1. Sistem aeroponik membutuhkan kondisi lingkungan yang tepat termasuk kelembaban. Alat didesain untuk mengontrol kelembaban lingkungan aeroponik menggunakan metode Proportional-Integral. 2. Sensor kelembaban DHT11 digunakan sebagai input untuk kontroler. Aktuator berupa motor DC fan digunakan untuk mengatur kelembaban. 3. Parameter PI yang didapat adalah Kp=2.22 dan Ti=280. Kesalahan steady state tercapai untuk

1. 1
CONTROLLING HUMIDITY OF NUTRITION
FOG IN AERPONIC SYSTEM USING
PROPORTIONAL – INTEGRAL METHOD
Achmad Machi Fatchanuddin
Mechatronic Applied to Industrial Manufacture, STT Atlas Nusantara Malang
Email : fatchanuddin.a.m@gmail.com
ABSTRACT
Aeroponics is a method of planting that uses air and water ecosystems or without the
use of soil nutrients. Aeroponics technique is the key to adjust the composition of
nutrients and water spraying time precisely match crop needs. The ideal temperature
for aeroponic growing methods which 23˚ C and humidity around 80%. Then
designed a tool to control condition of the environment for the aeroponic growing
methods.
The aeroponic growing methodscan use a pump with nozzles or using ultrasonic mist
maker. In designing this tool, the making of fog using the ultrasonic mist maker. This
fog will be channeled into the plant box using a fan.
The sensor that used is DHT11 sensor. This sensor has been tested the linearity and
can be used as an input to the controller. Humidity as a work area is ranging from
65% to 90% and can be read properly by the humidity sensor DHT11. Controlled
actuator is a DC fan motor.
The method used is the method of Proportional – Integral (PI). PI parameters
obtained is the value of Kp is 2.22 and the value of Ti is 280. Error steady state to
achieve the 84% reference humidity of 0%, to achieve the 86% reference humidity of
2.3256%, and to reach 90% of the reference humidity 0.573%.
Keywords: Aeroponic, humidity, fan, motor, arduino, PI, error steady state.
1. PENDAHULUAN
Pangan merupakan salah satu
kebutuhan primer yang dimiliki
manusia. Bahan makanan ideal yang
dibutuhkan manusia perlu mencukupi
syarat 4 sehat 5 sempurna. Salah satu
bagian dari syarat tersebut adalah
sayuran. Untuk mencukupi kebutuhan
tersebut maka diperlukan inovasi
dalam mengembangkan sistem
produksi sumber pangan tersebut.
Salah satunya adalah dengan metode
aeroponik.
Aeroponik merupakan satu
cara penanaman tanaman yang
menggunakan udara serta ekosistem
air atau nutrisi tanpa penggunaan
tanah. Kunci dari teknik aeroponik
adalah mengatur komposisi nutrisi
dan waktu penyemprotan air secara
tepat sesuai kebutuhan tanaman.
Penerapan sistem aeroponik akan
mengurangi ketergantungan
ketersediaan tanah dan tidak
dibutuhkan rotasi lahan. Selain itu
petani dapat menanam setiap saat dan
sepanjang musim, sehingga sayuran
selalu ada sayuran yang dipanen
setiap hari.
Dengan sistem aeroponik,
ketersediaan nutrisi tanaman terjamin

2. 2
setiap saat dan pertumbuhan bisa
optimal. Pada tanaman jenis tertentu
bahkan bisa diperpendek umur panen
dengan kualitas yang sama.
Pertumbuhan optimal akan
mempengaruhi kualitas sayuran yang
dipanen. Sistem aeroponik tidak
terlalu membutuhkan tenaga kerja
yang banyak, sehingga menjamin
efisiensi tenaga kerja. Hasil sayuran
yang diperoleh merupakan produk
yang bersih karena tidak memerlukan
proses pencucian. Selain itu, karena
dipanen pada saat umur tanaman
masih muda, daging sayur terasa lebih
renyah daripada sayur hasil
penanaman di tanah.
Untuk mendapatkan produk yang
optimal, maka dibutuhkan kondisi
lingkungan yang baik pada sistem
penanaman dengan metode aeroponik
ini. Beberapa unsur yang perlu
dikondisikan yaitu ketersedian nutrisi,
kelembaban, suhu, dan pencahayaan.
