Rancang bangun dan pemanfaatan programmable logic controller (PLC) untuk pengendalian budidaya tanaman secara hidroponik

RANCANG BANGUN DAN PEMANFAATAN
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (Pi-C),

UNTUK PENGENDALIAN BUDIDAYA TANAMAN
SECARA HIDROPONIK

YANl PRABOWO

PROGRAM MAGISTER ILMU KOMPUTER
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007

ABSTRAK
YANI PRABOWO. Rancang Bangun Dan Pemanfaatan Programmable Logic
Controller (PLC) Untuk Pcngendalian Budidaya Tanaman Secara Hidroponik.
Dibimbing Oleh Heru Sukoco, Sugi Guritman, Herry Suhardiyanto.
Programmable logic controller merupakan suatu bentuk pengendali yang
dapat diprogram untuk berbagai keperluan, prinsip dasar dari cara kerja PLC adalah
dengan menyambung atau memutus aliran listrik kepada suatu instrumen. Pada
penelitian ini akan merancang dan menguji kemarnpuan PLC dalam menangani multi

input dan multi output (MIMO). Tugas yang diberikan adalah mengendalikan
keasaman larutan nutrisi sesuai dengan rentang (selanjutnya akan disebut set point)
nilai keasarnan yang ditetapkan, apabila larutan nutrisi dibawah set-point atau diatas
set point maka akan diambil tindakan yang sesuai pada program. Jika nilai keasaman
yang terukur sebesar 5,257 maka akan dikoreksi dengan membuka katup selenoid
larutan basa sebanyak 75 kali sampai nilai keasaman tersebut menjadi 6,017 sesuai
set point yang ditetapkan 6,000-6,500. Dan jika nilai keasaman larutan yang terukur
6,755, maka akan dikoreksi dengan membuka katup selenoid asam sebanyak 23 kali
sehingga nilai keasaman larutan menjadi 6,505. Dalam penelitian ini PLC digunakan
untuk memberikan larutan nutrisi secara terjadwal untuk bunga krisan dari umur 0
sampai 4 minggu sebanyak 3 kali setiap minggu, umur 5 sampai 11 minggu sebanyak
2 kali setiap minggu. PLC juga digunakan untuk mengendalikan temperatur ruangan
dan temperatur larutan nutrisi, apabila temperatur terdekteksi melebihi dari set point
malca dengan otomatis sistem pendingin akan aktif menurunkan temperatux sampai
dibawah dari setpoint. Jika set point temperatur ruangan 30' C dan suhu terdekteksi
31' C, maka sistem pendingin akan aktif menyemprotkan air pendingin melalui
pompa air listrik atas perintah PLC. Begitu juga dalam pengendalian temperatur
larutan akan aktif jika temperatur di atas dari setpoint.

Keyword : PLC, asam, basa, nutrisi, kendali, setpoint, chysanthernurn

ABSTRACT
YANI PRABOWO. The Design and implementation of programmable logic
controller for hydroponics plants cultivation control. Under the direction of Heru
Sukoco, Sngi Guritman, and Herry Snhardiyanto.
Programmable Logic Controller (PLC) is a form of controller which can be
programmed for various needs. The basic principal of how PLC works is by connecting
or disconnecting electric current of an instrument. This research is to design and test the
ability of PLC in handling Multi Input and Multi Ouput (MIMO). The given task is to
control the nutrition fluid acidity according to the set point of specified acidity. If the
nutrition fluid is above or below the set point, hence an appropriate action will be taken
according to the program. If the measured acidity is 5,257, hence it will be corrected by
opening the bases solenoid valve for 75 times until the acidity is 6,017 according to the
specified set point (6,O - 6,5). And if the measured liquid acidity is 6,755, hence it will be
corrected by opening the acids solenoid valve for 23 times until its acidity is 6,505. In
this research, PLC is used to give nutrition fluid periodically to chrysanthemum. For 0
until 4 weeks old chrysanthemum, the frequency is 3 times a week. For 5 until 11 weeks
old, the frequency is 2 times a week. PLC is also used to control the room and nutrition
fluid temperature. If the temperature is detect above the set point, hence the cooler will
automatically active and decrease the temperature until it is below the set point. If the

room temperature set point is 30' C and the detected temperature is 31' C, hence the
cooling system will be active and spray coolant through the electric water pump by
PLC's command. As well as in fluid temperature control will be active if the temperature
is above the set point.
Keyword : PLC, acid, bases, nutrition, control, set point, chrysanthemum.

O Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007

Hak Cipta dilindungi
Dilarang mengutip dun memperbanyak tanpa izin tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam
bentuk apapun, baik cetak,fotokopi, mikrofilm, dun sebagainya

RANCANG BANGUN DAN PEMANFAATAN
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)
UNTUK PENGENDALIAN BUDIDAYA TANAMAN
SECARA HIDROPONIK

YANl PRABOWO

Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Komputer

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dari
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2006 ialah rancang bangun dan
pemanfaatan Program~nableLogic Controller ( PLC ) untuk pengendalian budidaya
ranaman secara hidroponik.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Heru Sukoco, S.Si,h4.T, Bapak
Dr. Sugi Guritman, dan Bapak Dr. Ir. Herry Suhardiyanto selaku pembimbing serta
Bapak Dr Kudang Boro Seminar selaku penguji . Disamping itu penulis juga
menyampaikan penghargaan dan terima kasih kepada segenap jajaran PT Saung
Minvan yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk melakukan
penelitian ditempat tersebut.
Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada Bapak Kasih Hanggoro
MBA sebagai ketua badan pelaksana harian Yayasan Pendidikan Budi Luhur yang

telah membantu biaya pendidikan selama menempuh program pascasarjana di IPB.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada ayah dan ibu terima kasih atas
semuanya "didalam doa mu ada namaku disebut", rekan Agnes Susilowati yang
selalu memberikan semangat dan doa, rekan rekan sejawat di UBL terima kasih atas
bantuan semuanya, rekan-rekan pascasarjana ILKOM IPB dan semua yang tak dapat
di sebutkan satu persatu terima kasih atas segala doa dan dukungannya.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyajian tesis ini.
Meskipun demikian penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi
bidang ilmu komputer dan pertanian.
Bogor, Pebruari 2007
Yani Prabowo

Judul

: RANCANG BANGUN DAN PEMANFAATAN

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ( PLC )

UNTUK P~NGENDALIANBUDIDAYA TANAMAN
SECARA Q ~ R O P O N I K

Nama

: YANIP~ABowO

NFkP

: G651040084

Disetujui
Komisi Pembimbing

YJtjQ+
g e m Sukoco. S.Si, M.T.
Ketua

Anggota

Dr. Ir. He& Suhardivanto
Anggota

Ketua Program Studi

B?'mPuter
Dr. Sugi Guritman
Tanggal Ujian : 18 Januari 2007

Tanggal ~ulus':

1 2 F EB

2W.7

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 31 Mei 1977 dari ayah Soemardjo
dan ibu Kastiyani. Penulis merupakan putra kedua dari dua bersaudara.
Tahun 1998 penulis lulus dari SMK Petrus Kanisius Klaten jurusan mesin.
Tahun 2003 lulus dari Universitas Budi Luhur Jakarta jurusan sistem komputer.
Tahun 2004 lulus seleksi masuk Program Pascasarjana Ilmu Komputer IPB Bogor.
Penulis mengawali karir pekerjaan dimulai pada tahun 2001 menjadi assisten

laboratorium di jurusan Sistem Komputer. Pada tahun 2003 diangkat sebagai staf
dosen di jurusan Sistem Komputer UBL.

