OTOMASI PEMBERIAN LARUTAN NUTRISI TERHADAP MEDIA PERTUMBUHAN TANAMAN SELADA. Madyana, AM, Atris Suyantohadi, Yodim Kusuma

OTOMASI PEMBERIAN LARUTAN NUTRISI TERHADAP MEDIA PERTUMBUHAN TANAMAN SELADA Madyana, AM, Atris Suyantohadi, Yodim Kusuma ABSTRAK Pemberian larutan nutrisi pada tanaman (selada), secara hidroponik di tingkat petani sering kurang efektif, karena didasarkan pada kondisi cuaca ruang tanaman sesaat, yang mengakibatkan hasil panenan kurang baik. Dengan otomasi pemberian larutan nutrisi yang menggunakan Programable Logic Controller (PLC) atau Pengendali Mikro, maka pemberian nutrisi dapat lebih efektif dibandingkan secara konvensional. Hal mana suhu, kelembaban dan pH yang diperlukan suatu tanaman dapat dikontrol secara akurat. Hasil yang didapat akan menjadi lebih baik. Nominasi berat, luasan daun dan jumlah daun rata-rata dengan otomasi adalah : 109,5 gram; 218,22 cm2; 12 buah, sedangkan secara konvensional adalah 56,4 gram; 159,13 cm2; 9 buah daun. Kata kunci: otomasi, nutrisi, selada

Prosiding Seminar Nasianal Teknik Pertanian 2008 – Yogyakarta, 18-19 November 2008 1

A. PENDAHULUAN Sejalan dengan pertumbuhan penduduk, peningkatan pendapatan dan perkembangan pasar, permintaan sayuran di daerah perkotaan dipastikan akan semakin meningkat (Price et.al.., 1980). Kondisi ini mendorong petani, mendorong petani untuk mengusahakan lahannya secara lebih intensif, sehingga cenderung mengarah kepada tipe pengusahaan padatinput (Saran, 1993). Semakin tingginya kesadaran konsumen terhadap produk kualitas baik hasil tanaman menggambarkan perlunya perubahan teknik budidaya sayuran mengarah ke usahatani/pertanian organik yang lebih memperhatikan prinsip-prinsip pengembangan berkelanjutan. Dari segi jenisnya sayuran yang memiliki nilai ekonomi tinggi meliputi selada, pakcoy, spinach, paprika, timun jepang, dan tomat. (Suhardiyanto, 2002)

B. TUJUAN Tujuan dalam kegiatan penelitian ini: 1. Mendesain peralatan otomatik untuk pengendalian pada media tanaman selada berbasis Programmable Logic Controller. Desain peralatan pengendalian otomatik didasarkan pada pertimbangan kemudahan aplikasi di tingkat pengukuran pada media tanaman yang dikendalikan. 2. Melakukan pengujian terhadap hasil desain peralatan untk pengendalian media tanaman selada atas kondisi akurasi peralatan, kestabilan peralatan dan hasil tanaman selama pengendalian 3. Menyusun program aplikasi untuk pengendalian media tanaman selada yang digunakan oleh PLC atau mikrokontroler untuk proses pengendalian

C. METODE Penelitian yang akan dilakukan ialah pemberian air dan nutrisi pada media tanam selada secara otomatis dengan sistem kendali on-off (hidup-mati). Sistem kendali otomatis ini akan dilakukan dengan dua cara yaitu 1. Sistem kendali on-off dengan timer (Gambar 1) 2. Sistem kendali on off dengan sensor pada ketinggian larutan nutrisi cair dalam media tanam. (Gambar 2)