Suhu ideal untuk metode tanam
aeroponik yaitu 23-25˚ C dan
kelembaban sekitar 80% - 90%.
Selama ini pada sistem aeroponik
pemberian kabut nutrisi dilakukan
dengan mengatur waktu
penyemprotan menggunakan timer.
Sehingga kelembaban yang terbentuk
tidak maksimal sesuai dengan
kebutuhan pada tanaman. Maka dari
itu dirancang suatu alat untuk
mengondisikan kelembaban
lingkungan untuk metode tanam
aeroponik tersebut.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aeroponik
Aeroponik merupakan suatu cara
bercocok tanamsayuran diudara tanpa
penggunaan tanah, nutrisi
disemprotkan pada akar tanaman, air
yang berisi larutan hara disemburkan
dalam bentuk kabut hingga mengenai
akar tanaman. Akar tanaman yang
ditanam menggantung akan menyerap
larutan hara tersebut. Air dan nutrisi
disemprotkan menggunakan irigasi
sprinkler.
Aeroponik berasal dari kata aero yang
berarti udara dan ponus yang berarti
daya. Jadi aeroponik adalah
memberdayakan udara. Aeroponik
merupakan salah satu tipe dari
hidroponik karena air yang berisi
larutan hara disemburkan dalam
bentuk kabut hingga mengenai akar
tanaman. Salah satu kunci keunggulan
aeroponik adalah oksigenasi dari tiap
butiran kabut halus larutan hara
sehingga respirasi akar lancar dan
menghasilkan banyak energi.
Sayuran hasil budidaya dengan sistem
aeroponik terbukti mempunyai
kualitas yang baik, higienis, sehat,
segar, renyah, beraroma, dan disertai
citarasa yang tinggi.
2.1.1 Kelembaban
Banyak cara untuk menyatakan
kandungan air di udara dan
kelembaban, hal ini sering tergantung
pada aplikasi industri atau aplikasi
khusus. Kandungan air pada gas
kadang-kadang dinyatakan dalam
pound uap air per juta kaki kubik gas.
Kandungan air pada zat cair dan zat
padat pada umumnya dinyatakan
dalam persentase air per total massa.
Kelembaban nisbi atau RH (relative
humidity) optimal untuk aeroponik
adalah sekitar 80%. Pada RH tersebut,
turgor (tegangan sel) dan proses
fisiologi di dalam tanaman
berlangsung dengan baik. Daya isap
air dan hara oleh akar juga masih
cukup besar. Tingkat kelembaban
berpengaruh terhadap
evapotranspirasi, yaitu tenaga
pengisap untuk mengangkat air dan
hara dari akar ke tajuk tanaman. Bila
kelembaban udara terlalu tinggi maka
evapotranspirasi akan kecil.

3. 3
Kelembaban yang tinggi dipengaruhi
oleh jarak tanam. Kelembaban
dibilang rendah apabila 50%.
Tanaman yang layu sementara 1 jam
saja dapat mengundur umur tanaman
selama 2 hari.
2.1.2 Nutrisi
Sistem aeroponik
memberdayakan air dengan melalui
udara (pengkabutan), oleh karenanya
air pada sistem aeroponik berisi
larutan nutrisi (hara) yang
disemprotkan kepada akar tanaman
yang menggantung. Untuk memenuhi
kebutuhan nutrisi pada tanaman salah
satu syaratnya yaitu nilai tingkat
keasaman-kebasaan (pH) dan nilai
daya hantar listrik atau Electric
Conductivity (EC) sesuai.
Rentang pH ideal untuk
tanaman hidroponik berkisar antara
5,5-6,5. Nilai pH di atas 6,5
menyebabkan besi, mangan, tembaga,
seng, dan boron kurang tersedia bagi
tanaman. Jika nilai pH di bawah 5,5
menyebabkan kelarutan asam fosfat,
kalsium, dan magnesium sedikit.
Selain itu kepekatan larutan
berkaitan dengan ketersediaan hara.
Makin pekat larutan makin banyak
unsur hara, begitu pula sebaliknya.
Namun bukan berarti makin pekat
makin baik bagi tanaman, karena pada
kepekatan ekstrim justru tidak baik
bagi tanaman. Tingkat kepekatan
larutan dinyatakan dalam satuan ppm
(part per million).
