Kendali Suhu dan Kelembaban udara greenhouse menggunakan mikrokontroller
Hallo semuanya, pada aritikel ini saya akan membahas mengenai jurusan teknik elektro yang bermanfaat untuk pertanian. Sektor pertanian adalah sektor yang paling rentan terhadap perubahan iklim karena berpengaruh terhadap pola tanam, waktu tanam, indeks pertanaman, produksi dan kualitas hasil. Data menunjukkan bahwa perubahan iklim berupa pemanasan global dapat menurunkan produksi pertanian antara 5–20%(Suberjo, 2009). Perubahan iklim menyebabkan kekeringan dan banjir, yang berdampak terhadap pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Hal ini berpengaruh terhadap pola dan waktu tanam serta indeks/intensitas pertanaman (IP). Ketiga komponen agronomis tersebut sangat terkait dengan perubahan jumlah dan pola curah hujan, pergeseran musim lamanya musim hujan/kemarau. Pada era perkembangan jaman dan kemajuan teknologi seperti sekarang ini ada metode budidaya alternative yang dapat diterapkan dalam menghadapi kekurangan lahan pertanian. metode budidaya tanaman ini tidak menggunakan tahan melainkan menggunakan air, air disini bukan lah air biasa tetapi air yang dialam nya mengandung larutan nutrisi yang dapat membantu pertumbuhan tanaman. metode budidaya tanaman yang memberdayakan air ini disebut hidroponik. Hidroponik merupakan pertanian masa depan yang dapat menjadi solusi apabila terjadi peningkatan populasi penduduk dunia, luas lahan pertania yang semakin berkurang dan perubahan iklim. Tanaman yang biasanya ditanam menggunakan metode hidroponik ialah sayur-sayuran dan buah-buahan yang berumur pendek caisim, pakcoy, selada, bayam, tomat, sawi dan lain sebagainya.
Dari bebagai macam sayuran dan buah-buahan memerlukan suhu dan kelembaban yang ideal sesuai jenisnya. dengan iklim yang berubah-ubah seperti di indonesia yaitu iklim tropis. kemudian iklim nontropis terdapat solusi yang baik untuk menjaga suhu dan kelembaban pada tanaman dengan membangun greenhouse pintar atau sering disebut rumah tanaman, selain dapat mengatur suhu dan kelembaban greenhouse yang sudah dirancang untuk mengendalikan suhu dan kelembaban. Juga menguntungkan bagi tanaman dengan adanya greenhouse, tanaman dapat terhindar dari intensitas cahaya matahari, terkenanya air hujan secara langsung bahkan terhindar dari hama yang dapat merusak tanaman, hama yang terbawa oleh hembusan angin. sehingga besarnya suhu dan kelembaban dalam greenhouse berbeda dengan diluar greenhouse. Greenhouse bukan suatu hal yang baru bagi dunia pertanian Menurut ahli petanian Institut Pertanian Bogor (IPB), Prof. Sobir sebenarnya semua jenis tanam dapat ditanam menggunakan teknik greenhouse. Namun, umumnya petani hanya menanam jenis sayuran yang merupakan hasil pertanian dengan nilai jual relatif tinggi. Maka dari sangat cocok bukan ketika kita menggunakan teknik tanam hidroponik yang ditanamnya sayuran-sayuran selain itu juga ditanam didalam greenhouse yang kita akan kendalikan suhu & kelembaban nya. ada beberapa kelebihan dan kekurangan dalam pertanian menggunakan greenhouse yaitu
kelebihan
- Tidak terkena langsung air hujan dan dapat mengatasi penyakit pada tanaman
- kualitas dan kuantitas tanaman lebih dari baik dan banyak
- menguntungkan bagi petani yang menggunakan greenhouse harekan kualitas hasil tanaman yang tinggi di bandingkan dilahan terbuka
- terhindar dari hama yang merudak kualitas tanaman/sayuran
kekurangan
- biaya pembangunan dan oprasional greenhouse yang cukup mahal
- biaya teknologi yang digunakan juga cukup relatif mahal
Untuk mengendalikan suhu dan kelembaban diperlukanya mikrokontroller. Apa itu mikrokontroller ?
Mikrokontroller adalah suatu sistem komputer yang dikemas dalam sebuan IC. IC tersebut memiliki komponen pembentuk seperti CPU, RAM, ROM, PORT I/O. mikrokontroller digunakan sebagai pengontrol suatu rangkaian elektronik yang sudah diperogram terlebih dahulu. Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa menggunakan banyak perintah). Bahasa assembly ini tidak menggunakan begitu banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti huruf besar dan huruf kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan. Dengan mikrokontroller kita dapat mengendalikan apapun susuai dengan apa yang kita inginkan atau yang kita buat salah satu contoh nya seperti pengendalian suhu dan kelembaban greenhouse. sebelum masuk ketahap pemrograman kita terlebih dahulu merancang suatu rangkaian yang dapat menggendalikan suhu dan kelembaban.
