reaxaa

1. i
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala hikmat,
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan
judul “EFISIENSI DAYA GUNA LISTRIK PADA PENGAIRAN
TANAMAN HIDROPONIK BERBASIS MIKROKONTROLER” yang
merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Fakultas Sains
dan Teknologi Universitas Kanjuruhan. Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan
dan bimbingan dari berbagai pihak dari masa perkuliahan sampai pada
penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi Penulis untuk menyelesaikan skripsi
ini. Oleh karena itu saya mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Anggri Sartika Wiguna, ST., MT dan Bapak Muhammad Priyono Tri S.,
M.Eng., selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan pikiran
untuk memberikan bimbingan dan pengarahan dengan penuh kesabaran dan
keikhlasan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
2. Bapak Alexius Endy Budianto S.Kom., M.M., selaku dosen wali yang telah
banyak membantu memberikan saran dan pengarahan selama penulis menjalani
perkuliahan.
3. Seluruh Pendidik dan Tenaga Kependidikan Universitas Kanjuruhan.
4. Keluarga yang telah dengan sabar dan berjuang untuk mendidik dan membesarkan
penulis dengan penuh kasih sayang serta selalu memotivasi dan mendoakan
penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini banyak
kekurangannya. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
dapat menyempurnakan penulisan ini sehingga dapat bermanfaat dan berguna
untuk pengembangan Teknologi. amiin.
Malang, Januari 2019
Penulis,
Riski Wahyu Cahya

2. ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.......................................................................................... I
DAFTAR ISI ....................................................................................................... II
BAB I .................................................................................................................. 1
PENDAHULUAN............................................................................................... 1
1.1 LATAR BELAKANG MASALAH................................................................... 1
1.2 RUMUSAN MASALAH ................................................................................. 3
1.3 BATASAN MASALAH .................................................................................. 3
1.4 TUJUAN ..................................................................................................... 3
1.5 MANFAAT.................................................................................................. 4
1.6 METODELOGI PENELITIAN ......................................................................... 4
1.7 SISTEMATIKA PENULISAN ......................................................................... 6
BAB II ................................................................................................................. 8
LANDASAN TEORI .......................................................................................... 8
2.1 EFISIENSI................................................................................................... 8
2.1.1 PENGERTIAN EFISIENSI ........................................................................... 8
2.2 KONSEP KUALITAS DAYA LISTRIK.......................................................... 11
2.2.1 JENIS – JENIS PERMASALAHAN KUALITAS DAYA LISTRIK....................... 14
2.2.2 BESARAN LISTRIK DASAR ...................................................................... 15
2.2.3 BEDA POTENSIAL .................................................................................... 15
2.2.4 ARUS LISTRIK ......................................................................................... 16
2.3 HIDROPONIK............................................................................................ 16
2.3.1 KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN HIDROPONIK....................................... 26
2.4 MIKROKONTROLLER ARDUINO................................................................ 27
2.4.1 ARDUINO UNO ........................................................................................ 28
2.4.2 BAGIAN-BAGIAN PAPAN ARDUINO UNO.................................................. 32
2.4.2.1 KELEBIHAN ARDUINO UNO................................................................... 33
2.4.2.2 KELEMAHAN ARDUINO UNO................................................................. 33
2.4.3 SAMBUNGAN SV1.................................................................................... 33
2.4.4 FITUR AVR ATMEGA328........................................................................ 35
2.5 POMPA..................................................................................................... 40
2.6 PENGERTIAN FLOWCHART....................................................................... 44
2.6.1 PEDOMAN DALAM PEMBUATAN FLOWCHART ......................................... 44
2.6.2 SIMBOL DALAM FLOWCHART .................................................................. 45
BAB III.............................................................................................................. 47
METODE PENELITIAN .................................................................................. 47
3.1 TAHAPAN PENELITIAN............................................................................. 47
3.2 ANALISA ................................................................................................. 48
3.2.1 INTENSITAS DAYA LISTRIK DIGUNAKAN RUMUS: ..................................... 49
3. 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT KERAS........................... 50
3.3 1 PERANCANGAN PERANGKAT KERAS (HARDWARE) .................................. 50
3.3.2 SPESIFIKASI PERANGKAT KERAS (HARDWARE)........................................ 51
3.4 PERANCANGAN RANGKAIAN MINIMUM SISTEM MIKROKONTROLER
ATMEL ............................................................................................................. 52
3.4.1 PERANCANGAN RANGKAIAN RELAY ....................................................... 53
BAB IV.............................................................................................................. 54

3. iii
PEMBAHASAN DAN PENGUJIAN ALAT.................................................... 54
4.1 PERSIAPAN ALAT YANG AKAN MENJADI INPUT DAN OUTPUT................ 54
4.2 PENGUJIAN SISTEM TIAP BLOK ............................................................... 55
4.2.1 PENGUJIAN SENSOR CAHAYA.................................................................. 55
4.2.2 PENGUJIAN ARDUINO UNO...................................................................... 57
4.2.3 PENGUJIAN MODUL RELAY ..................................................................... 58
4.2.4 PENGUJIAN POMPA AIR ........................................................................... 58
4.2.5 PENGUJIAN LCD ..................................................................................... 59
4.3 PENGUJIAN SISTEM SECARA KESELURUHAN ........................................... 59
4.3.1 PENGUJIAN SISTEM POMPA AIR............................................................... 60
4.3.2 PENGUJIAN SISTEM RELAY...................................................................... 61
4.4 UJI COBA SISTEM .................................................................................... 63
4.5 LISTING PROGRAM ARDUINO ................................................................... 65
4.5.1 LISTING PROGRAM UNTUK VARIABEL LIBRARY DAN PORT-PORT YANG
DIGUNAKAN........................................................................................................ 65
4.5.2 LISTING PROGRAM PEMBACAAN AWAL PADA SAAT LCD NYALA .......... 66
4.5.3 LISTING PROGRAM PEMBACAAN NILAI ADC.......................................... 67
DALAM GAMBAR INI DIMANA PENGUJIAN DILAKUKAN SECARA MENYELURUH... 70
BAB V............................................................................................................... 71
PENUTUP......................................................................................................... 71
5.1. KESIMPULAN........................................................................................... 71
5.2. SARAN..................................................................................................... 71
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 72

4. 1
SBAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Perkembangan teknologi dalam kurun waktu singkat telah mengalami
perkembangan yang sangat pesat dibuktikan dari pemanfaatan Teknologi
Informasi dan Komunikasi mengalami peningkatan mencapai 4,34 persen di th
2016 pada skala 0 - 10 dan th sebelumnya mengalami peningkatan 3,88%. Pada
dasarnnya Teknologi dibuat dan dikembangkan oleh manusia untuk
mempermudah setiap pekerjaan dan urusan. Banyak teknologi telah
dikembangkan dan membawa manfaat bagi aspek kehidupan, Salah satunya dapat
diterapkan pada alat yang mampu menghemat listrik pada tanaman
Hidroponik.(Badan Pusat Statistik Indonesia, 2016).
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah
chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil
RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output, secara
keseluruhan mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai
masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus
dengan cara khusus, kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk
berbagai proses menjadi lebih ekonomis(www.atmel.com).
Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka sistem elektronika akan
menjadi lebih ringkas rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena

5. 2
sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi
pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak.
Hidroponik adalah budidaya tanaman dengan memanfaatkan air tanpa
menggunakan tanah. Teknik penanaman sistem hidroponik ini sudah mulai diteliti
sejak puluhan tahun lalu, atau kurang lebih sejak tahun 1672. Hal ini dibuktikan
dengan adanya buku yang menuliskan tentang teknik penanaman hidroponik
(Muhammad Iqbal,2017). Tanaman Hidroponik mampu menghasilkan produksi
tanaman yang lebih terjamin kebebasannya dari hama penyakit yang berasal dari
tanah, dapat dijadikan profesi baru sebagai mata pencaharian bagi masyarakat
yang tidak memiliki pekerjaan, Sebagai contoh, biaya start-up stroberi yang
ditanam secara hidroponik jauh lebih murah dibandingkan dengan sistem di tanah
(Treftz dan Omaye,2015).
Dalam sistem hidroponik proses pengairan irigasi pada tanaman
memanfaatkan motor sebagai tenaga penggerak saat mengalirkan air ketiap – tiap
tanaman sehingga tenaga listrik yang digunakan sangat besar, dimana dampak
dari penggunaan listrik ini akan berdampak pada tagihan listrik yang meningkat.
Sistem Mikrokontroler ini pernah diterapkan juga pada beberapa
permasalahan diantaranya untuk penekanan beban listrik pada lampu rumahan
(Angga Khalifah Tsauqi,dkk, 2016). Berdasarkan latar belakang diatas maka
penulis mengambil skripsi “EFISIENSI DAYA GUNA LISTRIK PADA
PENGAIRAN TANAMAN HIDROPONIK BERBASIS
MIKROKONTROLER”.

6. 3
1.2 Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, dapat dirumuskan
permasalahan sebagai berikut :
Bagaimana membuat alat yang mampu menghemat penggunaan
energi listrik untuk pengairan tanaman hidroponik berbasis mikrokontroler.
1.3 Batasan masalah
Dalam perancangan aplikasi ini batasan – batasan masalah perlu
ditetapkan agar tidak menyimpang dari maksud tujuan dari penelitian.
Adapun batasan masalah yang dibahas pada tugas akhir ini adalah :
1. Sistem ini menggunakan pompa air SP1200A dengan sumber
tegangan AC 220 Volt Listrik PLN KWH 900.
2. Pembuatan sistem ini memanfaatkan sistem sensor cahaya sebagai
sebagai inputan kedalam sistem dengan type Modul LDR Arduino
3. Bahasa pemrograman yang digunakan C arduino dan
menggunakan protel advanted sebagai merancang dari sistem
dengan menggunakan Arduino Uno ATmega328 sebagai otak dari
sistem.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan pembuatan sistem efisiensi daya guna listrik pada
Pengairan tanaman hidroponik berbasis mikrokontroler yaitu : Untuk menekan
penggunaan energi listrik yang dipakai untuk irigasi tanaman hidroponik sehingga
pengeluaran biaya tagihan listrik bisa menurun.