DAFTAR IS1

Halaman
DAFTAR TABEL

...............................................................

DAFTAR GAMBAR .................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..................................................................
Tujuan ............................................................................
Formulasi Pennasalahail .......................................................
Manfaat ...........................................................................
Ruang Lingkup ..................................................................
TINJAUAN PUSTAKA
Programmable Logic Controller (PLC) .....................................

Sistem Bercocok Tanan Secara Hidroponik ................................
Derajat Keasanan ...............................................................
Tanaman Ibisan (Chrysanthemum) ..........................................
METODOLOGI PENELITIAN
..
Kerangka Pemlk~ran............................................................
Waktu dan Tempat ..............................................................
Bahan d a l Alat ..................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rancang Bangun Perangkat Keras ..............................................
Rancangan Interface Perangkat Keras Sistem Kendali Dengan Pemakai
Rancang Bangun Perangkat Lunak Terminal ...........................................
Rancang Bangun Perangkat Lunak PLC ..................................................
Pembuatan Jaringan
. Irigasi Hidroponik dan Penanaman ........................
Pemberian Larutan Nutrisi .......................................................................
Sistem Pengendalian Keasaman Larutan Nutrisi ....................................
Sistem Pendinginan Ruangan ...................................................................
Sistem Pendinginan Larutan Nutrisi ........................................................
Sistem Pengaduk Larutan Nutrisi ............................................................

KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................

Daftar Pustaka ........................................................................

46

Lampiran ...............................................................................

48

DAFTAR TABEL
Halaman
1

Fungsi tomb01 saklar pada panel .................................................. 26

2

Rentang nilai pH dan konversi nilai pH ke dalam bilangan biner ..............

30

3

36

4

Hasil uji kejadian dan durasi aktifnya sistem pemberian lamtan nutrisi ...
Hasil uji kejadian dan durasi aktifnya sistem pendingin ruangan ...............

41

5

Hasil uji kejadian dan durasi aktifnya sistem pendingin larutan nutrisi......

42

6

Hasil uji kejadian dan durasi aktifnya sistem pengaduk larutan nutrisi ......

43

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Diagram blok PLC ..........................................................................

6

2

Sensor sakelar ...............................................................................

7

3

Simbolrelay ..........................................................................................................

8

4

Aplikasi pada gerbang AND .....................................................................................

10

.............................................................................
6 Tinzer .................................................................................................
7 Bagan aliran nutrisi secara ebb andflow ...............................................................
..
8 Diagram alir dalam penel~t~an
....................................................................
9 Diagram blok sislem kendali berbasiskan PLC .........................................
10 Diagram kelistrikan sistem kendali .......................................................
5

Penggunaan timer pada program

11 Diagram blok perangkat keras antar perangkat sensor pH dengan terminal dan
PLC .......................................................................................
Tampilan panel instrz~nent.................................................................

........................
.
.
.
Tampilan setting komun~kasiserial port .................................................................
..
Pemll~hanalamatporlparalel .............................................................
Flo>vchartprogram interface dari pH meter dengan terminal

...............
Tampilan Entry pH melalui keyboard terminal .......................................
Flowchart program PLC ....................................................................
Tampilan interface program PH meter dan terminal dengan pemakai

Skema sistem hidroponik ..............................................................................
Grafik kenaikan pH .......................................................................................
W i k penurunan pH ....................................................................................
Grafik keasaman larutan nutrisi dalam rentang set-point

................ :.......................

10
11
13
16
21
23
24

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

lnstruksi dasar pada PLC ........................................................... 48

2

Gambar diagram blok sistem kendali ..........................................................

49

3

Gambar konstruksi sistem kendali ...............................................................

50

BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG

Kemajuan

teknologi

dewasa

ini

telah

mendorong

pemanfaatan

Programmable Logic Controller (PLC) untuk berbagai keperluan terutama dalam
rekayasa sistem kontrol atau kendali. Menurut Bolton (2004) PLC merupakan
suatu bentuk khusus pengendali berbasiskan mikroprosesor yang memanfaatkan
memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dan untuk
mengimplementasikan fungsi-fungsi semisal logika, sequencing, pewaktuan
(timing), pencacahan (counting) dan aritmetika guna mengendalikan proses-proses
dalam suatu plant atau suatu objek yang dikendalikan. PLC dirancang dapat
diaplikasikan pada berbagai bidang kendali termasuk di bidang pertanian.
Penelitian mengenai Rancang bangun sistem kendali otomatik dengan PLC
untuk budidaya tanaman secara hidroponik pemah diterapkan oleh Suhardiyanto
el al. (2006) untuk pemberian larutan nutrisi dalam budidaya tanaman secara
hidroponik pada berbagai umur dan jenis tanaman dengan cara memasang sensor
pada media tanam tersebut, apabila sensor tersebut aktif maka PLC akan
melakukan perintah yang telah diprogram. Sistem irigasi yang digunakan adalah
irigasi tetes, pada sistem irigasi tersebut larutan nutrisi tidak dikembalikan
kedalam tangki larutan nutrisi. Pada penelitian yang dilakukan oleh Suhardiyanto
et a1 (2006) pemanfaatan PLC belum sepenuhnya dioptimalkan karena hanya

digunakan untuk satu macam pengendalian.
Pemanfaatan komputer untuk otomatisasi pemberian nutrisi pemah
dilakukan oleh Raistrick (1998) untuk budidaya tanaman secara hidroponik
dilakukan dengan memberikan dosis nutisi secara tepat sesuai yang dibutuhkan
oleh tanaman dengan menggunakan komputer untuk mengendalikan pompa nutisi.
Penelitian mengenai pengendalian keasaman larutan nutisi pemah
dilakukan oleh Chadirin untuk situasi di tempat lain (1998) dengan menggunakan
kontrol logikajiczzy untuk menaikkan dan menurunkan konsentrasi [g]
dilakukan
dengan cara memasukkan nilai perubahan konsenhasi

[H+] terhadap

waktu

sebagai akibat pembukaan katup basa ataupun katup asam. Kemudian jumlah

konsentrasi [HT yang dihitung diubah ke dalam nilai pH untuk mendapat nilainilai error, beda error, dan lama pembukaan katup.
PLC memiliki kemampuan untuk menangani beberapa pengendalian secara
bersamaan atau lebih sering disebut dengan nzulri input dan nzulti output (MIMO).
Pemanfaatan PLC dalam sistem ini digunakan untuk pengendalian temperatur
udara ruangan, temperatur larutan, keasaman larutan nutrisi berdasarkan
pengamatan dan set point yang diberikan. Sistem ini dirancang juga dapat
memberikan larutan pupuk, air (larutan pupuk dan air selanjutnya akan disebut
larutan nutrisi) berdasarkan penjadwalan yang ditetapkan. Pada penelitian ini
lebih menitikberatkan perancangan dan pemanfaatan PLC dalam pengendalian
budidaya tanaman secara hidroponik.
Sistem ini akan bekerja secara otomatis dalam pengendalian terutama untuk
pengaturan temperatur udara ruangan dan temperatur larutan nutrisi diberikan
sehingga nilai temperatur diharapkan selalu terjaga sesuai yang dibutuhkan
tanaman dan melakukan pemberian larutan nutrisi sesuai dengan jadwal

.

