Rancangan Computerized Automation Control (CAC) untuk Irigasi Curah

B a c a l a h dengan nama Tuhan-mu yang t e l a h m e n c i p t a k a n . Yang t e l a h m e n c i p t a k a n manusia d a r i segumpal d a r a h . B a c a l a h dengan nama Tuhanmu pang M u l i a . Yang mengajar- kan m a n u s i a dengan k a l a m . Yang mengajarkan kepada manusia apa pang t i d a k d i k e t a h u i n y a ( o l e h H a n u s i a )

.

(QS 96:l-5)

B a r a n g s i a p a yang menghendaki d u n i a , maka h e n d a k l a h d i a b e r i l m u

.

Barangsiapa yang menghendaki a k h i r a t

,

maka h e n d a k l a h d i a b e r i l m u . Dan barang s i a p a yang menghen- d a k i k e d u a n y a maka h e n d a k l a h d i a b e r i l m u .

( Al-Hadits)

Kupersembahkan u n t u k :

Oleh

S E T I A S M O

F 24. 1555

1 9 9 2

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

setiasmo, F. 24. 1555. Rancangan Computerized ~utomation

Control untuk Irigasi Curah. Di bat~ah bimbingan Ir. Dedi

Kusnadi Kalsim M. Eng. Dip. HE dan Ir. I Dewa Made Subrata

RINGKASAN

Lengas tanah merupakan indikator yang terbaik bagi suatu

operasi irigasi. Karena ketersediaan air bagi tanaman dapat

diketahui dengan tepat. Sehingga menjamin ketepatan waktu

pemberian dan jumlah air irigasi yang harus diberikan dalam

suatu tindakan irigasi. Pengukuran lengas tanah sebelum

suatu operasi irigasi dilakukan merupakan cara y'ang terbaik.

Tetapi cara ini tidak praktis dan sangat menjemukan apabila

harus dilakukan secara manual.

Penggabungan pengukur lengas tanah dengan komputer mela-

lui perangkat interface memungkinkan monitoring lengas tanah

dan tindakan irigasi dapat dilakukan secara otomatis. Hal

tersebut dimungkinkan karena komputer dapat berfungsi sebagai

peralatan kontrol yang handal dan mempunyai fleksibilitas

yang tinggi dan dapat diprogram (proqraable) disamping se-

bagai pengolah data yang posrerfull.

Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk merancang

pengukur lengas tanah, dengan pengindera gypsum block, yang

dapat dihubungkan dengan komputer melelui perangkat antar mu-

ka (interface). Sehingga dapat digunakan untuk melakukan

kontrol operasi irigasi pada suatu sistem irigasi curah.

Instruksi kontrol operasi irigasi diberikan melalui sebuah

paket program, sehingga dapat disesuaikan dengan kondisi

dalam skala laboratorium dilakukan untuk mengontrol operasi

irigasi bagi tanaman tertentu.

Kalibrasi terhadap pengukur lengas tanah yang dibuat,

dilakukan pada satu jenis tanah tertentu dengan memberikan

dua perlakuan yang berbeda yaitu sorption dan desorption.

Persamaan hubungan antara keluaran pengukur lengas tanah

dengan lengas tanah yang terukur adalah sebagai berikut :

Y=1.096 x3-8 -112 x2+19.686 X +9.925 (perlakuan sorption) dan

Y=0.205 +-2.273 X3

+

6.516 'X -2.704 X t 26.701' (perlakuan

desorption), dimana X adalah keluaran pengukur lengas tanah

dalam (volt), dan Y lengas tanah yang terukur ( % V).

Pengukur lengas tanah tersebut dapat mengukur lengas

tanah dalam kisaran 21.87 ( % V)-42.62 ( % V) untuk perlakuan sorption, dan 28.04 ( % V) -41.96 ( % V) untuk perlakuan de-

sortion pada tanah dengan tekstur clay (19 % pasir, 28 % de-

bu, 53 % liat).

