PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN UNTUK BUDIDAYA JAMUR KUPING

  commit to user PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN UNTUK BUDIDAYA JAMUR KUPING Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  Disusun oleh: FELIX AGNI GUNAWAN I 1309011 JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

  DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................... ii

  ............... iii

  SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH

  ...................... iv

  SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH KATA PENGANTAR .................................................................................. v ABSTRAK .................................................................................................... vii

  .................................................................................................. viii

  ABSTRACT DAFTAR ISI ................................................................................................. ix DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii

  .................................................................................... xiii

  DAFTAR GAMBAR DAFTAR PROGRAM …………………………………………………….xiv DAFTAR GRAFIK ……………………………………………………… xv

  ……...…………………………………………… xvi

  DAFTAR LAMPIRAN

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang Masalah .......................................................... I-1

  1.2 Perumusan Masalah ................................................................. I-2

  1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................... I-2

  1.4 Manfaat Penelitian ................................................................... I-2

  1.5 Batasan Masalah ...................................................................... I-3

  1.7 Sistematika Penulisan .............................................................. I-3

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Metode Penelitian .................................................................... II-1

  2.2 Metode Budidaya Jamur Kuping ............................................. II-1

  2.3 Teori Suhu dan Kelembaban ................................................... II-2

  2.3.1 Teori Kelembaban ......................................................... II-2

  2.3.2 Teori Suhu ..................................................................... II-4

  2.4 Pengertian Mikrokontrol ......................................................... II-5

  

commit to user

  2.5 Sensor Suhu dan Kelembaban ................................................. II-7

  2.6 HMI LCD ................................................................................ II-11

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  3.1 Tahap Studi Awal .................................................................... III-2

  3.1.1 Identifikasi Masalah ...................................................... III-2

  3.1.2 Perumusan Masalah ....................................................... III-3

  3.1.3 Penetapan Tujuan,Manfaat, dan Batasan ....................... III-3

  3.2 Tahap Perancangan dan Ujicoba Alat ..................................... III-4

  3.2.1 Deskripsi Masalah ......................................................... III-4

  3.2.2 Perancangan Konseptual ............................................... III-4

  3.2.3 Penerapan Rancangan .................................................... III-5

  3.2.5 Pengujian Hasil Rancangan ........................................... III-5

  3.3 Analisis dan Interprestasi ........................................................ III-6

  3.4 Kesimpulan dan Saran ............................................................. III-7

  BAB IV PERANCANGAN DAN UJICOBA ALAT

  4.1 Perancangan Konseptual.......................................................... IV-1

  4.1.1 Identifikasi Kebutuhan .................................................. IV-1

  4.1.2 Perancangan Sistem Kerja Alat ..................................... IV-2

  4.1.3 Pemilihan Komponen .................................................... IV-4

  4.2 Penerapan Alat dan Sistem ...................................................... IV-6

  4.2.1 Rangkaian IC Mikrokontrol .......................................... IV-6

  4.2.2 Rangkaian Sensor .......................................................... IV-9

  4.2.3 Rangkaian Alat Pemanas dan Pendingin ....................... IV-10

  4.2.4 Perancangan Sirkuit Elektronik ..................................... IV-12

  4.2.5 Perancangan Hardware .................................................. IV-15

  4.2.6 Pemrograman Alat…………………………………….IV-18

  4.2.7 Perakitan Alat…………………………………………IV-24

  4.2.8 Cara Kerja Alat………………………………………..IV-27

  4.3 Pengujian Rancangan Sistem Pengendali……………………IV-28

  BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

  5.1 Analisis Hasil Penelitian .......................................................... V-1

  5.1.1 Analisis Ujicoba Mikrokontroler ................................... V-1

  

commit to user

  5.1.2 Analisis Ujicoba Alat .................................................... V-2

  5.1.3 Analisis Hasil Produksi Jamur Kuping.......................... V-4

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

  6.1 Kesimpulan .............................................................................. VI-1

  6.2 Saran ........................................................................................ VI-1

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

commit to user

  

ABSTRAK

Felix Agni Gunawan, NIM : I 1309011. PERANCANGAN SISTEM

PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN UNTUK BUDIDAYA JAMUR

KUPING. Skripsi. Surakarta : Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik,

Universitas Sebelas Maret, Juni 2012

  Budidaya jamur kuping adalah salah satu sumber pangan yang baru.

Budidaya ini memerlukan sistem pengendalian suhu dan kelembaban yang tepat

untuk menghasilkan kualitas jamur kuping yang baik. Sekarang ini sudah banyak

sistem pengendali suhu dan kelembaban untuk jamur baik secara manual ataupun

otomatis, namun masih banyak kekurangannya seperti pemakaian alat yang

mahal, kurang praktis perakitannya, dan pengoprasiannya tidak mudah. Penelitian

ini bertujuan merancang dan membuat prototipe suatu sistem pengendali suhu dan

kelembaban untuk budidaya jamur kuping yang lebih baik dari sistem-sistem

pengendali yang sebelumnya.

  Metode penelitian ini dilakukan melalui 2 tahap utama yaitu perancangan

konseptual dan perancangan alat dan sistem. Tahap perancangan konseptual

meliputi identifikasi kebutuhan, perancangan sistem, dan pemilihan komponen.

Tahap selanjutnya adalah penerapan alat dan sistem yang meliputi rangkaian

mikrokontroler, sensor, alat pemanas, alat pendingin, perancangan sirkuit

elektronik, hardware, pemrograman alat dan terakhir perakitan alat.

