RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROLAN SUHU DAN KELEMBABAN PADA MINIATUR BUDIDAYA JAMUR TIRAM
BERBASIS AT MEGA328P
SKRIPSI
MUHAMMAD ALINDRA 140801006
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROLAN SUHU DAN KELEMBABAN PADA MINIATUR BUDIDAYA JAMUR TIRAM
BERBASIS AT MEGA328P
SKRIPSI
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenunuhi Syarat Mencapai Gelar Sarjana Sains
MUHAMMAD ALINDRA 140801006
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROLAN SUHU DAN KELEMBABAN PADA MINIATUR BUDIDAYA JAMUR TIRAM
BERBASIS AT MEGA328P
ABSTRAK
Budidaya jamur tiram saat ini sangat populer di dalam masyarakat pedesaan maupun perkotaan, baik dalam skala kecil, menengah maupun industri. Jamur tiram tumbuh didaerah yang bersuhu dingin dan lembab, hal ini yang menjadi sedikit kendala petani jamur tiram didaerah yang bersuhu panas dan kurang lembab, sehingga petani jamur tiram harus mengontrol suhu dan kelembaban secara manual dengan cara memercikkan air ke tanah kumbung dan baglog jamur tiram. Alat ini dapat mengontrol suhu dan kelembaban sehingga petani jamur tiram dapat secara otomatis mengontrol suhu dan kelembaban. Alat ini membandingkan pertumbuhan jamur tiram didalam box miniatur budidaya jamur tiram yang menggunakan alat pengontrol suhu dan kelembaban dengan pertumbuhan jamur tiram yang tanpa alat pengontrol suhu dan kelembaban atau secara manual. Prinsip kerja dari alat ini adalah mengontrol suhu anatar 20˚C – 28˚C dan mengatur kelembaban menjadi 85%
RH. Alat pengontrol suhu dan kelembaban ini menghasilkan panen jamur tiram yang optimal dengan waktu pertumbuhan jamur tiram yang lebih cepat dibandingkan dengan pertumbuhan jamur tiram tanpa menggunakan alat pengontrolan suhu dan kelembaban.
Kata Kunci : Mikrokontroler AT Mega 328P, SHT11, Kipas DC, lampu pijar, Humadifier, box miniatur, Jamur Tiram, Baglog, miselium.
DESIGN OF TEMPERATURE AND HUMIDITY CONTROL DEVICES ON MINIATURE OF OYSTER MUSHROOM
CULTIVATION BASED AT MEGA 328P
ABSTRACT
The cultivation of oyster mushroom today is very popular in rural and urban societies, either in a small, medium, and industrial scale. Oyster mushroom grows in the area with low temperature and moist, these things become a little obstacle for the oyster mushroom farmers in the area with high temperature and less moist, so that the oyster mushroom farmers have to control the temperature and humidity manually by splashing water to kumbung land and oyster mushroom baglog. This device can control the temperature and humidity so that the oyster mushroom farmers are able to control the temperature and humidity automatically. This device compares the growth of oyster mushroom in miniature box of oyster mushroom cultivation using the controller device of temperature and humidity with the growth of oyster mushroom without the controller device of temperature and humidity or manually.
The working principle of this tool is to control the temperature between 20˚C - 28˚C and adjust the humidity to 85% RH. This temperature and humidity control device produces optimal oyster mushroom harvest with a faster growth time of oyster mushrooms than the growth of oyster mushrooms without using temperature and humidity control devices.
Keywords : microcontroller AT Mega 328P, SHT11, DC fan, fluorescent lamp, humidifier, miniature box, oyster mushroom, baglog, mycelium
PENGHARGAAN
Puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT yang mana telah memberikan rahmat, karunia dan hidayah Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul “Rangcang Bangun Alat Pengontrolan Suhu Dan Kelembaban Pada Miniatur Budidaya Jamur Tiram Berbasis AT Mega 328P”. Selama di bangku kuliah ini, penulis banyak mendapatkan dukungan-dukungan secara moril, material, serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga kesulitan-kesulitan dapat terlewati dengan baik. Dengan segenap hati penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS, sebagai Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, seluruh dosen, staff dan pegawai Departemen Fisika FMIPA USU yang telah membantu dan menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Prof. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan panduan dan banyak meluangkan waktu untuk membimbing serta menyempurnakan tugas akhir ini.
3. Bapak Prof. Dr. Marhaposan Situmorang, selaku dosen penguji yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis.
4. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc, selaku dosen penguji yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis.
5. Orang tua tercinta, Ayah Alizar (Alm), Abi Bismar Iman Nasution dan Ummi Rosmawati, yang telah memberikan do’a, dukungan, semangat serta seluruh jiwa dan raga nya dari saya dilahirkan sampai terselesaikannya study saya, Kakak Aliza Rosdianty dan Adik Puspa Nurjannah yang telah memberikan dukungan dan semangat sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
6. Sahabat yang telah memberikan semangat, doa dan dukungan nya dalam menyelesaikan tugas akhir ini (Deni R. Dongoran, Wendy Priyono, Rio Andika Putra, Ramadan Pane dan Supirman).
7. Teman seperjuangan yang telah membantu, dan telah mengajari saya dalam mengerjakan tugas akhir ini (Andrian Syahputra, Abdul Floranda, Jacky Gunawan Manurung, Ebta Wisuda Djaya Sitorus, Berkadh Simanjuntak, Elco Firdaus Siagian, Peter Jaya Simanjuntak, Nanda Lubis, Jan Ginting, Gabriel Situmeang, Yudha Situmorang, Wilia Situmorang dan Wiwid Wardhia Ningrum).
8. Lisa Sahara yang selalu memberikan semangat, dukungan, doa dan menemani saya dalam mengerjakan tugas akhir ini.
9. Adik adik yang telah memberikan semangat dan dukungan ke penulis (Yoel Malau, Gifterius Manalu, Robin Simatupang, Pahala Wertus Tobing, Haidar Ismail Harahap, Yismael Harefa dan Lukvi Aditya).
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyelesaian skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dari para pembaca.