Kepekatan larutan juga
disebut kegaraman (salinitas) karena
hara yang terlarut berupa garam-
garaman. Semakin tinggi kandungan
garam dalam larutan, semakin tinggi
pula daya hantar listrik Electric
Conductivity (EC) yang dinyatakan
dalam satuan miliSiemens/cm
(mS/cm).
EC yang tinggi menyebabkan
umur panen sayuran lebih singkat,
daya simpan lebih panjang, kadar gula
buah meningkat, kesegaran lebih
terasa, dan lebih tahan terhadap
serangan penyakit. Namun, EC yang
terlalu tinggi akan merusak tanaman.
Secara umum ambang batas EC
larutan adalah sekitar 4,6.
2.2 Sensor
Sensor adalah peralatan yang
digunakan untuk membaca kondisi
dari lingkungan yang diwujudkan
dalam besaran nilai tertentu. Dalam
pembahasan ini, sensor yang
digunakan adalah sensor kelembaban.
2.2.1 Sensor Kelembaban
Sensor kelembaban adalah
suatu alat ukur yang digunakan untuk
membantu dalam proses pengukuran
atau pendifinisian yang suatu
kelembaban uap air yang terkandung
dalam udara. Salah satu jenis sensor
kelembaban adalah sensor
kelembaban kapasitif.
Sensor kapasitif merupakan
sensor elektronika yang bekerja
berdasarkan konsep kapasitif. Sensor
ini bekerja berdasarkan perubahan
muatan energi listrik yang dapat
disimpan oleh sensor akibat
perubahan jarak lempeng, perubahan
luas penampang, dan perubahan
volume dielektrikum sensor kapasitif
tersebut. Konsep kapasitor yang
digunakan dalam sensor kapasitif
adalah proses menyimpan dan
melepas energi listrik dalam bentuk
muatan-muatan listrik pada kapasitor
yang dipengaruhi oleh luas
permukaan, jarak dan bahan
dielektrikum.
Sifat sensor kapasitif yang
dapat dimanfaatkan dalam proses
pengukuran diantaranya adalah sebgai
berikut.
1. Jika luas permukaan dan
dielektrika (udara) dalam dijaga
konstan, maka perubahan nilai

4. 4
kapasitansi ditentukan oleh jarak
antara kedua lempeng logam.
2. Jika luas permukaan dan jarak
kedua lempeng logam dijaga
konstan dan volume dilektrikum
dapat dipengaruhi makan
perubahan kapasitansi ditentukan
oleh volume atau ketinggian
cairan elektrolit yang diberikan.
3. Jika jarak dan dielektrikum
(udara) dijaga konstan, maka
perubahan kapasitansi ditentukan
oleh luas permukaan kedua
lempeng logam yang saling
berdekatan.
Kapasitor adalah salah satu
komponen pada rangkaian listrik yang
dapat menyimpan dan melepas energi
listrik dalam bentuk muatan-muatan
listrik. Saat pertama kali dihubungkan
dengan sumber listrik, kapasitor akan
mengisi dirinya dengan muatan-
muatan listrik peritstiwa inilah yang
disebut dengan proses charging.
Setelah penuh, kapasitor akan
menghentikan arus listrik di dalamnya
sehingga rangkaian listrik akan
bersifat open. Namun saat sumber
listrik dimatikan dari rangkaian,
kapasitor dapat bersifat sebagai
sumber listrik dengan cara melepas
muatan listrik kepada rangkaian
peristiwa ini disebut discharging.
Kapasitor umumnya terbuat
dari dua konduktor yang diantaranya
terdapat materi dieleketrik seperti
kaca, plastik. Umumnya bahan
dielektrik adalah bahan isolator atau
bahan yang tidak bisa menghantarkan
listrik. Namun akibat adanya aliran
listrik yang merupakan aliran
elektron, atom penyusun dielektrik
menjadi tidak seimbang dan akhirnya
menimbulkan muatan-muatan listrik.
Sehingga setiap bahan dielektrik
memiliki nilai permitivitas masing-
masing, yang akhirnya mempengaruhi
nilai kapasitansi. Gambar berikut
menunjukkan konsep dari sensor
kapasitif.