Perangkat digital yang dibuat untuk menggabungkan pengu-

kur lengas tanah, komputer, dan sistem iriqasi curah adalah

pengkonversi analog ke digital (analog to digital converter,

ADC), prototyp card, dan I/O. Hasil penyujian pengkonversi

analog ke digital menghasilkan persamaan hubungan antara ma-

sukan 'analog dan ekivalen bit biner yany terbaca oleh kom-

puter sebagai berikut : Y = 49.665 X -1.009, dimana Y = ekivalen bit biner yang ternaca oleh komputer (ebb) dan X =

tegangan masukan analog (volt). Kepekaan pengubahan analog

k e digital yang didapatkan adalah sebessr 5/250 volt per

Prinsip kerja dari sistem otomatisasi yang dibuat adalah

mem-pertahankan lengas tanah pada kisaran tertentu, antara

kapasitas lapang sampai batas pengurangan yang masih diperbo-

lehkan (allowable depletion), untuk memberikan kondisi kele-

ngasan yang optimum bagi pertumbuhan tanaman tertentu. Apa-

bila lengas tanah turun dari batas tersebut sistem akan di-

aktifkan secara otomatis untuk memberikan air dan menambah

lengas tanah sampai dalam kisaran tersebut.

Pengujian sistem otomatisasi secara keseluruhan dilaku-

kan dengan memberikan parameter pembatas operasi irigasi pada

program kontrol yang dibuat berdasarkan hasil pengujian yang

telah dilakukan. Parameter pembatas tersebut adalah deple-

tion factor = 0.4 (untuk tanaman tomat), persentase lengas

RANCANGAN

COMI'WERIZEin AUTOhfA770N CONTROI, (CAC)

UNTUK IRlGASl CUIUH

OLEH

S E T I A S M O

F. 24.1555

S K R I P S I

~ebagai salah satu syarat untuk mendapatkan

gelar sarjana TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Mekanisasi Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

1 9 9 2

FAKULTAS TEKNOLOGI PEIXTANIAN

INSI'I1'U"I' I'ER'I'ANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOCOR

RANCANGAN

COMPUTERIZED AUTOMATION COMI<OL (CAC)

UNTUK IRIGASl CURAI-I

S K R I P S I

Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan qelar sarjana TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Mekanisasi Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Boqor

OLEH

S E T I A S M O

F. 24.1555

Dilahirkan pads tanggal 3 I Agustus 1968

di Cirebon

Tangg;~I Lt~lus- 16 _{J ; ~ n i ~ a r i IOO?}

Kalsim, M.Eng. Dosen Pembimbing I1

Kn'l'A PENGANTAK

Segala puji dan syukur hanya dipanjatkan bagi Allah swt. yang selalu memberikan rahmat dan hidayah-Nya bagi seluruh alam

.

Skripsi ini dibuat untuk melengkapi syarat guna menda- patkan gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Mekani- sasi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Dan terselesaikan- nya skripsi ini, tak lepas dari bantuan berbagai pihak. Atas bantuan yang telah diberikan, saya ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua dan adik-adik tercinta atas doa dan sema- ngat yang selalu diberikan kepada saya.

2. Bapak Ir. Dedi Kusnadi Kalsim, M.Eng Dip.HE, selaku dosen pembimbing utama yang telah memberikan bimbingan yang sa- ngat berharga selama saya belajar di Jurusan Mekanisasi Pertanian.

3. Bapak Ir. I Dewa Made Subrata selaku dosen pembimbing pendamping yang selalu memberikan bantuan dalam penyele- saian skripsi ini.

4. Bapak Ir. Erizal, atas kesediannya untuk menjadi dosen penguji dan membimbing saya selama melakukan penelitian di Lab. Mekanika Tanah.

5 . Rekan-rekan di RBF atas bantuan yang telah diberikan hingga terselesaikannya skripsi ini.

6. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebut- kan satu persatu.