Medan, 14 Juli 2020
Muhammad Alindra
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN i
PERSETUJUAN ii
ABSTRAK iii
ABSTRACK iv
PENGHARGAAN v
DAFTAR ISI vii
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR LAMPIRAN xi
DAFTAR SINGKATAN xii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Batasan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Sistematika Penulisan 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jamur Tiram 5 2.1.1 Klasifikasi Jamur Tiram 5 2.1.2 Syarat Tumbuh Jamur 5 2.1.3 Siklus Hidup Jamur Tiram 6
2.1.4 Pembudidayaan Jamur Tiram 7 2.1.5 Kumbung Jamur Tiram 8
2.2 Suhu Dan Kelembaban 10 2.2.1 Suhu 10 2.2.2 Kelembaban 10 2.2.3 Hubungan Antara Suhu Dan Kelembaban 11
2.3 Sensor SHT-11 11
2.4 Mikrokontroler AT Mega 328P 13
2.5 Atomizer Ultrasonic Ceramic 17
2.6 Motor DC 17
2.6.1 Bagian Motor DC 18
2.6.2 Prinsip Kerja Motor DC 18
2.7 LCD (Liquid Crystal Display) 20
2.8 Lampu Pijar 22
2.9 Relay 23
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Blok 26
3.1.1 Penjelasan Fungsi Tiap Blok Dari Diagram Blok 27
3.2 Rangkaian Sensor SHT11 27
3.3 Rangkaian Minimum Mikrokontroler AT MEGA 328P 28
3.4 Rangkaian Driver Relay 30
3.5 Rangkaian LCD 31
3.6 Rangkaian Power Supply 31
3.7 Rangkaian Lengkap 32
3.8 Box Miniatur Kumbung Jamur Tiram 33
3.9 Flowchart (Diagram Alir) 35
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Rangkaian LCD 36
4.2 Pengujian Rangkaian SHT 11 36
4.3 Data Daya Alat Pengontrol Suhu Dan Kelembaban 38
4.4 Data Rata-Rata Suhu Dan Kelembaban 38
4.5 Data Perkembangan Miselium 40
4.6 Data Perkembangan Pin Head Jamur Hingga Jamur Panen 41 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 44
5.2 Saran 45
DAFTAR PUSTAKA 46
LAMPIRAN 47
DAFTAR TABEL
No. Tabel Judul Halaman
2.1 Konfigurasi pin SHT-11 12
2.2 Spesifikasi AT Mega 328P 14
2.3 Konfigurasi Port B 15
2.4 Konfigurasi Port C 16
2.5 Konfigurasi Port D 16
2.6 konfigurasi pin LCD 16x2 21
4.1 Data daya alat 38
4.2 Data rata-rata suhu dan kelembaban pada masa miselium 38
4.3 Data perkembangan miselium 40
4.4 Data perkembangan pin head hingga jamur panen 42
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Kumbung jamur tiram 9
Gambar 2.2 Baglog jamur tiram 9
Gambar 2.3 Bentuk fisik sensor SHT-11 12
Gambar 2.4 Penghubungan sensor SHT-11 dengan mikrokontroler 13 Gambar 2.5 Bentuk fisik mikrokontroler AT Mega 328P 14
Gambar 2.6 Konfigurasi pin AT Mega 328P 15
Gambar 2.7 Bagian motor DC 18
Gambar 2.8 Prinsip kerja motor DC Permanen 19
Gambar 2.9 Konduktor yang dilalui arus listrik 20
Gambar 2.10 Kaidah tangan kiri Fleming 20
Gambar 2.11 LCD 16x2 22
Gambar 2.12 Lampu pijar 23
Gambar 2.13 Relay 24
Gambar 3.1 Diagram Blok 26
Gambar 3.2 Rangkaian SHT11 27
Gambar 3.3 Rangkaian SHT11 yang terhubung ke mikrokontroler 28
Gambar 3.4 Rangkaian minimum AT MEGA 328P 29
Gambar 3.5 Rangkaian driver relay 30
Gambar 3.6 Rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroller 31
Gambar 3.7 Rangkaian Power Supply 32
Gambar 3.8 Rangkaian lengkap 33
Gambar 3.9 Box miniatur kumbung bagian depan 34
Gambar 3.10 Box miniatur kumbung bagian depan 34
Gambar 3.11 Flowchart (Diagram Alir) 35
Gambar 4.1 Tampilan pada LCD hasil pengukuran sensor SHT11 36 Gambar 4.2 Grafik data rata-rata suhu saat perkembangan miselium 39 Gambar 4.3 Grafik data rata-rata kelembaban saat perkembangan miselium 39
Gambar 4.4 Grafik perkembangan miselium 41
Gambar 4.5 Grafik perkembangan pin head hingga jamur panen 42
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1 Program Lengkap 48
2 Rangkaian Lengkap 50
3 Gambar Komponen 51
4 Gambar box miniatur dan Jamur Tiram 53
5 Data suhu dan kelembaban selama penelitian 56
DAFTAR SINGKATAN
AC = Alternating Current
ASCII = American Standart Code for Information Interchange DC = Direct Current
I/O = Input/Output IC = Integrated Circuit LCD = Liquid Crystal Display RH = Relative Humidity SCK = Serial Clock Input
USART = Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitte
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Berdasarkan buku Petunjuk Teknik Budidaya Jamur Tiram (Pleurotus ostreatus var florida) yang Ramah Lingkungan, oleh Susilawati pada tahun 2010. Jamur tiram atau dalam bahasa latin disebut Pleurotus sp. Merupakan salah satu jamur konsumsi yang bernilai tingi. Beberapa jenis jamur tiram yang biasa dibudidayakan oleh masyarakat Indonesia salah satunya adalah jamur tiram putih (P.ostreatus). Pada dasarnya semua jenis jamur memiliki karateristik yang hampir sama terutama dari segi morfologi, tetapi secara kasar, warna tubuh buah dapat dibedakan antara jenis yang satu dengan dengan yang lain terutama dalam keadaan segar.
Budidaya jamur tiram saat ini sangat populer di dalam masyarakat pedesaan maupun perkotaan, baik dalam skala kecil, menengah maupun industri. Dalam industri skala kecil sangat mudah untuk dilakukan karena tidak memerlukan banyak modal dan peralatan. Modalnya hanya tempat budidaya jamur yang lebih dikenal dengan kumbung. Tempat bibit jamur tumbuh yang disebut dengan baglog. Untuk daerah yang rata-rata bersuhu panas mempunyai resiko kegagalan yang cukup tinggi daripada daerah yang beriklim dingin, Hal ini dikarenakan jamur tiram hanya tumbuh di daerah yang beriklim dingin.
Jamur tiram seperti jamur pada umumnya dapat tumbuh dan berkembang dengan baik pada daerah yang mempunyai suhu dingin dan lembab. Untuk daerah yang kurang memenuhi syarat dalam hal perkembangan jamur seperti panas dan terlalu kering diperlukan perawatan yang lebih sering agar jamur dapat berkembang dengan baik. Penyiraman dilakukan agar dapat menjaga suhu dan kelembapan di dalam suatu kumbung/ ruangan budidaya (Susilawati, 2010).
Kondisi disetiap lokasi sangat berbeda tergantung kebiasaan petani setempat.
Namun demikian yang paling penting adalah diperlukannya penguasaan teknik dan metode produksi terutama dalam pengaturan iklim mikro di dalam rumah jamur (kumbung).
Pertumbuhan jamur tiram sangat tergantung pada faktor fisik seperti suhu, kelembaban, cahaya, pH media tanam, dan aerasi, udara jamur tiram dapat
menghasilkan tubuh buah secara optimum pada rentang suhu 20-28 °C, kelembaban udara 80-90% dan pH media tanam yang agak masam antara 6-7. Aerasi merupakan hal penting bagi pertukaran udara lingkungan tumbuh jamur yaitu sukar mempertahankan perdediaan Oksigen (O2) dan membuang karbon dioksida (CO2).
Pertumbuham jamur tiram akan terhambat jika suhu lingkungan tidak dingin dan tidak lembab, namun jika suhu sangat dingin dan sangat lembab maka bibit jamur tiram yang ada pada media baglog juga akan busuk dan jamur tiram akan gagal tumbuh.
Kendala dan hambatan yang dialami petani jamur tiram adalah mengendalikan suhu dan kelembaban kumbung jamur tiram ketika cuaca yang tidak menentu. Untuk saat ini para petani jamur tiram masih menggunakan metode manual dalam mengendalikan suhu dan kelembaban jamur tiram dengan menyemprotkan air secara perlahan ke atas atau meyiram tanah yang digunakan sebagai alas kumbung.
Petani hanya mengira-ngira suhu dan kelembapan dalam kumbung jamur, sehingga pertumbuhan jamur tiram menjadi kurang maksimal (Basuki Rahmat, 2001).
Dengan adanya penelitian rancang bangun alat pengontrolan suhu dan kelembaban pada budidaya jamur tiram berbasis AT Mega 328P maka diharapkan petani jamur tiram dapat melakukan pembudidayaan, penyiraman serta mengatur suhu dan kelembaban pada kumbung jamur tiram secara otomatis dan maksimal sehingga dapat menghasilkan panen jamur tiram secara optimal.
Alat pengontrolan suhu dan kelembaban pada miniatur budidaya jamur tiram berbasis AT Mega 328P ini akan mempertahankan suhu dan kelembaban yang telah ditentukan secara otomatis, sehingga petani jamur tiram tidak perlu lagi menyiram baglog pada kumbung jamur tiram dengan air untuk menurunkan suhu dan menaikkan kelembaban pada ruangan kumbung jamur tiram.
Alat pengontrol suhu dan kelembaban pada miniatur jamur tiram berbasis AT Mega 328P ini akan membandingkan pertumbuhan jamur tiram yang menggunakan alat ini secara dengan yang tidak menggunakan alat ini secara manual dengan menyiram baglog jika suhu terlalu panas dan udara kurang lembab.
1.2 Rumusan Masalah
1.