Gambar 1 Konsep Sensor Kapasitif
Kontruksi sensor kapasitif
yang digunakan berupa dua buah
lempeng logam yang diletakkan
sejajar dan saling berhadapan. Jika
diberi beda tegangan antara kedua
lempeng logam tersebut, maka akan
timbul kapasitansi antara kedua logam
tersebut. Nilai kapasitansi yang
ditimbulkan berbading lurus dengan
luas permukaan lempeng logam ,
berbanding terbalik dengan jarak
antara kedua lempeng dan berbading
lurus dengan zat antara kedua
lempeng tersebut (dielektrika), seperti
ditunjukkan oleh persamaan berikut :
𝐶 = 𝜀0 𝜀𝑟
𝐴
𝑑
Dimana:
𝜀0 : permitivitas ruang hampa
(8,85.10-12 F/m)
𝜀 𝑟 : permitivitas ruang hampa (udara
= 1)
A : luas plat dalam m2
d : jarak antara plat dalam m
2.3 Motor DC
Motor listrik merupakan
perangkat elektromagnetis yang

5. 5
mengubah energi listrik menjadi
energi mekanik. Energi mekanik ini
digunakan untuk, misalnya memutar
impeller pompa, fan atau blower,
menggerakan kompresor, mengangkat
bahan,dll. Motor listrik digunakan
juga di rumah (mixer, bor listrik, fan
angin) dan di industri.
Motor DC memerlukan
suplai tegangan yang searah pada
kumparan medan untuk diubah
menjadi energi mekanik. Kumparan
medan pada motor dc disebut stator
(bagian yang tidak berputar) dan
kumparan jangkar disebut rotor
(bagian yang berputar). Jika terjadi
putaran pada kumparan jangkar dalam
pada medan magnet, maka akan
timbul tegangan (GGL) yang berubah-
ubah arah pada setiap setengah
putaran, sehingga merupakan
tegangan bolak-balik.
Prinsip kerja dari arus searah
adalah membalik fasa tegangan dari
gelombang yang mempunyai nilai
positif dengan menggunakan
komutator, dengan demikian arus
yang berbalik arah dengan kumparan
jangkar yang berputar dalam medan
magnet. Bentuk motor paling
sederhana memiliki kumparan satu
lilitan yang bisa berputar bebas di
antara kutub-kutub magnet permanen.
2.5 Ultrasonic Mist Maker
Ultrasonic Mist Maker
adalah alat yang dapat merubah air
biasa menjadi awan kabut seperti
dinginnya es yang biasa terlihat pada
biang es. Alat ini bekerja
menggunakan proses ultrasonic
atomization yang mengubah air
menjadi kabut. Proses pembuatan
kabut dibuat dengan ultrasonik yang
dipancarkan oleh transduser
ultrasonik.
Transduser ultrasonik adalah
komponen elektronika yang dapat
mengubah energi listrik menjadi
energi mekanik dalam bentuk
gelombang suara ultrasonic dan
sebaliknya. Gelombang suara
ultrasonic adalah gelombang suara
yang tidak dapat didengar oleh
manusia secara normal karena
frekuensi gelombang ultrasonic diatas
20KHz.
2.11 Kontoler Tipe PI
Kontroler ini menyatakan
hubungan antara sinyal eror dan
sinyal, sebelum masuk kekontrol PI,
maka perdu dijelaskan masing
parameter yang ada dalam kontrol PI,
yaitu kontrol Proporsiona (P) dan
Integral (I)
2.11.1 Kontrol Proporsional (P)
Penggunaan kontrol P
memiliki berbagai keterbatasan karena
sifat kontrol yang tidak dinamik ini.
Unit pegendalian ini memberikan
output-an yang sebanding
(proporsional) dengan besarnya error.
Perubahan nilai Proportional
Gain/Proportional Band akan
mempengaruhi sistem terhadap
perubahan error dan load.
𝑐( 𝑡) = 𝐾𝑃 𝑒(𝑡)
(2.22)
Dimana :
Kp= Konstanta Gain
Gain unit control
proportional dapat berupa bilangan
bulat, atau bilangan pecahan. Semakin
besar nilai gain akan menyebabkan
pengendali semakin relatif terhadap
error, hal ini ditandai dengan adanya
overshoot pada kondisi transient dan
sebaliknya. Unit pengendali tidak
bergantung pada fungsi waktu.
