Alat Sistem Pengendali Suhu dan Kelembaban pada Inkubator Jamur

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Jamur Tiram Dua Alam Dataran Rendah dan Tinggi.Trubus Swadaya:Jakarta.

Wardhana, Lingga.2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 Wasito,S.1983. Pelajaran Elektronika. Karya Utama: Jakarta.

(2)

BAB III

PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

3.1 Diagram Blok Rangkaian

ON/OFF SISTEM SENSOR SUHU KELEMABABAN

ARDUINO NANO

TAMPILAN LCD

Gambar 3.1 Diagram blok rangkain

Berdasarkan blok diagram pada gambar 3.1, diperlihatkan bahwa komponen dalam system ini berupa tombol ON/OFF sistem, sensor suhu dan kelembaban arduino Nano dan LCD. Rancangan sistem secara keseluruhan dari inkubator jamur meliputi dua bagian yaitu rancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).

(3)

olah menjadi penunjukan dalam angka Hasil dari pengolahan data dari arduino akan di tampilkan melali LCD 16x2.

3.2 Rangkaian Sensor DHT 22

(4)

Gambar 3.1 Skema Rangkain Sensor DHT-22

3.3 Rangkain Arduino Nano

(5)

Gambar 3.2 Skema Rangkaian Arduino Nano

(6)

Tabel 3.1 Penggunaan Pin pada Mikropengendali

3.4. Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

LCD yang digunakan adalah jenis LCD 16 x 2, yang merupakan modul LCD dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan desain mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki CGROM, CGRAM, dan DDRAM. 2

(7)

Gambar 3.3 Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD ke Mikrokontroler

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa LCD 16×2 mempunyai 16 pin.sedangkan pengkabelanya adalah sebagai berikut :

1. Kaki 1 dan 16 terhubung dengan Ground (GND)

2. Kaki 2 dan 15 terhubung dengan VCC (+5V)

3. Kaki 3 dari LCD 16×2 adalah pin yang digunakan untuk mengatur kontras kecerahan LCD. Jadi kita bisa memasangkan sebuah trimpot 103 untuk mengatur kecerahanya.Pemasanganya seperti terlihat pada rangkaian tersebut. Karena LCD akan berubah kecerahanya jika tegangan pada pin 3 ini di turunkan atau dinaikan.

(8)

5. Pin (RW) dihubungkan dengan GND

6. Pin 6 (E) dihubungkan dengan pin mikrokontroler

7. Sedangkan pin 11 hingga 14 dihubungkan dengan pin mikrokontrolersebagai jalur datanya.

3.5 Rangkain Pengukuran Suhu dan Kelembaban

3.4 Skema Rangkaian pengukuran suhu dan kelembaban

(9)

berfungsi untuk mengukur dua objek tersebut dan akurasi merupakan salah satu parameter yang dapat digunakan untuk memilihnya. Proses pengukuran parameter suatu obyek (benda, ruang, kondisi alam) yang hasil pengukurannya di kirimkan ke tempat lain melalui proses pengiriman data baik dengan menggunakan sensor maupun tanpa menggunakan kabel diharapkan dapat memberi kemudahan dalam pengukuran, pemantauan dan mengurangi hambatan untuk mendapatkan informasi. Dengan menggunakan sistem pengukuran suhu dan kelembaban bisa dilakukan dari tempat berbeda yang dapat mengukur suhu dan kelembaban dengan desain portable yang dilengkapi perekam data, hasil pengukuran tersebut bisa ditampilkan melalui LCD.

Sensor DHT merupakan sensor suhu dan kelembaban yang terdiri dari dua bagian yaitu sensor kelembaban kapasitif dan thermistor. Sensor ini tidak memerlukan rangkaian pengendali sinyal dan ADC karena menggunakan cip mikropengendali dengan keluaran sinyal digital. DHT memiliki banyak varian, salah satunya yaitu DHT22. Pengujian dilakukan dengan dengan pengiriman data dari unit pengirim ke unit penerima. Model pengujian dengan memberikan variasi jarak yang berbeda - beda antara unit pengirim dengan unit penerima. Pengujian pengiriman data berkondisi garis lurus dan alat berkeadaan statis.

(10)

lingkungan sekitar. Dengan demikian apabila suhu lingkungan tidak sesuai dengan suhu yang dibutuhkan jamur tiram, produksi jamur akan menurun. Sehingga kontrol otomatis diperlukan untuk mengatur suhu dan kelembaban kumbung jamur. Untuk menjaga kondisi kumbung yang ideal yaitu ruang budidaya memiliki suhu dan kelembaban ±28°C dan 80% 90% RH, diperlukan alat berupa sprayer dan blower serta sensor SHT 10 untuk men-sensing dari suhu dan kelembaban ruang, serta exhaust fan untuk menjaga kelembaban dibawah 95% RH secara otomatis.