  Penelitian ini menghasilkan prototipe alat pengatur temperatur dan

kelembaban dengan menggunakan mikrokontroler ATmega16, yang mampu

meningkatkan kecepatan respon sistem pengendali temperatur pada budidaya

jamur yang dilakukan secara otomatis, mudah dalam pengoperasian pengendali,

praktis perakitannya, memiliki kemampu-rawatan yang mudah, dan memperbaiki

realibilitas sistem terdahulu yang mana masih dilakukan secara manual. Alat

pengatur temperatur dan kelembaban ini dapat membantu setiap petani jamur

kuping baik yang sudah terlatih maupun belum. Hasil pemakaian alat ini dapat

meningkatkan produktivitas hasil panen.

  

Kata kunci : Mikrokontroler, ATMEGA16, jamur kuping, sistem pengendali

suhu dan kelembaban. xvi + 72 halaman; gambar; 14 tabel; 2 lampiran. Daftar pustaka : 13 (2003-2011).

commit to user

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

  Dalam rangka memenuhi ketahanan pangan, manusia terus berupaya mengembangkan dan meneliti jenis sumber makanan baru. Dari berbagai macam jenis makanan baru yang telah ditemukan salah satunya adalah jamur, jamur yang dulunya berupa tanaman liar kini telah menjadi salah satu sumber makanan masyarakat yang digemari dan dikonsumsi oleh semua kalangan dan umur. Jamur juga merupakan sumber nutrisi yang tinggi dan dapat diolah menjadi berbagai jenis masakan. Dari berbagai jenis jamur yang dapat dikonsumsi dan dibudidayakan salah satunya adalah jamur kuping.

  Penelitian ini akan membahas tentang jamur kuping karena merupakan jenis jamur yang banyak dibudidayakan selain jamur tiram sehingga tempat pembudidayaan jamur yang disebut kumbung jamur mudah ditemukan dan segi perawatannya mudah. Budidaya jamur kuping di daerah dataran rendah (suhu ±30°C) memerlukan pengontrolan suhu dan kelembaban pada kumbung jamur untuk mendapatkan pertumbuhan badan jamur yang optimal. Pada umumnya kondisi yang optimal untuk pertumbuhan jamur kuping dibedakan dalam dua fase, yaitu fase inkubasi yang memerlukan suhu udara berkisar antara 22 - 28 °C dengan kelembaban 70 - 90 % RH dan fase pembentukan tubuh buah memerlukan suhu udara antara 16 - 27 ˚C (Jumran, 2009).

  Saat ini sistem pengaturan suhu dan kelembaban kumbung jamur dilakukan dengan cara manual dan otomatis. Penanganan secara manual dapat dilihat pada budidaya jamur kuping di daerah Mojolaban, Sukoharjo yaitu dilakukan dengan cara menyemprotkan air pada lantai dan dinding kumbung jamur apabila suhu udara diatas suhu yang diharapkan. Hal ini tidak efisien karena memerlukan operator untuk memperhatikan dan menjaga suhu dan kelembaban pada kumbung jamur secara terus menerus. Kelembaban juga tidak dapat dikontrol dengan baik karena tidak adanya alat ukur kelembaban. Selain secara manual penanganan suhu jamur telah dilakukan secara otomatis seperti pada penelitian yang merancang

  

commit to user

  suatu sistem pengatur suhu dengan menggunakan sensor suhu SHT-10 dan berbasis mikrokontroler yang mengatur blower dan sprayer untuk menyempotkan butiran-butiran airnya (Budiawan, 2010). Penelitian yang lain menggunakan sensor suhu SHT-11, mikrokontroler ATM89C51 sebagai kontrol utama, serta untuk alat pemanas dan pendingin berupa motor stepper untuk membuka dan menutup jendela, mengaktifkan alat pemanas , dan kipas (Sofyan dan Winarso, 2005). Dari sistem otomatis yang telah dipaparkan, menggunakan sensor yang mahal dan alat-alat pengatur suhu yang perakitannya kurang praktis.

  Dari dua jenis pengaturan suhu dan kelembaban secara manual dan otomatis yang telah dipaparkan tersebut memiliki berbagai kekurangan sehingga diperlukan suatu sistem yang mampu mengendalikan suhu dan kelembaban yang mudah digunakan oleh petani, praktis mudah dibawa sehingga tidak memerlukan tempat yang besar dan mudah dirangkai, serta harganya yang lebih murah.

  1.2 Perumusan Masalah

  Perumusan masalah dari penelitian ini adalah “Bagaimana merancang suatu sistem yang mampu mengendalikan suhu udara dan kelembaban pada budidaya jamur kuping yang dapat digunakan dengan mudah ?”.

  1.3 Tujuan Penelitian

  1. Merancang suatu sistem pengatur suhu dan kelembaban untuk budidaya jamur kuping.

  2. Membuat prototipe rancangan sistem pengatur suhu dan kelembaban pada budidaya jamur kuping.

  1.4 Manfaat Penelitian 1. Meningkatkan produktivitas jamur kuping.

  2. Mengurangi biaya produksi budidaya jamur kuping.

  1.5 Batasan

  Untuk memudahkan dalam pembahasan, maka perlu adanya pembatasan masalah, yaitu:

  

commit to user

  1. Penelitian dilakukan di tempat budidaya jamur kuping desa Kloron RT:01/RW:01, Gadingan, Mojolaban, Sukoharjo dengan ukuran kumbung jamur panjang 9m x lebar 3m x tinggi 2,5m.

