PROYEK AKHIR

OPTIMALISASI DAYA LISTRIK PADA RUMAH KACA PERTANIAN HIDROPONIK DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL FUZZY

Khamim NRP.7304.030.037

Dosen Pembimbing : Ir. Hendik Eko HS, MT NIP. 131 651 430

Suhariningsih, SST NIP.131 864 279

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOVEMBER SURABAYA 2007

PROYEK AKHIR

OPTIMALISASI DAYA LISTRIK PADA RUMAH KACA PERTANIAN HIDROPONIK DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL FUZZY

Khamim NRP. 7304.030.037

DOSEN PEMBIMBING Ir HendikEko HS, MT NIP 131 651 430 Suhariningsih, SST NIP 131 864 279

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA SURABAYA 2007

OPTIMALISASI DAYA LISTRIK PADA RUMAH KACA PERTANIAN HIDROPONIK DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL FUZZY Oleh : KHAMIM 7304.030.037 Proyek Akhir ini Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.) di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh November Disetujui oleh Tim Penguji Proyek Akhir Dosen Pembimbing

1. Drs. Irianto, MT NIP.131 964 948

1. Ir. Hendik Eko HS, MT NIP. 132 233 200

2. Epyk Sunarno, SST NIP.131 964 955

2. Suhariningsih, SST NIP 131 864 279

3. Rusiana, ST NIP.131 884 955

Mengetahui, Ketua Jurusan Elektro Industri

Ainur Rofiq N, ST. MT NIP. 131 859 915

ABSTRAKOptimalisasi daya listrik sangat diperlukan dalam setiap pengontrolan. Berbagai metode pengontrolan telah berkembang,salah satunya adalah fuzzy logic control. Dimana metode ini merupakan perkembangan dari aljabar Boolean. Penggunaan kendali fuzzy logic telah cukup meluas pada berbagai aplikasi mulai dari kendali proses industri elektronika rumah tangga, kendali robot dan lain-lain. Aplikasi sederhana yang menggunkan kendali fuzzy, yaitu system pengaturan temperature dan kelembaban udara pada sebuah rumah kaca pertanian hidroponik. Pada tugas akhir ini akan dibuat sebuah pengontrolan pada sebuah rumah kaca pertanian hidroponik dengan menekankan pada penggunaan daya yang seoptimal mungkin, dimana kita bias melihat besarnya tegangan dan arus yang merupakan parameter untuk mengetahui seberapa besar penggunaan dayanya. Kata kunci : fuzzy,hidroponik,optimalisasi daya

ABSTRACTOptimalitation electric power very needed in each every controlling. Various method of controlling. have expanded, one of them is fuzzy logic control. Where this method represent development from algebra boolean. Use of technique conduct Fuzzy Logic have enough extend various application start from conducting the industrial process, domestic electronics, conduct robot and others. Simple application using to conduct fuzzy, that is system of arrangement of temperature and dampness of air a green house of agriculture hidroponik This final project will be made a controlling of green house of agriculture of hidroponik emphasized atly use of energy which is as optimal as possible, where we can see the level of its tension and current representing parameter to know how big use of its energy . Keyword: fuzzy, hidroponik, optimalitation power

KATA PENGANTAR

BISMILLAAHIRROHMAANIRROCHIIMAlhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini pada waktu yang telah ditentukan. dengan judul : OPTIMALISASI DAYA LISTRIK PADA RUMAH KACA PERTANIAN HIDROPONIK DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL FUZZY (PERANGKAT KERAS) Proyek Akhir ini diajukan guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Diploma III Jurusan Teknik Elektro Industri, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Penulis telah berusaha sebaik-baiknya untuk menyelesaikan Proyek Akhir ini, tetapi hakekatnya tak ada kesempurnaan diatas dunia sehinnga mungkin masih banyak terdapat kekurangan dalam penulisan Proyek Akhir ini. Untuk itu koreksi, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diperlukan demi pendekatan kesempurnaan. Semoga buku ini bermanfaat bagi mahasiswa Politeknik Elektronika Negeri Surabaya pada khususnya dan para pembaca pada umumnya. AMIN !!!

Surabaya, Juli 2007 Penyusun

UCAPAN TERIMA KASIHPuji syukur kehadirat Allah SWT. Sehingga buku proyek akhir ini dapat tersusun dan terselesaikan. Dan juga tidak lupa penyusun menyadari bahwa ini terjadi karena bantuan dari semua pihak. Oleh karena itu dengan penuh hormat dan rendah hati, penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Allah SWT yang senantiasa memberikan keselamatan, petunjuk jalan kebenaran, nikmat iman dan islam, serta hidayatNya penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini. 2. Orang tua yang melahirkan maupun yang tidak melahirkanku, terima kasih atas dukungan, doa, motivasi, cinta, kasih sayang, dan segala yang telah diberikan. Semoga selalu ada kesempatan untuk membalas budi cinta kalian berdua. 3. Bapak Ir. Hendik Eko Hadi S, MT serta Ibu Suhariningsih, SST selaku dosen pembimbing atas bantuan, waktu luang, dan kesabarannya dalam memberikan masukan disetiap kesempatan dan membantu kesulitan saya didalam menghadapi ujian. 4. Bapak Dr.Ir. Titon Dutono, M.Eng. selaku Direktur Politeknik Elektronika Negeri Surabaya-ITS. 5. Bapak Ainur Rofiq Nansur, ST, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Industri. 6. Seluruh dosen dan karyawan di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya atas fasilitas dan waktu yang diberikan.. 7. De NdUt ChuZZ, yang selama ini mau mengerti dan bersabar memberikan perhatian dan juga dorongan kepada penulis. 8. Fajar terima kasih atas bantuannya, hamid pinjaman komputernya, yayak atas kerja samanya, marga , gundul ,fauzi. 9. Rekan Se-Lab !! Atas kekompakan dan dukungannya. Kalian semua memang dibawah garis kewarasan. 10. Yang terakhir Arek-arek LISTRIK INDUSTRI 04 Strooomm!! yang selama 3 tahun kuliah bersama memberikan kekompakan yang terasa nyata. Semoga sampai kapanpun kita tetap kompak.

DAFTAR ISIHALAMAN JUDUL..........................................i HALAMAN PENGESAHAN.... ...........ii ABSTRAK.................iii ABSTRACK......................................iv KATA PENGANTAR........v UCAPAN TERIMAH KASIH........vi DAFTAR ISI......vii DAFTAR GAMBAR..................................ix DAFTAR TABEL.......x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang....................................................................1 1.2 Tujuan..2 1.3 Batasan Masalah.......2 1.4 Metodologi...........3 1.5 Sistematika...................4 BAB II TEORI PENUNJANG 2.1 Dasar Teori Bayam 2.1.1 Karakteristik Bayam............5 2.1.2 Syarat Pertumbuhan Bayam....5 2.2 Dasar Teori Sawi 2.2.1 Karakteristik Sawi ......6 2.1.2 Syarat Pertumbuhan Sawi...6 2.3 Piranti Masukan 2.3.1 Sensor Temperatur ....6 2.3.2 Sensor Kelembaban......7 2.3.3 Sensor Arus....8 2.3.4 Sensor Tegangan.......8 2.3.5 Sensor Cahaya........8 2.4 Pembangkit dan Pengolah Sinyal........9 2.4.1 Pembangkit Sinyal XR2206.........9 2.4.2 Operasional Amplifier.......10 2.4.2.1 Macam Operational Amplifier.....10 2.4.2.1.1 Inverting Amplifier.........10 2.4.2.1.1 Non-Inverting Amplifier.....10 2.4.3 Konversi Sinyal