3.6 Flowchart Sistem

(11)

Dari flowchart diatas dapat dijelaskan bahwa setelah sensor mendeteksi dan menerima suhu di ruangan maka akan muncul kelembaban, kemudian dikirimkan data ke Arduino lalu di tampilkan di Liquid Crystal Display (LCD)

1. Inisialisasi Program Arduino akan melakukan inisialisasi meliputi nilai-nilai awal variabel, fungsi serta pengaturan berbagai perangkat.

2. Sensor Mendeteksi Suhu dan Kelembaban Di Ruangan maka sensor akan membaca nilai suhu dan kelembaban dari sensor DHT22.

3. Arduino mengambil data pada tahap ini Arduino akan mengambil data dari sensor DHT22

4. Memeriksa perubahan nilai Pada tahap ini jika terdapat perubahan maka akan menampilkan hasil pengukuran suhu dan kelembaban, jika tidak ada perubahan maka akan kembali ke tahap no. 2.

5. Menampilkan Suhu dan Kelembaban ke LCD Suhu dan kelembaban kemudian ditampilkan ke LCD, dengan format:

- Suhu : T=(Nilai_Suhu) C

- Kelembaban : H=(Nilai_Kelembaban) % 6. Menampilkan suhu dan kelembaban

Pada tahap ini hasil pengukuran suhu dan kelembaban dikirim ke PC melalui komunikasi serial.

(12)

(13)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

INKUBATOR JAMUR DHT22

Waktu(menit) Suhu Kelembapan Blower(aktif/mati)

(14)

4.2 Analisa Program

Arduino Nano dapat diprogram dengan software Arduino. Pilih “Arduino Diecimila, Duemilanove, atau Nano/ ATmega168 ” or “Arduino Duemilanove atau Nano/ ATmega328” melalui menu Tools > Board (sesuaikan dengan jenis mikrokontroler yang anda miliki).

(15)

4.3 Bahasa Pemograman Arduino Berbasis Bahasa C

(16)

demikian, sebagian besar dari paraprogramer profesional masih tetap memilih bahasa C sebagai bahasa yang lebih unggul, berikut alasan-alasannya:

• Bahasa C merupakan bahasa yang powerful dan fleksibel yang telah terbukti dapat menyelesaikan program-program besar seperti pembuatan sistem operasi, pengolah gambar (seperti pembuatan game) dan juga pembuatan kompilator bahasa pemrograman baru.

• Bahasa C merupakan bahasa yang portabel sehingga dapat dijalankan di beberapa sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh program yang kita tulis dalam sistem operasi windows dapat kita kompilasi didalam sistem operasi linux dengan sedikit ataupun tanpa perubahan sama sekali.

• Bahasa C merupakan bahasa yang sangat populer dan banyak digunakan oleh programer berpengalaman sehingga kemungkinan besar library pemrograman telah banyak disediakan oelh pihak luar/lain dan dapat diperoleh dengan mudah.

• Bahasa C merupakan bahasa yang bersifat modular, yaitu tersusun atas rutin-rutin tertentu yang dinamakan dengan fungsi (function) dan fungsi-fungsi tersebut dapat digunakan kembali untuk pembuatan program-program lainnya tanpa harus menulis ulang implementasinya.

• Bahasa C merupakan bahasa tingkat menengah (middle level language) sehingga mudah untuk melakukan interface (pembuatan program antar muka) ke perangkat keras.

(17)

Oleh karena itu bahasa C merupakan bahasa prosedural yang menerapakan konsep runtutan (program dieksekusi per baris dari atas ke bawah secara berurutan), maka apabila menuliskan fungsi-fungsi lain tersebut dibawah fungsi utama, maka harus menuliskan bagian prototipe (prototype), hal ini dimaksudkan untuk mengenalkan terlebih dahulu kepada kompiler daftar fungsi yang akan digunakan di dalam program. Selain itu juga dalam bahasa C kita akan mengenal file header, biasa ditulis dengan ekstensi h(*.h), adalah file bantuan yang yang

digunakan untuk menyimpan daftar-daftar fungsi yang akan digunakan dalam program. Bagi anda yang sebelumnya pernah mempelajari bahasa pascal, file header ini serupa dengan unit. Dalam bahasa C, file header standar yang untuk

proses input/output adalah <stdio.h>.

Menggunakan file header yang telah disediakan oleh kompilator, maka harus menuliskannya didalam tanda‘<’ dan ‘>’ (misalnya <stdio.h>). Namun apabila menggunakan file header yang buat sendiri, maka file tersebut ditulis diantara tanda “ dan ” (misalnya “cobaheader.h”). perbedaan antara keduanya terletakpada saat pencerian file tersebut. Apabila menggunakan tanda <>, maka file tersebut dianggap berada pada direktori deafault yang telah ditentukan oleh kompilator. Sedangkan apabila menggunakan tanda “”, maka file header dapat dapat tentukan sendiri lokasinya.