  2. Penelitian ini tidak mempertimbangkan kualitas jamur yang dihasilkan.

1.6 Sistematika Penulisan

  Penyusunan tugas akhir ini disusun secara sistematis dan berisi uraian pada setiap bab untuk mempermudah pembahasannya. Adapun dari pokok-pokok permasalahan dalam penelitian ini dapat dibagi menjadi enam bab, seperti dijelaskan berikut ini.

  BAB I PENDAHULUAN Bab ini merupakan pengantar laporan penulisan tugas akhir yang

  menguraikan latar belakang masalah diadakannya penelitian, perumusan masalah bedasarkan latar belakang masalah penelitian yang diangkat, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi-asumsi dan sistematika penelitian. Pengantar penelitian yang dijabarkan dalam bab ini dimaksudkan untuk memberikan arah penelitian sesuai tujuan, manfaat dan asumsi yang diajukan dan untuk menjawab permasalahan yang diangkat dalam tugas akhir yaitu mengenai perancangan alat pengatur suhu dan kelembaban pada budidaya Jamur kuping.

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menguraikan tentang teori yang digunakan sebagai dasar pemikiran,

  wawasan dan acuan. Selain itu, bab ini juga memberikan penjelasan secara garis besar mengenai landasan yang digunakan sebagai kerangka pemecahan masalah. Sumber tinjauan pustaka pada bab ini berasal dari berbagai literatur tertulis, diantaranya buku, jurnal, maupun sumber lainnya. Teori yang dikemukakan berupa penjelasan mengenai Sensor, Mikrokontroler, software, komponen elektronik, serta alat pemanas dan pendingin yang digunakan dalam alat tersebut.

  

commit to user

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN Merupakan gambaran terstruktur yang disusun dalam bentuk flow chart dari

  pelaksanaan penelitian tugas akhir. Metodologi penelitian disusun mulai dari tahap pengumpulan dan pengolahan data, analisa hasil rancangan dan penarikan kesimpulan.

  BAB IV PERANCANGAN DAN UJI COBA ALAT Bab ini berisi pengumpulan data yang digunakan untuk memilih komponen

  yang diperlukan hingga diujicobakan sehingga hasilnya akan diolah untuk dianalisis.

  BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Tahap analisis dan interpretasi hasil berisi pembahasan permasalahan yang

  ada berdasarkan hasil pengumpulan dan pengolahan data yang telah dilakukan pada bab sebelumnya.

  BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Merupakan tahap akhir penyusunan laporan penelitian yang berisi uraian

  pencapaian tujuan penelitian yang diperoleh dari analisis pemecahan masalah maupun hasil pengumpulan data.

  

commit to user

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menguraikan tentang teori yang diperlukan untuk mendukung

  penelitian. Berikut diuraikan secara lengkap mengenai teori yang berkaitan dengan penelitian, diantaranya adalah metode yang dilakukan untuk penelitian ini, metode budidaya jamur kuping secara sederhana atau yang kebanyakan dilakukan oleh petani saat ini, teori mengenai penanganan suhu dan kelembaban yang sudah ada dan hubungan antara suhu dengan kelembaban, kajian teori sistem kendali otomatis dengan mikrokontroler ATmega, teori mengenai sensor suhu dan kelembaban, dan teori mengenai Human Machine Interface berupa LCD.

  2.1 Metode Penelitian

  Metode yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini adalah: 1. Studi literature.

  Mencari dan mengumpulkan referensi serta dasar teori yang diambil dari berbagai buku dan jurnal penelitian untuk mendukung dalam merancang dan merealisasikan sistem akuisisi data suhu dan kelembaban udara menggunakan komputer.

  2. Perancangan dan pengujian hardware dan software.

  Pada perancangan dan pengujian sistem alat, dilakukan dengan cara menghubungkan perangkat hardware yang terdiri dari komponen sensor suhu dan kelembaban, mikrokontroler ATmega, dan rangkaian kontrol.

  2.2 Metode Budidaya Jamur Kuping

  Budidaya jamur kuping menggunakan substrat jerami dengan tahapan sebagai berikut: pembuatan media tanam dilakukan dengan memotong jerami menjadi berukuran 1-2 cm. Rendam jeraminya selama semalaman, setelah itu ditiriskan airnya sebelum ditambahkan dedak 10% dan kapur 1% sebagai zat hara pertumbuhan jamur. Semua bahan diaduk rata dan campuran bahan tadi dimasukkan ke dalam plastik yang tahan panas hingga terisi 2/3 bagian. Baru

  

commit to user kemudian dipadatkan (dipukul-pukul dengan botol kaca). Setelah cukup padat, leher plastik bagian atas dimasukkan pipa paralon dan dibagian tengah media subtrat diberi lubang dan ditancapkan tips. Selanjutnya ditutupi dengan kapas lalu media substrat dilapisi dengan kertas dan diikat dengan karet.

