PROTOTIPE RUMAH JAMUR MERANG OTOMATIS DENGAN PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA8535
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh Dzulfikar Akmaludin 10.21.0480
Kepada JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2014
PROTOTYPE OF AUTOMATED MUSHROOM HOUSE WITH A TEMPERATURE AND HUMIDITY CONTROL MICROCONTROLLER ATMEGA8535 PROTOTIPE RUMAH JAMUR MERANG OTOMATIS DENGAN PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 Dzulfikar Akmaludin Emha Taufiq Luthfi Jurusan Teknik Informartika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA
ABSTRACT The fungus is a plant that has a wide variety of types. From all types of fungi that grow, there are several types of fungi are harmless and delicious to eat. One type of mushroom is edible mushroom. Mushroom Volvariella volvacea has the Latin name, in addition to tasty to eat it also has a high mineral content than mushrooms - edible mushroom lain.Jamur require temperature 28 ° - 35 ° C and humidity of 80% - 90% to regenerate his body. Most mushroom cultivation is done in upland areas, but the mushroom can be grown in lowland areas with high humidity. Although the fungus can grow in the lowlands, temperatures and humidity for mushroom remains to be made in accordance mushroom life cycle. The mushroom farmer made a special house called kumbung mildew fungus. To regulate the temperature and humidity in the house mushroom, mushroom growers usually spray the mold with water on a regular basis depending on weather and climate. When the rainy season watering is only done once or twice only. While the dry season watering can be done up to 4 times. If it is done manually mushroom farmers and regular. Including providing air circulation at kumbung mushroom that is still done manually. Researchers are trying to develop a tool that works automatically in the form of temperature control and humidity are used to maintain the temperature and humidity in mushroom houses. It starts from the research environment to be created where the cultivation of mushrooms. Besides being used for an automatic control, this technology is also useful for people who want to be a mushroom farmer but does not have the land and located in areas that do not support the creation kumbung mushrooms, but farmers can take advantage of an empty space in the house.
Keywords : Mushroom, temperature, humidity,
1. PENDAHULUAN Jamur merupakan tanaman yang memiliki berbagai macam jenis. Dari seluruh jenis jamur yang tumbuh, ada beberapa jenis jamur yang tidak berbahaya dan lezat untuk dikonsumsi. Salah satu jenis jamur yang dapat dikonsumsi adalah jamur merang. Jamur merang memiliki nama latin Volvariella volvacea, selain lezat untuk dikonsumsi ternyata juga memiliki kandungan mineral tinggi dibandingkan jamur – jamur lain. Kebanyakan budidaya jamur dilakukan di daerah dataran tinggi, akan tetapi jamur merang dapat tumbuh di daerah dataran rendah dengan kelembaban tinggi. jamur dapat tumbuh pada dataran rendah, suhu dan kelembaban jamur merang tetap harus dibuat sesuai siklus hidup jamur merang. Para petani jamur merang membuat rumah khusus jamur yang disebut kumbung jamur. Untuk mengatur suhu dan kelembaban udara dalam rumah jamur, petani jamur biasanya menyemprot jamur dengan air secara teratur tergantung pada cuaca dan iklim. Hal tersebut dilakukan olah para petani jamur secara manual dan teratur. Dengan ilmu pengetahuan yang berkembang di bidang pertanian khususnya pada budidaya jamur. Jamur merang memerlukan suhu 28° - 35°C dan kelembaban 80% - 90% untuk menumbuhkan tubuh buahnya. Hal ini dimulai dari riset lingkungan yang akan dibuat tempat budidaya jamur. Peneliti mencoba mengembangkan sebuah alat yang berkerja secara otomatis berupa pengatur suhu dan kelembaban yang digunakan untuk menjaga suhu dan kelembaban pada rumah jamur. Selain digunakan untuk sebuah control otomatis, teknologi ini juga bermanfaat bagi masyarakat yang ingin menjadi petani jamur namun tidak mempunyai lahan tanah serta bertempat pada daerah yang tidak mendukung pembuatan kumbung jamur, akan tetapi petani bisa memanfaatkan sebuah ruang kososng didalam rumah. Alat yang dikerjakan oleh sistem untuk menjaga kondisi suhu dan kelembaban yang dikerjakan secara otomatis dengan pengendali utama mikrokontroler AVR ATmega8535. Sensor yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban adalah sensor SHT11 yang sudah dikemas dalam bentuk modul. sistem ini juga dilengkapi dengan pengembun air yang dijadikan sebagai pengganti kran air. Akuator yang digunakan untuk mengendali suhu, kelembaban, dan sirkulasi udara pada kumbung jamur adalah pengembun, dan kipas DC. Dengan adanya sistem ini petani jamur tidak perlu mencari lahan serta dapat menghemat biaya.
