Informasi Dokumen
- Penulis:
- M. Naufal Rauf Ibrahim
- Pengajar:
- Mohamad Solahudin
- Slamet Widodo
- Sekolah: Institut Pertanian Bogor
- Mata Pelajaran: Teknik Mesin dan Biosistem
- Topik: Desain Sistem Kontrol Otomatik Larutan Nutrisi Berbasis Electrical Conductivity Untuk Budidaya Hidroponik Menggunakan Logika Fuzzy
- Tipe: Skripsi
- Tahun: 2015
- Kota: Bogor
Ringkasan Dokumen
I. Pendahuluan
Bagian pendahuluan tesis ini membahas latar belakang pentingnya sistem kontrol otomatis larutan nutrisi dalam budidaya hidroponik, khususnya untuk mempertahankan nilai electrical conductivity (EC) optimal demi pertumbuhan tanaman yang maksimal. Meningkatnya permintaan produk hortikultura dan potensi hidroponik sebagai solusi untuk meningkatkan produktivitas menjadi landasan penelitian ini. Penelitian ini memilih teknologi Arduino karena kemudahan penggunaan, biaya yang terjangkau, dan sifatnya yang open-source, memungkinkan fleksibilitas dan inovasi dalam perancangan sistem. Tujuan penelitian dijabarkan secara jelas, yaitu merancang sistem kontrol otomatis berbasis EC menggunakan Arduino, mensimulasikan penyerapan nutrisi tanaman tomat selama 9 minggu (dipercepat), dan merancang logika fuzzy untuk kontrol nutrisi. Ruang lingkup penelitian membatasi fokus pada sistem kontrol otomatis untuk budidaya NFT berbasis Arduino, menggunakan logika fuzzy untuk pengambilan keputusan, dengan input error EC dan volume tangki, serta output berupa lama penyalaan pompa air dan larutan nutrisi AB mix.
II. Tinjauan Pustaka
Bagian ini memberikan landasan teoritis bagi penelitian. Dijelaskan secara detail mengenai Nutrient Film Technique (NFT) sebagai metode budidaya hidroponik yang dipilih, menekankan pentingnya sirkulasi larutan nutrisi yang optimal untuk pertumbuhan akar. Konsep larutan nutrisi dan pengukuran EC sebagai indikator konsentrasi nutrisi dijelaskan secara komprehensif. Pengaruh nilai EC yang terlalu tinggi atau rendah terhadap pertumbuhan tanaman dibahas, menggarisbawahi perlunya kontrol yang presisi. Kajian mengenai nutrient uptake (serapan nutrisi) pada tanaman tomat, khususnya ion nitrat (NO3-), menjadi dasar model simulasi penyerapan nutrisi. Terakhir, bagian ini menjelaskan prinsip-prinsip logika fuzzy, termasuk fuzzifikasi, fungsi implikasi (Min), komposisi aturan, dan defuzzifikasi (metode centroid), sebagai metode pengambilan keputusan yang dipilih dalam sistem kontrol otomatis.
III. Metode Penelitian
Metode penelitian menjelaskan secara rinci tahapan yang dilakukan, mulai dari persiapan larutan nutrisi AB mix hingga evaluasi simulasi. Dijelaskan proses kalibrasi sensor EC dengan membandingkan hasil sensor dengan EC meter dan pembuatan model regresi linier. Bagian ini juga memaparkan bagaimana menentukan hubungan antara konsentrasi larutan dan nilai EC melalui regresi linier. Perhitungan debit pompa dan penentuan debit air untuk simulasi penurunan EC berdasarkan model penyerapan nutrisi tanaman tomat dijelaskan secara terperinci, termasuk penggunaan persamaan-persamaan yang relevan. Perancangan kontrol fuzzy menggunakan software MATLAB, dengan detail spesifikasi sistem inferensi Mamdani, fungsi implikasi Min, dan himpunan fuzzy untuk error EC, volume, dan lama penyalaan pompa. Prosedur simulasi, baik simulasi matematis (MATLAB dan Excel) maupun simulasi aktual (Arduino), diuraikan secara sistematis, termasuk metode validasi menggunakan Mean Absolute Percentage Error (MAPE).
IV. Hasil dan Pembahasan
Bagian ini menyajikan hasil penelitian dan analisisnya. Hasil kalibrasi sensor dan hubungan konsentrasi larutan dengan nilai EC disajikan dalam bentuk grafik dan persamaan regresi, disertai analisis mengenai keakuratan model. Hasil perhitungan debit pompa dan penentuan debit air untuk simulasi penurunan EC dijelaskan secara detail. Analisis simulasi penurunan EC menggunakan pompa dibahas, termasuk kendala yang dihadapi dan upaya penanganannya. Hasil perancangan kontrol fuzzy, meliputi sistem inferensi, himpunan fuzzy, dan aturan kontrol, disajikan secara visual. Hasil simulasi matematis dan simulasi aktual divisualisasikan dalam grafik, membandingkan performa sistem dengan referensi. Analisis komparatif ini meliputi pembahasan mengenai error, lag, dan overshoot/undershoot, serta interpretasi terhadap kinerja sistem kontrol. Validasi hasil simulasi menggunakan MAPE dijelaskan dan diinterpretasikan.
V. Simpulan dan Saran
Bagian ini merangkum temuan utama penelitian, menekankan keberhasilan dalam merancang sistem kontrol otomatis berbasis EC dengan logika fuzzy untuk budidaya hidroponik. Kesimpulan mencakup kinerja sistem dalam mempertahankan dan mengontrol nilai EC, serta validasi hasil simulasi menggunakan MAPE. Saran untuk pengembangan lebih lanjut diberikan, termasuk pengembangan model simulasi yang lebih komprehensif dan peningkatan presisi sistem kontrol dengan menggunakan teknik kontrol yang lebih canggih, seperti PWM. Pentingnya penggunaan sensor yang lebih stabil juga ditekankan untuk meningkatkan keakuratan hasil.
VI. Daftar Pustaka
Daftar pustaka memuat semua referensi yang digunakan dalam tesis, mengikuti standar penulisan ilmiah yang berlaku. Daftar pustaka ini menjadi bukti kredibilitas dan keaslian sumber informasi yang digunakan dalam penelitian.
Referensi Dokumen
- Statistical Method for Forecasting ( Abraham B, Ledolter J )
- Soil Fertility and Fertilizer: An Introduction to Nutrient Management ( Havlin JL, Tisdale SL, Nelson WL, Beaton JD )
- Another look at measures of forecast accuracy ( Hyndman RJ, Koehler AB )
- Plant nutrient uptake in recirculation culture of tomato under growth stage based electrical conductivity adjustment ( Weekakkody WAP, Wakui K, Nukaya A )
- Nutrient Film Technique – Grower’ Bulletin ( Winsor GW, Hurd RG, Price D )