2.11.2 Kontrol Integral (I)

6. 6
Unit pengendali ini disebut
juga sebagai unit pengendali reset
karena kemampuanya
mengeliminasi offset yang
ditinggalkan oleh pengendali
proportional. Dengan persamaan :
𝑐( 𝑡) = 𝐾𝑃 𝑒( 𝑡) + 𝐾𝑖 ∫ 𝑒( 𝑡) 𝑑𝑡
1
0
(2.23)
Dengan :
𝐾𝑖 =
1
𝑇𝑖
(2.24)
Dimana :
Ki = Integral Gain
Ti = Integral time
2.11.3 Kontoler Tipe PI
Kontroler ini menyatakan
hubungan antara sinyal eror dan sinyal
kontrol sehingga secara matematik
dapat diberikan persamaan :
𝑈( 𝑡) = 𝐾𝑝 [𝑒( 𝑡) +
1
𝜏𝑖
∫ 𝑒( 𝑡) 𝑑𝑡] (2.25)
Dalem bentuk transfer function dapat
diformulasikan :
𝑈( 𝑠)
𝐸( 𝑠)
= 𝐾𝑝 (1 +
1
𝜏𝑖𝑠
) =
𝐾𝑝 ( 𝜏𝑖𝑠+1)
𝜏𝑖𝑠
(2.26)
Secara diagram blok dapat
digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2. Diagram Blok Kontrol
PI
𝜏𝑖 ∶ Konstanta waktu kontroler
integral
𝐾𝑝 ∶ Faktor Penguatan Proporsional
3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Perancangan Sistem
Untuk membuat sebuah alat
maka dibutuhkan perancangan yang
baik agar alat tersebut nantinya dapat
bekerja dengan baik sesuai dengan
fungsinya. Gambar 3.1 berikut ini
menjelaskan diagram blok pada
sistem pengondisian kelembaban
lingkungan pada aeroponik.
Gambar 3. Diagram Blok Sistem
Pengkondisian Lingkungan
Aeroponik.
Berdasarkan blok diagram
tersebut, pengaturan kelembaban
lingkungan aeroponik dilakukan
dengan menggunakan kipas yang
mengalirkan kabut nutrisi yang telah
dibuat oleh mist maker. Kecepatan
putaran motor dipengaruhi nilai
kelembaban lingkungan pada saat itu.
Dengan sistem pengaliran kabut yang
baik diharap kondisi tanaman tumbuh
subur sesuai dengan yang diharapkan.
Pemberian nutrisi dilakukan dengan
cara mengkabutkan akar tanaman
dengan cairan bernutrisi. Proses
pengaliran kabut ke tanaman ini yang
dikendalikan oleh kontroler.
Pada kebutuhan nutrisi pada
tanaman perlu mempertimbangkan
faktor seperti unsur hara, keasaman,
dan kepekatan. Namun hal-hal ini
tidak berkaitan langsung pada
kelembaban. Jadi pada perancangan

7. 7
alat ini, hal yang akan dikontrol
adalah prototipe pengaturan
kelembaban dengan referensi yang
dapat diseuaikan.
3.2 Perancangan Hardware
Hardware sistem ini terdiri
dari keypad dan LCD sebagai
reference. Kemudian mikorokontroler,
driver motor, dan motor DC. Sensor
yang digunakan adalah sensor
kelembaban.
3.2.1 Perancangan Mekanik
Bentuk mekanik yang
direncanakan yaitu menggunakan box
dengan kapasitas 21 liter dengan
ukuran 350 mm x 200 mm x 300 mm.
Kotak tersebut terbuat dari akrilik. Di
bagian samping box tersebut, terdapat
sebuah tabung berdiameter 90 mm
dan tinggi 250 mm. Tabung ini
berfungsi sebagai penampung cairan
nutrisi untuk tanaman. Cairan nutrisi
tersebut akan diubah menjadi kabut
oleh ultrasonic mist maker. Kemudian
terdapat konstruksi mekanik
menyalurkan kabut tersebut ke dalam
box untuk tanaman. Di dalam
konstruksi mekanik terserbut terdapat
kipas motor DC yang berfungsi untuk
menyedot kabut dari tangki dan
dialirkan ke kotak untuk tanaman.
Berikut ini adalah gambar
perancangan untuk pengaturan nutrisi
dan pengkondisian lingkungan pada
metode tanam aeroponik.