Kedua sistem akan dibandingkan dengan sistem manual yang digunakan di tingkat petani sebagai kontrol. 1. Sistem Kendali Otomatis Dengan Timer. Pada sistem kendali ini, pemberian air dan nutrisi dilakukan secara otomatis dalam rentang waktu yang telah ditentukan. Bagan sistem kendali on-off dengan timer ini dapat dilihat sebagai berikut : timer Pot kontrol

pot selada

pompa

Bak A

Larutan nutrisi cair

Gambar 1. Sistem Kendali On-Off Dengan Timer

Pada skema gambar 1, timer terhubung dengan pompa. Setiap rentang waktu yang diberikan oleh timer, akan menyalakan pompa secara otomatis. Pompa akan menyalurkan larutan nutrisi cair ke media tanam tanaman selada selama waktu yang diperhitungkan, agar cukup untuk mengisi media tanam sesuai dengan kebutuhan tanaman.. Penyaluran ini akan menyebabkan tinggi larutan nutrisi dalam pot tanaman naik. Ketinggian larutan nutrisi pada tanaman dapat dimonitor pada pot kontrol. Dalam jangka waktu selama pompa tidak menyalurkan nutrisi, maka ketinggian larutan nutrisi dalam pot akan berkurang karena turun secara gravitasi. Kemudian dalam jangka waktu yang


ditentukan pompa akan menyala kembali untuk mengisi pot tanaman (sesuai waktu yang telah diperhitungkan, ketika larutan nutrisi dalam pot telah habis).

2. Sistem Kendali On Off Dengan Sensor Pada Ketinggian Larutan Nutrisi Cair Dalam Media Tanam. Pada sistem kendali ini, pengendalian dilakukan dengan sensor ketinggian. Skema sistem dapat digambarkan pada gambar 2.

Sensor ketinggian larutan nutrisi

Pompa B

bak utama

bak cadangan

Gambar 2. Sistem Kendali On Off Dengan Sensor Pada Ketinggian Larutan Nutrisi Cair Dalam Media Tanam.

Pada skema tersebut, sistem kendali bekerja berdasarkan sinyal yang diterima oleh sensor ketinggian. Sensor ketinggian akan mendeteksi bila ketinggian larutan nutrisi cair dalam bak utama berkurang dan mencapai batas bawah sensor. Ketika sensor mendeteksi bahwa air telah mencapai batas bawah, maka sensor akan mengirim sinyal dan mengaktifkan pompa B yang lalu menyalurkan larutan nutrisi cair dari bak cadangan ke bak utama. Setelah sensor di bak utama mendeteksi bahwa ketinggian larutan telah cukup (menyentuh batas atas, maka sensor akan mengirimkan sinyal unuk menghentikan pompa B. Setelah larutan nutrisi di bak utama berkurang (mencapai batas bawah), maka sistem pengendalian akan melakukan hal yang sama lagi.


Desain pengendalian nutrisi dengan menggunakan PLC dan mikrokontroller diperlihatkan pada gambar 3.

Gambar 3. Desain Pengendali Menggunakan PLC/mikrokontroler Pada gambar 3, telah diintegrasikan sensor pH dan sensor ketinggian air. Gambar 3 menggambarkan suatu sistem otomatis pengaturan keseimbangan pH dan jumlah larutan nutrisi tanaman.


D. HASIL DAN ANALISIS Dari pengamatan baik, pemberian nutrisi tanaman hidroponik terotomasi dan secara konvensional diperlihatkan pada tabel 1. Tabel 1 : karakteristik jumlah daun (X1); berat tajuk (X2); dan berat akar (X3) Group I Hidroponik kendali Berat Berat ∑ Daun tajuk akar

No

X1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

13 11 13 12 11 13 12 10 19 10 11 10 10 11 11

X2

X3

103.9 133.1 91.5 82.8 135.4 88.7 78.2 152.8 91.5 98.1 145.5 119.5 113.3 110.2 97.9

10.8 16.2 19.2 7.7 10.4 7.5 5.6 25.1 12 11.8 12.2 17.2 7.5 10.5 9 12.8

11.8 109.49 x Perhitungan koefisien korelasi : r 12 = -0.454 r 13 = -0.1212 r 23 = 0.580

d1' d1' d 3'

