...............•.........•••.....••.••.•••......•••.••...........••......v
LAPORAN KETuA PANITIA PELAKSANA •.••••.•••••••••.•••••••.•.••••..•..••..•.••••.•.....•.•.••••••...•.••viii
SAMBUTAN KETUA PERTETA CABANG BANDUNG DAN SEKITARNYA •.••.......•••.•.••••......••• x
SAMBUTAN REKTOR UNIVERSITAS PADJADJARAN •........•.........•.•.••...•........••.••••.•.•.•.•.xiii
1/11'"'1'/11/11
"""""LJ'
••
ｾｌＮ
C:I=MTI\I/IO 1\I/1C:Tf1I\1/11
....,L...I-I ....
ｾｲｵＧ
111\10/11'"'1 _ OI=OTI=T/I _ I.HOT ')01 25 %
Arostiarso
12
Rekayasa Alat-Mesin Produksi Pakan Ternak Bentuk Pellet Berbasis Limbah Pengolahan Kopi
dan Kakac
Edy Suharyanto 1), Hendy Firmantd) dan KaswantdJ•...................................................... .29
Rancang Bangun Gasifier Downdraft Dan Aplikasi PLT-Biomassa Kapasitas 50 Kw Untuk
Daerah Terisolasi Dari Jaringan Listrik PT. PLN
Kiman Siregar*
43
Evaluasi Kinerja Mesin Tanam Padi (Rice TlOnsplanter) 4-Row Walking Type) Di
Indonesia
Arostiarso, dan Suparlan
54
Peningkatan Traveling Ability jvjesin Sprayer Nobile jvjeiaiui Pengubahan Sistern Transmisi Ke
Roda Penggerak
Gatot PlOmuhadi 1), M. Yanuar Jarwadi Purwanto 2), Agus Sutejo 1)
64
Kajian Kesesuaian Bentuk Antara Planting Finger (Picker) Dari Rice TlOnsplanter Dengan
Sistem Pembibitan Padi
Arustiarso dan Suparlan
72
Rancangan Alat Pengering Rengginang Hybrid Energi Surya Dan Biomassa Pelepah KeJapa
Sawit
Tamaria Panggabearl, Arjuna Neni Triancl, Ari Hayatr
.79
Destilator Fractionate Continue System Pada Produksi Bioetanol Dari Umbah Cair Kopi Arabika
Sebagai Sumber Energi Terbarukan
87
Soni Sisbudi Harsono 1) Mukhammad Fauzi 2), Suhardi 1)
Rekayasa Teknologi Gasifier Dari Biomassa Tandan Kosong Sawit (TKS)
A.Asari,. Elita R
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor, 11-12 November 2014
93
ISBN : 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
ｾ
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
Uji Adaptasi Mesin Pemanen Kentang
D. AT Teg.JJh Wikan Widodo dM ｾ
Hidayal
101
Pengembangan Aisin Membran Pada Proses Pemurnian Gula Tebu Cair
Ana Nurhasanah, Dedy A. Nst.., Mu/yani dan Daragantina N.
124
ModifJkasi A1at PemipiJ Jagung Dengan Sumber Penggerak Motor Ustrjk
santoser), Mis/aini R. 2), dan Irsyad Aswandil}
134
Rancang Bangun Alat Destilasi Bioetanol Berbahan Baku Jerami
santoser} dan Chns Eko Mau/anci}
147
Kajian Pemanfaatan Air Kondensat (Ex Steam) Sebagai Air Umpan Boiler Pada Pabrik Kelapa
Sawit
Nuraeni Dwi Dharmawati
161
Disain Sistem Pengering Kerupuk Kemplang Dengan Uap Super Panas Tekanan Tinggi
Berbahan Bakar Biomassa
Endo Argo KuncofO, Rahmad Hari Pumomo
170
iviwifikasi iviesin Pengering Chip Mocal Tipe Rak dan Truly
Ana Nurhasanah, Su/amo, Suherman, dan Agus Sutanto
178
Evaluasi Teknis Kinerja Alat - Mesin Penanam Kentang 1 Baris
M. Hidayat dan D. A. Budiman
189
Desain dan Uji Klnetja Konvetter Biogas Untuk Notor Bakar Bensin Bersiiinder Tunggai
Desrial, Dyah Wu/andani, Sri Wahyuni, dan Dhikotama
195
Study Performansi dan Konstruksi Alat- Mesin PengeprasTebu Di Indonesia
Arustiarso dan Marsudi
204
Kajian Ko-Gasifikasl Sekarn Padl Dengan Ternputung Keiapa Dan Kayu ivienggunakan Updralt
Gasifier
B. Purwantana, Sri Markumningsi17, T. Eayu Hemawan, Ra17adian w: Astara
2i5
Uji Kinerja Mesin Pemeras Tebu
I"'I __ J.'