B. TUJUAN
Tujuan penelitian ini adalah merancang, membangun dan menguji sistem
kendali berbasiskan PLC untuk pengaturan temperatur ruangan, temperatur
larutan nutrisi, pengendalian

keasaman larutan nutrisi dan pemberian larutan

nutrisi secara terjadwal dalam budidaya tanaman secara hidroponik.

C. FORMULAS1 PERMASALAI-IAN
Penelitian mengenai Rancang bangun sistem kendali otomatik dengan PLC
untuk budidaya tanaman secara hidroponik pernah diterapkan oleh Suhardiyanto
et al. (2006) untuk pemberian larutan nutrisi dalam budidaya tanaman secara

hidroponik pada berbagai umur dan jenis tanaman. Dalam penelitian tersebut
larutan nutrisi diberikan kepada tanaman apabila sensor mendekteksi kekeringan
terbadap media tanam. Disamping itu kemampuan PLC sebagai sistem pengendali
kurang dioptimalkan.
Pada penelitian yang dilakukan oleh Chadirin (1998) untuk pengendalian
keasaman larutan nutrisi dengan menggunakan kontrol logika fuzzy untuk

menaikkan dan

menurunkan konsentrasi [H+] dilakukan dengan cara

memasukkan nilai perubahan konsentrasi [H+] terhadap waktu sebagai akibat
pembukaan katup basa ataupun katup asam. Kemudian jumlah konsentrasi [H+]
yang dihitung dirubah ke dalam nilai pH untuk mendapat nilai-nilai error, beda
error, dan lama pembukaan katup.

Pada penelitian ini peranan PLC lebih dioptimalkan untuk tnulti input dan
rnulii otrlput seperti untuk pengendalian temperatur ruang, temperatur larutan

nutrisi, pengendalian keasaman larutan nuhisi dan pemberian larutan nutrisi yang
terjadwal dalam satu buah pengendali yaitu PLC.

D. MANFAAT
Manfaat penelitian ini adalah adanya alternatif sistem kendali untuk
pelaksanaan pertanian yang masih dilakukan secara manual oleh operator dalam
pengaturan temperatur ruangan, temperatur larutan nutrisi, pengendalian
keasaman larutan nutrisi dan pemberian larutan nutrisi bisa dilakukan secara
otomatis dengan PLC.

E. RUANG LINGKUP
Lingkup kajian terhadap sistem kendali ini meliputi (1) perancangan
perangkat keras, perangkat lunak sistem kendali berbasiskan PLC dan
perancangan sistem hidroponik untuk budidaya tanaman krisan, (2) pembuatan
perangkat keras, perangkat lunak sistem kendali dan pembuatan sistem hidroponik
untuk budidaya tanaman krisan (3) pengujian sistem kendali berbasiskan PLC
dalam budidaya tanaman krisan berdasarkan pengamatan dan set point dalam
pengendalian temperatur udara ruangan, pengendalian temperatur larutan nutrisi,
pengendalian keasaman larutan nutrisi (pH) dan pemberian larutan nuhisi secara
terjadwal.

BAB I1
TINJAUAN PUSTAKA
A. PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)
Sekarang sistem kendali sudah meluas sampai ke seluruhan proses dalanl
dalam berbagai kegiatan produksi pada indusri dan sistem kendali dikombinasikan
dengan kontrol dengan feedback, pemrosesan data dan sistem monitor terpusat
sehingga memungkinkan semua proses dapat berjalan secara otomatis.
Programmable logic controller (PLC) pada awalnya di rancang untuk keperluan

otomatisasi dalam industri, sehingga PLC dapat menangani berbagai tugas yang
komplek seperti dalam pengendalian temperatur, pengendalian berbagai mesin
produksi terutama dalam industri yang menuntut ke presisian yang tinggi seperti
perakitan body kendaraan, pengelasan, pengecatan. PLC memiliki keunggulan
yang signifikan, karena sebuah perangkat pengontrol yang sama dapat
dipergunakan di dalam beraneka ragam sistem kontrol. PLC serupa dengan
komputer

namun,

bedanya

komputer

dioptimalkan

untuk

tugas-tugas

penghitungan dan penyajian data, sedangkan PLC dioptimalkan untuk tugas-tugas
pengontrolan dan pengoperasian didalam lingkungan industri. PLC dilengkapi
juga dengan peralatan input dan ozttput yang sudah tertanam, peralatan input (port

IN)biasanya dihubungkan dengan sensor, seperti sensor linzit switch, tenzperatur
indicators dan lain sebagainya. Peralatan output (port OUT) PLC bisa

dihubungkan dengan bermacam aktuator, seperti electric motor, pneumatics atau
hydraulic cylinder. Banyaknyaport pada PLC mengindikasikan kemampuan PLC

tersebut untuk menangani berbagai macam pekerjaan.
PLC dapat di terapkan dalam berbagai kebutuhan pengendalian karena
mudah dalarn instalasi, mudah dalam pengoperasian, mudah dalam pemrograman.
Dalam suatu sistem otomatisasi berbasiskan PLC, PLC digunakan sebagai
pengendali utama dengan suatu program aplikasi yang disimpan di dalam memori
PLC. PLC akan melakukan tugasnya sebagai pengendalian, pengawasan sesuai
dengan program yang diberikan kepadanya dan sistem pengawasan terpusat, ha1
ini dimungkinkan karena PLC memiliki jalur komunikasi serial RS-232.