File header yang akan gunakan harus daftarkan dengan menggunakan

(18)

4.4 Program Arduino

LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 9, 8, 7);

float temp, humd;

Serial.println("DHT kita coba");

dht.begin();

lcd.begin(16, 2);

temp = 0;

humd = 0;

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("EVA GINTING");

(19)

lcd.print("D3 MEtrologi");

float h = dht.readHumidity();

float t = dht.readTemperature();

float f = dht.readTemperature(true);

//jika terjadi kessalahan

if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f))

{

Serial.println("gagal baca sensor");

return;

}

//panas index

float hi = dht.computeHeatIndex(f, h);

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Suhu : ");

(20)

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("klembapn :");

lcd.print(h);

Serial.print("Humidity: ");

Serial.print(h);

Serial.print(" %\t");

Serial.print("Temperature: ");

Serial.print(t);

Serial.print(" *C ");

Serial.print(f);

Serial.print(" *F\t");

Serial.print("Heat index: ");

Serial.print(hi);

Serial.println(" *F");

(21)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil perancangan alat ukur sensor kelembaban udara berbasis arduino uno, dapat diambil beberapa kesimpulan:

1. Sensor DHT-22 memiliki toleransi persen kesalahan 1% pada suhu dan kelembaban.

2. Hasil pengendalian sudah dalam bentuk persen (%) kelembaban yang ditampilkan di LCD.

3. Hasil dari penunjukkan persen kelembaban ini sudah linier atau stabil namun sensor memiliki keterbatasan dalam pengukuran.

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

(22)

2. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi hasilnya.

(23)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mengenal Jamur Tiram

Jamur tiram merupakan salah satu jenis jamur yang cukup populer di tengah masyarakat Indonesia. Sejak permintaan jamur meningkat baik domestik dan ekspor dalam beberapa tahun ini, banyak petani beralih ke budidaya jamur. Jamur banyak digemari karena disamping rasanya yang enak juga mengandung nilai protein dan karbohidrat lebih tinggi serta kalori lebih rendah dibanding buah-buahan dan sayuran. Untuk membudidayakan jamur ini, dibutuhkan ketelitian dan kesabaran karena harus mengatur suhu serta kelembaban yang sesuai dengan habitat jamur yang sebenarnya untuk memperoleh hasil yang maksimal dari pembudidayaan jamur tersebut.

(24)

bibi 30 °C.

Jamur dapat berhasil tumbuh di ruang bawah tanah, gudang, lumbung, rumah kaca, dan bahkan hanya di tempat tidur dekat rumah, asalkan memenuhi kondisi yang diperlukan - suhu konstan dekat 15 derajat, kelembaban tinggi, ventilasi yang baik dan pencahayaan yang buruk, sepertijamur, seperti tanaman hijau tidak perlu ringan dan dapat tumbuh bahkan dalam gelap.sinar matahari langsung mempengaruhi mereka. Hal yang paling penting dalam budidaya jamur - kemampuan untuk mempersiapkan substrat dengan benar, yang selanjutnya akan ditanam miselium.

Untuk mempertahankan suhu dan kelembaban biasanya dilakukan secara manual. Cara tersebut kurang efektif dan efisien, karena dapat menyebabkan terjadinya pemborosan energi maupun waktu. Untuk mengatasi hal ini, diperlukan suatu sistem yang dapat menjaga suhu maupun kelembaban yang diinginkan serta dapat bekerja secara otomatis

Dalam proses pembudidayaan, syarat tumbuh jamur tiram yang baik antara lain:

1. Pengaturan suhu dan kelembaban.

Untuk di daerah panas pengaturan suhu dan kelembaban ruanganpenumbuhan

jamur tiram diperlukan suhu antara 22 c – 28 c sedangkan kelembaban 80 – 90 %.

Alat ukur suhu dapat menggunakan Termometer ruang dan alat ukur kelembaban

menggunakan Hygrometer yang dipasang di dalam kumbung (ruang tumbuh

(25)

kelembaban perlu diperhatikan, sehingga keadaan suhu dan kelembaban sesuai

kebutuhan pertumbuhan jamur. Salah satu cara menjaga suhu dan kelembaban

kumbung adalah dengan melakukan pengabutan air dari sprayer. Untuk frekwensi

pengabutan kumbung tergantung cuaca.

Pada musim hujan dimana suhu dan kelembaban normal, pengabutan cukup

sekali saja pada pagi hari..Sebaliknya pada musim kemarau cuaca cukup panas

pengabutan bisa dilakukan dua kali sehari yaitu pagi dan sore hari. Suhu inkubasi

atau saat jamur tiram membentuk miselium dipertahankan antara 60-70%. Suhu pada pembentukan tubuh buah berkisar antara 16-22º C. Kelembaban: udara selama masa pertumbuhan miselium 60-70%. Kelembaban udara Pada pertumbuhan badan buah 80-90%. Cahaya: Pertumbuhan jamur tiram sangat peka terhadap cahaya secara langsung. Cahaya tidak langsung (cahaya pantul biasa ± 50-15000 lux) bermanfaat dalam perangsangan awal terbentuknya tubuh buah. Intentisitas cahaya yang dibutuhkan untuk pertumbuhan jamur sekitar 200 lux (10%). Sedangkan pada pertumbuhan miselium tidak diperlukan cahaya.