DUUlIlldll,
"A
ｕＮｾ Ｌﾷ
1J
""
L!. __ .ll,. __ . ..,_._ill
J
UdrdYdllWld ｉｶｵｲｾ､ｬ Ｇ
Udll
AI
ｾｬ ｬ ､ｕ
J
·1J
.. ..,_ ...
ｾ ､ｮ
Uji Kinerja Unit Penghasii Asap Cair Yang Terintegrasi Dengan Pengering Kabinet
Hendn Syatt, Sri Hartutl, Juandci
.,.,.,
LLL
234
Karak1:eristik Liquid Volatile Matter Limbah Organik 5ebagai Bahan Paduan Hybiid Solid Fuel
Berkalori ｩｧｾ ｔ
.
•
M. Jahiding'J, Mashun!J, Hasrialf)
242
Pengembangan Dehidrator Vacum Gula Tebu Cair
Puji Wldodo dan Dedy A Nasuiton
249
Potensi Penurunan Energi Dengan Metoda Penggetaran Struktur Pada Bajak Mol Getar
Radite P.A.S
256
Pengatuh Re-Sitkuiasi Gas Pitoiisa Tethadap Klnetja Gasifikasi Biornassa Carnputan Sekarn
Pad; Dan Serbuk Gergaji Pada Updraft Gasifier
Sri MarkumningsiIT, Bambang Purwantanci, Lantip Priyaji Saputra
264
Rekayasa dan Pengembangan Mesin Pemanen Kentang
_
_
SEMINAR NASIONAL FJ1P UNPAD - PERTETA -.HlPl 2014
Jatinangor, 11 -12 November 2014
------
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
Teguh Wikan Widodo, Marsudi, Yanyan, Joko P. dan A. Asari
273
AnaTisis Desain dan Klnerja Roda Penggerak Untuk Penjatah Benih Mesin Penanam Jagung
Wawan Hennawan, Tineke Mandang, Agus Sutejo, Adhika Rozi Ahmad
286
Perancangan Sistern Penunjang Kearnanan Bagi Aiat Transportasi Kabei Untuk Pengangkutan
Sayuran
M. Muhaemin, D. Prijatna, M. saukat, WKｾｨ､ｮ｡ｧｵｓ
A. Yusuf.
296
Rancang Bangun dan Uji Kinerja Sistem Transportasi Kabel Untuk Pengangkutan Hasil