Sebelum adanya PLC sudah banyak peralatan kontrol sekuensial, semacam
cam sahft dan drum. Ketika relay muncul, panel konhol dengan relay menjadi

kontrol sekuens yang utama. Ketika transistor muncul, solid state relay diterapkan
pada bidang dimana relay elektromagnetik tidak cocok diterapkan seperti untuk
kontrol dengan kecepatan tinggi. Sistem tersebut bisa dikatakan sistem kendali
pengkawatan atau wired logic.
Sistem kendali wired logic pada umumnya hanya dibuat untuk tujuan
khusus, hanya satu tugas yang dapat dikerjakan misalnya untuk pengendalian
temperatur udara, pengendalian roda berjalan dalam indushi perakitan, dan
sebagainya. Sistem kendali wired logic mempunyai kelemahan jika akan
melakukan perubahan sangat sulit dan skala yang di kontrol kecil begitu juga
dalam melakukan perawatan sangatlah sukar ha1 ini sangat tidak effisien bila
ditinjau dari segi ekonomi. PLC lebih menawarkan keuntungan yang lebih baik
dibanding jenis pengendali wired logic antara lain (1). PLC dirancang untuk
tujuan secara umum, (2). Mudah dalam melakukan perubahan, cukup dengan
mengubah melalui program PLC tersebut, (3). Mudah dalam perawatan, (4).
Memungkinkan pengendalian beberapa variabel secara bersamaan.
Sistem kendali berbasiskan PLC dapat dilakukan perubahan dengan cepat
hanya dengan mengubah program tersebut, tidak perlu mengganti keseluruhan
jalur kelistrikan, selain itu PLC mudah dalam perawatan karena tidak ada kontak
fisik di dalam komponen PLC tersebut seperti pada relay yang digunakan pada
sistem kendali wired logic dan program yang ditanamkan tidak akan hilang atau
berubah jika tidak dilakukan perubahan, walaupun aliran listrik dipadamkan. PLC
juga dapat menangani berbagai macam variabel seperti pengendalian temperatur,
perintah manipulasi data yang memungkinkan pengendali yang dapat dipfogram
ha1 ini yang memberikan kemampuan PLC di atas sistem kendali berbasiskan
wired logic.

Sebuah PLC terdiri dari sebuah Central processing unit (CPU) yang berisi
mikroprosesor yang menjemahkan sinyal-sinyal input dan melaksanakan tindakan
pengendalian, sesuai dengan program yang tersimpan di dalam memori, lalu
mengkomunikasikan keputusan-keputusan yang diambil sebagai sinyal-sinyal

kontrol ke antarmuka output. Gambar diagram blok dari PLC (Gopal M 2004)
disajikan dalam Gambar 1:

:-1-

Signal
dari +
input,
sensor

signal

interface

interface

Memory

untuk
aMuatol

Gambar 1 Diagram blok PLC
Unit memori merupakan tempat dimana bagian program yang akan
digunakan oleh mikroprosesor disimpan. Bagian input dan output adalah bagian
menerima dan mengeluarkan informasi dari dan ke mikroprosesor.

Secara

teknis dalam memilih PLC hams memperhatikan (1). Banyaknyaport input dan
tipe input yang dimiliki PLC, (2). Banyaknya port output dan tipe oztlput yang
dimiliki PLC, (3). Jenis memori yang digunakan PLC, (4). Peralatan pendukung,
seperti handled progranznzing console, ladder support sofiware, PROM writer.
Banyaknya port input dan port outpzrt menentukan juga berapa banyak peralatan

input, output dan aktuator yang dapat ditangani, jenis memori yang digunakan
bermacam-macam seperti RAM, ROM, EPROM dan EEPROM, beberapa PLC
juga dilengkapi dengan handled programming console jadi untuk melakukan
pemrograman tidak perlu menggunakan personal computer atau PC dan ladder

support sofiare.
1. INTERFACE INPUT DAN OUTPUT

Interface input dan output pada PLC telah disediakan secara
built-in didalamnya untuk menghubungkan PLC dengan sistem dunia
luar, ha1 ini yang memungkinkan dibuatnya sambungan-sambungan
antara perangkat-perangkat input, semisal sensor, dengan perangkatperangkat output semisal motor atau selenoida. Jenis interface input
dan oulput yang paling umum adalah jenis diskrit. Jenis inte$ace ini
dengan cara menyambung atau memutuskan aliran arus listrik kepada
suatu komponen, konsep ini merupakan konsep dari sistem kendali ON

atau OFF. PLC berbasiskan digital hanya dapat membaca logika
program ON atau OFF. Setiap titik input atau output memiliki sebuah
alamat yang unik yang dapat digunakan oleh CPU.
Transducer adalah alat yang mengubah energi dari satu bentuk
ke bentuk yang lain. Sensor adalah jenis suatu peralatan yang dapat
merubah suatu variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia
menjadi tegangan dan arus (Petruzella FD. 2001). Sensor dapat
menghasilan atitput digital dan analog, Sensor yang menghasilkan
sinyal digital atau diskrit, yaitu kondisi hidup atau mati, seperti pada
Gambar 2 yang menghasilkan nilai logika 1 jika sakelar tertutup,
menghasilkan nilai logika 0 jika sakelar terbuka, sensor seperti ini
dapat dengan mudah dihubungkan ke port-port input PLC. Sensor
yang menghasilkan sinyal analog harus dikonversikan dahulu menjadi
sinyal digital sebelum dihubungkan keport-port PLC.

Gambar 2 Sensor sakelar
Port-port output sebuah PLC dapat berupa tipe relay atau tipe
isolator optik dengan fransistor atau tipe triac, bergantung pada
perangkat yang akan dikontrol. Secara umum, sinyal digital dari salah
satu kanal output sebuah PLC digunakan untuk mengontrol suatu
proses. Istilah aktuator digunakan untuk perangkat yang merubah
sinyal listrik menjadi gerakan-gerakan mekanis. ~ e l a (relay)
i
adalah
alat yang dioperasikan dengan listrik yang secara mekanis
mengendalikan perhubungan rangkaian listrik. Relay berguna untuk
mengendalikan rangkaian bertegangan dan berarus besar dengan sinyal
kendali bertegangan dan berarus kecil. Ketika arus mengalir melalui
elektromagnet pada relay kendali mekanis (Gambar 3), medan magnet
yang menarik lengan besi dari jangkar pada inti terbentuk. Akibatnya,

kontak pada jangkar dan kerangka relay terhuhung (Petruzella FD
2001).

Gambar 3 Simbol relay

2. PEMROGRAMAN PADA PLC

Dalam pemrograman PLC terdapat dua buah ha1 yang utama
yaitu :
a. Bahasa Pemrograman Ladder Diagram

Diagram tangga (ladder diagram) merupakan bentuk
program yang paling banyak digunakan untuk rangkaian
kontrol. Ladder diagram adalah teknik khusus yang digunakan
untuk mendisain dan menggambarkan rangkaian logika relai
dan merupakan hasil dari mentejemahkan suatu proses atau
plant (plant adalah objek yang dikendalikan). Awalnya ladder
diagram merupakan simbol-simbol dari rangkaian relay pada

sistem kendali wired logic untuk sebuah proses otomatisasi
yang kemudian diterjemahkan kedalam perangkat lunak.
Program yang ditulis ke dalam memori dalam bentuk diagram
tangga adalah berupa instruksi bit (logic relay) yang mewakili
masukan (input)dan keluaran (output).Melalui ladder diagratn
menggambarkan aktif atau tidaknya suatu peralatan. Dalam
menggambarkan ladder diagram diterapkan aturan tertentu :