(26)

jamur yang lain yang akan menganggu pertumbuhan jamur tiram itu sendiri. pH optimum pada media tanam berkisar .

2. Pengaturan sirkulasi udara.

Pada saat masih berbentuk miselium, jamur tidak memerlukan oksigen dalam jumlah besar. Namun pada saat jamur membentuk buah apabila kekurangan oksigen akan berakibat jamur jadi kerdil ( kecil ). Bahkan tubuh buah tidak terbentuk dan miselium memadat dan meluas keseluruh arah. Oleh karena itu pengaturan sirkulasi udara garus rutin dilakukan dengan cara membuka cjendela kumbung lebih kurang 1 – 2 jam setiap harinya, agar oksigen bisa masuk dan karbondioksida bisa keluar.

Ada beberapa hal yang perlu di perhatikan pada proses budidaya jamur tiram agar tidak menemui kegagalan atau terkontaminasi yaitu:

a. Faktor dari serbuk kayu yang digunakan

Media kayu adalah media utama dalam penumbuhan jamur ini. Jadi sangat penting untuk memperhatikan jenis serbuk kayu yang digunakan. Hendaknya jenis kayu yang digunakan homogen atau tidak bercampur. Ini berpengaruh dalam lamanya waktu pengomposan dan juga tentunya perkembangan miselium. Paling bagus menggunakan jenis kayu sengon. Seringkali kegagalan timbul karena pencampuran ini tidak terkontrol, apalagi tercampur dengan jenis kayu yang bergetah seperti kayu pinus, damar, cemara, dan sebagainya.

(27)

Dalam pencampuran media baglog, tingkat PH dari serbuk gergaji harus diperhatikan yaitu di kisaran 7. PH yang terlalu basa (8 hingga 9) dapat menyebabkan kegagalan. Karena faktor PH ini, dalam budidaya diperlukan pengomposan. Metoda pengomposan bertujuan menurunkan PH serbuk gergajian.

c. Faktor Air

Dalam menambahkan air, seringkali kita tidak memeriksa air yang digunakan. Ada yang menggunakan air sumur, air PDAM, atau air kali biasa. Kandungan kimia pada air tersebut terkadang tidak diketahui, jika terdapat kandungan yang mungkin saja bisa menggagalkan dalam proses budidaya, hal ini tentunya tidak kita inginkan. Cara sederhana untuk mengatasinya adalah, air yang akan kita gunakan hendaknya diendapkan dahulu, bisa juga dengan mencampurkan arang untuk menetralisir dan memurnikan air.

d Faktor campuran yang kurang baik

Kadar dari campuran memang bermacam-macam dari masing-masing pebudidaya, tetapi rata-rata menggunakan nutrisi sekitar 10%-15%, ada yang maksimal hingga 20% dari berat gergajian. Nutrisi yang kami maksud di sini adalah perbandingan bekatul atau jagung. Pastikan bahan yang digunakan dalam campuran masih dalam kondisi segar dan baru, tentunya kualitasnya juga harus baik.

e. Faktor sterilisasi

(28)

Ada yang langsung dipanaskan, ada yang menggunakan boiler sebagai penghasil uap panasnya. Intinya cuma satu, bagaimana metoda yang digunakan tersebut dapat memanaskan media baglog hingga 114 derajat C dan mematikan semua bakteri yang ada. Sehingga baglog yang sudah steril tersebut dapat tumbuh miseliumnya setelah diinokulasi bibit jamur di dalamnya. Air yang digunakan dalam memanaskan baglog juga sebaiknya harus selalu baru dan bersih. Seharusnya setelah sterilisasi, jangka waktu untuk inokulasi tidak terlalu lama sehingga media baglog dalam keadaan steril.

f. Faktor kesalahan dalam inokulasi

Dalam melakukan inokulasi bibit jamur tiram, kondisi baglog setelah melalui proses sterlilisasi harus memiliki suhu yang pas.. Suhu baglog yang masih terlalu panas dapat menyebabkan kegagalan, begitu juga sebaliknya, suhu yang sudah terlalu dingin juga dapat menimbulkan kegagalan. Suhu yang baik kira-kira di kisaran 35-38 derajat C (masih hangat sedikit, tapi tidak panas).

g. Faktor bibit jamur yang kurang baik

Bibit jamur tiram putih sangat penting sekali dalam menentukan tingkat keberhasilan dalam budidaya jamur tiram putih. Kualitas bibit ini sangat menentukan keberhasilan. Bibit yang sudah terlalu tua (apalagi sudah tumbuh jamurnya) kurang baik untuk digunakan. Bibit yang berumur masih muda memiliki kekuatan yang lebih baik.

