5

BAB II

DASAR TEORI

Kebutuhan suhu, kelembaban, intensitas cahaya dan lama penyinaran setiap tanaman

berbeda-beda[4]-[14]. Contoh kebutuhan iklim mikro tanaman dapat dilihat pada

tabel 2.1.

Tabel 2.1 Contoh kebutuhan iklim mikro tanaman di dalam greenhouse

Jenis

Tanaman

Rentang

Suhu

Rentang

Kelembaban

Rentang

Intensitas

Cahaya

Rentang Lama

Penyinaran

Strawberry 17°C-20°C 80%-90% -

Blueberry 20°C-25°C 65%-75% 12-16 jam/hari

Melon 20°C-30°C 70%-80% -

Paprika 18°C-25°C 60%-80% 60%-70% -

Aglaonema 21°C-24°C 50%-75%

16.000-

27.000

Lux

-

Krisan 20°C-26°C 70%-80% 32.000 lux 13,5-16

jam/hari

Anggrek

Dendrobium 26°C-30°C 60%-80%

7500-27000

lux -

6

Tabel 2.1 berisi kebutuhan iklim mikro tanaman di dalam greenhouse yang berbeda-

beda. Oleh karena itu, pengaturan iklim mikro di dalam greenhouse hendaknya

disesuaikan dengan rentang kebutuhan syarat tumbuh masing-masing tanaman.

Oleh sebab itu diperlukan sebuah sistem yang dapat menyesuaikan kebutuhan iklim

mikro masing-masing tanaman. Sistem tersebut dilengkapi sensor suhu, kelembaban,

intensitas cahaya serta dapat mengatur lama penyinaran. Untuk membaca suhu dan

kelembaban udara dipakai sensor DHT 11, sedangkan untuk membaca besarnya intensitas

cahaya dibutuhkan sensor GY302-BH1750. Data yang diperoleh dari pembacaan sensor

DHT 11 dan sensor GY302-BH1750 selanjutnya akan diproses menggunakan

mikrokontroler. LCD 20×4 dan keypad 4×4 digunakan untuk menampilkan dan mengatur

iklim mikro.

Peningkatkan suhu pada ruangan menggunakan bolam lampu. Air cooler yang terhubung

dengan modul relay digunakan untuk menurunkan suhu pada ruangan. Pengurangan

kelembaban digunakan kipas DC yang telah terhubung dengan motor driver L298N.

Sedangkan peningkatkan kelembaban digunakan mesin kabut yang terhubung dengan

modul relai. Lampu led sorot 100 Watt digunakan untuk memenuhi kebutuhan intensitas

cahaya yang diatur dari waktu lama penyinaran yang diperlukan tanaman.

2.1 Sensor DHT 11

Sensor DHT11 adalah sensor suhu dan kelembaban yang memiliki keluaran sinyal

digital. Pengukuran kelembaban ini digunakan sensor kelembaban tipe resisitif.

Sedangkan untuk mengukur suhu digunakan sebuah termistor elektronika tipe

NTC(Negative Temperatur Coefficient). Kedua sensor tersebut sangat peka terhadap

perubahan kelembaban dan suhu lingkungan. Termistor NTC adalah resistor dengan

koefisien temperatur negatif yang sangat tinggi. Apabila suhu ruangan meningkat

maka nilai resistansinya akan menurun. Di dalam DHT11 juga terdapat

mikrokontroler 8 bit untuk mengelolah kedua sensor tersebut. Setiap sensor DHT11

memiliki fitur kalibrasi yang sangat akurat. Koefisien kalibrasi akan disimpan dalam

memori program OTP, sehingga ketika kedua sensor internal DHT11 mendeteksi

besarnya suhu dan kelembaban ruangan maka modul ini membaca kedua koefisien

7

sensor. Dengan format kabel tunggal dua arah untuk mengirim hasil pembacaan

sensor ke pin keluaran maka pemrosesan menjadi cepat dan mudah[15].

Gambar 2.1 Sensor DHT11

Spesifikasi :

• Pasokan Voltage: 5 V

• Rentang temperatur :0-50 ° C error ± 2 ° C

• Kelembaban :20-90% RH ± 5% RH error

• Keluaran data : Digital

Gambar 2.1 merupakan bentuk fisik dari sensor DHT11[15]. Pada saat suhu ruangan

berubah maka, nilai resistansinya sensor DHT11 akan berubah. Didukung

mikrokontroler dengan kinerja tinggi sebesar 8 bit maka hasilnya pun akan sesuai

dengan perubahan suhu dan kelembaban yang ada.