2.4.3.1 Pengubah AC ke DC.....10 2.4.3.2 Analog to Digital Converter (ADC)......11 2.5 Optocoupler..........16 BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN 3.1 Konfigurasi Sistem......17 3.2 Perencanaan Greenhouse....18 3.3 Perencanaan sensor Suhu dan Kelembaban.......19 3.4 Perencanaan Sensor Tegangan dan Arus.......22 3.5 Perencanaan Rangkain Sensor Cahaya.....23 3.6 Perencanaan Rangkain Unit Konversi Sinyal.....24 3.7 Perencanaan Rangkain ADC 0808.....25 3.8 Perencanaan Unit Driver ..26 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Pengujian Rangkaian Function Generator XR2206.......29 4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Suhu LM35......30 4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Kelembaban HS15P....31 4.4 Pengujian Unit Konversi Sinyal.....32 4.5 Pengujian Rangkaian Sensor Arus.....34 4.6 Pengujian Rangkaian Sensor Tegangan.....35 4.7 Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya.....35 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ............37 5.2 Saran-saran......38 DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................39 LAMPIRAN...............................................`.........................................40 DAFTAR RIWAYAT HIDUP.............................................................62

DAFTAR GAMBARGambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4. Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7. Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 3.10 Gambar 3.11 Gambar 3.12 Gambar 4.1 Gambar 4 4 Gambar 4.5 Konfigurasi LM35... Sensor HS15P.. Konfigurasi UGN 3503 LDR............. Konfigurasi Pin XR2206..... MAV untuk Gelombang Sinus........... Arsitektur ADC 0808................. Blok Diagram Sar ADC.. Blok Diagram Urutan Trace Konfigurasi Pin ADC 0808................. Bentuk dan dasar rangkaian optocoupler.... Diagram Blok Sistem Keseluruhan............. Prototipe Greenhouse.................................. Rangkaian Sensor Suhu LM35 Kurva karakteristik HS15P.......................... Rangkaian Sensor Kelembaban HS15P...... Rangkaian Sensor Tegangan....................... Rangkaian Sensor Arus............................... Rangkaian Sensor Cahaya........................... Pengubah AC ke DC................................... Rangkaian ADC 0808................................. Rangkaian Driver Beban AC....................... Rangkaian Driver Beban DC....................... Output XR 2206....................... Input Penyearah................ Output Penyearah. 7 7 8 9 9 11 13 14 14 15 16 18 18 20 20 21 22 23 24 24 25 26 27 30 33 34

DAFTAR TABELTabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Data Sampling Pengukuran LM 35.31 Data Sampling Pengukuran HS15P.32 Data Sampling Pengukuran UGN 3050U34 Data Sampling Pengukuran Sensor Tegangan.35 Data Sampling Pengukuran Sensor Cahaya.35

BAB I PENDAHULUAN1.1 LATAR BELAKANG Tanaman dalam kondisi alamiah maupun dibudidayakan dengan pertanian seringkali mengalami stres akibat kondisi lingkungan (environmental stresses). Stres biasanya didefinisikan sebagai faktor luar yang tidak menguntungkan yang berpengaruh terhadap tanaman. Dalam kasus ini stres karena kondisi lingkungan atau abiotic stresses seperti suhu, kelembaban, salinitas, kekeringan, dan banjir . Suhu sebagai faktor lingkungan dapat mempengaruhi produksi tanaman secara fisik maupun fisiologis. Secara fisik, suhu merupakan bagian yang dipengaruhi oleh radiasi sinar matahari dan dapat diestimasikan berdasarkan keseimbangan panas. Secara fisiologis, suhu dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman, fotosintesis, pembukaan stomata, dan respirasi. Selain itu, suhu merupakan salah satu penghambat dalam proses fisiologi untuk sistem produksi tanaman ketika suhu tanaman berada diluar suhu optimal terendah maupun tertinggi . Efek kelebihan air atau banjir yang umum adalah kekurangan oksigen, sedangkan kekurangan air atau kekeringan akan mengakibatkan dehidrasi pada tanaman yang berpengaruh terhadap zona sel turgor yang selanjutnya dapat menghambat pertumbuhan tanaman. Beberapa efek dari stres karena kondisi lingkungan yang disebutkan di atas dapat dikurangi dengan menggunakan sistem pertanian dengan lingkungan yang terkontrol (Controlled Environment in Agriculture (CEA), sebab CEA dapat mempertahankan dan menstabilkan kondisi lingkungan sesuai kondisi optimal untuk pertumbuhan tanaman. Adapun salah satu type CEA yang banyak digunakan oleh para ahli pertanian maupun para petani dan industri pertanian adalah greenhouse. Seiring dengan tujuan diatas kita dihadapkan pada permasalahan dalam hal optimalisasi penggunaan daya,karena sering kali untuk mencapai tujuan diatas kita terbentur masalah penggunaan daya yang sering kali tidak optimal.

Dengan pengontrolan fuzzy logic diharapkan masalah diatas dapat diatasi, karena pengontrolan dengan fuzzy dapat memberikan solusi praktis dan ekonomis untuk mengendalikan system yang kompleks dan tidak terbatas. 1.2 TUJUAN Tujuan umum dari proyek akhir ini adalah : Merencanakan,merancang dan merealisasikan perangkat keras pada sistem rumah kaca pertanian hidroponik serta pengembangan sistem dalam hal pengontrolan suhu dan kelembaban, irigasi, pencahayaan dengan pemakaian daya seoptimal mungkin dengan menggunakan fuzzy logic. 1.3 BATASAN MASALAH Permasalahan utama yang akan dibahas dalam tugas akhir ini

yaitu :Bagaimana sistem fuzzy logic dapat mengontrol suhu dan kelembaban dalam rumah kaca yang telah dibuat. Bagaimana sistem fuzzy logic dapat juga mengoptimalkan penggunaan daya terkait dengan pengontrolan diatas. Monitoring arus dan tegangan untuk mandapatkan optimalisasi daya. Asumsi-asumsi berikut ini sebagai batasan masalah yang dipakai dalam tugas akhir ini, yaitu : Pengujian dilakukan pada miniature greenhouse yang dibuat dengan ukuran 80 cm x 30 cm x 50 cm dan beban berupa 2 buah lampu pijar, 2 pompa air, 2 kipas angin dan 2 macam tanaman yakni bayam dan sawi. Sebagai sensor suhu yang dipakai adalah LM 35 sedangkan untuk kelembabannya memakai HS15P. Sensor cahaya digunakan LDR untuk menyalakan lampu. Sensor arus menggunakan hall efek UGN 3503U dan sensor tegangan memakai trafo step down. Untuk proses penyiramannya digunakan sebuah pompa air yang penyiramannya tergantung suhu dan kelembabannya Untuk proses penyemprotan uap air dari ruang pengkondisian dan pengeluaran udara panas ke luar rumah kaca digunakan kipas angin.

