model pengaturan suhu dan kelembaban pada ruang …perpustakaan.fmipa.unpak.ac.id/file/e-jurnal...
TRANSCRIPT
1
Model Pengaturan Suhu Dan Kelembaban Pada Ruang
Jamur Tiram Menggunakan Sensor Dht11 DanMikrokontroler
ATMega328
Andika Abdullah., Prof. Dr. Ing. Soewarto Hardhienata, Andi Chairunnas, S.Kom, M.Pd
email : [email protected]
Program Studi Ilmu Komputer FMIPA Universitas Pakuan
Jamur tiram putih adalah salah satu jamur kayu yang dapat dikonsumsi serta
mempunyai kandungan gizi tinggi seperti karbohidrat, kalsium, protein, zat besi, lemak,
kalium, dan fosfor sangat diminati oleh masyarakat sebagai sayuran favorit. Dalam
budidaya jamur tiram perlu perawatan khusus karena jamur tiram rentan terhadap penyakit
sehingga pertumbuhan jamur akan terhambat, salah satunya suhu dan kelembaban yang
dapat mempengaruhi pertumbuhan jamur. Masalah yang dihadapi ialah budidaya lebih
sering memperkirakan kondisi suhu dan kelembaban hanya dengan merasakan panas di
dalam ruangan. Dengan perkembangan teknologi yang telah maju dan pesat dalam
perkembangan dunia elektronika ini dimanfaatkan dalam pembuatan model pengatur suhu
dan kelembaban ruangan jamur tiram menggunakan mikrikontroler ATMega328 dan
sensor Dht11. Alat ini akan mempermudah budidaya untuk mengetahui nilai suhu dan
kelembaban didalam ruangan dan untuk mengatur suhu dan kelembaban didalam ruangan
agar tetap stabil dengan kipas dan lampu menyala dan mati secara otomatis agar dalam
pertumbuhan jamur tiram tumbuh dengan kualitas yang baik.
Kata Kunci : sensor DHT pengontrol suhu dan kelmbaban ruangan, Arduino Uno
1. Pendahuluan
Kesehatan merupakan salah satu
kebutuhan hidup manusia. Manusia
membutuhkan kesehatan sebagai asuransi
khusus untuk melakukan segala macam
aktivitas keseharianya. Salah satu
pembangunan dari kesehatan tersebut
adalah kebutuhan gizi dan nutrisi yang
mencukupi. Gizi dan nutrisi yang
terpenuhi dapat membantu manusia dalam
menjaga kondisi kesehatannya.
Kebutuhan gizi dan nutrisi dapat
diperoleh dari banyak sumber. Sumber
tersebut adalah dari makanan yang dapat
berupa vitamin maupun makanan-
makanan alami. Makanan alami
merupakan salah satu sumber gizi terbaik
karena dapat memberikan gizi dan nutrisi
secara alami tanpa perlu melalui proses-
proses pengolahan kimia.
Berdasarkan latar belakang di atas,
Makanan alami dapat diperoleh dari
banyak hal. Salah satu sumber alami yang
dapat dikonsumsi secara langsung adalah
melalui tumbuhan. Beberapa tumbuhan
memiliki kandungan gizi dan nutrisi yang
baik apabila dikonsumsi oleh manusia.
Salah satu tumbuhan yang memiliki
kandungan gizi nutrisi yang baik adalah
jamur tiram. Jamur tiram (Pleurotus
ostreatus) adalah jenis jamur kayu yang
memiliki kandungan nutrisi dan gizi lebih
tinggi dibandingkan dengan jamur lainya.
Jamur tiram mengandung 18 macam
amino yang dibutuhkan oleh manusia dan
tidak mengandung kolestrol.
Jamur tiram memiliki pertumbuhan
yang sangat dipengaruhi oleh kondisi
lingkungan disekitarnya. Jarum tiram
2
biasanya tumbuh berkembang dibawah
pohon berdaun lebar atau dibawah
tanaman berkayu.Jamur tiram dapat
tumbuh dengan baik diketinggian hingga
600 m dpl.Idealnya, daerah tersebut
memiliki kisaran suhu 15-30º C dan
kelebihan 80-90%. Pertumbuhan tidak
membutuhkan intesitas cahaya yang tinggi
dan berkembang baik pada media tanaman
yang agak masam, yakni pada PH 5.5-7.