Pertanian Di Lernbang, Bandung
M. Muhaemin, R. Kastaman, T. Herwanto, D. Prijatna, Sudaryanto, M.saukat, WK Sugandhi, A.
Yusufdan K. Amaru
304
Modifikasi Program Pengendali Pintu Pembagi Untuk Mesin Grading Tomat Tep 4
Bayu VVlI"'a Wlcaksana', Muliarmnad saukaf, dan Mllnin l'-;uliaelnlrl, Totok Hetwantd, Deily
PrijatnaZ, Wahyu K. Sugandi
305
ModlffKasi Dan Uji Kinerja Mesin Pencuci Ubi Cilembu (Ipomea Balalas (L). Lam)
PKMKC-12 Prototipe-2
Milly Rostika Putrl, Muhammad saukaf, Asep Yusuf
318
Rancang Bangun Alat Produksi Bioethanol Dari Ampas Tapioka (Onggok Ubi Kayu)
Yuana ｾｴ｡ｩｭｳｵｓ
Mochammad Nuruda7n
337
Rancang Bangun Unit ConveyorPendorong Secara Terkontrol Pada Mesin Pengupas Nanas
(Ananas ComosusJ TEP-Ol
Tunggul sagala'-, Mimin MUhaemiff, Totok Herwantd, Muhammad saukaf, Asep Yusuf.. 346
l'iiodifikasi Metering Device Untuk Mesin Gracflng Tomat (Lycopersicum Esculentuni) TIP-4
Totok HelWantd, Adinda NUrfadillali, Dedy PrijatnaZ, Mimin MUhaemiff, Muhammad
saukaf, Wahyu Kristian Sugandi,
358
Pengaruh Penggunaan Mesin Grading TEP-4 Terhadap Mutu Dan Umur Simpan Tomat
(lycopersicum Esculentum)
Hany Septi Maulia, Mimin Muhaemin, Sudaryanto, Totok HelWanto, Dedi Prijatna, M.saukat,
Wahyu K. Sugandi
367
Rancang Bangun Sistem Kendali Proportional Integral-Derivative Pada Pengendalian
Konsentrasi Larutan Nutrisi Hidroponik
Made Ekalaya Prathisthaya'-, Liyantond, Solahudirr
376
Kajian Parameter Kematangan Buah jvieion Var. Goiden jvienggunakan Pengoiahan Citra
Usman Ahmad
385
Rancangbangun Unitmetering Device Untuk Pengumpan Tomat( lycopersicum Esculentuni)
Pada Mesin Grading Tomat TEP-3
Totok Herwantd, Andronikus Damanik, Dedy PrijatnaZMimin Muhaemiff, Muhamad
394
saukar: Wahyu K Sugandhl
Penentuan Tingkat Kenyamanan Anak Ayam Dengan Pengoiahan Citra
M. MUhaemirr, Handartd, L Setiawanb, A.A. SitinjakaZ ........ Error! Bookmark not defined.
HASIL DISKUSI BIDANG ALAT DAN jviESIN PERTANIAN
405
HASIL PERUMUSAN SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
421
ｾｌＮｉＢｊＧｕ｜ｲ
rLft.ATI\IAn 1\1 1\ rTf""\1\..1 1\'
ｬＧｊｉＢ｜ｾＮｕｌ
r:-rTf"\ IlIunIU""
ｦＢ｜ＱＺ ｾＭｲ Ｚ ＢｔＧＱ｜
I I U'" UI'JI""M.U - 1""L..f'\.1 L.I M. -
UTr'\T .... rH A
I u,1""J. LV.1..,. _
Jatinangor, 11-12 November 2014
_
BIDANG ALAT DAN M-ESIN PERTANIAN
SNP2014 - 838
RANCANG BANGUN SISTEM kENDAll PROPORTIONAL
INTEGRAL-DERIVATIVE PADA PENGENDALIAN KONSENTRASI
Made Ekalaya Prathisthaya\ Liyantono\ Solahudin1.
lDepartemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor, Kampus Dramaga, PO BOX 220, Bogor, Jawa Barat
e-mail: [email protected]
ABST.H\K
KegiCltclfl tmdioClYCI taflClfflClfl hiotOpOfl-ik ITIeITIe-rtukClfl peflgefldaliafl tetnadap
konsentrasi larutan nutrisi agar konsentrasi larutan nutrisi tersebut sesuai dengan
kebutuhan nutrisi. Tujuan penelitian ini adalah merancang bangun sistem kendali
konsentrasi larutan nutrisi menggunakan sensor EC (elctrical conductivifYj, dengan
menggunakan metode PlD. Penelitjan jnj dilakukan daJam 4 tahap, yajtu kalibrasi sensor
EC, simulasi penurunan konsentrasi larutan nutrisi karena proses evapotranspirasi,
penentuan parameter kendali PID (Kp, Ki, Kd) secara trial & error, dan simulasi
pengendalian EC dari larutan nutrisi. Hastl validasi pada tahap 2 sudah memuaskan yang
ditunjukan oleh nilai RMSE sebesar 0.025 gram dengan nilai koefisien determinasi 0.973.
Kemucfian setelah dUakukan trIal & error pada penentuan parameter Kp, Kl, Kd dlperoleh
nilai berturut-turut 5, 5000, 200, dengan nilai toleransi ±6 %. Nilai tersebut adalah nilai
yang paling optimal dengan ditandai osilasi nilai EC terukur disekitar nilai EC target dapat
teredam. Hasil simulasi pengendalian EC terukur dari larutan nutrisi didapat nilai RMSE
sebesar 0.023 dS/m dan ｮｾ
RMSE dari bobot nitrogen 0.012 gram. O!eh karenanya,
dapat dikatakan sistem kendali PID ini dapat mengendalikan nilai EC disekitar nilai target.
