PEMANTAUAN DAN PENGENDALIAN PARAMETER PERTANIAN AEROPONIK DENGAN SISTEM ELEKTRONIK DAN INTERNET OF THINGS (IoT)

(1)

Universitas Pertamina - i

PEMANTAUAN DAN PENGENDALIAN PARAMETER PERTANIAN AEROPONIK DENGAN SISTEM ELEKTRONIK DAN INTERNET OF THINGS (IoT)

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh:

Charisma Aulia Jamhari 102116012

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS PERTAMINA 2020

PEMANTAUAN DAN PENGENDALIAN PARAMETER PERTANIAN AEROPONIK DENGAN SISTEM ELEKTRONIK DAN INTERNET OF THINGS (IoT)

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh:

Charisma Aulia Jamhari 102116012

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS PERTAMINA

2020

(2)

Universitas Pertamina - ii

PEMANTAUAN DAN PENGENDALIAN PARAMETER

PERTANIAN AEROPONIK DENGAN SISTEM

ELEKTRONIK DAN INTERNET OF THINGS (IoT) CHARISMA AULIA JAMHARI

102116012

(3)

Universitas Pertamina - iii sa

PEMANTAUAN DAN PENGENDALIAN PARAMETER PERTANIAN AEROPONIK DENGAN SISTEM ELEKTRONIK DAN INTERNET OF THINGS (IoT)

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh:

Charisma Aulia Jamhari 102116012

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS PERTAMINA

2020

(4)

Universitas Pertamina - iv

(5)

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Tugas Akhir : Pemantauan dan Pengendalian Parameter Pertanian Aeroponik dengan Sistem Elektronik dan Internet

of Things (IoT)

Nama Mahasiswa : Charisma Aulia Jamhari

Nomor Induk Mahasiswa : 102116012

Program Studi : Teknik Elektro

Fakultas : Fakultas Teknologi Industri

Tanggal Lulus Sidang Tugas Akhir : 4 September 2020

Jakarta, 14 September 2020 MENGESAHKAN

Pembimbing I : Nama : Teuku Muhammad Roffi, Ph.D.

NIP : 118007 Pembimbing II :

NIP : 116059

MENGETAHUI,

Ketua Program Studi Teknik Elektro

NIP. 116059

Nama : Dr. Eng. Wahyu Kunto Wibowo, S.T., M.Eng.

Dr. Eng. Wahyu Kunto Wibowo, S.T., M.Eng.

ACC FINAL 200918

(6)

(7)

LEMBAR PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir berjudul Pemantauan dan Pengendalian Parameter Pertanian Aeroponik dengan Sistem Elektronik dan Internet of Things (IoT) ini adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dan tidak mengandung materi yang ditulis oleh orang lain. Akan tetapi terkecuali beberapa yang telah dikutip sebagai referensi yang sumbernya telah dituliskan secara jelas sesuai dengan kaidan penulisan karya ilmiah.

Apabila pada kemudian hari ditemukan kecurangan dalam karya ini, maka saya bersedia menerima sanksi dari Universitas Pertamina sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Pertamina hak bebas royalti noneksklusif (non-exclusive royalty-free right) atas Tugas Akhir ini beserta perangkat yang ada. Dengan hak bebas royalti noneksklusif ini Universitas Pertamina berhak menyimpan, mengalih media/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya

Jakarta, 25 Agustus 2020 Yang membuat pernyataan,

Charisma Aulia Jamhari

(8)

(9)

ABSTRAK

Charisma Aulia, 102116012, Pemantauan dan Pengendalian Parameter Pertanian Aeroponik dengan Sistem Elektronik dan Internet of Things (IoT)

Dewasa ini pertanian perkotaan atau urban farming menjadi salah satu hal yang banyak dibicarakan.

Pertanian perkotaan adalah proses produksi, pengolahan, pendistribusian dan penjualan hasil pertanian di daerah perkotaan. Aeroponik adalah salah satu metode pertanian dengan udara sebagai media tanamnya yang dapat dilakukan untuk melakukan pertanian perkotaan. Penggunaan air yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan pertanian konvensional ataupun hidroponik menjadi salah satu keunggulan dari pertanian aeroponik. Bagaimanapun juga, pertanian aeroponik yang baik membutuhkan pengendalian lingkungan penanaman yang presisi. Pada Tugas Akhir ini membahas tentang desain dan implementasi dari sistem aeroponik skala laboratorium dengan memanfaatkan Internet of Things (IoT) untuk memonitoring parameter serta mengendalikan aktuator. Sistem aeroponik dibangun untuk 6 tanaman sayuran yang terdiri dari ruang tumbuh dan ruang akar. Ruang akar didesain tertutup dan gelap yang merepresentasikan keadaan di dalam tanah. Suhu pada ruang akar dipantau dengan menggunakan DHT 11 dan intensitas cahaya pada ruang tumbuh dipantau dengan menggunakan BH 1750, kedua sensor tersebut terhubung dengan internet melalui Wemos D1 Mini. Aktuator seperti peltier set, kipas dan mist maker digunakan untuk mengendalikan suhu dan juga mendistribusikan nutrisi dapat dihidupkan atau dimatikan melalui Graphical User Interface (GUI). Sistem dilengkapi dengan sistem pencahayaan dengan menggunakan modul LED WS2812B yang dapat diubah konfigutasi warnanya dengan menggunakan GUI. Dengan mempertimbangkan keadaan ideal untuk tanaman sayuran yaitu suhu berada pada kisaran 25-30°𝐶 dengan kelembapan di atas 60%. Sistem diletakan pada ruangan tertutup yang terpapar oleh sinar matahari dengan variasi suhu pada 29-32.9°𝐶. Sistem pengendalian suhu berhasil menurunkan suhu sehingga suhu menjadi ideal untuk tanaman sayuran dengan suhu rata-rata pada ruang akar 28.8°𝐶. Sistem pencahayaan yang terpasang dapat membantu tanaman dalam melakukan fotosintesis. Sistem telah diuji dan dapat menumbuhkan tanaman kangkung.

Kata kunci; Aeroponik, Internet of Things, Pemantauan dan Pengendalian Online, Sistem Kontrol

(10)

Universitas Pertamina - ii

ABSTRACT

Charisma Aulia Jamhari, 102116012, Monitoring and Controlling of Aeroponics Parameter with Electronic System and Internet of Things (IoT)

These days, urban farming has gained traction. Urban farming is a process of producing, processing, distributing, and selling agricultural products in or around urban areas. Aeroponic is one of the urban farming techniques which employs air as the growing medium. Aeroponic allows a significant reduction in water usage with increased productivity as compared to hydroponic or conventional.

This work presents a design and implementation of a lab-scale aeroponic system that employs the Internet of Things (IoT) for online automated and controlled capability. An aeroponic system that consists of a growth chamber and a root chamber was built for 6 vegetable plants. The room chamber was designed as a closed and dark space resembling that of the soil. The temperature and humidity in this chamber are monitored by using DHT 11 sensor and the light intensity was monitored by using BH 1750 connected to the internet through the Wemos D1 Mini integrated microprocessor and Wifi module. Actuators, i.e. a Peltier set, fans, and mist makers were placed to control the temperature, humidity, and supply nutrients to the roots. The actuators can be turned on and turned off using a Graphical User Interface (GUI). Considering the ideal growth environment for the plant, the required temperature was in the range of 25 – 30°𝐶 with the humidity level above 60%. The chamber was placed indoor with a certain exposure to sunlight where the recorded temperature variation was from 29 – 32.9°𝐶. Application of a simplified temperature control system with 2 set points at 25°𝐶 and 29°𝐶 successfully decreased the root chamber temperature to an average of 28.8

°𝐶, ideal for vegetable plant growth. The lighting system was installed such that can help plants to photosynthesis. This aeroponic is system already tested for growing a vegetable plant.

Keywords: Aeroponic, Internet of Things, Monitoring and Controlling using Online, Control System

(11)

Universitas Pertamina - iii

KATA PENGANTAR

assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh

Puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah swt. atas rahmat dan karunia-Nya sehingga Tugas Akhir dengan judul Pemantauan dan Pengendalian Parameter Pertamian Aeroponik dengan Sistem Elektronik dan Internet of Things (IoT) dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini merupakan salah satu mata kuliah yang wajib ditempuh pada program studi S1 Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pertamina.

Tugas Akhir dapat terselesaikan tentunya dengan bantuan, dukungan, bimbingan dan doa dari beberapa pihak. Sehingga penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua, Bapak Jamhari dan Ibu Mahmudati dan seluruh anggota keluarga yang selalu memberikan dukungan baik secara langsung maupun tidak langsung dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Teuku Muhammad Roffi, Ph.D. dan Dr. Eng. Wahyu Kunto Wibowo selaku dosen pembimbing yang telah membimbing, mengarahkan, memberikan saran dan juga memotivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

3. Seluruh dosen Program Studi Teknik Elektro Universitas Pertamina yang telah memberikan ilmunya selama penulis menempuh perkuliahan.

4. Muhammad Sulaiman Sitepu, Rachmat Fauzan dan seluruh teman-teman Elektro 2016.

5. Seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis siap menerima kritik dan saran yang membangun yang berkaitan dengan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat. Terima kasih.