1
2. LANDASAN TEORI 2.1 Dasar Mikrokontroller Penggunaan mikrokontroler dapat kita temui pada berbagai peralatan, misalnya peralatan yang terdapat dirumah, seperti microwave oven, televisi, mesin cuci, sistem keamanan rumah, handphone, PDA, dan lain-lain. Mikrokontroler dapat kita gunakan untuk berbagai aplikasi misalnya untuk 1
pengendalian, otomasi pada industri, akuisisi data, telekomunikasi dan lain-lain . 2.2 Mikrokontroller ATMega 8535 Mikrokontroler ATmega 8535 merupakan mikrokontroler keluarga AVR (Alf and Vegara’s Risc processor) produksi ATMEL yang memiliki arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Compute). Arti RISC adalah
mikrokontroler dapat
melakukan 1 intruksi mendekati 1 MISP setiap MHz-nya mengikuti pembuat sistem untuk mengoptimalkan konsumsi daya terhadap kecepatan proses. Mikrokontroler AVR ATMega 8535 merupakan mikrokontroler produksi Atmel dengan 8Kb In-System Programmable-Flash, 512 Byte EEPROM dan 512 Bytes internal SRAM. AVRATMega 8535 memiliki seluruh fitur
yang dimiliki
AT90S8535. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega8535 juga 2
memiliki fasilitas yang lengkap . 2.3 Sensor Suhu dan Kelembaban SHT11 SHT-11 adalah sebuah chip tunggal untuk sensor suhu dan kelembaban relatif yang mempunyai banyak modul sensor yang terdiri dari sebuah pengkalibrasi digital. Bagian masukan terdiri dari sebuah elemen kapasitif polymer untuk kelembaban relatif dan sebuah pita regangan sebagai sensor suhu. SHT11 modul merupakan modul sensor suhu dan kelembaban relatif yang berbasis sensor SHT11 dari sensirion. Modul ini dapat digunakan sebagai alat pengindra suhu dan kelembaban dalam aplikasi pengendali suhu dan kelembaban ruangan maupun aplikasi pemantau suhu dan kelembaban relatif 3
ruangan . 2.4 Modul LCD (Liquid Crystal Display) 1
Winoto.Andi, 2010 “Mikrokontroller AVR ATmega8/16/32/8535 dan Pemogramannya dengan
Bahasa C pada WinAVR”, Penerbit Informatika, Bandung Hal. 5 2
Ibid Hal. 8 http://fahmizaleeits.wordpress.com/2010/08/29/akses-sensor-suhu-dan-kelembaban-sht11berbasis-mikrokontroler/ diakses tanggal 29 Desember 2012 3
2
LCD yang digunakan adalah jenis LCD 16 x 2, yang merupakan modul LCD dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan desain mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki CGROM, CGRAM, dan DDRAM. 2.5 Pengembun Air (Ultrasonik Mist Maker) Sebuah alat pengembun air yang biasa kita kenal dengan alat penghasil kabut air. Pengembun air tersebut akan dimanfaatkan untuk menaikan kelembaban udara serta menurunkan suhu dalam rumah jamur. Dikenal dengan istilah Ultrasonik Mist Maker (forger), alat ini cukup baik untuk pengkabutan dengan tujuan menjaga kelembaban. 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 merubah air menjadi kabut 2.6 Relay Dalam dunai elektronika, relay dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70an, relay merupakan otak dari rangkaian pengendali. Baru setelah muncul PLC (Programmable Logic Controller) yang dimulai menggantikan posisi relay. Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat 4
mendapatkan energy listrik . 2.7 Bascom AVR Bascom AVR adalah salah satu tool untuk pengembangan / pembuatan program untuk kemudian ditanamkan dan dijalankan pada mikrokontroler terutama mikrokontroler keluarga AVR. Langkah awal penulisan program adalah dengan menentukan file register, kristal yang digunakan, yakni dengan menuliskan : $regfile ="m8535.dat" $crystal = 4000000 Dimana "m8535.dat" adalah nama file yang berisi konfigurasi alamat register pada mikrokontroler AVR ATMEGA 8535. Sedangkan $crystal = 4000000 adalah
4
