2. LANDASAN TEORI
2.1 Internet of Things
Internet of things dalam pengertian secara luas membuat semua yang ada di dunia terkoneksi ke dalam internet yang tersambung secara terus menerus. Internet of things bisa mengontrol, mengirim data, dan sebagainya yang memanfaatkan internet sehingga bisa dilakukan dengan jarak jauh tanpa mengenal jarak.
Konsep dasar dari internet of things adalah dengan menggabungkan obyek, sensor, controller, dan internet yang bisa menyebarkan informasi kepada pengguna.
Obyek akan dideteksi oleh sensor yang akan diproses oleh controller dan dilanjutkan untuk mengirim data yang sudah diolah sehingga menjadi sebuah informasi yang berguna dan secara real-time kepada pengguna.
A Things pada internet of things dapat didefinisikan sebagai subjek misalkan orang dengan monitor implant jantung, hewan peternakan dengan transponder biochip, sebuah mobil yang telah dilengkapi built-in sensor (IDCloudHost, 2016).
Contoh lain yang paling sederhana adalah ketika melewati sebuah jalan dengan kendaraan, dan lampu jalan akan menyala pada jarak tertentu, hal ini bisa dilakukan dengan menggunakan konsep M2M (Machine to Machine) sehingga tidak memerlukan manusia yang beroperasi selama 24 jam hanya untuk menyalakan dan mematikan lampu jalan.
2.2 Budidaya Jamur
Jamur merupakan tumbuhan yang tidak mempunyai klorofil. Tubuhnya terdiri dari benang-benang yang disebut hifa. Karakteristik dari jamur tiram adalah memiliki tangkai yang tumbuh menyamping dan bentuknya seperti tiram.
Cara budidaya jamur tiram adalah membuat media tanam dan menginokulasikan bibit jamur ke dalam media tanam sehingga media ditumbuhi miselium bewarna putih seperti kapas yang disebut baglog, tahap kedua adalah menumbuhkan miselium tersebut menjadi badan buah (Redaksi Alam Tani, 2017).
Seperti pada Gambar 2.1 miselium sudah tumbuh lebih dari 50%, setelah miselium tumbuh secara menyeluruh maka jamur siap untuk tumbuh.
Gambar 2.1 Contoh baglog Sumber : (Jamur, 2011)
Untuk merawat baglog dibutuhkan kumbung berupa bangunan yang berisi rak-rak. Kumbung tersebut sebaiknya dibangun dengan alas tanah sehingga bisa menjaga kelembaban udara dan dinding menggunakan kayu atau bambu agar kelembaban lebih terjaga seperti pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Contoh kumbung jamur Sumber: (Redaksi, 2018)
Air dibutuhkan untuk untuk transportasi partikel kimia antar sel yang menjadi dasar perkembangan miselium serta menghasilkan spora. Maka diperlukan kelembaban udara sekitar 80%-90% untuk merangsang pertumbuhan tunas.
Dibawah 80% maka jamur akan mengalami gangguan dalam menyerap nutrisi sehingga menyebabkan kekeringan dan gangguan pertumbuhan bahkan kematian (Oktavia, Rifai, Gunawan, Agustina, & Sebastian, 2012).
Jamur tiram memerlukan kondisi temperatur sebesar 22 – 28 derajat celcius untuk fase inkubasi dan 16 – 24 derajat celcius untuk pertumbuhan jamur (Azzamy, 2016).
Perawatan jamur tiram salah satunya adalah dengan penyiraman dengan sprayer. Penyiraman sebaiknya membentuk kabut, bukan tetesan-tetesan air.
Semakin sempurna pengabutan semakin baik. Frekuensi penyiraman 2-3 kali sehari, tergantung suhu dan kelembaban kumbung (Redaksi Alam Tani, 2017).
2.3 Kelembaban Udara
Kelembaban udara adalah jumlah uap air yang terdapat dalam udara.
Kelembaban udara dapat diukur dengan menggunakan sensor SHT11. Kelembaban udara memiliki manfaat yaitu menjadi salah satu factor penentu pertumbuhan tanaman.