  Media tersebut disterilisasi pada 121˚C selama 20 menit di dalam autoklaf untuk memastikan bahwa tidak ada kontaminan yang tumbuh yang mungkin akan mengganggu pertumbuhan jamur. Setelah steril, media substrat dibuka secara aseptis, lalu tips di tengah-tengah media dan kapas diambil dengan pinset steril. Lubang yang terbentuk diisi dengan bibit jamur tiram yang ditumbuhkan pada biji sorgum pada botol (aseptis). Lalu media ditutup kapas lagi dan dibungkus dengan kertas. Media substrat diinkubasi pada suhu ruang selama beberapa minggu hingga tumbuh miselium. Setelah tumbuh miselium, kapas pada media dibuang dan media dibiarkan terbuka. Semprotkan air setiap hari pada tempat pertumbuhan jamur agar kondisi sekitar lembab dan mendukung pertumbuhannya. Tubuh buah jamur akan tumbuh secara perlahan-lahan ketika media lembab dalam waktu sekitar 1 bulan lebih. Tubuh buah yang sudah cukup besar diambil untuk dipanen dan ditimbang untuk diamati pertumbuhannya setiap minggu (Jumran, 2009).

2.3 Teori Suhu dan Kelembaban

2.3.1 Teori Kelembaban

  Kelembaban merupakan suatu tingkat keadaan lingkungan udara basah yang disebabkan oleh adanya uap air. Tingkat kejenuhan sangat dipengaruhi oleh suhu. Grafik tingkat kejenuhan tekanan uap air terhadap suhu diperlihatkan pada Grafik 2.1.

  

commit to user Grafik Tingkat Kejenuhan Tekanan Uap Air Terhadap Suhu Grafik 2.1. Jika tekanan uap parsial sama dengan tekanan uap air yang jenuh maka akan terjadi pemadatan. Secara matematis kelembaban relatif (RH) didefinisikan sebagai prosentase perbandingan antara tekanan uap air parsial dengan tekanan uap air jenuh. Kelembaban dapat diartikan dalam beberapa cara. Relative secara umum mampu mewakili pengertian kelembaban. Untuk mengerti

  Humidity

  pertama harus diketahui Absolut Humidity. Absolut Humidity

  Relative Humidity

  merupakan jumlah uap air pada volume udara tertentu yang dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. ah=217 ( )

  Dimana : ah : absolute humidity (%AH) e : tekanan oleh uap air (kPa) t : suhu saat pengukuran ( ̊C)

  Relative Humidity merupakan persentase rasio dari jumlah uap air yang

  terkandung dalam volume tersebut dibandingkan dengan jumlah uap air maksimal yang dapat terkandung dalam volume tersebut (terjadi bila mengalami saturasi).

  

Relative Humidity juga merupakan persentase rasio dari tekanan uap air saat

dilakukan pengukuran dan tekanan uap air saat mengalami saturasi. commit to user

  ℎ ℎ ƒ = 100 = 100( )

  Dimana : ƒ : relative humidity (%RH) ah : absolute humidity saat pengukuran (%AH) as : absolute humidity saat saturasi (%AH) eh : tekanan uap air saat pengukuran (kPa) es : tekanan uap air saat saturasi (kPa) Pembacaan 100% RH berarti udara telah saturasi (udara penuh dengan uap

air). Berkeringat merupakan upaya tubuh untuk menjaga suhu tubuh. Saat 100%

  

RH, keringat tidak menguap ke udara, sehingga tubuh terasa lebih panas.

Sebaliknya bila RH rendah, maka tubuh akan merasa lebih dingin. Contoh: Saat

suhu udara 24 ̊C dan kelembaban 0% RH maka tubuh akan merasa suhu udara

seperti 21 ̊C, tetapi bila suhu udara 24 ̊C dan kelembaban 100% RH maka tubuh

merasa suhu udara seperti 27 ̊C. Biasanya besarnya RH yang dianggap nyaman

sekitar 45% RH.

2.3.2 Teori Suhu

  Suhu udara adalah ukuran energi kinetik rata-rata dari pergerakan molekul-

molekul. Suhu suatu benda ialah keadaan yang menentukan kemampuan benda

tersebut, untuk memindahkan (transfer) panas ke benda-benda lain atau menerima

panas dari benda-benda lain tersebut. Dalam sistem dua benda, benda yang

kehilangan panas dikatakan benda yang bersuhu lebih tinggi.

  Selama 24 jam, suhu udara selalu mengalami perubahan-perubahan. Di atas

lautan perubahan suhu berlangsung lebih banyak perlahan-lahan dari pada di atas

daratan. Variasi suhu pada permukaan laut kurang dari 1°C, dan dalam keadaan

tenang variasi suhu udara dekat laut hampir sama. Sebaliknya diatas daerah

pedalaman kontinental dan padang pasir perubahan suhu udara permukaan antara

siang dan malam mencapai 20°C. Sedangkan pada daerah pantai variasinya

tergantung dari arah angin yang bertiup. Variasinya besar bila angin bertiup dari

atas daratan dan sebaliknya. Suhu pada umumnya diartikan sebagai besaran yang

menyatakan derajat panas dinginnya suatu benda dan skala suhu yang biasa

digunakan diantaranya celcius, kelvin, dan fahrenhait (Adiputra, 2009).

commit to user

2.3.3 Hubungan Suhu dengan Kelembaban

  Apabila dipanaskan udara akan memuai, udara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga akan naik. Maka akibatnya, tekanan udara turun karena udaranya berkurang. Sedangkan volume berbanding terbalik dengan tekanan udara. Kelembapan adalah konsentrasi uap air di udara, angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembaban absolut, kelembaban spesifik atau kelembapan relatif. Kelembapan absolut mendefinisikan massa dari uap air pada volume tertentu campuran udara atau gas, dan umumnya dilaporkan dalam gram per meter kubik (g/m3).