http://www.meriwardana.com/Prinsip Kerja Relay_files/Prinsip Kerja Relay.htm Diakses Tanggal 1 Januari 2013
3
frekuensi denyut kristal yang digunakan, satuannya adalah dalam Hertz 5
(4000000 = 4MHz) . 2.8 Downloader Downloader berfungsi untuk memasukkan bahasa pemrograman yang telah dibuat kedalam mikrokontroler. Downloader mempunyai beberapa macam merk, namun spesifikasi kegunaannya secara umum adalah sama. Kami menggunakan downloader dengan merk K-125i. K-125i merupakan USB Atmel AVR ISP Programmer / downloader untuk semua Tipe AVR. Downloader K-125i dilengkapi dengan komunikasi USB to Serial TTL. Cara penggunaan downloader yaitu pada ujung konektor usb di sambungkan ke port usb komputer maupun laptop sedangkan pada ujung satunya adalah port ISP disambungkan dengan mikrokontroler. 2.9 Flowchart Flowchart adalah penggambaran secara grafik dari langkah – langkah dan urutan – urutan prosedur dari suatu program. Flowchart menolong analis dan programmer untuk memecahkan masalah kedalam segmen-segmen yang lebih kecil dan menolong dalam menganalisis alternative – alternative lain dalam pengoperasian. Flowchart biasanya mempermudah penyelesaian suatu masalah khususnya masalah yang perlu dipelajari dan dievaluasi lebih lanjut. 3. PERANCANGAN SISTEM 3.1 Rancangan sistem keseluruhan Rancangan sistem secara keseluruhan dari miniatur rumah jamur meliputi dua bagian yaitu rancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). 3.2 Rancangan kumbung Jamur Miniatur kumbung jamur dibuat dengan memperhatikan spesifikasi rumah jamur yang baik. Miniatur rumah jamur yang dibuat berbentuk balok dengan ukuran panjang x lebar x tinggi = 60 x 40 x 65 cm.
5
Wahyudin
D. 2007 “Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa Basic
Menggunakan Bascom 8051”, Penerbit ANDI, Yogyakarta Hal.15
4
Gambar 3.1 rancangan desain kumbung jamur 3.3 Rancangan Perangkat Keras Sistem miniatur kumbung jamur merang terdiri dari tiga bagian, blok masukan, blok kontrol utama yaitu ATMega 8535, serta blok keluaran.
Gambar 3.2 Blok Diagram Perangkat Keras 3.4 Rancangan Perangkat Lunak Perangkat lunak dalam hal ini adalah program yang dimasukan ke dalam mikrokontroler. Program tersebut dibuat dengan bahasa pemrograman Bascom AVR. Pemilihan bahasa pemrograman Bascom AVR karena Bascom AVR merupakan bahasa tingkat tinggi sehingga mudah dipahami.
5
Gambar 3.3 Diagram Alur Program 4. Implementasi Dan Pembahasan 4.1 Implementasi dan Pembahasan Kumbung Jamur Miniatur rumah jamur dibuat dengan ukuran (60 x 40 x 60 cm). bahan yang digunakan untuk membuat rumah jamur adalah papan triplek (ketebalan 3 mm), akrilik ( ketebalan 3 mm), besi siku, dan alumunium. Besi siku digunakan sebagai kerangka utama, alumunium digunakan sebagai kerangka rumah jamur dan tempat peletakan keranjang media kamur, papan triplek digunakan sebagai tutup (dinding bagian samping dan atap), akrilik digunakan untuk tutup sebagian atap dengan tujuan agar kumbung jamur dapat terkena cahaya matahari (tidak secara langsung).
6
Gambar 4.1 Kumbung
Gambar 4.2 Kumbung
Jamur Merang Tampak Depan
Jamur Merang Tampak Samping
7
Gambar 4.3 Kumbung
Gambar 4.4 Kipas
Jamur Merang Tampak Belakang
Masuk pada Dinding Kumbung
8
Gambar 4.5 Toples
dan Corong Pengembun Air
4.2 Implementasi Perangkat Keras Maksud dari perangkat keras adalah sistem elektronik pada miniatur rumah jamur. Perangkat keras yang digunakan terdiri dari sistem minimum ATMega 8535 yang didalamnya telah terintegrasi penampil LCD 16 x 2, Ultrasonik Mist Maker dan rangkaian driver relay kipas DC. Dalam pembuatan perangkat keras langkah awal yang di lakukan adalah membuat layout PCB yang akan di buat menjadi board PCB.