Hubungan antara kelembaban dan suhu udara sangat erat, jika kelembaban udara berubah, suhu juga akan berubah. Di musim penghujan, suhu udara rendah, kelembaban tinggi, memungkinkan tumbuhnya jamur pada kertas. Kelembaban udara berbanding terbalik dengan suhu udara. Semakin tinggi suhu udara, maka kelembaban udara semakin kecil. Hal ini dipengaruhi oleh presipitasi (pengembunan) molekul pada saat suhu udara tinggi (Mabes, 2014).
Ventilasi dapat disediakan secara mekanis melalui kipas angin atau secara alami melalui aliran udara dari jendela dan bukaan lainnya. Ini adalah salah satu faktor paling penting untuk menjaga kualitas udara sehat dalam ruangan dan kenyamanan penghuni dalam bangunan karena mengisi ulang oksigen dan menghilangkan kelembaban, bau, asap, panas, dan bakteri di udara (Pemprov DKI Jakarta, 2012).
2.4 Alat Penyemprot (Mist Sprayer)
Sprayer adalah alat/mesin yang berfungsi untuk memecah suatu cairan, larutan atau suspensi menjadi butiran cairan (droplet) atau spray. Sprayer memiliki banyak kegunaan yaitu menyemprotkan insektisida, fungisida, herbisida, pupuk cairan, dan air.
Mist Sprayer menggunakan mesin pompa air bertekanan tinggi sehingga dapat menghasilkan butiran cairan halus yang bisa menambah kelembaban udara.
Mist Sprayer memiliki beberapa komponen utama yaitu :
• Pompa air DC 12V berkekuatan 80psi.
• Mist nozzle 0.3mm
• Selang
Prinsip kerja dari Mist Sprayer berasal dari pompa air yang mengalirkan air ke
cairan bisa berubah menjadi butiran cairan halus untuk meningkatkan kelembaban udara.
2.5 Sensor Temperatur dan Kelembaban (SHT11)
Sensor temperatur dan kelembaban banyak digunakan untuk mendeteksi kadar air pada udara/kelembaban udara dan temperatur udara. Sistem kerja dari sensor temperatur dan kelembaban udara (SHT11) terletak pada single chip yang dibagian dalamnya terdapat kapasitas polimer sebagai elemen untuk sensor untuk sensor kelembaban dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor temperatur. Output nya digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit pada sebuah interface serial pada satu chip yang sama.
SHT11 adalah sebuah single chip sensor temperatur dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang outputnya telah dikalibrasikan secara digital (Musbikhin, Pengenalan sensor SHT11, 2014). SHT11 menghasilkan sinyal output yang baik dengan respon time yang cepat. Pengkalibrasian pada ruangan dengan kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya. Koefisien kalibrasinya diprogramkan kedalam OTP memory. Koefisien tersebut digunakan untuk kalibrasi output dari sensor selama proses pengukuran. Komunikasi bidirectonal 2-wire alat penghubung serial dan regulasi tegangan internal membuat lebih mudah dalam pengintegrasian sistem.
Sensor SHT11 menggunakan sumber tegangan 5 Volt dan komunikasi bidirectonal 2-wire. Sistem sensor ini menggunakan 1 jalur data yang digunakan untuk perintah pengalamatan dan pembacaan data yang diperintah oleh mikrokontroler. Kaki serial data yang terhubung dengan mikrokontroler memberikan perintah pengalamatan pada pin data SHT11 “00000101” untuk mengukur kelembaban relatif dan “00000011” untuk pengukuran temperatur.