Jakarta, 25 Agustus 2020

Charisma Aulia Jamhari

(12)

iv - Universitas Pertamina

(13)

Universitas Pertamina - v

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... vii

Daftar Gambar ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Hipotesis ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Tujuan Perancangan ... 3

1.6 Manfaat Perancangan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Sistem Aeroponik ... 5

2.2 Sistem Pengendalian dan Microcontroller ... 5

2.2.1 Sistem Pengendalian ... 5

2.2.1 Microcontroller ... 6

2.3 Sensor dan Aktuator Suhu dan Kelembapan ... 7

2.3.1 Sensor Suhu dan Kelembapan ... 7

2.3.2 Aktuator Suhu ... 8

2.3.3 Aktuator Kelembapan ... 9

2.3.4 Sirkulasi Panas pada Udara ... 10

2.4 Sensor dan Aktuator Kondisi Pencahayaan ... 10

2.4.1 Sensor Intensitas Cahaya ... 10

2.4.3 Aktuator Pencahayaan ... 11

2.5 Internet of Things (IoT) ... 12

2.6 Tanaman Kangkung ... 13

2.6.1 Pencahayaan ... 13

2.6.2 Zat Hara ... 13

2.6.3 Parameter Kualitas Tanaman ... 14

BAB III KONSEP PERANCANGAN ... 15

(14)

vi - Universitas Pertamina

3.1 Diagram Alir Perancangan ... 15

3.2 Pertimbangan Perancangan... 16

3.3 Analisis Teknis ... 16

3.4 Peralatan dan Bahan ... 16

3.5 Waktu Pengerjaan ... 17

3.7 Diagram Skematik ... 19

3.8 Blok Diagram Sistem ... 19

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 21

4.1 Pembangunan Sistem ... 21

4.2 Sistem Pemantauan ... 25

4.3 Sistem Pengendalian ... 27

4.3.1 Suhu Ruang Akar ... 30

4.3.2 Kelembapan Ruang Akar ... 30

4.3.3 Pencahayaan ... 32

4.4 Hasil Percobaan ... 33

4.4.1 Suhu dan Kelembapan ... 33

4.4.2 Intensitas Cahaya ... 35

4.4.3 Tanaman ... 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 41

5.1 Kesimpulan ... 41

5.2 Saran ... 41

Referensi ... 42

LAMPIRAN ... 46

(15)

Universitas Pertamina - vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Spesifikasi Wemos D1 Mini [18], [19] ... 6

Tabel 2. 2 Spesifikasi Sensor Suhu dan Kelembapan DHT 11 [21] ... 7

Tabel 2. 3 Spesifikasi Peltier Set ... 9

Tabel 2. 4 Spesifikasi Ultrasonic Mist Maker [25] ... 10

Tabel 2. 5 Spesifikasi Sensor Intensitas Chaya BH 1750 [30] ... 10

Tabel 2. 6 Spesifikasi WS2812B [34] ... 12

Tabel 3. 1 Alat dan Bahan ... 16

Tabel 3. 2 Waktu Pengerjaan ... 17

Tabel 4. 1 Hasil Tanaman tanpa LED ... 37

Tabel 4. 2 Hasil Tanaman dengan LED ... 39

(16)

viii - Universitas Pertamina

Daftar Gambar

Gambar 2. 1 Gambaran Umum Pertanian Aeroponik [15] ... 5

Gambar 2. 2 Sistem Open Loop ... 6

Gambar 2. 3 Sistem Closed Loop ... 6

Gambar 2. 4 Komponen Pendeteksi Kelembapan [20] ... 7

Gambar 2. 5 Sensor Suhu dan Kelembapan DHT 11 [21] ... 8

Gambar 2. 6 Komponen Peltier [22] ... 8

Gambar 2. 7 Peltier Set [23] ... 9

Gambar 2. 8 Permukaan Ultrasonic Mist Maker [24] ... 10

Gambar 2. 9 Sensor Intensitas Cahaya BH 1750 [31] ... 11

Gambar 2. 10 Konfigurasi Dioda [32] ... 11

Gambar 2. 11 LED RGB WS2812B [35] ... 12

Gambar 2. 12 Internet of Things (IoT) [38] ... 13

Gambar 3. 1. Diagram Alir Perancangan Sistem Aeroponik Cerdas ... 15

Gambar 3. 2 Desain Chamber (a) Tampak Depan, (b) Tampak Atas dan (c) Tampak Belakang ... 18

Gambar 3. 3 Diagram Skematik ... 19

Gambar 3. 4 Blok Diagram Sistem ... 20

Gambar 4. 1 Pembentukan Impraboard dan (b) Lubang pada Kontak Kontainer ... 21

Gambar 4. 2 Pemasangan (a) Peltier dan (b) Water Block ... 22

Gambar 4. 3 Mist Maker dan Wadah Mist Maker ... 23

Gambar 4. 4 Peletakan Sensor pada Impraboard ... 23

Gambar 4. 5 Sistem Pencahayaan ... 24

Gambar 4. 6 Junction Box ... 24

Gambar 4. 7 Sistem saat Pencahayaan Aktif ... 25

Gambar 4. 8 Pemantauan Suhu, Kelembapan dan Intensitas Cahaya Melalui Internet ... 26

Gambar 4. 9 Pemantauan Keadaan Aktuator Melalui Internet ... 27

Gambar 4. 10 Graphical User Interface (GUI) ... 28

Gambar 4. 11 Tombol untuk Menghidupkan atau Mematikan Aktuator ... 28

Gambar 4. 12 (a) Tombol untuk Mematikan LED, (b) Tombol untuk Menyalakan LED dengan Warna Putih dan (c) Tombol untuk Menyalakan LED dengan Warna Merah-Biru28 Gambar 4. 13 Tautan Jika (a) Pengendalian Gagal dan (b) Pengendalian Berhasil ... 29

Gambar 4. 14 Tombol untuk Memantau Parameter dan Aktuator ... 29

Gambar 4. 15 Suhu Dikendalikan dan Tidak Dikendalikan ... 30

(17)

Universitas Pertamina - ix

Gambar 4. 16 Grafik Kelembapan Dikendalikan dan Tidak Dikendalikan ... 31

Gambar 4. 17 Intensitas Cahaya saat LED Aktif dan LED Tidak Aktif ... 32

Gambar 4. 18 Rata-rata Suhu Percobaan dengan LED Tidak Aktif ... 33

Gambar 4. 19 Rata-rata Suhu Percobaan dengan LED Aktif ... 34

Gambar 4. 20 Perbandingan Suhu pada Sistem dan Suhu pada Lingkungan Sistem ... 35

Gambar 4. 21 Intensitas Cahaya saat Percobaan tanpa LED ... 35

Gambar 4. 22 Intensitas Cahaya saat Percobaan dengan LED Aktif ... 36

Gambar 4. 23 Perbandingan Panjang Tanaman [47] ... 41

Gambar 4. 24 Perbandingan Jumlah Daun [47] ... 42

Gambar 4. 25 Perbandingan Panjang Daun [47] ... 42

(18)

(19)

Universitas Pertamina - 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Berdasarkan Global Food Security Index (GFSI) yang dikembangkan oleh The Economist Intelligence Unit (EIU) posisi ketahanan pangan Indonesia pada tahun 2019 berada di peringkat 62 dari 113. Hal tersebut sangat disayangkan karena Indonesia memiliki potensi yang tinggi dalam bidang pertanian dikarenakan Indonesia adalah negara agraris. Menurut Badan Pusat Statistik (BPS) pada triwulan I tahun 2018, sekitar 30, 46% penduduk Indonesia bekerja di sektor Pertanian, Kehutanan dan Perikanan. Adapun poin-poin utama yang diperhatikan oleh GFSI adalah keterjangkauan, ketersediaan, kualitas dan keamanan. Dilihat dari pemaparan penilaian oleh GFSI, Indonesia menorehkan nilai yang sangat buruk dalam sektor inovasi dan pengembangan dalam bidang pertanian, Indonesia hanya dapat memperoleh nilai 0,7 dari maksimal nilai 100, turun sekitar 0,1 dari tahun sebelumnya [1], [2].

Salah satu solusi untuk meningkatkan ketahanan pangan di Indonesia adalah dengan melakukan urban farming atau pertanian perkotaan dan juga membuat inovasi dalam bidang pertanian. Menurut Clancy, sistem pangan yang berkelanjutan harus meliputi produksi, pengolahan, distribusi dan penjualan [3]. Pertanian perkotaan adalah pertanian yang dapat memproduksi, mengolah, mendistribusikan dan menjual hasil pertanian di daerah perkotaan. Mengingat konsumen terbesar berada di perkotaan, pertanian perkotaan membuat siklus pangan menjadi lebih efisien dan efektif [4].

Sebuah penelitian yang dilakukan di kota Surabaya, Indonesia menunjukkan bahwa dengan penerapan pertanian perkotaan yang dilakukan untuk konsumsi rumah tangga berdampak positif berupa penyediaan bahan pangan, peningkatan gizi keluarga dan juga peningkatan kesejahteraan. Di sisi lain dapat menambahkan pasokan bahan pangan di daerah tersebut. Dengan demikian pertanian perkotaan terbukti meningkatkan ketahanan pangan di kota Surabaya [5].