(29)

Komposisi nutrisi pada bibit jamur tiram menentukan kualitas kekuatan miselium dalam perkembangan di baglog nantinya. Indikasi sederhananya dapat terlihat pada warna putih miselium di botol bibit. Jika putihnya berwarna sangat putih, ini mengindikasikan nutrisi nya baik, tapi jika warna putihnya hanya semu saja, ini mengindikasikan nutrisi yang digunakan kurang.

i Faktor kebersihan ruang inkubasi

Pada ruang inkubasi, faktor kebersihan, sirkulasi udara, kelembaban juga harus sangat diperhatikan. Bisa jadi semua faktor sudah terlewati dengan baik, dan perkembangan miselium juga baik, tetapi karena ruang inkubasi kurang bersih, perkembangan miselium justru menjadi lambat dan malah terhenti sama sekali.

2.2 Sensor DHT-22

Kelembaban udara (humidity) merupakan beberapa parameter pengukuran yang acapkali digunakan dalam proses akuisisi data. Sebagai bagian inti dari proses ini, sensor memiliki peran penting dalam mengubah kuantitas yang diperoleh dari alam (bersifat analog) menjadi kuantitas yang dapat diproses oleh komputer (bersifat digital). Sensor juga menentukan seberapa tepat hasil yang diperoleh dibandingkan dengan pengukuran yang sebenarnya melalui instrumen ukur.

(30)

parameter secara simultan, seperti sensor famili SHT yang dapat digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban dalam satu waktu. Salah satu jenis famili sensor yang juga dapat melakukan pengukuran suhu dan kelembaban pada satu waktu adalah DHT. Sensor ini terdiri dari. beberapa varian dengan varian yang sering digunakan adalah DHT22.

Sensor jenis ini cukup banyak dipilih karena data keluaran yang dihasilkan sudah dalam bentuk digital sehingga tidak memerlukan lagi proses konversi dari sinyal analog. DHT22 mampu menampilan nilai hingga satu angka dibelakang koma, faktor harga, rentang nilai pengukuran, dimensi fisik, kecepatan pencuplikan (sampling rate) dan berbagai spesifikasi teknis lainnya, salah satu hal yang memengaruhi pemilihan di antara keduanya adalah akurasi pengukuran.

Pada lembar data (datasheet) ke sensor tersebut terdapat informasi mengenai akurasi pengukuran suhu dan kelembaban. Kendati pun demikian informasi tersebut hanya menggambarkan kondisi pengujian sensor setelah melalui proses pabrikasi dan belum menggambarkan kondisi riil sensor tersebut saat digunakan dalam proses pengukuran yang sesungguhnya, baik di dalam maupun di luar ruangan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan seberapa besar akurasi pengukuran yang dihasilkan oleh sensor DHT22 pada pengukuran suhu dan kelembaban, baik di dalam maupun luar ruangan pada platform Arduino Nano.

(31)

salah satunya yaitu DHT22 (AM2302) dengan bentuk fisik seperti pada gambar 2.1

Gambar 2.1 Bentuk Fisik Sensor DHT 22

Sensor DHT22 merupakan sensor suhu dan kelembaban dengan berbagai kelebihan yaitu:

- Keluaran sudah digital dengan konversi dan perhitungan oleh MCU 8-bit - Sensor terkalibrasi secara akurat dengan kompensasi suhu diruangan penyesuaian dengan nilai koefisien kalibrasi tersimpan dalam memori OTP.

- Rentang pengukuran suhu dan kelembaban yang lebih besar.(0-100%) - Mampu mentransmisikan sinyal keluaran melewati kabel yang panjang

hingga 20 meter sehingga cocok untuk ditempatkan dimana saja. *Catatan: tambahkan kapasitor buffer 0,33uF antara pin vcc dan gnd jika kabel

(32)

Spesifikasi:

1. Ukuran: 28.2 mm (panjang) * 13.1 mm (Lebar) * 10 mm (tinggi) 2. Berat: 6 g

3. Tegangan kerja: 3 V - 5.5 V 5. Sinyal output: digital signal

6. Range pengukuran temperatur: - 40c to 80c 7. Akurasi: 0.5c

8. Range kelembaban: 0-100% RH 9. akurasi: 2% RH

Informasi Kaki sensor: "+" : positive "-" : the power of anode "Out" : the microcontroller IO port

2.3 Mikrokontroler Arduino Nano

a. Pengertian Mikrokontroler

(33)

data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

b. Arduino

Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat mengenali lingkungan sekitarnya melalui berbagai jenis sensor dan dapat mengendalikan lampu, motor, dan berbagai jenis aktuator lainnya. Arduino mempunyai banyak jenis, di antaranya Arduino Uno, Arduino Mega 2560, Arduino Fio, dan lainnya.

c. Arduino Nano

(34)

Arduino Nano dapat menggunakan catudaya langsung dari mini-USB port atau menggunakan catudaya luar yang dapat diberikan pada pin30 (+) dan pin29 (-) untuk tegangan kerja 7 – 12 V atau pin 28(+) dan pin 29(-) untuk tegangan 5V Memori ATmega168 memiliki 16 KB flash memory untuk menyimpan kode (2 KB digunakan untuk bootloader); Sedangkan ATmega328 memiliki flash memory sebesar 32 KB, (juga dengan 2 KB digunakan untuk bootloader). ATmega168 memiliki 1 KB memory pada SRAM dan 512 byte pada EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan perpustakaan EEPROM); Sedangkan ATmega328 memiliki 2 KB memory pada SRAM dan 1 KB pada EEPROM.

