Perhitungan dan Analisis Sistem Hidroponik

(1)

2.5 Gambar Teknik Rancangan

Gambar Hidroponik Komponen – komponen Hidroponik yaitu : 1. Kerangka Utama.

2. Pipa 3 Inch.

3. Wadah Nutrisi.

4. Tutup Pipa 4 Inch.

5. Pompa Air Celup Mini DC 12V FL800.

6. Pipa PVC 1/2 inch.

7. Netpot.

8. Flanel.

9. Sambungan L(elbow) 1/2 inch

2.6 Perhitungan dan Analisis Sistem Hidroponik

Perhitungan dan analisis yang di lakukan pada sistem hidroponik yaitu : 1. Volume yang Dibutuhkan dalam Hidroponik

Parameter:

1.

2.

6.

5.

4.

7.

8.

3.

9.

(2)

Pipa utama diameter 3 inch (d = 7,62 cm = 0,0762 m).

Panjang total pipa adalah 5 meter.

Rumus Volume Pipa:

V = π ×

(

^d²

)

^{² × L}

Substitusi Nilai:

V = π ×

(

^0,0762²

)

^{² × 5}

V = 0,0228 m³ V = 22,8 liter

Jadi, sistem hidroponik membutuhkan 22,8 liter air untuk mengisi penuh pipa sepanjang 5 meter dengan diameter 3 inch.

2. Kecepatan Aliran Air Parameter:

Debit air yang diperlukan (Q) untuk pertumbuhan pakcoy adalah 1–2 liter/menit per tanaman.

Lalu di asumsikan ada 50 tanaman di sistem (jarak antar lubang 10 cm sepanjang 5 meter).

Total Debit Air:

Qtotal = 50 tanaman × 1,5 liter/menit = 75 liter/menit

Qtotal = 75/60 liter/detik = 1,25 liter/detik = 0,00125 m³/s

Kecepatan Aliran Air dalam Pipa:

V = Q A

Luas Penampang Pipa (A):

A = π ×

(

^d²

)

²

A = π × (

(

^0,0762²

)

² = 0,00456 m² V = Q

A

(3)

V = 0,00125m³/s

0,00456m² = 0,274 m/s

Jadi, kecepatan aliran air dalam pipa adalah 0,274 m/s.

3. Kehilangan Energi Akibat Gesekan Rumus Darcy-Weisbach:

hf = f ×

(

^L^d

)

^×

(

²^v^g^²

)

Parameter:

f = 0,02 (koefisien gesekan untuk PVC).

L = 5 m (panjang pipa).

d = 0,0762 m (diameter pipa).

v = 0,274 m/s (kecepatan aliran).

g = 9,81 m/s² (gravitasi).

Substitusi Nilai:

hf = 0,02 ×

(

^0,0762m⁵^m

)

^×

(

⁽^2×⁽^0,274⁹^,⁸¹^m^m^/^s^/⁾^s^²^²⁾

)

hf = 0,02 × 65,57 ×

(

^0,0751¹⁹^,62

)

hf = 0,005 m

Jadi, kehilangan energi akibat gesekan dalam pipa adalah 0,005 meter head atau sangat kecil.

4. Daya yang Dibutuhkan untuk Mengalirkan Air Rumus Daya Pompa:

P =

(

⁽ρ × g ×Q × Htotal)

η

)

Parameter:

ρ = 1000 kg/m³ (densitas air).

Q = 0,00125 m³/s (debit air).

Htotal = hf + Hlifting = 0,005m + 0,5m = 0,505 m (head total, termasuk elevasi bak

tanaman).

η = 0,8 (efisiensi pompa).

(4)

Substitusi Nilai:

P =

(

⁽ρ × g ×Q × Htotal)

η

)

P =

(

⁽¹⁰⁰⁰^×⁹^,⁸¹^×⁰^0,00125^,8 ^×^0,505)

)

P = 6,193

0,8 = 7,74 Watt

Jadi, daya yang dibutuhkan untuk mengalirkan air adalah 7,74 Watt.

Dari uraian di atas, rekomendasi pompa untuk hidroponik tersebut yaitu :

a) Tipe Pompa: Pompa submersible dengan daya 15–20 Watt untuk toleransi operasional.

b) Debit Pompa: Minimal 1,25 liter/detik atau sekitar 75 liter/menit.

c) Fitur Tambahan: Dilengkapi filter intake untuk melindungi pompa dari kotoran atau partikel kecil.

Pada tumbuhan Pakcoy membutuhkan kecepatan aliran air: 0,2–0,5 m/s ideal untuk menjaga akar tetap basah tanpa risiko kerusakan, volume air nya cukup terisi penuh dalam sistem dan sirkulasi terus-menerus, dan Nutrisi dalam air di pastikan air kaya nitrogen (dari limbah ikan) dengan pH 6,0–7,0.