  Maka dapat disimpulkan dari penjelasan sebelumnya apabila suhu naik, tekanan udara akan turun (suhu dan tekanan berbanding terbalik). Lalu apabila tekanan udara turun , maka volume akan naik (suhu dan volume berbanding lurus). Karena kelembaban merupakan massa / volume maka jika volume naik, kelembaban udara akan turun (volume dan kelembaban udara berbanding terbalik). Kesimpulannya tekanan udara dan kelembaban berbanding lurus, tapi berbanding terbalik dengan suhu maka jika suhu naik , tekanan udara turun , kelembaban akan turun lalu jika suhu turun , tekanan udara naik , maka kelembaban akan naik (Adiputra, 2009).

2.4 Pengertian Mikrokontroler

  Mikrokontroler merupakan suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer terbaru yang hadir memenuhi kebutuhan pasar. Sebagai teknologi terbaru dengan teknologi semikonduktor yang mengandung transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil sebagai wadah penempatannya dan dapat terjangkau oleh hampir seluruh kalangan masyarakat. Oleh karena itu, mikrokontroler sangat cocok diterapkan untuk mengontrol berbagai peralatan- peralatan yang lebih canggih dibandingkan dengan komputer PC, karena dari efektivitas dan fleksibilitas yang tinggi. Sebagai contoh penerapan mikrokontroler pada umumnya adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan, aplikasi dalam

  

commit to user

  pengukuran jarak jauh, aplikasi mainan anak anak dan lain sebagainya, berdasarkan contoh-contoh aplikasi tersebut penulis sangat tertarik menggunakan mikrokontroler sebagai peralatan utama dalam pembuatan alat pengendali, karena hanya dengan menambahkan beberapa komponen luar, mikrokontroler sudah dapat bekerja sesuai dengan program yang diberikan padanya. Mikrokontroler adalah sebuah komponen yang berupa IC dimana akan bekerja jika kita isi dengan register-register perintah yang berupa bahasa mesin,dan ouputnya menjadi suatu pulsa yang dapat mengendalikan rangkaian kontrol. Proses pengisian register perintah ke dalam IC mikrokontroler umumnya menggunakan bahasa assembler, akan tetapi pada langkah pengisian register pada mikrokontroler diganti dengan menggunakan bahasa program C, dimana proses pengisian lebih sederhana dan lebih praktis daripada bahasa program assembler.

2.4 Mikrokontroler ATmega.

  Mikrokontroler saat ini sudah dikenal dan digunakan secara luas pada dunia industri. Banyak sekali penelitian atau proyek mahasiswa yang menggunakan berbagai versi ATmega yang dapat dibeli dengan harga yang relative murah dan mudah didapat. Mikrokontroler ATmega saat ini merupakan chip utama pada hampir setiap peralatan elektronika canggih. Alat-alat canggih pun sekarang ini sangat bergantung pada kemampuan mikrokontroler tersebut. ATmega diproduksi oleh perusahaan mikrokontroler Atmel dan saat ini perusahaan Atmel sudah mengeluarkan berbagai jenis seri dari mikrokontrolernya seperti ATmega8, ATmega16, ATmega32, ATmega8535, dan berbagai seri yang lainnya. Pada dasarnya yang membedakan masing- masing seri adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsiektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama (Lambok, 2011). Pada Tabel 2.1 dijelaskan perbandingan antara ATmega16 dan ATmega32, serta pada Gambar 2.1 dijelaskan mengenai keterangan pin-pin pada ATmega16.

  

commit to user

Tabel 2.1. Perbandingan Memori ATmega16 dan ATmega32

  Sumber: ATMEL (2003)

Gambar 2.1. Pin-Pin ATmega16

  

Sumber: ATmega16 DataSheet (2010)

2.5 Sensor Suhu dan Kelembaban

  Sensor yang dapat mengukur suhu dan kelembaban ada beberapa jenis di pasaran seperti HSM-20G, SHT 10, SHT 11, dan lain-lain. Sensor HSM-20G adalah sensor pengukur kelembaban (%RH) dan suhue ( ̊ C). Dimana wujud dari sensor humidity tersebut seperti Gambar 2.2.

  commit to user

  Sensor HSM-20G Gambar 2.2.

  

Sumber: HSM 20G Module (2009)

  Sensor humidity HSM-20G dimana kelembaban relatif bisa di konversi ke tegangan keluaran yang standart. Macam- macam dari jenis aplikasi yang dapat digunakan oleh sensor ini adalah lembab,dan sangat lembab, untuk AC,data loggers kelembaban, automotive climate control, dll.

  Sensor ini mempunyai beberapa karekteristik dimana batas input tegangan DC 5±0.2 volt, batas output tegangan adalah sebesar DC 1-3volt, akurasi pengukuran ±5%RH, operasi arus maksimum 2mA, batas storage RH 0-99%RH, batas operasi RH 20-95% (100%RH intermittent), kondensasi transient <3%RH, batas storage suhu -20˚C-70˚C, batas operasi suhue 0˚C-50˚C, hysteresis (RH setiap 25˚C) maksimal 2%RH, sangat linier, respon waktu (63% perubahan step) 1 menit. Semua standart alat ini berdasarkan variasi kelembaban di bawah 60%RH pada saat 25˚C. Kelengkapan semua tes-tes yang ada, module ini akan melewati batas bawah nominal lingkungan dan juga kelembaban untuk 24 jam.