K e k u r a n g a n - k e k u r a n g a n y a n g t e r d a p a t d a l a m t u l i s a n i n i

t i d a l a h semata-mata k a r e n a k e t e r b a t a s a n s a y a . T e t a p i s e m o g a

k a r y a i n i d e n g a n s e g a l a k e k u r a n g a n n y a d a p a t b e r m a n f a a t d a n

d a p a t d i p e r b a i k i d i masa masa y a n g a k a n d a t a n g a g a r d a p a t

m e m b e r i k a n s u m b a n g a n y a n g n y a t a b a g i d u n i a k e t e k n i k a n p e r t a -

n i a n k h u s u s n y a .

DAFTAR IS1

halaman

KATA PENGANTAR

. . .

( i i i )

DAFTAR TABEL

. . .

( v i i )

. . .

DAFTAR GAMBAR ( v i i i )

DAFTAR LAMPIRAN

. . .

( x )

I

.

PENDAHULUAN

. . .

1

A

.

LATAR BELAKANG

. . .

1

B

.

TUJUAN PENELITIAN

...

4

...

I1

.

TINJAUAN PUSTAKA 5 A

.

LENGAS TANAH

. . .

5

B

.

PENGUKURAN LENGAS TANAH

. . .

10

C

.

LENGAS TANAH SEBAGAI KONTROL IRIGASI

. . .

1 4 D

.

KOMPONEN SISTEM IRIGASI

. . .

15

E

.

SISTEM OTOMATISASI

. . .

18

F

.

COMPUTERIZED AUTOMATION CONTROL

. . .

19

G

.

OTOMATISASI IRIGASI CURAH

. . .

23

H

.

MIKROKOMPUTER IBM P C

. . .

25

I

.

PERIPHERAL

. . .

30

J

.

KONVERSI ANALOG KE DIGITAL

. . .

3 0 111

.

PENDEKATAN RANCANGAN

. . .

36

A

.

PENGUKUR LENGAS TANAH

. . .

37

B

.

PERANGKAT DIGITAL

. . .

4 0 C

.

PERANGKAT KELUARAN

. . .

51

B a c a l a h dengan nama Tuhan-mu yang t e l a h m e n c i p t a k a n . Yang t e l a h m e n c i p t a k a n manusia d a r i segumpal d a r a h . B a c a l a h dengan nama Tuhanmu pang M u l i a . Yang mengajar- kan m a n u s i a dengan k a l a m . Yang mengajarkan kepada manusia apa pang t i d a k d i k e t a h u i n y a ( o l e h H a n u s i a )

.

(QS 96:l-5)

B a r a n g s i a p a yang menghendaki d u n i a , maka h e n d a k l a h d i a b e r i l m u

.

Barangsiapa yang menghendaki a k h i r a t

,

maka h e n d a k l a h d i a b e r i l m u . Dan barang s i a p a yang menghen- d a k i k e d u a n y a maka h e n d a k l a h d i a b e r i l m u .

( Al-Hadits)

Kupersembahkan u n t u k :

Oleh

S E T I A S M O

F 24. 1555

1 9 9 2

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

setiasmo, F. 24. 1555. Rancangan Computerized ~utomation

Control untuk Irigasi Curah. Di bat~ah bimbingan Ir. Dedi

Kusnadi Kalsim M. Eng. Dip. HE dan Ir. I Dewa Made Subrata

RINGKASAN

Lengas tanah merupakan indikator yang terbaik bagi suatu

operasi irigasi. Karena ketersediaan air bagi tanaman dapat

diketahui dengan tepat. Sehingga menjamin ketepatan waktu

pemberian dan jumlah air irigasi yang harus diberikan dalam

suatu tindakan irigasi. Pengukuran lengas tanah sebelum

suatu operasi irigasi dilakukan merupakan cara y'ang terbaik.

Tetapi cara ini tidak praktis dan sangat menjemukan apabila

harus dilakukan secara manual.