7. 4
1.5 Manfaat
Dari pembuatan Tugas akhir ini penulis mengharapkan dapat memberikan
manfaat bagi mahasiswa, Berbagai manfaat yang diharapkan yaitu:
1. Bagi Mahasiswa :
a. Merupakan proses belajar secara nyata dalam mengembangkandan
menciptakan suatu alat maupun sistem yang bermanfaat.
b. Sarana dalam menerapkan ilmu yang didapat selama dibangku kuliah
untuk mengembangkan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi.
c. Membangkitkan minat dalam mengamati, mempelajari, dan
mengembangkan alat maupun sistem.
1.6 Metodelogi penelitian
Metodologi Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan beberapa
tahapan, yaitu :
a. Metode Observasi (Pengamatan)
Yaitu metode dengan cara mengumpulkan dan
memperoleh data melalui pengamatan secara langsung.
b. MetodeWawancara (Interview)
Yaitu wawancara dilakukan dengan memberi
pertanyaan langsung pada ahli yang ada di pusat pembibitan
dan pembenihan kota malang.

8. 5
c. Studi Kepustakaan
Metode ini dilakukan dengan cara mengumpulkan dan
memperoleh data yang ada pada perpustakaan dan referensi
dari internet.
d. Perancangan
Perancangan sistem dilakukan sebelum penelitian
dilaksanakan. Perancangan meliputi rancangan desain alat
dan coding program.
e. Implementasi
Pada tahap ini ditentukan perangkat keras dan
perangkat lunak yang diperlukan untuk membangun
aplikasi.
f. Pengujian
Pengujian dilakukan aturan – aturan diuji satu demi satu
dalam urutan tertentu (data driven) metode ini melakukan
pemrosesan berawal dari sekumpulan data untuk kemudian
dilakukan inferensi sesuai dengan aturan yang diterapkan
hingga diketemukan kesimpulan yang optimal.

9. 6
1.7 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang Latar Belakang Masalah, Perumusan
Masalah, Batasan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat penelitian, Metodologi
Penelitian serta Sistematika Penulisan yang digunakan pada Tugas Akhir ini.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini akan membahas mengenai penjelasan tentang beberapa
teoriyang dijadikan landasan berpikir dalam mengembangkan alat yang akan
dibuat. Terdiri dari teori umum yaitu teori yang bersangkutan dengan sistem,
perancangan, dan teori yang berkaitan dengan objek yang di teliti.
BAB III PERANCANGAN ALAT
Bab ini menjelaskan analisa alat yang akan dibuat dan mengidentifikasi
permasalahan yang ada untuk dicari solusinya. Sekilas tinjauan umum instalasi
tempat pengambilan data, struktur organisasi, visi, misi serta tugas dan tanggung
jawabnya, sistem yang berjalan serta permasalahannya.

10. 7
BAB IV IMPLEMENTASI PEMBUATAN ALAT DAN PENGUJIAN
Bab ini akan menjabarkan hasil dari perancangan yang akan dilakukn
hal yang berkaitan dalam proses perancangan alat, analisa kebutuhan program
yang meliputi hardware, software, serta desain tampilan, dan implementasi
program menggunakan mikrokontroler arduino dari alat yang telah dibuat.
BAB V PENUTUP
Bab ini memberikan penjelasan atas kesimpulan dari hasil analisis dan
perancangan pada skripsi ini. Dan juga saran yang berguna dan bermanfaat untuk
penyempurnaan dan pengembangan lebih lanjut dan dapat memberikan
kemudahan bagi setiap pemakainya.

11. 8
BAB II
LANDASAN TEORI
Pada Bab ini menjelaskan beberapa pengertian atau teori yang
berhubungan dengan:
2.1 Efisiensi
2.1.1 Pengertian Efisiensi
Efisiensi merupakan tindakan memaksimalkan hasil dengan menggunakan
modal (tenaga kerja, material dan alat) yang minimal. Efisiensi merupakan rasio
antara input dan output, dan perbandingan antara masukan dan pengeluaran. Apa
saja yang dimaksudkan dengan masukan serta bagaimana angka perbandingan
tersebut diperoleh, akan tergantung dari tujuan penggunaan tolakk ukur tersebut.
Secara sederhana, menurut Nopirin (2014), efisiensi dapat berarti tidak adanya
pemborosan.
Efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan antara keluaran (output)
dengan masukan (input), atau jumlah yang dihasilkan dari satu input yang
dipergunakan. Suatu perusahaan dapat dikatakan efisiensi apabila
mempergunakan jumlah unit yang lebih sedikit bila dibandingkan dengan jumlah
unit input yang dipergunakan perusahaan lain untuk menghasilkan output yang
sama, atau menggunakan unit input yang sama, dapat mengahsilkan jumlah output
yang lebih besar.
Efisiensi adalah kemampuan untuk mencapai hasil yang diharapkan
(output) dengan mengorbankan tenaga atau biaya (input) yang minimum atau

12. 9
dengan kata lain, suatu kegiatan telah dikerjakan secara efisien jika pelaksanaan
kegiatan telah mencapai sasaran (output) dengan pengorbanan (input) yang
terendah. Jika pengertian efisiensi dijelaskan dengan pengertian input-output
Dan adapula makna efisiensi menurut para ahli yaitu
 Efisien adalah aktivitas untuk meminimalisir kerugian atau pemborosan
sumberdaya dalam menghasilkan atau melaksanakan sesuatu.
 Efisien adalah usaha untuk membuat sesuatu yang paling tepat untuk
mendapatkan hasil yang dikehendaki.
 Efisien adalah kemampuan untuk melakukan sesuatu atau menghasilkan
sesuatu tanpa membuang-buang (memboroskan) material, waktu, atau
energi.
 Efisien adalah kemampuan untuk bekerja dengan baik dan menghasilkan
hasil yang baik dengan menggunakan waktu, uang, dan hal yang lainnya
dengan cara yang paling efektif.
 Efisien adalah sejauh mana waktu, tenaga, atau biaya yang digunakan
untuk melakukan sesuatu kegiatan menjadi lebih ringan.
maka efisiensi merupakan rasio antara output dengan input atau
dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :
E = O/I Dimana : E = efisiensi O = output I = input
Efisiensi dapat dikatakan sebagai suatu tindakan yang dapat
meminimalkan pemborosan atau kerugian sumberdaya dalam melaksanakan suatu

13. 10
kegiatan atau dalam menghasilkan sesuatu (Slichter dalamSarwoto,2014), ada 3
macam efisiensi :
1. Engineering / Physical Efficiency Yaitu perbandingan antara
jumlah satuan benda yang dipergunakan dengan benda yang
dihasilkan.
2. Bussiness Efficiency Adalah perbandingan antara biaya yang
dikeluarkan dengan penghasilan yang masuk.
3. Social Efficiency Adalah perbandingan antara pengorbanan-
pengorbanan manusia dengan kepuasan atau kemanfaatan bagi
manusia yang dapat dinikmati. Bahwa efisiensi adalah suatu
keadaan dimana sumberdaya telah dimanfaatkan secara optimal.
Untuk memperoleh sejumlah produk diperlukan bantuan atau
kerjasama antara beberapa faktor produksi.
Selain itu efisiensi merupakan perbandingan antara masukan dengan
pengeluaran.Apa saja yang termasuk kedalam masukan serta bagaimana angka
perbandingan tersebut diperoleh, tergantung dari tujuan penggunaan tolok ukur
tersebut. Usaha peningkatan efisiensi umumnya dihubungkan dengan biaya yang
lebih kecil untuk memperoleh suatu hasil tertentu, atau dengan biaya tertentu
diperoleh hasil yang lebih banyak.Hal ini berarti menekan pemborosan hingga
sekecil mungkin.Segala hal yang memungkinkan untk mengurangi biaya tersebut
dilakukan demi efisiensi. Efisiensi juga dapat diartikan sebagai upaya penggunaan
input yang sekecil-kecilnya untuk mendapatkan produksi yang sebesar-besarnya
(Soekartawi, 2010).