1.4 METODOLOGI Proyek Akhir ini dilakukan melalui beberapa tahap yaitu sebagai berikut : 1.4.1 Studi literatur Mempelajari prinsip kerja dasar dari sistem pengontrolan suhu dan kadar kelembaban greenhouse bayam dan sawi yang dilanjutkan dengan pembelajaran tentang karkteristik piranti masukan (sensor suhu, kelembaban, arus, tegangan), pengolahan sinyal masukan, Petra fuz dan program fuzzy logic. 1.4.2 Perancangan Perangkat Keras dan Perangkat nak Untuk merealisasikan sistem yang akan dibuat, perlu perancangan perangkat keras (Hardware) dan Perangkat Lunak (Software) dari sistem tersebut. Pembuatan Perangkat keras (hardware) diantaranya adalah : - Pembuatan miniatur rumah kaca - Penyediaan modul petrafuz - Rangkaian sensor suhu dan kelembaban - Rangkaian sensor tegangan dan arus - Rangkaian sensor cahaya - Rangkaian ADC Sedangkan perancangan perangkat lunak meliputi konfigurasi sistem, input/output Petrafuz, perangkat lunak, flowchart program. 1.4.3 Pengujian Perangkat Keras (Hardware) dan Perangkat Lunak (Software) Dari hasil perancangan, dilakukan realisasi/pembuatan baik perangkat keras maupun perangkat lunak. Dan diadakan pengukuran/pengujian kinerja masing-masing bagian (subsistem) dari perangkat-perangkat tersebut. Langkah terakhir adalah dengan menggabungkan antara , perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). 1.4.2 Eksperimen dan Analisa Sistem Setelah dilakukan beberapa pengujian dan perbaikan sistem, diperoleh sistem yang memiliki unjuk kerja yang memadahi. Dengan demikian, sistem ini nantinya dapat berjalan dengan baik dan memenuhi tujuan yang dicapai.

1.5 SISTEMATIKA PENULISAN Sistematika penulisan proyek akhir ini dibagi menjadi lima bab yaitu sebagai berikut : Bab I : Pendahuluan Bab ini berisikan dasar-dasar pembahasn dari proyek akhir ini, meliputi latar belakang,tujuan, batasan masalah, metedologi, dan sistematika studi Bab II : Teori Penunjang Bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang digunakan dalam pembuatan proyek akhir ini dalam sistem perangkat keras. Bab III : Perencanaan Pembuatan Bab ini membahas desain hardware yang diaplikasikan kedalam sistem dan tata cara pembuatannya Bab IV : Pengujian dan Analisa Bab ini membicarakan tentang langkah-langkah dalam pengukuran atau pengujian hardware dan software, serta memberikan analisa terhadap hasil yang dicapai. Bab V : Penutup Bab ini menyatakan kesimpulan dari hasil pengujin software dan seju,lah kemungkinan dalam format saran untuk pengembangan selanjutnya

BAB II TEORI PENUNJANGPada bab ini akan dijelaskan mengenai teori-teori yang digunakan dalam penyelesaian proyek akhir ini, dintaranya sekilas tentang tanaman bayam dan sawi, pembuatan miniatur greenhouse, karakteristik sensor suhu , kelembaban, arus, tegangan , cahaya yang digunakan, serta perangkat keras lain yng digunakan. 2.1 DASAR TEORI BAYAM 2.1.1 Karakteristik bayam Klasifikasi botani tanaman bayam adalah sebagai berikut : Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliospida Orde : Caryophyllales Famili : Amaranthacea Genus : Amronthus Spesies : Spinacia Bayam merupakan tanaman sayuran yang dikenal dengan nama ilmiah Amaranthus spp. Kata "amaranth" dalam bahasa Yunani berarti "everlasting" (abadi). Tanaman bayam berasal dari daerah Amerika tropik. Tanaman bayam semula dikenal sebagai tumbuhan hias. Dalam perkembangan selanjutnya. Tanaman bayam dipromosikan sebagai bahan pangan sumber protein, terutama untuk negara-negara berkembang. Diduga tanaman bayam masuk ke Indonesia pada abad XIX ketika lalu lintas perdagangan orang luar negeri masuk ke wilayah Indonesia. Bayam merupakan bahan sayuran daun yang bergizi tinggi dan digemari oleh semua lapisan masyarakat. Daun bayam dapat dibuat berbagai sayur mayur, bahkan disajikan sebagai hidangan mewah (elit). Di beberapa negara berkembang bayam dipromosikan sebagai sumber protein nabati, karena berfungsi ganda bagi pemenuhan kebutuhan gizi maupun pelayanan kesehatan masyarakat. 2.1.2 Syarat Pertumbuhan Bayam Syarat tumbuh tanaman bayam dalah sebagai berikut: a) Tumbuh pada dataran rendah maupun dataran tinggi b) Suhu : 20-30 C

c) Kelembabannya tinggi (> 60 %) d) Ph :6-7,5 e) Kebutuhan akan cahaya matahari tinggi 2.2 DASAR TEORI SAWI 2.2.1 Karakteristik Sawi Klasifikasi botani tanaman sawi adalah sebagai berikut : Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliospida Orde : Brassicales Famili : Brassicaceae Genus : Brassica Spesies : Brassica Spp Sawi (Brassica juncea) merupakan tanaman semusim yang berdaun lonjong, halus, tidak berbulu, dan tidak berkrop.Sawi dapat di tanam di dataran tinggi maupun di dataran rendah. Akan tetapi, umumnya sawi diusahakan orang di dataran rendah, yaitu di pekarangan, di ladang, atau di sawah, jarang diusahakan di daerah pegunungan. Sawi termasuk tanaman sayuran yang tahan terhadap hujan. Sehingga ia dapat ditanam di sepanjang tahun, asalkan pada saat musim kemarau disediakan air yang cukup untuk penyiraman. Keadaan tanah yang dikehendaki adalah tanah gembur, banyak mengandung humus. 2.2.2 Syarat Pertumbuhan Sawi Syarat tumbuh tanaman bayam dalah sebagai berikut: a) Tumbuh pada ketinggian 100-1500 m di atas permukaan air laut b) Suhu : 20-30 C c) Kelembabannya tinggi (> 60 %) d) Ph :6-8 e) Kebutuhan akan cahaya matahari sedang 2.3 PIRANTI MASUKAN 2.3.1 Sensor Temperatur LM 35 sebagai alat deteksi temperature yang memiliki karakteristik sebagai berikut : 1. Terkalibrasi langsung dalam celsius. 2. Bekerja pada rating tegangan 5 V s/d 30 V. 3. Pembacaan temperatur berkisar antara -5C s/d 125C. 4. Dengan kenaikan temperatur 1 C maka tegangan output akan naik sebesar 10 mV. 5. Impedansi output rendah, 0,1 untuk beban 1 mA.

Gambar 2.1 Konfigurasi LM35 2.3.2 Sensor kelembaban

Gambar 2.2. Sensor HS15P HS15P sebagai alat deteksi kadar kelembaban memiliki karakteristik sebagai berikut : 1. Bekerja pada rating temperatur 0C sampai dengan 50C 2. Bekerja pada rating kelembaban 20 % sampai dengan 100 % RH 3. Tegangan kerja adalah tegangan AC 1 Vrms 4. Frekuensi kerja adalah 50 Hz sampai dengan 1 KHz 5. Konsumsi daya adalah 0,3 mW 6. Dengan perubahan temperatur dengan kenaikan 5C maka kurva karakteristik Relative Humidity akan bergeser berbanding terbalik (logarimatik) dengan perubahan impedansi. 2.3.3 Sensor Arus dan Tegangan Sensor tegangan menggunakan trafo step down, sedangkan sensor arus menggunakan UGN3503 yang memiliki karakteristik : 1. Mempunyai sensitifitas yang tinggi.

2. Range frekuensi sampai 23 KHz 3. Noise sangat rendah 4. Dapat merespon dengan baik medan magnet 5. Supplay antara 4,5 5 V

Gambar 2.3 Konfigurasi UGN3503

2.3.4 Sensor Cahaya LDR di gunakan sebagai sensor cahaya berfungsi sebagai comparator yang akan menghasilkan level tegangan 'high' pada pin out jika intensitas cahaya yang diterima LDR sedikit dan tegangan pada LDR lebih besar dari tegangan setting. Selama dalam kondisi tersebut, program akan memerintahkan lampu untuk menyala. Jika intensitas cahaya yang diterima LDR besar dan tegangan pada LDR lebih kecil dari tegangan setting, maka level tegangan pada pin out bernilai 'low' dan program akan mematikan lampu.

