Rekayasa Sistem 3P ( Penenggelaman-Penirisan-Pengapungan) dalam Pengembangan Metode Hidroponik Deep Water Culture (DWC)
oleh Andy Wijaya NIM: 612011003
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
INTISARI
Di era global warming sekarang ini, banyak kendala yang dihadapi oleh masyarakat Indonesia terutama pada sektor pertanian dalam membudidayakan berbagai jenis sayuran. Sistem dalam pertanian yang terus berkembang di Indonesia salah satunya sistem hidroponik dan terdapat berbagai macam permasalahan dalam budidaya sayuran. Misalnya pada tanaman jenis sayuran selada air yang banyak dikonsumsi masyarakat dalam maupun luar negeri. Oleh karena itu, pada skripsi ini dirancang sistem hidroponik
3P(Penenggelaman-Penirisan-Pengapungan) untuk mengatasi kendala sistem hidroponik yang telah ada di Indonesia menjadi lebih optimal dan dapat diterapkan pada lahan-lahan marginal (misal garden roof).
Pada perancangan sistem hidroponik ini terdiri dari tiga tahap yaitu penenggelaman, penirisan, pengapungan. Pada sistem ini menggunakan Real Time Clock untuk mengatur timer penenggelaman 2 menit, penirisan 1 menit, pengapungan 57 menit. Serta menggunakan sensor proximity untuk mengatur jarak panel tanaman saat penenggelaman, penirisan, pengapungan dengan jarak tiap tahap sebesar 25cm, 75cm dan 50cm.
Dalam pengujian yang telah dilakukan, timer dapat berjalan sesuai kebutuhan saat penenggelaman, penirisan, pengapungan dengan persentase keberhasilan 100%. Dan sensor proximity dapat mengatur jarak panel tanaman yang dibutuhkan penenggelaman sekitar 25cm, penirisan sekitar 75cm, pengapungan sekitar 50cm persentase keberhasilan 100% (dalam keadaan tanpa air dan beban tanaman). Percobaan dilakukan sebanyak 30 kali dan memiliki rerata ralat yaitu tahap penenggelaman 0.26cm, penirisan 1.26cm, pengapungan 0.66cm ( dalam keadaan alat terdapat air dan tanaman). Perbedaan jarak ini karena dipengaruhi oleh media bahan panel dan tekanan air.
Mengetahui, Mengesahkan, Penyusun,
ABSTRACT
In the era of global warming now, many of the obstacles faced by the people of Indonesia, especially in the agricultural sector in cultivating various types of vegetables. Systems in agriculture that continues to grow in Indonesia, one of which hydroponic system and there are a wide variety of problems in the cultivation of vegetables. For example on the plant the type of vegetables lettuce water that is counsumend many people in and outside the country. Therefore, in this thesis designed a hydroponic system 3P
(Sinking-Draining-Flotation) to overcome the constraints of a hydroponics system that has existed in Indonesia to be more optimal and can be applied on the land marginal (e.g. garden roof).
In the design of a hydroponic system consists of three stages, namely sinking, draining, floatation. In this system using a Real Time Clock to set the timer drowning of 2 minutes, draining 1 minute, flotation 57 minutes. And use proximity sensor inductive to adjust the distance of the panel the current crop of sinking, draining, floatation with a distance of every stage of 25cm, 75cm and 50cm.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah Bapa, Yesus Kristus dan Roh Kudus atas segala hikmat, karunia, mujizat dan penyertaanNya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Segala yang telah dicapai oleh penulis tidak terlepas dari dorongan semangat, bantuan , perhatian dan dukungan dari berbagai pihak. Maka, perkenankanlah penulis menyampaikan rasa ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Tuhan yang memberikan berkat yang melimpah untuk penulis.
2. Pembimbing I, Bapak Deddy Susilo, S.T., M.Eng dan pembimbing II, Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng dan pembimbin III, Bapak Ir.Djoko Murdono.MS. Terima kasih atas bimbingan, arahan, saran, nasihat, waktu dan kesabaran yang telah diberikan kepada penulis.
3. Terima kasih yang tidak terhingga untuk Ayah Agus Wijaya dan Ibu Chandrawati Soenardi, atas segala perhatian, dorongan semangat, dukungan material dan doa. Kiranya Tuhan Yesus senantiasa memberkati.
4. Terimakasih untuk Fransiska Pebe Novianti, S.Sn. atas doa, bantuan dan dukungannya.
5. Adikku yang terkasih, Lydia Ratna Wijaya. Terima kasih untuk dukungan, saran, waktu dan doa serta kasihnya.
6. Seluruh staff, dosen, karyawan, dan laboran FTEK atas dukungan material maupun moral selama penulis berkuliah di fakultas tercinta ini.
7. Teman-teman FTEK dan teman-teman dari fakultas lain.
8. Pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu, yang turut membantu dalam usaha penulis menyelesaikan studi di Universitas Kristen Satya Wacana.