Kata Kunci: EC (electrical conductivifYj, sistem kendali, PID (Proportional- Integralderivative)
PENDAHUlUAN
Menurut Van Nostrands, SCientific Encyclopedia (Considine 1976), hidroponik adalah
pembudidayaan tanaman tanpa menggunakan tanah dimana teknik ini memanfaatkan
' Ｎｾｨ
.. ｨ ｾ
ｾｉＬ
t.anamafl ul
..I' Ｎ ｉ ｾ
ｉｾ
t
t .,M
k ｾＮＱ
t ' , seSJJal,
peITJ"HHU'.JHGH
Gf'.:ar
UII LV.J.,J). 1 '''01 uoyo II0llLOI
1 ........ _ _ I .......
listrik (electrical conductivifYj digunakan sebagai pendekatan untuk menentukan
konsentrasl melalul konduktivTtas TI5trik darllarutan (Hanan 1998). Semakln besar jumlah
unsur yang terlarut dalam larutan nutrisi, maka nilai EC yang terukur juga akan meningkat
secara linier (Hanan 1998).
Untuk
ｾ
ｾｮ
EC dalam pene!itian mi,
ｮ｡ｫ ｵｾ､
metode kenda!i
otomatis Proportional-Integral-Derivative (PID). Pada sistem PID, secara garis besar
kendali proporsional digunakan untuk mengurangi galat secara proporsi berdasarkan nilai
teiukui seketika. Kendall Integial mangakumulasi galat yang telah beijalan, sehingga
menggiring nilai galat secara perlahan menuju nilai no!. Kendali derivatif digunakan
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor; 11 -12 November 2014
-------------
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
----
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
sebagai laju perubahan galat dimana kondisi ini berfungsi sebagai antisipasi nilai galat di
ｷ｡ｫｴｵｳ･ｾｪ Ｎｮｹ Ｌ
.mempercepat respon kendati proporskma! dan .me.nIDgkatkan stabWtas
dengan mengompensasi jeda yang ditimbulkan dari kendali integral (Neary 2004). Sistem
kendali PID sangat berguna untuk kondisi yang mengharapkan sistem mem iii ki respon
cepat teihadap peiUbahan lingkungan dan sistem kendall PID sangat beiguna untuk
pembebanan yang berlanjut terus (Neary 2004).
penelltlan Inl secara umum bertujuan untuk merancang bangun slstem kendall
konsentrasi larutan nutrisi dengan EC sebagai parameter, berbasis metode Proportiona/Integra/-Derivative (PID). Untuk mencapai tujuan tersebut, maka dilakukan simulasi pola
penurunan konsentrasi larutan nutrisi hidroponik karena proses evapotranspirasi,
penentuan .parameter kendaU PID (Kp,
Ｌｾｋ
Kd) secara trial & error,
ｾｳ｡ｬｊ ＮＱｩｦ
ｾ
EC dari larutan nutrisi menggunakan parameter kendali PID yang sudah ditentukan.
Penelitian ini dilakukan dalam skala model. Dimana gangguan terhadap sistem kendali
dalam bentuk penurunan konsentrasi larutan hidroponik karena proses evapotranspirasi
dimodelkan berdasarkan data penurunan bobot nitrogen terserap oleh tanaman. Skala
model juga dlaplTKasTKan terhadap sistem pencampuran larutan hidroponTK, yaltu antara
larutan hidroponik dengan air.
METODOLOGI
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Mei 2014 hingga Agustus 2014. Kegiatan
ｮｬ Ｚ Ｂ ｩｨ｜ＧｙｲｾＱ ｬｮ｡
rI"::ll""::ll
ｴｊ｜ｷＮｉ ｾｕｉ ｕｉ ｕｉ
UU\"U,
r""irnlll"::llt"'i
wIiIIUIU",,',
non"nl"::llh"::lln ,-I':) ....