1. Garis-garis

vertikal

diagram

mempresentasikan

komponen - komponen yang tersambung.
2. Tiap-tiap anak tangga mewakili sebuah operasi di
dalam proses kontrol.
3. Tiap-tiap anak tangga dibaca dari kiri ke kanan, dari

atas ke bawah. Setiap anak tangga hams dimulai

dengan sebuah input atau sejumlah input dan harus
diakhiri dengan output.
4. Setiap input dan output diidentifikasi dengan alamat-

alamatnya yang mengidentifikasikan di dalam memori
PLC.
Dalam beberapa ha1 situasi kendali mengharuskan
dilakukan tindakan - tindakan yang dilaksanakan ketika suatu
kombinasi dari kondisi

-

kondisi tertentu dipenuhi, maka ha1

itu melibatkan fungsi-fungsi logika AND, OR, NAND , NOR
dun XOR [OIRO].Tabel instruksi bisa di lihat pada Lampiran

satu.
b. Bahasa Pemrograman Daftar Instruksi (Mizemonik)

Bahasa pemrograman daftar instruksi tiap-tiap kode
diasosiasikan dengan sebuah elemen diagram tangga. Pada
pemrograman mnemonik ini berbasiskan teks, dimana jika kita
hendak mendefinisikan sebuah anak tangga harus digunakan
misal LD, atau mungkin A atau L yang mengindiiikasikan
kontak-kontak tersebut terbuka. Kode nznerrzonik bermacammacam tergantung pada pabrik pembuat PLC tersebut.
Pada gambar dibawah menggambarkan sebuah anak
tangga mengimplementasikan sebuah gerbang AND. Gambar 4
sebuah aplikasi gerbang AND pada ladder diagram. Langkah 0
didefinisikan dengan LD artinya kontak membuka, dan sakelar
input diberi alamat X500 maka instruksi mnemonik yang
digunakan pada langkah 0 adalah LD X500. Kemudian diikuti
oleh sakelar input selanjutnya yang diberi alamat X501,
sehingga pada langkah 1 mengimplementasikan gerbang AND

X501 dan pada langkah 2 anak tangga ini diakhiri dengan
sebuah output yang mempunyai alamat Y530, maka kode
mnemonik untuk output tersebut OUT Y530.

Program tersebut dapat dituliskan sebagai:
Langkah

Instruksi

0

LD

X500

1

AND

X501

2

OUT

Y530

Gambar 4 Aplikasi pada gerbang AND

3. PEWAKTU (TIMER)

Pewaktu (Timer) adalah sesuatu yang sangat dibutuhkan untuk
otomatisasi dalam sistem kendali. Sebagai contoh, berapa lama sebuah
pompa atau kipas harus diaktifkan, berapa lama sebuah katup
membuka atau menutup. PLC sudah dilengkapi dengan kemampuan
untuk menghitung waktu pada sebuah atau beberapa proses, sehingga
tidak perlu lagi penambahan sistem pewaktuan di luar dari clock
internal CPU. Pewaktu mengukur (atau menghitung) waktu dalam
satuan detik atau sepersekian detik dengan menggunakan piranti clock
internal CPU.
P e w a h (Timer) pada PLC berperan sebagai sebuah ozrtput
untuk sebuah anak tangga program mengendalikan kontak-kontaknya
yang terletak pada anak tangga lain. Gambar 5 salah satu contoh
penggunaan timer.

Gambar 5 Penggunaan timer pada program
Pada PLC terdapat beberapa bentuk timer seperti on-delay, offdelay, pulsa. Gambar (Gambar 6(a)) semacam ini akan hidup setelah
suatu perioda waktu tunda yang telah ditetapkan. Timer off-delay

berada dalam keadaan hidup selama periode waktu yang telah
ditetapkan dan kemudian mati (Gambar 6(b)). Jenis timer lainnya
adalah tinier pulsa. Tinier jenis ini berubah menjadi aktif atau tidak
aktif selama periode waktu yang telah ditetapkan (Gambar 6(c) dan

Gambar 6 Timer: (a) on-delq, (b) off-delay, (c) timer pulsa dan (d)
timer pulsa (Bolton W 2004)
Durasi waktu yang ditetapkan untuk sebuah timer disebut
sebagai waktu preset dan besarnya adalah kelipatan dari satuan atau
basis waktu yang digunakan.

4. PENGHITUNG (COUNTER)

Sebuah piranti pencacah (counter) memungkinkan dilakukan
pencacahan terhadap sejumlah sinyal yang masuk atau yang keluar.
Sebuah counter ditetapkan untuk menghitung suatu nilai tertentu dm,
ketika pulsa-pulsa dengan jumlah yang diterima sama dengan jumlah
yang ditetapkan maka counter akan mengoperasikan kontakkontaknya. Terdapat dua tipe counter, up-counter dan down-counter.
Pencacah maju (up-counter) akan melakukan penghitungan
dari no1 sampai nilai yang ditetapkan, Pencacah mundur (downcounter) akan melakukan penghitungan dari nilai yang ditetapkan
sampai dengan nol.

B. SISTEM BERCOCOK TANAM SECARA HIDROPONlK
Istilah hidroponik (hydroponic) digunakan untuk menjelaskan salah satu
cara bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam untuk
tumbuhan, dalam sistem hidroponik ini fungsi tanah digantikan oleh media lain
seperti arang sekam, pasir, kerikil zeolit atau air sebagai media tanam. Dalam
hidroponik, fungsi tanah sebagai tempat berpegangan akar digantikan media
tersebut, tetapi media tersebut tidak dapat menyediakan unsur hara yang
dibutnhkan oleh tanaman, Untuk mengatasi pemberian unsur hara tersebut maka
dibuat larutan nutrisi (Toni, 2004).
Prinsip dasar cara bercocok tanam secara hidroponik ada beberapa macam,
diantaranya Nutrient Filrrz Technique (NET), Floating Hidroponic systenz (FHS),
hidroponik substrat dan aeroponik. Hidroponik substrat tidak menggunakan air
sebagai media, tetapi menggunakan media padat (bukan tanah) yang dapat
menyerap atau menyimpan nutrisi, air, dan mendukung akar tanaman.
Menurut Chotai dan Young (1991) diacu dalam Chadirin (1998), sistem
NFT, hara disirkulasikan kembali secara tertutup sehingga suatu larutan tipis air
dan hara sirkulasi terus menerus melewati saluran-saluran dimana akar tanaman
tumbnh. Suhu, konsentrasi ion dan derajat keasaman larutan nutrisi dalarn sistem