Gambar 4. Desain Mekanik Sistem
Aeroponik
Dengan keluaran nutrisi yang
dibuat sehalus kabut diharapkan
nutrisi tersebut akan mengambang di
sekitar akar. Karena cara menempel di
akar dengan cara mengambang, maka
nutrisi yang menempel di akar
tanaman tersebut merata di seluruh
bagian. Jadi proses penyerapan nutrisi
oleh tanaman lebih optimal.
3.1.2 Perancangan Perangkat
Lunak
Perangkat lunak yang
dibahas yaitu program yang
diinputkan pada mikrokontroler.
Perangkat lunak dibuat berdasarkan
prinsip kerja alat yang akan dibuat.
Program utama mengatur keseluruhan
jalannya program meliputi fungsi-
fungsi tertentu yang dibuthkan untuk
sistem pengendalian seperti
pembacaan hasil sensor dan
pengendalian kipas penyuplai kabut.

8. 8
Gambar 5. Alur Program
Pengaturan Kondisi Lingkungan
Aeroponik.
Dalam mencari transfer function pada
suatu plant dibutuhkan suatu analisis
matematika, analisis tersebut
menggunakan software Matlab pada
komputer, dalam hal tersebut metode
yang diterapkan pada matlab adalah
metode RLS (Recursive Least
Square), identifikasi dengan metode
RLS ini adalah dengan menetapkan
parameter estimasi awal dengan nol,
selanjutnya setiap penambahan data
pengukuran akan dikonfirmasikan
estimasi parameter baru dengan
penambahan faktor koreksi.
Langkah metode RLS yang akang
mencatatsetiap relasi data masukan
dan keluaran dari suatu sistem fisik
digambarkan sebagai diagram berikut
Gambar 6. Alur RLS (Recursive
Least Square)
Langkah Identifikasi metode
RLS pada alat ini dilakukan dengan :
1. Menetapkan parameter estimasi
awal dengan nol.
2. Setiap penambahan data
pengukuran akan
dikonfirmasikan estimasi
parameter baru dengan
penambahan faktor koreksi
3. Proses identifikasi dilakukan
dengan memberikan masukan
step
4. Pemasukan step dilakukan
dengan pemberian tegangan
sebesar 5 Volt DC pada driver
motor dengan sampling time
yang ditentukan.
5. Dari hasil identifikasi dengan
metode RLS orde 2 diperoleh
hasil berupa parameter estimasi
berupa transfer function diskret
6. Setelah melakukan Identifikasi
akan diperoleh grafik
perbandingan hasil pengukuran
plant dan hasil permodelan.
Sementara itu, dalam
perancangan metode PI, dilakukan
dengan melakukan tahapan-tahapan
yaitu mulai dari identifikasi plant,
Pengambilan data Input
Output dan Pengujian
pada Kelembaban

9. 9
pembuatan model plant, pembuatan
model hope, penetapan parameter
kontrol, dan validasi kontrol
closeloop, seperti yang digambarkan
sebagai berikut.
Gambar 7 Alur Perancangan
Metode PI
4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Hardware
Hardware alat ini terdiri dari
mekanik yang mempunyai sebuah box
berukuran 350x200x300 mm yang
dihubungkan ke sebuah tangki yang di
dalamnya terdapat ultrasonik mist
maker untuk membuat kabut. Dalam
tangki tersebut terdapat sebuah motor
kipas DC yang berfungsi untuk
mengalirkan kabut ke dalam box
4.1.1 Mekanik
Secara keseluruhan, alat
tampak seperti pada Gambar 4.1 di
bawah ini.
Gambar 8. Gambar Mekanik
setelah Terhubung dengan Sistem
Pengaturan Level Nutrisi
4.2.2 Identifikasi Plant
Identifikasi respon
kelembaban ruangan diperlukan untuk
menentukan transfer function hasil
identifikasi dan transfer function
model. Data-data pengukuran
kelembaban yang diukur saat motor
terhubung langsung dengan sumber
tegangan dalam rangkaian terbuka
tanpa kontroler. Data-data pengukuran
digunakan untuk mendapatkan model
melalui proses identifikasi. Dimana
proses identifikasi adalah hubungan
antara tegangan masukan motor yang
konstan dan perubahan kelembaban
ruangan hingga steady state. Model
identifikasi yang dihasilkan
merupakan transfer function tegangan
masukan menjadi perubahan
kelembaban ruangan yang
teridentifikasi merupakan model
matematika orde tiga.
