Alat Sistem Pengendali Suhu dan Kelembaban pada Inkubator Jamur
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mengenal Jamur Tiram
Jamur tiram merupakan salah satu jenis jamur yang cukup populer di tengah
masyarakat Indonesia. Sejak permintaan jamur meningkat baik domestik dan
ekspor dalam beberapa tahun ini, banyak petani beralih ke budidaya jamur. Jamur
banyak digemari karena disamping rasanya yang enak juga mengandung nilai
protein dan karbohidrat lebih tinggi serta kalori lebih rendah dibanding buahbuahan dan sayuran. Untuk membudidayakan jamur ini, dibutuhkan ketelitian dan
kesabaran karena harus mengatur suhu serta kelembaban yang sesuai dengan
habitat jamur yang sebenarnya untuk memperoleh hasil yang maksimal dari
pembudidayaan jamur tersebut.
Di alam bebas, jamur tiram bisa dijumpai hampir sepanjang tahun di hutan
pegunungan daerah yang sejuk. Tubuh buah terlihat saling bertumpuk di
permukaan batang pohon yang sudah melapuk atau pokok batang pohon yang
sudah ditebang karena jamur tiram adalah salah satu jenis jamur kayu. Untuk itu,
saat ingin membudidayakan jamur ini, substrat yang dibuat harus memperhatikan
habitat alaminya. Dalam budidaya jamur tiram dapat digunakan substrat, seperti
kompos serbuk gergaji kayu, ampas tebu atau sekam. Hal yang perlu diperhatikan
dalam budidaya jamur tiram adalah faktor ketinggian dan persyarataan
lingkungan,
sumber
bahan
baku
untuk
substrat
tanam
dan
sumber
5
Universitas Sumatera Utara
bibit.Miselium dan tubuh buahnya tumbuh dan berkembang baik pada suhu 2630 °C.
Jamur dapat berhasil tumbuh di ruang bawah tanah, gudang, lumbung, rumah
kaca, dan bahkan hanya di tempat tidur dekat rumah, asalkan memenuhi kondisi
yang diperlukan - suhu konstan dekat 15 derajat, kelembaban tinggi, ventilasi
yang baik dan pencahayaan yang buruk, sepertijamur, seperti tanaman hijau tidak
perlu ringan dan dapat tumbuh bahkan dalam gelap.sinar matahari langsung
mempengaruhi mereka. Hal yang paling penting dalam budidaya jamur kemampuan untuk mempersiapkan substrat dengan benar, yang selanjutnya akan
ditanam miselium.
Untuk mempertahankan suhu dan kelembaban biasanya dilakukan secara
manual. Cara tersebut kurang efektif dan efisien, karena dapat menyebabkan
terjadinya pemborosan energi maupun waktu. Untuk mengatasi hal ini, diperlukan
suatu sistem yang dapat menjaga suhu maupun kelembaban yang diinginkan serta
dapat bekerja secara otomatis
Dalam proses pembudidayaan, syarat tumbuh jamur tiram yang baik antara
lain:
1. Pengaturan suhu dan kelembaban.
Untuk di daerah panas pengaturan suhu dan kelembaban ruanganpenumbuhan
jamur tiram diperlukan suhu antara 22 c – 28 c sedangkan kelembaban 80 – 90 %.
Alat ukur suhu dapat menggunakan Termometer ruang dan alat ukur kelembaban
menggunakan Hygrometer yang dipasang di dalam kumbung (ruang tumbuh
jamur) danuntuk memaksimalkan pertumbuhan jamur kondisi suhu dan
6
Universitas Sumatera Utara
kelembaban perlu diperhatikan, sehingga keadaan suhu dan kelembaban sesuai
kebutuhan pertumbuhan jamur. Salah satu cara menjaga suhu dan kelembaban
kumbung adalah dengan melakukan pengabutan air dari sprayer. Untuk frekwensi
pengabutan kumbung tergantung cuaca.
Pada musim hujan dimana suhu dan kelembaban normal, pengabutan cukup
sekali saja pada pagi hari..Sebaliknya pada musim kemarau cuaca cukup panas
pengabutan bisa dilakukan dua kali sehari yaitu pagi dan sore hari. Suhu inkubasi
atau saat jamur tiram membentuk miselium dipertahankan antara 60-70%. Suhu
pada pembentukan tubuh buah berkisar antara 16-22º C.
Kelembaban: udara
selama masa pertumbuhan miselium 60-70%. Kelembaban udara Pada
pertumbuhan badan buah 80-90%. Cahaya: Pertumbuhan jamur tiram sangat
peka terhadap cahaya secara langsung. Cahaya tidak langsung (cahaya pantul
biasa ± 50-15000 lux) bermanfaat dalam perangsangan awal terbentuknya tubuh
buah. Intentisitas cahaya yang dibutuhkan untuk pertumbuhan jamur sekitar 200
lux (10%). Sedangkan pada pertumbuhan miselium tidak diperlukan cahaya.
Aerasi: Dua komponen penting dalam udara yang berpengaruh pada
pertumbuhan jamur yaitu Oksigen (O2) dan Karbon Dioksida (CO2). Oksigen
merupakan unsure penting dalam respirasi sel. Sumber energi dalam sel dioksidasi
menjadi karbondioksida. Konsentrasi Karbon Dioksida (CO2) yang terlalu banyak
dalam kumbung menyebabkan pertumbuhan jamur tidak normal. Didalam
kumbung jamur konsentrasi CO2 tidak boleh lebih dari 0,02%. Tingkat
Keasaman (pH) Tingkat keasaman media tanam mempengaruhi pertumbuhan dan
petkembangan jamur tiram putih. Pada pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah
akan mempengaruhi penyerapan air dan hara, bahkan kemungkinan akan tumbuh
7
Universitas Sumatera Utara
jamur yang lain yang akan menganggu pertumbuhan jamur tiram itu sendiri. pH
optimum pada media tanam berkisar .