14. 11
Menurut (Soedarsono, 2010), efisiensi produksi menggambarkan besarnya
biaya atau pengorbanan yang harus dibayar / di tanggung untuk menghasilkan
produksi. Sedangkan menurut (Wattanutchariya, 2011), efisiensi penggunaan
masukan menghendaki bahwa setiap masukan digunakan pada suatu tingkat
tertentu sehingga nilai produk marjinal suatu masukan sama dengan harganya atau
MVPi = Pi sehingga MVPi / Pi = 1. Bila nilai marjinal suatu masukan lebih besar
dari harganya, maka keuntungan dinaikkan dengan meninggikan penggunaan
masukan. Pada umumnya, bertambahnya efisiensi disebabkan karena:
a. Penggunaan manajemen modern
b. Penggunaan sumber-sumber yang bukan manusia atau tenaga
binatang
c. Mekanisme yang dengan sendirinya dapat menyesuaikan diri
d. Pemakaian bagian-bagian alat-alat yang distandarisasikan dan
dapat ditukarkan satu sama lain.
e. Meninggalkan proses produksi yang kompleks dan menggantinya
dengan pekerjaan dan produksi yang repetitif
f. Pengkhususan tugas-tugas dan pembagian kerja dan wewenang
2.2 Konsep Kualitas Daya Listrik
Perhatian terhadap kualitas daya listrik dewasa ini semakin meningkat
seiring dengan peningkatan penggunaan energi listrik dan utilitas kelistrikan.
Istilah kualitas daya listrik telah menjadi isu penting pada industri tenaga listrik
sejak akhir 1980-an. Istilah kualitas daya listrik merupakan suatu konsep yang

15. 12
memberikan gambaran tentang baik atau buruknya mutu daya listrik akibat
adanya beberapa jenis gangguan yang terjadi pada sistem kelistrikan (Roger,
2010) Terdapat empat alasan utama, mengapa para ahli dan praktisi di bidang
tenaga listrik memberikan perhatian lebih pada isu kualitas daya listrik yaitu :
1. Pertumbuhan beban-beban listrik dewasa ini bersifat lebih peka
terhadap kualitas daya listrik seperti sistem kendali dengan
berbasis pada mikroprosesor dan perangkat elektronika daya.
2. Meningkatnya perhatian yang ditekankan pada efisiensi sistem
daya listrik secara menyeluruh, sehingga menyebabkan terjadinya
peningkatan penggunaan peralatan yang mempunyai efisiensi
tinggi, seperti pengaturan kecepatan motor listrik dan penggunaan
kapasitor untuk perbaikan faktor daya. Penggunaan peralatan –
peralatan tersebut dapat mengakibatkan peningkatkan terhadap
tingkat harmonik pada sistem daya listrik, di mana para ahli merasa
khawatir terhadap dampak harmonisa tersebut di masa mendatang
yang dapat menurunkan kemampuan dari sistem daya listrik itu
sendiri.
3. Meningkatnya kesadaran bagi para pengguna energi listrik
terhadap masalah kualitas daya listrik. Para pengguna utilitas
kelistrikan menjadi lebih pandai dan bijaksana mengenai persoalan
seperti interupsi, sags, dan peralihan transien dan merasa
berkepentingan untuk meningkatkan kualitas distribusi daya
listriknya.

16. 13
4. Sistem tenaga listrik yang saling berhubungan dalam suatu jaringan
interkoneksi, di mana sistem tersebut memberikan suatu
konsekuensi bahwa kegagalan dari setiap komponen dapat
mengakibatkan kegagalan pada komponen lainnya.
Terdapat beberapa definisi yang berbeda terhadap pengertian tentang
kualitas daya listrik, tergantung kerangka acuan yang digunakan dalam
mengartikan istilah tersebut. Sebagai contoh suatu pengguna utilitas kelistrikan
dapat mengartikan kualitas daya listrik sebagai keandalan, di mana dengan
menggunakan angka statistik 99,98 persen, sistem tenaga listriknya mempunyai
kualitas yang dapat diandalkan. Suatu industri manufaktur dapat mengartikan
kualitas daya listrik adalah karakteristik dari suatu catu daya listrik yang
memungkinkan peralatan-peralatan yang dimiliki industri tersebut dapat bekerja
dengan baik.Karakteristik yang dimaksud tersebut dapat menjadi sangat berbeda
untuk berbagai kriteria.Kualitas daya listrik adalah setiap masalah daya listrik
yang berbentuk penyimpangan tegangan, arus atau frekuensi yang mengakibatkan
kegagalan 8 ataupun kesalahan operasi pada peralatan-peralatan yang terjadi pada
konsumen energi listrik (Roger C. Dugan, 1996).Daya adalah suatu nilai dari
energi listrik yang dikirimkan dan didistribusikan, di mana besarnya daya listrik
tersebut sebanding dengan perkalian besarnya tegangan dan arus listriknya.
Sistem suplai daya listrik dapat dikendalikan oleh kualitas dari tegangan, dan
tidak dapat dikendalikan oleh arus listrik karena arus listrik berada pada sisi beban
yang bersifat individual, sehingga pada dasarnya kualitas daya adalah kualitas dari
tegangan itu sendiri (Roger, 2010)

17. 14
2.2.1 Jenis – Jenis Permasalahan Kualitas Daya Listrik
Permasalahan kualitas daya listrik disebabkan oleh gejala-gejala atau
fenomena-fenomena elektromagnetik yang terjadi pada sistem tenaga listrik.
Gejala elektromagnetik yang menyebabkan permasalahan kualitas daya adalah
(Roger, 2010)
1. Gejala Peralihan (Transient), yaitu suatu gejala perubahan variabel
(tegangan, arus dan lain-lain) yang terjadi selama masa transisi
dari keadaan operasi tunak (steady state) menjadi keadaan yang
lain.
2. Gejala Perubahan Tegangan Durasi Pendek (Short-Duration
Variations), yaitu suatu gejala perubahan nilai tegangan dalam
waktu yang singkat yaitu kurang dari 1 (satu) menit.
3. Gejala Perubahan Tegangan Durasi Panjang (Long-Duration
Variations), yaitu suatu gejala perubahan nilai tegangan, dalam
waktu yang lama yaitu lebih dari 1 (satu) menit.
4. Ketidakseimbangan Tegangan, adalah gejala perbedaan besarnya
tegangan dalam sistem tiga fasa serta sudut fasanya
5. Distorsi Gelombang, adalah gejala penyimpangan dari suatu
gelombang (tegangan dan arus) dari bentuk idealnya berupa
gelombang sinusoidal
6. Fluktuasi Tegangan, adalah gejala perubahan besarnya tegangan
secara sistematik.

18. 15
7. Gejala Perubahan Frekuensi Daya yaitu gejala penyimpangan
frekuensi daya listrik pada suatu sistem tenaga listrik.
Sejalan dengan meningkatnya pertumbuhan ekonomi dan jumlah penduduk,
kebutuhan akan energi listrik di Indonesia meningkat dengan pesat. Karena
kesalahan perencanaan di masa lalu, kebutuhan energi listrik meningkat jauh lebih
pesat dibanding yang bisa disediakan oleh PT. PLN. Akibatnya, terjadi
pemadaman bergilir dimana-mana.Padahal hampir setengah daerah di Indonesia
belum mendapatkan kesempatan mendapatkan listrik.
2.2.2 Besaran Listrik Dasar
Terdapat tiga buah besaran listrik dasar yang digunakan di dalam teknik
tenaga listrik, yaitu beda potensial atau sering disebut sebagai tegangan listrik,
arus listrik dan frekuensi. Ketiga besaran tersebut merupakan satu kesatuan pokok
pembahasan di dalam masalah – masalah sistem tenaga listrik.Selain ketiga
besaran tersebut, masih terdapat satu faktor penting di dalam pembahasan system
tenaga listrik yaitu daya dan faktor daya.
2.2.3 Beda Potensial
Ketika suatu muatan listrik positif mengalami perpindahan sepanjang
lintasan dl di dalam medan listrik E , maka energi potensial elektrostatiknya
adalah :
W = −q { E • dl
Di mana :
W = perubahan energi potensial (J)

19. 16
q = muatan listrik (C)
E = medan listrik (N/C)
dl = panjang lintasan (m)
2.2.4 Arus Listrik
Arus listrik didefinisikan sebagai laju aliran sejumlah muatan listrik yang
melalui suatu luasan penampang melintang.Menurut konvensi, arah arus listrik
dianggap searah dengan aliran muatan positif.Arus listrik diukur dalam satuan
Ampere (A), adalah satu Coulomb per detik. Arus listrik dirumuskan :
Di mana :
I = arus listrik (A)
dq = sejumlah muatan (C)
dt = waktu (detik)
2.3 Hidroponik
Hidroponik dari kata Yunani yaitu hydro yang berarti air dan ponos yang
artinya daya.Hidroponik juga dikenal sebagai soilless culture atau budidaya
tanaman tanpa tanah.Jadi, hidroponik berarti budidaya tanaman yang
memanfaatkan air dan tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam. Sejarah
mencatat bahwa hidroponik sudah dimulai oleh Bangsa Babylonia pada tahun 600
SM yaitu berupa taman gantung (hanging garden). Taman gantung ini adalah
merupakan hadiah dari Raja Nebukadnezar II untuk istri tercintanya bernama
Amytis, yang juga sebagai permaisuri.Taman gantung ini dibuat secara bertingkat

20. 17
dan tidak semuanya menggunakan media tanah sebagai media tanam. Seperti
halnya Bangsa Babylonia, Bangsa Cina juga telah mencoba menerapkan cara
bercocok tanam tanpa menggunakan media tanah sebagai media tanam. Bangsa
Cina telah menerapkan teknik bercocok tanam yang dikenal dengan “Taman
Terapung”. Bahkan di Mesir, Cina dan India juga sudah menerapkan cara
bercocok tanam yang tidak menggunakan tanah sebagai media tanam. Mereka
sudah menggunakan pupuk organik yang mereka gunakan sebagai suplai bahan
makan untuk tanaman yang mereka 6 tanam di dalam bedengan pasir yang
terletak di tepi sungai.
Cara bercocok tanam seperti ini dikenal dengan istilah “River Bed
Cultivation”.Istilah hidroponik lahir sekitar tahun 1936, sebagai penghargaan
yang diberikan kepada DR. WF.Gericke, seorang agronomis dari Universitas
California. DR. WF. Gericke melakukan percobaan dan penelitian dengan
menanam tomat di dalam bak yang berisi mineral sehingga tomat tersebut mampu
bertahan hidup dan dapat tumbuh sampai ketinggian 300 cm dan memiliki buah
yang lebat. Sebelumnya beberapa ahli patologis tanaman juga melakukan
percobaaan dan penelitian untuk dapat melakukan bercocok tanam tanpa media
tanah sebagai media tanam, sehingga pada masa itu bermunculan istilah-istilah:
“Nutri Culture”, “Water Culture”, ”Gravel Bed Culture”, dan istilah “Soilless
Culture” (Roberto, 2013).
1. Jenis Hidroponik Adapun jenis-jenis hidoponik yang sering
digunakan yaitu:
a) Nutrient Film Technique (NFT)

