BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Greenhouse adalah sebuah bangunan yang berkerangka atau dibentuk
menggelembung, diselubungi bahan bening atau tembus cahaya yang dapat meneruskan cahaya secara optimum untuk produksi dan melindungi tanaman dari kondisi iklim yang merugikan bagi pertumbuhan tanaman. Greenhouse atau yang dikenal dengan rumah kaca saat ini bukanlah barang baru bagi pelaku agribisnis, terutama agribisnis hortikultura seperti sayuran dan tanaman hias. Budidaya tanaman di dalam greenhouse memiliki keunggulan berupa lingkungan mikro yang lebih terkontrol dan keseragaman hasil produksi pada tiap tanaman. Fungsi greenhouse di daerah iklim subtropis dengan greenhouse di daerah iklim tropis berbeda. Di daerah iklim subtropis greenhouse digunakan untuk mengendalikan lingkungan mikro. Sedangkan di daerah iklim tropis greenhouse digunakan untuk melindungi tanaman dari serangan hama dan menahan air hujan yang jatuh secara langsung ke tanaman yang dapat merusak tanaman. Masalah yang sering dihadapi pada budidaya tanaman di daerah tropis adalah tingginya suhu udara di dalam greenhouse dibanding di luar greenhouse. Hal ini tidak terlepas dari suhu udara di daerah tropis yang cenderung panas dan berubah-ubah. Keadaan tersebut yang menyebabkan sulitnya mengendalikan
1
2
keadaan suhu di dalamnya. Rancangan greenhouse juga sangat menentukan suhu udara di dalamnya. Pemilihan rancangan greenhouse perlu dilakukan secara tepat untuk mencegah keadaan yang merugikan bagi tanaman. Suhu di dalam greenhouse menjadi lebih tinggi dibanding dengan suhu di luar greenhouse disebabkan oleh perubahan radiasi surya yang masuk (bergelombang pendek) yang memanaskan permukaan dalam greenhouse dan selanjutnya permukaan dalam greenhouse memancarkan kembali dalam bentuk gelombang panjang. Gelombang panjang ini tidak diteruskan melainkan dipantulkan kembali ke dalam greenhouse oleh atap greenhouse. Dengan demikian, radiasi gelombang panjang ini makin lama semakin bertambah dan semakin meningkatkan energi di dalam greenhouse yang diekspresikan dengan meningkatnya suhu di dalam greenhouse. Rancangan greenhouse berpengaruh besar terhadap lingkungan mikro di dalamnya. Salah satu parameter lingkungan mikro tanaman adalah suhu. Suhu yang
tinggi
dapat
mempercepat
evapotranspirasi
tanaman
yang
akan
mempercepat kehilangan air dan energi. Salah satu cara untuk mengendalikan lingkungan mikro tanaman di dalam greenhouse khususnya pengendalian suhu adalah dengan ventilasi alamiah. Keuntungan pemakaian ventilasi alamiah adalah biaya yang relatif murah dan tidak diperlukan perawatan. Akan tetapi, pemakaian ventilasi alamiah memiliki kerugian. Kerugian yang perlu diperhatikan pada pemakaian ventilasi alamiah adalah ketergantungan lingkungan mikro pada alam yang sulit dikendalikan. Penempatan dan luas bukaan ventilasi sangat menentukan pergerakan udara di dalam greenhouse yang
3
akan membantu penurunan suhu. Letak ventilasi dan bentuk greenhouse akan mempengaruhi pergerakan udara di dalamnya. Pergerakan udara tersebut dimanfaatkan untuk memindahkan udara panas dari dalam greenhouse. Semakin banyak udara panas yang dikeluarkan akan membantu menurunkan suhu udara. Pemakaian ventilasi alamiah pada greenhouse juga dirasa tidak efisien apabila digunakan pada greenhouse yang berukuran besar. Semakin besar ruangan suatu greenhouse maka semakin sulit mengendalikan suhu ruangan greenhouse tersebut. Maka dari itu, untuk lebih memudahkan dalam mengendalikan suhu di dalam ruangan greenhouse, ventilasi alamiah dapat digantikan dengan memasang jendela yang dapat bergerak membuka dan menutup secara otomatis pada setiap sisi ruangan untuk mengendalikan suhu pada ruangan greenhouse tersebut. Penggunaan jendela yang dapat bergerak membuka dan menutup secara otomatis pada greenhouse akan lebih efisien karena sistem otomatisasi ini dilengkapi dengan penampil suhu. Jendela otomatis ini juga tidak ketergantungan pada alam yang sulit dikendalikan karena jendela akan membuka dan menutup sesuai dengan suhu yang telah ditentukan. Berdasarkan penjelasan di atas dan sebagai teknologi baru pada bidang pertanian maka, “PERANGKAT LUNAK PENGENDALI