Gambar 2.2 Konfigurasi pin pada board Arduino Nano

(35)

secara otomatis dipilih dari sumber tegangan yang lebih tinggi. Chip FTDI FT232L pada Arduino Nano akan aktif apabila memperoleh daya melalui USB, ketika Arduino Nano diberikan daya dari luar (Non-USB) maka Chip FTDI tidak aktif dan pin 3.3V pun tidak tersedia (tidak mengeluarkan tegangan), sedangkan LED TX dan RX pun berkedip apabila pin digital 0 dan 1 berada pada posisi HIGH

Arduino Nano dapat dengan mudah diprogram dengan menggunakan software Arduino (sketch). Pada menu program, pilih tool – board kemudian pilih jenis board yang akan diprogram. Untuk memprogram board Arduino dapat memilih tipe board Arduino diecimila atau duemilanove atau langsung memilih Nano W/atmega168 atau Nano W/atmega328.

Spesifikasi

Dibawah ini spesifikasi dari Arduino Nano:

Mikrokontroler Atmel ATmega168 atau ATmega328

Tegangan Operasi 5V

Input Voltage

(disarankan)

7-12V

Input Voltage (limit) 6-20V

Pin Digital I/O 14 (6 pin digunakan sebagai output PWM)

Pins Input Analog 8

(36)

Flash Memory 16KB (ATmega168) atau 32KB (ATmega328) 2KB

digunakan oleh Bootloader

SRAM 1 KB (ATmega168) atau 2 KB (ATmega328)

EEPROM 512 byte (ATmega168) atau 1KB (ATmega328)

Clock Speed 16 MHz

Ukuran 1.85cm x 4.3cm

Tabel 2.1 Arduino Nano

2.2.1 Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino Nano dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Semua pin beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (yang terputus secara default) sebesar 20-50 KOhm. Selain itu beberapa pin memiliki fungsi khusus, yaitu:

• Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan

mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip FTDI USB-to-TTL Serial.

• External Interrupt (Interupsi Eksternal): Pin 2 dan pin 3 ini dapat

dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.

• PWM : Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit

(37)

besar (misal sedangkan pada Arduino Nano diberi tanda titik atau strip.

• SPI : Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini

mendukung komunikasi SPI. Sebenarnya komunikasi SPI ini tersedia pada hardware, tapi untuk saat belum didukung dalam bahasa Arduino.

• LED : Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.

LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin diset bernilai HIGH, maka LED menyala, dan ketika pin diset bernilai LOW, maka LED padam.

Arduino Nano memiliki 8 pin sebagai input analog, diberi label A0 sampai dengan A7, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default pin ini dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analog Reference. Pin Analog 6 dan 7 tidak dapat digunakan sebagai pin digital. Selain itu juga, beberapa pin memiliki fungsi yang dikhususkan, yaitu:

• I2C : Pin A4 (SDA) dan pin A5 (SCL). Yang mendukung

komunikasi I2C (TWI) menggunakan perpustakaan Wire. Masih ada beberapa pin lainnya pada Arduino Nano, yaitu:

• AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan

(38)

• RESET : Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan

ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino. 2.3.2 Komunikasi

Arduino Nano memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, dengan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya. ATmega168 dan ATmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5 Volt), yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan pin 1 (TX). Sebuah chip FTDI FT232RL yang terdapat pada papan Arduino Nano digunakan sebagai media komunikasi serial melalui USB dan akan menyediakan COM Port Virtual (pada Device komputer) untuk berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer. Perangkat lunak Arduino termasuk didalamnya serial monitor memungkinkan data tekstual sederhana dikirim ke dan dari papan Arduino.

LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang dikirim atau diterima melalui chip FTDI dan koneksi USB yang terhubung melalui USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan komunikasi serial pada beberapa pin digital Nano. ATmega168 dan ATmega328 juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus I2C. Untuk komunikasi SPI, silakan lihat datasheet ATmega168 atau ATmega328.

(39)

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan

komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

2.4.1 Prinsip Kerja Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :

1. Electromagnet (Coil) 2. Armature

3. Switch Contact Point (Saklar) 4. Spring

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

 Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)

(40)

Gambar 2.3 Bentuk dan Simbol Relay

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil

(41)

Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :

 Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay

 Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)

Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

 Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4

Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.  Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5

Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.  Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6

Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.

 Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki

Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil

2.4.3 Fungsi-fungsi Relay

(42)

1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function) 2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay

Function)

3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.

4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).

Tujuan Pemakaian Relay

Ada beberapa tujuan penggunaan relay dalam rangkaian listrik ma

1. Untuk pengendalian sebuah rangkaian

2. Sebagai pengontrol sistem tegangan tinggi tapi dengan tegangan rendah. 3. Sebagai pengontrol sistem arus tinggi dengan memakai arus yang rendah. 4. Fungsi logika.

2.4.4 Jenis- jenis Relay

Untuk memenuhi kebutuhan di dalam merangkai atau membuat sirkuit listrik dan elektronika, beberapa produsen membuat / memproduksi berbagai macam / jenis relay, namun secara sistem di bagi atas:

1.Electromagnetic Relays

(43)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Untuk memenuhi ketahanan pangan, manusia terus berupaya mengembangkan dan meneliti jenis sumber makanan baru. Jamur yang dulunya berupa tanaman liar kini menjadi sumber nutrisi yang tinggi bagi manusia. Penelitian tentang jamur yang dapat dikonsumsi telah banyak dilakukan,diantaranya jamur merang (Volvariella volvacea), jamur Champignon (Agaricusbitorquis), jamur kayu seperti jamur kuping (Auricularia, Sp.), jamur Shiitake/payung (Lentinus edodes) dan jamur tiram (Pleurotus ostreatus). Jamur tiram memiliki kandungan nutrisi lebih tinggi dibandingkan dengan jenis jamur kayu lainnya. Adapun nilai gizi jamur tiram putih menurut Cahyana dkk (1999) adalah sebagai berikut : protein (27 %), lemak (1,6 %), karbohidrat (58 %), serat (11,5 %), abu (0,3 %), dan kalori (1,6%).

(44)

Jika pada kumbung dilakukan pengaturan suhu dan kelembaban maka hasil panen yang diperoleh diharapkan akan sebanding walaupun terjadi perubahan suhu dan kelembaban yang akan mempengaruhi suhu dan kelembaban pada kumbung, sehingga hasil produktifitas meningkat.

Kebanyakan budidaya jamur dilakukan di daerah dataran tinggi, akan tetapi jamur merang dapat tumbuh di daerah dataran rendah dengan kelembaban tinggi. jamur dapat tumbuh pada dataran rendah, suhu dan kelembaban jamur merang tetap harus dibuat sesuai siklus hidup jamur merang. Para petani jamur merang membuat rumah khusus jamur yang disebut kumbung jamur. Untuk mengatur suhu dan kelembaban udara dalam rumah jamur, petani jamur biasanya menyemprot jamur dengan air secara teratur tergantung pada cuaca dan iklim. Hal tersebut dilakukan olah para petani jamur secara manual dan teratur.

Dengan perkembangan teknologi elektronika, untuk memudahkan budidaya jamur tiram maka, dibuat rancang bangun pengendalian suhu dan kelembaban pada miniatur kumbung jamur tiram agar suhu dan kelembaban sesuai dengan habitat jamur tiram.

1.2Rumusan Masalah

(45)

1.3Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas penulis merancang alat pengendali suhu dan kelembaban, dengan batasan-batasan sebagai berikut :

1) Sistem pengendalian yang akan digunakan sebagai pengolah data berbasis Arduino Nano

2) Suhu yang dijadikan referensi untuk perhitungan adalah suhu hasil pembacaan dari sensor suhu DHT-22.

3) Penggunaan LCD untuk menampilkan informasi suhu dan kelembaban.

1.4 Tujuan Penulisan Penulisan laporan proyek ini adalah untuk:

1). Merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengendalikan suhu dan kelembaban pada ruangan budidaya jamur tiram secara otomatis dengan menggunakan Arduino Nano.

2) Diharapkan hasil dan perancangan dan realisasi yang dapat dikembangkan lebih jauh sehingga dapat digunakan untuk usaha budidaya jamur.

1.5 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat penulisan ini antara lain :

(46)

2). Menambah wawasan dan pengalaman tentang pembahasan sensor DHT 22 dan Arduino Nano.

(47)

ABSTRAK

Telah dibuat rancang bangun pengendalian suhu dan kelembaban pada miniatur kumbung jamur tiram yang digunakan untuk menjaga kondisi kumbung yang ideal secara otomatis. Ruang budidaya jamur tiram yang ideal memiliki suhu dan kelembaban sekitar ±28°C dan 80 – 90%. Untuk itu diperlukan alat berupa blower, sensor DHT2, ,Arduino Nano serta Relay untuk mengatur suhu dan kelembaban ruangan. Pengaturan dilakukan pada tegangan input dari blower menggunakan relay yang pengontrolannya dilakukan dengan mikrokontroler. Sehingga dengat set point yang di tentukan, dapat memberikan keluaran untuk relay dan mengatur blower. Pengaturan suhu dan kelembaban dengan menggunakan blower dapat dilakukan dengan baik. Dengan pengaturan ini ruang tumbuh jamur tiram dapat diatur suhunya berkisar antara 26oC-30oC dan 65%-80% untuk kelembabannya.