21. 18
NFT adalah teknik hidroponik dimana aliran yang sangat
dangkal air yang mengandung semua nutrisi terlarut diperlukan
untuk pertumbuhan tanaman yang kembali beredar melewati akar
tanaman di sebuah alur kedap air.Dalam sistem yang ideal,
kedalaman aliran sirkulasi harus sangat dangkal, sedikit lebih dari
sebuah film air.Sebuah sistem NFT yang dirancang berdasarkan
pada penggunakan kemiringan saluran yang tepat, laju aliran yang
tepat, dan panjang saluran yang tepat. Keuntungan utama dari
sistem NFT dari bentukbentuk lain dari hidroponik adalah bahwa
akar tanaman yang terkena kecukupan pasokan air, oksigen dan
nutrisi. Kelemahan dari NFT adalah bahwa NTF ini memiliki
gangguan dalam aliran, misalnya, pemadaman listrik.Prinsip dasar
dalam sistem NFT merupakan suatu keuntungan dalam pertanian
konvensional.Artinya, pada kondisi air berlebih, jumlah oksigen
diperakaran menjadi tidak memadai.Namun, pada sistem NFT
yang nutrisinya hanya selapis menyebabkan ketersediaan nutrisi
dan oksigen pada akar selalu berlimpah. Untuk membuat selapis
nutisi, dibutuhkan syarat-syarat sebagai berikut:
a. Kemiringan talang tempat mengalirnya larutan nutrisi ke
bawah harus benar-benar seragam.
b. Kecepatan aliran yang masuk tidak boleh terlalu cepat,
disesuaikan dengan kemiringan talang (Lingga, 2011)

22. 19
Banyak petani hidroponik komersial dan hobbyist menggunakan
sistem NFT untuk menanam sayuran dan tanaman.Sistem NFT dapat
menghasilkan lebih tanaman dengan sedikit ruang, sedikit air dan sedikit
nutrient.Selain itu, ada aerasi yang baik dan suplai oksigen di sebagian
besar sistem hidroponik.Sistem NFT juga sangat mudah dalam pembuatan
dan pemeliharaan.Akibatnya, sistem NFT telah menjadi salah satu yang
paling populer sistem hidroponik tumbuh dalam dekade terakhir.
Gambar 2.1. Nutrient Film Technique (NFT)
Sumber: (Farmtech-Mart. 2013)
b) Drip-Irrigation atau Micro-Irrigation
Drip-Irrigation, juga dikenal sebagai irigasi tetes atau
irigasi mikro atau irigasi lokal, adalah metode irigasi yang
menghemat air dan pupuk dengan membiarkan air menetes
perlahan ke akar tanaman, baik ke permukaan tanah atau langsung
ke zona akar, melalui jaringan katup, pipa, tabung, dan emitter. Hal
ini dilakukan melalui tabung sempit yang memberikan air langsung
ke dasar tanaman.Dengan demikian, kerugian (kehilangan air)
seperti perkolasi, run off, dan evapotranspirasi bisa diminimalkan
sehingga efisiensinya tinggi. Irigasi tetes dapat dibedakan menjadi

23. 20
2 yaitu irigasi tetes dengan pompa dan irigasi tetes dengan gaya
gravitasi. Irigasi tetes dengan pompa yaitu irigasi tetes yang sistem
penyaluran air diatur dengan pompa.Irigasi tetes pompa ini
umumnya memiliki alat dan perlengkapan yang lebih mahal
daripada sistem irigasi gravitasi. Irigasi tetes dengan sistem
gravitasi yaitu irigasi tetes dengan 9 menggunakan gaya gravitasi
dalam penyaluran air dari sumber (Sibarani, 2015)
Gambar 2.2 Drip-Irrigation
Sumber: (Diystart, 2013)
c) Aeroponics
Aeroponics adalah proses tumbuh tanaman di lingkungan
udara atau kabut tanpa menggunakan tanah atau media agregat
(dikenal sebagai geoponics). Kata "aeroponics" berasal dari makna
Yunani aero (udara) dan ponos (kerja). Budaya aeroponics berbeda
dari kedua hidroponik konvensional dan in-vitro (kultur jaringan
tanaman) tumbuh. Tidak seperti hidroponik, yang menggunakan air
sebagai media tumbuh dan mineral penting untuk mempertahankan
pertumbuhan tanaman, aeroponics dilakukan tanpa media
tumbuh.Karena air digunakan dalam aeroponics untuk

24. 21
mengirimkan nutrisi, kadang-kadang dianggap sebagai jenis
hidroponik.Prinsip dasar dari tumbuh aeroponik adalah untuk
tumbuh tanaman digantung di dalam lingkungan tertutup atau
semi-tertutup dengan menyemprotkan akar tanaman menjuntai dan
batang bawah dengan solusi dikabutkan atau disemprot air kaya
nutrisi (Wikipedia, 2013).
Gambar 2.3 Aeroponics (Farmxchange. 2013)
d) Deep Water Culture (DWC)
Deep Water Culture (DWC) adalah salah satu metode
hidroponik yang memproduksi tanaman dengan cara
menggantungkan akar tanaman ke dalam larutan kaya nutrisi, air
beroksigen (Wikipedia, 2013).

25. 22
Gambar 2.4 Deep Water Culture Sumber: (Hydroponicist. 2013)
e) Flood & Drain (Ebb and Flow)
Ebb and flow merupakan suatu bentuk hidroponik yang
dikenal karena kesederhanaan, kehandalan operasi dan biaya investasi
awal yang rendah. Pot diisi dengan media inert yang tidak berfungsi
seperti tanah atau berkontribusi nutrisi untuk tanaman tapi yang
jangkar akar dan berfungsi sebagai cadangan sementara air dan
pelarut nutrisi mineral (Wikipedia, 2013)
Gambar 2.5 Flood and Drain (Dbcourt. 2013)

26. 23
F) Floating Raft (Rakit apung)
Pada sistem rakit apung, tanaman ditempatkan pada stereofoam
yang diapungkan pada sebuah kolam.Kolam sedalam 40 cm tersebut
berisi nutrisi.Sistem ini perlu ditambahkan airstone ataupun
aerator.Aerator berfungsi menghasilkan oksigen untuk pertukaran
udara dalam daerah perakaran. Kekurangan oksigen akan
mengganggu penyerapan air dan nutrisi oleh akar. Rakit apung hanya
dapat ditanami oleh tumbuhan yang memiliki bobot rendah (Randys
Hydroponics, 2010)
Gambar 2.6 Floating Raft (Thehydroponicum. 2013)
2. Media Tanam Hidroponik Beberapa media tanam yang digunakan
pada hidroponik yaitu:
a. Rockwool
Rockwool dibuat dengan melelehkan kombinasi batu dan
pasir dan kemudian campuran diputar untuk membuat serat
yang dibentuk menjadi berbagai bentuk dan ukuran. Proses ini

27. 24
sangat mirip dengan membuat permen kapas. Bentuk bervariasi
dari 1"x1"x1" dimulai dengan bentuk kubus hingga 3"x12"x36"
lempengan, dengan berbagai ukuran lainnya.Rockwool media
semai dan media tanam yang paling baik dan cocok untuk
sayuran.Rockwool dapat menghindarkan dari kegagalan semai
akibat bakteri dan cendawan penyebab layu fusarium.
b. Coconut Coir (sabut kelapa) Coconut Coir dikenal juga
sebagai coco peat adalah bahan sisa setelah serat telah
dihapus dari kulit terluarnya dari kelapa. Coconut Coir
bersimbiosis dengan jamur Trichoderma, yang berfungsi
sebagai melindungi akar dan merangsang pertumbuhan
akar.
c. Perlite adalah batuan vulkanik yang telah superpanas
menjadi kerikil kaca sangat ringan. Material ini juga
digunakan sebagai campuran tanah dalam pot untuk
mengurangi kepadatan tanah. Perlite memiliki 14 ukuran
yang sama. Perlite merupakan perpaduan dari granit,
obsidian, batu apung dan basalt. Batu vulkanik ini secara
alami menyatu pada suhu tinggi mengalami apa yang
disebut "Metamorfosis Fusionic".
d. Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA) LECA
adalah shell (cangkang) keramik ringan dengan inti sarang

28. 25
lebah yang diproduksi dengan menembakkan tanah liat
alami untuk suhu dari 1100-1200°C dalam tungku berputar.
Pelet dibulatkan dalam bentuk dan jatuh dari tempat
pembakaran di kelas sekitar 0-32 mm dengan kepadatan
rata-rata curah kering sekitar 350 kg/m³. Bahan tersebut
disaring menjadi beberapa kelas yang berbeda sesuai
aplikasi (Roberto, 2013).
e. Pasir Pasir sering digunakan sebagai media tanam alternatif
untuk menggantikan fungsi tanah. Sejauh ini, pasir
dianggap memadai dan sesuai jika digunakan sebagai
media untuk penyemaian benih, pertumbuhan bibit
tanaman, dan perakaran setek batang tanaman. Bobot pasir
yang cukup berat akan mempermudah tegaknya setek
batang. Selain itu, keunggulan media tanam pasir adalah
kemudahan dalam penggunaan dan dapat meningkatkan
sistem aerasi serta drainase media tanam.
f. Wood fibre (serbuk kayu) Serbuk kayu adalah substrat
organik yang sangat efisien untuk hidroponik. Serbuk kayu
telah terbukti mengurangi efek-efek penghambat
pertumbuhan tanaman. (Wikipedia, 2013).