2.2 Sensor GY302-BH1750

Sensor GY302-BH1750 adalah sebuah modul sensor cahaya yang berbasis ic

BH1750FVI.

8

Gambar 2.2 Sensor GY 302-BH1750 [16]

Spesifikasi :

Catu daya : 3-5V

Resolusi : 1-65535 lux

Antarmuka : I2C

Ukuran papan : 13,9 mm × 18,5 mm

Keluaran data : digital

Ralat : ±20%

Gambar 2.2 adalah bentuk fisik dari sensor GY302-BH1750 yang merupakan sensor

intensitas cahaya. Sensor ini dilengkapi dengan ic BH1750FVI yang dapat membaca

intensitas cahaya dari 1 lux hingga 65535 lux[16].

2.3 Relay Module 4 Channels 5V

Relay Module memiliki komponen relay 4 kanal, sehingga total 4 device yang bisa

dikontrol oleh mikrokontroler. Dilengkapi dengan optocoupler untuk melindungi pin

digital mikrokontroler dari arus balik.

Gambar 2.3 Relay Module 4 Channel 5V [17]

Spesifikasi :

4 channels relay

9

Working voltage = 5V

Maximum voltage/current rating = 10A 250VAC / 10A 28VDC

Gambar 2.3 adalah bentuk fisik dari Relay Module 4 Channel 5V. Relay Module

4 Channels 5V dapat dikontrol mengunakan mikrokontroler. Relay digunakan untuk

menghidupkan atau mematikan peralatan elektronik yang ada[17].

2.4 Driver Motor L298N

Driver motor L298N adalah chip buatan ST corporation. Memiliki fitur low heat,

outstanding anti interference performance. Tegangan hingga 46V, arus maksimal

3A, dan arus continue sebesar 2A, daya hingga 25W. Memiliki dua H-bridge high

voltage dan high current full-bridge yang bisa digunakan untuk menggerakan motor

DC dan stepper[18].

Gambar 2.4 Pin out driver motor L298N[18]

Spesifikasi :

Chip : L298N

Logical Voltage : 5V

Drive Voltage : 5V-35V

Logical current : 0 mA - 36mA

Drive current : 2A

Maximal power : 25W

Size :43×43×27 mm

Gambar 2.4 adalah pin out driver motor L298N. Driver motor L298N digunakan

untuk menggerakan motor DC sesuai perintah dari mikrokontroler.

10

2.5 Air Cooler

Air cooler memiliki fungsi untuk menyejukan suatu ruangan. Air cooler memiliki

kelebihan daripada air conditioner yaitu lebih hemat daya dan ramah linkungan

karena tidak mengunakan freon.

Gambar 2.5 Air cooler

Spesifikasi :

Catu Daya : 65 Watt

Kecepatan : 3 speed mode

Kapasitas penyimpanan air es : 6 Liter

Swing mode : ada

Ukuran : 36×30×76 cm

Aksesoris : 4 ice box blue

Gambar 2.5 adalah bentuk fisik dari air cooler. Alat ini mampu memberi udara yang

sejuk setara dengan AC. Pendingin ini masih menggunakan energi dari tenaga listrik.

Meskipun begitu alat ini membutuhkan bahan bakar lain seperti air es atau es batu

sebagai tambahan pada pendingin ini.

2.6 Mesin Kabut

Mesin kabut digunakan untuk menambah kelembaban suatu ruangan.

11

Gambar 2.6 Mesin kabut

Spesifikasi :

Catu daya : 220V

Konsumsi daya : 1/5 Hp

Kapasitas : 2,5 L/h

Penyimpanan air : 4 Liter

Berat : 8 Kg

Ukuran : 34.5x34.5x40 cm

Gambar 2.6 merupakan mesin penghasil kabut yang nantinya akan dikendalikan oleh

mikrokontroler melalui modul relay. Mesin kabut ini dipilih karena dapat

menghasilkan kabut sebanyak 2,5 liter per jam. Selain digunakan untuk pelembab

ruangan, apabila mesin kabut dinyalakan maka dapat membantu pendingin ruangan

untuk menurunkan suhu ruangan.

2.7 Kipas DC 24 V

Kipas DC 24 V digunakan untuk mengalirkan udara yang ada di dalam ruangan.

Gambar 2.7 Kipas DC 24 V

12

Gambar 2.7 merupakan kipas DC yang dapat diberi tegangan hingga 24 V. Kipas DC

ini dipilih karena dapat berputar lebih kencang sehingga efektif dalam mengurangi

kelemababan udara dalam ruangan. Alat ini memiliki ukuran yang kecil yaitu 12 ×

12 cm.