(48)

ABSTRACT

Design of the temperature and humidity control on the miniature of oyster mushroom house had been already made which used to keep the condition of the mushroom house ideal automatically. The growth space of mushroom which has about +28oC of temperature and 65%-90% of humidity. The regulation of the temperature and humidity of the room required a device such a blower, DHT 22 and Arduino Nano censor. The regulations made at an input voltage from the blower by use of a relay, in which that control is using a microcontroller. The fixed setpoint, can give output for the relay and regulate the blower. The regulation of temperature and humidity by use of the ice cube, blower and peltier can be done well. The growth space of mushroom can regulated the temperature and the humidity which has about 26 - 30 - of temperature and 65%-80% of humidity.

(49)

TUGAS AKHIR

ALAT SISTEM PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN

PADA INKUBATOR JAMUR

EVA ENDI CINTHYA GINTING

132411031

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(50)

TUGAS AKHIR

ALAT SISTEM PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN

PADA INKUBATOR JAMUR

Diajukan sebagai syarat memenuhi Tugas Akhir dan

menyelesaikan Pendidikan Program Studi D3 Metrologi dan

Intrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

EVA ENDI CINTHYA GINTING

132411031

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(51)

PERSETUJUAN

Judul : Alat Pengendali Suhu dan Kelembaban Pada Inkubator Jamur

Kategori : Tugas Akhir

Nama : Eva Endi Cinthya Ginting Nomor Induk Mahasiswa : 132411031

Program Studi : Diploma (D-3) Metrologi Dan Instrumentasi Departemen : Fisika

Fakultas :Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, 25 Januari 2016

Ketua Program Studi Dosen Pembing

Metrologi dan Instrumentasi, Pembimbing Tugas Akhir

Dr.Diana Alemin Barus, M.Sc

(52)

PERNYATAAN

ALAT SISTEM PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN

PADA INKUBATOR JAMUR

TUGAS AKHIR

Saya menyatakan bahwa laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing di sebut sumbernya

Medan, Juli 2016

(53)

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan berkat ,rahmat-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan tugas akhir ini sesuai waktu yang telah ditetapkan.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah

ALAT SISTEM PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN

PADA INKUBATOR JAMUR

Penulis menyadari bahwa tersusunnya Laporan Projek Akhir I (satu) ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua Orang Tua penulis yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.

2. Bapak Dr. Kerista Sebayang. M.S, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Ibu Dr. Diana A. Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Metrologi dan Instrumentasi serta dosen pembimbing yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini

(54)

5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

6. Teman-Teman Seperjuang Metrologi angkatan 13 terkhusus kelas A yang selama ini telah menemani perjalanan penulis untuk bersama-sama sampai pada titik ini.

7. Kepada orang terdekat penulis adik Evi Erianantha Ginting dan Erisa Ginting, Daniel W, S, Abang dan Kakak Fisika yang telah memberi dukungan kepada penulis.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.

Medan, Juli 2016 Hormat Saya,

(55)

ABSTRAK

Telah dibuat rancang bangun pengendalian suhu dan kelembaban pada miniatur kumbung jamur tiram yang digunakan untuk menjaga kondisi kumbung yang ideal secara otomatis. Ruang budidaya jamur tiram yang ideal memiliki suhu dan kelembaban sekitar ±28°C dan 80 – 90%. Untuk itu diperlukan alat berupa blower, sensor DHT2, ,Arduino Nano serta Relay untuk mengatur suhu dan kelembaban ruangan. Pengaturan dilakukan pada tegangan input dari blower menggunakan relay yang pengontrolannya dilakukan dengan mikrokontroler. Sehingga dengat set point yang di tentukan, dapat memberikan keluaran untuk relay dan mengatur blower. Pengaturan suhu dan kelembaban dengan menggunakan blower dapat dilakukan dengan baik. Dengan pengaturan ini ruang tumbuh jamur tiram dapat diatur suhunya berkisar antara 26oC-30oC dan 65%-80% untuk kelembabannya.

(56)

ABSTRACT

Design of the temperature and humidity control on the miniature of oyster mushroom house had been already made which used to keep the condition of the mushroom house ideal automatically. The growth space of mushroom which has about +28oC of temperature and 65%-90% of humidity. The regulation of the temperature and humidity of the room required a device such a blower, DHT 22 and Arduino Nano censor. The regulations made at an input voltage from the blower by use of a relay, in which that control is using a microcontroller. The fixed setpoint, can give output for the relay and regulate the blower. The regulation of temperature and humidity by use of the ice cube, blower and peltier can be done well. The growth space of mushroom can regulated the temperature and the humidity which has about 26 - 30 - of temperature and 65%-80% of humidity.

(57)