Pertanian perkotaan memiliki metode produksi pangan yang berbeda dengan metode konvensional karena terbatasnya lahan di perkotaan. Beberapa metode yang dapat dilakukan untuk pertanian perkotaan adalah sistem hidroponik dan aeroponik. Hidroponik adalah sistem bercocok tanam dengan air dan bahan-bahan berpori (seperti pecahan genting atau pecahan batu ambang) sebagai media tanamnya [6]. Aeroponik adalah sistem bercocok tanam dengan udara sebagai media tanamnya. Pada sistem aeroponik akar dari tanaman akan dibiarkan menggantung, penyiraman dan pemberian zat hara dilakukan dengan cara penyemprotan langsung ke akar tanaman. Keuntungan dari sistem pertanian aeroponik adalah dapat menghemat penggunaan pupuk sebesar 60%, meniadakan penggunaan pestisida, meningkatkan hasil panen hingga 45 – 75% dan juga mengurangi penggunaan air hingga sebesar 95% jika dibandingkan dengan sistem konvensional [7]. Pengurangan penggunaan air dapat mengatasi salah satu masalah terbesar di ibu kota yaitu permasalahan mengenai ketersediaan air bersih.

Menurut Rohani Budi Prihatin dalam artikel yang ia tulis yang diterbitkan di salah satu majalah milik Sekretariat Jenderal DPR RI, di salah satu kelurahan di Jakarta Utara pasokan air tidak dapat memenuhi kebutuhan daerah tersebut. Bahkan Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) selaku penyedia air juga mengalami kesulitan dikarenakan kebutuhan yang terus meningkat sedangkat ketersediaan sumber airnya semakin terbatas. Penerapan pertanian aeroponik di daerah perkotaan

(20)

2 - Universitas Pertamina

diharapkan dapat menghemat air sehingga dapat mengatasi salah satu permasalahan yang ditemui di perkotaan [8].

Aeroponik pertama kali diperkenalkan oleh NASA yang mensponsori penanaman biji Adzuki Bean di stasiun ruang angkasa milik Rusia yaitu MIR Space Station. Percobaan ini dilakukan tanpa menggunakan tanah dan hanya menggunakan air yang sangat sedikit. Percobaan tersebut menghasilkan hasil panen yang bersih, efisien dan lebih cepat jika dibandingkan dengan penanaman secara konvensional. Saat ini penanaman dengan cara aeroponik berkontribusi untuk rapid-growth system pada tanaman untuk menghasilkan hasil panen yang bersih dan cepat [9].

Pada umumnya, sistem pertanian aeroponik menggunakan timer atau sistem kontrol open loop untuk penyiraman dan pendistribusian nutrisi. Sistem kontrol closed loop dengan menggunakan controller on/off yang memperhitungkan output sebagai umpan balik untuk input berikutnya dinilai akan lebih efektif. Pada sistem ini untuk penyiraman dan pendistribusian nutrisi digunakan sistem kontrol open loop. Sistem penyiraman dan pendistribusian nutrisi akan aktif selama 5 menit dan akan mati selama 5 menit. Untuk sistem pengenalian suhu, digunakan sistem kontrol closed loop, sistem pengendalian suhu akan menyala apabila suhu berada di atas 29°𝐶 dan akan mati apabila suhu berada di bawah 25°𝐶. Penggunaan kendali on/off dengan menerapkan dua batas yaitu batas atas dan batas bawah bertujuan untuk mengurangi frekuensi perubahan keadaan (mati dan nyala) pada aktuator. Hal tersebut bertujuan untuk menghindari kerusakan pada aktuator.

Pada tahun 2012, Irman Idris bersama dengan Muhammad Ikhsan Sani telah membuat sistem pertanian aeroponik yang dapat mengamati dan mengendalikan beberapa parameter dari pertanian tersebut. Parameter-parameter yang dapat diamati berupa suhu dan kelembapan dan parameter yang dapat dikendalikan berupa kelembapan. Penelitian ini menghasilkan tanaman kentang yang tumbuh pada chamber yang telah dibuat. Konsep otomatis yang diimplementasikan juga sudah berjalan sesuai dengan yang diharapkan [10]. Penelitian tersebut dibuat dengan skala besar dengan parameter yang diamati suhu dan kelembapan sedangkan yang dikendalikan kelembapannya.

Berikutnya adalah penelitian yang dilakukan pada tahun 2018 oleh Ferdousi Rahman, Israt Jahan Ritun, Md.Ryad Ahmed Biplob, Nafisa Farhin dan Jia Uddin yang membuat sistem pertanian aeroponik otomatis untuk indoor dengan menggunakan arduino. Hasil dari penelitian ini adalah chamber dapat mengamati parameter pertumbuhan suhu dan kelembapan [7]. Pada penelitian ini parameter yang diamati berupa suhu dan kelembapan.

Perancangan Tugas Akhir ini dibuat dengan menjadikan beberapa penelitian yang telah dikerjakan sebelumnya sebagai referensi. Keunggulan dari sistem ini jika dibandingkan dengan penelitian-penelitian yang sudah ada terdapat pada pengaturan suhu dengan menggunakan sistem kontrol closed loop. Keunggulan berikutnya adalah sistem pencahayaan dengan menggunakan modul LED dan juga pemantauan intensitas cahaya. Pengendalian aktuator melalui jaringan internet menjadi keunggulan berikutnya dari sistem ini jika dibandingkan dengan penelitian yang sudah ada.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah dibuat, maka dapat ditarik beberapa poin pokok permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana membangun sistem aeroponik cerdas yang dapat melakukan pengawasan terus menerus dan mengendalikan parameter-parameter pertanian?

2. Bagaimana pengaruh pengendalian parameter pertanian aeroponik terhadap hasil pertanian.

(21)

1.3 Hipotesis

Dengan dirancangnya sistem aeroponik cerdas ini, maka dapat mempersingkat waktu hingga siap panen, memiliki hasil panen yang bebas pestisida, kualitas yang lebih baik dan juga menghilangkan kebergantungan kepada sinar matahari.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah yang telah ditentukan pada perancangan sistem aeroponik ini adalah:

1. Parameter pertanian yang diamati dan dikendalikan adalah suhu, kelembapan dan intensitas cahaya.

2. Pendistribusian air dan nutrisi kepada tanaman dilakukan dengan cara otomatis.

3. Sistem dirancang untuk skala laboratorium.

4. Jenis tanaman yang diamati adalah tanaman dengan masa panen kurang dari satu bulan seperti kangkung.

1.5 Tujuan Perancangan

Untuk menyelesaikan masalah-masalah yang telah dipaparkan, maka dibuatlah tujuan dari perancangan sebagai berikut:

1. Membangun sistem aeroponik cerdas yang parameternya (suhu, kelembapan dan intensitas cahaya) dapat diamati dan dikendalikan dengan spesifikasi [11],[12]:

a) Suhu antara 25℃ hingga 30℃

b) Kelembapan di atas 60%

c) Pencahayaan yang mampu memicu fotosintesis.

2. Mengoptimalkan pertumbuhan tanaman.

1.6 Manfaat Perancangan

Manfaat dari perancangan sistem aeroponik ini adalah:

1. Menghasilkan sistem yang optimal untuk pertanian aeroponik.

2. Menambah daerah produksi pertanian di perkotaan.

3. Untuk dijadikan bahan edukasi dan sumber literatur khususnya bagi mahasiswa Universitas Pertamina.

(22)

(23)

(24)

(25)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Aeroponik

Aeroponik adalah metode pertanian yang diadopsi oleh NASA, yaitu dengan proses pertumbuhan tanaman pada lingkungan tanpa media tanah ataupun substrat lainnya. Pada umumnya pestisida digunakan untuk membasmi hama pada tanah, sehingga metode pertanian aeroponik tidak membutuhkan pestisida karena tidak menggunakan tanah sebagai media tanamnya [13], [14]. Akar dari tanaman dibiarkan menggantung pada ruangan yang tertutup dan gelap yang menyerupai keadaan di dalam tanah. Penyiraman dan pendistribusian nutrisi dilakukan dengan cara menyemprotkan air yang sudah dicampurkan dengan nutrisi ke akar tanaman. Penyemprotan air ke arah akar tanaman yang digantung meningkatkan paparan akar terhadap oksigen, sehingga akar lebih banyak menerima oksigen [14]. Secara umum konfigurasi sistem aeroponik ditunjukkan pada Gambar 2. 1 berikut

Gambar 2. 1 Gambaran Umum Pertanian Aeroponik [15]

Penyiraman pada akar yang terjadi pada ruang tertutup atau semi tertutup dapat menghemat penggunaan air hingga 95% jika dibandingkan dengan metode pertanian konvensional [7].

Penggunaan air yang lebih sedikit dapat terjadi karena air yang telah disemprotkan ke akar tanaman, kemudian ditampung sehingga dapat digunakan kembali untuk proses penyiraman.

