SlideShare a Scribd company logo
1 of 76
Download to read offline
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
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
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
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
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”.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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
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).
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
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.
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)
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.
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)
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
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)
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)
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
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
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).
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)
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
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
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).
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
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
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).
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
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
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.
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.
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
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
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
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
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.
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
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.
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.
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
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
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.
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.
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
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
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
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:
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
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
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.
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.
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
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.
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
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
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.
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
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.
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
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
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
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
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.
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,
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.
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.
68
Gambar 4.11 Flowchart Sistem
69
Gambar 4.12 Blok Diagram Rancanga Alat
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
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.
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..
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.

More Related Content

What's hot

Modul Pembelajaran Kapita Selekta Matematika
Modul Pembelajaran Kapita Selekta MatematikaModul Pembelajaran Kapita Selekta Matematika
Modul Pembelajaran Kapita Selekta MatematikaAdelia Ibrahim
 
Manajemen Sumber Daya Manusia
Manajemen Sumber Daya ManusiaManajemen Sumber Daya Manusia
Manajemen Sumber Daya Manusiaermawidiana
 
Skripsi MPG, Pemecahan Masalah, dan Disposisi Matematis
Skripsi MPG, Pemecahan Masalah, dan Disposisi MatematisSkripsi MPG, Pemecahan Masalah, dan Disposisi Matematis
Skripsi MPG, Pemecahan Masalah, dan Disposisi MatematisNyayu Husnul Chotimah
 
SMK MAK kelas10 smk kria tekstil budiyono
SMK MAK kelas10 smk kria tekstil budiyonoSMK MAK kelas10 smk kria tekstil budiyono
SMK MAK kelas10 smk kria tekstil budiyonosekolah maya
 
Studi Hubungan Mental Lokal
Studi Hubungan Mental LokalStudi Hubungan Mental Lokal
Studi Hubungan Mental LokalTri Cahyono
 
Pendidikan agama islam_kelas_9_karwadi_umi_baroroh_sukiman_sutrisno_2011
Pendidikan agama islam_kelas_9_karwadi_umi_baroroh_sukiman_sutrisno_2011Pendidikan agama islam_kelas_9_karwadi_umi_baroroh_sukiman_sutrisno_2011
Pendidikan agama islam_kelas_9_karwadi_umi_baroroh_sukiman_sutrisno_2011Drs. HM. Yunus
 
Sd6ips ayo belajarsambilbermainips
Sd6ips ayo belajarsambilbermainipsSd6ips ayo belajarsambilbermainips
Sd6ips ayo belajarsambilbermainipsheri junior
 
Kelas V Sd Ipa Heri Sulistyanto
Kelas V Sd Ipa Heri SulistyantoKelas V Sd Ipa Heri Sulistyanto
Kelas V Sd Ipa Heri Sulistyantosekolah maya
 
SD-MI kelas05 ipa heri edy
SD-MI kelas05 ipa heri edySD-MI kelas05 ipa heri edy
SD-MI kelas05 ipa heri edysekolah maya
 
SD-MI kelas06 ayo belajar sambil bermanin ips widodo mulyadi
SD-MI kelas06 ayo belajar sambil bermanin ips widodo mulyadiSD-MI kelas06 ayo belajar sambil bermanin ips widodo mulyadi
SD-MI kelas06 ayo belajar sambil bermanin ips widodo mulyadisekolah maya
 
Atletik dasar dan_lanjutan
Atletik dasar dan_lanjutanAtletik dasar dan_lanjutan
Atletik dasar dan_lanjutanIgin1
 
membuat anak dengan visual basic
membuat anak dengan visual basicmembuat anak dengan visual basic
membuat anak dengan visual basicwhereisindra
 
Ilmu pengetahuan alam_2_kelas_2_sarjati_purwo_s_triyatno_suwarmin_tri_sunarni...
Ilmu pengetahuan alam_2_kelas_2_sarjati_purwo_s_triyatno_suwarmin_tri_sunarni...Ilmu pengetahuan alam_2_kelas_2_sarjati_purwo_s_triyatno_suwarmin_tri_sunarni...
Ilmu pengetahuan alam_2_kelas_2_sarjati_purwo_s_triyatno_suwarmin_tri_sunarni...'Cha' Liza
 

What's hot (18)

Laporan landasan keguruan 1 (Magang)
Laporan landasan keguruan 1 (Magang)Laporan landasan keguruan 1 (Magang)
Laporan landasan keguruan 1 (Magang)
 
Modul Pembelajaran Kapita Selekta Matematika
Modul Pembelajaran Kapita Selekta MatematikaModul Pembelajaran Kapita Selekta Matematika
Modul Pembelajaran Kapita Selekta Matematika
 
Laporan Magang (Landasan Keguruan 2)
Laporan Magang (Landasan Keguruan 2)Laporan Magang (Landasan Keguruan 2)
Laporan Magang (Landasan Keguruan 2)
 