Penggabungan pengukur lengas tanah dengan komputer mela-

lui perangkat interface memungkinkan monitoring lengas tanah

dan tindakan irigasi dapat dilakukan secara otomatis. Hal

tersebut dimungkinkan karena komputer dapat berfungsi sebagai

peralatan kontrol yang handal dan mempunyai fleksibilitas

yang tinggi dan dapat diprogram (proqraable) disamping se-

bagai pengolah data yang posrerfull.

Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk merancang

pengukur lengas tanah, dengan pengindera gypsum block, yang

dapat dihubungkan dengan komputer melelui perangkat antar mu-

ka (interface). Sehingga dapat digunakan untuk melakukan

kontrol operasi irigasi pada suatu sistem irigasi curah.

Instruksi kontrol operasi irigasi diberikan melalui sebuah

paket program, sehingga dapat disesuaikan dengan kondisi

dalam skala laboratorium dilakukan untuk mengontrol operasi

irigasi bagi tanaman tertentu.

Kalibrasi terhadap pengukur lengas tanah yang dibuat,

dilakukan pada satu jenis tanah tertentu dengan memberikan

dua perlakuan yang berbeda yaitu sorption dan desorption.

Persamaan hubungan antara keluaran pengukur lengas tanah

dengan lengas tanah yang terukur adalah sebagai berikut :

Y=1.096 x3-8 -112 x2+19.686 X +9.925 (perlakuan sorption) dan

Y=0.205 +-2.273 X3

+

6.516 'X -2.704 X t 26.701' (perlakuan

desorption), dimana X adalah keluaran pengukur lengas tanah

dalam (volt), dan Y lengas tanah yang terukur ( % V).

Pengukur lengas tanah tersebut dapat mengukur lengas

tanah dalam kisaran 21.87 ( % V)-42.62 ( % V) untuk perlakuan sorption, dan 28.04 ( % V) -41.96 ( % V) untuk perlakuan de-

sortion pada tanah dengan tekstur clay (19 % pasir, 28 % de-

bu, 53 % liat).

Perangkat digital yang dibuat untuk menggabungkan pengu-

kur lengas tanah, komputer, dan sistem iriqasi curah adalah

pengkonversi analog ke digital (analog to digital converter,

ADC), prototyp card, dan I/O. Hasil penyujian pengkonversi

analog ke digital menghasilkan persamaan hubungan antara ma-

sukan 'analog dan ekivalen bit biner yany terbaca oleh kom-

puter sebagai berikut : Y = 49.665 X -1.009, dimana Y = ekivalen bit biner yang ternaca oleh komputer (ebb) dan X =

tegangan masukan analog (volt). Kepekaan pengubahan analog

k e digital yang didapatkan adalah sebessr 5/250 volt per

Prinsip kerja dari sistem otomatisasi yang dibuat adalah

mem-pertahankan lengas tanah pada kisaran tertentu, antara

kapasitas lapang sampai batas pengurangan yang masih diperbo-

lehkan (allowable depletion), untuk memberikan kondisi kele-

ngasan yang optimum bagi pertumbuhan tanaman tertentu. Apa-

bila lengas tanah turun dari batas tersebut sistem akan di-

aktifkan secara otomatis untuk memberikan air dan menambah

lengas tanah sampai dalam kisaran tersebut.

Pengujian sistem otomatisasi secara keseluruhan dilaku-

kan dengan memberikan parameter pembatas operasi irigasi pada

program kontrol yang dibuat berdasarkan hasil pengujian yang

telah dilakukan. Parameter pembatas tersebut adalah deple-

tion factor = 0.4 (untuk tanaman tomat), persentase lengas

RANCANGAN

COMI'WERIZEin AUTOhfA770N CONTROI, (CAC)

UNTUK IRlGASl CUIUH

OLEH

S E T I A S M O

F. 24.1555

S K R I P S I

~ebagai salah satu syarat untuk mendapatkan

gelar sarjana TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Mekanisasi Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

1 9 9 2

FAKULTAS TEKNOLOGI PEIXTANIAN

INSI'I1'U"I' I'ER'I'ANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOCOR

RANCANGAN

COMPUTERIZED AUTOMATION COMI<OL (CAC)

