model pengatur suhu dan kelembaban …perpustakaan.fmipa.unpak.ac.id/file/e-jurnal mamun...

MODEL PENGATUR SUHU DAN KELEMBABAN RUANGAN

BUDIDAYA KROTO BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO

Ma’mun Nawawi, Prihastuti Harsani ¹ dan Deden Ardiansyah ²

Program Studi Ilmu Komputer-FMIPA Universitas Pakuan

Jl. Pakuan PO BOX 452, Bogor

Telp/Fax (0251) 8375 547

Email : [email protected]

Abstrak

Perkembangbiakan semut rangrang sangat dipengaruhi oleh suhu ideal

dan kandungan makanannya. Bahwa pada suhu 30C, siklus kehidupan telur

(kroto), larva, pupa dan menjadi semut kecil berkisar 28 hari. Model pengatur ini

merupakan suatu sistem pengontrol untuk mengendalikan suhu yang ada dalam

ruangan dengan menggunakan mikrokontroler arduino dan sensor DHT11

sebagai inputannya serta tampilan informasi suhu dan kelembaban akan

ditampilkan oleh LCD. Program yang digunakan dalam sistem ini menggunakan

bahasa program assembly. Model ini dapat mengendalikan suhu antara 26 ˚C- 32

˚C dan kelembaban 65% - 85% agar suhu dan kelembaban ruangan tetap stabil.

Untuk mengatur suhu dan kelembabannya digunakan alat yaitu kipas, lampu, dan

humidifier.

Kata Kunci : Budidaya Kroto, DHT11, Mikrokontroller Arduino.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Perkembangbiakan semut rangrang

sangat dipengaruhi oleh suhu ideal dan

kandungan makanannya. Bahwa pada suhu

30C, siklus kehidupan telur (kroto), larva,

pupa dan menjadi semut kecil berkisar 28

hari. kandungan makanan untuk telur

(kroto), larva dan pupa mempengaruhi

kualitas dan hasilnya. Bukan waktu dan

kuantitasnya. Jika suhu ideal dan

kandungan makanannya tepat atau minimal

mendekati, maka perkembangbiakan semut

rangrang bisa sesuai dengan waktu alami

perkembangbiakannya jika suhu terlalu

panas, telur (kroto), larva dan pupa akan

mengering lalu mati. Jika suhu terlalu

dingin, embrio dalam telur (kroto), larva

dan pupa tidak akan berkembang. Adapun

suhu yang ideal bagi koloni semut adalah

26 - 32 derajat selsius, dengan tingkat

kelembaban 65% - 85 %. (Ross, H. C,.

2010)

Berdasarkan hal tersebut, maka

diusulkan alat ini menggunakan sensor

DHT11 yang berfungsi sebagai inputan

untuk membaca suhu dan kelembaban

ruangan yang mempunyai kisaran

pengukuran dari 20%-90%RH, dan akurasi

absolute 0,5% RH. Sedangkan akurasi

pengukuran suhu 0-50°C kesalahan 2°C.

Mikrokontroler Atmega328 sebagai

pemroses. LCD(Liquid Crystal Display)

sebagai penampil untuk nilai suhu dan nilai

kelembaban pada area sarang kroto. Pada

saat suhu mencapai >=32° Kipas akan

bekerja untuk menurunkan suhu, humidifier

digunakan untuk menaikkan kelembaban,

dan jika suhu <=26° lampu akan menyala

untuk menaikkan tingkat suhu.

DASAR TEORI

mailto:[email protected]

Mikrokontroller

Mikrokonktroler digunakan dalam produk

dan alat yang dikendalikan secara

automatis, seperti sistem kontrol mesin,

Remote controls, mesin kantor, peralatan

rumah tangga, alat berat, dan mainan.

Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan

konsumsi tenaga dibandingkan dengan

mendesain menggunakan mikroprosesor

memori, dan alat input output yang terpisah,

kehadiran mikrokontroler membuat kontrol

elektrik untuk berbagai proses menjadi

lebih ekonomis. Dengan penggunaan

mikrokontroler ini maka :

a. Sistem elektronik akan menjadi lebih

ringkas

b. Rancang bangun sistem elektronik akan

lebih cepat karena sebagian besar dari

sistem adalah perangkat lunak yang

mudah dimodifikasi

c. Pencarian gangguan lebih mudah

ditelusuri karena sistemnya yang

kompak

Agar sebuah mikrokontroler dapat

berfungsi, maka mikrokontroler tersebut

memerlukan komponen eksternal yang

kemudian disebut dengan sistem minimum.