SISTEM
OTOMATISASI
JENDELA
RUANGAN
BERBASIS MIKROKONTROLER” diangkat sebagai judul tugas akhir. Penulis laporan ini mendapat fokus pekerjaan bagian perangkat lunak, sehingga penulis hanya akan membahas tentang perangkat lunak yang digunakan pada sistem otomatisasi jendela greenhouse, yaitu bahasa pemrograman CodeVision untuk AVR.
4
1.2
Tujuan Perangkat lunak yang digunakan pada proyek akhir ini adalah bahasa
pemrograman CodeVision untuk AVR. Maka dengan itu, tujuan penerapan perangkat lunak pada tugas akhir ini adalah 1. Mampu merancang perangkat lunak untuk mengkonversi data analog dari sensor suhu menjadi data digital pada mikrokontroler. 2. Mampu merancang perangkat lunak untuk menghitung suhu rata-rata pada ruangan yang dideteksi oleh sensor suhu. 3. Mampu merancang perangkat lunak supaya dapat menerapkan keypad sebagai antarmuka untuk memasukkan data ke dalam mikrokontroler. 4. Mampu merancang perangkat lunak supaya dapat menampilkan data dari mikrokontroler ke dalam LCD sebagai penampil suhu ruangan. 5. Mampu merancang perangkat lunak yang dapat dieksekusi mikrokontroler untuk menggerakkan motor supaya jendela dapat membuka dan menutup. 6. Mampu merancang perangkat lunak supaya sensor posisi dapat mengatur pergerakan motor disaat jendela pada kondisi terbuka atau tertutup.
1.3
Identifikasi Masalah Suhu udara greenhouse dapat dikendalikan dan distabilkan secara mudah,
efektif dan efisien dengan menggunakan jendela yang dapat membuka dan menutup secara otomatis atau disebut dengan jendela otomatis. Jendela otomatis tersebut akan membuka apabila suhu di dalam ruangan greenhouse meningkat mencapai titik maksimum yang telah ditentukan. Pada saat jendela terbuka maka
5
terjadi penurunan suhu di dalam ruangan greenhouse. Penurunan suhu akan terus berlanjut hingga suhu di dalam ruangan greenhouse mencapai titik minimum yang telah ditentukan sehingga jendela akan menutup. Jendela otomatis dirancang dengan menggunakan perangkat elektronika berbasis mikrokontroler, sehingga agar sistem otomatisasi ini dapat berjalan sesuai dengan yang dibutuhkan, maka diperlukan perangkat lunak yang akan ditanamkan ke dalam chip mikrokontroler. Meskipun penggunaan jendela otomatis dirasa sangat efektif dan efisien untuk mengendalikan dan menstabilkan suhu di dalam ruangan greenhouse, namun terkadang kinerja jendela otomatis tidak sesuai dengan yang diharapkan. Hal ini dapat terjadi karena beberapa faktor, seperti faktor rangkaian, faktor mekanik jendela, dan faktor perangkat lunak. Faktor perangkat lunak yang dapat menyebabkan kinerja jendela otomatis tidak sesuai dengan yang diharapkan dapat berupa tidak akurasinya hasil perhitungan suhu rata-rata pada program dengan suhu yang sebenarnya, terjadinya error pada saat mengkonversi data analog menjadi data digital, terjadinya error pada program mengakses keypad sehingga tidak dapat menginput data suhu maksimum dan minimum dan error yang terjadi pada program ketika mengendalikan putaran dan mengatur kecepatan putar motor. Untuk memperoleh hasil yang maksimal sesuai dengan yang diharapkan, penulis akan meminimalisasi error-error yang kemungkinan besar terjadi pada perangkat lunak.