2. Pengaturan sirkulasi udara.
Pada saat masih berbentuk miselium, jamur tidak memerlukan oksigen dalam
jumlah besar. Namun pada saat jamur membentuk buah apabila kekurangan
oksigen akan berakibat jamur jadi kerdil ( kecil ). Bahkan tubuh buah tidak
terbentuk dan miselium memadat dan meluas keseluruh arah. Oleh karena itu
pengaturan sirkulasi udara garus rutin dilakukan dengan cara membuka cjendela
kumbung lebih kurang 1 – 2 jam setiap harinya, agar oksigen bisa masuk dan
karbondioksida bisa keluar.
Ada beberapa hal yang perlu di perhatikan pada proses budidaya jamur tiram agar
tidak menemui kegagalan atau terkontaminasi yaitu:
a. Faktor dari serbuk kayu yang digunakan
Media kayu adalah media utama dalam penumbuhan jamur ini. Jadi sangat
penting untuk memperhatikan jenis serbuk kayu yang digunakan. Hendaknya jenis
kayu yang digunakan homogen atau tidak bercampur. Ini berpengaruh dalam
lamanya waktu pengomposan dan juga tentunya perkembangan miselium. Paling
bagus menggunakan jenis kayu sengon. Seringkali kegagalan timbul karena
pencampuran ini tidak terkontrol, apalagi tercampur dengan jenis kayu yang
bergetah seperti kayu pinus, damar, cemara, dan sebagainya.
b. Faktor PH
8
Universitas Sumatera Utara
Dalam pencampuran media baglog, tingkat PH dari serbuk gergaji harus
diperhatikan yaitu di kisaran 7. PH yang terlalu basa (8 hingga 9) dapat
menyebabkan kegagalan. Karena faktor PH ini, dalam budidaya diperlukan
pengomposan. Metoda pengomposan bertujuan menurunkan PH serbuk gergajian.
c. Faktor Air
Dalam menambahkan air, seringkali kita tidak memeriksa air yang digunakan.
Ada yang menggunakan air sumur, air PDAM, atau air kali biasa. Kandungan
kimia pada air tersebut terkadang tidak diketahui, jika terdapat kandungan yang
mungkin saja bisa menggagalkan dalam proses budidaya, hal ini tentunya tidak
kita inginkan. Cara sederhana untuk mengatasinya adalah, air yang akan kita
gunakan hendaknya diendapkan dahulu, bisa juga dengan mencampurkan arang
untuk menetralisir dan memurnikan air.
d Faktor campuran yang kurang baik
Kadar dari campuran memang bermacam-macam dari masing-masing pebudidaya,
tetapi rata-rata menggunakan nutrisi sekitar 10%-15%, ada yang maksimal hingga
20% dari berat gergajian. Nutrisi yang kami maksud di sini adalah perbandingan
bekatul atau jagung. Pastikan bahan yang digunakan dalam campuran masih
dalam kondisi segar dan baru, tentunya kualitasnya juga harus baik.
e. Faktor sterilisasi
Faktor ini yang sering menjadi momok pada budidaya. Metodenya banyak sekali,
ada yang menggunakan tong, ada yang menggunakan steamer beton, plat baja.
9
Universitas Sumatera Utara
Ada yang langsung dipanaskan, ada yang menggunakan boiler sebagai penghasil
uap panasnya. Intinya cuma satu, bagaimana metoda yang digunakan tersebut
dapat memanaskan media baglog hingga 114 derajat C dan mematikan semua
bakteri yang ada. Sehingga baglog yang sudah steril tersebut dapat tumbuh
miseliumnya setelah diinokulasi bibit jamur di dalamnya. Air yang digunakan
dalam memanaskan baglog juga sebaiknya harus selalu baru dan bersih.
Seharusnya setelah sterilisasi, jangka waktu untuk inokulasi tidak terlalu lama
sehingga media baglog dalam keadaan steril.
f. Faktor kesalahan dalam inokulasi
Dalam melakukan inokulasi bibit jamur tiram, kondisi baglog setelah melalui
proses sterlilisasi harus memiliki suhu yang pas.. Suhu baglog yang masih terlalu
panas dapat menyebabkan kegagalan, begitu juga sebaliknya, suhu yang sudah
terlalu dingin juga dapat menimbulkan kegagalan. Suhu yang baik kira-kira di
kisaran 35-38 derajat C (masih hangat sedikit, tapi tidak panas).
g. Faktor bibit jamur yang kurang baik
Bibit jamur tiram putih sangat penting sekali dalam menentukan tingkat
keberhasilan dalam budidaya jamur tiram putih. Kualitas bibit ini sangat
menentukan keberhasilan. Bibit yang sudah terlalu tua (apalagi sudah tumbuh
jamurnya) kurang baik untuk digunakan. Bibit yang berumur masih muda
memiliki kekuatan yang lebih baik.
h Komposisi bibit
10
Universitas Sumatera Utara
Komposisi nutrisi pada bibit jamur tiram menentukan kualitas kekuatan miselium
dalam perkembangan di baglog nantinya. Indikasi sederhananya dapat terlihat
pada warna putih miselium di botol bibit. Jika putihnya berwarna sangat putih, ini
mengindikasikan nutrisi nya baik, tapi jika warna putihnya hanya semu saja, ini
mengindikasikan nutrisi yang digunakan kurang.
i Faktor kebersihan ruang inkubasi
Pada ruang inkubasi, faktor kebersihan, sirkulasi udara, kelembaban juga harus
sangat diperhatikan. Bisa jadi semua faktor sudah terlewati dengan baik, dan
perkembangan miselium juga baik, tetapi karena ruang inkubasi kurang bersih,
perkembangan miselium justru menjadi lambat dan malah terhenti sama sekali.
2.2 Sensor DHT-22
Kelembaban udara (humidity) merupakan beberapa parameter pengukuran
yang acapkali digunakan dalam proses akuisisi data. Sebagai bagian inti dari
proses ini, sensor memiliki peran penting dalam mengubah kuantitas yang
diperoleh dari alam (bersifat analog) menjadi kuantitas yang dapat diproses oleh
komputer (bersifat digital). Sensor juga menentukan seberapa tepat hasil yang
diperoleh dibandingkan dengan pengukuran yang sebenarnya melalui instrumen
ukur.