Untuk membuat sistem minimal paling

tidak dibutuhkan sistem clock dan reset,

walaupun pada beberapa mikrokontroler

sudah menyediakan sistem clock internal,

sehingga tanpa rangkaian eksternal pun

mikrokontroler sudah beroperasi.

Yang dimaksud dengan sistem

minimal adalah sebuah rangkaian

mikrokontroler yang sudah dapat digunakan

untuk menjalankan sebuah aplikasi. Sebuah

IC mikrokontroler tidak akan berarti bila

hanya berdiri sendiri. Pada dasarnya sebuah

sistem minimal mikrokontroler AVR

memiliki prinsip yang sama. (Syahrul,

2012).

Penelitian Terdahulu

Dimas Bangkit W ,(2012) : Mikrokontroler

yang digunakan yaitu AT8535 dan Sensor

SHT 11 sebagai inputan.

METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan pada pembuatan

“Model Pengatur Suhu dan Kelembaban

Ruangan Budidaya Kroto” ini adalah

dengan menggunakan arduino uno untuk

pemogramannya, dan menggunakan bahasa

assembly. Adapun siklus hidup dan

pengembangannya, atau bisaa disebut

motodelogi hardware programming seperti

gambar 9 :

Project

planning

research Parts testing

Mechanical

design

Electrical

design

Software

design

Fungtional

test

integration

Overall

testing

optimization

success

yes

no

Gambar 9. Motodelogi hardware

programming

4.1 Perencanaan Proyek Penelitian

(Project Planning)

Tahap perencanaan proyek

penelitian adalah kegiatan awal dari suatu

rangkaian kegiatan dalam proses pembuatan

sistem. Di bab ini membahas mengenai

rancangan dan implemetasi sistem pada

penelitian dengan judul “Sistem Notifikasi

Keamanan Sepeda Motor berbasis SMS

Menggunakan ATmega 328”. Berdasarkan

metode penelitian yang digunakan, mulai

dari perancanaan proyek penelitian sampai

dengan integrasi sistem.

4.1.1 Pengetesan Menggunakan

Program

Tahap ini ditentukan pengetesan

komponen-komponen yang akan digunakan

berfungsi dengan baik atau sebaliknya.

Pengetesan komponen dilakukan

menggunakan software arduino.

Pengetesan pada modul

mikrokontroler Arduino dilakukan dengan

merangkai skematik sistem minimum

mikrokontroler. Kemudian dilakukan proses

pembacaan dan penulisan program pada

mikrokontroler dengan port serial to USB

seperti gambar 11:

Gambar 11. Software Arduino

4.1.2 Perancangan Hardware (Alat)

Perancangan hardware secara

umum digambarkan pada blok diagram

seperti terlihat dalam gambar 12.

Gambar 12. Diagram Blok Sistem

Penjelasan dari diagram block

Model Pengatur Suhu dan Kelembaban

Ruangan Budidaya Kroto menggunakan

Mikrokontroler Arduino sebagai berikut:

a. Input

Pada alat ini,yang berfungsi

input adalah Sensor DHT 11

untuk membaca suhu dan

kelembaban di dalam ruangan.

b. Proses

Pada alat ini yang berfungsi

sebagai proses adalah

Mikrokontroler Arduino Uno.

c. Output

Pada alat ini. Yang berfungsi

sebagai output adalah LCD,

Kipas , lampu dan Humidifier.

4.1.3 Perancangan Skematik

Rangkaian

Perancangan rangkaian

menggunakan software Fritzing.

Perancangan rangkaian yang akan dibuat

ada tiga bagian, berikut ini rangkaian

skematik dari masing-masing rangkaian

tersebut :

a) Sistem ATMega328

Rangkaian ini berfungsi sebagai

pengendali dari sebuah sistem

mikrokontroler.

b) Sensor DHT11

Rangkaian ini digunakan untuk

mengukur suhu dan kelembaban

udara di sekitarnya.

c) LCD

Rangkaian modul lcd merupakan

rangkaian keluaran dari

mikrokontroler yang digunakan

sebagai display.

d) Dimmer

Rangkaian ini berfungsi sebagai

saklar yang dikendalikan oleh

mikrokontroler sesuai dengan kondisi

yang telah di tentukan.

e) Lampu

Rangkaian ini digunakan untuk

memanaskan ruangan.

f) Kipas

Kipas digunakan untuk menurunkan

suhu dan stabilkan kelembaban di

dalam ruangan.

g) Humidifier

Humidifier digunakan untuk

menaikkan kelembaban.