Xa1 − Xb1

∑X

2 2

Xa 2 − Xb2

∑X

2 2

Xa3 − Xb3

∑X

2 3

=

11.8 − 9 = 0,32907 8,5088

=

109.49 − 56.386 = 0,6195 85,717

=

12,8 − 3,08 = 0,49123 19,787

Group II Budidaya Konvensional Berat Berat ∑ Daun tajuk akar X1

X2

X3

10 9 9 8 9 10 10 9 8 9 10 8 8 9 9

49.1 66.2 41.1 40.5 62 63.7 59.5 49.9 50.7 71.8 60.7 55.8 56.9 66 57.9

3.4 2.7 2.4 1.6 3 3.2 3.2 2.6 2.7 5.2 2.2 4 2.9 3.9 3.3

9

56.386

3.08


λ11 = d11 .r11−1 + d 21 .r12−1 + d 31 .r13−1 = (0,32907)(1,3099) + (0,6195)(0,7574) + (0,49123)(−0,2805) = 0,431 + 0,4692 − 0,13779 = 0,7624

λ12 = d11 .r21−1 + d 21 .r22−1 + d 31 .r23−1 = (0,32907)(0,7574) + (0,6195)(1,945) + (0,49123)(−1,0361) = 0,24923 + 1,2049 − 0,50896 = 0,94517

λ13 = d11 .r31−1 + d 21 .r32−1 + d 31 .r33−1 = (0,32907)(−0,2805) + (0,6195)(−1,0361) + (0,49123)(−1,5669) = −0,0923 − 0,64186 + 0,7697 = 0,035548

λ11

λ1 =

Σx12

λ2 = λ3 =

λ12 Σx 22

λ13 Σx32

=

0,7624 = 0,0896 8,5088

=

0.94517 = 1,525698 0,6195

=

0.035548 = 0,00179 19,787


Matriks korelasi 1 − 0,454 − 0,1212 C = − 0,454 1 0,580 − 0.1212 0,180 1 det C = 1(1 − 0,3364) + 0,454(− 0,454 + 0,0702) − 0,1212(− 0,2633 + 0,1212 ) = 0,6636 − 0,17424 + 0,0172 = 0,50658 0,6636 0,3837 − 0,14212 A = matrik ajoin = 0,3837 0,9853 − 0,5249 − 0,14212 − 0,5249 0,7938

C

−1

1,3099 = 0,7574 − 0,2805

0,7574 1,945 − 1,0361

− 0,2805 − 1,0361 1,5669

Hasil invers dapat di uji kebenarannya ⇒ 1,3099(1) + (0,7574)(0,454) + (0,2805)(0,1212 ) = 1,3099 + 0,3438596 + 0,03399 ≈ 1 ⇒ (0,7574)(− 0,454) + (1)(1,945) − (1,0361)(0,58) = −0,3438 + 1,945 − 0,600928 ≈ 1 ⇒ (− 0,2805)(− 0,1212) + (0,58)(− 1,0361) + (1)(1,5669) = 0,0339 − 0,6009 + 1,5669 ≈ 1

E. PEMBAHASAN Menurut Johnson, Richard, et al (1992) parameter-parameterdari fungsi diskriminan, maka didapat suatu persamaan fungsi diskriminan Z = 0,0896 X 1 + 1,525698 X 2 + 0,00179 X 3 Persamaan ini menunjukkan secara jelas, nilai-nilai relatif dari 3 karakter yang membedakan tanaman hidroponik terotomasi dari tanaman konvensional.