Gambar 4.6 Board
Sistem Minimum ATMega 8535
9
Gambar 4.7 Board
Gambar 4.8 Rangkaian
Rangkaian Driver Motor
Board Relay dan Jalur Board PCB
4.3 Implementasi Perangkat Lunak Program dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman BASCOM (Basic Compiler) AVR. Bahasa ini cukup mudah dipelajari dan digunakan karena termasuk bahasa tingkat tinggi. 4.4 Pengujian Pada pengujian sistem ini akan dilakukan beberapa tahap yaitu kalibrasi SHT11 dengan dua alat pembanding yang digunakan untuk acuan suhu dan kelmbaban, kemudian pengujian pada masing – masing kondisi yang terdapat pada alur program yaitu pada kondisi suhu melebihi maksimal, suhu kurang dari minimal, kelembaban melebihi maksimal, dan kelembaban lebih dari minimal. 5. Penutup 5.1 Kesimpulan
10
Dari
uraian
rangkaian
mulai
dari
proses
pengajuan
masalah,
perancangan, pembuatan dan pengujian yang telah dilakukan dalam rangka penyusunan laporan ini dapat ditarik beberapa kesimpulan penting dalam kaitannya pada perancangan alat ini antara lain : 1. Pembuatan sistem di awali dengan studi literatur, wawancara pada petani jamur merang, perancanagan board Mikrokontroler, perancangan board driver kipas dc
yang di gunakan untuk meletakkan dan menghubungkan
antar komponen. Mikrokontroler ATMega8535 berfungsi sebagai control semua kompenen yang ada pada sistem dan perhitungan nilai pada SHT11, sedangkan Bascom AVR diperlukan untuk menyusun listing program yang nantinya di tanamkan pada mikrokontroler. 2. Untuk mendapatkan kestabilan suhu dan kelembaban pada kumbung jamur harus dilakukan dengan melihat bentuk serta dimensi kumbung jamur yang akan dipasang sistem control otomatis. Hal ini berhubungan dengan peletakan sensor dan beberapa alat – alat lainnya yang menjadi pendukung kestabilan suhu dan kelembaban pada kumbung jamur. 3. Dengan adanya alat ini diharapkan dapat meningkatkan hasil panen jamur serta para petani jamur dapat lebih mengurangi proses perawatan secara manual. 4. Mikrokontroler sebagai chip serbaguna masa kini ternyata sangat membantu dalam pengembangan dan kemajuan khususnya dunia teknologi. Serta contoh
implementasi
nyata
yang
masih
banyak
lagi
yang
dapat
dikembangkan semaksimal mungkin dari sebuah mikrokontroler. 5. Sensor SHT11 sebagai input utama pada sistem control ini sangat membantu dalam pembacaan suhu dan kelembaban. 5.2 Saran Dalam pembuatan alat control jamur secara otomatis masih adanya kekurangan yang sekiranya dapat lebih disempurnakan kedepannya, diantara lain : 1. Tingkat ketepatan yang belum mencapai nilai sempurna, dikarenakan tidak adanya alat pengukur paten dari suhu dan kelembaban yang dibutuhkan, sehingga proses kalibrasi menjadi satu-satunya cara yang digunakan dalam pengambilan nilai. 2. Rangkaian elektronis dan driver kipas yang rentan dengan kerusakan sehingga
dibutuhkan
kehati-hatian
pengujian.
11
dalam
proses
perancangan
dan
3. Karena proses pembacaan SHT11 tidak benar – benar stabil maka secara berkala harus di control dengan pembading alat temperature dan kelembaban. 4. Media tampilan keluaran / output yang digunakan berupa LCD 16 x 2 Jadi sistem ini masih dapat dikembangkan dan di sempurnakan lagi dengan menambahkan beberapa fitur yang lebih efisien. Penulis sangat mengharapkan sumbangan ilmu berupa kritik dan saran dari pembaca, karena penulis sadar keterbatasan kemampuan sehingga diharapkan masukan yang membangun agar dapat lebih berkembang lagi dan belajar. Semoga karya ini dapat bermanfaat.
12
DAFTAR PUSTAKA Winoto.Andi, 2010 “Mikrokontroller AVR ATmega8/16/32/8535 dan Pemogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR”, Penerbit Informatika, Bandung. Anonim. 2012. http://fahmizaleeits.wordpress.com/2010/08/29/akses-sensor-suhu-dankelembaban-sht11-berbasis-mikrokontroler/ diakses tanggal 29 Desember 2012. Anonim.2013. http://www.meriwardana.com/Prinsip Kerja Relay_files/Prinsip Kerja Relay.htm Diakses Tanggal 1 Januari 2013. Wahyudin
D. 2007 “Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa Basic
Menggunakan Bascom 8051”, Penerbit ANDI, Yogyakarta.
13