Gambar 13. Skematik Rangkaian

4.2 Desain Software (Software Design)

Pembuatan perangkat lunak sistem

harus mengutamakan cara kerja yang

efisien berikut flowchart dari desain

software yang digunakan. Flowchart

program utama terdapat pada gambar 14.

Gambar 14. Flowchart Program Utama

Penjelasan flowchart program utama:

1. Mulai

2. Baca suhu dan kelembaban

3. Tampilan suhu dan kelembaban di

LCD

4. Jika suhu <= 25oC maka kipas mati

dan lampu terang, jika suhu 26˚C -

32˚C maka kipas sedang dan lampu

redup, jika suhu >=33˚C maka kipas

cepat dan lampu mati..

5. Jika kelembaban kering <=64% maka

humidifier Aktif, jika kelembaban

normal 65% - 85% maka humidifier

Tidak Aktif, jika kelembaban basah

>=86% maka humidifier Tidak Aktif.

6. Jika masih ada arus listrik maka akan

kembali membaca suhu dan

kelembaban, jika tidak maka selesai.

a. Tahap Implementasi (Assembling)

Tahap assembling (pembuatan)

merupakan dimana seluruh obyek dibuat,

baik secara hardware (sistem dan rangkaian

pengontrol) serta secara software yang

merupakan compiler.

i.Assembling Hardware

Untuk membuat sistem dan

rangkaian pengontrol digunakan beberapa

perangkat keras seperti bor digunakan

untuk melubangi PCB dan black box atau

rangka agar menjadi lebih kokoh, solder

digunakan untuk memanaskan timah parti

untuk menyambungkan komponen-

komponen elektronik yang terdapat di

dalam sistem, sehingga sesuai dengan jalur

skematik yang sudah dibuat sebelumnya

dan masih banyak lainnya.

ii.Assembling software

Untuk compiler listing model

pengatur suhu dan kelembaban ruangan

budidaya kroto digunakan Arduino IDE

untuk didownload ke mikrokontroler.

Berikut assembling software yang terdapat

pada gambar 15:

Gambar 15. Compiler Program

Gambar 15 adalah proses

mengupload listing program kedalam

mikrokontroler 328 Arduino untuk diproses

dan menjalalankan sistem yang telah dibuat

yaitu sistem.

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Hasil Penelitian

Pada tahap sebelumnya telah

dijelaskan proses perancangan hingga

Model Pengatur Suhu Dan Kelembaban

Ruangan Budidaya Kroto menggunakan

Mikrokontroler Arduino. Model pengatur

suhu dan kelembaban ini dirancang dengan

cara sederhana menggunakan bahan akrilik

sebagai chasing dan penempatan komponen

elektronik. Untuk menemukan hasil akhir

yang sesuai dengan yang diinginkan,

meliputi pengujian hardware dan software,

yang digunakan dalam penelitian ini.

5.1.1 Bentuk Sistem

Pada bagian utama sistem terdapat

modul mikrokontroler arduino sebagai

pengendali sistem yang dan sensor DHT11

yang berfungsi sebagai komponen untuk

membaca suhu dan kelembaban.

Gambar 16. Bagian Utama Sistem

5.1.2 Bagian Input Sistem

Pada bagian kontrol sistem terdapat

catu daya, LCD, kipas, Motor servo, modul

mikrokontroler Arduino sebagai pengendali

sistem, sensor DHT11 untuk mendeteksi

adanya suhu dan kelembaban pada ruang

budidaya kroto.

Gambar 17. Bagian Pengendali Sensor

5.1.3 Bagian Catu Daya Sistem

Pada bagian catu daya sistem terdiri

dari catu daya DC dan catu daya AC. Catu

daya DC berfungsi menyuplai arus pada

mikrokontroler dan sensor sebesar 5 VDC

1A. Sedangkan catu daya AC berfungsi

untuk menyuplai arus pada ruang Lampu

sebesar 220VAC

Gambar 18. Bagian Sumber Arus Listrik

5.2 Pembahasan Sistem Pada tahap pembahasan sistem akan

dijelaskan mengenai bagaimana sistem

bekerja, mulai dari tahap awal pemberian

catu daya hingga tahap akhir eksekusi

perintah. Pada tahap awal sistem diberikan

daya ke modul mikrokontroler arduino,

kemudian memberikan inputan pada sensor

DHT11 untuk memproses output ketika

suhu >=33˚C maka kipas cepat dan lampu

mati, ketika suhu 26˚C - 32˚C maka kipas

sedang dan lampu redup, ketika suhu

<=25˚C maka kipas mati dan lampu terang.