2.2 Sistem Pengendalian dan Microcontroller 2.2.1 Sistem Pengendalian

Pengendalian sebuah sistem dilakukan untuk mengatur agar sistem tersebut memiliki output seperti yang diinginkan. Secara garis besar, sistem kendali terbagi menjadi dua, yaitu open loop dan closed loop.

Sistem kendali terbuka atau open loop bekerja dengan cara sistem diberikan input lalu akan menghasilkan output, output yang dihasilkan oleh sistem tidak memiliki pengaruh terhadap pengendalian sistem. Ilustrasi dari sistem open loop dapat dilihat pada Gambar 2. 2.

(26)

Gambar 2. 2 Sistem Open Loop

Contoh dari sistem open loop biasanya berupa pengendalian waktu seperti halnya pada mesin cuci. Mesin cuci melakukan pencucian dan/atau pengeringan yang bekerja sesuai dengan pengaturan waktu yang telah ditetapkan. Mesin cuci tidak memperhitungkan hasil dari pencucian yang telah dilakukan, apakah hasil dari pencucian tersebut telah bersih dan/atau kering [16].

Sedikit berbeda dengan sistem open loop, sistem kendali tertutup atau closed loop system memiliki output yang mempengaruhi pengendalian dari sistem. Pada sistem closed loop, sistem diberikan input berupa output yang diinginkan (desired output) Sehingga output akan dijadikan referensi apakah sudah sesuai dengan input atau belum. Jika output belum sesuai seperti input, maka sistem akan terus bekerja hingga output yang dihasilkan sama dengan input yang diberikan. Ilustrasi dari sistem closed loop dapat dilihat pada Gambar 2. 3[16].

Gambar 2. 3 Sistem Closed Loop

2.2.1 Microcontroller

Microcontroller adalah sebuah Integrated Circuit (IC) yang didesain untuk menjalankan suatu program. Microcontroller mengumpulkan input lalu memproses informasi yang diperoleh dan menghasilkan output berupa tindakan berdasarkan informasi yang telah diperoleh [17].

Microcontroller yang digunakan pada perancangan ini adalah Wemos D1 Mini. Wemos D1 mini terintegerasi dengan modul Wi-Fi yaitu ESP8266. Spesifikasi dari Wemos D1 Mini dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut.

Tabel 2. 1 Spesifikasi Wemos D1 Mini [18], [19]

Parameter Spesifikasi

Chip ESP8266EX

(27)

Pin Digital I/O 11 Buah

Pin Analog 1 Buah

Tegangan Operasi 3.3 V

Pin Tegangan 5 V 1 Buah

Pin Tegangan 3.3 V1 1 Buah

Flash 4 MB

2.3 Sensor dan Aktuator Suhu dan Kelembapan 2.3.1 Sensor Suhu dan Kelembapan

Sensor Suhu dan Kelembapan merupakan sensor yang dapat mengukur suhu dan kelembapan sekitar. Untuk dapat mengukur suhu dan kelembapan sekaligus dalam satu sensor, sensor ini memiliki alat pendeteksi kelembapan dan NTC atau thermistor untuk mendeteksi suhu yang digabungkan.

Untuk mengukur kelembapan, alat pendeteksi kelembapan memiliki sebuah substrat untuk mengukur kelembapan yang diapit oleh dua elektroda yang dapat dilihat pada Gambar 2. 4. Saat kelembapan berubah, konduktivitas dari subtrat atau resistansi antara dua elektroda akan berubah.

Perubahan tersebutlah yang akan diukur dan di proses oleh IC.

Gambar 2. 4 Komponen Pendeteksi Kelembapan [20]

Sedangkan untuk pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan thermistor. Thermistor adalah sebuah variable resistor yang resistivitasnya berubah seiring dengan perubahan suhu. Sensor ini biasanya terbuat dari bahan semikonduktor seperti keramik apa polymers dengan tujuan untuk mengubah resistivitas apabila perubahan suhu terjadi. Sedangkan NTC atau Negative Temperature Coefficient mengubah resistivitas menjadi lebih kecil apabila suhu meningkat [20].

Sensor suhu dan kelembapan yang digunakan adalah DHT 11 seperti pada Gambar 2. 5 dengan spesifikasi seperti pada Tabel 2.2 berikut.

Tabel 2. 2 Spesifikasi Sensor Suhu dan Kelembapan DHT 11 [21]

(28)

Power Supply 3 – 5,5 VDC

Current Supply 0,5 mA – 2,5 mA

Pengukuran Suhu 0 - 50°𝐶

Keakuratan Suhu ±2°𝐶

Pengukuran Kelembapan 20 – 90%

Keakuratan Kelembapan ±4%

Gambar 2. 5 Sensor Suhu dan Kelembapan DHT 11 [21]

2.3.2 Aktuator Suhu

Pengendalian suhu dilakukan dengan menggunakan modul peltier. Peltier modul thermoelectric (TE) yang terdiri dari dua subtrat yang menghimpit beberapa pasang dari Bismuth Telluride yang berbentuk dadu yang dapat dilihat pada Gambar 2. 6. Dadu-dadu tersebut terhubung secara seri dalam rangkaian listrik dan secara paralel dalam suhu. Salah satu sisi dari subtrat tersebut akan menjadi sisi panas sedangkan sisi lainnya akan menjadi sisi dingin [22].

Gambar 2. 6 Komponen Peltier [22]

(29)

Universitas Pertamina - 9 Aktuator suhu yang digunakan adalah Peltier Set yang terdiri dari modul peltier dan juga kipas yang dipasang pada sisi panas seperti pada Gambar 2. 7 dengan spesifikasi seperti pada Tabel 2.3

Tabel 2. 3 Spesifikasi Peltier Set

Suhu pada Sisi Panas 25 - 50°𝐶

Perbandingan Antar Sisi 66 - 75°𝐶

Arus 6,4 A

Tegangan Maksimum 14,4 – 16,4°𝐶

Gambar 2. 7 Peltier Set [23]

2.3.3 Aktuator Kelembapan

Pengendalian kelembapan dilakukan dengan menggunakan Ultrasonic Mist Maker.

Ultrasonic Mist Maker merupakan alat yang dapat mengubah cairan menjadi embun. Alat tersebut bekerja dengan cara mengubah gelombang suara yang memiliki frekuensi tinggi menjadi energi mekanik. Getaran tersebut kemudian menggetarkan air lalu air tersebut keluar dari permukaan Ultrasonic Mist Maker dalam bentuk kabut [24]. Aktuator Ultrasonic Mist Maker dapat dilihat pada Gambar 2. 8 dengan spesifikasi seperti ditunjukan pada Tabel 2.4.

(30)

Gambar 2. 8 Permukaan Ultrasonic Mist Maker [24]

Tabel 2. 4 Spesifikasi Ultrasonic Mist Maker [25]

Tegangan Kerja 24 VDC

Arus Kerja 1 A

2.3.4 Sirkulasi Panas pada Udara

Terjadinya perbedaan antar udara panas dan dingin diakibatkan oleh perbedaan jumlah heat energy. Semakin banyak energy heat di udara, maka udara tersebut akan terasa panas. Hal tersebut berlaku sebaliknya, udara yang dingin memiliki lebih sedikit heat energy dibandingkan dengan udara panas. Perpindahan energy heat tersebut dinamakan heat transfer atau perpindahan panas [26].

Salah satu cara panas dapat berpindah-pindah melalui udara adalah dengan cara konveksi.

Udara panas memiliki densitas lebih rendah dibandingkan dengan udara dingin. Hal tersebut menyebabkan udara panas akan menumpuk di atap-atap ruangan tertutup sedangkan udara dingin akan berada di permukaan tanah [27], [28].

2.4 Sensor dan Aktuator Kondisi Pencahayaan 2.4.1 Sensor Intensitas Cahaya

Sensor Intensitas Cahaya merupakan salah satu sensor yang dapat mengukur besaran dari intensitas cahaya. Sensor Intensitas Cahaya memanfaatkan photodiode yang terdiri dari PN junction untuk mengukur cahaya yang masuk dan kemudian dikonversikan menjadi listrik. Cahaya yang diukur tergantung dari intensitas yang diterima oleh sensor tersebut [29].

Sensor intensitas cahaya yang digunakan adalah BH 1750 yang dapat dilihat pada Gambar 2. 9 dengan spesifikasi seperti pada Tabel 2.5

Tabel 2. 5 Spesifikasi Sensor Intensitas Chaya BH 1750 [30]

Power Supply 2,4 – 3,6 VDC

Arus Minimal 0.12 mA

(31)

Rentang Pengukuran 1 – 65535 Lux

Akurasi ±20%

Gambar 2. 9 Sensor Intensitas Cahaya BH 1750 [31]

2.4.3 Aktuator Pencahayaan

Pemberian cahaya dilakukan dengan menggunakan modul Light Emitting Diode (LED).

LED atau Light Emitting Diode adalah sebuah dioda yang dapat memancarkan cahaya. Dioda sendiri adalah semikonduktor yang terdiri dari dua komponen yaitu n-type dan p-type. konfigurasi dari dioda dapat dilihat pada Gambar 2. 10. Dioda memiliki tiga kondisi yaitu forward bias, reverse bias dan no bias.