Lembar pengesahan
Lembar pengesahanLembar pengesahan
Lembar pengesahan
 
Manajemen Sumber Daya Manusia
Manajemen Sumber Daya ManusiaManajemen Sumber Daya Manusia
Manajemen Sumber Daya Manusia
 
Skripsi MPG, Pemecahan Masalah, dan Disposisi Matematis
Skripsi MPG, Pemecahan Masalah, dan Disposisi MatematisSkripsi MPG, Pemecahan Masalah, dan Disposisi Matematis
Skripsi MPG, Pemecahan Masalah, dan Disposisi Matematis
 
SMK MAK kelas10 smk kria tekstil budiyono
SMK MAK kelas10 smk kria tekstil budiyonoSMK MAK kelas10 smk kria tekstil budiyono
SMK MAK kelas10 smk kria tekstil budiyono
 
Studi Hubungan Mental Lokal
Studi Hubungan Mental LokalStudi Hubungan Mental Lokal
Studi Hubungan Mental Lokal
 
Intan. iii.a
Intan. iii.aIntan. iii.a
Intan. iii.a
 
Pendidikan agama islam_kelas_9_karwadi_umi_baroroh_sukiman_sutrisno_2011
Pendidikan agama islam_kelas_9_karwadi_umi_baroroh_sukiman_sutrisno_2011Pendidikan agama islam_kelas_9_karwadi_umi_baroroh_sukiman_sutrisno_2011
Pendidikan agama islam_kelas_9_karwadi_umi_baroroh_sukiman_sutrisno_2011
 
41826155 laporan-pkl
41826155 laporan-pkl41826155 laporan-pkl
41826155 laporan-pkl
 
Sd6ips ayo belajarsambilbermainips
Sd6ips ayo belajarsambilbermainipsSd6ips ayo belajarsambilbermainips
Sd6ips ayo belajarsambilbermainips
 
Kelas V Sd Ipa Heri Sulistyanto
Kelas V Sd Ipa Heri SulistyantoKelas V Sd Ipa Heri Sulistyanto
Kelas V Sd Ipa Heri Sulistyanto
 
SD-MI kelas05 ipa heri edy
SD-MI kelas05 ipa heri edySD-MI kelas05 ipa heri edy
SD-MI kelas05 ipa heri edy
 
SD-MI kelas06 ayo belajar sambil bermanin ips widodo mulyadi
SD-MI kelas06 ayo belajar sambil bermanin ips widodo mulyadiSD-MI kelas06 ayo belajar sambil bermanin ips widodo mulyadi
SD-MI kelas06 ayo belajar sambil bermanin ips widodo mulyadi
 
Atletik dasar dan_lanjutan
Atletik dasar dan_lanjutanAtletik dasar dan_lanjutan
Atletik dasar dan_lanjutan
 
membuat anak dengan visual basic
membuat anak dengan visual basicmembuat anak dengan visual basic
membuat anak dengan visual basic
 
Ilmu pengetahuan alam_2_kelas_2_sarjati_purwo_s_triyatno_suwarmin_tri_sunarni...
Ilmu pengetahuan alam_2_kelas_2_sarjati_purwo_s_triyatno_suwarmin_tri_sunarni...Ilmu pengetahuan alam_2_kelas_2_sarjati_purwo_s_triyatno_suwarmin_tri_sunarni...
Ilmu pengetahuan alam_2_kelas_2_sarjati_purwo_s_triyatno_suwarmin_tri_sunarni...
 

Similar to Efisiensi Daya Listrik Pada Pengajian Tanaman Hidroponik

Smk11 kimiaindustri-suparni
Smk11 kimiaindustri-suparniSmk11 kimiaindustri-suparni
Smk11 kimiaindustri-suparniDian Fery Irawan
 
Kimia kelas10 sma irvan_permana
Kimia kelas10 sma irvan_permanaKimia kelas10 sma irvan_permana
Kimia kelas10 sma irvan_permanaAndi Rahim
 
Laporan Usulan Teknis , Kecamatan Pasir Penyu, Kabupaten Indragiri Hulu Provi...
Laporan Usulan Teknis , Kecamatan Pasir Penyu, Kabupaten Indragiri Hulu Provi...Laporan Usulan Teknis , Kecamatan Pasir Penyu, Kabupaten Indragiri Hulu Provi...
Laporan Usulan Teknis , Kecamatan Pasir Penyu, Kabupaten Indragiri Hulu Provi...Mailendra Hatake
 
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5Arismon Saputra
 
Kimia kelas 12 _ari_harnanto
Kimia kelas 12 _ari_harnantoKimia kelas 12 _ari_harnanto
Kimia kelas 12 _ari_harnantoAndi Rahim
 
Buku Fisika Kelas 2 sma_fisika_sarwono
Buku Fisika Kelas 2 sma_fisika_sarwonoBuku Fisika Kelas 2 sma_fisika_sarwono
Buku Fisika Kelas 2 sma_fisika_sarwonoArif Wicaksono
 
SMK-MAK kelas10 smk kimia industri suparmi sari
SMK-MAK kelas10 smk kimia industri suparmi sariSMK-MAK kelas10 smk kimia industri suparmi sari
SMK-MAK kelas10 smk kimia industri suparmi sarisekolah maya
 