Jika kelembaban kering <=64% maka

humidifier Aktif, kelembaban servo 65% -

85% maka humidifier Tidak Aktif, dan jika

kelembaban basah >=86% maka humidifier

Tidak Aktif. Selain output diatas LCD

menjadi indikator untuk menampilkan suhu

dan kelembaban yang terbaca oleh sensor

DHT11.

5.2.1 Pengujian Struktural

Pada tahap ini dilakukan pengujian

yang bertujuan untuk mengetahui apakah

jalur-jalur rangkaian sudah terhubung

dengan benar sehingga sistem dapat

berjalan berfungsi dengan baik. Pengujian

ini dilakukan dengan mengetes jalur-jalur

rangkaian menggunakan multimeter.

Berikut table hasil pengujian struktural

sistem.

Tabel 3. Pengujian struktural

5.2.2 Pengujian Fungsional



tegangan yang mengalir di dalam rangkaian

sudah sesuai dengan yang dibutuhkan.

Pengujian ini dilakukan dengan cara

mengetes tegangan output tiap komponen

dengan menggunakan multimeter.

5.2.3 Pengujian Modul Mikrokontroler

ATMega 328

Pada pengujian Modul

Mikrokontroller Arduino dilakukan dengan

cara memberikan tegangan 5VDC 1A pada

modul mikrokontroler ATMega328. Setelah

itu output tegangan dicek pada pin 5V yang

dihubungkan dengan phobe positif dan pin

GND yang dihubungkan dengan prhobe

negative multimeter.

Gambar 19. Modul Mikrokontroler

Arduino

N

o

Komponen

Sistem

Terhubu

ng

Dengan

Ketera

ngan

1 Arduino

DHT

11 Pin 2

Terhub

ung

LCD Pin

Analog 0

dan

Analog 1

Terhub

ung

Servo Pin 9, 10,

11

Terhub

ung

2 Lampu Dimmer Terhubu

ng

3 Kipas Dimmer Terhubu

ng

4 Humidifier Dimmer Terhubu

ng

Tabel 4. Pengujian modul mikrokontroler

Arduino

Tegangan Input Output Tegangan

5V 5 VDC

Dari pengujian tersebut diketahui

output mikrokontroler 5V mendekati

tegangan 5V yang sudah sesuai dengan

dibutuhkan oleh sensor.

5.2.4 Pengujian Sensor DHT11

Pada pengujian sensor DHT11

dilakukan dengan cara memberikan

tegangan 5VDC dari modul mikrokontroler

Arduino. Setelah itu output tegangan dicek

pada pin Vout yang dihubungkan dengan

phobe positif dan pin GND yang

dihubungkan dengan phobe negative

multimeter

Gambar 20. Sensor DHT11

Tabel 5. Pengujian sensor DHT11

Tegangan

Input

Output

Tegangan

Keterangan

5V 3.5 VDC Aktif

0 VDC Tidak Aktif

Dari pengujian tersebut diketahui

output sensor DHT11 akan bernilai LOW

jika output tegangan bernilai 0V sedangkan

output sensor bernilai HIGH jika output

tegangan bernilai 3.5V.

5.2.5 Pengujian Alat

Tabel 6. Hasil pengamatan

Sensor

DHT11

Ser

vo 1

Ser

vo 2

Ser

vo 3

Kipa

s

Lam

pu

Humi

difier

Suhu

<=25 ˚C

Kelemb

aban

>=86%

5˚ 170

˚ 5˚

Tida

k

Aktif

Tera

ng

Tida

k

Aktif

Suhu

>=26 -

<=32 ˚C

Kelemb

aban

<=65 -

>=85%

70˚ 20˚ 5˚ Seda

ng

Redu

p

Tida

k

Aktif

Suhu

>=33 ˚C

Kelemb

aban

<=64%

175

˚ 10˚

175

˚

Cepa

t

Tida

k

Aktif

Aktif

5.3 Pengujian Validasi



output sistem sudah sesuai dengan

kebutuhan penggunaan sistem. Pengujian

ini dilakukan dengan menganalisa kolerasi

inputan berupa sensor DHT11

5.3.1 Uji Coba Validasi Sensor Rotary

Encoder

Pada tahap uji coba validasi sensor

suhu akan dilakukan pengecekan pada

perubahan suhu ruangan

Tabel 7. Uji Coba Validasi Suhu <=25 ˚C

Kelem

baban

Suhu Kipas Lampu Humidifier

42% <=25 ˚C OFF Terang ON




69% <=25 ˚C OFF Terang OFF

Pada uji coba ini dilakukan ketika

kelembaban 42%,49%,52%,60%, dan 69%

Dengan suhu <=25˚C maka kipas akan mati

dan lampu akan terang ketika suhu dibawah

<=25 ˚C, sedangkan humidifier akan mati

pada saat kelembaban >=65%.