Sensor SHT11 sudah memiliki ADC (Analog to Digital Converter) sehingga tidak memerlukan ADC tambahan (Softwan & Prasetyo, 2017). Skema pengambilan data SHT11 dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Skema SHT11 Sumber: Aldrin (2011)
Untuk mendapatkan output dalam satuan persen, diperlukan perhitungan pada pembacaan sensor seperti dibawah ini:
𝑅𝐻𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟(%) = − 4.0 + 0.0405 ∗ 𝑆𝑂 + −0.0000028 ∗ 𝑆𝑂2
Sehingga kelembaban dalam satuan persen dapat dihasilkan. Setelah melakukan perhitungan akan dilanjutkan dengan kompensasi suhu dari sinyal kelembaban seperti dibawah ini :
𝑅𝐻𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑡(%) = (𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒(𝑐) − 25) ∗ (0.01 + 0.00008 ∗ 𝑆𝑂) + 𝑅𝐻𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟
Konversi RHcorrect membutuhkan temperatur dalam satuan celcius untuk mengoreksi kompensasi suhu seperti dibawah ini :
𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒(𝑐) = (𝑆𝑂 ∗ 0.018) + −40 SO = Sensor output
Tabel 2.1 Spesifikasi Sensirion SHT11
Size 7.5 x 4.9 x 2.6 mm
Output digital (2-wire Interface) Supply voltage range 2.4 to 5.5 V
Energy consumption 80µW (at 12bit, 3V, 1 measurements/ s)
Tabel 2.1 Spesifikasi Sensirion SHT11 RH operating range 0 - 100% RH
T operating range -40 to +125°C (-40 to +257°F) RH response time 8 sec (tau63%)
Sumber: (Sensirion, 2008) 2.6 Arduino (Wemos D1 ESP8266)
Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Karena bersifat open-source, Arduino memiliki kelebihan yaitu memudahkan pengguna dalam pengembangan Arduino.
Pengendali mikro (Mikrokontroler) merupakan sebuah mikroprosesor yang memiliki bagian-bagian tambahan yang memungkinkan untuk mengatur dan mengontrol benda lain. Mikrokontroler sangat berguna untuk membantu perancang untuk memanipulasi data yang didapat dari input dan output.
Wemos merupakan salah satu Arduino compatible development board yang berbasis WiFi yang menggunakan chip ESP 8266. Arduino memiliki kelebihan yaitu dapat diprogram menggunakan Arduino IDE dengan sintaks program dan library yang tersebar luas di internet. Kelebihan lain yang ditawarkan oleh Wemos D1 adalah dengan adanya module shield sebagai pendukung hardware plug and play. Module shield development yang dimaksud antara lain :
• OLED Shield
• Motor Shield
• DHT Shield
• WS2812B RGB Shield
• Baterai LiPo Shield
• Buzzer Shield
• 1-Button Shield
• Relay Shield
• ProtoBoard Shield
• DC Power Shield
• DHT11 Shield
• Kartu mikro SD Shield
Gambar 2.4 Wemos
Wemos merupakan salah satu Arduino compatible development board yang dirancang khusus untuk keperluan IoT (Nasrullah, Agus Ganda Permana, & Dadan Nur Ramadan, 2018). Wemos D1 ESP8266 memiliki spesifikasi sebagai berikut :
• A 32 bit RISC CPU running at 80MHz
• 64Kb of instruction RAM and 96Kb of data RAM
• 4MB flash memory
• Wi-Fi
• 16 GPIO pins
• I2C,SPI
• I2S
• 1 ADC
2.7 Relay Module
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch) (Lusidah, Taufik, &
A.W.Purwandi, 2018). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil dapat menghantarkan listrik bertegangan tinggi.
Relay memiliki 5 komponen utama yaitu :
• Armature
• Coil
• Spring
• Saklar
• Iron Core
Gambar 2.5 Bagian dari relay
Pada Gambar 2.5 dapat diketahui bahwa inti besi (Iron Core) diberi lilitan coil agar tercipta gaya elektromagnetik. Gaya elektromagnetik tersebut akan menarik armature sehingga terjadi perpindahan posisi yang ditahan menggunakan spring, sehingga terjadi pensaklaran yang bisa mengalirkan listrik.
2.8 Arduino IDE
Aplikasi Arduino IDE berguna sebagai text editor untuk membuat, membuka, mengubah, dan juga mengecek kode serta untuk di upload ke board Arduino. Program yang digunakan pada Arduino disebut dengan istilah
“sketch” yaitu file source code Arduino dengan ekstensi .ino (Sinaryuda, 2017).
Arduino menggunakan bahasa pemrograman C++. Dengan begitu kita bisa memrogram Wemos D1 sesuai dengan kebutuhan.
