PENGGUNAAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

Transkripsi

1 SKRIPSI PENGGUNAAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) UNTUK PENGENDALIAN KELEMBABAN UDARA DAN TEMPERATUR LARUTAN NUTRISI PADA BUDIDAYA TANAMAN HIDROPONIK DENGAN SISTEM EBB AND FLOW Oleh : HARIATUN KUSYUNARTI SAPTASARI F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2 PENGGUNAAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) UNTUK PENGENDALIAN KELEMBABAN UDARA DAN TEMPERATUR LARUTAN NUTRISI PADA BUDIDAYA TANAMAN HIDROPONIK DENGAN SISTEM EBB AND FLOW SKRIPSI Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departeman Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : HARIATUN KUSYUNARTI SAPTASARI F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

3 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR PENGGUNAAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) UNTUK PENGENDALIAN KELEMBABAN UDARA DAN TEMPERATUR LARUTAN NUTRISI PADA BUDIDAYA TANAMAN HIDROPONIK DENGAN SISTEM EBB AND FLOW SKRIPSI Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departeman Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : HARIATUN KUSYUNARTI SAPTASARI F Dilahirkan pada tanggal 16 Juni 1985 Di Bantul, Yogyakarta Tanggal Lulus : 17 Januari 2008 Menyetujui, Bogor, Januari 2008 Dr. Ir. Herry Suhardiyanto, MSc. Pembimbing Akademik Mengetahui, Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS. Ketua Departemen Teknik Pertanian

4 Hariatun Kusyunarti Saptasari. F Penggunaan Programmable Logic Controller (PLC) untuk Pengendalian Kelembaban Udara dan Temperatur Larutan Nutrisi pada Budidaya Tanaman Hidroponik dengan Sistem Ebb and Flow. Dibawah bimbingan Herry Suhardiyanto. RINGKASAN Programmable Logic Controller (PLC) adalah suatu peralatan pengendali yang dapat diprogram untuk berbagai keperluan dengan prinsip kerja on/off atau menyambung dan memutus arus listrik pada suatu instrumen. PLC dapat bekerja dengan multi input dan multi output. PLC pada awalnya diciptakan untuk menggantikan control relay dan microcontroler. Dewasa ini PLC telah memegang peranan penting pada sebagian besar sistem kontrol di bidang industri. Aplikasi PLC ini dapat dijumpai di pabrik-pabrik, bahkan di bidang pertanian. Akan tetapi, di Indonesia penggunaan PLC sebagai pengendali otomatis di bidang pertanian masih jarang, hal ini karena tingginya biaya investasi yang dikeluarkan untuk kontrol otomatis tersebut. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengaplikasikan PLC sebagai pengendali otomatis di bidang pertanian, serta merancang dan menguji sistem kendali berbasis PLC untuk pengendalian kelembaban udara lingkungan tanaman, pengendalian temperatur larutan nutrisi dan pengendalian pemberian larutan nutrisi secara terjadwal pada tanaman krisan yang dibudidayakan dengan hidroponik sistem ebb and flow. Penggunaan PLC untuk pengendalian suatu proses perlu dimulai dengan terlebih dahulu mengembangkan perangkat lunak sesuai dengan unjuk kerja yang ditetapkan. Pemrograman PLC dibuat menggunakan ladder diagram melalui software PLC CX-Programmer 2.1. Unjuk kerja berfungsinya PLC untuk menjalankan tugas sesuai dengan program yang telah dirancang harus didukung dengan adanya perangkat keras (rancang bangun kelistrikan). Perangkat keras ini merupakan rangkaian komponen-komponen listrik yang menghubungkan peralatan input dan output sebagai instrument unjuk kerja dari program yang telah dirancang. Pada penelitian ini PLC digunakan untuk mengendalikan budidaya tanaman krisan pada umur 4 minggu (fase vegetatif) dan umur 7 minggu (fase generatif). Melalui pengujian unjuk kerja sistem kendali diperoleh hasil bahwa PLC dapat bekerja sesuai dengan program yang dirancang. PLC ternyata dapat menjalankan tugas untuk mengatur pemberian larutan nutrisi ke tanaman secra terjadwal. Pompa sirkulasi larutan nutrisi aktif tepat pada waktu yang telah dirancang dalam program PLC, perendaman tanaman krisan dengan larutan nutrisi sesuai dengan lama waktu perendaman yang ditetapkan. PLC mengaktfkan katup solenoid sebagai saluran keluaran larutan nutrisi jika perendaman telah selesai dilakukan. Untuk pengendalian kelembaban udara PLC mengaktifkan pompa pengkabut jika sensor kelembaban udara mengukur kelembaban udara di bawah setpoint yang ditetapkan yaitu 70 %. Pompa pengkabut akan off jika kelembaban udara meningkat menjadi 70 %. Prinsip kerja sistem kendali temperatur larutan nutrisi hampir sama dengan sistem kendali kelembaban udara. PLC mengaktifkan mesin pendingin jika termokopel mengukur temperatur larutan nutrisi di atas setpoint yaitu 25 o C dan membuat mesin pendingin off jika temperatur larutan nutrisi turun menjadi 25 o C. Selain itu program yang dirancang juga difungsikan

5 untuk menyimpan data durasi waktu pengaktifan peralatan output dan menghitung on/off peralatan tersebut. Pemberian larutan nutrisi untuk tanaman krisan fase vegetatif dilakukan sebanyak dua kali sehari pada pukul dan dengan perendaman selama 10 menit. Durasi rata-rata pengaktifan pompa sirkulasi larutan nutrisi dengan level penuh 3 cm adalah 1 menit 16 detik dan durasi rata-rata pengaktifan katup solenoid selama 30 menit 19 detik. Pada tanaman krisan fase generatif, pemberian larutan nutrisi dijadwalkan setiap dua hari sekali pada pukul dengan perendaman selama 15 menit. Durasi rata-rata pengaktifan pompa sirkulasi larutan nutrisi dengan level penuh 5 cm adalah 2 menit dan durasi rata-rata pengaktifan katup solenoid selama 33 menit 31 detik. Untuk pengendalian kelembaban udara, jumlah on/off dan durasi rata-rata pengaktifan pompa pengkabutan dipengaruhi oleh kondisi cuaca. Pada saat cuaca cerah, pompa pengkabutan akan lebih sering aktif dan durasi pengaktifannya akan lebih lama dibanding pada saat cuaca mendung atau hujan. Untuk pengendalian temperatur larutan nutrisi, jumlah on/off dan durasi pengaktifan mesin pendingin juga berbeda-beda setiap harinya. Perubahan temperatur larutan nutrisi kemungkinan disebabkan oleh reaksi kimia yang terjadi dalam larutan nutrisi tersebut. Selain itu juga dipengaruhi oleh temperatur udara di sekitar mesin pendingin.