  

Grafik 2.2. Kurva Respon HSM-20G

commit to user

  

Sumber: HSM 20G Module (2009) Pada Grafik 2.2 dapat terlihat jelas bagaimana hubungan antara nilai kelembaban dan tegangan keluaran yang membentuk garis linier karena kelembaban berbanding lurus dengan tegangan keluaran. Pada Grafik 2.1 diatas dapat dilihat batas untuk nilai kelembaban pada sensor ini sebagaimana terlihat bahwa nilai tegangan keluaran berbanding lurus dengan persentase kelembaban. Nilai yang tertera diatas bahwa nilai batas kelembaban maksimum 90%RH dan batas minimum 10%RH dengan tegangan 0,74 volt dan maksimal 3,19 volt (All Data Sheet, 2009).

Gambar 2.3. Dimensi HSM 20G

  

Sumber: HSM 20G Module (2009)

  SHT 11 adalah sebuah single chip sensor suhu dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang outputnya telah dikalibrasikan secara digital. Dibagian dalamnya terdapat kapasitif polimer sebagai elemen untuk sensor kelembaban relative dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor suhu. Output kedua sensor digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit dan sebuah interface serial pada satu chip yang sama. Sensor ini menghasilkan sinyal keluaran yang baik dengan waktu respon yang cepat. SHT 11 dikalibrasi pada ruangan dengan kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya. Koefisien kalibrasinya telah di programkan kedalam OTP memory. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengkalibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran 2-wire alat penghubung serial dan regulasi tegangan internal membuat lebih mudah dalam pengintegrasian sistem. Ukurannya yang

  commit to user

  kecil dan konsumsi daya yang rendah membuat sensor ini adalah pilihan yang tepat, bahkan untuk aplikasi yang paling menuntut. Didalam piranti SHT 11 terdapat suatu surface-mountable LLC (Leadless

  

Chip Carrier ) yang berfungsi sebagai suatu pluggable 4-pin single-in-line untuk

jalur data dan clock, blok diagram chip SHT 11 dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Blok Diagram Pada Chip SHT 11

  

Sumber: HSM 20G Module (2009)

  SHT 11 membutuhkan supply tegangan 2.4 dan 5.5 V. SCK (Serial Clock digunakan untuk mensinkronkan komunikasi antara mikrokontroller

  Input)

  dengan SHT 11. DATA (Serial Data) digunakan untuk transfer data dari dan ke SHT 11 (Nurhadi dan Puspita, 2010).

  (Liquid Crystal Display)

2.6 HMI (Human Machine Interface) LCD

  LCD merupakan suatu alat penampil yang mendekodekan dari data digital menjadi bahasa yang dimengerti manusia (angka atau huruf). Biasanya LCD yang ada di pasaran sudah dikemas beserta dengan rangkaiannya. LCD digunakan untuk mempermudah mengamati hasil dan data yang nantinya dihasilkan dan dapat digunakan untuk pengolahan data. Dari berbagai jenis LCD yang ada dipasaran, yang mudah digunakan dan banyak dipakai adalah LCD 1602 seperti

Gambar 2.5 dengan tampilan 2 baris dengan 16 karakter.Gambar 2.5. LCD 1602

  commit to user Sumber: LCD 1602 Module (2008)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini membahas model penelitian serta metodologi yang digunakan

• Observasi Lapangan
• Tinjauan Pustaka

• Penetapan Tujuan Penelitian • Manfaat Penelitian • Batasan Masalah Penelitian Perancangan Konseptual
• Identifikasi Kebutuhan
• Perancangan Sistem dan Kerja Alat
• Pemilihan Komponen Penerapan Alat dan Sistem
• Rangkaian IC Mikrokontroler
• Rangkaian Sensor
• Rangkaian Alat Pemanas dan Pendingin
• Perancangan Sirkuit Elektronik
• Perancangan Hardware
• Pemrograman Alat
• Perakitan Alat Analisa Hasil Uji Coba Alat

  

commit to user

  serta tiap tahapannya. Adapun metodologi penelitian yang digunakan adalah seperti dalam Gambar 3.1.

  Gambar 3.1.

  Flowchart Metodologi Penelitian.

  Identifikasi Masalah

  Perumusan Masalah

  TAHAP AWAL TAHAP PERANCANGAN DAN UJI COBA ALAT TAHAP ANALISIS DATA F Apakah Pengujian Rancangan Sistem Pengendali Sukses?

  YES NO

  F

  Kesimpulan dan Saran

  TAHAP KESIMPULAN DAN SARAN Selesai

Gambar 3.1. Flowchart Metodologi Penelitian ( Lanjutan ).

3.1. Tahap Studi Awal

3.1.1. Identifikasi Masalah

  Seperti yang telah dijelaskan pada bagian latar belakang, penelitian dilaksanakan atas adanya kebutuhan sistem pengendali suhu udara dan kelembaban ruang budidaya jamur. Alat pengendali suhu ini berguna untuk menjaga dan mengendalikan suhu di dalam ruang budidaya jamur sehingga produksi jamur menjadi lebih lancar, hasilnya budidayanya lebih baik dan optimal. Berdasarkan pada alasan tersebut maka perlu dilakukan studi lapangan dan studi literatur terlebih dahulu untuk memperkuat konsep perancangan dan mengetahui kondisi aktual sistem produksi terkait. Hal ini juga dilakukan agar hasil rancangan benar dapat diaplikasikan secara nyata dan sesuai dengan konsep keteknikan yang ada.