Pengujian fungsi diskriminasi D = λ11 .d 11 + λ12 .d 21 + λ13 .d 31 = (0,7624)(0,32907) + (0,94512)(0,6195) + (0,035548)(0,49123) = 0,25088 + 0,5855 + 0,01746 = 0,8538  na.nb  2 15.15 = 5,4673 BSS( Between some of square) =  D = 30  na + nb  F tabel = Fα ( P, n1 + n2 − P − 1) , 26 = F03,05 = 4,64 Karena F hitung > F table, maka hipotesis nol ditolak sehingga terjadi perbedaan antara group 1 dan group 2.

Skor Kedua sample

Y1 = (0,0896)(11,8) + (1,525698)(109,49) + 0,00179(12,8) = 168,12892 Y1 = (0,0896)(9) + (1,525698)(56,386 + 0,00179(3,08) = 86,83439 168,12892 86,83439 = 127,4815926

G = garis pemisah =

Dari skor diskriminan Grup 1 dan Grup 2, yang paling mendominasi adalah berat tajuk.

F. KESIMPULAN 1. Desain peralatan otomatis untuk media tanam seperti digambarkan pada gambar-3 Desain peralatan pengendalian otomatik didasarkan pada pertimbangan kemudahan aplikasi di tingkat pengukuran pada media tanaman yang dikendalikan. 2. Pengujian terhadap hasil desain peralatan untk pengendalian media tanaman selada atas kondisi akurasi peralatan, kestabilan peralatan dan hasil tanaman selama pengendalian dilakukan dengan analisis diskriminan antara tanaman dengan pemberian nutrisi otomatis dengan cara konvensional, seperti terlihat pada tabel 1 3. Program aplikasi untuk pengendalian media tanaman selada yang menggunakan diagram ladder dengan PLC atau pemrograman bahasa C++ dengan mikrokontroller.


DAFTAR PUSTAKA Johnson, Richard A, et all, 1992. Applied Multivariate Stastitical Analysis, Prentice Hall, India Price D.E, D.Z. Price and D.A. West, 1980, Traditional and non-traditional determinants of household expenditures on selected fruits and vegetables, Western Journal of Agricultural Economic, 5: 21 – 36. Ratri, Endang, 2002, Otomasi Sistem Hidroponik, Modul Pelatihan Aplikasi Teknologi Hidroponik untuk Pengembangan Agribisnis Perkotaan, Pusat Pengkajian dan Penerapan Ilmu Teknik Pertanian Tropika, IPB, Bogor Saran, S, 1993, Integrated Farming Systems Methodology for high – risk ecological zones. Journal of The Asian Farming Systems Asso. 1 (4) : 463 - 477 Sugiono, A, 1998, Kendali Sistem Energi untuk Pertanian Rumah Kaca, Prosiding Seminar Nasional Penerapan Teknik Kendali dan Instrumentasi pada Pertanian, Kerjasama antara Masdali dengan BPPT, Jakarta 28-29 Oktober 1998. Suhardiyanto, Herry, 2002, Otomatisasi Sistem Hidroponik, Modul Pelatihan Aplikasi Teknologi Hidroponik untuk Pengembangan Agribisnis Perkotaan, Pusat Pengkajian dan Penerapan Ilmu Teknik Pertanian Tropika, IPB, Bogor Sutiyoso, Yos, 2003, Meramu Pupuk Hidroponik, Penebar Swadaya, Depok.


Lampiran: Listing Program PEMBUKA dan MENU UTAMA unit Unit1; interface uses Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, Grids, Buttons, ExtCtrls, Menus; type TProduksiPengecer = class(TForm) Label1: TLabel; StringGrid1: TStringGrid;

begin About.Close; Form7.Close; Form3.Close; Form4.Close; Form2.close; ProduksiPengecer.Close; end; procedure TAbout.Help1Click(Sender: TObject); begin Form7.Show; about.Visible:=false; end; end.


OTOMASI PEMBERIAN LARUTAN NUTRISI TERHADAP MEDIA PERTUMBUHAN TANAMAN SELADA. Madyana, AM, Atris Suyantohadi, Yodim Kusuma

Recommend Documents