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bantul, Yogyakarta pada tanggal 16 Juni 1985 dari pasangan R. Suharjiyono (Alm) dan Wuryanti. Penulis merupakan anak ke tujuh dari tujuh bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD Negeri Pundung 1 Imogiri Bantul pada tahun 1997, kemudian melanjutkan sekolah di SMP Negeri 1 Imogiri Bantul dan lulus pada tahun Penulis kemudian melanjutkan pendidikan di SMU Negeri 7 Yogyakarta dan lulus pada tahun Penulis diterima menjadi mahasiswa Institut Pertanian Bogor pada tahun 2003 melalui jalur USMI (Ujian Seleksi Mahasiswa Institut Pertanian Bogor) dan diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama kuliah penulis aktif dalam organisasi kemahasiswaan sebagai staf Departemen Informasi dan Komunikasi Himateta-IPB periode Pada tahun 2006, penulis praktek lapangan di PT. Saung Mirwan, dengan topik Evaluasi Sistem Pemberian Larutan Nutrisi pada Budidaya Mawar (Rosa Hybrida L) dalam Greenhouse di PT. Saung Mirwan, Megamendung, Bogor, Jawa Barat. Penulis juga menjadi finalis pada Program Kreatifitas Mahasiswa (PKM) 2006 yang diselenggarakan di Malang, Jawa Timur. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, penulis melakukan penelitian dengan judul Penggunaan Programmable Logic Controller (PLC) untuk Pengendalian Kelembaban Udara dan Temperatur Larutan Nutrisi pada Budidaya Tanaman Hidroponik dengan Sistem Ebb and Flow.

7 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan laporan tugas akhir ini. Laporan tugas akhir ini disusun berdasarkan penelitian yang berjudul Penggunaan Programmable Logic Controller (PLC) untuk Pengendalian Kelembaban Udara dan Temperatur Larutan Nutrisi pada Budidaya Tanaman Hidroponik dengan Sistem Ebb and Flow. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah memberikan bantuan dan bimbingan sehingga penelitian dan penulisan laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan. Ucapan terima kasih penulis haturkan kepada : 1. Dr. Ir. Herry Suhardiyanto, MSc. sebagai dosen pembimbing akademik yang selalu memberikan bimbingan yang tak terhingga. 2. Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, MAgr. dan Yudi Chadirin, STP, MAgr. sebagai dosen penguji atas masukan dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak (Alm) atas kasih sayang dan dukungan selama Bapak mendampingi Ananda. Semoga Bapak beristirahat dengan tenang di sisi Allah SWT. 4. Ibu dan Kakak-kakak penulis serta Mas Dede yang telah mendoakan, memberikan kasih sayang dan dukungan berupa moral dan materi. 5. Bapak Ahmad, Mas Yani dan Mas Iwan atas bantuan teknisnya selama penelitian. 6. Indra Retnowati, Try Ryantini dan Rini Susilowati. Semoga persahabatan dan kebersamaan kita selalu terjalin dan menjadi bagian yang indah dalam hidup kita. 7. Dewi Nurna, Murniwaty dan teman teman TEP 40 serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang secara langsung maupun tidak langsung terlibat dalam penelitian dan penulisan laporan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan tugas akhir ini masih ada kekurangan. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi perkembangan Ilmu Pengetahuan. Bogor, Januari 2008 Penulis

8 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... ii DAFTAR TABEL... iv DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR LAMPIRAN... vi I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA... 3 A. Programmable Logic Controller (PLC) Komponen PLC Pemrograman PLC Timer dan Counter B. Greenhouse Temperatur Kelembaban Relatif Udara C. Hidroponik D. Tanaman Krisan (Chrysanthemum sp.) III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian B. Bahan dan Alat C. Prosedur Penelitian IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Rancang Bangun Perangkat Lunak PLC B. Rancang Bangun Perangkat Keras C. Sistem Kendali Pemberian Larutan Nutrisi D. Sistem Kendali Kelembaban Udara Lingkungan Tanaman E. Sistem Kendali Pendinginan Larutan Nutrisi... 40

9 V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 46

10 DAFTAR TABEL Tabel 1. Terminal I/O yang digunakan pada sistem kendali Table 2. Alokasi memori PLC OMRON seri CPM1-20CDR-A Tabel 3. Fungsi sakelar pada panel instrument Tabel 4. Hasil monitoring operasi pompa larutan nutrisi pada umur tanaman 4 minggu Tabel 5. Hasil monitoring operasi katup solenoid pada umur tanaman 4 minggu Tabel 6. Hasil monitoring operasi pompa larutan nutrisi pada umur tanaman 7 minggu Tabel 7. Hasil monitoring operasi katup solenoid pada umur tanaman 7 minggu Tabel 8. Hasil monitoring operasi pompa pengkabutan pada umur tanaman 4 minggu Tabel 9. Hasil monitoring operasi pompa pengkabutan pada umur tanaman 7 minggu Tabel 10. Hasil monitoring operasi mesin pendingin pada umur tanaman 4 minggu Tabel 11. Hasil monitoring operasi mesin pendingin pada umur tanaman 7 minggu... 41

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Klasifikasi PLC berdasarkan jumlah input/output... 4 Gambar 2. Blok diagram PLC... 7 Gambar 3. Gerbang AND, representasi ladder PLC dan tabel kebenarannya. 9 Gambar 4. Gerbang OR, representasi ladder PLC dan tabel kebenarannya... 9 Gambar 5. Gerbang NOT, representasi ladder PLC dan tabel kebenarannya.. 9 Gambar 6. Diagram Ladder Gambar 7. Diagram alir penelitian Gambar 8. Diagram blok sistem kendali berbasiskan PLC Gambar 9. Tampilan ladder diagram pada perangkat lunak CX-Programmer 26 Gambar 10. Temperature/humidity transducerthd-r-v Gambar 11. Tampilan panel instrument Gambar 12. Water level controller Gambar 13. Hubungan On/Off pompa pengkabutan dengan kelembaban udara (RH) pada tanaman krisan 4 minggu (Sabtu, 11 Agustus 2007).. 38 Gambar 14. Hubungan On/Off pompa pengkabutan dengan kelembaban udara (RH) pada tanaman krisan 7 minggu (Rabu, 22 Agustus 2007).. 39 Gambar 15. Hubungan On/Off mesin pendingin dengan temperatur larutan nutrisi pada tanaman krisan 4 minggu (Sabtu, 11 Agustus 2007) 41 Gambar 16.. Hubungan On/Off mesin pendingin dengan temperatur larutan nutrisi pada tanaman krisan 7 minggu (Rabu, 22 Agustus 2007) 42

12 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Ladder diagram untuk sistem kendali percobaan Lampiran 2. Diagram elektrik sistem kendali berbasis PLC Lampiran 3. Data pengamatan temperatur udara ( o C) dan kelembaban udara (RH) pada umur tanaman krisan 4 minggu Lampiran 4. Data pengamatan temperatur udara ( o C) dan kelembaban udara (RH) pada umur tanaman krisan 7 minggu Lampiran 5. Box panel instrument penelitian Lampiran 6. Perendaman larutan nutrisi pada tanaman krisan... 57

13 I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sebelum menggunakan PLC (Programmable Logic Controller), kebanyakan sistem kontrol mesin menggunakan sistem relay atau Electronic Card. Sistem ini sangat tidak praktis karena tidak bisa digunakan secara umum. Setiap mesin yang berbeda tipe membutuhkan Electronic Card yang berbeda. Akan tetapi, kemajuan teknologi dewasa ini telah mendorong penggunaan PLC untuk berbagai keperluan terutama dalam sistem kontrol atau kendali. Berbeda dengan sistem relay atau Electronic Card, PLC dapat digunakan secara umum pada semua tipe mesin karena yang harus diubah pada PLC hanya program aplikasinya untuk pengendalian masing-masing mesin tersebut. Istilah PLC sendiri berarti pengontrolan atau pengendali logika yang dapat diprogram dan direprogram. Dewasa ini, PLC telah memegang peranan penting pada sebagian besar sistem kontrol di bidang industri. Aplikasi PLC ini dapat dijumpai pada berbagai industri modern, seperti pada sistem pembangkit tenaga, pengecatan mobil, pengeboran, industri pengepakan makanan, bahkan di bidang pertanian. Perkembangan ini telah memberikan kemudahan dalam membuat performansi, mempertinggi kualitas dan menurunkan biaya produksi serta menghilangkan kebosanan terhadap pekerjaan rutin yang harus dilakukan oleh manusia. Sistem pengendalian greenhouse dan budidaya tanaman hidroponik secara otomatik sangat membantu operator. Akan tetapi pengendalian otomatik ini masih tergolong jarang di Indonesia. Hal ini karena tingginya investasi yang harus dikeluarkan untuk pemasangan instalasi sistem kendali otomatik yang cangih. Dengan kontrol otomatik pekerjaan dapat dilakukan secara cepat, masal dan dapat dioperasikan dalam waktu lama. Penelitian mengenai rancang bangun dan uji teknis sistem kendali berbasis PLC (Programmable Logic Controller) pada jaringan irigasi tetes hidroponik substrat pernah dilakukan oleh Fardiani (2002) dan Astuti (2003), yaitu dengan memasang sensor kelembaban pada media tanam untuk mengontrol pemberian

14 nutrisi pada tanaman melalui jaringan irigasi tetes. Selain itu penelitian mengenai rancang bangun dan pemanfaatan PLC juga telah dilakukan oleh Prabowo (2007), yaitu pemanfaatan PLC sebagai pengendali temperatur greenhouse, temperatur larutan nutrisi, pengendalian keasaman larutan nutrisi dan pemberian larutan nutrisi secara terjadwal pada sistem hidroponik ebb and flow. Sistem otomatik untuk pengendalian kondisi lingkungan di dalam greenhouse dan budidaya tanaman hidroponik dapat mengontrol input dan output yang banyak dengan satu mekanisme pengontrolan dengan menggunakan PLC. Pada penelitian ini digunakan PLC untuk membuat sistem pengendalian kelembaban udara dalam greenhouse, pengendalian temperatur larutan nutrisi dan pemberian larutan nutrisi secara terjadwal pada budidaya tanaman hidroponik sistem ebb and flow (rendam alir). B. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah merancang dan menguji penggunaan PLC (Programmable Logic Controller) dalam sistem kendali untuk pengendalian kelembaban udara, pengendalian temperatur larutan nutrisi dan pengendalian pemberian larutan nutrisi secara terjadwal pada tanaman krisan yang dibudidayakan dengan hidroponik sistem ebb and flow.

15 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Programmable Logic Controller (PLC) Programmable Logic Controller (PLC) menurut National Electrical Manufacturing Association (NEMA) adalah pengendali yang dapat diprogram secara logika yang dibuat untuk keperluan industri. Perangkat ini menggunakan program memori untuk instruksi penyimpanan internal, dan dapat mengimplementasikan fungsi, khususnya logika sequencing (urutan), timming (pewaktuan), counting (pencacahan) dan aritmatika untuk mengontrol, melalui modul input/output digital atau analog pada berbagai tipe mesin atau proses (Swainston, 1991) Sementara itu, menurut Yulianto (2006), PLC adalah sebuah peralatan user friendly berbasiskan microprocessor, merupakan suatu komputer khusus yang berisi fungsi kontrol dari berbagai jenis dan level secara kompleksitas. PLC akan mengoperasikan semua sistem yang memiliki output device yang menjadi ON atau OFF, juga dapat mengoperasikan segala sistem dengan variable output. PLC dapat dioperasikan pada sisi input dengan peralatan ON- OFF (switch) atau dengan peralatan variabel input. Sistem PLC dapat digambarkan seperti halnya sistem komputer. Perbedaannya adalah pada komputer peralatan input dapat berupa keyboard, light pen, mouse, dan lain-lain. Peralatan output berupa video display, printer dan lain-lain. Output hasil proses pada komputer berbentuk data. Sedangkan pada PLC, peralatan input berbentuk sensor (seperti motion sensor, light sensor, heat sensor, limit switch, proximity), relay, sakelar. Peralatan output dapat berbentuk motor, solenoid, heater, dan lain-lain. Output hasil dari proses pada PLC berbentuk sistem otomasi pada mesin-mesin industri. Persamaan komputer dan PLC adalah dalam pemrosesan data sama-sama menggunakan prosesor dan memori. Pada awalnya perancangan PLC dimaksudkan untuk menggantikan control relay yang tidak fleksibel. Fungsi kontrol pada PLC dapat secara mudah diubah dengan mengganti program melalui software PLC. Dibanding

16 dengan control relay, pengabelan pada PLC relatif sederhana dan rapi, selain itu monitoring proses lebih terintegrasi. Seiring dengan perkembangan PLC, muncul vendor-vendor PLC diantaranya Omron, LG, Siemens, Facon, dan Mitsubishi. Vendor-vendor tersebut umumnya memproduksi PLC dengan berbagai ukuran jumlah input/output, instruksi dan kemampuan lain yang beragam. Hal ini pada dasarnya dilakukan untuk memenuhi kebutuhan pasar yang sangat luas, yaitu untuk tujuan kontrol yang relatif sederhana dengan jumlah input/output puluhan sampai kontrol yang kompleks dengan jumlah input/output mencapai ribuan. Berdasarkan jumlah input/output yang dimilikinya, PLC diklasifikasikan sebagai berikut : Micro Small Medium Large Very Large Gambar 1. Klasifikasi PLC berdasarkan jumlah input/output Banyaknya port pada PLC mengindikasikan kemampuan PLC tersebut untuk menangani berbagai macam pekerjaan. Semakin sedikit jumlah input/output pada PLC tersebut maka jenis instruksi yang tersedia juga semakin terbatas. PLC dapat diterapkan dalam berbagai kebutuhan pengendalian karena mudah dalam instalasi, mudah dalam pengoperasian dan mudah dalam pemrograman. Dalam suatu sistem otomatisasi berbasiskan PLC, PLC

17 digunakan sebagai pengendali utama dengan suatu program aplikasi yang disimpan di dalam memori PLC. PLC akan melakukan tugasnya sebagai pengendali, pengawasan sesuai dengan program yang diberikan kepadanya dan sistem pengawasan terpusat. Hal ini dimungkinkan karena PLC memiliki jalur komunikasi RS 232. PLC banyak memiliki kelebihan dibanding peralatan kontrol sekuensial maupun wired logic, diantaranya adalah (1) PLC fleksibel dapat digunakan secara umum untuk semua tipe mesin, (2) Mudah dalam melakukan perubahan dan pelacakan jika terjadi masalah, (3) Dapat dilakukan simulasi tes skala lab terhadap program sebelum diaplikasikan di lapang, (4) Dapat dimonitoring secara visual dengan programming device, (5) Kerja PLC lebih cepat dibanding kontak relay konvensional, (6) Kontak relay menggunakan Solid State Relay yang kerja kontaknya jauh lebih halus dan akurat, (7) Dapat diberikan proteksi, (8) Program aplikasi PLC mudah disimpan baik dalam bentuk disket, hard disk computer, CD, dan lain-lain. Sistem kendali berbasis PLC dapat dilakukan perubahan dengan cepat hanya dengan mengubah program PLC, tidak perlu mengganti keseluruhan jalur kelistrikan, selain itu PLC mudah dalam perawatan karena tidak ada kontak fisik di dalam komponen PLC tersebut. Tegangan dari converter tidak dapat langsung dihubungkan dengan CPU PLC, hal ini untuk menghindari jika terjadi short circuit atau fluktuasi tegangan pada terminal input tidak akan mempengaruhi CPU. Maka tegangan diisolasi menggunakan Optoisolator (Yulianto, 2006). 1. Komponen PLC Komponen penyusun PLC terdiri dari modul input, modul output, CPU (Central Processing Unit), dan programming device. Komponen CPU terdiri dari prosesor, memori, dan power supply. CPU adalah sebuah microprosessor yang mengkoordinasi jalannya PLC, mengeksekusi program, memproses sinyal input/output, dan sebagai jalur komunikasi dengan external device. Blok diagram komponen-komponen penyusun PLC dapat dilihat pada Gambar 2.

18 Memori adalah tempat dimana bagian program yang akan digunakan oleh microprocessor disimpan. Dalam memori terdapat fix memory atau memori permanen, yaitu memori yang tidak dapat diganti atau dihapus dalam proses operasional CPU, memori ini tersimpan dalam IC ROM. Pada PLC, ROM berisikan data-data seperti fasilitas logic program, fasilitas edit program, fasilitas monitor program, dan fasilitas untuk komunikasi. Data-data tersebut tersimpan secara permanen dan tidak akan hilang meskipun power supply OFF. Pada CPU juga terdapat memori yang dapat diedit atau dihapus. Memori ini tersimpan dalam IC RAM (Random Acces Memory). Pada RAM berisikan data-data program user, seperti Ladder diagram, data-data memori, status I/O dan lain-lain. Tipe IC RAM bersifat volatile, sehingga jika terjadi power supply OFF maka data-data tersebut akan hilang. Tipe IC Solid State Memory yang digunakan pada CPU PLC adalah : 1. PROM (Programmable Read Only Memory) adalah jenis IC yang memiliki sifat hampir sama dengan ROM yang hanya dapat diprogram sekali saja, jika ingin dilakukan perubahan program pada PLC maka harus diganti dengan IC PROM yang baru. 2. EPROM (Eraseable Program Read Only Memory), dapat menghapus program menggunakan sinar UV. 3. EEPROM (Electrically Eraseable Program Read Only Memory), program dapat dihapus dengan menggunakan sistem elektrik. Memori ini banyak digunakan pada CPU PLC. 4. NOVRAM (Nonvolatile Random Acces Memory), merupakan kombinasi EEPROM dan RAM. Aksesnya lebih cepat pada saat terjadi power supply OFF, data yang ada pada RAM secara otomatis akan tersimpan pada EEPROM.

19 Gambar 2. Blok diagram PLC Pada modul input terjadi proses yang dibagi menjadi empat tahap. (1) Pada terminal input terjadi proses pengambilan data (berasal dari sensor, kontak relay, dan lain-lain) yakni ON atau OFF. (2) Mengkonversi sinyal input dari AC ke DC, atau dari DC ke DC dan tegangan dari terminal input akan diturunkan ke level tegangan yang dibutuhkan oleh CPU. (3) Tegangan dari converter tidak dapat langsung dihubungkan dengan CPU untuk menghindari fluktuasi tegangan. Tegangan diisolasi menggunakan Optoisolator. (4) Sinyal dari Optoisolator yang berbentuk logic akan diproses oleh CPU. Terdapat beberapa jenis input pada PLC yang umum dijumpai di pasaran, yaitu : Input tegangan DC Volt Input tegangan AC Volt Input tegangan AC/DC Volt Input device adalah peralatan yang dihubungkan dengan terminal input. Contoh input device antara lain Photo Sensor, Proximity Sensor, Limit Switch, kontak relay, selector, dan lain-lain. Modul output cara kerjanya berlawanan dengan modul input. Sinyal DC dari CPU diterima input logic kemudian diisolasi oleh Optoisolator. Tegangan dikonversi ke bentuk tegangan yang diinginkan, dapat berbentuk

20 tegangan 5VDC, 24VDC, 240VAC. Seperti halnya dengan jenis input,ada tiga jenis output PLC, yaitu : Output Relay Output Transistor Output Triac Output device adalah peralatan yang dihubungkan dengan terminal output. Contoh output device antara lain motor, relay, inverter, lampu, selonoid, dan lain-lain. 2. Pemrograman PLC PLC bekerja dibagi menjadi tiga tahap yaitu (1) membaca data masukan dari perangkat luar melalui modul input, (2)mengeksekusi program, (3) mengoreksi dan memperbaharui data pada modul output. Ketiga proses tersebut dinamakan scanning. PLC bekerja dengan logika biner yaitu 0 dan 1 dan dikonversi ke dalam bentuk hexadecimal oleh PLC. Konsep bilangan biner muncul dari kenyataan bahwa banyak kejadian atau proses dalam kehidupan sehari-hari hanya terdiri dari dua kondisi, misalnya, lampu mati atau hidup, mesin jalan atau berhenti, tombol terbuka atau tertutup, dan lain-lain. Dalam sistem digital kondisi ini dapat dianggap sebagai sinyal dalam keadaan high atau low, on atau off, dan lain sebagainya. Dalam hal ini bilangan biner 1 merepresentasikan adanya sinyal, sedangkan bilangan biner 0 menandakan tidak ada sinyal. Operasi yang dilakukan oleh peralatan digital seperti PLC pada dasarnya berbasis pada tiga fungsi logika dasar, yaitu AND, OR dan NOT. Fungsi-fungsi ini mengkombinasikan variabel-variabel biner sehingga membentuk pernyataan logika. Logika AND memiliki keluaran 1 jika semua masukan 1. Jumlah keluaran tidak dibatasi tetapi hanya terdiri dari satu keluaran. Gambar 3 memperlihatkan gerbang AND dua masukan beserta representasi diagram ladder PLC dan tabel kebenarannya.

21 A B Y A B Y Tabel kebenaran AND Y=A.B Input Output A B Y Gambar 3. Gerbang AND, representasi ladder PLC dan tabel kebenarannya Keluaran logika OR akan bernilai 1 jika salah satu masukan 1. Jumlah masukan tidak dibatassi tetapi hanya terdiri dari satu keluaran. Gambar 4 memperlihatkan gerbang OR dua masukan beserta representasi diagram ladder PLC dan tabel kebenarannya. A B A B Y Y Tabel kebenaran OR Y=A+B Input Output A B Y Gambar 4. Gerbang OR, representasi ladder PLC dan tabel kebenarannya Logika NOT tidak seperti fungsi logika AND dan OR, fungsi ini hanya memiliki satu masukan dan satu keluaran. Gambar 5 memperlihatkan gerbang NOT beserta representasi diagram ladder PLC dan tabel kebenarannya. A A Y Y Tabel kebenaran NOT Y=A Input Output A Y Gambar 5. Gerbang NOT, representasi ladder PLC dan tabel kebenarannya

22 Secara teknis, program pada memori PLC yang digunakan untuk mengontrol peralatan ini dibuat dan dimasukkan dengan menggunakan perangkat pemrograman yaitu unit miniprogrammer (Console) atau menggunakan komputer dengan software yang menyertainya. Misal software Syswin dan CX Programmer untuk memprogram PLC produksi Omron. Pemrograman PLC dengan Console biasanya dilakukan dengan mengetikkan baris-baris simbol program pada level rendah, menggunakan instruksi mnemonic atau Statement List (STL) seperti LD, NOT, AND, OR dan sebagainya. Jika menggunakan komputer, program PLC dapat dibuat dengan menggunakan teknik standar pemrograman sekuensial, yaitu diagram ladder. STL lebih sulit dipahami dibandingkan ladder diagram, karena pada STL hanya berisikan kode-kode angka atau huruf yang harus kita ketahui terlebih dahulu makna dari kode-kode tersebut. STL dan ladder diagram pada setiap merk PLC mempunyai simbol yang berbeda-beda walaupun secara prinsip dasar kerjanya adalah sama. Dalam ladder diagram, perangkat input/output sistem kontrol digambarkan dengan simbol-simbol perangkat standar secara langsung. Diagram Ladder digunakan untuk merepresentasikan rangkaian logika kontrol secara hardwired untuk mesinmesin atau peralatan. Bahasa pemrograman ini menjadi standar pemrograman kontrol sekuensial yang banyak digunakan di industri. Rangkaian diagram Ladder elektromekanis yang bersifat hardwired ini pada dasarnya secara langsung dapat diimplementasikan dengan menggunakan PLC. Rangkaian logika kontrol pada diagram diimplementasikan softwired dengan menggunakan software PLC. Terdapat lima model pemrograman PLC yang telah distandarisasi penggunaannya oleh IEC (International Electrical Commission) (Setiawan, 2006) yaitu : 1. List Instruksi (Instruction List), pemrograman dengan instruksi bahasa level rendah (mnemonic) seperti LD, NOT, AND dan sebagainya.

23 2. Diagram Ladder (Ladder Diagram), pemrograman berbasis logika relay, cocok digunakan untuk persoalan kontrol diskret yang input/output hanya memiliki dua kondisi on atau off END(01) Gambar 6. Diagram Ladder 3. Diagram Blok Fungsional (Function blok Diagram), pemrograman berbasis aliran data secara grafis. Banyak digunakan untuk kontrol proses yang melibatkan perhitungan kompleks dan akuisisi data analog. 4. Diagram Fungsi Sekuensial (Sequensial Function Charts), metode grafis untuk pemrograman terstruktur yang banyak melibatkan langkah-langkah rumit, seperti pada bidang robotika, perakitan kendaraan, Batch Control dan sebagainya. 5. Teks Terstruktur (Structured Text), pemrograman menggunakan statemen yang umum dijumpai pada bahasa level tinggi seperti If/Then, Do/While, Case, For/Next. Pemrograman ini cocok digunakan untuk perhitungan matematis kompleks, pemrosesan tabel dan data, serta fungsi-fungsi kontrol yang memerlukan algoritma khusus. 3. Timer dan Counter Timer (pewaktu) sangat penting dibutuhkan dalam otomatisasi sistem kendali. Pewaktu ini digunakan untuk menentukan berapa lama mesin atau sistem kendali tersebut aktif. Memori PLC sudah dilengkapi dengan kemampuan untuk menghitung waktu, sehingga tidak perlu penambahan sistem pewaktuan atau peralatan timer di luar PLC. Timer menghitung waktu dalam satuan detik atau sepersekian detik menggunakan clock internal CPU PLC. PLC memiliki beberapa instruksi timer seperti on delay (menunda waktu hidup selama selang waktu tertentu), off delay (menunda waktu mati

24 selama selang waktu tertentu), dan integrating timer/pulsa (menunda waktu selama selang integral waktu tertentu). Timer akan bekerja pada saat input timer dieksekusi on dan setting timer mulai menghitung. Setelah mencapai setting yang diinginkan maka kontak timer akan bekerja, baik itu on delay atau off delay. Timer akan reset pada saat input timer dieksekusi off dan setting timer akan kembali ke nilai nol. Counter (pencacah) adalah salah satu kemampuan PLC untuk melakukan pencacahan terhadap sejumlah sinyal yang masuk atau keluar. Counter terdiri dari dua input. Input yang pertama berfungsi sebagai input hitung yang berfungsi sebagai clock untuk menghitung setting counter, sedangkan input yang kedua berfungsi sebagai input reset yang bertugas untuk mereset counter. Terdapat dua fungsi counter yaitu up counter dan down counter. Up counter (pencacah maju) akan melakukan pencacahan dari nol sampai nilai yang ditetapkan. Sedangkan down counter (pencacah mundur) akan melakukan pencacahan dari nilai yang ditetapkan sampai dengan nol. B. Greenhouse Menurut Mastalerz (1977) seorang pakar klimatologi, greenhouse adalah stuktur lingkungan yang tertutup oleh bahan transparan (tembus cahaya) dengan memanfaatkan radiasi surya untuk pertumbuhan tanaman. Bahan penutup transparan tersebut dapat berupa plastik atau kaca. Berdasarkan bahan penutupnya plastik atau kaca, masing-masing bangunan disebut plastichouse atau glasshouse. Kedua istilah tersebut mencerminkan istilah yang sama dan selanjutnya sering disebut greenhouse tanpa memandang jenis atapnya. Di negara beriklim subtropik, greenhouse merupakan sarana pertanian yang penting yang dimaksudkan agar kegiatan pertanian tidak tergantung kepada keadaan musim dan dapat dilakukan sepanjang tahun. Pada musim dingin dimana temperatur udara luar sangat dingin, temperatur udara di dalam greenhouse dapat dipertahankan tidak terlalu rendah. Berbeda dengan daerah beriklim tropik, meskipun tujuan dasar digunakannya greenhouse secara umum adalah memodifikasi lingkungan tanaman, tetapi penggunaan

25 greenhouse di daerah tropik lebih tertuju pada upaya melindungi tanaman dari hujan, angin, dan intensitas sinar matahari yang berlebihan serta mengurangi serangan hama dan penyakit pada tanaman. Greenhouse didesain untuk meningkatkan produksi tanaman dengan cara mengendalikan lingkungan di dalam greenhouse. Dengan menggunakan menajemen yang baik, cara ini bisa meningkatkan produksi antara 5 sampai 15 kali dibanding dengan cara konvensional. Kebutuhan utama pertanian dengan menggunakan greenhouse adalah sinar matahari dan energi yang dapat digunakan untuk mengatur kondisi greenhouse. Untuk mengubah iklim mikro dalam greenhouse yang cocok bagi pertumbuhan tanaman, seringkali digunakan berbagai peralatan pengendali lingkungan di dalam greenhouse sehingga sesuai dengan kebutuhan tanaman (Sugiyono, 1998). 1. Temperatur Alasan dasar digunakannya greenhouse adalah untuk mengontrol temperatur yang sesuai yang dibutuhkan tanaman untuk pertumbuhannya. (Mastalerz, 1977). Faktor yang mempengaruhi temperatur udara dalam greenhouse antara lain intensitas radiasi matahari, ventilasi (pertukaran udara), transpirasi tanaman, metode pemanasan, dan besar kecilnya kehilangan panas secara konduksi melalui konstruksi greenhouse (Hanan et al., 1978). Suhu minimum dan maksimum yang menyokong pertumbuhan tanaman sekitar 5-35 o C. Suhu pertumbuhan optimum tanaman berbeda-beda tergantung jenis tanamannya dan juga berbeda-beda sesuai tahap pertumbuhannya. Proses pertumbuhan yang mempunyai hubungan kuantitatif dengan suhu antara lain adalah repirasi, fotosintesis, berbagai gejala pendewasaan dan pematangan, dormansi, pembungaan, dan pembentukan buah. Suhu yang ekstrim dapat merusak tanaman, suhu terlalu dingin membekukan dan suhu terlalu tinggi dapat mematikan tanaman sebagai akibat dari koagulasi protein. Terhentinya pertumbuhan pada suhu tinggi merupakan suatu gambaran dari suatu keseimbangan metabolik yang terganggu (Harjadi, 1982).

26 Mastalerz (1977) mengatakan temperatur siang dan malam di dalam greenhouse dapat dipertahankan pada tingkat-tingkat tertentu sesuai jenis tanaman dengan maksud untuk memperoleh jumlah dan kualitas yang lebih baik. Untuk memperoleh kondisi optimum bagi pertumbuhan tanaman, pengelola greenhouse harus mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi lingkungan dalam greenhouse serta cara mempergunakan perlengkapan kontrol lingkungan tersebut. Pengontrolan temperatur dalam greenhouse dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu, untuk pemanasan udara dalam greenhouse dapat dilakukan pemanasan dengan boiler, infrared heater, sistem pipa steam, kipas mencampur udara, dan sistem sirkulasi poly-tube. Sedangkan untuk pendinginan udara dalam greenhouse dapat dilakukan dengan cara evaporative cooling, pengkabutan dan pemasangan shading. Pengkabutan bisa dilakukan dengan dua sistem yaitu sistem pengkabutan tekanan tinggi dan sistem pengkabutan tekanan rendah. Untuk pengkabutan dengan tekanan tinggi, air yang keluar dari nozel sangat lembut dan penurunan suhu yang dapat dicapai antara 5-14 o C. Pengkabutan ini dapat menurunkan temperatur pada daun tanaman. Tingkat derajat pendinginan dengan pengkabutan tekanan tinggi lebih efektif mendinginkan bagian-bagian dalam greenhouse dibandingkan pendinginan menggunakan kipas ataupun pad. Pengkabutan dengan tekanan rendah akan menurunkan 5 o C lebih dingin temperatur di dalam greenhouse dibandingkan pendinginan dengan ventilasi alamiah. Air yang keluar dari pengkabutan tekanan rendah berukuran besar sehingga proses evaporasinya lambat. Penyerapan nutrisi dari daun dan lahan akan mengalami masalah jika pengkabutan tekanan rendah diterapkan untuk pendinginan greenhouse (Mastalerz, 1977). 2. Kelembaban Relatif Udara Menurut Briggs and Calvin (1987), kelembaban relatif (RH) adalah jumlah uap air yang terkandung di udara pada temperatur spesifik. Udara yang panas lebih banyak mengandung uap air daripada udara yang dingin dan jika jumlah uap air konstan, RH akan rendah pada temperatur tinggi dan

27 RH akan tinggi pada temperatur rendah. Kisaran spesifik RH untuk tanaman dalam ruangan cukup sulit untuk ditentukan, tetapi sebagian besar tanaman tumbuh dengan baik jika kelembaban relatifnya lebih besar dari 50 %, akan tetapi RH di bawah 25 % masih cukup baik untuk sebagian besar tanaman. Pendinginan udara dalam greenhouse dapat meningkatkan kelembaban relatif. Pengkabutan dengan tekanan tinggi sangat efektif untuk meningkatkan kelembaban relatif udara dalam greenhouse. Sedangkan ventilasi udara dengan kualitas udara rendah uap air dapat menurunkan kelembaban relatif udara dalam greenhouse (Mastalerz, 1977). Kelembaban relatif sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman. Tanaman memerlukan pertukaran gas CO 2 melalui stomata untuk proses fotosintesis maka sel-sel stomata harus membuka. Kelembaban relatif udara di bawah kondisi optimum untuk pertumbuhan tanaman akan membuat akar tanaman tidak mungkin menyerap dan mentransportasikan air yang cukup ke daun sehingga stomata akan menutup. Jika hal ini terjadi maka pertumbuhan tanaman akan terganggu karena efisiensi fotosintesis menurun dan pengambilan CO 2 menjadi terbatas (Briggs and Calvin, 1987). Alat yang dapat digunakan untuk mengukur kelembaban relatif antara lain hygrometer, psychrometer atau dapat menggunakan termometer bola basah dan termometer bola kering. Posisi yang tepat untuk meletakkan alat pengukur suhu maupun kelembaban merupakan faktor kritis dalam memperoleh keseimbangan dan keseragaman dalam pengontrolan temperatur dalam greenhouse. Posisi ideal untuk meletakkan alat-alat tersebut adalah tidak jauh diatas bagian pucuk dari tanaman pada titik-titik yang dapat mewakili kondisi dalam greenhouse dan pada posisi yang mudah dijangkau oleh operator untuk melakukan pengukuran (Mastalerz, 1977 dan Kempkes, 2000). C. Hidroponik Pengertian hidroponik adalah budidaya tanaman dengan menggunakan larutan nutrisi (air yang mengandung pupuk) dengan atau tanpa menggunakan media buatan (rockwool, pasir, batu kerikil, perlite dan lain-lain) untuk mendukung agar tanaman tegak berdiri. Kata hidroponik sendiri berasal dari

28 bahasa Yunani, yaitu hydros (air) dan ponos (kerja). Dengan demikian, hidroponik berarti pengerjaan dengan air. Perkembangan selanjutnya, pengertian hidroponik menjadi bercocok tanam tanpa tanah. Berdasarkan penggunaan larutan nutrisinya, hidroponik digolongkan menjadi dua yaitu hidroponik sistem terbuka dan hidroponik sistem tertutup. Pada hidroponik sistem terbuka, larutan nutrisi dialirkan ke daerah perakaran dan kelebihannya dibiarkan hilang. Hidroponik sistem ini banyak digunakan dalam budidaya tanaman di seluruh dunia, yang dikenal sebagai irigasi tetes. Pada hidroponik sistem tertutup, kelebihan larutan nutrisi ditampung dan disirkulasikan kembali ke daerah perakaran tanaman. Berdasarkan tempat tumbuh dan berkembangnya akar, sitem hidroponik digolongkan menjadi dua yaitu (1) hidroponik kultur air/larutan (akar tanaman tumbuh dan berkembang dalam larutan nutrisi), (2) hidroponik substrat/agregat (akar tumbuh dan berkembang dalam media agregat/substrat seperti rockwool, pasir, kerikil, perlite ataupun campuran media organik). Terdapat bermacammacam teknik hidroponik modern, yaitu Nutrient Film Technique (NFT), Static Aerated Technique (SAT), Ebb and Flow Technique (EFT), Deep Flow Technique (DFT), Aerated Flow Technique (AFT), Drip Irrigation Technique (DIT), Root Mist Technique (RMT), dan Fog Fed Technique (FFT). Hidroponik ebb and flow adalah metode budidaya dimana tanaman dialiri larutan nutrisi secara berkala, kemudian genangan larutan nutrisi tersebut dialirkan kembali ke tanki atau bak penampungan larutan nutrisi. Langkah tersebut dilakukan berulang kali dalam sehari, berkisar 3-4 kali sehari untuk memberikan kesempatan akar tanaman menyerap oksigen. Frekuensi penggenangan tergantung dari jenis dan umur tanaman, jenis media tanam, serta faktor lingkungan seperti suhu dan kelembaban udara. Goldsworthy dan Fisher (1992) menyatakan bahwa suhu optimum untuk pertumbuhan akar umumnya lebih rendah daripada suhu optimum untuk pertumbuhan pucuk. Sistem akar kurang baik beradaptasi terhadap suhu tanah tinggi dibanding adaptasi pucuk terhadap suhu udara tinggi.

29 D. Tanaman Krisan (Chrysanthemum sp.) Krisan adalah tanaman bunga (hias) berupa perdu dengan sebutan lain Seruni atau Bunga emas (Golden Flower) yang berasal dari dataran Cina merupakan tanaman semusim yang termasuk dalam famili Asteraceae. Tanaman krisan mulai berbunga pada umur minggu setelah tanam, tergantung pada varietas atau kultivar. Umur tanaman krisan siap panen adalah antara 3-4 bulan setelah tanam. Di daerah beriklim tropik seperti Indonesia, temperatur yang paling baik untuk pertumbuhan tanaman krisan adalah antara o C (siang hari). Toleransi tanaman krisan terhadap faktor temperatur untuk tetap tumbuh baik adalah antara o C. Temperatur berpengaruh terhadap kualitas pembungaan krisan. Temperatur yang ideal untuk pembungaan yaitu antara o C. Pada temperatur yang tinggi (lebih dari 18 o C) bunga krisan cenderung berwarna kusam, sedangkan temperatur yang rendah (kurang dari 16 o C) berpengaruh baik terhadap warna bunga, karena cenderung makin cerah. Temperatur adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan akar, khususnya dalam menyerap air dan ion-ion esensial. Temperatur optimum untuk akar tergantung spesies tanaman, akan tetapi pada umumnya temperatur optimum untuk pertumbuhan akar berkisar 20 o C (Jones, 2005). Akan tetapi menurut Rimando (2001), temperatur optimum untuk pertumbuhan akar pada tanaman krisan berkisar 25 o C. Tanaman krisan umumnya membutuhkan kondisi kelembaban udara (RH) tinggi. Pada fase pertumbuhan awal, seperti perkecambahan benih atau pembentukan akar bibit stek, diperlukan kelembaban udara antara %. Tanaman muda sampai dewasa tumbuh dengan baik pada kondisi kelembaban udara antara %. Lokasi yang cocok untuk budidaya krisan adalah di daerah dengan ketinggian antara m dpl (Rukmana dan Mulyana, 1997). Tanaman krisan membutuhkan air yang memadai, tetapi tidak tahan terhadap terpaan air hujan. Oleh karena itu untuk daerah yang curah hujannya tinggi, penanaman dilakukan di dalam bangunan rumah plastik. Waktu

30 pengairan yang paling baik adalah pada pagi atau sore hari. Pengairan dilakukan 1 2 kali sehari atau tergantung keadaan medium tumbuh dan cuaca. Tanah yang ideal untuk tanaman krisan adalah bertekstur liat berpasir, subur, gembur dan drainasenya baik, tidak mengandung hama dan penyakit. Derajat keasaman tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman antara 5.8 sampai 6.8, kisaran yang ideal antara (Rimando, 2001).

31 III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan mulai dari bulan Juni 2007 sampai dengan bulan Agustus Tempat pelaksanaan penelitian di greenhouse, Laboratorium Lapangan Leuwikopo, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. B. Bahan dan Alat 1. PLC (Programmable Logic Controller) merk Omron tipe CPM1-20CDR-A series dengan 12 modul input dan 8 modul output, yang digunakan sebagai pengendali seluruh proses. Program untuk PLC menggunakan CX- Programmer v.2.1 OMRON Corporation. 2. PC (Personal Computer) yang digunakan untuk memprogram PLC dan untuk memonitoring jalannya program dalam PLC. 3. Sensor temperatur merk Fotek TC-72-AN dan termokopel untuk mengukur temperatur larutan nutrisi. 4. Rangkaian adaptor berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 VAC menjadi 24 VDC, 12 VDC dan sebagai sumber daya untuk rangkaian katup solenoid dan relay. 5. Temperature/Humidity Transducer THD-R-V (DC 1-5 V) merk Autonics sebagai sensor kelembaban. 6. Switching Power Supply SP-0324 (Power AC V) merk Autonics sebagai sumber daya untuk Temperature/Humidity Transducer. 7. Temperature Controller Digital merk Autonics sebagai display dari Temperature/Humidity Transducer. 8. Katup solenoid merk SMC VX 2330 diameter 100 mm untuk saluran keluar larutan nutrisi dari meja perendaman dengan sistem gravitasi. 9. Rangkaian relay, berfungsi sebagai driver, pengunci dan untuk penyesuaian tegangan. 10. Water level controller merk Omron 61F-G untuk mengatur tinggi perendaman larutan nutrisi dalam meja perendaman,

32 11. Pendingin larutan merk GEA AB 108 dengan daya 95 W untuk mendinginkan larutan nutrisi. Bak penampung memiliki kapasitas liter. 12. Meja atau bak perendaman berfungsi untuk meletakkan pot tanaman yang kemudian dialiri larutan nutrisi untuk dilakukan perendaman. Kerangka meja perendaman berukuran 120 cm x 100 cm x 140 cm dengan kedalaman bak 15 cm. Bak terbuat dari kayu lapis yang dilapisi karet talang, pada salah satu sisi dibuat lubang sebagai saluran keluar larutan nutrisi. 13. Pompa air listrik merk Panasonic model GP-129JX dengan daya 125 W untuk memompa larutan nutrisi dari bak pendingin ke bak perendaman. 14. Pompa air merk Shimizu model PS-128BIT dengan daya 125 W sebagai pompa pengkabutan. 15. Pipa penyalur larutan nutrisi, yang terdiri dari pipa masukan lautan nutrisi dan pipa keluaran larutan nutrisi. Pipa yang digunakan berdiameter ¾ inchi. 16. Tanaman Krisan (Chrysanthemum sp.) dengan umur tanam 4 minggu dan 7 minggu yang menggunakan media tanam campuran arang sekam, cocofeat dan tanah gambut. 17. Larutan nutrisi untuk hidroponik tanaman hias AB Mix Joro. 18. EC Meter merk Hanna HI digunakan untuk mengukur konduktivitas elektrik larutan nutrisi. C. Prosedur Penelitian 1. Pembuatan instalasi pengkabutan Pembuatan instalasi pengkabutan digunakan sebagai sistem pendingin temperatur udara dan menjaga kelembaban udara dalam greenhouse. Setpoint kelembaban udara yang ditetapkan untuk pertumbuhan tanaman krisan yaitu 70 %, karena kelembaban udara yang optimum untuk tanaman krisan muda sampai dewasa berkisar antara %, hal ini dikemukakan oleh Rukmana dan Mulyana (1997). Pengkabutan ini menggunakan air yang dipompa dan disemprotkan melalui nozel sehingga dihasilkan butiranbutiran air yang lembut. Kerja dari instalasi pengkabutan ini dikendalikan oleh PLC dengan input berupa sensor kelembaban yang diset pada tingkat kelembaban tertentu. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 7.

33 2. Pembuatan Jaringan Hidroponik Pembuatan jaringan hidroponik digunakan sebagai sistem pembudidayaan tanaman. Sistem hidroponik yang digunakan adalah ebb and flow. Jaringan ini digunakan untuk uji coba kemampuan PLC dalam menangani program yang telah dibuat untuk melakukan pemberian larutan nutrisi ke dalam bak perendaman. Perendaman dikontrol menggunakan water level controller yang terletak pada bak perendaman yang dihubungkan ke PLC. Setelah dilakukan perendaman larutan nutrisi dikembalikan ke bak pendingin melalui katup solenoid dengan metode gravitasi. Diagram blok sistem kendali berbasiskan PLC dapat dilihat pada Gambar 8. Untuk mendukung pertumbuhan yang optimal, ph larutan nutrisi yang digunakan untuk perendaman tanaman krisan antara dan EC (Electric Conductivity) antara ms. Larutan nutrisi yang akan didistribusikan ke bak perendaman didinginkan pada suhu 25 o C. Pendinginan larutan nutrisi menggunakan mesin pendingin dengan merk GEA AB 108 daya 95 Watt. Mesin pendingin digunakan untuk mengendalikan temperatur larutan nutrisi sesuai set point temperatur yang ditetapkan. Temperatur larutan nutrisi diukur menggunakan termokopel yang dihubungkan ke modul input PLC. 3. Rancang bangun perangkat lunak Rancang bangun perangkat lunak ini merupakan rancang bangun pemrograman pada PLC. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk memprogram PLC merk OMRON tipe CPM1-20CDR-A series adalah Ladder Diagram yang dibuat menggunakan program CX Programmer v.2.1 OMROM Corporation. Perancangan perangkat lunak ini yang akan mengendalikan seluruh sistem kendali yang dibuat melalui personal computer yang kemudian ditransfer ke PLC dan disimpan dalam CPU PLC.

34 Instruksi-instruksi yang digunakan untuk pemrograman PLC pada penelitian ini, antara lain : Instruksi dasar yang merupakan instruksi-instruksi dasar logika, seperti : - Load (LD) atau Load Inverse (LDI) adalah instruksi yang digunakan untuk memulai program operasi ogika atau blok dengan kotak dalam kondisi normally open atau normally close. - AND atau AND Inverse adalah instruksi yang digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih kontak secara seri dalam bentuk normally open atau normally close. - OR atau OR Inverse berfungsi untuk menghubungkan dua atau lebih kontak secara paralel dalam bentuk normally open atau normally close. RESET berfungsi untuk menahan atau memaksa hasil keluaran menjadi 0 atau OFF. Instruksi perbandingan (CMP) berfungsi untuk membandingkan dua data atau dua buah bilangan dan mengeset special bit yang terkait berdasarkan hasil pembandingannya. Instruksi timer (TIM) berfungsi untuk mengaktifkan suatu keluaran dengan interval waktu yang dapat diatur. Instruksi Counter (CNT) berfungsi untuk mencacah pulsa yang masuk dari pengaktifnya. Counter yang digunakan adalah pencacah mundur (down counter). END berfungsi untuk mengakhiri suatu program.

35 4. Rancang bangun perangkat keras Rancang bangun perangkat keras ini meliputi rancang bangun kelistrikan yang digunakan untuk menghubungkan seluruh komponen input, output dan PLC yang menggunakan tegangan listrik. Komponen penyusun perangkat keras terdiri dari relay-relay, kontaktor, adaptor, PLC, display temperatur, sensor kelembaban udara, mesin pendingin, pompa air, temperature controller, water level controller dan solenoid valve. Sistem kendali diaktifkan selama 24 jam, monitoring dan pengambilan data dilakukan setiap hari pukul

36 mulai Pembuatan instalasi pengkabutan dan jaringan hidroponik ebb and flow Rancang bangun perangkat lunak (pemrograman PLC) Rancang bangun kelistrikan (perangkaian komponen input-output dan PLC) Persiapan tanaman krisan dalam sistem hidroponik Unjuk kerja sistem kendali selesai Gambar 7. Diagram alir penelitian

37 Instalasi pengkabutan Sensor kelembaban Water level control Sensor suhu Nutrisi masuk Pompa air Katup solenoid Nutrisi keluar input PLC Bak Pendingin Nutrisi Pompa air Tangki air output Gambar 8. Diagram blok sistem kendali berbasiskan PLC Pompa air