Dalam input rangkaian kita memerlukan sensor suhu dan kelembaban, sensor yang dapat digunakan ialah sensor DHT-11 dan DHT-22 kedua sensor ini baik untuk digunakan. Sensor DHT merupakan paket sensor yang berfungsi untuk mengukur suhu dan kelembaban udara sekaligus yang dialamnya terdapat thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembapan dengan karkteristik resistif terhadap perubahan kadar air di udara serta terdapat chip yang di dalamnya melakukan beberapa konversi analog ke digital dan mengeluarkan output dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah).
diatas adalah gambar modul sensor dht-11 dan dht-22 kedua sensor diatas digunakan untuk membaca suhu & kelembaban udara. Nah setelah kita selesai mementukan input untuk membaca suhu dan kelembaban udara kita kemudia ketahap selanjutnya yaitu proses, pada proses ini kita memerlukan mikrokontroller atau yang biasa digunakan untuk memproses suatu program itu menggunakan mikrokontroller arduino uno atau nano, sesuai dengan kebutuhan input dan output nya. Apabila banyak menggunakan input dan output disesuaikan saja dengan jenis arduino nya semakin banyak pin yang di butuhkan jelas beda jenis arduino nya, disini kita bahas mikrokontroller arduino nano ya…
arduino nano adalah board microcontroller yang berukuran kecil, lengkap, dan salah satu board yang menggunakan IC ATmega328P (Arduino Nano V3). Ini memiliki fungsi yang kurang lebih sama dengan Arduino Uno, tetapi dalam packaging yang berbeda. Arduino Nano ini bekerja dengan kabel USB Mini-B dan bukan yang standar. Aduino nano ini dapat digunakan loh untuk memprogram sistem kendali suhu & kelembaban udara dalam greenhouse. dengan adanya mikrokontroller dan perkembangan teknologi ini sangat menguntungkan bagi para petani karena dapat mengendalikan iklim didalam greenhouse contoh nya yaa…., seperti suhu & kelembaban yang dapat dikendalikan dan disesuaikan dengan jenis tanaman nya. Apabila tanaman tertentu memerlukan suhu ideal 20°C sampai 25°C dan kelembaban 75%-90% maka dapat dikendalikan oleh miktrokontroller yang sudah kita program untuk tetap suhu & kelembaban ideal di nilai tertentu secara otomatis.
setelah kita membahas proses pemrograman menggunakan mikrokontroller tentu nya kita akan bahas output juga, suatu rangkaian sistem tidak akan berfungsi apabila tidak ada ouput nya hihi…
aktuator yang digunakan sebagai output ialah exhaust, peran exhaust disini untuk mengendalikan sirkulasi udara dalam greenhouse ketika suhu didalam tinggi maka akan dapat di turunkan oleh exhaust yang telah dipasang ada dua exhaust dengan fungsi yang berbeda exhaust pertama untuk mengeluarkan udara yang ada dalam greenhouse dan exhaust yang kedua fungsinya untuk memasukan atau mengganti udara baru dari luar kedalam greenhouse. Apabila tidak ada udara yang masuk dari luar kedalam greenhouse maka yang terjadi tidak adanya sirkulasi udara. Ketika suhu tinggi maka kelembaban rendah dan sebaliknya jadi untuk meningkatkan kelembaban kita dapat menggunakan humidifier satu lagi yang kita butuhkan untuk output nya ialah heater, heater disini berfungsi untuk ningkatkan suhu apabial suhu dibawah nilai ideal tanaman kemudian merendahkan kelembaban apabila kelembaban udara tinggi. Itulah tiga aktuator yang dibutuhkan untuk mengendalikan suhu & kelembaban udara dalam greenhouse.
semoga penjelasan mengenai input, proses dan output diatas bermanfaat untuk menambah pengetahuan kita, semakin berkembangnya jaman semakin berkembangnya pula teknologi yang dapat di manfaatkan oleh para petani untuk pertanian dengan adanya pengendalian ini dapat membantu mempercepat pertumbuhan tanaman dan menjaga kualitas tanaman menjadi segar dan sehat karena suhu & kelembaban nya terjaga atau ideal. Ini lah salah satu perancangan suatu sistem kendali yang dapat di buat oleh mahasiswa jurusan Teknik Elektro, sangat berguna dan membantu para petani bukan hihi… dikala petani kewalahan melawan hama yang medapat merusak tanaman dan juga beberapa gangguan yang dapat menyerang tanaman. Selain untuk mengatur atau mengandalikan suhu & kelembaban udara pada greenhouse mikrokontroller juga bermanfaat diberbagai kendali sesuai dengan apa yang akan kita rancang.
artikel ini dibuat dengan pemikiran sendiri juga di dukung oleh studi litertatur. Ada beberapa penelitian mengenai pengendali suhu & kelembaban udara dalam greenhouse oleh mahasiswa jurusan teknik elektro.
13117001-Ahmad Juwandi