Di daerah dataran rendah (suhu ±30º C)
diperlukan otomatisasi suhu dan
kelembaban pada ruang jamur tiram
karena penyiraman pada ruangan budidaya
jamur dengan menyemprotkan butiran-
butiran air dipermukaan tanah. Hal ini
kurang efisien karena menguras tenaga,
waktu, dan air untuk melembabkan
ruangan dengan cara menyemprotkan air
secara otomatis dengan waktu yang
ditentukan.(agromedia pustaka 2008).
Suhu
Suhu adalah besaran numerik
untuk mengetahui derajat panas atau
dingin pada suatu benda. Suhu juga dapat
didefinisikan sebagai suatu besaran
termodinamika yang menunjukkan
besarnya energi kinetik translasi rata-rata
molekul dalam sistem gas. Suhu juga
disebut temperatur dan disebut
temperature dalam bahasa Inggris.
Kelembaban
Kelembaban udara relatif (atau
RH, Relative Humidity), adalah rasio
antara tekanan uap air aktual pada
temperatur tertentu dengan tekanan uap air
jenuh pada temperatur tersebut. Pengertian
lain dari Kelembapan adalah perbandingan
antara jumlah uap air yang terkandung
dalam udara pada suatu waktu tertentu
dengan jumlah uap air maksimal yang
dapat ditampung oleh udara tersebut pada
tekanan dan temperatur yang sama.
Sensor DHT11
DHT11 adalah sensor digital yang
dapat mengukur suhu dan kelembaban
udara di sekitarnya. Sensor ini sangat
mudah digunakan bersama dengan
Arduino. Memiliki tingkat stabilitas yang
sangat baik serta fitur kalibrasi yang
sangat akurat. Koefisien kalibrasi
disimpan dalam OTP program memory,
sehingga ketika internal sensor mendeteksi
sesuatu, maka module ini menyertakan
koefisien tersebut dalam kalkulasinya.
Gambar 1. sensor DHT11
GSM Shield V.2 GSM Shield atau GPRS (General
Packet Radio Service) Shield merupakan
produk untuk keperluan wireless Arduino
Anda. Beroperasi pada frekuensi
GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz
untuk keperluan pengiriman suara, SMS,
dan data dengan konsumsi data yang
rendah. Shield GPRS ini dikendalikan
menggunakan AT commands (GSM 07.07
,07.05 dan SIMCOM enhanced AT
Commands). Kompatible dengan board
Arduino UNO, Duemilanove, Seeeduino,
dan Mega, dan Arduino kompatible
lainnya.
Gambar 2. GSM Shield V.2
3
Ardiuno Uno
Arduino Uno adalah board
mikrokontroler yang di dalamnya terdapat
mikrokontroler, penggunaan jenis
mikrokontrolernya berbeda – beda
tergantung spesifikasinya. Pada Arduino
Uno diguanakan mikrokontroler berbasis
ATmega 328. Memiliki 14 pin input dari
output digital dimana 6 pin input tersebut
dapat digunakan sebagai output PWM dan
6 pin input analog, 16 MHz osilator
kristal, koneksi USB, jack power, ICSP
header, dan tombol reset.
Gambar 3. Arduino Uno Lampu
Lampu pijar atau bola lampu pijar
adalah suatu perangkat yang menghasilkan
cahaya dengan memanaskan kawat
filamen sampai suhu tinggi sampai
bersinar. Filamen panas dilindungi dari
oksidasi di udara dengan pelindung yang
terbuat dari kaca yang diisi dengan gas
inert atau dievakuasi. Dalam sebuah lampu
halogen, evaporasi filamen dicegah oleh
proses kimia yang redeposits logam uap ke
filamen untuk memperpanjang
keaktivannya. Bola lampu disuplai dengan
arus listrik dengan feed-melalui terminal
atau kawat yang melekat pada kaca.
Lampu Kebanyakan digunakan dalam
soket yang memberikan dukungan
mekanis dan sambungan listrik.
Gambar 4. Lampu
Kipas
Kipas adalah suatu alat yang
berfungsi untuk menggerakkan udara agar
berubah menjadi angin, beberapa
fungsinya antara lain adalah untuk
pendingin udara, penyegar udara, ventilasi
(exhaust fan), dan pengering (umumnya
memakai komponen penghasil panas).