Contoh Kkp MI
Contoh Kkp MIContoh Kkp MI
Contoh Kkp MIAhmad M
 
Kkpmi 111106045901-phpapp02
Kkpmi 111106045901-phpapp02Kkpmi 111106045901-phpapp02
Kkpmi 111106045901-phpapp02Bucek MyName
 
Kkp manajemen-informatika2
Kkp manajemen-informatika2Kkp manajemen-informatika2
Kkp manajemen-informatika2wiizza
 
53 metode belajar dan pembelajaran beserta aplikasinya
53 metode belajar dan pembelajaran  beserta aplikasinya53 metode belajar dan pembelajaran  beserta aplikasinya
53 metode belajar dan pembelajaran beserta aplikasinyaSinta Rosanti
 
Metode Pembelajaran untuk diterapkan di dalam kelas
Metode Pembelajaran untuk diterapkan di dalam kelasMetode Pembelajaran untuk diterapkan di dalam kelas
Metode Pembelajaran untuk diterapkan di dalam kelaserwan861
 
53 metode pembelajaran (e-book)
53 metode pembelajaran (e-book)53 metode pembelajaran (e-book)
53 metode pembelajaran (e-book)Sifa Siti Mukrimah
 
Modul Matematika Peluang
Modul Matematika PeluangModul Matematika Peluang
Modul Matematika Peluangunesa
 

Similar to Efisiensi Daya Listrik Pada Pengajian Tanaman Hidroponik (20)

Smk11 kimiaindustri-suparni
Smk11 kimiaindustri-suparniSmk11 kimiaindustri-suparni
Smk11 kimiaindustri-suparni
 
Kimia kelas10 sma irvan_permana
Kimia kelas10 sma irvan_permanaKimia kelas10 sma irvan_permana
Kimia kelas10 sma irvan_permana
 
Laporan Kkl Awal
Laporan Kkl AwalLaporan Kkl Awal
Laporan Kkl Awal
 
BSE SMA Kelas XI IPA
BSE SMA Kelas XI IPABSE SMA Kelas XI IPA
BSE SMA Kelas XI IPA
 
Laporan Usulan Teknis , Kecamatan Pasir Penyu, Kabupaten Indragiri Hulu Provi...
Laporan Usulan Teknis , Kecamatan Pasir Penyu, Kabupaten Indragiri Hulu Provi...Laporan Usulan Teknis , Kecamatan Pasir Penyu, Kabupaten Indragiri Hulu Provi...
Laporan Usulan Teknis , Kecamatan Pasir Penyu, Kabupaten Indragiri Hulu Provi...
 
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
 
Awal
AwalAwal
Awal
 
Kimia kelas 12 _ari_harnanto
Kimia kelas 12 _ari_harnantoKimia kelas 12 _ari_harnanto
Kimia kelas 12 _ari_harnanto
 
Matematika
MatematikaMatematika
Matematika
 
Buku Fisika Kelas 2 sma_fisika_sarwono
Buku Fisika Kelas 2 sma_fisika_sarwonoBuku Fisika Kelas 2 sma_fisika_sarwono
Buku Fisika Kelas 2 sma_fisika_sarwono
 
mikrokontroler
mikrokontrolermikrokontroler
mikrokontroler
 
SMK-MAK kelas10 smk kimia industri suparmi sari
SMK-MAK kelas10 smk kimia industri suparmi sariSMK-MAK kelas10 smk kimia industri suparmi sari
SMK-MAK kelas10 smk kimia industri suparmi sari
 
Contoh Kkp MI
Contoh Kkp MIContoh Kkp MI
Contoh Kkp MI
 
Kkpmi 111106045901-phpapp02
Kkpmi 111106045901-phpapp02Kkpmi 111106045901-phpapp02
Kkpmi 111106045901-phpapp02
 
Kkp manajemen-informatika2
Kkp manajemen-informatika2Kkp manajemen-informatika2
Kkp manajemen-informatika2
 
53 metode belajar dan pembelajaran beserta aplikasinya
53 metode belajar dan pembelajaran  beserta aplikasinya53 metode belajar dan pembelajaran  beserta aplikasinya
53 metode belajar dan pembelajaran beserta aplikasinya
 
Metode Pembelajaran untuk diterapkan di dalam kelas
Metode Pembelajaran untuk diterapkan di dalam kelasMetode Pembelajaran untuk diterapkan di dalam kelas
Metode Pembelajaran untuk diterapkan di dalam kelas
 
53 metode pembelajaran (e-book)
53 metode pembelajaran (e-book)53 metode pembelajaran (e-book)
53 metode pembelajaran (e-book)
 
Payun
PayunPayun
Payun
 
Modul Matematika Peluang
Modul Matematika PeluangModul Matematika Peluang
Modul Matematika Peluang
 

Efisiensi Daya Listrik Pada Pengajian Tanaman Hidroponik

  • 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.
  • 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.