Sensor dalam rangkaian akuisisi data dapat berupa komponen diskrit atau
rangkaian terintegrasi (IC/Integrated Circuit) Pada umumnya untuk satu jenis
parameter yang diukur melibatkan satu jenis sensor. Meski demikian dapat pula
dijumpai penggunaan satu sensor yang berfungsi untuk mengukur dua atau lebih
11
Universitas Sumatera Utara
parameter secara simultan, seperti sensor famili SHT yang dapat digunakan untuk
mengukur suhu dan kelembaban dalam satu waktu. Salah satu jenis famili sensor
yang juga dapat melakukan pengukuran suhu dan kelembaban pada satu waktu
adalah DHT. Sensor ini terdiri dari. beberapa varian dengan varian yang sering
digunakan adalah DHT22.
Sensor jenis ini cukup banyak dipilih karena data keluaran yang dihasilkan
sudah dalam bentuk digital sehingga tidak memerlukan lagi proses konversi dari
sinyal analog. DHT22 mampu menampilan nilai hingga satu angka dibelakang
koma, faktor harga, rentang nilai pengukuran, dimensi fisik, kecepatan
pencuplikan (sampling rate) dan berbagai spesifikasi teknis lainnya, salah satu hal
yang memengaruhi pemilihan di antara keduanya adalah akurasi pengukuran.
Pada lembar data (datasheet) ke sensor tersebut terdapat informasi
mengenai akurasi pengukuran suhu dan kelembaban. Kendati pun demikian
informasi tersebut hanya menggambarkan kondisi pengujian sensor setelah
melalui proses pabrikasi dan belum menggambarkan kondisi riil sensor tersebut
saat digunakan dalam proses pengukuran yang sesungguhnya, baik di dalam
maupun di luar ruangan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan
seberapa besar akurasi pengukuran yang dihasilkan oleh sensor DHT22 pada
pengukuran suhu dan kelembaban, baik di dalam maupun luar ruangan pada
platform Arduino Nano.
Sensor DHT merupakan sensor suhu dan kelembaban yang terdiri dari dua
bagian yaitu sensor kelembaban kapasitif dan thermistor. Sensor ini tidak
memerlukan rangkaian pengendali sinyal dan ADC karena menggunakan cip
mikropengendali dengan keluaran sinyal digital. DHT memiliki banyak varian,
12
Universitas Sumatera Utara
salah satunya yaitu DHT22 (AM2302) dengan bentuk fisik seperti pada gambar
2.1
Gambar 2.1 Bentuk Fisik Sensor DHT 22
Sensor DHT22 merupakan sensor suhu dan kelembaban dengan berbagai
kelebihan yaitu:
- Keluaran sudah digital dengan konversi dan perhitungan oleh MCU 8-bit
- Sensor terkalibrasi secara akurat dengan kompensasi suhu diruangan
penyesuaian dengan nilai koefisien kalibrasi tersimpan dalam memori OTP.
- Rentang pengukuran suhu dan kelembaban yang lebih besar.(0-100%)
- Mampu mentransmisikan sinyal keluaran melewati kabel yang panjang
hingga 20 meter sehingga cocok untuk ditempatkan dimana saja.
*Catatan: tambahkan kapasitor buffer 0,33uF antara pin vcc dan gnd jika kabel
lebih dari 2 meter.
13
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi:
1. Ukuran: 28.2 mm (panjang) * 13.1 mm (Lebar) * 10 mm (tinggi)
2. Berat: 6 g
3. Tegangan kerja: 3 V - 5.5 V
5. Sinyal output: digital signal
6. Range pengukuran temperatur: - 40c to 80c
7. Akurasi: 0.5c
8. Range kelembaban: 0-100% RH
9. akurasi: 2% RH
Informasi Kaki sensor:
"+" : positive
"-" : the power of anode
"Out" : the microcontroller IO port
2.3 Mikrokontroler Arduino Nano
a. Pengertian Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah
chip.Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM,
memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan kata
lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai
masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus
dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis
14
Universitas Sumatera Utara
data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk
mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.
Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem
elektronik
yang
sebelumnya
banyak
memerlukan
komponen-komponen
pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya
terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.
b. Arduino
Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta
memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat
mengenali lingkungan sekitarnya melalui berbagai jenis sensor dan dapat
mengendalikan lampu, motor, dan berbagai jenis aktuator lainnya. Arduino
mempunyai banyak jenis, di antaranya Arduino Uno, Arduino Mega 2560,
Arduino Fio, dan lainnya.
c. Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang
berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano
diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi
3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih
memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket
yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack,
dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B.
15
Universitas Sumatera Utara
Arduino Nano dapat menggunakan catudaya langsung dari mini-USB port atau
menggunakan catudaya luar yang dapat diberikan pada pin30 (+) dan pin29 (-)
untuk tegangan kerja 7 – 12 V atau pin 28(+) dan pin 29(-) untuk tegangan 5V
Memori ATmega168 memiliki 16 KB flash memory untuk menyimpan kode (2
KB digunakan untuk bootloader); Sedangkan ATmega328 memiliki flash memory
sebesar 32 KB, (juga dengan 2 KB digunakan untuk bootloader). ATmega168
memiliki 1 KB memory pada SRAM dan 512 byte pada EEPROM (yang dapat
dibaca dan ditulis dengan perpustakaan EEPROM); Sedangkan ATmega328
memiliki 2 KB memory pada SRAM dan 1 KB pada EEPROM.
Gambar 2.2 Konfigurasi pin pada board Arduino Nano
Arduino Nano dapat diaktifkan melalui koneksi USB Mini-B, atau melalui catu
daya eksternal dengan tegangan belum teregulasi antara 6-20 Volt yang
dihubungkan melalui pin 30 atau pin VIN, atau melalui catu daya eksternal
dengan tegangan teregulasi 5 volt melalui pin 27 atau pin 5V. Sumber daya akan
16
Universitas Sumatera Utara
secara otomatis dipilih dari sumber tegangan yang lebih tinggi. Chip FTDI
FT232L pada Arduino Nano akan aktif apabila memperoleh daya melalui USB,
ketika Arduino Nano diberikan daya dari luar (Non-USB) maka Chip FTDI tidak
aktif dan pin 3.3V pun tidak tersedia (tidak mengeluarkan tegangan), sedangkan
LED TX dan RX pun berkedip apabila pin digital 0 dan 1 berada pada posisi
HIGH
Arduino Nano dapat dengan mudah diprogram dengan menggunakan software
Arduino (sketch). Pada menu program, pilih tool – board kemudian pilih jenis
board yang akan diprogram. Untuk memprogram board Arduino dapat memilih
tipe board Arduino diecimila atau duemilanove atau langsung memilih Nano
W/atmega168 atau Nano W/atmega328.