NFT dimonitor dan dikendalikan dalam beberapa cara. Untuk menjaga suhu
larutan agar tidak terlalu tinggi digunakan alat pendingin. Pengendalian derajat
keasaman dikendalikan dengan cara menambahkan zat asam atau basa. Dalam
penelitian ini suhu ruangan, suhu larutan nutrisi dan derajat keasaman akan
dikendalikan dengan sebuah PLC.
Cara lain untuk menyalurkan nutrisi tersebut dilakukan dengan merendam
dan alir selanjutnya akan disebut ebb andflow. Cara rendam dan alir ini media
tanam akan direndam pada saluran irigasi lalu larutan nutrisi akan dialirkan pada
saluran tersebut, proses perendaman dan pengaliran nutrisi ini tidak bersifat
kontinyu. Cara ini dilakukan bergantian apabila larutan nutrisi tidak mencukupi
untuk mengairi seluruh media tanam dan larutan nutrisi akan terus disirkulasikan.
Proses pemberian nutrisi dilakukan dengan cara perendaman pot dalam i a ~ t a n
nutrisi selama

* 30 menit (Ratri, 2001), selama pengisian saluran pembuangan

dalam keadaan tertutup, pada saat perendaman semua saluran dalam keadaan
tertutup. Pada saat pembuangan, hanya saluran pembuangan yang terbuka.
Larutan nutrisi akan dipompa Bagan aliran nutrisi secara rendam dan alir dapat
dilihat pada Gambar 7.
Lamnnutisi

Pornpa

Laruran numsi

penarnpung numsi

t

Media tanarn

I
Tenold penarnpung

Gambar 7 Bagan aliran nutrisi secara ebb andjow (Ratri,2001)

C. DERAJAT KEASAMAN
Derajat keasaman atau pH (Potential of Hidrogen) adalah bagian terpenting
dalam pertumbuhan tanaman. Derajat keasaman digunakan untuk menyatakan
tingkat keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. Nilai
pH ini diukur dengan skala 1 sampail4, pH dengan angka 7 disebut netral. Jika
unsur pH di bawah 7 maka dikatakan bersifat asam dan di atas 7 disebut bersifat
basa (Krisnan, 2006). Asam adalah senyawa yang mengandung hidrogen (H') dan
basa adalah senyawa yang mengandung ion hidroksil (OH' ). Tingginya nilai
derajat keasaman (pH) larutan nutisi akan mempengaruhi beberapa mineral yang
dibutuhkan tanaman.
Derajat keasaman larutan nutrisi berada pada kisaran pH 5.5

-

6.5 atau

bersifat asam. Pada kisaran tersebut daya larut unsur-unsur hara m a k o d m mikro
sangat baik. Bila angkanya berada di bawah pH 5.5 atau di atas 6.5 maka unsur
hara tidak sempurna lagi. Bahkan, unsur hara mulai mengendap sehingga tidak
dapat diserap oleh tanaman. Akibatnya, tanaman menampakkan gejala defisiensi
unsur hara tertentu (Sutiyoso, 2003).
Sistem NFT membutuhkan tambahan beberapa macam zat makanan. Unsurunsur yang diperlukan dilarutkan dalam air, menurut Hanan (1978) nutrisi
tanaman secara umum dibagi menjadi dua bagian, unsur makro dan unsur mikro.
Unsur makro meliputi Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (0), Nitrogen (N),
Fosfor (P), Potasium (K), Sulfur (S), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), sedangkan

unsur mikro meliputi Zat Besi (Fe), Mangan (Mn), Boron (B), Seng (Zn),
Tembaga (Cu) dan Molybdenum (Mo). Mineral yang diserap oleh akar sebagai
kations separti N&+, K+, ca2+, Na',

H~Po:-,

~0:-dan

dan anion seperti NO;,

HzPO;,

C1-. Unsur-unsur tersebut diserap oleh tanaman tetapi tidak

dalam jumlah yang seimbang, sehingga mengakibatkan perubahan-perubahan
nilai pH. Untuk mengatasinya diperlukan pengendalian pH pada kisaran yang
optimum.
Pengnkuran dan pengendalian aktifitas konsentrasi ion dalam nutrisi untuk
bercocok tanam secara hidroponik dengan komputer pernah dilakukan oleh Glass

A.D.M el al. (1987), mengukur konsentrasi ion K+dan NO< berdasarkan setpoint
dan toleransi dari larutan nutrisi yang dikendalikan. Pemanfaatan komputer untuk
mengendalikan keseimbangan asam dan basa pernah dilakukan oleh Wollenweber
(1997), cara yang dilakukan adalah dengan menetapkan set point untuk nutrisi
kemudian dilakukan perbandingan untuk melihat perubahan pH dari hasil
pengukuran dengan set point, bila terjadi selisih maka larutan asam atau b a a yang
akan ditambahkan.

D. TANAMAN I(RISAN (CIIRYSANTHEMUIM)
Bungan krisan (Chrysanthemum sp.) merupakan tanaman semusim yang
termasuk dalam famili Compositae, umur tanaman krisan antara 90 sampai 120
hari, tergantung pada varietas dan lingkungannya. Faktor-faktor yang
mempengaruhi tanaman krisan adalah cahaya, temperatur udara, kelembaban
udara, COz, derajat keasaman media dan nutrisi.
Di daerah tropis, seperti Indonesia, temperatur yang paling baik untuk
pertumbuhan tanaman krisan adalah antara 20 sampai 26% (siang hari). Toleransi
tanaman krisan terhadap faktor temperatur untuk tetap turnbuh baik adalah antara
17 sampai 3 0 ' ~ . Temperatur berpengamh terhadap kualitas pembungaan krisan.
Temperatur yang ideal untuk pembungaan yaitu antara 16 sampai 18'~. Pada
temperatur yang tinggi (lebih dari 1 8 ' ~ )bunga krisan cendemng berwama kusam,
sedangkan temperatur yang rendah (kurang dari 1 6 ' ~ )berpengamh baik terhadap
wama bunga, karena cendemng makin cerah.

Bunga krisan dapat tumbuh dengan media yang mempunyai keasaman
antara 6,O sampai 8,O (Tatum D, Crouse K, 2006), pendapat lain bunga krisan
dapat tumbuh dengan media yang mempunyai pH berkisar antara 5,8 sampai 6,5
(Supendi, 2002). Dengan menjaga keasaman larutan nutrisi dalam batas optimum
menyebabkan tanaman mampu menyerap nutrisi secara optimum. Sistem kendali
yang dikembangkan digunakan untuk menjaga larutan nutrisi pada kondisi pH
antara 6,O sampai 6,5.

BAB 111

METODOLOGI PENELITIAN
A. KERANGKA PEMIIURAN
Penelitian ini dilakukan berdasarkan sebuah kerangka pemikiran. Berikut
Gambar 8 adalah diagram alir pemikiran dalam penelitian ini.

/

Analisa permasalahan

I

w

I ldentifikasi permasalahan I
Rancang bangun perangkat keras
- Rancang bangun kelistrikan
- Rancang bangun interface perangkat keras
denqan ~emakai
Rancang bangun perangkat lunak
- Rancang bangun perangkat lunak terminal
- Rancang bangun perangkat lunak PLC
7

Pembuatanjaringan hidroponik dan penanaman

Gambar 8 Diagram alir dalam penelitian

1. ANALISA PERMASALAHAh'
Analisa masalah dilakukan untuk memperoleh gambaran yang
lengkap tentang sistem kendali berbasiskan PLC dan belum
optimalnya penelitian pemanfaatan PLC untuk berbagai pengendalian
di dalam bidang pertanian.