UNTUK IRIGASl CURAI-I

S K R I P S I

Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan qelar sarjana TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan Mekanisasi Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Boqor

OLEH

S E T I A S M O

F. 24.1555

Dilahirkan pads tanggal 3 I Agustus 1968

di Cirebon

Tangg;~I Lt~lus- 16 _{J ; ~ n i ~ a r i IOO?}

Kalsim, M.Eng. Dosen Pembimbing I1

Kn'l'A PENGANTAK

Segala puji dan syukur hanya dipanjatkan bagi Allah swt. yang selalu memberikan rahmat dan hidayah-Nya bagi seluruh alam

.

Skripsi ini dibuat untuk melengkapi syarat guna menda- patkan gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Mekani- sasi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Dan terselesaikan- nya skripsi ini, tak lepas dari bantuan berbagai pihak. Atas bantuan yang telah diberikan, saya ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua dan adik-adik tercinta atas doa dan sema- ngat yang selalu diberikan kepada saya.

2. Bapak Ir. Dedi Kusnadi Kalsim, M.Eng Dip.HE, selaku dosen pembimbing utama yang telah memberikan bimbingan yang sa- ngat berharga selama saya belajar di Jurusan Mekanisasi Pertanian.

3. Bapak Ir. I Dewa Made Subrata selaku dosen pembimbing pendamping yang selalu memberikan bantuan dalam penyele- saian skripsi ini.

4. Bapak Ir. Erizal, atas kesediannya untuk menjadi dosen penguji dan membimbing saya selama melakukan penelitian di Lab. Mekanika Tanah.

5 . Rekan-rekan di RBF atas bantuan yang telah diberikan hingga terselesaikannya skripsi ini.

6. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebut- kan satu persatu.

K e k u r a n g a n - k e k u r a n g a n y a n g t e r d a p a t d a l a m t u l i s a n i n i

t i d a l a h semata-mata k a r e n a k e t e r b a t a s a n s a y a . T e t a p i s e m o g a

k a r y a i n i d e n g a n s e g a l a k e k u r a n g a n n y a d a p a t b e r m a n f a a t d a n

d a p a t d i p e r b a i k i d i masa masa y a n g a k a n d a t a n g a g a r d a p a t

m e m b e r i k a n s u m b a n g a n y a n g n y a t a b a g i d u n i a k e t e k n i k a n p e r t a -

n i a n k h u s u s n y a .

DAFTAR IS1

halaman

KATA PENGANTAR

. . .

( i i i )

DAFTAR TABEL

. . .

( v i i )

. . .

DAFTAR GAMBAR ( v i i i )

DAFTAR LAMPIRAN

. . .

( x )

I

.

PENDAHULUAN

. . .

1

A

.

LATAR BELAKANG

. . .

1

B

.

TUJUAN PENELITIAN

...

4

...

I1

.

TINJAUAN PUSTAKA 5 A

.

LENGAS TANAH

. . .

5

B

.

PENGUKURAN LENGAS TANAH

. . .

10

C

.

LENGAS TANAH SEBAGAI KONTROL IRIGASI

. . .

1 4 D

.

KOMPONEN SISTEM IRIGASI

. . .

15

E

.

SISTEM OTOMATISASI

. . .

18

F

.

COMPUTERIZED AUTOMATION CONTROL

. . .

19

G

.

OTOMATISASI IRIGASI CURAH

. . .

23

H

.

MIKROKOMPUTER IBM P C

. . .

25

I

.

PERIPHERAL

. . .

30

J

.

KONVERSI ANALOG KE DIGITAL

. . .

3 0 111

.

PENDEKATAN RANCANGAN

. . .

36

A

.

PENGUKUR LENGAS TANAH

. . .

37

B

.

PERANGKAT DIGITAL

. . .

4 0 C

.

PERANGKAT KELUARAN

. . .

51