Gambar 2. 10 Konfigurasi Dioda [32]

Forward bias adalah kondisi dimana dioda dapat menghantarkan arus. Forward bias terjadi saat p-type pada dioda diberikan sumber dengan polaritas positif dan n-type pada dioda diberikan sumber dengan polaritas negatif. Sedangkan reverse bias adalah kondisi dimana dioda tidak dapat menghantarkan arus. Reverse bias terjadi saat n-type pada dioda diberikan sumber dengan polaritas positif dan p-type pada dioda diberikan sumber dengan polaritas negatif. Dan No bias adalah kondisi disaat dioda tidak diberikan sumber dari luar[32].

Untuk dapat memancarkan cahaya, saat dioda sedang dalam kondisi forward bias, electrons dan holes melompat-lompat melewati junction. Saat electron berpindah dari n-type ke p-type, electron akan berkombinasi dengan hole dan kemudian menghilang. Hal tersebut membuat atom yang sempurna (yang terdiri dari electron dan proton) yang stabil dan menghasilkan semburan tenaga yaitu cahaya photon [33].

(32)

Aktuator pencahayaan yang digunakan pada sistem ini adalah modul LED WS2812B seperti pada Gambar 2. 11 dengan spesifikasi seperti pada Tabel 2.6

Tabel 2. 6 Spesifikasi WS2812B [34]

Tegangan Input 5 V

Arus Input 50 mA

Brightness Values 0 – 255

Gambar 2. 11 LED RGB WS2812B [35]

2.5 Internet of Things (IoT)

Internet of Things adalah sebuah konsep dimana benda-benda mati dapat terhubung ke dalam jaringan tanpa adanya pengaruh dari manusia. Benda tersebut dapat mengirimkan data, saling bertukar data dan juga dapat dikendalikan melalui jaringan yang pada umumnya berupa jaringan internet [36], [37]. Ilustrasi dari Internet of Things (IoT) dapat dilihat pada Gambar 2. 12.

Pada umumnya, ada empat komponen dasar dari sistem Internet of Things (IoT), yang pertama adalah sensor yang bekerja untuk mengumpulkan data. Yang kedua adalah koneksi, semua data yang dikumpulkan oleh sensor akan dikirimkan dengan perantara media komunikasi. Yang ketiga adalah pengolahan data, data yang sudah dikirimkan melalui media komunikasi akan diolah sebelum dapat ditampilkan oleh komponen yang ke-empat yaitu interface. Interface atau antarmuka adalah komponen terakhir. dimana pada komponen ini pengguna dapat melihat data yang telah ditangkap oleh sensor [38].

(33)

Universitas Pertamina - 13 Gambar 2. 12 Internet of Things (IoT) [38]

2.6 Tanaman Kangkung

Tanaman kangkung darat (ipomoea reptans) merupakan jenis sayuran yang umum ditemukan di Indonesia. Budidaya kangkung darat dapat dikatakan cenderung mudah karena memiliki siklus panen yang cepat dan cenderung tahan oleh serangan hama. Kangkung darat dapat hidup di dataran rendah maupun dataran tinggi. Agar pertumbuhan dari kangkung darat optimal, dibutuhkan curah hujan dan sinar matahari yang cukup [39]. Selain itu kangkung darat membutuhkan kelembapan yang relatif tinggi dan juga suhu yang berkisar antara 25 - 30°𝐶 [40]. Tanaman kangkung darat dapat dipanen apabila usia dari tanaman kangkung sudah memasuki usia tiga minggu atau 21 hari [41], [42]

Pada umumnya, tanaman berfotosintesis untuk mendapatkan bahan baku yang diperlukan oleh tanaman untuk tetap hidup. Fotosintesis sendiri adalah proses untuk menghasilkam karbohidrat (gula) pada tumbuhan. Reaksi umum pada proses fotosintesis adalah:

6𝐻2𝑂 + 6𝐶𝑂2→ 𝐶6𝐻12𝑂6+ 6𝑂2

Dimana 𝐶𝑂₂ didapatkan melalui udara yang diserap melalui stomata dan 𝐻₂𝑂 didapatkan melalui tanah yang diserap oleh akar bersama zat hara lainnya. Selain 𝐻₂𝑂 dan 𝐶𝑂₂, tanaman membutuhkan cahaya untuk berfotosintesis. Cahaya tersebut akan bertabrakan dengan klorofil dan akan membangkitkan elektron [43]. Hasil dari fotosintesis berupa 𝑂₂ dan zat-zat yang diperlukan oleh tumbuhan [43].

2.6.1 Pencahayaan

Cahaya matahari sebagai salah satu sumber cahaya yang dimanfaatkan untuk fotosintesis memiliki variasi panjang gelombang yang beragam yang berkisar antara 400 hingga 700nm. Tetapi tidak semua spektrum warna yang dipancarkan oleh matahari dimanfaatkan tanaman untuk fotosintesis. Tanaman cenderung menyerap warna biru dengan panjang gelombang antara 440 hingga 470 dan warna merah dengan panjang gelombang antara 640 hingga 660 [44].

2.6.2 Zat Hara

(34)

Tanaman membutuhkan setidaknya 16 unsur atau zat agar dapat tumbuh dengan normal.

Dari 16 unsur tersebut, 3 diantaranya terdaoat di udara seperti karbon, hidrogen dan oksigen.

sedangkan 13 unsur lainnya yaitu nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium, belerang, klor, besi, mangan, tembaga, boron, molibdenum dan seng tersedia dalam tanah yang kemudian diserap oleh tanaman melalui akarnya[45]. Unsur-unsur tersebut dapat ditemukan dalam campuran larutan A-B Mix [46].

2.6.3 Parameter Kualitas Tanaman

Kualitas tanaman dapat dilihat secara kasat mata seperti tinggi tanaman, banyak daun dan warna pada tanaman. Rata-rata panjang tanaman kangkung pada hari ke-7 adalah 8.24 cm, pada hari ke-14 adalah 9.98 cm dan pada hari ke-21 adalah 15.24 cm. Rata-rata jumlah daun tanaman kangkung pada hari ke-7 adalah sebanyak 4.6 helai, pada hari ke-14 adalah sebanyak 5.4 helai dan pada hari ke-21 sebanyak 6.6 helai. Rata-rata panjang daun tanaman kangkung pada hari ke-7 adalah 3.74 cm, hari ke-14 adalah 5.9 cm dan pada hari ke 21 adalah 6.81 cm [47]. Tanaman kangkung siap dipanen setelah umur tanaman kangkung 21 hari [41].

Sedangkan tanaman kangkung yang sehat adalah tanaman yang tidak memiliki karat putih atau bercak putih dan bercak coklat kehitam-hitaman. Bercak tersebut menandai bahwa tanaman tersebut terserang penyakit jamur [48].

(35)

(36)

(37)

BAB III

KONSEP PERANCANGAN

3.1 Diagram Alir Perancangan

Perancangan sistem aeroponik cerdas ini akan dilakukan bertahap, tahapan-tahapan tersebut dapat dilihat pada Gambar 3. 1 di bawah ini:

Gambar 3. 1. Diagram Alir Perancangan Sistem Aeroponik Cerdas

Diagram alir seperti pada Gambar 3. 1 akan menjadi acuan dalam proses perancangan sistem aeroponik cerdas. Akan tetapi apabila ditemukan kondisi tertentu dimana dalam kondisi tersebut tidak memungkinkan untuk tetap mengikuti acuan yang telah dibuat, maka perlu adanya fleksibilitas dalam merancang sistem aeroponik cerdas ini.

(38)

3.2 Pertimbangan Perancangan

Dalam proses perancangan sistem aeroponik cerdas ini ada beberapa aspek yang menjadi pertimbangan seperti pemilihan tanaman yang akan digunakan. Pemilihan tanaman terbatas untuk tanaman yang siap panen dalam kurun waktu kurang lebih satu bulan. Lalu sistem refrigerasi, penempatan kipas yang dijadikan sebagai exhaust yang diharapkan dapat membuang udara panas keluar dan penggunaan peltier untuk menurunkan suhu sehingga didapatkan suhu sesuai dengan yang diinginkan. Peletakkan microprocessor dan sensor-sensor agar tidak terkena percikan air.

3.3 Analisis Teknis

Produk dapat dikatakan berhasil apabila telah dapat melakukan penyiraman secara otomatis, dapat memonitoring suhum kelembapan dan intensitas cahaya yang ditampilkan melalui oled dan juga data diakses melalui internet secara real time. Dapat mengendalikan suhu dikisaran yang telah ditentukan, dapat mempertahankan kelembapan diatas 60% dan dapat memberikan cahaya yang dibutuhkan oleh tanaman tanpa mengandalkan matahari secara terus-menerus.

3.4 Peralatan dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan untuk membuat sistem aeroponik ini dibagi menjadi beberapa kategori. Kategori pertama adalah microcontroller yang digunakan, lalu kategori berikutnya adalah sensor yang digunakan kategori ketiga adalah aktuator yang digunakan dan aktegori terakhir adalah wadah dari sistem aeroponik. Seluruh peralatan tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut.