2. IDENTLFIKASI MASALAH
Pada penelitian ini peranan PLC lebih dioptimalkan untuk
pengendalian temperatur udara ruangan, temperatur larutan nutrisi,
pengendalian keasaman lamtan nutrisi dan pemberian larutan nutrisi
yang terjadwal. Pengendalian tersebut bisa disesuaikan dengan
kebutuhan tanaman dan seluruh pengendalian tersebut dirancang dalam
satu buah pengendali.

3. RANCANG BANGLJN PERANGKAT KERAS

Rancang bangun perangkat keras ini digunakan untuk
mendukung seluruh aktifitas percobaan, Rancang bangun ini meliputi
Rancang bangun kelistrikan dan Rancang bangun interface dengan
pemakai.

Rancang

bangun

kelistrikan

diperlukan

untuk

menghubungkan seluruh komponen input, ozrtpzct dan PLC yang
menggunakan daya listrik. Rancang bangun inteface perangkat keras
dirancang untuk memudahkan pemakai jika sistem dioperasikan secara
manual.

4. R A N c ~ GBANGUN PERANGKAT LUNAK
Rancang bangun perangkat lunak dibagi ada dua macam
Rancang bangun perangkat lunak untuk program terminal dan Rancang
bangun perangkat lunak program PLC. Perancangan perangkat lunak
ini yang akan mengendalikan seluruh sistem kendali dan akan ditanam
pada terminal dan PLC.

5. PEMBUATAN JARINGAN HIDROPONIK DAN PENANAMAN
Pembuatan jaringan hidroponik dan penanaman digunakan
untuk uji coba kemampuan dari PLC dalam mengangani tugas yang
diberikan. Jaringan hidroponik yang digunakan adalah model rendam

dan alir atau ebb andflow. Pada jaringan hidroponik ini larutan nutrisi
akan di sirkulasikan secara berkala.

B. WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian ini dilaksakan pada bulan September sampai Desember 2006 di

PT Saung Minvan Ciawi.
C. BAHAN DAN ALAT
Bahan dari penelitian ini adalah tanaman. Bunga krisan (chysanthemum sp.),
larutan nutrisi A dan B, pengatur pH dengan menggunakan 1,5 mol &Po.+, 2 mol
KOH ,arang sekam, tanah gambut dan sabut kelapa sebagai media tanam.
Peralatan yang digunakan sensor temperatur ruangan merk Omron, sensor
pH merk Hanna pH 213 dan temperatur larutan digital, PLC merk Omron type C
series. Sambungan komunikasi antara PLC dan terminal menggunakan jalur

parallel port. Sambungan komunikasi PLC dan unit komputer mengggunakan
kabel tipe CPM1- type C series, pendingin lamtan, pompa air listrik, sistem irigasi

ebb and $ow. Program terminal menggunakan Borland Delphi v.3 dan di
compiled sehingga bisa menghasilkan file executable, program untuk PLC
menggunakan CX-Programmer v.2.1 OMRON Corporation.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN
A. RANCANG BANGUN PERANGKAT KERAS
Rancangan ini dibuat untuk mendukung seluruh aktifitas percobaan,
rangkaian ini terdiri dari beberapa komponen yang saling berkaitan antara satu
dengan yang lain. Peralatan yang digunakan :
1. Peralatan yang digunakan adalah seperangkat sensor temperatur
(Tenzperattrrelevel controller) untuk ruangan merk Fotek TC-72-AN.
2. Peralatan yang digunakan adalah seperangkat sensor temperatur
(Temperature level controller) untuk ruangan merk Fotek TC-72-AN.
3.

Peralatan yang digunakan adalah seperangkat sensor temperatur
(Temperatzrrelevel controller)untuk ruangan merk Fotek TC-72-AN.

4. Peralatan untuk sensor pH merk Hanna tipe PH 213.
5. Peralatan sensor temperatur (Tenperature level controller) untuk
larutan nutrisi merk Ching Ying tipe SSRC1-48E.

6. Terminal antara sensor pH dan PLC.
7. Unit PLC merk Omron tipe CPMl-20CDR-A series, berfungsi untuk
pengendali seluruh proses.
8. Unit komputer, sebagai data logger dari PLC

9. Rangkaian adaptor, berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220
VAC menjadi 24 VDC, 12 VDC, dan sebagai sumber daya untuk
seluruh rangkaian katup selenoid dan relay.
10. Katup selenoid merk CKD untuk saluran tangki larutan asam dan basa.
11. Katup selenoid merk SHL untuk saluran masuk dan keluar (Inlet dan
Outlet).
12. Rangkaian relay, berfungsi sebagai driver dan untuk penyesuaian
tegangan .

13. Water level conlroller untuk larutan nutrisi merk Omron 61F-G.
14. Pendingin larutan rakitan dari lempeng keramik dispenser yang bekerja
dengan tegangan 12 VDC.
15. Meja kerja, berfungsi untuk meletakkan semua peralatan penelitian.
Meja kerja terbuat dari besi dialasi papan setebal 12 cm dengan
ukuran panjang 200 cm x lebar 100 cm x tinggi 150 cm. Kerangka
terbuat dari besi siku dengan ukuran 4 cm x 4 cm.
16. Meja atau bak tanaman, berfungsi untuk meletakan tanaman, didalam
meja ini juga akan dialirkan larutan nutrisi. Kerangka meja tanaman
terbuat dari besi siku ukuran 3 cm x 3 cm dengan panjang 200 cm x
lebar 100 cm x tinggi 100 cm, mempunyai kedalaman bak 15 cm, bak
terbuat dari kayu lapis yang dilapisi karpet talang, pada salah satu sisi
dibuatkan saluran keluaran (outlet). Sedangkan di pinggir bak
dipasangkan pipa masukkan (inlet).
17. Pompa air listrik, pompa h i berfungsi untuk inlet dan outlet larutan
nutrisi. Merk Shinnil daya 125 Watt.
18. Pompa pengkabut, pompa ini berfungsi untuk aktuator dari sistem
pendinginan temperatur ruangan. Merk Dab mempunyai daya 90
Watt.
19. Pipa penyalur larutan nutrisi. Pipa h i terbagi dua macam yaitu pipa
distribusi masukkan nutrisi dan pipa keluaran nutrisi. Pipa ini
menggunakan pipa PVC diameter % inchi dilengkapi juga dengan
keran masuk dan keran pembuangan.
20. Pompa pengaduk lamtan digunakan pompa akuarium. Pompa ini
berfungsi untuk mengaduk larutan nutrisi.
Gambar 9 merupakan diagram blok sistem kendali. Gambar konstmksi
secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 2. Pada bagian sisi sebelah kiri
merupakan bagian input seperti keasaman larutan nutrisi, temperatur udara
ruangan, temperatur larutan nutrisi. Pada bagian sebelah kanan merupakan