Spesifikasi
Dibawah ini spesifikasi dari Arduino Nano:
Mikrokontroler
Atmel ATmega168 atau ATmega328
Tegangan Operasi
5V
Input Voltage
7-12V
(disarankan)
Input Voltage (limit)
6-20V
Pin Digital I/O
14 (6 pin digunakan sebagai output PWM)
Pins Input Analog
8
Arus DC per pin I/O
40 mA
17
Universitas Sumatera Utara
Flash Memory
16KB (ATmega168) atau 32KB (ATmega328) 2KB
digunakan oleh Bootloader
SRAM
1 KB (ATmega168) atau 2 KB (ATmega328)
EEPROM
512 byte (ATmega168) atau 1KB (ATmega328)
Clock Speed
16 MHz
Ukuran
1.85cm x 4.3cm
Tabel 2.1 Arduino Nano
2.2.1 Input dan Output
Masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino Nano dapat digunakan sebagai
input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan
digitalRead(). Semua pin beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat
memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up
internal (yang terputus secara default) sebesar 20-50 KOhm. Selain itu beberapa
pin memiliki fungsi khusus, yaitu:
•
Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan
mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung ke pin yang
sesuai dari chip FTDI USB-to-TTL Serial.
•
External Interrupt (Interupsi Eksternal): Pin 2 dan pin 3 ini dapat
dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah,
meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.
•
PWM : Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit
dengan fungsi analogWrite(). Jika pada jenis papan berukuran lebih
18
Universitas Sumatera Utara
besar (misal:Arduino Uno), pin PWM ini diberi simbol tilde atau “~”
sedangkan pada Arduino Nano diberi tanda titik atau strip.
•
SPI : Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini
mendukung komunikasi SPI. Sebenarnya komunikasi SPI ini tersedia
pada hardware, tapi untuk saat belum didukung dalam bahasa
Arduino.
•
LED : Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.
LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin diset bernilai HIGH,
maka LED menyala, dan ketika pin diset bernilai LOW, maka LED
padam.
Arduino Nano memiliki 8 pin sebagai input analog, diberi label A0 sampai dengan
A7, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang
berbeda). Secara default pin ini dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai
dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau
terendah mereka menggunakan fungsi analog Reference. Pin Analog 6 dan 7 tidak
dapat digunakan sebagai pin digital. Selain itu juga, beberapa pin memiliki fungsi
yang dikhususkan, yaitu:
•
I2C : Pin A4 (SDA) dan pin A5 (SCL). Yang mendukung
komunikasi I2C (TWI) menggunakan perpustakaan Wire.
Masih ada beberapa pin lainnya pada Arduino Nano, yaitu:
•
AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan
fungsi analogReference().
19
Universitas Sumatera Utara
•
RESET : Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan
ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan
tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino.
2.3.2 Komunikasi
Arduino Nano memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan
komputer, dengan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya. ATmega168
dan ATmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5 Volt), yang
tersedia pada pin digital 0 (RX) dan pin 1 (TX). Sebuah chip FTDI FT232RL
yang terdapat pada papan Arduino Nano digunakan sebagai media komunikasi
serial melalui USB dan driver FTDI (tersedia pada software Arduino IDE) yang
akan menyediakan COM Port Virtual (pada Device komputer) untuk
berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer. Perangkat lunak Arduino
termasuk didalamnya serial monitor memungkinkan data tekstual sederhana
dikirim ke dan dari papan Arduino.
LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang
dikirim atau diterima melalui chip FTDI dan koneksi USB yang terhubung
melalui USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1).
Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan komunikasi serial pada
beberapa pin digital Nano. ATmega168 dan ATmega328 juga mendukung
komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan
Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus I2C. Untuk komunikasi
SPI, silakan lihat datasheet ATmega168 atau ATmega328.
2.4 Pengertian Relay dan Fungsinya
20
Universitas Sumatera Utara
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan
komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama
yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).
Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar
sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik
yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan
Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang
berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
2.4.1 Prinsip Kerja Relay
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi CLOSE (tertutup)
Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi OPEN (terbuka)
21
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Bentuk dan Simbol Relay
Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah
kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila
Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang
kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke
posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik
di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC)
akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik,
Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay
untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan
arus listrik yang relatif kecil
2.4.2 Arti Pole dan Throw pada Relay
22
Universitas Sumatera Utara
Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw
yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan
singkat mengenai Istilah Pole and Throw :
Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)
Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay
dapat digolongkan menjadi :
Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4
Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5
Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6
Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal
Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat
dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki
Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2
pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2
Terminal lainnya untuk Coil
2.4.3 Fungsi-fungsi Relay
Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan
Elektronika diantaranya adalah :
23
Universitas Sumatera Utara
1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay
Function)
3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan
bantuan dari Signal Tegangan rendah.
4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun
komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat
(Short).
Tujuan Pemakaian Relay
Ada
beberapa
tujuan
penggunaan relay dalam
rangkaian
listrik
maupun elektronika, yaitu:
1.
Untuk pengendalian sebuah rangkaian
2.
Sebagai pengontrol sistem tegangan tinggi tapi dengan tegangan rendah.
3.
Sebagai pengontrol sistem arus tinggi dengan memakai arus yang rendah.
4.
Fungsi logika.