2.8 Halogen Reflector Bulb 300 Watt

Halogen Reflector Bulb 300 Watt dipilih karena dapat meningkatkan suhu ruangan.

Lampu bohlam dan halogen dapat memancarkan panas karena 90% dari daya listrik

akan diubah menjadi energi panas sedangkan 10% dari daya listriknya akan diubah

menjadi energi cahaya.

Gambar 2.8 Halogen Reflector Bulb 300 Watt

Spesifikasi :

Daya : 300 Watt

Warna : Kuning

Dapat menghasilkan panas hingga 60°C

Gambar 2.8 adalah Halogen Reflector Bulb 300 Watt yang nyalanya akan dikontrol

oleh mikrokontroler yang ada sesuai kebutuhan suhu yang dikehendaki pemilik

ruangan.

2.9 Lampu Led Sorot 100 Watt

Lampu led sorot 100 Watt merupakan lampu sorot dengan daya 100W yang mampu

menghasilkan cahaya maksimal 9000 lumen.

13

Spesifikasi :

Daya : 100 Watt

Lumen : 9000 lumen

Catu daya : 220 Volt

Tipe LED SDM

Ukuran : 33 cm × 28,5 cm × 5,5 cm

Jangkauan sudut :120 ̊

Hemat energi 80%

Warna : Putih

Gambar 2.9 Lampu led sorot 100 Watt

Gambar 2.9 berfungsi sebagai sumber cahaya. Warna putih dipilih karena memiliki

lumen tinggi serta spektrum warna yang mendekati lengkap. Walaupun tanamanan

hanya membutuhkan spektrum warna merah, ungu dan biru tapi apabila tanaman

tersebut kekurangan intensitas cahaya maka pertumbuhannya akan terhambat. Jadi

warna putih dengan lumen tinggilah yang dipilih karena dapat memenuhi kebutuhan

intensitas cahaya tanaman.

2.10 Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560 adalah papan pengembangan mikrokontroler yang berbasis

teknologi mikrokontroler arduino dengan menggunakan chip ATmega2560[19].

14

Gambar 2.10 Arduino Mega 2560

Spesifikasi :

Chip mikrokontroler : ATmega2560

Tegangan operasi : 5V

Tegangan input(yang direkomendasikan, via jack DC) : 7V-12V

Tegangan input(limit, via jack DC) : 6V-20V

Digital I/O pin : 54 buah

Analog input pin : 16 buah

Arus dc per pin I/O : 20 mA

Arus DC pin 3.3V : 50mA

Memori flash : 256 KB

SRAM : 8 KB

EEPROM : 4 KB

Clock speed : 16Mhz

Ukuran : 101,5×53,4 mm

Berat : 37 g

Gambar 2.10 adalah board mikrokontroler arduino mega 2560. Arduino mega 2560

memiliki fitur lengkap untuk sebuah board mikrokontroler. Mikrokontroler arduino

mega 2560 digunakan karena board mikrokontroler ini memiliki 54 pin digital i/o

yang nantinya digunakan sebagai masukan ataupun keluaran dari alat.

15

2.11 Modul I2C LCD 16×4

Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua

arah menggunakan dua saluran yang didisain khusus untuk mengirim maupun

menerima data.

Gambar 2.11 Modul I2C

Gambar 2.11 adalah bentuk fisik dari module I2C LCD 16×4. Sistem I2C terdiri dari

saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data

antara I2C dengan pengontrolnya. Piranti yang dihubungkan dengan sistem I2C Bus

dapat dioperasikan sebagai master dan slave. Master adalah piranti yang memulai

transfer data pada I2C Bus dengan membentuk sinyal start, mengakhiri transfer data

dengan membentuk sinyal stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah

piranti yang dialamati master[20].

2.12 LCD 20×4

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan

kristal cair sebagai penampil utama[21].

Gambar 2.12 LCD 20×4[21]

16

Gambar 2.12 adalah LCD 20×4 memiliki 16 pin yang nantinya akan dihubungkan ke

modul I2C yang ada. Alat ini akan digunakan untuk menampilkan data ataupun

untuk mengatur iklim mikro yang dikehendai oleh pemilik greenhouse.

2.13 Keypad 4×4

Keypad 4×4 adalah rangkaian tombol yang berfungsi untuk memberi sinyal pada

suatu rangkaian dengan menghubungkan jalur-jalur tertentu[22].

Gambar 2.13 Keypad 4×4[22]

Gambar 2.13 adalah keypad 4×4 akan digunakan untuk mengatur kebutuhan iklim

mikro tanaman pada arduino. Masukan yang diberikan oleh pengguna akan

ditampilkan di layar LCD 20×4.