Bagaimana membuat alat pengendali suhu dan kelembaban pada miniatur budidaya jamur tiram berbasis AT Mega 328P2. Bagaimana mengatur suhu dan kelembaban dalam miniatur kumbung jamur tiram secara otomatis
3. Bagaimana tingkat suhu dan kelembaban yang baik untuk pembudidayaan jamur tiram yang optimal
1.3 Batasan Masalah
1. Tempat jamur tiram berupa miniatur, dengan ukuran panjang 60 cm, lebar 50 cm dan tinggi 50 cm dan terbuat dari plastik mika tebal
2. Suhu diatur pada kisaran 20ºC - 28ºC 3. Kelembaban diatur pada kisaran 85%RH
4. Baglog jamur tiram berdiameter 11 cm dan tinggi 25 cm
1.4 Tujuan Penelitian
1. Untuk membuat alat pengontrolan suhu dan kelembaban pada miniatur budidaya jamur tiram berbasis AT Mega 328P
2. Untuk mengetahui suhu dan kelembaban yang dapat dikontrol oleh alat pengontrol suhu dan kelembaban pada miniatur budidaya jamur tiram berbasis AT Mega328P
3. Untuk mengetahui prinsip kerja dari alat pengontrol suhu dan kelembaban pada miniatur budidaya jamur tiram berbasis AT Mega 328P
4. Untuk membandingkan pertumbuhan jamur tiram menggunakan alat pengontrol suhu dan kelembaban dengan tidak menggunakan alat pengontrol suhu dan kelembaban
1.5 Manfaat Penelitian
1. Untuk menambah ilmu pengetahuan dibidang fisika instrumentasi 2. Untuk menghasilkan alat yang dapat dipergunakan oleh masyarakat
3. Untuk menghasilkan sebuah alat pengendali suhu dan kelembaban pada miniatur budidaya jamur tiram, sehingga petani jamur tiram bisa mengatur
suhu dan kelembaban secara otomatis serta dapat menghasilkan panen jamur tiram secara optimal
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka dibuat sistematika dalam penulisan skripsi ini sebagai berikut :
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, serta sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menjelaskan tentang teori-teori pendukung yang berhubungan dengan penelitian.
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini membahas tentang lokasi pembuatan alat, jadwal pembuatan alat, perancangan alat, diagram blok, diagram alir, skematik, serta sistem kerja dari masing-masing komponen.
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisikan tentang pengujian alat dan juga analisis penelitian yang telah dibuat.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan bab penutup yang berisikan kesimpulan dan saran dari pembuatan alat.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Jamur Tiram
2.1.1 Klasifikasi Jamur Tiram
Jamur tiram atau dalam bahasa latin disebut Pleurotus sp. Merupakan salah satu jamur konsumsi yang bernilai tingi. Beberapa jenis jamur tiram yang biasa dibudidayakan oleh masyarakat Indonesia salah satunya yaitu jamur tiram putih (P.ostreatus). Disebut jamur tiram putih karena tubuh buahnya berwarna putih, dengan tangkai bercabang dan tudungnya bulat seperti cangkang tiram berukuran 3- 15 cm (Gunawan A.W, 2007).
Nutrisi utama yang dibutuhkan jamur tiram adalah sumber karbon yang dapat disediakan melalui berbagai sumber seperti sebuk kayu gergajian dan berbagai limbah organik lain. Pertumbuhan jamur tiram sangat tergantung pada faktor fisik seperti suhu, kelembaban, cahaya, pH media tanam, dan aerasi, udara jamur tiram dapat menghasilkan tubuh buah secara optimum pada rentang suhu 20 - 28°C.
Kelembaban udara 80-90% dan pH media tanam yang agak masam antara 5-6 (Agus dan Pajirmo, 2007).
2.1.2 Syarat Tumbuh Jamur
Syarat lingkungan yang dibutuhkan pertumbuhan dan perkembangan jamur tiram menurut buku Budidaya Jamur (Jamur Kuping, Jamur Tiram dan Jamur Merang) oleh Agus Dan Pajirmo tahun 2007 antara lain :
1. Air
Kandungan air dalam substrak berkisar 60-65%
Apabila kondisi kering maka pertumbuhan akan terganggu atau berhenti begitu pula sebaliknya apabila kadar air terlalu tinggi maka miselium akan membusuk dan mati
Penyemprotan air dalam ruangan dapat dilakukan untuk mengatur suhu dan kelembaban
2. Suhu
Suhu pada perkembangan miselium jamur hingga tumbuh tubuh buah berkisar antara 20 – 28 º C
3. Kelembaban
Kelembaban udara pada pertumbuhan tubuh buah dipertahankan antara 80- 90%
4. Cahaya
Pertumbuhan jamur sangat peka terhadap cahaya matahari secara langsung
Cahaya tidak langsung (cahaya pantul biasa ± 50-15000 lux) bermanfaat dalam perangsangan awal terbentuknya tubuh buah.
Pada pertumbuhan miselium tidak diperlukan cahaya
Intensitas cahaya yang dibutuhkan untuk pertumbuhan jamur sekitar 200 lux (10%)
5. Aerasi
Dua komponen penting dala udara yang berpengaruh pada pertumbuhan jamur yaitu oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2). Konsentrasi karbondioksida (CO2) yang terelalu banyak dalam kumbung menyebabkan pertumbuhan jamur tidak normal. Di dalam kumbung jamur konsentrasi CO2 tidak boleh lebih dari 0,02%.
6. Tingkat Keasaman (pH)
Tingkat keasaman media tanam mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan jamur tiram putih. Pada pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan mempengaruhi penyerapan air dan hara, bahkan kemungkinan akan tumbuh jamur lain yang akan menganggu pertumbuhan jamur tiram itu sendiri, pH optimum pada media tanam berkisar 5-6 (Agus dan Pajirmo, 2007).
2.1.3 Siklus Hidup Jamur Tiram
Siklus hidup jamur tiram berawal dari spora yang lepas dari insang jamur tiram yang telah matang fisiologis. Jika spora jatuh di tempat yang kondusif, spora akan membentuk hifa. Hifa akan melebur dan membentuk miselium yang kemudian tumbuh menjadi calon tunas. Calon tunas akan terus tumbuh membesar sehingga membentuk tubuh buah berupa batang dan tudung. Tudung ini nantinya akan mengeluarkan spora baru sehingga siklus ini terus berulang.
Hifa membentuk suatu hamparan anyaman yang disebut miselium. Miselium merupakan jaringan “makan” dari jamur.
Kehidupan jamur berawal dari spora yang kemudian akan berkecambah membentuk hifa yang berupa benang-benang halus. Hifa ini akan tumbuh ke seluruh bagian media tumbuh atau baglog. Kemudian dari kumpulan hifa atau miselium akan terbentuk gumpalan kecil seperti simpul benang yang menandakan bahwa tubuh buah mulai terbentuk. Simpul tersebut berbentuk bundar atau lonjong dan dikenal dengan pin head jamur, Kemudian pin head ini akan berkembang membentuk badan dan tudung jamur (Agus G.T.K, 2002).
2.1.4 Pembudidayaan Jamur Tiram
Pembudidayaan jamur tiram memiliki beberapa tahapan : 1. Pembuatan kumbung
Kumbung merupakan tempat inkubasi yang terbuat dari bambu atau tembok, tempat inkubasi dan penyimpanan baglog jamur tiram.
2. Pembuatan baglog
Baglog adalah media tanam jamur tiram yang nantinya akan ditumbuhi miselium hingga tubuh jamur dan akan disimpan didalam kumbung.
3. Pencampuran bahan kedalam baglog
Bahan-bahan yang digunakan untuk membuat baglog adalah pencampuran antara serbuk kayu, dedak, kapur, dan terkadang memakai jerami.
4. Pemeraman
Kegiatan menimbun campuran serbuk gergaji kemudia menutupnya secara rapat dengan menggunakan plastik selama 1 malam.
5. Pengisian Media ke Kantung Palstik (Baglog)
Kegiatan memasukan campuran media ke dalam plastik polipropile (PP) dengan kepadatan tertentu agar miselium jamur dapat tumbuh maksimal.
6. Sterilisasi
Sterilisasi adalah suatu proses yang dilakukan untuk menonaktifkan mikroba, baik bakteri, kapang, maupun khamir yang dapat menganggu pertumbuhan jamur, sehingga jamur dapat tumbuh optimal dan dapat menghasilkan panen yang maksimal.
7. Pendinginan
Proses pendinginan merupakan suatu upaya mkenurunan suhu media tanam setelah disterilkan agar bibit yang akan dimasukkan ke dalam baglog tidak mati.