Gambar 9. Kenaikan Kelembaban
Terhadap Waktu
Hasil dari proses identifikasi putaran
motor menghasilkan transfer function
identifikasi:
𝐺𝑖
( 𝑠)
=
0.001931𝑠2
− 0.003177𝑠 + 0.05997
𝑠3 + 3.426𝑠2 + 18.36𝑠 + 0.06666
Gambar 10. Respon Kelembaban
Hasil Identifikasi dan Plant
Model matematika transfer
function model identifikasi orde 3
disederhanakan menjadi model

10. 10
matematika transfer function plant
orde satu sebagai berikut :
𝐺𝑝
( 𝑠) =
K
T 𝑠 + 1
=
0.901
280𝑠 + 1
4.2.3 Permodelan Plant dan Hope
Melalui pengukuran respon
model kecepatan putaran motor, maka
respon kelembaban close loop tertutup
dapat ditentukan sesuai dengan desain
respon yang diinginkan. Dari transfer
function respon plant hasil identifikasi
diketahui transien respon kecepatan
putaran mencapai nilai kerjanya pada
0.03 detik. yaitu :
𝐺𝑝
( 𝑠) =
0.901
280𝑠 + 1
Transien respon akan
dipercepat, maka transien respon
desain yang diinginkan adalah :
𝐺ℎ
( 𝑠) =
0.901
140s + 1
Gambar 11. Transien Respon
Kelembaban Plant dan Hope
Dengan memperikan transfer
function respon desain ini pada
rangkaian tertutup bersama transfer
function kontroler, dimaksudkan
untuk mendapatkan transfer function
closeloop yang sesuai dengan transfer
function respon desain.
4.2.4 Penetapan Parameter Kontrol
Setelah mendapatkan model
respon kelembaban dan menetapkan
model respon desain yang diinginkan,
maka selanjutnya didapatkan transfer
function kontrol PI, yaitu :
𝐺𝑐
( 𝑠) =
621.5s + 2.22
280𝑠
Gambar 12 Respon Kontrol PWM
Motor
Penetapan parameter kontrol
Kp dan Ti didapatkan (melalui rumus
yang tercantum pada perancangan
parameter kontrol), yaitu : Kp adalah
2,2198 dan dan Ti adalah 280. . Dari
grafik gambar 4.8, menjelaskan pada
kita bahwa perubahan ketinggian
kontrol tehadap waktu mengikuti
fungsi :
𝑓𝑘( 𝑡) = 222,3 +
1616,9 − 222,3
0,8
𝑡
= 222,3 + 1743,25 𝑥 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢
Artinya percepatan
perubahan ketinggian sangat
tergantung pada waktu, dimana dalam
kasus ini error sebagai masukan
kontrol adalah konstan maka pada saat
awal telah ada percepatan sebesar
222,3 kali dan laju pertambahan
percepatan ketinggian adalah 1743,25
x waktu.
4.2.5 Penetapan Fungsi Close Loop
Penetapan transfer function
close loop dilakukan setelah transfer
function respon plant, transfer
function respon desain dan transfer
function kontroler. Melalui
pemecahan matematika, maka
transfer function close loop dapat
ditetapkan, yaitu:
𝐺𝑐𝑙
( 𝑠) =
560s + 2
78400𝑠2 + 840𝑠 + 2
Dari grafik pada gambar
4.10, terbukti bahwa respon closeloop

11. 11
mengikut pola yang ditentukan pada
respon desain.
Gambar 13 Hubungan Respon
Kelembaban Close Loop terhadap
Hope
4.2.6 Simulasi Close Loop
Transfer function respon
closeloop akan menyesuaikan respon
kelembaban mengikuti referensi
kecepatan yang diinginkan atau yang
diberikan. Sebelum
diimplementasikan pada sistem
sesungguhnya perlu dilakaukan
simulasi menggunakan perangkat
lunak Matlab.
Gambar 14 Simulasi Respon
Kelembaban setelah Dikontrol dan
Referensi
Dari grafik pada gambar
4.10, dapat dilihat apakah pada
rangkaian tertutup (closeloop),
responnya akan mengikut pola yang
ditentukan pada respon desain.
Pada grafik terlihat bahwa
respon closeloop akan mengejar
pencapaian amplitudo kelembaban
yang diberikan melalui referensi,
pencapaian ini tentunya tidak
langsung terpenuhi tetapi melalui
proses transisi. Proses transisi ini
mengikuti pola dan waktu transisi
yang telah didesain sebelumnya,
dimana pola transisi ini juga berlaku
pada saat pencapaian kelembaban
yang lebih besar atau lebih kecil dari
kelembaban sebelumnya.