Tabel 3. 1 Alat dan Bahan

Kategori Peralatan Jumlah

Microcontroller Wemos D1 Mini 2

Sensor

DHT 11 1

BH 1750 1

Aktuator

Ultrasonic Mist Maker 2

Peltier Set 1

Kipas 1

Pompa Air 3 -6 V 1

Wadah

Kotak Kontainer 1

Impraboard 1

Net Pot 6

Wadah Mist Maker 1

(39)

3.5 Waktu Pengerjaan

Waktu pengerjaan tugas akhir ini dilakukan mulai dari bulan Januari 2020 hingga bulan Juli 2020. Pengerjaan dilakukan dimulai dari pembuatan proposal, perancangan, pembangunan alat, pembuatan jurnal hingga pembuatan laporan. Rincian dari waktu pengerjaan dapat dilihar pada Tabel 3.2 berikut.

Tabel 3. 2 Waktu Pengerjaan

3.6 Desain Sistem

Sistem dibuat dengan memperhatikan beberapa aspek seperti penyebaran pendistribusian air, peletakan sensor sehingga pembacaan sensor dapat mengintepretasikan suhu dan kelembapan pada akar tanaman dan peletakan modul LED sehingga cahaya yang dipancarkan dapat diterima secara merata seperti ditunjukan pada Gambar 3. 2.

(a)

(40)

(b)

(c)

Gambar 3. 2 Desain Chamber (a) Tampak Depan, (b) Tampak Atas dan (c) Tampak Belakang Sistem dibangun dengan menggunakan box yang memiliki ukuran 90x60x45 cm. Sistem didesain dengan memiliki dua ruang, yaitu ruang tumbuh dan ruang akar yang dipisahkan oleh pembatas yang ditopang oleh paralon. Pada ruang tumbuh terdapat 4 buah modul LED yang dapat dipasang dan dilepas. Lalu sensor cahaya diletakan pada sekat dengan menghadap ke atas agar pembacaan pada sensor intensitas cahaya merepresentasikan banyaknya cahaya yang diterima oleh tanaman. Sensor suhu dan kelembapan dipasangkan di sekat dengan menghadap ke ruang akar, sejajar dengan akar tanaman agar pembacaan sensor suhu dan kelembapan merepresentasikan suhu dan kelembapan pada akar tanaman. Sekat dilubangi sebanyak 6 lubang dengan diameter 5 cm yang kemudian akan diisi dengan netpot sebagai alas untuk tanaman. Pada ruang tumbuh ditambahkan kipas yang mengarah keluar untuk membuang udara panas sehingga dapat menurunkan suhu pada ruang akar.

Ruang akar didesain agar memiliki kondisi minim terkena cahaya dari luar atau gelap untuk merepresentasikan kondisi akar tanaman di dalam tanah. Pada ruang akar terdapat 2 buah mist maker yang digunakan untuk mendistribusikan air dan nutrisi dalam bentuk kabut seperti pada Gambar 3.

2 (a). Peltier dipasang pada sisi belakang ruang akar peltier yang digunakan adalah peltier set, dimana peltier sudah terpasang dua heatsink pada masing-masing sisi dan pada heatsink sisi panas sudah

(41)

Universitas Pertamina - 19 terpasang kipas untuk menurunkan suhu pada sisi panas. Pada heatsink sisi dingin dipasangkan water block yang digunakan untuk mengaliri air sehingga suhu pada air yang ditampung di wadah akan turun.

Sistem pengendalian suhu dirancang agar peltier menyala saat suhu berada di atas 29°𝐶 dan akan mati saat suhu berada di 25°𝐶. Sistem pengendalian kelembapan dirancang agar mist maker dapat menyala saat kelembapan berada di bawah 60% dan akan mati saat kelembapan berada di 80%.

3.7 Diagram Skematik

Diagram skematik sistem dapat dilihat pada Gambar 3. 3 berikut

Gambar 3. 3 Diagram Skematik

Pada Gambar 3. 3 dapat dilihat bahwa sistem menggunakan dua Wemos D1 mini, satu relay 4 channel, saru relay 2 channel, satu sensor suhu dan kelembapan DHT 11, satu sensor intensitas cahaya BH 1750, dua mist maker, satu buah kipas, satu buah peltier set, dua buah modul LED bulat dan dua buah modul LED kotak.

Wemos D1 mini 1 terintegerasi dengan ThingSpeak untuk memonitoring suhu, kelembapan dan kondisi dari aktuator sedangkan Wemos D1 mini 2 terintegerasi dengan ThingSpeak untuk memonitoring intensitas cahaya dan mengendalikan aktuator.

Wemos D1 mini dan mist maker mendapatkan suplai listrik dari soket. Kipas, modul LED dan peltier set mendapatkan suplai listrik dari power supply.

3.8 Blok Diagram Sistem

Sistem secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3. 4 berikut.

(42)

Gambar 3. 4 Blok Diagram Sistem

Dapat dilihat bahwa terdapat dua microcontroller yang memiliki perannya masing-masing. Pada microcontroller yang ditandai oleh kotak berwarna coklat memiliki peran untuk mengendalikan Relay 4 Channel yang terhubung dengan aktuator seperti Peltier Set, Mistmaker, Kipas dan Pompa Air. Lalu microcontroller tersebut terhubung dengan sensor suhu dan kelembapan dan juga platform IoT. Microcontroller mengirimkan data berupa suhu dan kelembapan melalui internet ke platform IoT.

Microcontroller yang ditandai dengan kotak berwarna oranye memiliki peran untuk mengendalikan Relay 2 Channel dan juga modul LED. Relay 2 Channel dapat menghidupkan atau mematikan Relay 4 Channel sehingga apabila Relay 4 Channel dimatikan, maka seluruh aktuator seperti Peltier Set, Mistmaker, Kipas dan Pompa Air akan mati. Microcontroller tersebut dapat mematikan dan menyalakan Modul LED dan juga terhubung dengan sensor intensitas cahaya. Microcontroller akan mengirimkan data berupa pembacaan intensitas cahaya ke platform IoT dan juga dapat menerima data dari platform IoT sehingga dapat mengendalikan Relay 2 Channel dan Modul LED melalui Graphical User Interface (GUI).

(43)

(44)

(45)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pembangunan Sistem

Sistem dibangun dengan landasan rancangan yang telah dibuat seperti yang telah dijelaskan pada bagian desain alat. Sistem dibangun dengan menggunakan kotak kontainer dengan ukuran 90x60x45 cm. Pengimplementasian desain dimulai dari melubangi kotak kontainer di baigan-bagian tertentu seperti pada Gambar 4. 1 (b). Impraboard dibentuk sesuai dengan ukuran kotak kontainer dan dilubangi sebanyak enam buah yang digunakan untuk wadah netpot seperti pada Gambar 4. 1 (a)

(a)

(b)

Gambar 4. 1 Pembentukan Impraboard dan (b) Lubang pada Kontak Kontainer

Kotak kontainer bagian luar kemudian diwarnai dengan warna hitam untuk meminimalisir cahaya yang masuk ke ruang akar.

(46)

Gambar 4. 2 Pemasangan (a) Peltier dan (b) Water Block

Peltier diletakan di sisi belakang kontainer yang telah dilubangi dengan sisi dingin berada di dalam ruang akar dan sisi panas berada di luar seperti dapat dilihat pada Gambar 4. 2 (a). Karena kondisi iklim yang cenderung panas, maka peltier dimanfaatkan untuk mendinginkan ruang akar.

Water block ditempel pada heatsink sisi dingin dapat dilihat pada Gambar 4. 2 (b) untuk mengaliri air agar suhu air turun. Di tengah kotak kontainer diberikan wadah untuk mist maker. Mist maker diletakkan di wadah yang telah disediakan dapat dilihat pada Gambar 4. 3, wadah tersebut dialiri air yang telah melewati water block oleh pompa air.

(47)

Universitas Pertamina - 23 Gambar 4. 3 Mist Maker dan Wadah Mist Maker

Sensor DHT 11 dipasang pada salah satu lubang impraboard dengan menghadap ke bawah sedangkan sensor BH 1750 dipasang pada sisi atas impraboard dengan mengadap ke atas seperti yang telah dijelaskan pada bagian desain alat dan dapat dilihat pada Gambar 4. 4 di bawah.

Gambar 4. 4 Peletakan Sensor pada Impraboard Sistem pencahayaan dapat dilihat pada Gambar 4. 5 berikut.

(48)

Gambar 4. 5 Sistem Pencahayaan

Modul LED dipasang di atas sistem aeroponik dengan ketinggan 35 cm. Modul LED dipasang tidak terlalu dekat dengan tanaman karena jika dipasang terlalu dekat dapat membahayakan tanaman seperti daun dari tanaman yang terbakar. Modul LED yang digunakan berjumlah empat buah dengan dua buah modul berjumlah 24 LED dan dua buah modul berjumlah 16 LED sehingga total LED yang digunakan berjumlah 80 buah.

Microcontroller, relay dan power supply diletakan di junction box yang berada di samping sistem seperti yang dapat dilihat pada Gambar 4. 6 berikut

Gambar 4. 6 Junction Box

Pada Gambar 4. 6 seluruh peralatan elektronik berpusat pada junction box. Junction box dibuat sehingga peralatan elektronik berpusat pada satu lokasi untuk mempermudah jika ingin dilakukan perbaikan dan juga agar sistem terlihat lebih rapih.