Gambar 2.4 LDR 2.4 PEMBANGKIT DAN PENGOLAH SINYAL 2.4.1 Pembangkit sinyal XR 2206 Untuk memenuhi kebutuhan sinyal yng dibutuhkan HS15P (sinus 1 Vac rms, 1Khz) agar bisa beroperasi maka diperlukan IC XR 2206 sebagi penyuplai sinyalnya . Karakteristik IC ini adalah : 1. Penyimpangan frekuensi kibat suhu sangat rendah yaitu 20ppm/C 2. Kecacatan rendah yaitu 0,5 % 3. Range frekuensi lebar antara 0,01 Hz sampai 1 Mz 4. Duty cycle yang bis diubah-ubah antara 1 % sampai 99 % 5. TTL Compatible FSK Controls 6. Suplay tegangan 10V- 26 V

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin IC XR 2206

2.4.2 Operasional amplifier Keluaran suatu rangkaian sebelu memasuki rangkaian selanjutnya jika sinyalnya masih kecil membutuhkan suatu pengut. Perangkat elektronika yang umum digunakan sebagai penguat adalah penguat operasional. Karkteristik op amp yang pokok adalah : Impedansi masukan amat tinngi, sehinnga arus masukn dapat diabaikan Penguatan tinggi Impedansi keluaran rendah, sehingga tidak terpengaruh oleh pembebanan

2.4.2.1 Macam-macam Operasional Amplifier 2.4.2.1.1 Inverting Amplifier Penguatan tegangan yang dihasilkan adalah sesuai dengan persamaan (2.1), dimana tegangan keluaran memiliki polaritas yang berlawanan dengan polaritas tegangan masukan. Av = Vout = Rf Vin Rin Vout = Rf Rin Vin ....... (2.1)

2.4.2.1.2 Non Inverting Amplifier Penguatan tegangan yang dihasilkan adalah sesuai dengan persamaan (2.2), dimana tegangan keluaran memiliki polaritas yang berlawanan dengan polaritas tegangan masukan. Av = Vout = 1+ Rf Vin Rin Vout = 1+ Rf Rin x Vin ....... (2.2)

2.4.3 Konversi Sinyal 2.4.3.1 Pengubah AC ke DC Sebelum sinyal dari sensor kelembaban diperoses di ADC maka harus diolah terlebih dahulu karena sinyal dari sensor tersebut adalah sinus. Sedangkan sinyal yang dibaca di ADC adalah DC. Karena sinyal yang diperoses berorde rendah maka penyearahnya menggunakn op amp dan dioda yang tidak banyak mengurangi tegangan. Rangkaian op amp yang akan digunakan ini menghitung harga rata-rata dari tegangan AC yang disearahkan. Jenis rangkaian ini disebut pengubah ac ke dc Karena rangkaicn penyearah gelombang penuh dikenal juga sebagai rcngkaian harga mutlak, maka pengubah ac ke dc disebut juga rangkcian harga mutlak rata-rata (MAV). MAV dari suatu gelombang tegangan kira-kira sama dengan harga rms-nya. Jadi sebuah rangkaian MAV murah dapat digunakan sebagai pengganti rangkaian penghitung rms yang lebih mahal.

Perubahan sinyal AC ke DC dapat ditunjukkan pada gambar sebagai berikut :

Gambar 2.6 MAV Untuk Gelombang Sinus

2.4.2.2

Analog to Digital Converter (ADC) Sistem mikrokontroler hanya dapat mengubah data dalam bentuk biner saja, atau lebih sering disebut besaran digital. Oleh sebab itu setiap data analog yang akan diperoses mikrokontroler harus diubah terlebih dahulu kedalam bentuk kode biner (digital). Pengubahan data analog ke bentuk biner ditangani oleh piranti ADC. Tegangan masukan ADC didapatkan dari tranduser. Tranduser adalah pengubah tegangan kontinyu, dalam hal ini temperatur dan kelembaban, menjadi tegangan listrik. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh tranduser yang berubah secara kontinyu pada suatu range tertentu disebut tegangan analog, dan tegangan analog ini diubah oleh ADC menjadi bentuk dugital yang sebanding dengan tegngn analognya. Ada tiga karakteristik yang perlu diperhatikan dalam pemilihan komponen ADC, antara lain :

Resolusi Merupakan spesifikasi terpenting untuk ADC, yaitu jumlah langkah dari sinyal skala penuh yang dapat dibagi, dan juga ukuran dari langkah-langkah. Dinyatakan dalam jumlah bit yang ada dalam satu kata (digital word), ukuran LSB (langkah terkecil) sebagai persen dari skala penuh atau dapat juga LSB dalam miliVolt (untuk skala penuh yang diberikan) Akurasi

Adalah jumlah dari semua kesalahan, kesalahan nonlinieritas, skala penuh, skala nol, dan lain-lain. Dapat juga menyatakan perbedan antara tegangan input analog secara teoritis yang dibutuhkan untuk menghasilkan kode biner tertentu terhadap tegangan input nyata yang menghasilkan tegangan kode biner tersebut. Waktu konversi Adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengubah setiap sampel ke bentuk digital, atau yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu konversi. Pada sistem ini digunakan C ADC 0808 yang mempunyai resolusi 8 bit dengan waktu konversi 100 s serta mempunyai 8 kanal output. Masukan sinyal analog dari keluaran LM 35, HS15P, sensor arus dan tegangan merupakan tegangan masuk yang melalui input ADC dan untuk menentukan sampling rate pada sinyal yang akan diubah ke digital digunakan clok dari suatu osilator. ADC 0808 ini memerlukan tegangan acuan, yang sebagai tegangan referensi (Vref), guna membuat sampling masukan tegangan. ADC 0808 juga bersifat linier antar tegangan masukan, tegangan acuan dan tegangan keluaran, karena mempunyai 256 step maka kenaikan angka 1 bit setara dengan perbandingan tegangan input referensi dengab step konversi yang akan menghasilkan ketelitian ADC ini yaitu sebesar 10 mV. Chip ini dilengkapi dengan sinyal-sinyal yang bisa diperlikan untuk berhubungan dengan mikroprosesor maupun mikrokontroller. Seperti terlihat dalam diagram blok pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 Arsitektur ADC 0808 ADC 0808 ini merupakan jenis Successive Aproxsimation Register (SAR), yaitu golongan ADC perpaduan yang terbaik antra kecepatan dan tingkat kerumitan rangkaian. Tipe ini dalam melakukan trade dengan cara tracking dengan mengeluarkan kombinasi bit MSB = 1 => 1000 0000. Apabila belum sama ( kurang dari tegangan analog input maka bit MSB berikutnya =1=.1100 0000) dan apabila tegangan analog input ternyata lebih kecil dari tegangan yang dihasilkan DAC maka langkah berikutnya menurunkan kom binasi bit => 1010 0000. Untuk mempermudah pengertian dari metode ini diberikan contoh seperti pad timing diagram gambar 2.6. Misal diberi tegangan analog input sebesar 6,84 volt dan tegangan referensi ADC 10 volt sehingga keluaran tegangan sebagai berikut : Jika D7 = 1 Vout= 5 volt Jika D5 = 1 Vout= 1,25 volt Jika D4 = 1 Vout= 0,625 volt Jika D3 = 1 Vout= 0,3125 volt Jika D2 = 1 Vout= 0,1625 volt Jika D1 = 1 Vout= 0,078125volt Jika D0 = 1 Vout= 0,0390625 volt

Gambar 2.8 Blok Diagram SAR ADC

Gambar 2.9 Timing Diagram Urutan Trace Setelah diberikan sinyal start maka konversi dimulai dengan memberikan kombinasi 1000 0000 ternyata menghasilkan tegangan 5 volt dimana masih kurang dari tegangan input 6,84 volt, kombinasi berubah menjadi 1100 000 sehingga Vout=7,5 volt dan ternyata lebih

besar dari 6,84 sehingga kombinasi menjadi 1010 000 tegangan Vout= 7,5 volt kombinasi naik lagi 1011 0000 demikian seterusnya hingga mencapai tegangan 6,8359 volt dan membutuhkan hanya 8 clock.