8. Inokulasi Bibit (Penanaman Bibit)
Inokulasi adalah proses pemindahan sejumlah kecil miselia jamur dari biakan induk kedalam media tanaman yang telah disediakan.
9. Inkubasi
Inkubasi adalah menyimpan atau menempatkan media tanam yang telah diinokulasi pada kumbung agar miselium jamur tumbuh. Pada saat proses inkubasi suhu kumbung harus terjaga antara 20ºC-28ºC dengan kelembaban 80%RH-90%RH.
Miselium akan menutupi seluruh bagian baglog selama 14 hari – 30 hari.
Setelah miselium menutupi seluruh bagian baglog maka 7 hari – 15 hari setelahnya baglog akan muncul pin head.
10. Pemanenan
Jamur tiram dipanen setelah pin head berkembang menjadi badan jamur, umumnya jamur tiram dipanen 3 hari setelah munculnya pin head. Pada saat keluarnya pin head jamur hingga jamur panen, baglog tidak boleh terlalu basah.
Ciri-ciri jamur yang siap untuk dipanen adalah tudung jamur belum keriting, warna belum pudar, spora belum dilepaskan dan tekstur masih lentur serta kokoh (Basuki Rahmat, 2000).
2.1.5 Kumbung Jamur Tiram
Kumbung jamur tiram merupakan tempat inkubasi baglog dari masa perkembangan miselium jamur hingga panen. Suhu didalam kumbung harus berkisar 20ºC - 28ºC dan kelembaban berkisar 80%RH – 90%RH.
Rak dalam kumbung disusun sedemikian rupa sehingga memudahkan dalam pemeliharan dan sirkulasi udara terjaga. Umumnya jarak antara rak ± 75 cm. Jarak didalam rak 60 cm (4 – 5 bag log), lebar rak 50 cm, tingi rak maksimal 3 m, panjang disesuaikan dengan kondisi ruangan. Berikut ini adalah bentuk dari kumbung jamur tiram seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1 Kumbung jamur tiram.
Gambar 2.1 Kumbung jamur tiram
Bahan-bahan yang diperlukan untuk membuat kumbung berupa tiang kaso/bambu, rak-rak, bilik untuk dinding dan atap berupa genteng, asbes atau rumbia. Juamlah dan tinggi rak tergantung pada tinggi ruang pemeliharaan dan jumlah baglog yang akan dipelihara (Cahyana YA, 2001).
Baglog adalah kantong plastik transparan berisi serbuk kayu, ampas atau jerami sebagai media jamur. Baglog merupakan media pertumbuhan jamur, dimana miselium akan tumbuh memenuhi seluruh bagian baglog , setelah miselium memenuhi seluruh bagian baglog maka baglog akan tumbuh pin head jamur yang nantinya akan berkembang menjadi buah jamur tiram.
Baglog dapat disusun secara vertikal cocok untuk daerah lebih kering.
Sedangkan penyusunan secara horizontal untuk daerah dengan kelembaban tinggi.
Antara rak pertama berjarak 20 cm. Berikut ini adalah bentuk dari baglog jamur tiram seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2 Baglog jamur tiram (Basuki Rahmat, 2000).
Gambar 2.2 Baglog jamur tiram 2.2 Suhu dan Kelembaban
2.2.1 Suhu
Dalam pemahaman antropomorfisnya, suhu adalah ukuran kepanasan dari objek makroskopis tertentu, seperti yang dirasakan oleh tubuh manusia. Alat yang mengukur suhu adalah termometer, yang menunjukkan hanya kesetaraan suhu untuk isoterm yang sesuai dari sistem. Dengan satuan celcius. Skala celcius dinamakan menurut astronom swedia Andrers Celcius yang merupakan skala internasional sebelum diperkenalkananya skala Kelvinpada tahun 1954.
Banyak hal yang sangat bergantung pada kondisi temperatur dan kelembaban pada daerah tersebut. Makhluk hidup pun sangat bergantung pada kondisi temperatur dan kelembaban daerah yang ditempatinya (Zemansky, 1981).
2.2.2 Kelembaban
Definisi kelembaban udara adalah banyaknya kandungan uap air di atmosfer.
Udara atmosfer adalah campuran dari udara kering dan uap air. Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air.
Besaran yang sering dipakai untuk menyatakan kelembaban udara adalah kelembaban nisbi yang diukur dengan psikrometer atau higrometer. Kelembaban nisbi berubah sesuai tempat dan waktu. Pada siang hari kelembaban nisbi berangsur – angsur turun kemudian pada sore hari sampai menjelang pagi bertambah besar (Zemansky, 1981).
Kelembaban udara dibedakan menjadi 3 macam yaitu : 1. Kelembaban Absolut
Kelembaban absolut yakni jumlah uap air yang terkandung dalam setiap unit volume udara. Biasanya dinyatakan dengan satuan gram uap air setiap m3udara atau gram/liter.
2. Kelembaban Relatif
Kelembaban relatif merupakan perbandingan jumlah air dalam udara dengan jumlah uap air maksimum yang dikandung udara dalam suhu yang sama.
Kelembaban nisbi biasanya dinyatakan dalam bentuk persen (%).
3. Kelembaban Spesifik
Kelembaban spesifik merupakan perbandingan kandungan uap air dalam setiap satuan massa udara. Adapun satuan yang sering digunakan adalah gram atau kilogram. Misalnya jika dalam 1 kg udara terkandung uap air sebanyak 100 gram, maka kelengasan spesifiknya adalah 100 gram/kg(Lakitan, 1994).
2.2.3 Hubungan Antara Suhu Dan Kelembaban
Hubungan temperatur dan kelembaban udara sangat berkaitan, sehingga bila suhu udara berubah, maka kelembaban udara pun turut berubah. Semakin sedikit volume air pada tanah dapat menyebabkan suhu udara meningkat. Hal ini dikarenakan kandungan air dalam tanah dan di udara tidak dapat mempertahankan suhu dan kelembaban. Oleh karena itu, penambahan volume air sangat erat hubungannya dengan ketersediaan air dalam tanah.
Kelembaban udara berbanding terbalik dengan suhu udara. Semakin tinggi suhu udara maka semakin rendah kelembaban udaranya.
Kelembaban Relatif/Relative Humidity (RH) adalah suatu perbandingan yang dinyatakan dalam persentase, banyaknya persen uap air di dalam atmosfer terhadap jumlah yang dibutuhkan untuk memenuhinya pada suhu yang sama. Kelembaban relatif berubah-ubah menyesuaikan suhu. Dimana rumus untuk menentukan kelembaban relatif adalah :
(Lakitan, 1994).
2.3 Sensor SHT-11
SHT 11 adalah sebuah single chip sensor suhu dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang output-nya telah dikalibrasi secara digital. Di bagian dalamnya terdapat kapasitas polimer sebagai elemen untuk sensor kelembaban relatif dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor temperatur. Output kedua sensor digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit dan sebuah interface serial pada satu chip yang sama. Sensor ini mengahasilkan sinyal keluaran yang baik
dengan waktu respon SHT11 yang cepat. SHT11 ini dikalibrasi dengan kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya. Koefisien kalibrasinya telah diprogramkan kedalam memori. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengkalibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran. Sistem sensor yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban adalah SHT11 dengan sumber tegangan 5 Volt dan komunikasi bidirectonal 2- wire. Sistem sensor ini mempunyai 1 jalur data yang digunakan untuk perintah pengalamatan dan pembacaan data.
Pengambilan data untuk masing-masing pengukuran dilakukan dengan memberikan perintah pengalamatan 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. SHT11 memberikan keluaran data kelembaban dan temperatur pada pin Data secara bergantian sesuai dengan clock yang diberikan mikrokontroler agar sensor dapat bekerja. Sensor SHT11 memiliki ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya sehingga keluaran data SHT11 sudah terkonversi dalam bentuk data digital dan tidak memerlukan ADC eksternal dalam pengolahan data pada mikrokontroler.
Sensor SHT-11 merupakan modul suhu dan kelembaban relatif yang berbasis sensor SHT-11 dari Sensirion. Sensor ini dapat digunakan sebagai alat pengindra suhu dan kelembaban dalam aplikasi pengendali suhu dan kelembaban ruangan maupun aplikasi pemantau suhu dan kelembaban relatif ruangan. SHT11 membutuhkan supply tegangan 2.4 dan 5.5 V. SCK (Serial Clock Input) digunakan untuk mensinkronkan komunikasi antara mikrokontroller dengan SHT 11. DATA (Serial Data) digunakan untuk transfer data dari dan ke SHT 11.