Ｂ ＧＭｉ ｾｖｉｕ ｉｕ ｉ
\.JUII
narn.IlIt"'lln"::lln
tJ"""111u""UIIU.I
h"::ll,..il
IIU"'II
....onaliH-:.n
1--''-1 1' - I I \.lUI 1
rliI"::llL,.IIV"::lln
u.u..... 'Uf'UII
Ai
u_
Laboratorium Teknik Bioinformatika, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas
Teknologi Pertanian, Insfltut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas laptop, software Arduino 1.0.5
untuk pembuatan program, 1 buah sensor EC probe CS200, EC meter eM-l1P, 3 buah
katup selenoid 12 volt, board mikrokontroler Maxiduino untuk kendali sistem,
mikrokontroler EZO-COM untuk pembacaan data EC, wadah pencampuran nutrisi, wadah
larutan pupuk cair, timbangan 1 kg, pompa udara (aeratol>j sebagai pengaduk, kran infus
untuk simulasi penyerapan nitrogen oleh tanaman. Bahan yang digunakan dalam
penefirian inl adalah pupuk hidroponlk calr dengan merek dagang AB mix dan air
terdestilasi.
ｐ･ｮｰｕ｢ｲｾ
ｾ
e1edriCill ｾｶｩｴｹＨｦｃＩ
Penelitian ini diawali dengan kalibrasi sensor EC dengan kode alat CS200 dan EC
meter CM-21P yang dilakukan pada tanggal 23 Maret 2014 di Laboratorium Teknik Bioit"'lo.,:_.....-"""'.. iI,...
III1UIIIICH.Ir..U,
I""'\__ ... .....+_..-_t"'lo
T_I,_a,
I\JI_.... i_
ｾ
U-';;:;IJUI \,CII ICII
I CI'III"
I·.C,,:)III
UUII
.... "
C,,....... i ....._..- T_......i ......
ｕｉ ｾｉ ＧＭｃｉ Ｌ
n,........... _i ... _ 0 __ "... V .... lih........... ;
r C;:I \,0111011 ｕ ｾ ｕ ｉ
• •'OIlUI ｡ ｾ Ｑ
"LlI.,;)U\.U\.
dilakukan terhadap EC meter CM-21P terlebih dahulu. Kalibrasi untuk EC meter dibagi
menjadi tlga tahap yaltu kalibrasi kerlng, kallbrasi EC rendah dan kalibrasi EC tinggi.
Setelah dilakukan kalibrasi terhadap EC meter CM-21P, dilakukan kalibrasi terhadap
sensor EC CS200 dengan menggunakan beberapa titik volume AB mix yang digunakan
sebagai bahan dalam penelitian ini dan hasil pengukuran sensor EC dibandingkan dengan
alat ukur EC meter CM-UP.
ｾｔ
ｾｧ｡｢
pupuk A maupun
ｾｧ｡｢
pupuk B
ｭ･ｫｾ
perbandingan 1: 1 sesuai dengan penggunaan pupuk cair hidroponik AB mix yang
dianjurkan. Pembacaan data dari sensor dilakukan melalui mikrokontroler EZO-COM dan
komputei. Pembacaan EC metei Ct 1-21P dilakukan melalui recorder.
Ｚｾ
.1_'
t aSI
r ' «ft
1_- t
... . '.11:
ＬＢｭＧＮｮ｡ｾ
penurunan .II:Ｎｾｯｮｳ･
u :an nu..nsl
"arena proses e U
..ｬｳ｡ｲｰＵＮ｡ｲＬＮ ｾ 2 f t 1 d .
y
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor, 11-12 November 2014
•
-
----
ISBN: 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
Komoditas yang digunakan untuk simulasi penurunan konsentrasi larutan nutrisi
(Lycpersiccon eSC/llenturn).
Tanaman tomat tidak benar-benar digunakan, tetapi yang digunakan adalah data
penurunan jumlah nitrogen di dalam wadah larutan nutrisi yang digunakan untuk
budidaya tomato Simulasi diawali dengan melakukan penyetelan alat penetes, dimana
dalam simulasi ini yang digunakan adalah infus. Infus disetel secara trial & error agar
mendapat debit yang dllnglnkan.
water use and nutrient uptake ofa tomato crop grown on
Data diperoleh dari ｙｩ･Ｏｾ
coconut coir dust (Rincon et al. 2005), dimana sumber telah melakukan penelitian
mengenai penurunan jumlah nitrogen yang disebabkan proses penyerapan nutrisi oleh
karena proses €v.apotranspjrasi adaBh tanaman t.omat
tanaman tomat.