29. 26
2.3.1 Keunggulan dan Kelemahan Hidroponik
Adapun beberapa keunggulan dan kelemahan penggunaan sistem
hidroponik yaitu:
a. Keunggulan Hidroponik
1) Tanah tidak diperlukan untuk hidroponik.
2) Air tetap dalam sistem dan dapat digunakan kembali dengan
demikian, biaya air rendah.
3) Pengontrolan kadar nutrisi secara keseluruhan dengan demikian,
biaya untuk ini rendah.
4) Tidak ada pencemaran ke lingkungan karena sistem dikendalikan.
5) Stabil dan hasilnya tinggi.
6) Hama dan penyakit lebih mudah untuk disingkirkan dari pada
penggunaan tanah karena mobilitas dari penggunaan wadah pada
hidroponik.
7) Lebih mudah dalam proses pemanenan.
8) Tidak adanya penggunaan pestisida

30. 27
b. Kelemahan Hidroponik
Tanpa tanah sebagai penyangga, kegagalan untuk sistem hidroponik
menyebabkan kematian tanaman yang cepat.Kelemahan lainnya termasuk
serangan patogen seperti karena layu oleh Verticillium disebabkan oleh
tingkat kelembaban tinggi yang terkait dengan hidroponik dan berbasis
penyiraman lebih dari pada tanaman tanah, tanaman hidroponik banyak
membutuhkan pupuk yang berbeda untuk setiap tanaman yang berbeda
(Triutami, 2011).
2.4 Mikrokontroller Arduino
Arduinodikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang
bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan,
tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated
Development Environment (IDE)yang canggih. IDE adalah sebuah software yang
sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan
meng-upload ke dalam memory mikrokontroller. Sedangkan menurut (Banzi,
2010).Arduino adalah prototipe platform elektronik opensource yang terdiri dari
mikrokontroler, bahasa pemrograman dan IDE. Arduino adalah alat
untukmembuat aplikasi interaktif yang dirancang untuk mempermudah proyek
bagipemula tetapi masih cukup fleksibel bagi para ahli untuk mengembangkan
proyek-proyek yang kompleks. Salah satu yang membuat arduino memikat hati
banyak orang adalah karena sifatnya yang open source, baik untuk hardware
maupun software nya. Kelebihan arduino dari platformhardware mikrokontroler

31. 28
menurut Artanto (2012) :IDE Arduino merupakan multiplatform, yang dapat
dijalankan di berbagai sistem operasi, seperti Windows, Macintosh dan Linux.IDE
Arduino dibuat berdasarkan pada IDEProcessing, yang sederhana sehingga
mudah digunakan.Pemrograman Arduino menggunakan kabel yang terhubung
dengan port USB, bukan port serial. Fitur ini berguna karena banyak komputer
yang sekarang ini tidak memiliki port serial.Arduino adalah hardware dan
softwareopen source.Pembaca bisa men-downloadsoftware dan gambar rangkaian
Arduino tanpa harus membayar ke pembuat Arduino.Biaya hardware cukup
murah, sehingga tidak terlalu membebani untuk membuat kesalahan di program.
2.4.1 Arduino Uno
Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler
ATmega328. Dalambahasa Itali “Uno” berarti satu, maka peluncuran arduino ini
diberi nama Uno. Arduino Uno memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan
sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz osilator kristal, sebuah
koneksi USB, sebuah konektor sumber tegangan, sebuah headerICSP, dan sebuah
tombol reset. Arduino Uno memiliki area cakupan yang luas untuk segala hal
yang dibutuhkan untuk mendukung sebuah aplikasi yang berbasiskan
mikrokontroler. Hanya dengan menghubungkannya ke sebuah komputer
melalui USB atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke
DC sudah dapat membuat aplikasinya bekerja. (arduino.cc, 2013).

32. 29
Gambar 2.7 Arduino Uno Sisi Depan (Kiri) dan Belakang(Kanan)
Sumber : (arduino.cc, 2013)
Secara umum arduino terdiri dari dua bagian, yaitu:
1. Hardware: papan input/output (I/O)
. Software: software arduino meliputi IDE untuk menulis
program, driver untuk koneksi dengan komputer, contoh program
dan library untuk pengembangan program. (Djuandi, 2011)
Adapun data teknis yang terdapat board Arduino Uno adalah
sebagai berikut:
1. Mikrokontroler: ATmega328
2. Tegangan Operasi: 5V
3. Tegangan Input (recommended): 7 - 12 V
4. Tegangan Input (limit): 6-20 V
5. Pin digital I/O: 14 (6 diantaranya pin PWM) dan pin analog
input: 6 input pin 21
6. Arus DC per pin I/O: 40 mA

33. 30
7. Arus DC untuk pin 3.3 V: 150 mA
8. Memiliki kapasitas Flash Memory: 32 KB, SRAM: 2 KB dan
EEPROM: 1 KB
Kecepatan besaran waktu sebesar: 16 Mhz sebagai komponen untuk
(Crystall oscillator). Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang
terdapat di dalam sebuah mikrokontroller, pada gambar berikut ini diperlihatkan
(gambar 2.1) contoh diagram blok sederhana dari microkontroller ATmega328
(dipakai pada Arduino Uno) seperti gambar blok diagram sederhana dibawah ini
Gambar 2.8 Blok Diagram Mikrokontroller
Blok-blok di atas dijelaskan sebagai berikut:
 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART)
adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial
seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485.
UART (antar muka serial)
2KB RAM
(memori kerja)
32KB RAM Flash
memory(program)
1KB EEPROM CPU
Port input/output

34. 31
 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat
daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam
program.
 32 KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan
untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer.
Selain program, flash memoryjuga menyimpanbootloader.
Bootloader ini yang menjembatani antara software
compiler arduino dengan mikrokontroler. Dan ketika
pengguna papan mikrokontroller arduino menulis program
tidak perlu banyak menuliskan sintak bahasa C, cukup
melakukan pemanggilan fungsi program, hemat waktu dan
pikiran. 1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan
untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya
dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino.
 Central Processing Unit (CPU), bagian dari
mikrokontroller untuk menjalankan setiap instruksi dari
program.
 Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input)
digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital
atau analog.

35. 32
2.4.2 Bagian-Bagian Papan Arduino Uno
Gambar 2.9 Konfigurasi Kaki Arduino Uno
Dengan mengambil contoh sebuah papan Arduino tipe USB, bagian-
bagiannya dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. 14 pin input/ output digital (0-13)
Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh
program. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga
berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output-nya
dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat di program
antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 –
5V.USB.Berfungsi untuk :
a) Memuat program dari komputer ke dalam papan.
1. Komunikasi serial antara papan dan komputer.
2. Memberi daya listrik kepada papan.

36. 33
2.4.2.1 Kelebihan Arduino Uno
1. Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya sudah ada
bootloader yang akan menangani upload program dari komputer.
2. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop yang
tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakan nya.
3. Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi
dengan kumpulan library yang cukup lengkap.
4. Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board
Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.
2.4.2.2 Kelemahan Arduino Uno
1. Kode hex relatif lebih besar.
2. Sering terjadi kesalahan fuse bit saat membuat bootloader.
3. Harus memodifikasi program lama, karena pada penggunaan pin harus
“disiplin”.
4. Storage Flash berkurang, karena dipakai untuk bootloader.
2.4.3 Sambungan SV1
Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan, apakah dari
sumber eksternal atau menggunakan USB.Sambungan ini tidak diperlukan lagi
pada papan Arduino versi terakhir karena pemilihan sumber daya eksternal atau
USB dilakukan secara otomatis.
Jika mikrokontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah
jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada

37. 34
mikrokontroller agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detak-nya. Kristal ini
dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz).
1. Tombol Reset
Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal.
Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau
mengosongkan mikrokontroller.
2. In-Circuit Serial Programming (ICSP)
Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram
mikrokontroller secara langsung, tanpa melalui bootloader.Umumnya
pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu dipakai
walaupun disediakan.
3. IC 1 – MicrocontrollerATmega
Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU,
ROM dan RAM.
Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino
dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V.
4. 6 pin Input Analog (0-5)
Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator)
X1 – Sumber Daya Eksternal

38. 35
Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan
oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca nilai
sebuah pin input
5. Led
LED: 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubung ke pin
digital 13. Ketika pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai
LOW LED mati. Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label
A0 sampai A5, setiapnya memberikanresolusi 10 bit. Secara default, 6
input analog tersebut mengukur tegangan dari ground sampai tegangan 5
Volt, dengan itu memungkinkan untuk mengganti batas atas darirangenya
dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference. Di sisi
lainnya, beberapa pinmempunyai fungsi spesifik yaitu pin A4 atau SDA
dan pin A5 atau SCL.Mendukung komunikasi TWI dengan menggunakan
Wire library. Ada sepasang pin lainnya pada board yaitu AREF referensi
tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analogReference, dan
reset untuk mereset mikrokontroler.(arduino.cc, 2013).
2.4.4 Fitur AVR ATmega328
ATmega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai
arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses

39. 36
eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set
Computer).
Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :
1. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu
siklus clock.
2. 32 x 8-bit register serba guna.
3. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
4. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang
menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
5. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only
Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi
permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun
catu daya dimatikan.
6. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
7. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse
Width Modulation) output.
8. Master / Slave SPI Serial interface.
Mikrokontroller ATmega328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu
memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat
memaksimalkan kerja dan parallelism.Instruksi – instruksi dalam memori

40. 37
program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi
dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program.Konsep inilah
yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu
siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi
pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari
register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada
mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori
data.
Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26
dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30
dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit.Setiap alamat
memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit.