2.4.4 Jenis- jenis Relay
Untuk memenuhi kebutuhan di dalam merangkai atau membuat sirkuit
listrik dan elektronika, beberapa produsen membuat / memproduksi berbagai
macam / jenis relay, namun secara sistem di bagi atas:
1.Electromagnetic Relays
2. Solid State Relays (SSRs)
24
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mengenal Jamur Tiram
Jamur tiram merupakan salah satu jenis jamur yang cukup populer di tengah
masyarakat Indonesia. Sejak permintaan jamur meningkat baik domestik dan
ekspor dalam beberapa tahun ini, banyak petani beralih ke budidaya jamur. Jamur
banyak digemari karena disamping rasanya yang enak juga mengandung nilai
protein dan karbohidrat lebih tinggi serta kalori lebih rendah dibanding buahbuahan dan sayuran. Untuk membudidayakan jamur ini, dibutuhkan ketelitian dan
kesabaran karena harus mengatur suhu serta kelembaban yang sesuai dengan
habitat jamur yang sebenarnya untuk memperoleh hasil yang maksimal dari
pembudidayaan jamur tersebut.
Di alam bebas, jamur tiram bisa dijumpai hampir sepanjang tahun di hutan
pegunungan daerah yang sejuk. Tubuh buah terlihat saling bertumpuk di
permukaan batang pohon yang sudah melapuk atau pokok batang pohon yang
sudah ditebang karena jamur tiram adalah salah satu jenis jamur kayu. Untuk itu,
saat ingin membudidayakan jamur ini, substrat yang dibuat harus memperhatikan
habitat alaminya. Dalam budidaya jamur tiram dapat digunakan substrat, seperti
kompos serbuk gergaji kayu, ampas tebu atau sekam. Hal yang perlu diperhatikan
dalam budidaya jamur tiram adalah faktor ketinggian dan persyarataan
lingkungan,
sumber
bahan
baku
untuk
substrat
tanam
dan
sumber
5
Universitas Sumatera Utara
bibit.Miselium dan tubuh buahnya tumbuh dan berkembang baik pada suhu 2630 °C.
Jamur dapat berhasil tumbuh di ruang bawah tanah, gudang, lumbung, rumah
kaca, dan bahkan hanya di tempat tidur dekat rumah, asalkan memenuhi kondisi
yang diperlukan - suhu konstan dekat 15 derajat, kelembaban tinggi, ventilasi
yang baik dan pencahayaan yang buruk, sepertijamur, seperti tanaman hijau tidak
perlu ringan dan dapat tumbuh bahkan dalam gelap.sinar matahari langsung
mempengaruhi mereka. Hal yang paling penting dalam budidaya jamur kemampuan untuk mempersiapkan substrat dengan benar, yang selanjutnya akan
ditanam miselium.
Untuk mempertahankan suhu dan kelembaban biasanya dilakukan secara
manual. Cara tersebut kurang efektif dan efisien, karena dapat menyebabkan
terjadinya pemborosan energi maupun waktu. Untuk mengatasi hal ini, diperlukan
suatu sistem yang dapat menjaga suhu maupun kelembaban yang diinginkan serta
dapat bekerja secara otomatis
Dalam proses pembudidayaan, syarat tumbuh jamur tiram yang baik antara
lain:
1. Pengaturan suhu dan kelembaban.
Untuk di daerah panas pengaturan suhu dan kelembaban ruanganpenumbuhan
jamur tiram diperlukan suhu antara 22 c – 28 c sedangkan kelembaban 80 – 90 %.
Alat ukur suhu dapat menggunakan Termometer ruang dan alat ukur kelembaban
menggunakan Hygrometer yang dipasang di dalam kumbung (ruang tumbuh
jamur) danuntuk memaksimalkan pertumbuhan jamur kondisi suhu dan
6
Universitas Sumatera Utara
kelembaban perlu diperhatikan, sehingga keadaan suhu dan kelembaban sesuai
kebutuhan pertumbuhan jamur. Salah satu cara menjaga suhu dan kelembaban
kumbung adalah dengan melakukan pengabutan air dari sprayer. Untuk frekwensi
pengabutan kumbung tergantung cuaca.
Pada musim hujan dimana suhu dan kelembaban normal, pengabutan cukup
sekali saja pada pagi hari..Sebaliknya pada musim kemarau cuaca cukup panas
pengabutan bisa dilakukan dua kali sehari yaitu pagi dan sore hari. Suhu inkubasi
atau saat jamur tiram membentuk miselium dipertahankan antara 60-70%. Suhu
pada pembentukan tubuh buah berkisar antara 16-22º C.
Kelembaban: udara
selama masa pertumbuhan miselium 60-70%. Kelembaban udara Pada
pertumbuhan badan buah 80-90%. Cahaya: Pertumbuhan jamur tiram sangat
peka terhadap cahaya secara langsung. Cahaya tidak langsung (cahaya pantul
biasa ± 50-15000 lux) bermanfaat dalam perangsangan awal terbentuknya tubuh
buah. Intentisitas cahaya yang dibutuhkan untuk pertumbuhan jamur sekitar 200
lux (10%). Sedangkan pada pertumbuhan miselium tidak diperlukan cahaya.
Aerasi: Dua komponen penting dalam udara yang berpengaruh pada
pertumbuhan jamur yaitu Oksigen (O2) dan Karbon Dioksida (CO2). Oksigen
merupakan unsure penting dalam respirasi sel. Sumber energi dalam sel dioksidasi
menjadi karbondioksida. Konsentrasi Karbon Dioksida (CO2) yang terlalu banyak
dalam kumbung menyebabkan pertumbuhan jamur tidak normal. Didalam
kumbung jamur konsentrasi CO2 tidak boleh lebih dari 0,02%. Tingkat
Keasaman (pH) Tingkat keasaman media tanam mempengaruhi pertumbuhan dan
petkembangan jamur tiram putih. Pada pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah
akan mempengaruhi penyerapan air dan hara, bahkan kemungkinan akan tumbuh
7
Universitas Sumatera Utara
jamur yang lain yang akan menganggu pertumbuhan jamur tiram itu sendiri. pH
optimum pada media tanam berkisar .
2. Pengaturan sirkulasi udara.
Pada saat masih berbentuk miselium, jamur tidak memerlukan oksigen dalam
jumlah besar. Namun pada saat jamur membentuk buah apabila kekurangan
oksigen akan berakibat jamur jadi kerdil ( kecil ). Bahkan tubuh buah tidak
terbentuk dan miselium memadat dan meluas keseluruh arah. Oleh karena itu
pengaturan sirkulasi udara garus rutin dilakukan dengan cara membuka cjendela
kumbung lebih kurang 1 – 2 jam setiap harinya, agar oksigen bisa masuk dan
karbondioksida bisa keluar.
Ada beberapa hal yang perlu di perhatikan pada proses budidaya jamur tiram agar
tidak menemui kegagalan atau terkontaminasi yaitu:
a. Faktor dari serbuk kayu yang digunakan
Media kayu adalah media utama dalam penumbuhan jamur ini. Jadi sangat
penting untuk memperhatikan jenis serbuk kayu yang digunakan. Hendaknya jenis
kayu yang digunakan homogen atau tidak bercampur. Ini berpengaruh dalam
lamanya waktu pengomposan dan juga tentunya perkembangan miselium. Paling
bagus menggunakan jenis kayu sengon. Seringkali kegagalan timbul karena
pencampuran ini tidak terkontrol, apalagi tercampur dengan jenis kayu yang
bergetah seperti kayu pinus, damar, cemara, dan sebagainya.
b. Faktor PH
8
Universitas Sumatera Utara
Dalam pencampuran media baglog, tingkat PH dari serbuk gergaji harus
diperhatikan yaitu di kisaran 7. PH yang terlalu basa (8 hingga 9) dapat
menyebabkan kegagalan. Karena faktor PH ini, dalam budidaya diperlukan
pengomposan. Metoda pengomposan bertujuan menurunkan PH serbuk gergajian.
c. Faktor Air
Dalam menambahkan air, seringkali kita tidak memeriksa air yang digunakan.
Ada yang menggunakan air sumur, air PDAM, atau air kali biasa. Kandungan
kimia pada air tersebut terkadang tidak diketahui, jika terdapat kandungan yang
mungkin saja bisa menggagalkan dalam proses budidaya, hal ini tentunya tidak
kita inginkan. Cara sederhana untuk mengatasinya adalah, air yang akan kita
gunakan hendaknya diendapkan dahulu, bisa juga dengan mencampurkan arang
untuk menetralisir dan memurnikan air.
d Faktor campuran yang kurang baik
Kadar dari campuran memang bermacam-macam dari masing-masing pebudidaya,
tetapi rata-rata menggunakan nutrisi sekitar 10%-15%, ada yang maksimal hingga
20% dari berat gergajian. Nutrisi yang kami maksud di sini adalah perbandingan
bekatul atau jagung. Pastikan bahan yang digunakan dalam campuran masih
dalam kondisi segar dan baru, tentunya kualitasnya juga harus baik.
e. Faktor sterilisasi
Faktor ini yang sering menjadi momok pada budidaya. Metodenya banyak sekali,
ada yang menggunakan tong, ada yang menggunakan steamer beton, plat baja.
9
Universitas Sumatera Utara
Ada yang langsung dipanaskan, ada yang menggunakan boiler sebagai penghasil
uap panasnya. Intinya cuma satu, bagaimana metoda yang digunakan tersebut
dapat memanaskan media baglog hingga 114 derajat C dan mematikan semua
bakteri yang ada. Sehingga baglog yang sudah steril tersebut dapat tumbuh
miseliumnya setelah diinokulasi bibit jamur di dalamnya. Air yang digunakan
dalam memanaskan baglog juga sebaiknya harus selalu baru dan bersih.
Seharusnya setelah sterilisasi, jangka waktu untuk inokulasi tidak terlalu lama
sehingga media baglog dalam keadaan steril.
f. Faktor kesalahan dalam inokulasi
Dalam melakukan inokulasi bibit jamur tiram, kondisi baglog setelah melalui
proses sterlilisasi harus memiliki suhu yang pas.. Suhu baglog yang masih terlalu
panas dapat menyebabkan kegagalan, begitu juga sebaliknya, suhu yang sudah
terlalu dingin juga dapat menimbulkan kegagalan. Suhu yang baik kira-kira di
kisaran 35-38 derajat C (masih hangat sedikit, tapi tidak panas).
g. Faktor bibit jamur yang kurang baik
Bibit jamur tiram putih sangat penting sekali dalam menentukan tingkat
keberhasilan dalam budidaya jamur tiram putih. Kualitas bibit ini sangat
menentukan keberhasilan. Bibit yang sudah terlalu tua (apalagi sudah tumbuh
jamurnya) kurang baik untuk digunakan. Bibit yang berumur masih muda
memiliki kekuatan yang lebih baik.
h Komposisi bibit
10
Universitas Sumatera Utara
Komposisi nutrisi pada bibit jamur tiram menentukan kualitas kekuatan miselium
dalam perkembangan di baglog nantinya. Indikasi sederhananya dapat terlihat
pada warna putih miselium di botol bibit. Jika putihnya berwarna sangat putih, ini
mengindikasikan nutrisi nya baik, tapi jika warna putihnya hanya semu saja, ini
mengindikasikan nutrisi yang digunakan kurang.
i Faktor kebersihan ruang inkubasi
Pada ruang inkubasi, faktor kebersihan, sirkulasi udara, kelembaban juga harus
sangat diperhatikan. Bisa jadi semua faktor sudah terlewati dengan baik, dan
perkembangan miselium juga baik, tetapi karena ruang inkubasi kurang bersih,
perkembangan miselium justru menjadi lambat dan malah terhenti sama sekali.
2.2 Sensor DHT-22
Kelembaban udara (humidity) merupakan beberapa parameter pengukuran
yang acapkali digunakan dalam proses akuisisi data. Sebagai bagian inti dari
proses ini, sensor memiliki peran penting dalam mengubah kuantitas yang
diperoleh dari alam (bersifat analog) menjadi kuantitas yang dapat diproses oleh
komputer (bersifat digital). Sensor juga menentukan seberapa tepat hasil yang
diperoleh dibandingkan dengan pengukuran yang sebenarnya melalui instrumen
ukur.
Sensor dalam rangkaian akuisisi data dapat berupa komponen diskrit atau
rangkaian terintegrasi (IC/Integrated Circuit) Pada umumnya untuk satu jenis
parameter yang diukur melibatkan satu jenis sensor. Meski demikian dapat pula
dijumpai penggunaan satu sensor yang berfungsi untuk mengukur dua atau lebih
11
Universitas Sumatera Utara
parameter secara simultan, seperti sensor famili SHT yang dapat digunakan untuk
mengukur suhu dan kelembaban dalam satu waktu. Salah satu jenis famili sensor
yang juga dapat melakukan pengukuran suhu dan kelembaban pada satu waktu
adalah DHT. Sensor ini terdiri dari. beberapa varian dengan varian yang sering
digunakan adalah DHT22.
Sensor jenis ini cukup banyak dipilih karena data keluaran yang dihasilkan
sudah dalam bentuk digital sehingga tidak memerlukan lagi proses konversi dari
sinyal analog. DHT22 mampu menampilan nilai hingga satu angka dibelakang
koma, faktor harga, rentang nilai pengukuran, dimensi fisik, kecepatan
pencuplikan (sampling rate) dan berbagai spesifikasi teknis lainnya, salah satu hal
yang memengaruhi pemilihan di antara keduanya adalah akurasi pengukuran.
Pada lembar data (datasheet) ke sensor tersebut terdapat informasi
mengenai akurasi pengukuran suhu dan kelembaban. Kendati pun demikian
informasi tersebut hanya menggambarkan kondisi pengujian sensor setelah
melalui proses pabrikasi dan belum menggambarkan kondisi riil sensor tersebut
saat digunakan dalam proses pengukuran yang sesungguhnya, baik di dalam
maupun di luar ruangan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan
seberapa besar akurasi pengukuran yang dihasilkan oleh sensor DHT22 pada
pengukuran suhu dan kelembaban, baik di dalam maupun luar ruangan pada
platform Arduino Nano.
Sensor DHT merupakan sensor suhu dan kelembaban yang terdiri dari dua
bagian yaitu sensor kelembaban kapasitif dan thermistor. Sensor ini tidak
memerlukan rangkaian pengendali sinyal dan ADC karena menggunakan cip
mikropengendali dengan keluaran sinyal digital. DHT memiliki banyak varian,
12
Universitas Sumatera Utara
salah satunya yaitu DHT22 (AM2302) dengan bentuk fisik seperti pada gambar
2.1
Gambar 2.1 Bentuk Fisik Sensor DHT 22
Sensor DHT22 merupakan sensor suhu dan kelembaban dengan berbagai
kelebihan yaitu:
- Keluaran sudah digital dengan konversi dan perhitungan oleh MCU 8-bit
- Sensor terkalibrasi secara akurat dengan kompensasi suhu diruangan
penyesuaian dengan nilai koefisien kalibrasi tersimpan dalam memori OTP.
- Rentang pengukuran suhu dan kelembaban yang lebih besar.(0-100%)
- Mampu mentransmisikan sinyal keluaran melewati kabel yang panjang
hingga 20 meter sehingga cocok untuk ditempatkan dimana saja.
*Catatan: tambahkan kapasitor buffer 0,33uF antara pin vcc dan gnd jika kabel
lebih dari 2 meter.
13
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi:
1. Ukuran: 28.2 mm (panjang) * 13.1 mm (Lebar) * 10 mm (tinggi)
2. Berat: 6 g
3. Tegangan kerja: 3 V - 5.5 V
5. Sinyal output: digital signal
6. Range pengukuran temperatur: - 40c to 80c
7. Akurasi: 0.5c
8. Range kelembaban: 0-100% RH
9. akurasi: 2% RH
Informasi Kaki sensor:
"+" : positive
"-" : the power of anode
"Out" : the microcontroller IO port
2.3 Mikrokontroler Arduino Nano
a. Pengertian Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah
chip.Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM,
memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan kata
lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai
masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus
dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis
14
Universitas Sumatera Utara
data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk
mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.
Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem
elektronik
yang
sebelumnya
banyak
memerlukan
komponen-komponen
pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya
terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.
b. Arduino
Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta
memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat
mengenali lingkungan sekitarnya melalui berbagai jenis sensor dan dapat
mengendalikan lampu, motor, dan berbagai jenis aktuator lainnya. Arduino
mempunyai banyak jenis, di antaranya Arduino Uno, Arduino Mega 2560,
Arduino Fio, dan lainnya.
c. Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang
berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano
diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi
3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih
memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket
yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack,
dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B.
15
Universitas Sumatera Utara
Arduino Nano dapat menggunakan catudaya langsung dari mini-USB port atau
menggunakan catudaya luar yang dapat diberikan pada pin30 (+) dan pin29 (-)
untuk tegangan kerja 7 – 12 V atau pin 28(+) dan pin 29(-) untuk tegangan 5V
Memori ATmega168 memiliki 16 KB flash memory untuk menyimpan kode (2
KB digunakan untuk bootloader); Sedangkan ATmega328 memiliki flash memory
sebesar 32 KB, (juga dengan 2 KB digunakan untuk bootloader). ATmega168
memiliki 1 KB memory pada SRAM dan 512 byte pada EEPROM (yang dapat
dibaca dan ditulis dengan perpustakaan EEPROM); Sedangkan ATmega328
memiliki 2 KB memory pada SRAM dan 1 KB pada EEPROM.
Gambar 2.2 Konfigurasi pin pada board Arduino Nano
Arduino Nano dapat diaktifkan melalui koneksi USB Mini-B, atau melalui catu
daya eksternal dengan tegangan belum teregulasi antara 6-20 Volt yang
dihubungkan melalui pin 30 atau pin VIN, atau melalui catu daya eksternal
dengan tegangan teregulasi 5 volt melalui pin 27 atau pin 5V. Sumber daya akan
16
Universitas Sumatera Utara
secara otomatis dipilih dari sumber tegangan yang lebih tinggi. Chip FTDI
FT232L pada Arduino Nano akan aktif apabila memperoleh daya melalui USB,
ketika Arduino Nano diberikan daya dari luar (Non-USB) maka Chip FTDI tidak
aktif dan pin 3.3V pun tidak tersedia (tidak mengeluarkan tegangan), sedangkan
LED TX dan RX pun berkedip apabila pin digital 0 dan 1 berada pada posisi
HIGH
Arduino Nano dapat dengan mudah diprogram dengan menggunakan software
Arduino (sketch). Pada menu program, pilih tool – board kemudian pilih jenis
board yang akan diprogram. Untuk memprogram board Arduino dapat memilih
tipe board Arduino diecimila atau duemilanove atau langsung memilih Nano
W/atmega168 atau Nano W/atmega328.
Spesifikasi
Dibawah ini spesifikasi dari Arduino Nano:
Mikrokontroler
Atmel ATmega168 atau ATmega328
Tegangan Operasi
5V
Input Voltage
7-12V
(disarankan)
Input Voltage (limit)
6-20V
Pin Digital I/O
14 (6 pin digunakan sebagai output PWM)
Pins Input Analog
8
Arus DC per pin I/O
40 mA
17
Universitas Sumatera Utara
Flash Memory
16KB (ATmega168) atau 32KB (ATmega328) 2KB
digunakan oleh Bootloader
SRAM
1 KB (ATmega168) atau 2 KB (ATmega328)
EEPROM
512 byte (ATmega168) atau 1KB (ATmega328)
Clock Speed
16 MHz
Ukuran
1.85cm x 4.3cm
Tabel 2.1 Arduino Nano
2.2.1 Input dan Output
Masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino Nano dapat digunakan sebagai
input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan
digitalRead(). Semua pin beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat
memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up
internal (yang terputus secara default) sebesar 20-50 KOhm. Selain itu beberapa
pin memiliki fungsi khusus, yaitu:
•
Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan
mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung ke pin yang
sesuai dari chip FTDI USB-to-TTL Serial.
•
External Interrupt (Interupsi Eksternal): Pin 2 dan pin 3 ini dapat
dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah,
meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.
•
PWM : Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit
dengan fungsi analogWrite(). Jika pada jenis papan berukuran lebih
18
Universitas Sumatera Utara
besar (misal:Arduino Uno), pin PWM ini diberi simbol tilde atau “~”
sedangkan pada Arduino Nano diberi tanda titik atau strip.
•
SPI : Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini
mendukung komunikasi SPI. Sebenarnya komunikasi SPI ini tersedia
pada hardware, tapi untuk saat belum didukung dalam bahasa
Arduino.
•
LED : Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.
LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin diset bernilai HIGH,
maka LED menyala, dan ketika pin diset bernilai LOW, maka LED
padam.
Arduino Nano memiliki 8 pin sebagai input analog, diberi label A0 sampai dengan
A7, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang
berbeda). Secara default pin ini dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai
dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau
terendah mereka menggunakan fungsi analog Reference. Pin Analog 6 dan 7 tidak
dapat digunakan sebagai pin digital. Selain itu juga, beberapa pin memiliki fungsi
yang dikhususkan, yaitu:
•
I2C : Pin A4 (SDA) dan pin A5 (SCL). Yang mendukung
komunikasi I2C (TWI) menggunakan perpustakaan Wire.
Masih ada beberapa pin lainnya pada Arduino Nano, yaitu:
•
AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan
fungsi analogReference().
19
Universitas Sumatera Utara
•
RESET : Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan
ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan
tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino.
2.3.2 Komunikasi
Arduino Nano memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan
komputer, dengan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya. ATmega168
dan ATmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5 Volt), yang
tersedia pada pin digital 0 (RX) dan pin 1 (TX). Sebuah chip FTDI FT232RL
yang terdapat pada papan Arduino Nano digunakan sebagai media komunikasi
serial melalui USB dan driver FTDI (tersedia pada software Arduino IDE) yang
akan menyediakan COM Port Virtual (pada Device komputer) untuk
berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer. Perangkat lunak Arduino
termasuk didalamnya serial monitor memungkinkan data tekstual sederhana
dikirim ke dan dari papan Arduino.
LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang
dikirim atau diterima melalui chip FTDI dan koneksi USB yang terhubung
melalui USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1).
Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan komunikasi serial pada
beberapa pin digital Nano. ATmega168 dan ATmega328 juga mendukung
komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan
Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus I2C. Untuk komunikasi
SPI, silakan lihat datasheet ATmega168 atau ATmega328.
2.4 Pengertian Relay dan Fungsinya
20
Universitas Sumatera Utara
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan
komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama
yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).
Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar
sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik
yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan
Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang
berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
2.4.1 Prinsip Kerja Relay
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi CLOSE (tertutup)
Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi OPEN (terbuka)
21
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Bentuk dan Simbol Relay
Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah
kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila
Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang
kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke
posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik
di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC)
akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik,
Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay
untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan
arus listrik yang relatif kecil
2.4.2 Arti Pole dan Throw pada Relay
22
Universitas Sumatera Utara
Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw
yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan
singkat mengenai Istilah Pole and Throw :
Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)
Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay
dapat digolongkan menjadi :
Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4
Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5
Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6
Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal
Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat
dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki
Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2
pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2
Terminal lainnya untuk Coil
2.4.3 Fungsi-fungsi Relay
Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan
Elektronika diantaranya adalah :
23
Universitas Sumatera Utara
1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay
Function)
3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan
bantuan dari Signal Tegangan rendah.
4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun
komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat
(Short).
Tujuan Pemakaian Relay
Ada
beberapa
tujuan
penggunaan relay dalam
rangkaian
listrik
maupun elektronika, yaitu:
1.
Untuk pengendalian sebuah rangkaian
2.
Sebagai pengontrol sistem tegangan tinggi tapi dengan tegangan rendah.
3.
Sebagai pengontrol sistem arus tinggi dengan memakai arus yang rendah.
4.
Fungsi logika.
2.4.4 Jenis- jenis Relay
Untuk memenuhi kebutuhan di dalam merangkai atau membuat sirkuit
listrik dan elektronika, beberapa produsen membuat / memproduksi berbagai
macam / jenis relay, namun secara sistem di bagi atas:
1.Electromagnetic Relays
2. Solid State Relays (SSRs)
24
Universitas Sumatera Utara