Berdasarkan informasi yang tertera pada kemasan pupuk cair hidroponik AB mix
bahwa dari total padatan AB mix yang belum dilarutkan dengan air, terkandung 9.9 %
nitrogen (N03-). Berdasarkan informasi tersebut, nilai total volume terukur dari hubungan
antara EC terukur dengan total volume AB mix dapat dikonversi menjadi bobot unsur hara
(bobot nItrogen).
Setelah simulasi dilaksanakan, hasil dari simulasi di validasi terhadap data analogi
penurunan kumulatif total nitrogen (N03-) terserap di wadah larutan nutrisi.
Penentuan parameter kendali PIO (Kp, Ki, Kd) secara trial & error
Slstem kendall pm yang dloperaslkan tidak blsa stabn ketlka mencapal nnal tltrK
acuan (set point). Maka dari itu diberikan suatu nilai toleransi agar semua kran bisa
diposisikan pada posisi tertutup dan proses yang terjadi hanya proses pengadukan. Dari
kegiatan penyetelan yang telah dilakukan, ditentukan nilai toleransi pada awal penyetelan
yaitu sebesar ± 8.8 % ､｡ｲｾ
ｮｩＡ｡ｾ
ｴｾｷＮ
acuan (set pain!). Peny€tean di!anjutkan dengan
menentukan nilai konstanta proporsional, konstanta integral dan konstanta
derivative secara berturut-turut yaitu sebesar 20, 3000, dan 200.
Simulasi pengendalian EC dari larutan nutrisi
Slmulasl dTIakukan dl Lab. Teknlk Blo-lnformatlka, Departemen Teknlk Mesln dan
Biosistem, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Alat dan bahan yang digunakan untuk simulasi
ini sama seperti yang digunakan untuk model penurunan konsentrasi larutan karena
proses evapotranspirasi. Hanya saja ditambahkan ember larutan nutrisi dan kran otomatis
t.lt ｭ･Ｚｾ ｬｓ oct.
ｏｉｾ ｾ ｾ
Ｎｾ［Ｇｃ
b ' Inl
.
､ｏｉｾ
••1.
ＬＮｾｉ ｾ
2 Hall,
ｨｾＧ
rI"'......"' ...
Ｎ ｕｾＱＴＭＧｻ
Ｎｮ｡ｬｴ Ｎ ｈＭｲＺｾＧｉ ｏＢＬ
ＡｓｾＮｊＢｦｴ］
ltal'.L'!".an
;:)'Ctama
ＧＭ ］ｾＬ
pengambilan data setiap 50 menit sekali.
0
ｾｯｧｮ｡ ｩｴ ｊ
SEMINAR NASIONAL FrIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
11-12 November 2014
-- -
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
-+j' Ｎ｀Ａｾｬｴｙ Ｌｐ
,.-
J
I
I
I I
I I I
ll-'
ｾＮＡｭｨｬﾧｩ
:'1odeI ｐＮｭＡｾＱｊ
ｧＮｑｾＡｊｬ
j J J W.e.naｊｳｮｪｰＧｭＺｏｐＮ｡ﾷｾｴ
.
ｾ
!
ｑＮ＿ｉｊＡｾ
ｾ
I ｔｨｾｬＡ
-
-
-
-
(funning)
!!Ptul£ｩｬｾＩｉｴＮｊｐＱｬｾｪ
ｾＡＮｐｬ
-
-
-
-
- - - ----
ISBN 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
I
jｾ
EC
ＡｩＺＮｾｬ
,ｾ
pm
EC
Pill &..eJll! 2g II
ｾ･ｊｬ､｡Ｑ
parameter k!n4.:ili mP-Uit!J I
==rx:-------(i""'_;:.lJ
( ＧｾＱ･Ｉ
PJ.Q.S edｾｬ
ｾＯ
P£t1$Ufu!.
Keter6flgan
A: Simulasi pertumbuhan tanaman
B: Pengendalian nutrisi dengan PID
Prosedur dari penelitian yang dilakukan ditampilkan pada Gambar 1. Tahapan
penelitian dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian simulasi pertumbuhan tanaman sebagai
model gangguan terhadap sistem kendali PlO, dan pengendalian nutrisi dengan PID
merupakan simu!asi pengenda!ian nilai electrical conductivity CEC) dengan menggunakan
sistem kendali PID.