41. 38
Gambar 2.10 Konfigurasi Pin ATmega328
6. Relay
Relay adalah suatu komponen yang digunakan sebagai saklar penghubung
atau pemutus untuk arus beban yang cukup besar, dikontrol oleh sinyal listrik
dengan arus yang kecil. Dengan menggunakan relay, kabel yang menuju saklar
tidak perlu kabel yang tebal, sebab arus yang terhubung ke saklar sangat kecil.
Relay adalah saklar elektronik yang didasarkan atas elektrik dan mekanik.Kontrol
elektrik diterapkan untuk mendapatkan gerakan mekanik. Sebagai elektrik adalah
komponen yang dikendalikan oleh arus.Pada dasarnya, relay terdiri dari lilitan
kawat pada suatu inti besi lunak berubah dari magnet yang menarik atau menolak

42. 39
suatu pegas sehingga kontak pun menutup atau membuka. Berikut merupakan
gambar relay dan isinya dapat dilihat pada gambar 2.10 dibawah ini:
Gambar 2.11 Relay dan Isinya
(Sumber: Firmansyah Saftari, Utak Atik Otomotif.hlm.97)
Ada beberapa jenis relay yang dibedakan menurut kontaknya.
1) Relay SPST (Single Pole SingleThrough)
Relay dengan satu induk saklar dengan satu saluran kontak (normally
closed).
2) Relay SPDT (Single Pole Double Through)
Merupakan relay yang mempunyai satu induk saklar untuk
menghubungkan dua saluran kontak (normally closed dan normally
open) yang dihubung bergantian.
7. Relay DPST (Double Pole SingleThrough)
Sama seperti SPST tetapi mempunyai dua buah saklar terpisah yang
bekerjanya serentak/bersamaan dan satu saluran kontak (normally closed)
untuk tiap saklar.

43. 40
8. RelayDPDT (Double Pole Double Through)
Sama seperti SPDT tetapi mempunyai dua buah saklar terpisah
yang bekerja serentak dan dua saluran kontak (normally closed dan
normally open) untuk tiap saklarModul relay yang digunakan dapat dilihat
pada gambar 2.11 dibawah ini:
Gambar 2.12 Modul Relay
(Sumber: http://dmohankumar.wordpress.com/2011/04/25/relay)
2.5 Pompa
Pompa adalah merupakan salah satu jenis mesin yang berfungsi untuk
memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan. Zat cair
tersebut contonya adalah air, oli atau minyak pelumas, atau fluida lainnya.
Industri-industri banyak menggunakan pompa sebagai salah satu peralatan bantu
yang penting untuk proses produksi. Sebagai contoh pada pembangkit listrik
tenaga uap, pompa digunakan untuk menyuplai air umpan keboiler atau
membantu sirkulasi air yang akan diuapkan diboiler.Pada 40ystem40y, pompa
banyak digunakan untuk mensirkulasi air atau minyak pelumas atau pendingin
mesin-mesin 40ystem40y.

44. 41
Pompa juga dipakai pada motor bakar yaitu sebagai pompa pelumas,
bensin atau air pendingin. Jadi pompa sangat penting untuk kehidupan manusia
secara langsung yang dipakai dirumah tangga atau tidak lansung seperti pada
pemakaian pompa di 41ystem41y.Pada pompa akan terjadi perubahan dari dari
41ystem mekanik menjadi 41ystem fluida. Pada mesin-mesin hidrolik termasuk
po mpa, 41ystem fluida ini disebut head atau 41ystem persatuan berat zat cair.Ada
tiga bentuk headyang mengalami perubahan yaitu headtekan, kecepatan dan
potensial. Selain dapat memindahkan cairan, pompa juga dapat berfungsi sebagai
untuk meningkatkan kecepatan, tekanan dan ketinggian pompa.(Nursuhud, 2010)
Pompa memiliki komponen-komponen dalam proses memproduksi. K mponen-
komponen tersebut antara lain:
1. Pompa
2. Mesin Penggerak, berupa : motor listrik, mesin diesel atau 41ystem
udara.
3. Pipa atau pemipaan digunakan untuk membawa fluida.
4. Kran, digunakan untuk mengendalikan aliran dalam 41ystem.
5. Sambungan, pengendalian dan instumentasi lainnya.
6. Peralatan penggunaan akhir, yang memiliki berbagai persyaratan.
Misalnya: tekanan, aliran yang menentukan komponen dan susunan
system,pemompaan. Contoh: Alat Penukar Panas atau Heat Exchanger, tangki dan
mesin hidrolik
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor
yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang

45. 42
mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya.Perlu
diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas
cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun
nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor
(gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik
yang mengalir akan terhambat.
Gambar 2.13LDR
Umumnya Sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm pada saat
dalam kondisi sedikit cahaya (gelap), dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada
kondisi terkena banyak cahaya. Tak heran jika komponen elektronika peka cahaya
ini banyak diimplementasikan sebagai sensor lampu penerang jalan, lampu kamar
tidur, alarm dan lain-lain.
Fungsi Sensor LDR
LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam
rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor

46. 43
terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor
dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF).
LDR juga sering digunakan sebagai sensor lampu penerang jalan otomatis, lampu
kamar tidur, alarm, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, sutter
kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya.
Cara Kerja Sensor LDR
Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable
resistor pada umumnya.LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian
elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan
cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya
akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka
nilai hambatannya akan semakin membesar.

47. 44
2.6 Pengertian Flowchart
Flowchart adalah penyajian yang sistematis tentang proses dan logika dari
kegiatan penanganan informasi atau penggambaran secara grafik dari langkah-
langkah dan urutan prosedur dari suatu program. Flowchart menolong analis dan
44ymbol44tiv untuk memecahkan masalah kedalam segmen-segmen yang lebih
kecil dan menolong dalam menganalisis 44ymbol44tive lain dalam
pengoperasian. (Nurullah, 2012).
Sistem flowchart adalah urutan proses dalam 44ymbol dengan
menunjukkan alat media input, output serta jenis media penyimpanan dalam
proses pengolahan data.
Program flowchart adalah suatu bagan dengan 44ymbol-simbol tertentu
yang menggambarkan urutan proses secara mendetail dan hubungan anara suatu
proses (instruksi) dengan proses lainnya dalam suatu program.
2.6.1 Pedoman dalam Pembuatan Flowchart
Jika seorang analis dan programer akan membuat flowchart, ada beberapa
petnjuk yang harus diperhatikan, seperti:
1. Flowchart digambarkan dari halaman atas ke bawah dan dari kiri ke
kanan.
2. Aktivitas yang digambarkan harus didefinisikan secara hati-hati dan
definisi ini harus dapat dimengerti oleh pembacanya.
3. Kapan aktivitas dimulai dan berakhir harus ditentukan secara jelas.
4. Setiap langkah dari aktivitas harus diuraikan dengan menggunakan
deskripsi kata kerja, misalkan melakukan penggandaan diri.

48. 45
5. Setiap langkah dari aktivitas harus berada pada urutan yang benar.
6. Lingkup dan range dari aktifitas yang sedang digambarkan harus
ditelusuri dengan hati-hati. Percabangan-percabangan yang memotong
aktivitas yang sedang digambarkan tidak perlu digambarkan pada
flowchart yang sama. Simbol konektor harus digunakan dan
percabangannya diletakkan pada halaman yang terpisah atau hilangkan
seluruhnya bila percabangannya tidak berkaitan dengan sistem.
7. Gunakan simbol-simbol flowchart yang standar.
2.6.2 Simbol dalam Flowchart
Tabel 2.1 Simbol Flowchart
SIMBOL NAMA FUNGSI
TERMINATOR Permulaan / akhir
program
GARIS ALIR (FLOW
LINE)
Arah aliran program
PREPARATION Proses inisialisasi /
pemberian harga awal
PROSES Proses perhitungan /
proses pengolahan
data
INPUT / OUTPUT
DATA
Proses input / output
data, parameter,
informasi
PREDEFINED
PROCESS (SUB
PROGRAM)
Permulaan sub
program / proses
menjalankan sub
program

49. 46
SIMBOL NAMA FUNGSI
DECISION Perbandingan
pernyataan,
penyeleksian data
yang memberikan
pilihan untuk langkah
selanjutnya
ON PAGE
CONECTOR
Penghubung bagian-
bagian flowchart yang
berada pada satu
halaman
OFF PAGE
CONECTOR
Penghubung bagian-
bagian flowchart yang
berada pada halaman
yang berbeda

50. 47
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian yang dilakukan pada efisiensi energi listrik pada
pengairan hidroponik berbasis mikrokontroler adalah sebagai berikut:
Gambar 3.1 Tahap Penelitian
Keterangan Gambar diatas adalah sebagai berikut:
1. Studi literatur, tahap ini dilakukan dengan cara mencari bahan
referensi yang berkaitan dengan topik penelitian. Tujuannya adalah
untuk mempelajari dan memahami teori yang relevan dengan topik
tugas akhir sehingga menunjang proses analisa, perancangan, dan
implementasi.
STUDI LITERATURE
PENGUMPULAN DATA
PERANCANGAN ALAT

51. 48
2. Pengumpulan data, dimana data didapatkan dari hasil observasi dan
studi pustaka yang bertujuan untuk memperoleh data untuk
kepentingan analisa.
3. Perancangan alat, pada tahap ini, hasil analisa menginspirasi
perancangan alat dengan tujuan memberikan solusi untuk pompa
3.2 Analisa
Sistem hidroponik irigasi atau drip adalah salah satu sistem yang paling
sering digunakan dalam sistem tanam hidroponik di seantero dunia, baik itu oleh
para petani atau pembudidaya rumahan maupun pembudidaya atau petani
komerssial.
Dalam sistem hidroponik selama ini dimana dalam proses pengairan irigasi
dari tanaman diroponik memanfaatkan motor sebagai tenaga penggerak dalam
mengalirkan air ke tiap – tiap tanaman sehingga tenaga listrik yang digunakan
sangat besar, dimana dampak dari penggunaan listrik ini akan berdampak dari
biaya dari tagihan listrik akan akan membengkak. Sehingga untuk mengurangi
beban biaya listrik maka penulis mengambil judul efisiensi dayaguna listrik pada
tanaman hidroponik terhadap cahaya matahari berbasis mikrokontroler diamana
sistem akan bekerja sesuai dengan dengan jumlah cahaya yang di terima oleh
sensor, sehingga sistem akan memamfaatkan daya sesuai dengan jumlah dari
kebutuhan jumlah air yang di butuhkan oleh tanamaan dalam melakukan analisa
efisiensi energi listrik untuk tanaman hidroponik ada dua cara paling mudah
melakukan analisa adalah dengan:

52. 49
1. Menghitung konsumsi intensitas energi
2. Menghitung energi pompa tanpa alat diukur selama ±3hari 24jam.
3.2.1 Intensitas daya listrik digunakan rumus:
Data yang diperoleh adalah :
Dengan,
V = beda potensial (volt)
I = kuat arus (ampere)
T = waktu (sekon)
W = energi yang dilepaskan oleh sumber tegangan (joule)
Contoh menghitung W (energi yang dilepaskan)
Diketahui :
V=12, I= 0,11 T=86400 (1hari=86400detik)
= 114048 joule
I= Q/T
Dimana : Q= muatan listrik (coulumb)
Rumus intesitas cahya

53. 50
3. 3 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Keras
3.3 1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Perancangan perangkat keras ini ditujukan untuk membantu pengerjaan
alat berjalan sesuai yang diinginkan. Dalam perancangan ini peneliti
menggunakan perangkat seperti:
1. Mikrokontroler Arduino Uno
2. Relay 12 V
3. Driver Tegangan
4. Pompa
5. Power supply
6. Kabel AC
7. Pipa hidroponik (Paralon ukran diameter 2dim)
8. Sensor cahaya (LDR)
No Intensitas
Cahaya
Pompa Volt Arus Waktu Energi
1 23 Hidup 12v 0,11 86400 114048
2 40 Hidup 12v 0,23 86400 238464
3 14 Hidup 12v 0,28 86400 290304
4 19 Hidup 12v 0,13 86400 134784
5 22 Hidup 12v 0,31 86400 321408

54. 51
3.3.2 Spesifikasi Perangkat Keras (Hardware)
1. Mikrokontroler Arduino Uno berfungsi sebagai pemroses data untuk
mengatur tegangan yang dialirkan ke pompa dimana arduino uno akan
mengontrol jumlah arus yang akan disalurkan kedalam pompa.
2. Relay berfungsi sebagai pemotong arus dimana fungi relay
dikendalikan oleh arduino uno, relay ini berfungsi sewaktu kondisi
dalam keadaan gelap dimana tanaman hidroponik tidak membutuhkan
air.
3. Pompa berfungsi sebagai penyalur air dari bak penampungan air
kedalam saluran pipa hidroponik dimana kekuatan pompa yang
disalurkan didasarkan pada kondisi cahaya yang dikirimkan sensor
cahaya.
4. Sensor cahaya berfungsi sebagai penerima kondisi lingkungan sekitar
dimana pembacaannya berdasarkan tingkat cahaya yang diterima dari
kekuatan sinar matahari, apabila kekuatan matahari yang diterima
sensor cahaya memiliki sangat terang maka sensor cahaya akan
mengirimkan data ke arduino uno untuk memompa air lebih tinggi atau
lebih banyak kedalam saluran pipa tanaman hidroponik dan apabila
tingkat cahaya yang diterima oleh sensor cahaya lebih gelap cahayanya
maka sensor cahay akan mengirimkan data kearduino uno untuk
memompa air lebih sedikit ke saluran pipa tanaman hidroponik.

55. 52
5. Kabel AC berfungsi sebagai sumber tegangan listrik yang akan
disalurkan ke dalam adaptor yang akan diubah kedalam arus DC.
6. Power supply adalah untuk pengubah tegangan dari arus besar
kedalam arus kecil atau DC yang kemudian akan disalurkan kedalam
arduino uno yang akan difungsikan sebagai tegangan logika.
3.4 Perancangan Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATMEL
Gambar 3.2 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATMEL
Minimum sistem merupakan bagian pemroses yang utama dari rangkaian
ini, yang terdiri dari mikrokontroler ATMEL dan satu kristal. Adapun gambaran
rangkaian dapat dilihat pada gambar 3.2. minimum sistem yang digunakan dalam
pembuatan alat digunakan Atmega328.

56. 53
Minimum sistem merupakan pusat dari proses dalam pengaplikasian alat
sehingga minimum sistem dapat diberi bahasa pemrograman yang
menerjemahkan bahasa manusia menjadi bahasa mesin.
3.4.1 Perancangan Rangkaian Relay
Gambar 3.3 Rangkaian Relay

57. 54
BAB IV
PEMBAHASAN DAN PENGUJIAN ALAT
Pada Bab ini membahas prototype efisiensi energi listrik pada pengairan
hidroponik berbasis mikrokontroler lakukan pengujian-pengujian pada alat ini
dengan tujuan memeriksa apakah alat ini sudah dapat bekerja dengan baik sesuai
dengan teori–teori dan rancangan pada alat. Pengujian–pengujian itu meliputi
beberapa hal antara lain :
1. Menyiapkan alat input dan output.
2. Menguji sistem pada tiap-tiap blok.
3. Menggabungkan sistem dari beberapa blok menjadi keseluruhan sistem.
4. Mengadakan pengujian rangkaian secara keseluruhan.
5. Mengevaluasi hasil pengujian keseluruhan sistem.
4.1 Persiapan Alat Yang Akan Menjadi Input Dan Output
Adapun alat yang akan menjadi input dan output pada alat ini adalah:
1. Sensor Cahaya
Sensor cahaya digunakan untuk membaca cahaya kondisi
lingkungkan.
2. Motor
Motir digunakan untuk memompa air kedalam saluran pipa
hiidroponik yang menjadi media tanam.

58. 55
3. Arduino Uno
Arduino uno sebagai pengolah data dari sensor cahaya dan juga untuk
memberikan intruksi kepada motor apakah akan berfungsi untuk
menyalurkan atau mematikan motor.
4. LCD
LCD untuk menampilkan informasi cahaya yang ada pada
lingkungan sekitar yang berpengaruh pada tanaman hidroponik.
5. Modul Relay
Modul relay sebagai saklar untuk mematikan dan menghidupkan
motor/pompa air.
6. Power Supply
sebagai sumber tegangan untuk semua komponen.
4.2 Pengujian Sistem Tiap Blok
4.2.1 Pengujian Sensor Cahaya
Gambar 4.1 Pengujian Sensor Cahaya Keadaan Gelap

59. 56
Dalam pengujian sistem sensor cahaya ini dimana penulis menggunkan sensor
LDR dari modul arduino Uno dimana dari komponen sensor cahaya ini
menggunakan komponen pendukung diantara trimpot yang berfungsi untuk
mengatur tingkat cahaya yang di terima oleh sensor LDR, dalam gambar 4.1
diatas diambil dalam kondisi sensor dalam posisi / ruangan gelap dimana dalam
gambar 4.1 diatas terlihat bahwa sensor hanya merespon dengan kondisi nyala led
yang menandakan bahwa sensor membaca kondisi ruangan dalam kondisi
gelap.sehingga di ambil yang di ambil dari sensor diatas dalam posisi rendah
dimana dalam satuan Kb/s, satuan data yang digunakan dalam pembacaan sensor
cahaya / LDR 1024 untuk tiap data.
Gambar 4.2 Pengujian Sensor Cahaya Keadaan Terang
Dalam gambar 4.2 diatas diambil dalam kondisi sensor dalam posisi / ruangan
terang dimana dalam gambar 4.2 diatas terlihat bahwa sensor hanya merespon
dengan kondisi nyala led merah serta nyala hijau dimana nyala hijau tersebut
menandakan bahwa sensor Cahaya/ LDR membaca kondisi pada ruangan teranga

60. 57
sehingga akan memberikan respon dimana respon yang akan di LCD dan Juga
pada motor yang akan menyalakan motor akan menyala.
4.2.2 Pengujian Arduino Uno
Gambar 4.4 Pengujian Arduino Uno
Dalam pengujian pada modul arduino uno ini, dimana arduino uno berfungsi
sebagai pengolah data yang di terima oleh senor cahaya, proses pengiriman data
dari sensor cahaya akan diterima oleh arduino yang akan mengubah data dari
bentuk analog kedalam bentuk digital, sehingga data tersebut data di baca oleh
LCD, port yang digunakan di dalam di dalam proses penerimaan data ini di dalam
arduino menggunakan port Analog yang berfungsi sebagai penerima data.

61. 58
4.2.3 Pengujian Modul Relay
Gambar 4.5 Pengujian Modul Relay On
Dalam pengujian modul Relay, dimana modul relay ini digunakan sebagai saklar
otomatis yang akan berfungsi sebagai saklar manual, yang akan menggerakkan
pompa baik dari kondisi on ke dalam kondisi off, dalam hal ini modul relay akan
di gerakkan/ di kontrol oleh modul arduino uno yang dimana pengolahan nilai
apakah menggerakkan relay ke dalam kondisi on maupun ke dalam kondisi on
melalui data yang dikirimkan oleh sensor cahaya.
4.2.4 Pengujian Pompa Air
Gambar 4.6 Pengujian Pompa Air

62. 59
4.2.5 Pengujian LCD
Gambar 4.7 Pengujian LCD
4.3 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Tujuan pengujian sistem keseluruhan adalah mengetahui apakah
secara keseluruhan alat dapat bekerja dengan baik sesuai perencanaan.
1. Prosedur pengujian
a. Memprogram mikrokontroler sesuai dengan sistem yang direncanakan.
b. Menghubungkan mikrokontroller ke modul Arduino Uno.
c. Menghubungkan modul sensor cahaya ke mikrokontroler.
d. Menghubungkan peralatan elektronik ke mikrokontroler melalui relay.
e. Mengaktifkan catu daya.
f. Mengamati cara kerja alat, apakah sudah sesuai atau belum.