1.4
Batasan Masalah
Batasan masalah pada proyek akhir ini agar tidak terjadi kesalahpahaman adalah :
6
a. Perangkat lunak untuk mengkonversi data analog menjadi data digital. b. Perangkat lunak untuk menghitung suhu rata-rata ruangan greenhouse. c. Perangkat lunak untuk keypad supaya dapat menginput data ke mikrokontroler. d. Perangkat lunak untuk LCD supaya dapat menampilkan data dari mikrokontroler. e. Perangkat lunak untuk menggerakkan motor agar jendela dapat terbuka dan tertutup. f. Perangkat lunak untuk sensor posisi agar dapat mengatur pergerakan motor.
1.5
Rumusan Masalah Berdasarkan identifikasi masalah dan batasan masalah yang sudah
dijelaskan di muka, maka pada proyek akhir ini dapat dirumuskan beberapa masalah sebagai berikut: a. Bagaimana mengubah data analog yang diterima sensor suhu LM35 menjadi data digital pada program dan kemudian rumus menghitung suhu rata-rata yang diterima semua sensor suhu LM35 pada program? b. Bagaimana cara mengakses keypad agar dapat menginput data pada mikrokontroler? c. Bagaimana cara mengakses LCD agar dapat menampilkan data suhu ruangan greenhouse?
7
d. Bagaimana mengendalikan putaran dan mengatur kecepatan putar motor DC dengan menggunakan teknik switching atau ON/OFF biasa? e. Bagaimana membuat motor DC dapat berhenti saat jendela dalam keadaan terbuka lebar atau tertutup rapat menggunakan sensor posisi? f. Bagaimana hasil kerja keseluruhan program yang digunakan pada sistem otomatisasi jendela greenhouse?
1.6
Metodologi Proyek akhir ini bersifat aplikatif, yakni merancang dan membuat suatu
alat agar dapat bekerja sesuai dengan perencanaan. Untuk mewujudkan pembuatan proyek akhir ini, maka dilalui tahap-tahap sebagai berikut : a. Studi Literatur Mempelajari tentang greenhouse dan bahasa pemrograman CodeVision AVR beserta penunjang lain dalam pembuatan proyek akhir ini. b. Perancangan dan pembuatan hardware mekanik jendela otomatis. c. Perancangan dan pembuatan hardware elektronik. d. Perancangan dan pembuatan perangkat lunak. e. Tahap pengujian f. Penyusunan laporan proyek akhir.
1.5
Sistematika Penulisan Pada penulisan laporan, sistematika penulisan secara global dibagi
menjadi 5 bab, yaitu :
8
BAB I, PENDAHULUAN, menjelaskan latar belakang penulisan sebagai topik, identifikasi masalah yang timbul, pembatasan masalah yang timbul, dan pembatasan masalah sebagai ruang lingkup yang hanya akan di bahas dalam penulisan. BAB II,
DASAR TEORI, menjelaskan tentang teori-teori yang
mendukung dalam pembuatan perangkat lunak. BAB III, PEMBUATAN PROGRAM, membahas pembuatan perangkat lunak yang akan digunakan pada alat Sistem Otomatisasi Jendela Greenhouse. BAB IV,
PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN, memberi
keterangan mengenai pengujian perangkat lunak dan analisa dari hasil pengujian alat apakah sudah sesuai dengan yang diharapkan. BAB V, PENUTUP, menjelaskan kesimpulan dari keseluruhan perangkat lunak yang digunakan pada alat, serta saran dari proyek akhir.