Sensor ini menghasilkan sinyal keluaran yang baik dengan waktu respon yang cepat. SHT11 dikalibrasi pada ruangan dengan kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya.
Sensor SHT-11 memiliki 4 pin konfigurasi dengan fungsi yang berbeda.
Berikut ini adalah tabel konfigurasi pin SHT-11 yang ditunjukkan pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Konfigurasi pin SHT-11
Pin Nama Fungsi
1 GND Ground
2 DATA Serial Data Bidirectional
3 SCK Serial Clock Input
4 VDD Supply 2,4V - 5,5V
Berikut ini adalah bentuk fisik dari sensor SHT-11 seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.3 Bentuk fisik sensor SHT-11 :
Gambar 2.3 Bentuk fisik sensor SHT-11 Berikut ini adalah Spesifikasi dari SHT-11 antara lain:
1. Berbasis sensor suhu dan kelembaban relatif Sensirion SHT-11.
2. Mengukur suhu dari -40º C hingga +123,8º C, atau dari -40º F hingga +254,9º.
3. Memiliki ketetapan (akurasi) pengukuran suhu hingga ± 0,5 F dan kelembaban relatif dari 0 % RH hingga 100 % RH.
4. Memiliki atarmuka serial synchronous 2-wire, bukan 12 C. C dan ketepatan (akurasi) pengukuran kelembaban relatif hingga ± 3,5 % RH.
5. Jalur antarmuka telah dilengkapi dengan rangkaian pencegah kondisi sensor lock- up.
6. Membutuhkan catu daya +5V DC dengan konsumsi daya rendah 30 W.
7. Modul ini memiliki faktor bentuk 8 pin DIP 0,6 sehingga memudahkan pemasangannya.
Untuk menghubungkan sensor 2 wire dengan mikrokontroler, umumnya bentuk rangkaian adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4 Penghubungan sensor SHT-11 2 wire dengan mikrokontroler adalah sebagai berikut :
Gambar 2.4 Penghubungan sensor SHT-11 dengan mikrokontroler
Adapun cara kerja Sensor SHT-11 tersebut, yaitu; kaki serial clock input (SCK) digunakan untuk mensinkronkan komunikasi diantara mikrokontroller dan SHT-11. Kaki Serial Data (DATA) yang merupakan tristate digunakan untuk mentransfer data masuk dan keluar dari alat.
Proses pengukuran dilakukan dengan memberikan logika ‘00000101’ untuk RH dan ‘00000011’ untuk temperatur, lalu kontroler harus menunggu agar proses pengukuran selesai. Waktu yang dibutuhkan sekitar 500 ms untuk resolusi 14 bit.
(https://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/cara-kerja-sensor-sht11/).
2.4 Mikrokontroler AT Mega 328P
Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil (“special purpose computers”) di dalam satu IC yang berisi CPU, memori, timer, saluran komunikasi serial dan parallel, Port input/output, ADC. Mikrokontroler digunakan untuk suatu tugas dan menjalankan suau program.Pada saat ini penggunaan mikrokontroler dapat kita temui pada berbagai peralatan elektronika. Mikrokontroler dapat kita gunakan untuk berbagai aplikasi misalnya untuk pengendalian, otomasi industri, akuisisi data, telekomunikasi dan lain-lain (Andrianto.H, 2013).
AT Mega 328P adalah prosesor yang kaya fitur. Dalam chip yang dipaketkan dalam bentuk DIP-28 ini terdapat 20 pin Input/Output (21 pin bila pin reset tidak digunakan, 23 pin bila tidak menggunakan oskilator eksternal), dengan 6 di antaranya dapat berfungsi sebagai pin ADC (analog-to-digital converter), dan 6 lainnya memiliki fungsi PWM (pulse width modulation). Berikut ini adalah bentuk
fisik dari mikrokontroler AT Mega 328P seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.5 Bentuk fisik mikrokontroler AT Mega 328P.
Gambar 2.5 Bentuk fisik mikrokontroler AT Mega 328P
AT Mega 328P memiliki kapasitas flash (program memory) sebesar 32 Kb (32.768 bytes), memori (static RAM) 2 Kb (2.048 bytes), dan EEPROM (non- volatile memory) sebesar 1024 bytes. Kecepatan maksimum yang dapat dicapai adalah 20 MHz. Berikut adalah tabel spesifikasi AT Mega 328P menurut datasheet AT Mega 328P yang ditunjukkan pada tabel 2.2 :
Tabel 2.2 Spesifikasi AT Mega 328P
Mikrokontroler AT Mega 328P
Tegangan Operasi 5V
Input tegangan (disarankan) 7V-12V Input tegangan (maksimal) 6V-20V
Digital I/O pin 14 pin (dimana 6 pin output PWM)
Pin masukan analog 6 pin
Arus DC per I/O pin 40 mA
Arus DC untuk 3,3V pin 50 mA
Flash memory 32 KB (0,5 KB digunakan bootloader)
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, mengcompile menjadi kode biner dan mengupload ke dalam memori mikrokontroler (Putra A.E, 2004).
AT Mega 328P memiliki 28 pin dengan tugas masing-masing, berikut konfigurasi pin AT Mega 328P ditunjukkan pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 Konfigurasi pin AT Mega 328P
AT Mega 328P memiliki 3 port yaitu port B, port C dan port D. Berikut fungsi setiap port seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.3, tabel 2.4 dan tabel 2.5.
Tabel 2.3 Konfigurasi port B
Port pin Fungsi
PB7
XTAL2 (Chip Clock Oscillator Pin 2 ) TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2) PCINT7 (Pin Change Interrupt 7) PB6
XTAL1 (Chip Clock Oscillator Pin 1 or external clock input ) TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1)
PCINT6 (Pin Change Interrupt 6) PB5 SCK (SPI Bus Master Clock Input)
PCINT5 (Pin Change Interrupt 5)
PB4 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) PCINT4 (Pin Change Interrupt 4)
PB3
MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
OC2A (Timer/Counter 2 Output Compare Match A Output) PCINT3 (Pin Change Interrupt 3)
PB2
(SPI Bus Master Slave Select)
OC1B (
Timer/Counter 1 Output Compare Match B Output)PCINT2 (Pin Change Interrupt 2)
PB1 OC1A (Timer/Counter 1 Output Compare Match A Output) PCINT1 (Pin Change Interrupt 1)
PB0
ICP1 (Timer/Counter 1 Input Capture Input) CLKO (Divided System Clock Output) PCINT0 (Pin Change Interrupt 0)
Tabel 2.4 Konfigurasi port C
Port pin Fungsi
PC6 (RESET Pin)
PCINT14 (Pin Change Interrupt 14) PC5
ADC5 (ADC Input Channel 5) SCL (2-Wire Serial Bus Clock Line) PCINT13 (Pin Change Interrupt 13) PC4
ADC4 (ADC Input Channel 4)
SDA (2-Wire Serial Bus Data Input/Output Line) PCINT12 (Pin Change Interrupt 12)
PC3 ADC3 (ADC Input Channel 3) PCINT11 (Pin Change Interrupt 11) PC2 ADC2 (ADC Input Channel 2)
PCINT10 (Pin Change Interrupt 10) PC1 ADC1 ( ADC Input Channel 1)
PCINT9 (Pin Change Interrupt 9) PC0 ADC0 (ADC Input Channel 0)
PCINT8 (Pin Change Interrupt 8) Tabel 2.5 Konfigurasi port D
Port pin Fungsi
PD7 AIN1 (Analog Compare Negative Input) PCINT23 (Pin Change Interrupt 23) PD6
AIN0 (Analog Compare Positive Input)
OC0A (Timer/Counter 0 Output Compare Match A Output) PCINT22 (Pin Change Interrupt 22)
PD5
T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input)
OC0B (Timer/Counter 0 Output Compare Match B Output) PCINT21 (Pin Change Interrupt 21)
PD4
XCX (USART External Clock Input/Output) T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input) PCINT20 (Pin Change Interrupt 20)
PD3
INT1 (External Interrupt 1 Input)
OC2B (Timer/Counter 2 Output Compare Match B Output) PCINT19 (Pin Change Interrupt 19)
PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input) PCINT18 (Pin Change Interrupt 18) PD1 TXD (USART Output Pin)
PCINT17 (Pin Change Interrupt 17) PD0 RXD (USART Input Pin)
PCINT 16 (Pin chsngr Interrupt 16)
2.5 Humidifier
Humidifier adalah alat yang berfungsi untuk meningkatkan kadar uap air atau kelembaban di udara.