Gambar 2.10 Konfigurasi pin ADC 0808 Fungsi dan konfigurasi dari pin ADC 0808 : D0-D7 : keluaran dari ADC 0808 IN0-IN7 : input ADC 0808 yang dihubungkan dengan peralatan luar (dalam hal ini tegangan dengan harga antara 0-5 Volt) OE : output enable, mengotrol ADC 0808 EOC : end of conversion, merupakan tanda bahwa ADC 0808 telah selesai mengkonversi SRART : merupakan awal ADC 0808 ALE : address latch enable, mengunci alamat pada ADC 0808 yang akan di-multiplex Vref : tengangan acuan yang berhubungan dengan besar input tegangan yang dibaca oleh ADC 0808 CLK : kerja ADC 0808 membutuhkan rangkaian clock dengan frekuensi antara 10 Hz-1280 KHz AD0-AD2 : digunakan untuk pemilihan input in0-in7 untuk dibaca pada ADC 0808 Vcc : supply tegangan ke ADC 0808 5 Volt GND : ground untuk ADC 0808

2.5

OPTOCOUPLER

Adalah salah satu jenis komponen yang memanfaatkan sensor sebagai pemicu on off. Opto berarti optic dan coupler berarti pemicu sehingga bisa diartikan bahwa optocoupler merupakan suatu komponen yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Optocoupler termasuk dalam sensor yang terdiri dari dua bagian yakni transmiter dan receiver. Bentuk dan dasar rangkaian dari komponen ini dapat dilihat pada gambar 2.11 :

Gambar 2.11 Bentuk dan dasar rangkaian optocoupler Bagian pemancar dibangun dari sebuah led infra merah untuk mendapatkan ketahanan yang lebih baik terhadap sinar tampak dari pada led biasa. Sensor ini bisa digunakan sebagai isolator dari rangkaian tegangan rendah ke tegangan tinggi, selain itu juga sebagai pendeteksi penghalang antara pemancar dan penerima denga memberi ruang uji dibagian tengah antara led dan phototransistor.

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT3.1 KONFIGURASI SISTEM Sistem ini merupakan suatu sistem kontrol suhu dan kelembaban pada greenhouse yang terdiri dari beberapa sistem yang diintegrasikan. Bagian yang terdapat pada sistem antara lain pengambilan data dari sensor, bagian pengolah sinyal, bagian pemroses (mikrokontroller) dan aktuator. Bagian sensor terdiri dari lima buah rangkain yaitu rangkaian sensor suhu, kelembaban, arus, tegangan dan cahaya. Rangkaian sensor suhu, kelembaban dan cahaya diletakkan di dalam greenhouse yang dirasa cukup untuk mewkili kondisi dari greenhouse. Output dari sensor suhu dan kelembaban berbeda. Sensor suhu menghasilkan perubahan tegangan bila suhunya berubah. Sedangkan sensor kelembaban menghasilkan perubahan impedansi bila kelembabn berubah. Tepat diatas kedua sensor tersebut terdapt pipa saluran udara lembab dari ruang pengkondisian. Rangkaian sensor arus dan tegangan diletakkan sesudah jalajala akan tetapi sebelum masuk ke supplay beban. Rangkaian ini nantinya akan merespon besarnya perubahan arus dan tegangan yang masuk ke suplay. Bagian pengolah sinyal merupakn bagian yang berfungsi untuk mengkindisikan atau merubah sinyal sebelum diubah menjadi data digital agar didapatkan hasil yang tepat. Misalnya output sensor kelembaban adalah impedansi. Setelah melewati rangkain pengolah sinyal maka outputnya berubah menjadi tegangan DC. Apabila sinyal dari masing-masing sensor sudah terkondisikan maka akan diubah menjadi sinyal digital oleh ADC 0808. Sebagai informasinya digunakan sebuah LCD 16 x 2 untuk menampilkan nilai suhu, RH, arus dan tegangan. Untuk lebih jelasnya gambaran seluruh system ini adalah :

LCD Mikrokontroller & fuzzy logic controlSet point Suhu= 30C Kelembaban= 70-80%

ADC Driver

Arus, tegangan Output Kipas angin, lampu. pompa air

ADCSet

Sensor suhu, kelembaban, point cahaya

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Keseluruhan 3.2 PERENCANAAN GREENHOUSE Perencanaan prototipe greenhouse menggunakan bahan dasar kaca sebagai dindingnya, greenhouse terbagi menjadi dua bagian yaitu : tempat tanaman dengan volume 50cm x 30cm x 30cm, dan ruang pengkondisian yang memiliki volume 30cm x 30cm x30 cm.

Lampu 1 Lampu2

Tanaman Pompa

Ruang pengkondisian Gambar 3.2 Prototipe Greenhouse Dalam ruang pengkondisian terdapat bak air dengan pompanya untuk membuat hujan buatan secara terus-menerus. Sedangkan diruang tanaman terdapat HS15P, LM 35 dan sensor cahaya, dimana kondisi suhu, kadar kelembaban dan juga cahaya merupakan sasaran kerja

Ruang tanaman

sistem. Sebagai tanamannya adalah bayam dan sawi yang membutuhkan suhu 20-30 C dan kelembaban lebih dari 60 %. Bila kondisi suhu diatas level maka kipas 1 akan menyala untuk mengeluarkan udara panas dari dalam greenhouse, namun apabila suhu dibawah level maka lampu akan menyala sampai suhu kembali stabil. Begitu pula dengan kelembabannya apabila dibawah level maka kipas 2 akan menyala untuk mengalirkan udara lembab dari ruang pengkondisian. 3.3 PERENCANAAN SENSOR SUHU DAN KELEMBABAN Untuk perencanaan sensor suhu pada proyek akhir ini, sensor yang digunakan adalah IC LM 35, dimana sensor tersebut merupakan komponen yang sangat peka atau sangat mudah mengalami perubahan tegangan apabila dikenai perubahn suhu. Hal ini disebabkan sifat dari bahan semikonduktor yang peka terhadap perubahan suhu, selain itu komponen ini juga sudah terkalibrasi dalam derajat celcius. Sebelum masuk ke rangkaian penguat , LM 35 diberi rangkain damper seri R-C untuk mengantisipasi adanya beban yang bersifat kapasitif atau pengkabelan yang panjang yang bisa menurunkan value dari output. Tegangan output LM 35 masuk ke input positif op-amp (untuk penguat no-inverting) agar output tegangan nanti tidak terbalik. Tegangan output LM 35 dikuatkan lima kali agar bila pada suhu 100 C akan menghasilkan tegangan 5 volt yang sesuai dengan tegangan referensi positif dari ADC 0808. Untuk mendapatkan penguatan lima kali maka Rf-nya diberi 40 K dengan Ri-nya 10 K. Hal ini sesuai dengan perhitungan yang telah dijelaskan dari persamaan yang telah dijelaskan pada teori penunjang.

Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Suhu LM35

Sedangkan perencanaan sensor kelembaban pada proyek akhir ini, sensor yang digunakan adalah HS15P ,dimana sensor tersebut merupakan komponen yang sangat peka atau sangat mudah mengalami perubahan impedansi apabila dikenai perubahan kelembaban. Hal ini disebabkan sifat dari bahan semikonduktor yang peka terhadap perubahan kelembaban. Sementara itu, batas ukur nilai kadar kelembaban yang direncanakan adalah diatas 60 %.

Gambar 3.4 Kurva karakteristik HS15P Gambar diatas menunjukkan karakteristik HS15P dimana perubahan impedansinya terjadi secara logaritmik terhadap perubahan kelembaban yang terjadi. Oleh karena itu, perubahan tersebut perlu dirumuskan terlebih dahulu agar mikrokontroller dapat mengolah data masukan dari sensor tersebut. Dengan demikian ditempuh cara-cara sebagai berikut : Mengambil data kadar kelembaban sesuai dengan perencanaan setting level pada sistem pengontrolan kadar kelembaban greenhouse kedua tanaman tersebut (> 60 %). Menetapkan kurva referensi pada temperatur 27 C yang diambil berdasarkan kondisi suhu lingkungan sekitar.

Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Kelembaban HS15P Gambar 3.5 menunjukkan rangkain pembaca kelembaban . IC XR 2206 digunakan sebagai penyuplai sinyal sinus 1 Vac rms, 1KHz supaya sensor HS15P bekerja. Seperti yang diketahui bahwa HS15P mengalami perubahan impedansi secara logaritmatik terhadap perubahan kelembaban. Supaya memudahkan pembacaan prubahan kelembabannya maka dijadikan faktor Rf pada suatu penguat inverting. Untuk mengetahui nilai impedansi pada saat tertentu maka digunakan persamaan penguat inverting yang telah disebutkan pada teori penunjang. Sebagai faktor Rinya digunakan resistor variabel untuk menyesuaikan penguatannya agar tidak melebihi 5 volt karena pada range kelembaban minimum, impedansi HS15P lebih besar. Agar kelembaban yang terjadi di sekitar, dapat diukur dan ditunjukkan oleh mikrokontroller dengan baik maka output dari rangkaian gambar harus berada pada tegangan 0 sampai 5 V (dengan suhu referensi 30 C). Batasan kelembaban yang dikontrol adalah lebih dari 60 %, namun alat ini bisa mengukur kelembaban dari 55% sampai 96% untuk menyesuaikan kondisi ruangan. Pada saat 55 % impedansi HS15P adalah 33 K. Sehingga pada saat kelembaban tersebut, tegangan output rangkaian mendekati 5 V atau 255 setelah diperoses

3.4 PERENCANAAN SENSOR TEGANGAN DAN ARUS Untuk perencanaan sensor tegangan dalam proyek akhir ini memakai trafo step down. Tegangan AC yang akan diukur diturunkan dulu dengan trafo, disearahkan, dan difilter riaknya agar menjadi DC sehingga dapat dibaca ADC sebagai hasil pengukuran. Karena bila terjadi penurunan tegangan AC, maka juga akan terjadi penurunan pada tegangan output searahnya nanti. Pertama-tama tegangan dari jala-jala 220 V diturunkan menjadi 6V, setelah itu tegangan AC nya disearahkan dengan 4 buah diode serta difilter riaknya dengan menggunakan sebuah kapasitor. Setelah didapatkan tegangan DC maka akan diberi rangkaian volatge devider untuk mendapatkan tegangan maksimal DC 5V yang merupakan referensi atas tegangan ADC. Hal ini di karenakan ADC hanya mampu menerima inputan maksimal 5 V. Untuk mendapatkan tegangan 5V tersebut dapat diperoleh dengan perhitungan : Vn = R2 x Vm R1+R2 Dimana dengan Vn = 5V dan Vm = 6 V, maka dapat kita hitung nilai untuk R1 = 1.12 K dan R2 = 5K6. Tegangan 5 V dihasilkan pada resistor 5K6, dan dari tegangan inilah yang nantinya akan masuk ke ADC.

Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Tegangan Sedangkan perencanaan sensor arusnya pada proyek akhir ini , sensor yang digunakan adalah UGN3503 yang merupakan sensor efek hall. Sensor efek hall dapat digunakan untuk menyensor arus karena sensor efek hall merespon medan magnet, sedangkan medan magnet yang ditimbulkan arus selalu sebanding dengan besar arusnya. Agar medan magnetnya cukup kuat dan bisa terukur sensor efek hall, maka dibuat lilitan dengan inti ferit yang medan magnetnya dibuat menembus

sensor. Arus yang dilewatkan ke lilitan adalah arus yang telah disearahan terlebih dahulu. Jumlah lilitan dan inti ferit sangat mempengaruhi besar penguatan medannya. Isyarat dari sensor efek hall menunjukkan medan nol pada tegangan 2,5 V. Tegangannya akan berubah jika terjadi perubahan medan magnet yang berbanding lurus terhadap perubahan arusnya.

Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Arus

3.5 PERENCANAAN SENSOR CAHAYA Sedangkan perencanaan sensor cahaya pada proyek akhir ini , sensor yang digunakan adalah LDR . Rangkaian sensor cahaya berfungsi sebagai comparator yang akan menghasilkan level tegangan 'high' pada pin out jika intensitas cahaya yang diterima LDR sedikit dan tegangan pada LDR lebih besar dari tegangan setting. Selama dalam kondisi tersebut, program akan memerintahkan lampu untuk menyala. Jika intensitas cahaya yang diterima LDR besar dan tegangan pada LDR lebih kecil dari tegangan setting, maka level tegangan pada pin out bernilai 'low' dan program akan mematikan lampu. Rangkaian Sensor Cahaya menggunakan LDR dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.8 Rangkaian Sensor Cahaya 3.6 PERENCANAAN UNIT KONVERSI SINYAL Output dari rangkaian pembaca kelembaban adalah masih dalam bentuk sinyal sinus. Jadi sebelum masuk ke ADC 0808 maka perlu disearahkan terlebih dahulu agar menjadi sinyal DC murni. Rangkaian penyearah yang digunakan seperti yang terlihat pada gambar

Gambar 3.9 Pengubah AC ke DC

Untuk membuat sebuah pengubah ac ke dc, dimulai dengan penyearah presisi atau penguat harga mutlak. Bila input positif, op-amp A akan membalik Ei. Op amp B menjumlahkan keluaran dari A dan Ei sehingga menghasilkan keluarn rangkaian sebesar Vo=Ei. Untuk masukan negative, op amp B membalik Ei dan keluaran rangkaian Vo menjadi +Ei. Jadi keluaran rangkaian Vo positif sama dengan harga mutlak atau harga yang disearahkan dari masukannya. Sebuah kapasitor bocoran rendah yang harganya besar (10 F tantalum) ditambahkan ke rangkaian harga mutlak tersebut. Rangkaian yang dihasilkan adalah penguat MAV atau pengubah ac ke dc. Kapasitor C melakukan perataan keluaran yang disearahkan dari op amp B, diperlukan kira-kira 50 siklus tegangan masukan sebelum tegangan kapasitornya menurun ke pembacaan akhir. 3.7 PERENCANAAN RANGKAIAN ADC 0808 ADC 0808 adalah IC yang bias mengubah tegangan analog pada inputnya menjadi nilai digital pada outputnya. Sehingga data terse but dapat diperoses oleh mikrokontroller . ADC 0808 mempunyai 8 kanal input yang bisa diakses sesuai dengan nilai address line yaitu AAD-A yang terhubung dengan P2.0, ADD-B yang terhubung dengan P2.1, ADD-C yang terhubung dengan P2.2, sebagaimana tampak pada gambar