HASIl DAN PEMBAHASAN
Kalibrasi Sensor Electrical Conductivity (EC)
Kalibrasi sensor EC diawali dengan kalibrasi terhadap EC meter CM-21P terlebih
dahulu. Kaiforasi dibagi menjadi tiga tahapan yaitu kalibrasi kering yaltu EC meter
dikondisikan tidak terkena larutan atau cairan apapun (EC probe kondisi kering).
Digunakan larutan KCI dengan nitai EC 12.880 dS/m sebagai EC rendah dan 80.000 dS/m
sebagai EC tinggi yang telah dilengkapi bersamaan dengan sensor EC. Hasil dari kalibrasi
EC meter CM-21P ｮ｡ｫｕｰｭＮｾ､Ｍ
pa-da Gamhar 2. Persamaan regresi yang mdapat ｵｾ｡ｹ
y =
1.126x - 0.661, merupakan hasil pencarian regresi data terukur EC meter CM-21P
terhadap EC acuan yaitu kalibrasi kering dan kalibrasi EC larutan KCL. Persamaan regresi
:1_: r:r .... _ .. i f\ ["0""7 .... r l
It:1 ;:)t:UUl IIOIIYO Ut:IIO"'U UlllU'" I t:IILOIIY 111I01 l.\.. UOII U.JOI ｕ ｾ Ｏ ｉ
..........._ .....L... ..... l... __ .. __ ..... _ ... 1_1,•••• _ ..... 1, ...__ ...
i
on nnn
ｾｲｊ｟
;:)01111J01 Ou.UUU ｕ ｾ Ｏ ｉ Ｎ
SEMINAR NASIONAL FTIP UNPAD - PERTETA - HIPI 2014
Jatinangor, 11 - 12 November 2014
-------
---
ISBN: 978 - 602 - 9238 - 92 - 1
:§ ｾ
ｾＵＰ
Ｎｾ
ｾ
BIDANG ALAT DAN MESIN PERTANIAN
80
.-/
y = U26x - ｏＮｾ
/
ｾＴＰ
/'/
10
I
/
I
/ /
o ｾＯ
o
. -_. -- .60
40
20
T"""r" • • • • ..1. ••• , . " , f
,,",1T\
L\..,. lliCl,Cl \,..-n'!-"lr
80
F.JC'< I .•• '
ＢｕｾＯｉｕＩ
Gambar 2 Grafik hubti11gan antara data penguKuian EC meter CM-2iP terhadap nflai
EC acuan
Seteiah pengaiibrasian EC meter CM-2iP, diiakukan kaiibrasi terhadap sensor EC
C5200 At/as-SCientific melalui EC meter CM-21P. Hasil dari kalibrasi dapat dilihat pada
Tabel 1 dan Gambar 3. Persamaan regresi yang didapat dari hubungan EC terukur antara
sensor EC CS 200 dengan EC meter CM-21P yaitu y = 1.228x - 0.721. Persamaan regresi
tersebut hanya ber!aku pada rentang nila! EC 0.587 dSjm sampai 80.000 dSjm. D!dapat
nilai koefisien determinasi sebesar 0.998, yang memiliki makna bahwa 99.8 % keragaman
diantara data EC meter CM-21P dapat dijelaskan koreiasinya dengan data sensor EC
C5200.
Tabel 1 Data pengukuran EC di dalam 1 liter air yang dilakukan
men.ggllnakan sen.sor EC CS20Q dan EC meter CM-21P
Larutan 5tok B
Larutan 5tok A
\"" )
0.900
2.500
5.000
7.500
10.000
12.500
15.000
20"000
ｾｾ
E
u
w
6.000
0.509
1.564
2.878
3.968
5.102
6.000
6.700
R947
Y=
l
2.000
Ｌｾ｜
\U..>(III)
0.008
1.196
2.696
4.126
5.681
6.728
7.167
10A34
ＱＮＲｾｘ
• 0.72
R'= 0.99
[i
I
. /,"
J
4.000
(,.IC'
\U..>(III)
0.900
2.500
5.000
7.500
10.000
12.500
15.000
20"000
8.000
EC meter
｜ｾＯＧｃｉＮＬＨ
10.0001
E
Sensor EC
ＢｾＨ
\1111)
ＢｾＨ
ii
/
/
I
0.000 I . / /
{1.00