(49)

Universitas Pertamina - 25 Setelah sistem selesai dibangun, maka hasil akhir dari sistem dapat dilihat pada Gambar 4.

7 berikut.

Gambar 4. 7 Sistem saat Pencahayaan Aktif

Pada Gambar 4. 7 dapat dilihat saat sistem pencahayaan aktif. Setelah seluruh komponen terpasang dan berjalan dengan baik, maka sistem aeroponik telah selesai dibangun.

4.2 Sistem Pemantauan

Setelah sistem selesai dibangun, dilakukan uji coba untuk melihat apakah sistem yang telah dibangun bekerja dengan baik. Pada Gambar 4. 8 dan Gambar 4. 9 secara berurutan di bawah dapat dilihat bahwa suhu dan kelembapan serta keadaan dari aktuator dapat dipantau melalui internet

(50)

Gambar 4. 8 Pemantauan Suhu, Kelembapan dan Intensitas Cahaya Melalui Internet Pada Gambar 4. 8 terdapat enam kolom yang masing-masing memberikan informasi berbeda-beda. Pada kolom dengan judul “Temperature” menunjukan nilai pasti dari suhu yang disajikan dalam bentuk angka dengan ketelitian 1 angka di belakang koma. Pada kolom dengan judul

“Humidity” menunjukan nilai pasti dari kelembapan yang disajikan dalam bentuk angka. Pada kolom dengan judul “Light Intensity” menunjukan nilai pasti dari intensitas cahaya yang disajikan dalam bentuk angka. Pada kolom dengan judul “Field 1 Chart” menunjukan perubahan suhu terhadap waktu yang disajikan dalam bentuk grafik. Pada kolom dengan judul “Field 2 Chart” menunjukan perubahan kelembapan terhadap waktu yang disajikan dalam bentuk grafik. Pada kolom dengan judul

“Field 3 Chart” menunjukan perubahan intensitas cahaya terhadap waktu yang disajikan dalam bentuk grafik.

(51)

Universitas Pertamina - 27 Gambar 4. 9 Pemantauan Keadaan Aktuator Melalui Internet

Pada Gambar 4. 9 terdapat empat kolom yang masing-masing memberikan informasi berbeda-beda. Pada kolom dengan judul “Field 3 Chart” menunjukan keadaan dari peltier yang disajikan dalam bentuk grafik, dimana “1” berarti peltier menyala dan “0” berarti peltier mati. Pada kolom dengan judul “Field 4 Chart” menunjukan keadaan dari mist maker yang disajikan dalam bentuk grafik, dimana “1” berarti peltier menyala dan “0” berarti mist maker mati. Pada kolom dengan judul “Field 5 Chart” menunjukan keadaan dari kipas yang disajikan dalam bentuk grafik, dimana “1” berarti peltier menyala dan “0” berarti kipas mati. Pada kolom dengan judul “Channel Location” menunjukan lokasi dari sistem yang disajikan dalam bentuk peta.

Pembacaan parameter dilakukan setiap lima menit sekali, hal tersebut dikarenakan microcontroller diatur sehingga mengirimkan data ke platform IoT setiap lima menit sekali. Data tersebut kemudian tersimpan dalam platform IoT dan dapat diunduh.

4.3 Sistem Pengendalian

Selain dapat memantau melalui jaringan internet, sistem juga didesain untuk dapat dikendalikan melalui jaringan internet dengan menggunakan Graphical User Interface (GUI) seperti pada Gambar 4. 10.

(52)

Gambar 4. 10 Graphical User Interface (GUI)

Aktuator seperti peltier, ultrasonic msit maker, kipas dan pompa air dapat dihidupkan atau dimatikan dengan menekan tombol pada Gambar 4. 11.

Gambar 4. 11 Tombol untuk Menghidupkan atau Mematikan Aktuator

Tombol ‘ON’ digunakan untuk menyalakan aktuator sedangkan tombol ‘OFF’ digunakan untuk mematikan aktuator.

Untuk mengatur LED dapat dilakukan dengan menekan tombol pada Gambar 4. 12berikut.

Gambar 4. 12 (a) Tombol untuk Mematikan LED, (b) Tombol untuk Menyalakan LED dengan Warna Putih dan (c) Tombol untuk Menyalakan LED dengan Warna Merah-Biru

(53)

Universitas Pertamina - 29 Dapat dilihat pada Gambar 4. 12 bahwa LED memiliki tiga konfigurasi yang pertama yaitu mematikan LED dengan cara menekan tombol pada seperti pada Gambar 4. 12(a), lalu berikutnya adalah menyalakan LED dengan warna putih dengan cara menekan tombol seperti yang ditunjukan pada Gambar 4. 12(b) dan konfigurasi yang terakhir yaitu menyalakan LED dengan warna merah- biru dengan cara menekan tombol seperti yang ditunjukan oleh Gambar 4. 12(c).

Untuk tombol pengendalian, setelah tombol ditekan akan diteruskan ke sebuah tautan. Jika angka yang keluar adalah “0” seperti pada Gambar 4. 13(a), maka pengendalian tidak berhasil sehingga harus diulang. Jika angka yang keluar bukanlah angka “0” seperti pada Gambar 4. 13(b), maka pengendalian berhasil.

Gambar 4. 13 Tautan Jika (a) Pengendalian Gagal dan (b) Pengendalian Berhasil

Berhasil atau gagalnya pengendalian yang dilakukan tergantung dari server yang digunakan yaitu ThingSpeak.

Untuk memantau suhu, kelembapan, intensitas cahaya dan keadaan dari aktuator dapat dilakukan dengan cara menekan tombol seperti pada Gambar 4. 14

Gambar 4. 14 Tombol untuk Memantau Parameter dan Aktuator

Pada Gambar 4. 14 adalah tombol-tombol yang digunakan untuk memantau parameter dan juga keadaan dari aktuator. Jika tombol ditekan, maka akan diteruskan ke sebuah tautan yang memiliki tampilan seperti pada Gambar 4. 8 atau Gambar 4. 9

Microcontroller diatur sehingga dapat menerima data melalui platform IoT setiap lima belas detik sekali, sehingga kecepatan pengendalian pada sistem ini membutuhkan waktu paling lama lima belas detik.

(54)

4.3.1 Suhu Ruang Akar

Sistem pengendalian suhu diuji untuk mengetahui pengaruh dari penggunaan aktuator.

Pengujian dilakukan sebanyak dua kali dengan kondisi aktuator tidak aktif dan dengan kondisi aktuator aktif. Aktuator yang digunakan untuk mengatur suhu adalah peltier dan kipas. Peltier diatur sehingga akan aktif apabila suhu pada ruang akar berada di atas 29°𝐶 dan akan tidak aktif saat suhu pada ruang akar di bawah 25°𝐶 , Didapatkan hasil seperti pada Gambar 4. 15 di bawah.

Gambar 4. 15 Suhu Dikendalikan dan Tidak Dikendalikan

Pada Gambar 4. 15 dapat dilihat bahwa suhu saat aktuator tidak aktif ditunjukan oleh grafik berwarna merah. Saat aktuator tidak aktif, variasi suhu berada di antara 29-32.9°𝐶 dengan rata-rata 30.94°𝐶.

Suhu puncak terjadi pada pukul 15.00. Pada pukul 15.00 sistem terpapar sinar matahari dari celah pintu dari arah timur dan jendela dari arah barat. Ukuran pintu lebih besar daripada ukuran jendela sehingga lebih mempengaruhi suhu pada sistem. Suhu terendah terjadi pada sekitar pukul 08.00.

Pengujian dengan kondisi aktuator aktif bertujuan untuk mengetahui bagaimana performa sistem pengendalian dalam mengendalikan suhu. Pada Gambar 4. 15 dapat dilihat bahwa suhu saat aktuator aktif ditunjukan oleh grafik berwarna biru. Saat kondisi aktuator aktif, suhu berhasil diturunkan sehingga berada di bawah suhu saat aktuator tidak aktif seperti yang dapat dilihat pada grafik Gambar 4. 15 Dari 225 data yang diambil dengan rata-rata 28.83°𝐶, hanya 16 data yang menunjukan bahwa suhu berada di atas 30°𝐶. Dikarenakan suhu pada ruang akar tidak pernah berada di bawah 25°𝐶, maka dalam percobaan ini peltier selalu ada dalam kondisi aktif.

Kedua data tersebut memang diambil pada dua hari yang berbeda, tetapi pada accuweather.com menunjukan bahwa kedua hari tersebut memiliki rata-rata suhu yang sama karena hanya terpaut beberapa hari.

4.3.2 Kelembapan Ruang Akar

Sistem pengendalian kelembapan diuji untuk mengetahui pengaruh dari penggunaan aktuator. Pengujian dilakukan sebanyak dua kali dengan kondisi aktuator tidak aktif dan dengan kondisi aktuator aktif. Aktuator yang digunakan untuk mengendalikan kelembapan pada ruang akar adalah mist maker. Pada awalnya mist maker diatur sehingga akan aktif apabila kelembapan pada

(55)

Universitas Pertamina - 31 ruang akar berada di bawah 60% dan akan tidak aktif apabila kelembapan sudah berada di atas 80%.

Setelah dilakukan pengujian dengan menggunakan tanaman, ditemukan permasalah bahwa pada kondisi tertentu kelembapann konstan berada di atas 60% saat kondisi mist maker tidak aktif. Pada kondisi tersebut menyebabkan tanaman kering dan mati.

Lalu dilakukan perubahan yaitu mengganti kondisi aktif pada mist maker dengan menggunakan timer menjadi aktif selama 5 menit dan akan mati selama 5 menit. Pemilihan waktu pada timer tersebut didasari dengan beberapa pertimbangan dari beberapa referensi yang didapatkan.

Beberapa referensi menyebutkan sistem pendistribusian air sebaiknya dinyalakan secara terus- menerus [49]. Referensi lain menyebutkan bahwa sebaiknya dinyalakan selama satu menit dan dimatikan selama satu menit [50]. Adapula yang menyebutkan dinyalakan selama dua menit dan dimatikan selama sepuluh menit [10]. Tetapi pada dasarnya, hal tersebut harus disesuaikan dengan kondisi lingkungan. Semakin sebentar waktu menyala pada alat pendistribusian airm semakin besar kemungkinan tanaman akan mengalami kekeringan. Jika kekeringan terjadi, maka tanaman akan mati. Untuk itu ditetapkan pengaturan waktu dengan menyala selama lima menit dan mati selama lima menit. Hal ini dilakukan untuk mengurangi cycle mati/nyala pada alat dan juga untuk menghindari terjadinya kekeringan.

Pada percobaan ini kelembapan sudah konstan berada di atas 60%, sesuai dengan kelembapan yang diinginkan. Dilakukan percobaan dengan menggunakan tanaman dan hasilnya tanaman tetap mati. Kabut yang dihasilkan oleh mist maker tidak dapat menjangkau akar dari tanaman sehingga menyebabkan tanaman kering dan mati.

Dilakukan perbaikan dengan mengubah arah kipas yang sebelumnya mengarah ke luar ruang akar, diubah sehingga kipas tersebut mengarah ke ruang akar untuk meniup kabut sehingga dapat mengenai akar dari tanaman. Setelah dilakukan percobaan, tanaman dapat hidup pada sistem yang telah dibangun.

Grafik perbandingan antara kelembapan yang dikendalikan dengan kelembapan yang tidak dikendalikan dapat dilihat pada Gambar 4. 16 di bawah

Gambar 4. 16 Grafik Kelembapan Dikendalikan dan Tidak Dikendalikan

(56)

Pada Gambar 4. 16 dapat dilihat bahwa kelembapan saat aktuator tidak aktif ditunjukan oleh grafik berwarna merah. Saar aktuator tidak aktif, kelembapan cenderung berada di antara 60-70%. Pada sekitar pukul 11.00 hingga 17.00 kelembapan berada di bawah 60%. Dijelaskan bahwa salah satu syarat tumbuh tanaman adalah berada di kondisi yang kelembapannya di atas 60%. Akan tetapi kelembapan tersebut bukanlah kelembapan pada akar tanaman melainkan pada permukaan tanaman.

Sehingga pada akar tanaman dibutuhkan kelembapan yang lebih tinggi.

Pengujian dengan kondisi aktuator aktif menghasilkan ruang akar yang penuh dengan kabut.

Kelembapan pada ruang akar dapat dilihat pada Gambar 4. 16 yang ditunjukan oleh grafik berwarna biru. Grafik tersebut menunjukan bahwa kelembapan pada ruang akar berada di 95%. Pembacaan kelembapan tersebut menunjukan bahwa sensor kelembapan DHT 11 sudah berada di titik jenuh.

Sensor DHT 11 yang basah menyebabkan pembacaan kelembapan berada di luar kemampuan dari sensor DHT 11. DHT 11 mampu membaca kelembapan maksimal sebesar 90%. Saat kondisi aktuator menyala, dilakukan percobaan dengan menggunakan HTC-1 alat pengukur kelembapan. Didapatkan hasil bahwa kelembapan pada ruang akar saat kondisi aktuator menyala yaitu 99%.

4.3.3 Pencahayaan

Sistem pencahayaan pada sistem diuji untuk megnetahui pengaruh dari penggunaan aktuator.

Pengujian dilakukan sebanyak dua kali dengan kondisi aktuator pencahayaan aktif dan tidak aktif.

Aktuator yang digunakan untuk memberikan pencahayaan adalah modul LED. Modul LED diatur sehingga memancarkan cahaya merah dan biru. Cahaya merah dan biru dipilih dikarenakan cahaya yang paling banyak diserap oleh tanaman adalah cahaya merah dan biru [51]. Pemasangan modul LED dilakukan untuk menambahkan sumber cahaya yang dapat digunakan tanaman untuk berfotosintesis.

Grafik perbandingan antara intensitas cahaya saat module LED diaktifkan dan saat module LED tidak diaktifkan dapat dilihat pada Gambar 4. 17 di bawah

Gambar 4. 17 Intensitas Cahaya saat LED Aktif dan LED Tidak Aktif

Pada Gambar 4. 17 dapat dilihat intensitas cahaya saat LED tidak aktif yang ditunjukan oleh grafik berwarna abu-abu dan saat LED aktif yang ditunjukan oleh grafik berwarna ungu. Saat LED tidak aktif, intensitas cahaya maksimal berada pada kisaran pukul 10.00. Pada pukul 00.00 hingga 06.00

(57)

Universitas Pertamina - 33 dan pukul 18.00 hingga 24.00 pembacaan intensitas cahaya yaitu 0 dikarenakan tidak ada sumber cahaya sama sekali.

Setelah dilakukan pengujian dengan kondisi LED aktif, dapat dilihat pada Gambar 4. 17 bahwa perbedaan intensitas cahaya antara saat LED aktif dan saat LED tidak aktif tidak terlalu signifikan. Jika dilihat pada pukul 00.00 hingga 06.00 dan jam 18.00 hingga 24.00 saat tidak ada sumber cahaya sama sekali, pembacaan intensitas cahaya saat LED aktif menunjukan bahwa terdapat intensitas cahaya yaitu sebesar 54 lux.

4.4 Hasil Percobaan

Dilakukan percobaan dengan menggunakan tanaman kangkung sebanyak enam buah selama lima belas hari. Tanaman mulai dipindahkan ke dalam sistem setelah tanaman berumur 7 – 9 hari.

Selama masa percobaan suhu, kelembapan dan intensitas cahaya dipantau. Tanaman dipantau pertumbuhannya dengan cara diukur tinggi tanaman, jumlah daun dan panjang daun dari tanaman setiap tiga hari sekali. Percobaan dilakukan dengan dua variasi yaitu dengan kondisi LED aktif dan dengan kondisi LED tidak aktif

4.4.1 Suhu dan Kelembapan

Selama masa percobaan dengan tanaman, suhu dan kelembapan dari ruang akar terus dipantau. Pada 4.19 dan 4.20 secara berturut-turut dapat dilihat rata-rata suhu selama masa percobaan dengan kondisi LED tidak aktif dan dengan kondisi LED aktif.

Gambar 4. 18 Rata-rata Suhu Percobaan dengan LED Tidak Aktif

Dapat dilihat pada Gambar 4. 18 grafik rata-rata suhu saat percobaan dengan LED tidak aktif. Error bar positif menunjukan nilai maksimum pada setiap harinya sedangkan error bar negatif menunjukan nilai minimum pada setiap harinya. Dari total 14 hari percobaan didapatkan 4 hari data suhu yang error yang ditunjukan oleh titik berwarna hitam. Hal tersebut diakibatkan oleh sensor suhu yang error sehingga pembacaannya tidak sesuai dengan keadaan. Hal tersebut dapat diidentifikasi dengan membandingkan pembacaan suhu oleh DHT 11 dan HTC-1. Garis berwarna hitam pada 30°C

(58)

menunjukan batas dari kriteria suhu yang diinginkan, garis berwarna biru pada 29 dan 25°C menunjukan set points pada sistem.

Gambar 4. 19 Rata-rata Suhu Percobaan dengan LED Aktif

Dapat dilihat pada Gambar 4. 19 grafik rata-rata suhu saat percobaan dengan LED aktif.

Error bar positif menunjukan nilai maksimum pada setiap harinya sedangkan error bar negatif menunjukan nilai minimum pada setiap harinya. Dari total 14 hari percobaan didapatkan 1 hari data suhu yang error yang ditunjukan oleh titik berwarna hitam. Hal tersebut diakibatkan oleh sensor suhu yang error sehingga pembacaannya tidak sesuai dengan keadaan. Hal tersebut dapat diidentifikasi dengan membandingkan pembacaan suhu oleh DHT 11 dengan HTC-1. Garis berwarna hitam pada 30°C menunjukan batas dari kriteria suhu yang diinginkan, garis berwarna biru pada 29 dan 25°C menunjukan set points pada sistem.

Untuk memvalidasi apakah suhu tersebut telah berhasil dikendalikan, dilakukan pengambilan data suhu pada lingkungan tempat diletakannya sistem, grafik perbandingan tersebut dapat dilihat pada gmbr 4.20 berikut.