Gambar 3.10 Rangkaian ADC 0808 Pada proyek akhir ini, digunakan lima sensor sehingga membutuhkan lima kanal input dari ADC 0808. Kanal yang digunakan adalah IN-0 sebagai input sensor suhu, IN-1 sebagai input sensor kelembaban, IN-2 sebagai input sensor cahaya, IN-3 sebagai input sensor arus, IN-4 sebagai input sensor tegangan. Rangkain gerbang-gerbang NOR 74LS02 diatas adalah rangkaian osilator ADC 0808 agar bisa bekerja. Kristal yang digunakn adalah 455 KHz yang telah sesuai range frekuensi clock dari ADC 0808 yaitu antara 10 KHz sampai 1280 KHz. Konversi teganagn pada kanal yang dipilih akan dilakukan bila kaki start mendapatkan sinyal. Sebagai penanda bahwa konversi telah selesai, ADC 0808 mempunyai kaki EOC yang akan berlogika high pada saat tersebut. Range pembacaan ADC 0808 ditentukan oleh tegangan referensi (Vref) dimana Vref= sebagai batas atasnya dan Vref- sebagai batas bawahnya. Vref + dihubungkan dengan tegangan + 5V dan Vref

dihubungkan ke ground. Jadi tegangan 0 sampai 5 V akan dikonversi ADC 0808 menjadi data digital 0 sampai 255 (0ffh). 3.8 PERENCANAAN UNIT DRIVER Untuk menggerakkan beban AC dalam hal ini pompa air, lampu diperlukan rangkaian driver sebagaimana terlihat pada gambar 3.11

Gambar 3.11 Rangkaian Driver Beban AC Disini kita memakai optocoupler type MOC 3020 dan triac type Q4010L4 yang mempunyai range tegangan 400 V dan arus sebesar 10 A. Driver ini akan bekerja pada aktif low,jika optocoupler mendapatkan suplay dan akan memberikan trigger pada triac dalam hal ini kaki gate dan A2, yang sebelumnya pada kaki A1 pada triac sudah terhubung dengan sumber AC. Dengan demikian beban sudah mendapatkan suplay. Sedangkan untuk driver beban DC kita memakai rangkaian seperti pada gambar 3.12

Gambar 3.12 Rangkaian Driver Beban DC

Disini kita memaki relay, driver ini akan bekerja saat aktif high. Saat mendapatkan suplay maka kaki basis pada transistor akan aktif sehingga arus pada tegangan positif akan mengalir ke negative dan melaui koil. Sebuah dioada hanya digunakan sebagai free weel.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISADalam bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan dari system yang dibuat. Pengujiaan ini dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja dari system dan untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan perencanaan atau belum. Pengujian terlebih dahulu dilakukan secara terpisah pada masing-masing unit rangkaian dan kemudiaan dilakukan ke dalam system yang telah terintegrasi. Pengujian yang dilakukan dalam setiap tahap ini antara lain : A. Pengujian rangkaian function generator XR 2206 B. Pengujian rangkaian sensor suhu LM 35 C. Pengujian rangkaian sensor kelembaban HS15P D. Pengujian rangkaian sensor arus E. Pengujian rangkaian sensor tegangan F. Pengujian rangkaian sensor cahaya G. Pengujian rangkaian konversi sinyal Peralatan yang dipakai untuk pengukuran dan pengujiaan : 1. Multimeter digital 2. Function generator 3. Oscilloscope 4.1 Pengujian Rangkaian Function Generator XR2206 Tujuan : Untuk mengetahui rangkaian function generator sudah berfungsi dengan baik dan bisa menghasilkan sinyal sinus yang diinginkan. Untuk mengetahui apakah sinyal yang dihasilkan tidak cacat atau berubah setelah pembebanan. Hasil dan analiasa : Sesuai dengan perencanaan sebelumnya, untuk membangkitkan sinyal 1 Vac rms, 1 KHz agar sensor kelembaban bekerja digunakan XR2206.Untuk mengetahui kebenaran dan ketepatan dari rangkaian tersebut, dapat dilihat hasilnya pada gambar 4.1 berikut ini :

Gambar 4.1 Output XR 2206 Dari hasil yang terlihat pada gambar diatas,terlihat bahwa frekuensi yang dihasilkan sudah memenui kebutuhan sebesar 1 KHz, namun untuk mengecek besarnya nilai tegangan dilakukan pengukuran dengan menggunakan multimeter digital dan dihasilkan tegangan sebesar 0.99 V. Maka kesalahan relatifnya adalah : (1-0,99) x100%=1 % 1 Hal itu masih wajar terjadi karena disebabkan oleh ketidak presisian komponen. 4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Suhu LM35 Tujuan : Untuk mengetahui kebenaran karakteristik dari sensor suhu LM35 Untuk mengetahui apakah rangkaian sensor suhu tersebut bekerja seperti yang diinginkan yaitu dengan penguatan 5 kali. % Error =

Hasil dan analisa : Dari data hasil pengukuran yang dilakukan terhadap sensor suhu, seperti yang tertera pada table 4.1, diketahui bahwa sensor tersebut sesuai dengan karakteristik sebenarnya yaitu tegangan output naik 10 mV setiap kenaikan suhu 1 C. Rangkaian sensor suhu ini digunakan untuk mendapatkan nilai maksimal dari suhu yang diukur adalah 100 derajat. Oleh karena itu rangkaian ini menggunakan penguatan 5 kali agar tercapai output 5 V pada suhu tersebut. Sedangkan ADC akan menerjemahkannya sebagai keadaan full scale 255 atau 0FFH. Nilainilai biner dari ADC tersebut sangat berguna bagi mikrokontroler untuk menentukan nilai suhu sebenarnya (untuk ditampilkan di LCD). Hasil penguatan 5 kali dapat dilihat pada table 4.1. Error yang dihasilkan disebabkan karena pengukuran output sensor dengan dengan output penguatan tidak pada waktu yang sama (terpaut beberapa detik). Tabel 4.2 Data Sampling Pengukuran LM 35 Output Sensor (V) 0,29 0.30 0.31 0,32 0,33 Hitung Pengutan 5x (V) 1,45 1.50 1.55 1,6 1.65 Output Pengutan 5x (V) 1.45 1.50 1,54 1,59 1.63 Error Penguatan (%) 0 0 0.64 0,62 1.2

% Error_sensor = (Output_perhitungan Output penguatan) X100% Output_perhitungan 4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Kelembaban HS15P Tujuan : Untuk mengetahui apakah kerja dari rangkaian pengubah nilai impedansi HS15P ke tegangan sudah baik sesuai dengan penguatan yang diinginkan.

Hasil dan analisa : Rangkaian yang digunakan untuk mengubah nilai impedansi HS15P ke tegangan adalah rangkaian penguat inverting, dimana HS15P sebagai factor Rfnya. Datanya dapat dilihat pada lampiran 2. Untuk mengetahui kebenarannya diambil beberapa sample seperti yang terlihat pada table 4.3 sebagai perhitungan errornya. Tabel 4.3 Data Sampling Pengukuran HS15P Z (K) 1 2 3 4.2 5 Av = Rf/Ri (Ri=6K63) 0.15 0.30 0.45 0.63 0.75 Output Perhitungan (Vac rms) 0.14 0.3 0.44 0.62 0.73 Output Pengukuran (Vac rms) 0.15 0.3 0.45 0.63 0.75 % Error 6.67 0 2.22 1.6 2.7

Output_ Hitung = Rf x Vin, dimana Vin adalah input HS15P 1 Vac rms % Error = ( Output_hitung Output_ukur) x 100%

Output_ hitung Kesalahan relative dari rangkaian tersebut cukup kecil, namun perlu dipertimbangkan apabila impedansi HS15P kecil (pada saat kelembaban tinggi) karena errornya semakin besar diakibatkan factor pembagi yang kecil. 4.4 Pengujian Unit Konversi Sinyal Tujuan : Untuk mengecek apakah rangkaian pengubah sinyal AC ke DC sudah bekerja dengan baik sesuai dengan perhitungan. Hasil dan analisa : Rangkaian pengubah AC ke DC digunakan untuk mempersiapkan sinyal dari sensor kelembaban sebelum masuk ke ADC dan selanjutnya diproses dalam mikrokontroler. Hali itu dikarenakan sinyal dari sensor kelembaban masih berbebtuk sinus sedangkan ADC memerlukan sinyal DC.