Pada saat proses pencapaian
referensi kelembaban, ini tentunya
akan terdapat perbedaan besar
kelembaban aktual dan referensi.
Perbedaan itu disebut error. Besar
kecilnya error akan mempengaruhi
pembangkitan sinyal kontrol, apabila
error semakin besar maka besarnya
penguatan sinyal kontrol untuk
masukan motor akan lebih besar
demikian juga sebaliknya dan apabila
error semakin kecil atau tidak ada
perbedaan antara kecepatan aktual dan
referensi, maka peningkatan atau
penurunan sinyal penguatan kontrol
akan berhenti, dengan kata lain sinyal
kontrol akan tetap.
5. KESIMPULAN
Dari pembahasan tentang
pengontrol kelembaban lingkungan
pada aeroponik ini maka dapat
disimpulkan sebagai berikut.
1. Fungsi alih model
matematika pada plant
pengaturan kelembaban
aeroponik adalah :
𝐺𝑝
( 𝑠) =
K
T 𝑠 + 1
=
0.901
280𝑠 + 1
2. Implementasi algoritma
kontrol PI pada sistem
pengaturan kelembaban di
dalam sistem aeroponik
dimana Kp adalah 2,2198
dan dan Ti adalah 280.
Semakin besar nilai waktu
transisinya maka nilai Kp
akan semakin kecil untuk
nilai Ti yang besar.

12. 12
3. Error steady state untuk
mencapai referensi
kelembaban 84% sebesar
0%, untuk mencapai
referensi kelembaban 86%
sebesar 2,3256%, dan untuk
mencapai referensi
kelembaban 90% sebesar
0,573.
DAFTAR PUSTAKA
Rostika, Eti. 2012. Budidaya
Tanaman Sayuran Daun
Sistem Aeroponik. (online
diakses tanggal25 Oktober
2014, http://bbpp-
lembang.info/index.php/en/ar
sip/artikel/artikel-
pertanian/611-budidaya-
hidroponik-tanaman-sayuran-
daun-sistem-aeroponik).
Manali, Oak. 2012. How Does an
Ultrasonic Fogger Work.
(online diakses tanggal 25
Oktober 2014,
http://www.buzzle.com/articl
es/ultrasonic-fogger-how-
does-it-work.html).
batamelektronika.wordpress.com.
2013. Arduino UNO dan
Sensor DHT11 pada Serial
Monitor. (online diakses
tanggal 25 Oktober 2014,
https://batamelektronika.wor
dpress.com/pendidikan/ardui
no-uno-dan-sensor-dht11-
dengan-tampilan-lcd-16-x-
2/).
Anhazt.2013. Bercocok Tanaman
dengan Sistem Hidro Aero.
(online diakses tanggal1
Januari 2015,
http://niotolovo.blogspot.com
/2013/06/bercocok-tanam-
sayur-dengan-sistem.html)
Hartanto, Thomas W.D. dan Prasetyo,
Y.Wahyu Agung. Analysis
dan Desain Sistem Kontrol
dengan Matlab.
Yogyakarta:Andi.2003
Lingga, Pinus, Hidroponik, Bercocok
Tanam Tanpa Tanah, Bogor:
Penebar Swadaya, 1984
Agus Hendra, Heru dan Andoko,
Agus, Bertanam Syuran
Hidroponik Ala Paktani
Hydrofarm, Jakarta: Agro
Media Pustaka, 2014
Arie Raharjo, Argohartono, “Peluang
Pasar Hidroponik”, Trubus 529 ,
Desember 2013
Fadhillah, Rizky, “ Rupiah dari
Hidroponik”, Trubus 530, Januari
2014
Hendra, Agus, “Enam Pilihan
Hidroponik”, Trubus 529, Desember
2013
Nur Apriyanti, Rossy, “Hidroponik di
Bawah Langit”, Trubus 513, Agustus
2012
Sayyidati Rohimah, Desi, “Ramu
Hara Hidropoik Terbuka”, Trubus
513, Agustus 2012
Setyawan, Bondan, “Teknik Tanam
Tanpa Tanah”, Trubus 529, Desember
2013