Humidifier ultrasonik mengadopsi frekuensi ultrasonik berfrekuensi tinggi frekuensi 1.7MHZ, mengionisasi air menjadi partikel mikron ultrafine 1-5.
Humidifier bekerja dengan cara mengubah arus listrik menjadi frekuensi sehingga menggetarkan piezzo untuk mengubah cairan menjadi tetesan atau bulir air.
Pulsed Atomisasi ultrasonik adalah metode yang sangat mudah untuk menghasilkan semprotan tetesan sangat kecil. Distribusi ukuran tetesan yang dihasilkan sangat sempit dan diameter rata-rata pada dasarnya hanya dikendalikan oleh frekuensi eksitasi. Generasi tetesan dalam kisaran mikron membutuhkan gelombang MHz, dengan voltase sekitar 24V - 30 V dengan daya pada urutan 10 W.
Atomizer ultrasonik memiliki beberapa karakteristik spesifik yang menguntungkan dibandingkan metode mekanis tradisional lainnya, seperti sistem tekanan atau gas, untuk menghasilkan semprotan tetesan sangat kecil. Secara khusus Distribusi ukuran droplet yang dihasilkan sangat sempit, dan diameter tetesan pada dasarnya dikendalikan hanya oleh frekuensi ultrasonik.
Aplikasi dari atomizer ultrasonik adalah humadifier dimana alat ini dapat menguapkan kan atau merubah air menjadi titik-titik uap air dan dijadikan sebagai penaik kelebaban udara diruangan (Abdullah A, 2009).
2.6 Motor DC
Motor DC (Direct Current) adalah peralatan elektromekanik dasar yang berfungsi untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan motor (Frank D. Petruzella, 2001).
2.6.1 Bagian Motor DC
Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar.
Yang ditunjukkan seperti pada gambar 2.7 di bawah ini
Gambar 2.7 Bagian motor DC
1. Kutub medan. Secara sederhana bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakkan bearing pada ruang diantara kutub medan.
Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan yaitu kutub utara dan kutub selatan.
2. Rotor. Bila arus masuk menuju rotor (bagian motor yang bergerak), maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Rotor yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakkan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, rotor berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
3. Komutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikkan arah arus listrik dalam dinamo. Komutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya (Mohammad Hamdani, 2010).
2.6.2 Prinsip Kerja Motor DC
Arus mengalir melalui kumparan jangkar dari sumber tegangan DC, menyebabkan jangkar beraksi sebagai magnet. Gambar 2.8 menjelaskan prinsip kerja motor DC magnet permanen.
Gambar 2.8 Prinsip kerja motor DC permanen
1. Pada posisi 1 arus elektron mengalir dari sikat negatif menuju ke sikat positif.
Akan timbul torsi yang menyebabkan jangkar berputar berlawanan arah jarum jam.
2. Ketika jangkar pada posisi 2, sikat terhubung dengan kedua segmen komutator.
Aliran arus pada jangkar terputus sehingga tidak ada torsi yang dihasilkan. Tetapi, kelembaban menyebabkan jangkar tetap berputar melewati titik netral.
3. Pada posisi 3, letak sisi jangkar berkebalikan dari letak sisi jangkar pada posisi 1.
Segmen komutator membalik arah arus elektron yang mengalir pada kumparan jangkar. Oleh karena itu arah arus yang mengalir pada kumparan jangkar sama dengan posisi 1. Torsi akan timbul yang menyebabkan jangkar tetap berputar berlawanan arah jarum jam.
4. Jangkar berada pada titik netral. Karena adanya kelembaman pada poros jangkar, maka jangkar berputar terus-menerus (Mohammad Hamdani, 2010).
Pada dasarnya, motor arus searah merupakan suatu transduser yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Proses konversi ini terjadi melalui medan magnet.
Ketika arus (I) melalui sebuah konduktor, akan dihasilkan garis-garis gaya magnet (fluks) B. Arah dari fluks bergantung pada arus yang mengalir atau dimana terjadi perbedaan potensial tegangan. Hubungan arah arus dan arah medan magnet ditunjukkan pada gambar 2.9. Menggunakan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz.
Gambar 2.9 Konduktor yang dilalui arus listrik
Berdasarkan aturan tangan kiri Fleming, ditunjukkan pada gambar 2.10, ibu jari menunjukkan arah gerak, jari telunjuk menunjukkan arah medan, dan jari tengah menunjukkan arah arus. Jika sebuah kumparan yang dialiri arus listrik diletakkan disekitar medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen, maka pada penghantar tersebut akan mengalami gaya. Prinsip inilah kemudian yang digunakan pada motor.
Gambar 2.10 Kaidah tangan kiri fleming (Denna maulana, 2012).
2.7 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang banyak digunakan.
Penampil LCD menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna.
Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT (Cathode Ray Tube), karena pada dasarnya, CRT (Cathode Ray Tube) adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan.
LCD mempunyai 2 bagian karakter utama yaitu :
1. Panel atau display yang berfungsi sebagai media penampil informasi huruf atau angka sebanyak 4 baris dan masing-masing baris bisa menampung 20 karakter huruf atau angka
2. sistem kontroller yang ditempelkan dibalik panel LCD, yang berfungsi mengatur tampilan informasi serta mengatur komunikasi LCD dengan mikrokontroller.
Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. LCD memiliki 16 pin konfigurasi, berikut adalah tabel 2.6 konfigurasi pin LCD 16x2.
Tabel 2.6 konfigurasi pin LCD 16x2
Pin Keterangan Konfigurasi
1 GND Ground
2 VCC Tegangan input +5V
3 VEE Ground
4 RS Kendali RS
5 RW Ground
6 E Kendali enable
7 D0 Bit 0
8 D1 Bit 1
9 D2 Bit 2
10 D3 Bit 3
11 D4 Bit 4
12 D5 Bit 5
13 D6 Bit 6
14 D7 Bit 7
15 A Anoda (+5V)
16 K Katoda (Ground)
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil.
Keunggulan dari LCD ini adalah mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control, ukuran modul yang proporsional, daya yang digunakan relative sangat kecil. Berikut adalah bentuk fisik dari LCD 16x2 seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.11 Gambar fisik LCD 16x2 adalah sebagai berikut :
Gambar 2.11 LCD 16x2
(http:elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/lcd-liquid-cristal-display/).
2.8 Lampu Pijar
Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi. Bentuk fisik dari lampu pijar adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.12 Lampu pijar.
Gambar 2.12 lampu pijar
Dengan mengalirannya arus elektron melalui filamen menghasilkan tumbukan tumbukan elektron didalam filamen dan menyebabkan foton maya berubah menjadi foton nyata dan membentuk cahaya serta panas sebagai residu.
Seiring bertambahnya voltase listrik yang digunakan maka semakin tinggi intensitas cahaya, sebab naiknya tegangan memacu naiknya aliran listrik karena resistan bersifat tetap jika kenaikan suhu dihiraukan, dan membesarnya aliran listrik maka membesar pula probabilitas terjadinya tumbukan didalam filamen (https://ariefwara.files.wordpress.com/2010/11/lampu.pdf).
Lampu pijar sesuai dengan hukum Ohm maka mengalir arus I dalam suatu kawat halus yang disebut filamen. Arus listrik yang melewati filamen dirubah menjadi panas dan cahaya. Arus listrik adalah gerakan elektron-elektron bebas, dengan terjadinya panas maka elektron-elektron yang lebar dari ikatannya dan menempati orbit lain yang lebih besar. Jika elektron ini kembali ke otbit semula, maka akan memancar cahaya atau panas (Monroe, 1999).