Kita dapat menemukan kipas angin pada
peralatan rumah tangga di rumah,
misalnya yang ada di dalam alat penyedot
debu/vacuum cleaner dan beberapa
ornamen untuk dekorasi ruangan.
Gambar 5. Kipas Fan
2. Metode
Penelitian ini dilaksanakan mulai
Bulan Februari 2016 sampai April 2016.
Penelitian dilaksanakan di Peternakan
Mang Kardi Desa Sukajaya Rt.02/05
Kecamatan Sukajaya Kabupaten Bogor.
Bahan Penelitian :
1. Arduino Uno R3 (ATmega328)
2. Sensor DHT11
3. Fan
4. Adaptor 12V
4
5. Driver Motor L298N
6. Kabel AWG-22
7. Lampu
8. GSM ShieldV.1
9. LCD 16x2
10. Kartu SIM
11. Dimmer
12. Kumbung jamur 12cm x 6cm
.
Alur Sistem
Sistem ini menggunakan Arduino
UNO yang berkomunikasi dengan
komunikasi serial melalui GSM shield.
Input sistem berupa sensor DHT11 yang
berfungsi sebagai komponen untuk
memonitor suhu dan kelembaban kandang
ayam broiler. Kontrol sistem
menggunakan Mobile Phone yang
terintegrasi dengan Arduino UNO melalui
komunikasi GSM Shield dengan pesan
sms. Output sistem yaitu berupa kipas, lcd
dan lampu.
Gambar 6. Sketsa Alur Sistem
Model pemantau suhu dan
kelembaban kumbung jamur ini memiliki
prinsip kerja dengan memberi tegangan
sebesar 9V ke modul microcontroller,
kemudian indikator pada modul GSM
shield akan aktif. Setelah indikator pada
GSM shield aktif, GSM shield siap
digunakan untuk kirim sms informasi suhu
dan kelembaban, data suhu dan
kelembaban akan terlihat pada layar lcd
16x2 jika sensor telah melakukan kalibrasi
dan kemudian mendeteksi suhu dan
kelembaban. Jika suhu mencapai range yg
telah ditentukan dan terdeteksi panas maka
kipas akan otomatis berputar cepat sesuai
dengan keadaan suhu dan kelembaban saat
itu. Jika suhu terdeteksi Normal maka
kipas akan berputar lebih lambat,
sedangkan jika suhu terdeteksi dingin
maka kipas akan off. Sedangkan
sebaliknya jika suhu kandang dingin maka
lampu otomatis akan menyala. Informasi
kondisi suhu dan kelembaban akan dikirim
ke mobile phone via sms menggunakan
gsm shield v1. Mobile phone akan
menerima informasi suhu dan kelembaban
dan dapat mengontrol nyala kipas dan
lampu.
Penerapan Algoritma Pada Sistem
Dalam membuat model pengatur
suhu dan kelembaban kandang ayam
broiler ini ini menggunakan pengaturan
kontrol PWM (Pulse Width Modulation)
sebagai berikut :
1. Penerapan Kontrol PWM (Pulse Width
Modulation) Komponen penggerak yang
diimplementasikan pada model pengatur
suhu dan kelembaban kandang adalah
kipas DC, dimana untuk mengatur
kecepatan putaran kipas DC perlu
diterapkan kontrol PWM (Pulse Width
Modulation) yang berfungsi sebagai
pengatur lebar pulsa (Duty Cycle)
direpsentasikan dalam benttuk %
(persentase) dengan range 0% sampai
dengan 100%. Fitur PWM (Pulse Width
Modulation) pada ATMega328 memiliki
resolusi sebesar 8 bit = 28 jadi 100% dari
PWM bernilai 256, dengan range 0-255.
Kondisi PWM yang diimplementasikan
pada model pengatur suhu dan
kelembaban kandang adalah
“kencang”=100%, “pelan”=50%, dan
“mati”=0
5
Gambar 7. Penewaran PWM
Desain Mekanis 1. Penempatan komponen-komponen
elelktonik dibuat semaksimal mungkin
untuk menghasilkan kinerja sistem yang
optimal
2. Massa keseluruhan sistem dibuat
seminimal mungkin, karena itu model
pengatur suhu dan kelembaban kandang
ayam broiler dibuat dengan menggunakan
bahan dasar akrilik.