rangkaian output dari PLC yang terdiri dari sistem pendingin temperatur udara
ruangan, sistem pendingin temperatur larutan nutrisi, katup selenoid asam, katup
selenoid basa, pompa air listrik inlet dan outlet, katup selenoid inlet dan outlet.
Unit PLC merk Omron tipe CPMl-20CDR-A, memiliki jumlah terminal I10
20 buah yang terdiri dari input 12 titik dan output 8 titik. Seiumh terminal pada
PLC ini digunakan seluruhnya yang terdiri dari 8 titik untuk jalur dari terminal, 2
titik untuk input sensor temperatur udara ruangan dan larutan nutrisi, 2 titik untuk
inpzit water level controller bak tanaman dan tangki larutan nutrisi. Jalur output

digunakan untuk sistem pendingin larutan nutrisi, sistem pendinginan ruangan,
pompa air listrik pengaduk larutan nutrisi, katup selenoid asam dan basa, katup
selenoid inlet dan outlet, rancangan pompa air inlet digabungkan secara parallel
dengan katup selenoid inlet dan outlet.

1aRlm "UltiSi

- waferle~efmO(~1er~tuk
bak

mH
-j m

pH meter

Terminal

Gambar 9 Diagram blok sistem kendali berbasiskan PLC
Skema kelistrikan sistem kendali yang dikembangkan disajikan pada
Gambar 10 dengan komponen yang sudah ditentukan terdiri dari sensor
temperatur (temperature level controller) untuk ruangan, Sensor temperatur
(temperature level controller) lamtan dan water level controller untuk tangki

larutan nutrisi dan bak tanam bisa dihubungkan secara langsung dengan PLC
sesuai dengan Gambar 10. Pengaturan temperatur untuk ruangan dan larutan

nutrisi bisa dilakukan pengaturan sesuai dengan kebutuhan, temperature level
controller ruangan akan mengaktifkan sistem pendingin yang terdiri dari pompa

listrik yang dilengkapi dengan relay dan kontaktor untuk melakukan pengkabutan.
Temperature level controller lamtan akan mengaktifkan sistem pendingin larutan.
Transducer (sensor) temperatur ruangan dan larutan menggunakan thermocozrple,
transducer (sensor) temperatur diletakkan dua titik dengan ketinggian kurang

lebih 180 cm dari atas tanah. Thermocouple mempunyai 2 buah kabel, yang akan
saling dililitkan sedang ujung yang satunya dihubungkan dengan temperahre
level controller sensor merk Fotek TC -72-AN. Transducer (sensor) untuk larutan

akan diletakkan dalam tangki yang berisi larutan nutrisi, ujung dari thermocozrple
dililitkan menjadi satu. Ujung yang lain akan dihubungkan dengan temperature
level controller sensor merk Ching Ying tipe SSRC1-48E. Keluaran dari
temperature level controller sensor ini langsung dihubungkan dengan PLC pada

port IN 00 untuk temperatur ruangan dan port

IN 01 untuk temperatur larutan

nutrisi.
Water level controller digunakan untuk membatasi jumlah isi zat cair dalam

tangki nutrisi dan dalam meja tanaman atau bak tanaman. Pada water level
controller ini ada tiga buah kawat elektroda yang mengatur batas ketinggian zat

cair dalam tangki. Water level controller pada tangki larutan nutrisi ini berfungsi
untuk menandakan ada atau tidaknya larutan nutrisi dalam tangki, jika larutan
nutrisi dalam tang& kurang dari ketinggian elektroda sensor maka tidak dapat
dilakukan pemberian larutan nutrisi dari tangki ke bak tanam. Water level
controller yang ada dalam bak tanam akan aktif jika elektroda sensor terendam

air, ha1 ini akan memberikan perintah kepada PLC untuk mematikan pompa listrik
pemberi larutan nutrisi dan memulai waktu perendaman selama 15 menit atau
7200 detik. Water level controller untuk cairan ini dihubungkan langsung ke PLC
dengan memakai alamat port LN 02 untuk water level controk?r tangki dan LN 03
untuk water level controller bak tanaman.

Gambar 10 Diagram kelistrikan sistem kendali

Fungsi pompa pengaduk larutan akan bekerja setiap ada kegiatan yang
berhubungan secara langsung didalam tangki larutan nutrisi seperti setelah ada
penoampuran larutan asam atau basa dan ada kegiatan sirkulasi larutan nutrisi dari
tangki menuju bak tanaman atau dari bak tanaman menuju tangki.
Sensor pH tidak dapat langsung dihubungkan dengan PLC maka digunakan
terminal penghubung. Terminal penghubung disini adalah unit komputer yang
hanya dimanfaatkan port serial dan port parallel sebagai penghubung antara
sensor pI-I dengan PLC. Skema hubungan antar sensor pH dengan terminal dan
PLC disajikan Gambar 11. Nilai pH ditetapkan antara 6.0 sampai 6.5, apabila nilai
yang pH dibaca tidak sesuai dengan yang ditetapkan maka akan diambil
keputusan apakah harus ditambahkan larutan asam atau larutan basa.

Gambar 11 Diagram blok perangkat keras antar perangkat sensor pH
dengan terminal dan PLC
Rangkaian relay board digunakan untuk menyesuaikan tegangan antaraport
parallel unit komputer yang mempunyai tegangan sebesar 5 volt denganport PLC

yang mempunyai tegangan 24 volt. Di dalam rangkaian relay board mempunyai 8
buah relay yang mewakili 8 kombinasi bilangan biner (bit biner), yang
dihubungkan dengan port

lN 04 untuk bit 0, port IN 05 untuk bit 1, port IN 06

untuk bit 2, port IN 07 untuk bit 3, port IN 08 untuk bit 4, port IN 09 untuk bit 5,
port IN 10 untuk bit 6, port IN 11 untuk bit 7, port 00 untuk temperature level
controller ruangan, port 01 untuk temperature level controller larutan nut~isi,port

02 untuk water level controNer tangki larutan nutrisi, port 03 untuk water level
controller bak tanaman. Masing-masing port mempunyai alamat yang unik untuk

setiap peralatan yang di kendalikan.
Unit komputer difungsikan sebagai data logger PLC, pada komputer ini
selurub aktifitas dari kegiatan PLC akan direkam. Unit komputer ini tidak harus

selalu terhubung dengan PLC, dihubungkan jika akan mengambil data yang telah
dilakukan PLC.
Sinyal keluaran dari PLC ini melalui port OUT sebanyak 8 buah port OUT
yang masing-masing mempunyai fungsi berlainan, alamat port 00 digunakan
valve selenoid asam, port 01 valve selenoid basa, port 02 digunakan untuk Valve
selenoid larutan nutrisi dari tangki menuju ke bak tanaman, port 03 digunakan

untuk Valve selenoid larutan nutrisi dari bak tanaman menuju tangki, port 04
digunakan untuk pompa air pen