Tabel 8. Uji Coba Validasi Suhu >=33˚C

Kelem

baban

Suhu Kipas Lamp

u

Humidi

fier

82% >=33 ˚C Cepat Redup OFF




63% >=33 ˚C Cepat Redup ON

Pada uji coba ini dilakukan ketika

kelembaban 82%,77%,75%,73%, dan 70%

dengan suhu >=33˚C maka kipas akan

berputar cepat untuk menurunkan suhu dan

lampu akan redup, sedangkan humidifier

menyala pada saat kelembaban <=64%.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari beberapa tahap perancangan,

pembuatan dan pengujian Model Pengatur

Suhu Dan Kelembaban Ruangan Budidaya

Kroto ini dapat disimpulkan bahwa alat ini

menggunakan sensor DHT11 sebagain

input data suhu dan kelembaban yang akan

ditampilkan pada LCD 16x2, sedangkan

outputnya menggunakan kipas, lampu dan

humidifier. Output tersebut terhubung ke

dimmer agar arus yang dihasilkan dapat di

atur menggunakan servo.

Terdapat tiga kondisi ketika suhu <=

25˚ maka kipas mati dan lampu terang, jika

suhu 26˚ – 32˚ maka kipas sedang dan

lampu, dan suhu >= 33˚ maka kipas cepat

dan lampu mati, sedangkan untuk

kelembaban jika kelembaban <= 64% maka

humidifier akan aktif dan jika kelembaban

>= 90% maka humidifier akan mati. Suhu

ruangan untuk pengujian berpengaruh

terhadap suhu yang ada dalam model

tersebut, jadi setiap pengujian dilakukan

suhu dan kelembaban tidak bisa di prediksi

apakah hasilnya sesuai atau sebaliknya.

Saran

Dalam Model Pengatur Suhu Dan

Kelembaban Ruangan Budidaya Kroto ini

masih belum sempurna, sehingga

dibutuhkan penyempurnaan sistem yang

memiliki nilai fungsional kompleks.

Beberapa saran yang dapat dikembangkan

antara lain menggunakan sensor yang lebih

akurat membaca suhu dan kelembabanya,

Pada output dapat dikembangkan

menggunakan alat yang dapat menurunkan

suhu <=28, dan di sarankan menggunakan

metode fuzzy untuk mengatur perhitungan

output pada alat tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

D-Robotics. 2010. DHT11 Humadity &

Temperature Sensor.

http://droboticsonline.com 16 Juni

2015.

Dimas Bangkit. 2014. “Rancangan Sistem

Kontrol Suhu Dan Kelembaban Untuk

Proses Fermentasi Tempe Berbasis

Arduino Uno”, Jakarta.

Ebiet Van Heriyanto. 2014. “Rancang

Bangun Alat Pengering Gabah

Dengan Pengendali Suhu Dan

Kelembaban Ruang Berbasis Arduino

Uno R3”. Surabaya.

Febriyanto. 2012. Media Budidaya Semut.

http://krotojogja.com. 13 Maret 2016

Kadir, Abdul. 2012. Panduan Praktis

Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler

dan Pemrogramannya Menggunakan

Arduino. Ed. Ke-1. Andi, Yogyakarta.

Prayoga B. 2015. Kupas Tuntas Budi Daya

Kroto Cara Modern. Penebar Swadaya,

Jakarta.

Ross, H. C, Philip, S.N., Schluns &

Simon, K.A. 2010. A masterpiece of

evolution – Oecophylla weaver ants

(Hymenoptera: Formicidae).

Myrmecological News 13: 57-71.

Rush. 2014. Kendala Budidaya Semut

Rangrang.

http://bibitkroto99.blogspot.co.id/2014/

08/kendala-budidaya-semut-

rangrang.html. 30 Juli 2016

Saftari,firmansyah. 2014. Proyek Robotik

Keren dengan Arduino. Gramedia :

Jakarta.

Syahrul. 2012. Mikrokontroler AVR

ATmega8535. Informatika Bandung.

Bandung.

Utuy Triana. 2013. Beternak Kroto.

http://mariberternakrangrangkroto.blog

spot.co.id. 13 Maret 2016

model pengatur suhu dan kelembaban …perpustakaan.fmipa.unpak.ac.id/file/e-jurnal mamun...

Documents