3. Bentuk dan ukuran model pengatur suhu
dan kelembaban kandang ayam broiler
dibuat dengan bentuk persegi panjang
untuk menghasilkan bentuk akhir yang
ideal
Gambar 8. Desain Mekanik
Desain Elektrik Dalam desain sistem elektrik
terdapat beberapa hal yang harus
diperhatikan, antara lain :
1. Sumber catu daya
Catu daya yang akan digunakan
pada rangkaian model pengatur suhu dan
kelembaban kandang ayam ini
menggunakan dua sumber catu daya,
seperti berikut :
a. Sumber catu daya sebesar 12 VDC
digunakan pada modul driver l298n,
dimana modul mikrokontroler model
pengatur suhu kandang bekerja pada arus 6
VDC selanjutnya sumber catu daya akan
menyuplai arus ke masing-masing
komponen. Tegangan yang masuk ke
sensor DHT11 dan GSM Shield sebanyak
5 VDC.
2. Microcontroller
Microcontroller yang akan
digunakan dalam penelitian ini,
menggunakan modul microcontroller
Arduino UNO R3 IC mikrokontroler
ATMega328 untuk model pengatur suhu
dan kelembaban kandang
3. Desain sistem kontrol
Desain sistem kontrol untuk
mendukung sistem ini menggunakan
software Arduino IDE untuk
menerjemahkan listing program dalam
bentuk bahasa pemrograman C.
Gambar 9. Desain Elektrik Fritzing
6
Perancangan Hardware
Gambar 10. Desain Sistem Keseluruhan
Desain Perangkat Lunak
Pembuatan perangkat lunak terdiri dari
desain software pada model sistem
keamanan ruangan
Gambar 11. Flow Chart Sistem
3. Hasil Pembahasan
Bagian utama pada model sistem
pengatur suhu dan kelembaban kumbung
jamur terdapat sensor DHT 11 yang
terintegrasi dengan mobiletphone yang
berfungsi sebagai komponen untuk
memonitor suhu dan kelembaban di dalam
ruangan.
.
Gambar 12. Bagian Utama Sistem
Uji coba struktural dilakukan untuk
menguji apakah rangkaian sistem yang
dibangun sudah sesuai berdasarkan jalur-
jalur pada konsep sistem yang
direncanakan. Pada tahap ini dilakukan
pengujian yang bertujuan untuk
mengetahui apakah modul-modul
elektronik sudah terhubung dengan benar
sehingga sistem dapat berjalan berfungsi
dengan baik dan memiliki performa serta
fungsi yang sesuai dengan rancangan.
Tabel 1. Pengujian Struktural N
o Komponen Sistem Terhubung Dengan
Keteranga
n
1
Arduino Uno
R3 (Arduino
1)
DHT11 Pin 2 Terhubung
Motor
Driver Pin 8,9,10 Terhubung
2
Arduino Uno
R3 (Arduino
2)
Servo Pin 7 Terhubung
LCD Analog 4 dan Analog 5 Terhubung
DHT11 Pin 2 Terhubung
Pada pengujian Arduino UNO R3
dilakukan dengan cara memberikan
tegangan 12 V. Setelah itu output tegangan
dicek pada pin 5V yang dihubungkan
dengan phobe positif dan pin GND yang
dihubungkan dengan negative pada
multimeter.
7
Gambar 13. Pengujian Arduino
Tabel 2. Pengujian Arduino Uno Tegangan Input Output Tegangan
12V 4.92 VDC
Dari pengujian tersebut tegangan
input 12V berasal dari daya adaptor.
Output dari Arduino UNO mengeluarkan
daya sebesar 5V dimana komponen
elektronik seperti sensor DHT 11 dan Lcd
dapat bekerja dengan daya 3V sampai 5V,
output tegangan yang dikeluarkan Arduino
UNO dikonversi oleh IC regulator untuk
menyesuaikan tegangan yang dibutuhkan
oleh komponen elektronik.