2.9 Relay
Relay adalah komponen listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi medan elektromagnetis. Jika sebuah penghantar dialiri oleh arus listrik, maka di sekitar penghantar tersebut timbul medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tersebut selanjutnya diinduksikan ke logam ferromagnetis. Bentuk fisik dari relay ditunjukkan pada gambar 2.13 Relay.
Gambar 2.13 Relay
Logam ferromagnetis adalah logam yang mudah terinduksi medan elektromagnetis. Ketika ada induksi magnet dari lilitan yang membelit logam, logam tersebut menjadi "magnet buatan" yang sifatnya sementara. Cara ini kerap digunakan untuk membuat magnet non permanen.
Sifat kemagnetan pada logam ferromagnetis akan tetap ada selama pada kumparan yang melilitinya teraliri arus listrik. Sebaliknya, sifat kemagnetannya akan hilang jika suplai arus listrik ke lilitan diputuskan (Suhata ST, 2005).
Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan oleh arus. Relay memiliki sebuah kumparan teganganrendah yang dililitkan pada sebuah inti. Terdapat sebuah armatur besi yang akan tertarik menuju inti apabila arus mengalir melewati kumparan. Armatur ini terpasang pada sebuah tuas berpegas. Ketika armatur tertarik menuju ini, kontak jalur bersama akan berubah posisinya dari kontak normal-tertutup ke kontak normal-terbuka.
Relay dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power supplynya. Secara fisik antara saklar atau kontaktor dengan elektromagnet relay terpisah sehingga antara beban dan sistem kontrol terpisah.
Diantara aplikasi relay yang dapat ditemui diantaranya adalah : Relay sebagai kontrol ON/OF beban dengan sumber tegang berbeda. Relay sebagai selektor atau pemilih hubungan. Relay sebagai eksekutor rangkaian delay (tunda) Relay sebagai protektor atau pemutus arus pada kondisi tertentu. Sifat – sifat relay :
1. Impedansi kumparan, biasanya impedansi ditentukan oleh tebal kawat yang digunakan serta banyaknya lilitan. Biasanya impedansi berharga 1 – 50 KΩ Guna memperoleh daya hantar yang baik.
2. Daya yang diperlukan untuk mengoperasikan relay besarnya sama dengan nilai tegangan dikalikan arus.
3. Banyaknya kontak-kontak jangkar dapat membuka dan menutup lebih dari satu kontak sekaligus tergantung pada kontak dan jenis relaynya. Jarak antara kontak-kontak menentukan besarnya tegangan maksimum yang diizinkan antara kontak tersebut (Bishop, 2004).
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Blok
Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1.
Mikrokontroler Atmega 328P
SHT 11 Supply DC
Driver Relay
LCD 16x2
Driver Relay Lampu Pijar
Supply AC
Motor DC (Box) Motor DC (Humadifier)
Humidifier
Gambar 3.1 Diagram blok
Diagram blok dapat dilihat pada gambar 3.1, diagram blok menjelaskan bagian-bagian atau komponen utama yang dipakai pada sistem yang dirancang.
Ketika sensor suhu dan kelembaban membaca suhu dan kelembaban maka nilai suhu dan kelembaban akan dikirim ke mikrokontroler untuk diolah dan diproses, setelah mikrokontroler mengolah atau memproses data nilai suhu dan kelembaban maka mikrokontroler akan mengatur driver relay ON atau OFF untuk menhidupkan atau mematikan driver yang mengatur suhu dan kelembaban pada sistem.
3.1.1 Penjelasan Fungsi Tiap Blok Dari Diagram Blok
1. Blok mikrokontroler : Sebagai kontroler pengendali sistem 2. Blok supply DC : Sebagai supply arus DC
3. Blok supply AC : Sebagai supply arus AC
4. Blok sensor SHT11 : Sebagai pendeteksi suhu dan kelembaban 5. Blok humidifier : Sebagai penaik kelembaban
6. Blok motor DC ( humidifier) : Sebagai pembawa uap air dari humidifier ke box 7. Blok motor DC (box) : Sebagai penurun suhu di dalam box
8. Blok lampu pijar : Sebagai penaik suhu didalam box
9. Blok LCD : Sebagai penampil nilai suhu dan kelembaban 10. Blok relay : Sebagai switching
3.2 Rangkaian Sensor SHT11
Sensor yang digunakan untuk aplikasi pendeteksi suhu dan kelembaban, maka sensor yang dipilih adalah sensor SHT11. Pada pin VCC dengan pin data diberikan resistor sebesar 10KΩ, serta pada pin VCC dengan ground diberikan kapasitor sebesar 100nF. Berikut adalah rangkaian sensor SHT11 seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Rangkaian SHT11
Sensor SHT11 mengubah suhu nilai suhu dan kelembaban menjadi data digital.
Sensor ini mengeluarkan data dengan besaran sesuai dengan nilai yang terdeteksi
untuk mengubahnya menjadi besaran standart dengan satuan tertentu maka dibutuhkan proses kalibrasi yang dalam hal ini dilakukan dalam program.
Pin VCC sensor SHT11 dihubungkan pada VCC 5V, pin data sensor SHT11 dihubungkan pada pin PC1 mikrokontoler, pin SCK sensor SHT11 dihubungkan pada pin PC2 mikrokontroler. Berikut adalah gambar rangkaian SHT11 yang telah dihubungkan ke rangkaian minimum AT MEGA 328P sepeti yang di tunjukkan pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Rangkaian SHT11 yang terhubung ke mikrokontroler
3.3 Rangkaian Minimum Mikrokontroler AT MEGA 328P
Mikrokontroler memiliki fungsi untuk membaca data sensor dan mengkalibrasinya menjadi output. Tipe mikrokontroler yang digunakan adalah AT MEGA 328P, mikrokontroler ini diprogram menggunakan bahasa C.
Input mikrokontroler untuk sensor suhu dan kelembaban di program pada port PC1 dan PC2, dimana PC1 sebagai port input DATA SHT11 dan PC2 sebagai port input SCK SHT11.
Input mikrokontroler untuk LCD diprogram pada port PB0, PD6, PD5, PD4, PD3 dan PD2, dimana port PB0 sebagai RS LCD, port PD6 sebagai Enable LCD, port
PD5 sebagai D4 LCD, port PD4 sebagai D5 LCD, port PD3 sebagai D6 LCD dan port PD2 sebagai D7 LCD.
Input mikrokontroler untuk relay diprogram pada port PB1, PB2, PB3 dan PC0, dimana port PB2 sebagai relay1 untuk lampu pijar, port PB3 sebagai relay2 untuk humadifier, port PB1 sebagai relay3 untuk kipas humadifier dan PC0 sebagai relay4 untuk kipas didalam box. Rangkaian minimum mikrokontroler AT MEGA 328P dapat dilihat pada gambar 3.4 di bawah ini :
Gambar 3.4 Rangkaian minimum AT MEGA 328P
3.4 Rangkaian Driver Relay
Driver relay digunakan sebagai switching lampu pijar, humadifier, kipas humadifier dan kipas box, rangkaian driver relay ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Rangkaian driver relay
Driver relay yang digunakan adalah driver relay 5V 4 channel, dimana relay 1 digunakan sebagai switching lampu pijar, relay 2 digunakan sebagai switching humadifier, relay 3 digunakan sebagai switching kipas humadifier dan relay 4 digunakan sebagai switching kipas box.
Pin In 1 driver relay dihubungkan pada pin PB2 mikrokontroler, pin In 2 driver relay dihubungkan pada pin PB3 mikrokontroler, pin In 3 driver relay dihubungkan pada pin PB1 mikrokontroler serta pin In 4 driver dihubungkan pada pin PC0 mikrokontroler.
3.5 Rangkaian LCD
Display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16x2. Pada LCD sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Gambar 3.6 merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.
Gambar 3.6 Rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroller
3.6 Rangkaian Power Supply
Rangkaian catu daya menggunakan sebuah IC regulator tegangan yaitu IC Regulator 7805, dengan tegangan output konstan sebesar 5 volt. Sedangkan input berasal dari tegangan 12 volt. Kapasitor berfungsi sebagai perata tegangan pada
masukan dan keluaran IC Reagulator 7805. Rangkaian Power Supply ditunjukkan pada gambar 3.7.