1. Studi lapangan.

  Studi lapangan dilakukan untuk mendapatkan data-data, informasi, dan gambaran mengenai kondisi sebenarnya dan permasalahan yang didapat dilapangan. Studi lapangan dilakukan dengan cara observasi langsung ke tempat budidaya jamur kuping. Data kualitatif dan kuantitatif yang didapatkan selanjutnya digunakan dan diolah untuk memperoleh informasi mengenai rancangan alat yang akan dibuat. Beberapa hal yang akan diobservasi pada studi lapangan ini, yaitu:

• Mengenai masalah yang sering didapat dilapangan terhadap penanganan suhu dan kelembaban tempat budidaya jamur kuping.
• Mengenai bentuk kumbung jamur yang digunakan.

  

commit to user

• Memahami proses budidaya jamur kuping beserta penanganannya secara manual untuk acuan dalam proses penanganan secara otomatis.
• Mencari gambaran penempatan alat dan instalasi rangkaian motor air dan pemanas ruangannya.

2. Tinjauan Pustaka

  Studi literatur mendukung informasi yang sebelumnya didapatkan dari studi lapangan. Informasi dari literatur diperlukan agar pengetahuan tentang konsep perancangan produk serta sistem yang dimiliki lebih lengkap. Beberapa literatur yang digunakan berhubungan dengan teori perancangan dan pengembangan produk, bahasan mengenai jenis jamur, bahan buat tempat budidaya dan otomasi sistem produksi. Berdasarkan hasil studi yang telah diperoleh pada tahap awal penelitian ini, dapat dilakukan proses pengumpulan dan pengolahan data yang akan dijelaskan pada sub bab berikutnya.

  3.1.2. Perumusan Masalah

  Pada bagian ini lebih difokuskan pada penggalian kondisi aktual dimana sistem pengendali suhu dan kelembaban diaplikasikan. Cakupan langkah- langkahnya yaitu menentukan karakteristik sistem serta memperjelas tujuan rancangan yang diinginkan, sehingga dihasilkan beberapa keluaran, sebagai berikut:

• Mengetahui hambatan-hambatan yang ditimbulkan dari sistem pengendali suhu dan kelembaban jamur.
• Menentukan tujuan akhir atau keluaran yang diharapkan dari rancangan suhue .

   control sistem

  3.1.3 Penetapan Tujuan, Manfaat Penelitian dan Batasan Masalah

1. Tujuan Penelitian

  Tujuan penelitian ini adalah bagaimana untuk meningkatkan kecepatan respon sistem pengendali suhu pada budidaya jamur yang dilakukan secara otomatis , mudah dalam pengoperasian pengendali, memiliki kemampu-rawatan yang mudah, dan memperbaiki realibilitas sistem terdahulu yang mana masih dilakukan secara manual.

  

commit to user

2. Manfaat Penelitian

  Manfaat penelitian ini dilakukan, adalah bagaimana alat dan sistem ini dapat membantu setiap petani jamur baik yang sudah terlatih maupun belum dapat memanfaatkannya sesuai dengan fungsinya dan dapat mengurangi biaya karyawan, untuk meningkatkan pengendalian yang mandiri, meningkatkan kemudahan dalam pengoperasian kendali sistem, mendapatkan rancangan pengendali suhu budidaya jamur yang reliabilitas dari sisi fungsionalnya dan ekonomis.

  Batasan Masalah Penelitian 3.

  Dalam pembuatan skripsi ini, diperlukan pengembangan konsep untuk memperoleh hasil perbaikan rancangan lebih sederhana, sehingga untuk batasan masalah yang diambil adalah bagaimana alat ini dapat bekerja secara baik namun tidak melihat pengaruhnya terhadap hasil kualitas dari jamur yang dihasilkan.

3.2 Tahap Perancangan dan Ujicoba Alat

  3.2.1 Deskripsi Masalah

  Langkah selanjutnya yang akan dilakukan adalah bagaimana mendeskripsikan permasalahan yang ada. Observasi lapangan dilakukan dengan mencari dan mengumpulkan data secara langsung di lapangan, bagaimana kondisi aktual penanganan suhu jamur. Tinjauan pustaka dilakukan dengan mencari referensi untuk dijadikan dasar perhitungan kinerja perbaikan rancangan alat pengatur suhu udara dan kelembaban serta untuk melakukan pemilihan komponen yang tepat untuk kendali utamanya beserta alasan pemilihan komponen tersebut.

  3.2.2 Perancangan Konseptual

  Perancangan konseptual dijelaskan mengenai konsep alat sesuai dengan kebutuhan petani. Kebutuhan petani yaitu dalam mengatasi permasalahan pengaturan suhu dan kelembaban di dalam kumbung jamur. Tahapan didalam perancangan konseptual dilakukan melalui tiga tahapan yaitu identifikasi kebutuhan, perancangan sistem kerja alat, dan pemilihan komponen.

  Identifikasi kebutuhan yang didapat pada permasalahan adalah merancang suatu alat yang dapat digunakan dengan mudah, praktis dalam perakitan dan mudah dibawa, serta harganya murah. Perancangan sistem kerja alat berupa commit to user desain sistem yang akan dijalankan oleh alat tersebut berupa kontrol panel, sensor, serta alat pemanas dan pendingin yang saling berkaitan. Sensor mendeteksi suhu dan kelembaban di dalam kumbung jamur, lalu memberikan hasilnya kepada rangkaian kontrol panel dimana terdapat IC mikrokontroler yang akan memproses data tersebut dan akan menentukan apabila suhu atau kelembaban yang didapat tidak masuk dalam standar maka akan mengaktifkan alat pemanas atau pendingin sesuai dengan program yang telah diberikan. Pemilihan komponen dilakukan dengan mempertimbangkan kebutuhan alat untuk mengatasi pengaturan suhu dan kelembaban.