63. 60
Gambar 4.8 Pengujian Miniatur Hidroponik
4.3.1 Pengujian Sistem Pompa Air
Tabel 4.1 Pengujian Pompa Air
Kode Pompa
Tujuan Test Mengetahui fungsi pompa air saat alat pertama kali
dinyalakan.
Kondisi Awal Pompa air mati dan alat belum dinyalakan
Skenario
Pengujian
Hasil Yang
Diharapkan
Hasil Yang
Diperoleh
Hasil
Pengujian
Nyalakan alat
Relay1=0
Pompa air dalam
keadaan mati
Pompa air tidak
menyala
Pompa air dapat
menyala sesuai
seperti yang
diharapkan.Relay1=1
Pompa air menyala
Pompa air menyala

64. 61
Berikut adalah tampilan pengujian pompa air:
Gambar a:
Pompa Air On
Gambar b:
Pompa Air Off
Gambar 4.8 Pengujian Pompa Air
4.3.2 Pengujian Sistem Relay
Tabel 4.1 Pengujian Relay
Kode Relay
Tujuan Test Mengetahui fungsi Relay saat alat pertama kali dinyalakan.
Kondisi Awal Relay mati dan alat belum dinyalakan
Skenario
Pengujian
Hasil Yang
Diharapkan
Hasil Yang
Diperoleh
Hasil
Pengujian
Nyalakan alat
Relay1=0
Pompa air dalam
keadaan mati
Lampu Indikator
relay mati
Lampu
Indikator.
Relay1=1
Pompa air menyala
Lampu Indikator
relay Menyala

65. 62
Berikut adalah tampilan pengujian Relay:
Gambar a:
Relay On
Gambar b:
Relay Off
Gambar 4.9 Pengujian Pompa Air
4.3.3 Pengujian Sistem Sensor Cahaya LDR
Tabel 4.1 Pengujian Sensor Cahaya LDR
Kode Sensor Cahaya (LDR)
Tujuan Test Mengetahui Sistem Kerja Sensor saat alat dinyalakan.
Kondisi Awal Sensor dalam Kondisi mati/ Kondisi Gelap
Skenario
Pengujian
Hasil Yang
Diharapkan
Hasil Yang
Diperoleh
Hasil
Pengujian
Nyalakan alat
Sensor Gelap
Nilai ADC=Tinggi
Lampu Indikator
Sensor Mati
Lampu
Indikator
Sensor.Sensor Terang
NilaiADC=Rendah
Lampu Indikator
Sensor Nyala

66. 63
Berikut adalah tampilan pengujian Relay:
Gambar a:
Sensor LDR On
Gambar b:
Sensor LDR Off
Gambar 4.9 Pengujian Pompa Air
4.4 Uji Coba Sistem
Setelah penulis melakukan uji coba, dimana penulis melakukan beberapa
kali uji coba dengan perbedaan keadaan yang berbeda maka didapatkan hasil
perbandingan uji coba dengan pakar untuk mendapatkan nilai dari keadaan saat
pompa on dan pompa off, didalam pengujian penulis menggunakan teknik
pengujian perbandingan. Tabel uji coba coba sistem dengan pakar seperti yang
ditunjukkan pada tabel 4.1 dibawah ini

67. 64
No. Keadaan Cuaca Value Sistem Hasil sistem Analisa Pakar
1
100 Cd Pompa ON Pompa ON
2
300 Cd Pompa ON Pompa ON
3
400 Cd Pompa ON Pompa ON
4
500 Cd Pompa OFF Pompa OFF
5
800 Cd Pompa OFF Pompa OFF
Sehingga dari uji coba system dengan kondisi lingkugan maka system akan
membaca data sensor pada saat value senilai dengan 500 candela, maka saat
melakukan kalibrasi data maka penulis menggunakan data 500 candela saat
pembacaan sensor maka pompa akan dalam posisi off/ mati.

68. 65
4.5 Listing Program Arduino
4.5.1 Listing program untuk variabel Library dan port-port yang
digunakan.
Gambar 4.9 Listing program untuk port-port yang digunakan
Listing program ini menjelaskan port-port mana saja yang akan
digunakan.dimana library yang digunakan wire.h dan LiquidCrystal dimana
fungsi dari dua library tersebut menerangkan untuk penggunaan dari fungsi Lcd,
dimana library liquidCrystal_I2c disini menggunkan alamat dengan 0x27 dengan
menggunakan port yang ada pada Arduino A4 dan A5,

69. 66
4.5.2 Listing Program Pembacaan Awal pada Saat LCD Nyala
Gambar 4.10 Listing Program LCD
Dalam program Lcd, dimana sistem akan membaca kondisi awal saat sistem mulai
dinyalakan sehingga akan memunculkan tulisan yang pertama pada LCD di mana
proses munculnya tulisan pada Lcd dimulai dari pergeseran dari posisi kiri ke arah
kanan kemudian akan menghapus karakter yang tampilkan dari pergeseran dari
arah kanan ke arah kiri.

70. 67
4.5.3 Listing Program Pembacaan Nilai ADC
Gambar 4.10 Listing Program ADC
Dalam program ADC, dimana sistem akan membaca kondisi nilai dari sensor
cahaya (LDR) sehingga nilai tersebut akan di oleh arduino Uno akan di tampilkan
oleh LCD, dimana data tersebut sebelum di tampilkan akan dilakukan perhitungan
data.

71. 68
Gambar 4.11 Flowchart Sistem

72. 69
Gambar 4.12 Blok Diagram Rancanga Alat

73. 70
Gambar 4.11 Flowchart Sistem
Dalam gambar ini dimana pengujian dilakukan secara menyeluruh
 Sistem ini diawalai dengan masuknya intensitas cahaya yang masuk pada
sensor LDR
 Nilai intensitas cahaya (nilai analog) yang diterima LDR diteruskan pada
Arduino Uno ATmega 328
 Setelah dirubah menjadi digital oleh Arduino maka data tersebut akan
ditampilkan di layer LCD
 Jika nilai intensitas cahaya tersebut dibawah 500 cd maka relay akan
bekerja untuk menggerakan motor tersebut
 Pompa motor menyala dan kemudian menggerakan air untuk mengaliri ke
tiap tanaman hidroponik
 Jika nilai intensitas cahaya yang diterima diatasa 500 cd maka pompa
tidak akan bekerja
 selesai

74. 71
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari beberapa pengujian dan analisis yang telah dilakukan dapat diambil
kesimpulan bahwa alat dapat berfungsi sesuai dengan rancangan yang diharapkan,
dimana alat ini telah berfungsi untuk menghemat penggunaan energi listrik untuk
irigasi tanaman hidroponik sesuai dengan kebutuhan tanaman, alat akan bekerja
pada saat tanaman membutuhkan nutrisi untuk fotosintesis, dimana alat/pompa
mulai bekerja apabila terdapat cahaya matahari dan pompa akan mati apabila
kondisi gelap/ kurang energi matahari
5.2. Saran
Dari perancangan ini diharapkan dapat dikembangkan efisiensi energi
listrik pada pengairan hidroponik berbasis mikrokontroler untuk lebih baik lagi ke
depannya. Adapun saran yang dapat diberikan untuk alat ini adalah sebagai
berikut: untuk perancangan sensor cahaya (LDR) dan relay sebaiknya
menggunakan modul yang sudah memiliki library pada arduino sehingga
memiliki kemudahan dalam melakukan koding dan pemasangan dalam modul
arduino uno.

75. 72
DAFTAR PUSTAKA
Aiman, Muhammad Iqbal. (2017) Teknologi Informasi dan Pendidikan Saling
Membutuhkan. Diakses pada 10 juni 2017 dalam
(http://edukasi.kompasiana.com/2017/05/25/teknologi-informasi-
danpendidikan-saling-membutuhkan-659899).
Angga Khalifah Tsauqi,dkk, (2016) penekanan beban listrik pada lampu rumahan.
Arduino, (2016) Arduino Uno Board,
Artanto. (2012) APLIKASI MIKROKONTROLER ATMega8535 dan ATMega16. Yogyakarta:
ANDI.
Badan Pusat Statistika Indonesia (2016) Perkembangan teknologi informasi dan
komunikasi.
Banzi, Maasimo. (2010) Getting Started with Arduino. O’Reilly. Roma
Budi, Laksana Robert. (2013). Pengantar Kebudayaan Sumatera Selatan. Palembang:
FKIP PGRI.
Djuandi, Ferri. (2011) Pengenalan Arduino
https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno, diakses 11 Februari 2016.
Nopirin. (2014) Pengantar Ilmu Ekonomi Mikro-Makro. Yogyakarta: BPFEYogyakarta.
Pressman,Ph.D. Roger S. (2010) Pendekatan Praktisi Rekayasa Perangkat Lunak. Edisi 7.
Penerbit Andi. Yogyakarta. Halaman 45 – 46..

76. 73
Randys Hydroponics. (2010) Floating rafts. Akses September 2013.
http://www.randyshydroponics.com/html/floating_raft.html.
Sarwoto. (2014) Dasar-Dasar Organisasi dan Manajemen. Jakarta: Ghalia Indonesia.
Soedarsono, R.M. (2010) Pertunjukkan indonesia di Era Globalisasi. Yogyakarta : Gadjah
Mada University Press
Soekartawi. (2010) Pengantar Agroindustri. Jakarta : PT RajaGrafindo Persada. 152 hal..
Treftz dan Omaye. (2015) ditanam secara hidroponik jauh lebih murah dibandingkan
dengan sistem di tanah.
Triutami, T. (2011) Keunggulan Dan Kelemahan Hidroponik . Akses September 2014
https://tiaratriutami.wordpress.com/2011/05/24/pengenalan-bercocok-
tanam secara-hidroponik-pada-petani-untuk-meningkatkan-kualitas-dan-
kuantitashasil-pertanian/.
Wikipedia. (2013). Sistem Informasi. [Online]. Tersedia :
http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_informasi.