Rangkaian ini mengubaha tegangan AC menjadi tegangan DC yang mempunyai nilai rata-rata dari tegangan AC tersebut. Karena nilai yang keluar dari sensor kelembaban berubah-ubah menurut kondisi lingkungan, maka untuk pengujiannya diberikan sinyal sinus konstan dari function generator. Pada gambar 4.3 menunjukkan sinyal input yang akan menguji rangkaian penyearah. Sinyal tersebut mempunyai tegangan peak-to-peak 2,8V berarti tegangan peaknya (Em) adalah separuhnya yaitu 1,4 V.Untuk mengetahui kebenaran hasil dari rangkaian penyearah tersebut, maka dibandingkan dengan perhitungan persamaannya sebagai berikut : MAV= 2 x Em = 2 X 1,4 = 0,891V 3.14 Bila hasil penyearahan dibandingkan dengan hasil perhitungan, maka terdapat sedikit penyimpangan .Untuk mengetahui seberapa besar penyimpangan tersebut dapat dihitung presentase errornya adalah :

Gambar 4.4 Input Penyearah

Gambar 4. 5Output Penyearah 4.5 Pengujian Sensor Arus Pada proyek akhir ini dipakai sensor hall efek UGN 3050U, kita akan menguji apakah sensor ini benar- benar bisa membaca medan magnet, karena kerja sensor ini adalah dengan membaca medan magnet yang sebanding dengan arus. Setelah dilakukan pengujian didapatkan hasil sesuai dengan table 4.6 Tabel 4.6 Data Sampling Pengukuran UGN 3050U Arus ( A) 0,5 1 1,5 2 3 Output Sensor 2,67 2,71 2,74 2,78 2,82

Dari pengujian diatas terlihat bahwa sensor ini bisa bekerja dengan baik membaca medan magnet yang timbul. Terlihat juga kenaikan tegangan sebanding dengan perubahan arus. Setiap kenaikan 0,5 A maka outputan sensor juga naik 0,04 V maka bisa dikatakan sensor ini linier.

4.6 Pengujian Sensor Tegangan Pada proyek akhir ini untuk sensor tegangannya memakai trafo step down biasa. Keluran sensor ini adalah tegangan DC maksimum 5 V, apabila tegangannya berubah maka outputannya juga akan berubah. Disini kita akan menguji apakah sensor ini bekeja dengan baik. Setelah dilakukan pengujian didapatkan hasil sesuai dengan table 4.7 Tabel 4.7 Data Sampling Pengukuran Sensor Tegangan Tegangan Input (V) Output sensor (V) 6 4,3 5 3,16 4,3 2,70 3,4 2,10 2,0 1,30 Pada perencanaan sensor ini maksimum keluarannya kita buat maksimum 4,3 V yang apabila diolah oleh ADC dihasilkan nilai 220 atau DC. Dari pengujian diatas terlihat bahwa tegangan output akan turun seiring dengan penurunan input tegangan. 4.7 Pengujian Sensor Cahaya Pada proyek akhir ini untuk sensor cahaya memakai LDR. Sensor ini akan mendeteksi ada tidaknya cahaya. Kita akan mengecek apakah sensor ini bisa bekerja dengan baik. Dikatakan bekerja bila saat tidak ada cahaya tahanan di LDR akan lebih besar dan output sensor juga akan lebih besar. Setelah dilakukan pengujian didapatkan hasil sesuai dengan table 4.8 Tabel 4.8 Data Sampling Pengukuran Sensor Cahaya Kondisi Ruangan Ada cahaya Tidak ada Tahanan Pada LDR () 8,50 11,01 Output Sensor ( V) 0 4.36

Halaman ini sengaja dikosongkan

BAB V PENUTUP5.1 KESIMPULAN Setelah melakukan perencanaan dan pembuatan system kemudian dilakukan pengujian dan analisanya, maka dapat diambil kesimpulan tentang kerja dari system khususya perangkat keras, yaitu sebagai berikut : 1. Rangkaian sensor temperature sangat baik kerjanya, berbeda dengan sensor kelembaban yang sulit sekali dalam pengkalibrasiannya. 2. Untuk sensor arus besarnya arus yang terbaca tergantung dari besarnya medan magnet yang timbul, dan timbulnya medan magnet tergantung dari jumlah lilitan dan jenis kawat tembaga. Sedangkan untuk kerja sistem secara keseluruhan,dapat disimpulkan, penggunaan kendali fuzzy logic dalam proyek akhir ini dapat berjalan, meskipun masih terdapat penyimpangan. Yakni pada penyalaan pompa air dimana seharusnya pompa akan menyala tergantung suhu dan kelembaban secara bersama-sama. Kerja sistem setelah dilakukan pengujiaan adalah : 1. Suhu kurang dari set point (< 30C) maka lampu akan menyala, sedang bila lebih dari set point (>30C) maka kipas suhu akan menyala. 2. Kelembaban kurang dari set point (< 70-80%) maka kipas kelembaban akan menyala untuk mengalirkan uap air dari ruang pengkondisian, sedang bila lebih dari set point (> 7080%) maka lampu akan menyala. 3. Sedangkan untuk pompa penyiraman akan menyala jika suhu dan kelembaban salah satu ataupun keduanya tidak sesuai dengan set point. 4. Untuk sensor cahaya dapat bekerja dengan baik yakni akan menyalakan lampu jika intensitas cahaya yang diterima kurang.

5.2 SARAN Untuk lebih memperbaiki dan menyempurnakan kinerja dari alat ini, maka perlu disarankan : 1. Menggunakan sensor kelembaban yang mempunyai respon lebih baik dan mudah pembacaannya sehingga hasilnya lebih optimal. 2. Untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan perhitungan atau lebih mendekati sebenarnya, maka gunakan komponenkomponen yang mempunyai nilai presisi atau mempunyai toleransi kecil. 3. Dalam pembuatan hardware pengkabelan dari rangkaian dan tata letak komponen sebaiknya disusun seefisien mungkin sehingga tidak menyita banyak tempat.

DAFTAR PUSTAKA 1. Achmad Sirrul Atho. 2005. Penerapan Fuzzy Logic Untuk Pengontrolan Kadar Kelembaban Pada Greenhouse , Proyek Akhir PENS ITS. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Fuzzy Logic TEAM, Laboratorium Mikroelektronika ITN Malang. Laetuca satia L. http://warintek.progressio.or.id/pertanian.htm Falah , M.Affan Fajar. 2006. Perspektif Pertanian dalam Lingkungan yang Terkontrol.Jakarta. Kusumadewi, Sri. 2002 .Analisis dan Desain Sistem Fuzzy. Graha Ilmu, Yogyakarta Tim IE & Igit Purwahyudi (Universitas Widya Mandala). Widarto. 1994. Vertikultur Bercocok Tanam Secara Bertingkat. Penebar Swadaya, Jakarta.