  3.2.3 Penerapan Rancangan

  Penerapan rancangan dilakukan melalui tahapan penentuan komponen yang akan digunakan, Perancangan Sirkuit Elektronik, Perancangan Hardware, Pemrograman Alat, dan Perakitan Alat. Penentuan Sensor, IC Mikrokontroler, serta alat pemanas dan pendingin dengan cara membandingkan dengan alat yang sejenis dipasaran dari segi harga, kemudahan penggunaan, ketersediaan dipasaran, dan tingkat kepraktisan alat. Sehingga diperoleh data yang nantinya digunakan untuk penentuan alat-alat yang akan digunakan sesuai dengan kriteria alat yang telah disebutkan sebelumnya.

  Perancangan sirkuit listrik dan hardware berupa PCB untuk mikrokontrol, rangkaian kendali, LCD dan desain box panel yang praktis. Sehingga memudahkan alat tersebut untuk dibawa dan dirangkai di tempat kumbung jamur.

  Pemrograman alat dilakukan setelah rangkaian elektronik telah jadi dan pemilihan sensor dan IC mikrokontrol sudah didapat yang sesuai kebutuhan. Pemrograman menggunakan software yang mudah digunakan, dan banyak digunakan dipasaran.

  Perakitan alat dilakukan setelah semua komponen yang telah dipilih sesuai kriteria berupa kontrol panel, sensor, alat pemanas dan pendingin. Sehingga keseluruhan alat dapat berfungsi dengan baik.

  3.2.4 Pengujian Hasil Rancangan

  Pengujian hasil rancangan alat pengendali suhu dan kelembaban jamur dilakukan secara langsung ke tempat budidaya jamur di daerah Mojolaban, Sukoharjo dengan ukuran kumbung jamurnya 9 meter x 3 meter. Tahap awal yaitu commit to user memilih suhu dan kelembaban yang dibutuhkan sesuai dengan karakteristik penanganan jamur kuping. Berikutnya penanganan suhu dan kelembaban dapat dilakukan dengan dua mode yaitu secara manual dan otomatis. Penanganan secara manual dilakukan dengan memilih mode manual yang ada di alat tersebut, sehingga dapat diatur sesuai kebutuhan. Sedangkan penanganan secara otomatis yaitu dengan memilih mode otomatis sehingga alat tersebut akan mengatur suhu dan kelembaban sesuai dengan program yang telah dimasukkan ke IC Mikrokontroler yaitu saat suhu dibawah standar maka alat akan mengaktifkan lampu untuk penghangat ruangan, sedangkan apabila suhu diatas standar maka akan mengaktifkan motor air sebagai pendingin. Penanganan pertama yaitu alat diujikan dengan kondisi suhu dan kelembaban yang sebenarnya pada kumbung yang diujikan, setelah itu akan dibuat kondisi yang ekstrim yaitu akan dikondisikan dibawah dari suhu dan kelembaban yang dibutuhkan begitu juga sebaliknya sehingga dapat dilihat keefektifitasan dari alat tersebut.

3.3. Tahap Analisis dan Interpretasi Hasil

  Analisis data dilakukan untuk memperkuat hasil penelitian. Analisis yang dilakukan meliputi analisis rancangan pengendali suhu jamur, analisis pengujiannya, serta analisis hasil perbaikan rancangan pengendali suhu. Perlu dipikirkan beberapa alternatif rancangan alat yang dapat diaplikasikan sebagai penyelesaian permasalahan sistem pengendali suhu jamur. Berikut bagaimana menunjukkan langkah yang harus dilakukan, yaitu:

• Menentukan batasan-batasan pengembangan penyelesaian, batasan yang dimaksudkan disini adalah hal-hal yang ditetapkan sebagai dasar kemunculan alternatif penyelesaian berupa pertimbangan konsep, biaya, dampak, dan/atau resiko yang mungkin muncul ketika suatu alternatif tertentu dipilih. Inilah yang menjadi tolak ukur peneliti sehingga alternatif yang dimunculkan tidak menyimpang dari permasalahan yang ada.
• Menguraikan beberapa alternatif penyelesaian yang potensial. Menyajikan alternatif penyelesaian yang memiliki potensi untuk dikembangkan lebih lanjut. Analisis sistem mencakup langkah pengujian terhadap nilai produk, penilaian terhadap alternatif. Adanya beberapa alternatif, dilakukan analisis perbandingan commit to user

mengenai pemilihan kriteria yang ditentukan pada tahapan sebelumnya. Tahapan ini menekankan dasar dan kekuatan argumentasi yang melandasi penilaian terhadap kriteria setiap alternatif.

3.4. Tahap Kesimpulan dan Saran

  Langkah terakhir adalah bagaimana membuat kesimpulan dari hasil proses penelitian, dimana sangat diharapkan bahwa kesimpulan tersebut dapat menjawab semua tujuan dan manfaat yang ingin dicapai oleh peneliti. Selain itu akan diberikan saran-saran yang terkait dengan perbaikan rancangan pengendali suhu suhu jamur.

  

commit to user

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

  6.1 Kesimpulan

  Berdasar dari seluruh tahap-tahap penelitian yang telah dilaksanakan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: