Model Pengaturan Suhu Dan Kelembaban Pada Ruang Jamur Tiram Menggunakan Sensor Dht11 DanMikrokontroler ATMega328

Transkripsi

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 andikandik777@gmail.com 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 makananmakanan alami. Makanan alami merupakan salah satu sumber gizi terbaik karena dapat memberikan gizi dan nutrisi secara alami tanpa perlu melalui prosesproses 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 1

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 Di daerah dataran rendah (suhu ±30º C) diperlukan otomatisasi suhu dan kelembaban pada ruang jamur tiram karena penyiraman pada ruangan budidaya jamur dengan menyemprotkan butiranbutiran 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 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 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 3

4 5. Driver Motor L298N 6. Kabel AWG 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 Kondisi PWM yang diimplementasikan pada model pengatur suhu dan kelembaban kandang adalah kencang =100%, pelan =50%, dan mati =0 4

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 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 8. Desain Mekanik Gambar 9. Desain Elektrik Fritzing 5

6 Perancangan Hardware Gambar 12. Bagian Utama Sistem 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. N o 1 2 Uji coba struktural dilakukan untuk menguji apakah rangkaian sistem yang dibangun sudah sesuai berdasarkan jalurjalur 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 Komponen Sistem Terhubung Dengan Keteranga n Arduino Uno DHT11 Pin 2 Terhubung R3 (Arduino Motor 1) Driver Pin 8,9,10 Terhubung Arduino Uno Servo Pin 7 Terhubung R3 (Arduino LCD Analog 4 dan Analog 5 Terhubung 2) 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.. 6

7 Gambar 14. Pengujian DHT11 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. 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 7

8 memvalidasi pada masing-masing blok rangkaian yang bertujuan untuk mendapatkan hasil yang sesuai. sinyal maksimal 2 m, sedangkan pada gsm shield jarak jangkauan tidak terbatas dan hanya dibatasi oleh keadaan sinyal. Tabel 5. Uji Coba Validasi N o Pengujia n Saat suhu mengalam i perubahan Connectgs m shield dengan kondisi led indikator pada gsm shield tidak menyala Suhu & kelembab an pada kondisi tertentu Power key on tidak ditekan Hasil yang Diharapk an Paired dengan mobilepho ne Tidak Pairing dengan mobilepho ne ATMega 328 data yang di dapat oleh sensor DHT11 Tidak terhubung dengan mobilepho ne Hasil Pengujia n Gsm shield sms setiap perubaha n nilai suhu tidak dapat pesan sms Gsm shield data suhu & kelembab an saat ini Tidak dapat data suhu & kelembab an Stat us Aktif Tida k Aktif Aktif Tida k Aktif 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 Pengertian Jamur Tiram Arif Sulaiman Arduino Mikrokontroler Pro ( elektronika.com 15 Januari 2016). Arif Zakariya Komunikasi Serial Mikrokontroler ( 13 Februari 2016). SeeedStudio GSM SHIELD V.2, Amazon. Hasan B J Sejarah KipasAngin( spot.co.id/2013/08/sejarah-kipasangin.html). 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. 8