Gambar 3.7 Rangkaian power supply
3.7 Rangkaian Lengkap
Berdasarkan uraian uraian yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya, maka dibuat rangkaian lengkap dari alat. Adapun rangkaian lengkap dari perancangan sistem ini dapat dilihat pada gambar 3.8 berikut ini
Gambar 3.8 Rangkaian lengkap
3.8 Box Miniatur Kumbung Jamur Tiram
Rangkaian keseluruhan pengontrol suhu dan kelembaban di pasang pada box miniatur kumbung jamur tiram, berfungsi untuk mengatur suhu dan kelembaban pada box miniatur jamur tiram secara otomatis.
Box miniatur kumbung jamur tiram adalam tempat meletakkan baglog jamur dan box minitur kumbung jamur akan diatur suhu dan kelembaban agar mendapatkan hasil jamur tiram yang optimal.
Box miniatur kumbung jamur tiram berukuran panjang 60 cm, lebar 50 cm dan tinggi 50 cm, dibuat menggunakan plastik mika tebal dengan kerangka kayu papan kecil.
Berikut adalah gambar box miniatur kumbung jamur tiram bagian depan dan bagian belakang seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.9 dan gambar 3.10.
Gambar 3.9 Box miniatur kumbung bagian depan
Gambar 3.10 Box miniatur kumbung bagian belakang
3.9 Flowchart (Diagram Alir)
Berikut adalah flowchart atau diagram alir dari alat seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.11.
Mulai
Baca Sensor SHT-11
Tampilkan Nilai Suhu Dan Kelembaban Pada LCD
Suhu > 20°C
Kelembaban
< 85% RH
Kipas Box ON
Lampu OFF
Kipas Humidifier ON
Humadifier ON
Kipas Box OFF
Lampu ON
Kipas Humidifier OFF
Humadifier OFF Y
T
Y
T
Baca Sensor SHT-11
Gambar 3.11 Flowchart (Diagram Alir)
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Rangkaian LCD
Pada pengujian rangkaian LCD dihubungkan pada port PB0, PD6, PD5, PD4, PD3 dan PD2 mikrokontroler AT Mega 328P yang merupakan pin I/O dua arah.
Sehingga nilai yang ditampilkan pada LCD display dapat dikendalikan oleh mikrokontroler AT Mega 328P. Berikut adalah program untuk menampilkan karakter pada LCD display.
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 6, 5, 4, 3, 2);
void setup() { lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Muhammad Alindra");}
void loop() { lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(millis() / 1000);}
4.2 Pengujian Rangkaian SHT 11
Pengujian SHT11 dilakukan dengan cara menghubungkan rangkaian SHT11 ke mikrokontroler AT Mega 328P dan menampilkan nilai data yang di monitoring ke LCD display.
Berikut adalah program untuk menampilkan nilai data untuk suhu dan kelembaban pada LCD display.
#include <LiquidCrystal.h>
#include <SHT1x.h>
LiquidCrystal lcd(8, 6, 5, 4, 3, 2);
#define dataPin A1
#define clockPin A2
SHT1x sht1x(dataPin, clockPin);
void setup(){
lcd.begin(16, 2);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0 , 0);
lcd.print("BUDIDAYA");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("JAMUR TIRAM");
delay (2000); } void loop() { float temp_c;
float humidity;
temp_c = sht1x.readTemperatureC();
humidity = sht1x.readHumidity();
lcd.clear();
lcd.setCursor(0 , 0);
lcd.print("Suhu = ");
lcd.print(temp_c);
lcd.print(" 'C");
lcd.setCursor(0 , 1);
lcd.print("Humidity = ");
lcd.print(humidity);
lcd.print(" RH ");
delay(1000);}
Berikut gambar hasil pengujian rangkaian SHT11 seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.1
Gambar 4.1 Tampilan pada LCD hasil pengukuran sensor SHT11
4.3 Data Daya Alat Pengontrol Suhu Dan Kelembaban
Berikut adalah data tegangan, arus dan daya dari komponen yang digunakan dalam pembuatan alat pengontrolan suhu dan kelembaban pada miniatur budidaya jamur tiram berbasis AT Mega 328P, seperti yang di tunjukkan pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data daya alat
No Nama alat Tegangan Arus Daya
1 Kipas box 12V 0.3A 3.6W
2 Kipas humidifier 5V 0.2A 1W
3 Humidifier 24V 0.79A 19W
4 Lampu pijar 220V 0.022A 5W
5 SHT11 5V 6µA 30µW
6 LCD 5V 10µA 50µW
7 Mikrokontroler AT Mega
328P 5V 0.4A 2W
8 Driver relay 4 channel 5V 80mA 0.4W
Daya Total ±32W
4.4 Data Rata-Rata Suhu Dan Kelembaban
Berikut adalah data rata-rata suhu dan kelembaban selama penelitian seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.2 dan gambar 4.2, serta gambar 4.3.
Tabel 4.2 Data rata-rata suhu dan kelembaban pada masa miselium
No Jam
Suhu Didalam Box (˚C)
Kelembaban Didalam Box
(%RH)
Suhu Diluar Box (˚C)
Kelembaban Diluar Box
(%RH)
1 9:00 26.37 85.23 28.99 65.04
2 10:00 26.64 85.24 29.30 64.01
3 11:00 26.96 85.21 29.76 62.98
4 12:00 27.18 85.16 30.26 62.02
5 13:00 27.28 85.17 30.67 61.02
6 14:00 27.36 85.20 31.14 59.97
7 15:00 27.34 85.20 31.30 59.37
8 16:00 27.23 85.18 30.98 59.81
9 17:00 27.06 85.22 30.43 61.02
10 18:00 26.66 85.21 30.72 62.26
Gambar 4.2 Grafik data rata-rata suhu saat perkembangan miselium
Gambar 4.3 Grafik data rata-rata kelembaban saat perkembangan miselium
Berdasarkan data dari tabel 4.2 dan gambar 4.2 – gambar 4.3 grafik rata-rata suhu dan kelembaban pada saat perkembangan miselium, nilai suhu dan kelembaban akan berangsur naik dari pagi hari ke siang hari dan berangsur turun dari sore ke malam hari.
Alat pengontrolan suhu dan kelembaban pada miniatur budidaya jamur tiram dapat mengontrol rata-rata suhu dari 26,37ºC - 27,38ºC dan dapat mengontrol rata rata kelembaban dari 85,16%RH – 85,24%RH.
4.5 Data Perkembangan Miselium
Data perkembangan jamur pada saat miselium dari hari ke-1 sampai hari ke- 25 ditunjukkan pada tabel 4.3 dan gambar 4.4
Tabel 4.3 Data perkembangan miselium
Perkembangan Miselium
Hari ke
Didalam Box Diluar Box
Miselium (cm)
Suhu rata - rata (˚C)
Kelembaban rata - rata
(RH)
Miselium (cm)
Suhu rata - rata (˚C)
Kelembaban rata - rata
(RH)
1 0.5 27.128 85.20 0.5 31.58 60.67
2 1.5 26.93 85.18 1 30.89 63.15
3 2.5 26.77 85.27 1.5 30.45 59.24
4 3.5 27.16 85.12 2.5 31.29 58.32
5 5 27.20 85.27 3 31.59 60.36
6 6.5 27.22 85.25 4 31.66 61.13
7 8 27.04 85.17 5 31.04 60.07
8 10 27.04 85.23 6 31.34 60.20
9 12 27.09 85.31 7.5 31.28 61.38
10 13 26.99 85.12 8.5 31.17 57.49
11 15 27.06 85.22 9.5 31.71 61.27
12 16.5 27.08 85.20 10.5 31.29 59.91
13 18.5 27.17 85.12 12 31.57 61.08
14 19.5 27.07 85.19 13.5 31.17 70.00
15 20.5 27.00 85.14 15 31.30 69.49
16 21.5 26.92 85.28 16.5 30.72 59.48
17 22 27.05 85.21 18 31.31 64.03
18 23 27.10 85.21 19 31.00 64.03
19 24 26.93 85.14 20 30.86 67.73
20 25 26.99 85.27 20.5 31.18 60.59
21 25 26.78 85.28 21 30.46 60.05
22 25 26.93 85.17 22.5 31.27 61.75
23 25 26.97 85.15 23 31.34 62.32
24 25 26.72 85.18 24 30.49 67.44
25 25 26.98 85.31 25 31.31 61.41