Salatiga, 29 Mei 2017
Halaman ini ditujukan khusus untuk
Papa Agus Wijaya, Mama Candrawati Soenardi,
Lydia Ratna Wijaya, Fransiska Pebe Novianti, S.Sn
DAFTAR ISI
1.4. Sistematika Penulisan ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 4
2.1. Arduino Mega 2560 ... 4
2.1.1. Spesifikasi ... 5
2.1.2. Power ... 5
2.1.3. Input dan Output ... 6
2.2. Modul Sensor Ultrasonik SR04 ... 6
2.3. Modul Real Time Clock DS3231 (RTC) ... 7
2.4. Modul Sensor Proximity Induktif ... 8
2.5. Modul Relay ... 8
2.6. Solenoid Valve ... 9
2.7. Motor DC Power Window ... 10
2.8. Driver Motor BTS7960 ... 11
BAB III PERANCANGAN ... 12
3.1. Gambaran Alat ... 12
3.2. Perancangan Perangkat Keras ... 13
3.3. Perancangan Elektronika ... 15
3.3.1. Pengendali Utama ... 16
3.3.2. Modul Sensor Ultrasonik SR04 ... 18
3.3.4. Modul Sensor Proximity Induktif ... 20
3.3.5. Modul Driver Motor BTS7960 ... 21
3.3.6. Modul Relay ... 22
3.4. Perancangan Perangkat Lunak ... 23
3.4.1. Program Utama ... 23
3.4.2. Interupsi Timer 1 jam untuk Mengecek Level Air ... 24
3.4.3. Interupsi Timer 15 hari untuk Mengganti Air ... 25
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 27
4.1. Pengujian Timer ... 27
4.2. Pengujian Sensor Proximity Induktif ... 29
4.3. Pengujian Sensor Ultrasonik ... 31
4.4 Hasil Uji Coba dan Perbandingan Sistem ... 31
4.4.1. Hasil Uji Coba pada Sistem 3P dengan dan Tanpa Air ... 32
4.4.2. Hasil Perbandingan Sistem Hidroponik DWC dengan Sistem 3P ... 36
BAB V PENUTUP ... 43
5.1. Kesimpulan ... 43
5.2. Saran Pengembangan ... 44
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Arduino Mega 2560 tampak depan. ... 4
Gambar 2.2. Modul Sensor Ultrasonik SR04 ... 6
Gambar 2.3. Modul RTC DS3231 ... 7
Gambar 2.4. Prinsip Kerja Sensor Proximity Induktif ... 8
Gambar 2.5. Sensor Proximity Induktif ... 8
Gambar 2.6.Modul Relay 4 Channel ... 9
Gambar 2.7.Solenoid Valve ... 10
Gambar 2.8.Motor Power Window ... 11
Gambar 2.9.Driver Motor BTS7960 ... 11
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem ... 12
Gambar 3.2. Gambar Sketsa Sistem 3P ... 14
Gambar 3.3. Realisasi Perangkat Keras Sistem 3P ... 15
Gambar 3.4. Skema Rancangan Pengendali Utama ... 17
Gambar 3.5. Wiring Modul Sensor Ultrasonik SR04 ... 18
Gambar 3.6. Wiring Modul Real Time Clock (RTC) ... 19
Gambar 3.7. Wiring Modul Sensor Proximity Induktif ... 20
Gambar 3.8. Wiring Modul Driver Motor BTS7960 ... 21
Gambar 3.9. Wiring Modul Relay ... 22
Gambar 3.10. Diagram Alir Perancangan Perangkat Lunak Program Utama ... 23
Gambar 3.11. Diagram Alir Perancangan Perangkat Lunak Interupsi Timer 1 Jam ... 24
Gambar 3.12. Diagram Alir Perancangan Perangkat Lunak Interupsi Timer 15 Hari 25 Gambar 4.1. Percobaan Timer 2 menit ... 28
Gambar 4.2. Percobaan Timer 1 menit ... 28
Gambar 4.3. Percobaan Timer 57 menit ... 29
Gambar 4.4. Sistem 3P saat Pengapungan ... 33
Gambar 4.5. Sistem 3P saat Penenggelaman ... 34
Gambar 4.6. Sistem 3P saat Penirisan ... 35
Gambar 4.7. 6 Teknik Menanam Hidroponik ... 36
Gambar 4.8. Berat Menggunakan Sistem DWC Menggunakan 24 Tanaman ... 40
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Konfigurasi pin mikrokontroler Arduino Mega 2560 yang digunakan ... 16
Tabel 4.1. Data Percobaan Timer ... 27
Tabel 4.2. Data Percobaan Sistem 3P ... 29
Tabel 4.3. Data Percobaan Sensor Ultrasonik ... 31
Tabel 4.4. Hasil Uji Coba Sistem 3P Terhadap Selada Air ... 32