Pengujian sensor dht 11 dilakukan
dengan cara memberikan tegangan 12V
dan 0 V ke Arduino UNO yang ada pada
model pengatur suhu dan kelembaban dan
menghubungkan pin 2, GND, dan VCC
pada sensor dht 11. Setelah itu output
tegangan dicek pada pin dht 11 yang
dihubungkan dengan phobe positif dan pin
GND yang dihubungkan dengan negatif
multimeter.VCC dan pin GND yang
dihubugkan dengan phobe positive
negative multimeter.
Gambar 14. Pengujian DHT11
Tabel 3. Pengujian Sensor E18-D80NK Tegangan
Arduino
Input
Tegangan
E18-D80NK
Keterangan
5V 5VDC Aktif
0V 0VDC Tidak Aktif
Pada pengujian GSM Shield dilakukan
dengan cara memberikan tegangan 5V dan
0V keArduinoUNO dan menghubungkan
seluruh pin pada arduino uno. Setelah itu
output tegangan dicek pada pin GSM
Shield yang dihubungkan dengan phobe
positif dan pin GND yang dihubungkan
dengan negatif pada multimeter.
Gambar 15. Pengujian GSM Shield
Tabel 4. Pengujian GSM Shield Tegangan
Arduino
Input Tegangan
GSM Shield Keterangan
5V 5VDC Aktif
0V 0VDC Tidak Aktif
Uji Coba Validasi Gsm Shield
Uji coba dilakukan dengan menguji
kecocokan sistem yang telah dibuatdengan
8
memvalidasi pada masing-masing blok
rangkaian yang bertujuan untuk
mendapatkan hasil yang sesuai.
Tabel 5. Uji Coba Validasi
N
o
Pengujia
n
Hasil
yang
Diharapk
an
Hasil
Pengujia
n
Stat
us
1.
Saat suhu
mengalam
i
perubahan
Paired
dengan
mobilepho
ne
Gsm
shield
mengirim
sms
setiap
perubaha
n nilai
suhu
Aktif
2.
Connectgs
m shield
dengan
kondisi
led
indikator
pada gsm
shield
tidak
menyala
Tidak
Pairing
dengan
mobilepho
ne
tidak
dapat
mengirim
pesan sms
Tida
k
Aktif
3.
Suhu &
kelembab
an pada
kondisi
tertentu
ATMega
328
mengirim
data yang
di dapat
oleh
sensor
DHT11
Gsm
shield
mengirim
data suhu
&
kelembab
an saat ini
Aktif
4.
Power
key on
tidak
ditekan
Tidak
terhubung
dengan
mobilepho
ne
Tidak
dapat
mengirim
data suhu
&
kelembab
an
Tida
k
Aktif
4. Kesimpulan Model sistem pengatur suhu dan
kelembaban ini menggunakan dua Arduino
Uno R3 ATMega328, GSM Shield, Relay,
Motor Driver l298N, Sensor DHT11,
Kipas dan mobilephone.
Input sistem menggunakan sensor DHT11
yang akan ditampilkan pada lcd 16x2 dan
akan dikirim via pesan menggunakan gsm
shield sebagai monitoring suhu dan
kelembaban ruang jamur.
Terdapat tiga kondisi ketika
arduino menerima inputan dari gsm shield
yaitu ”suhu panas & kelembaban kering”,
”suhu normal & kelembaban normal”,
”suhu dingin & kelembaban basah”.Jarak
jangkauan sensor dht11 dengan transmisi
sinyal maksimal 2 m, sedangkan pada gsm
shield jarak jangkauan tidak terbatas dan
hanya dibatasi oleh keadaan sinyal.
Output sistem berupa kipas dan lampu
on/off dan informasi suhu dan kelembaban
kandang yang ditampilkan pada lcd dan
via pesan singkat sms.
DAFTAR PUSTAKA
SeeedStudio.2013. Pengertian Jamur
Tiram
Arif Sulaiman. 2012. Arduino
Mikrokontroler Pro
(https://www.balai elektronika.com
15 Januari 2016).
Arif Zakariya. 2012. Komunikasi Serial
Mikrokontroler
(http://arifzakariya.blog.ugm.ac.id
13 Februari 2016).
SeeedStudio.2008. GSM SHIELD V.2,
Amazon.
Hasan B J. 2013. Sejarah
KipasAngin(https://perawatanrtdonto.blog
spot.co.id/2013/08/sejarah-kipas-
angin.html).
.