RANCANG BANGUN OTOMATISASI PENGATURAN SUHU DAN KELEMBABAN PADA BUDIDAYA JAMUR TIRAM
LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
oleh 1. AJIS NAIBAHO 2. JAMOT SIRAIT 3. NATAL PARULIAN SIAGIAN
NIM : 10050520 NIM :10050520 NIM : 1005052086
JURUSAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
INTI SARI
Jamur tiram merupakan makanan berprotein tinggi yang hanya dapat hidup di daerah dataran tinggi dengan temperatur dan kelembaban tertentu. Selain itu, nilai jual dari jamur tiram ini tinggi. Hal ini memberikan inspirasi aplikatif pembudidayaan jamur tiram di daerah dataran rendah. Tugas akhir ini sebagai pengatur temperatur dan kelembaban untuk ruang budidaya jamur tiram berbasis mikrokontroler ATMega8. Alat ini menggunakan sensor temperatur yang kemudian data dari sensor tersebut di kirim ke mikrokontroler untuk diolah. Setelah itu, keluarannya masuk ke dalam driver. Keluaran dari drivertersebut menggerakkan kompresor dan temperatur ruangan akan otomatis sesuai dengan yang diinginkan serta ditampilkan di display.Pengerjaan proyek tugas akhir yang menghasilkan alat pengatur temperatur dan kelembaban ini dapat mengatur temperatur antara 27ºC sampai 33ºC dan kelembaban antara 51% sampai 58% untuk pembudidayaan jamur tiram di daerah dataran rendah dengan tegangan 207V dan arus 0,6A.
Kata kunci : Suhu,kelembaban dan mikrokontroler ATMega8
ABSTRACT
Oyster mushroom is a high protein food that can only live in areas with low temperatures and specific humidity. In addition, the selling value of the oyster mushroom is high. It is give aplicative inspires for cultivating oyster mushroom in lowland areas. This final project will become a regulator of temperature and humidity room for oyster mushroom cultivation based mikrokontroler ATMega8. This tool uses a temperature sensor and data from the sensors which sent to mikrokontroler to be processed. After that, the output get into the driver. The compressor is moved by the output from driver then room temperature automatically changed as it desired and displayed on the display.Project of final tasks which result in a regulator device of temperature and humidity is can be operated temperature 27ºC until 33ºC and humidity 51% until 58% for the cultivation of oyster mushroom in lowland areas with the voltage 207V and current 0,6A.
Keywords : temperature,Humidity and mikrokontroler ATMega8
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia yang diberikan-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, mulai dari awal penyusunan hingga selesai. Laporan yang berjudul “Otomatisasi Pengaturan Suhu dan Kelembaban pada Budidaya Jamur Tiram” ini, dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir Semester VI pendidikan program Diploma III, Program Studi Teknik Konversi Energi, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan. Dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak menerima bimbingan dan arahan dari berbagai pihak, baik berupa materi, spiritual, informasi maupun dari segi administrasi, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak M. Syahruddin, S.T, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Ir.Gidion Sembiring, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir.Isman Harianda, M.T., selaku Kepala Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Medan; 4. Bapak Marlon Tua P. Sibarani, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan tenaga dalam memberikan saran dan arahan kepada penulis; 5. Seluruh staf pengajar Teknik Konversi Energi, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan; 6. Teristimewa kepada orangtua penulis, serta seluruh keluarga yang telah banyak memberikan doa dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini tepat waktunya; 7. Yang selalu memberi dukungan semangat teman saya Ajis Naibaho, Bobby Handon Manalu, Jamot Sirait, Jefri Armin Sitorus, Johan R Ambarita, dan Zwingly Tambunan.
8. Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2010 khususnya EN-6C, Program Studi Teknik Konversi Energi, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan; 9. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu penulis selama pengerjaan Tugas Akhir ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini baik dari segi pembuatannya maupun dari segi penyajiannya. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga laporan Tugas Akhir ini dapat memberi manfaat bagi kita semua khususnya untuk mahasiswa Program Studi Teknik Konversi Energi, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan.
Medan, Agustus 2013 Hormat Penulis,
Natal Parulian Siagian NIM. 1005052086
DAFTAR ISI SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ........................................................................ ii LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ iv INTISARI ............................................................................................................ v ABSTRACT ......................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii DAFTAR ISI ........................................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Batasan Masalah........................................................................................ 2 1.3 Tujuan Rancang Bangun ........................................................................... 2 1.4 Manfaat Tugas Akhir ................................................................................ 2 1.5 Metode Penelitian...................................................................................... 3 BAB II JAMUR TIRAM .................................................................................... 4 2.1. Karakteristik .............................................................................................. 4 2.2. Syarat Pertumbuhan .................................................................................. 4 a. Suhu ................................................................................................................... 6 b. Kelembaban....................................................................................................... 8 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT ................................ 10 3.1 Deskripsi Sistem ............................................................................................. 10 3.1.1. Kebutuhan Perangkat Keras ........................................................... 11 3.1.2. Kebutuhan Perangkat Lunak .......................................................... 11 3.2 Perancangan Blok Diagram Sistem ................................................................. 11 3.3 Cara Kerja Alat ............................................................................................... 13 3.4 Perancangan Flow Chart ................................................................................. 13 3.5 Perencanan Alat ............................................................................................. 15
3.5.1 Rangkaian Catu Daya .................................................................................. 15 3.5.2 Mikrokontroler Atmega8 ............................................................................. 16 3.5.3 Sensor SHT-11 ............................................................................................. 19 3.5.4 Relay ............................................................................................................ 20 3.5.5 Resistor......................................................................................................... 23 3.5.6 Kondensator ................................................................................................. 29 3.5.7 Transistor ..................................................................................................... 34 3.5.8 Dioda ............................................................................................................ 38 3.5.9 Kristal ........................................................................................................... 41 3.5.10 IC 7805 ....................................................................................................... 43 3.5.11 Pompa Air (Pompa Air Listrik) ................................................................. 43 3.5.12 IC MAX 232 .............................................................................................. 44 BAB IV PEMBAHASAN OTOMATISASI SUHU DAN KELEMBABAN PADA BUDIDAYA JAMUR TIRAM ................................................ 45 4.1 Implementasi Hardware .................................................................................. 45 4.2 Hasil Pengujian Deteksi Suhu dan Kelembaban ............................................. 47 4.3 Cara Kerja Alat ................................................................................................48 4.4 Hasil Uji Keseluruhan ..................................................................................... 48 BAB V PENUTUP ............................................................................................... 50 5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 50 5.2 Saran ................................................................................................................ 50 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1.
Konsep Dasar Sistem .................................................................. 10
Gambar 3.2.
Blok Diagram .............................................................................. 12
Gambar 3.3.
Flowchart Sistem......................................................................... 14
Gambar 3.4.
Rangkaian Catu Daya .................................................................. 15
Gambar 3.5.
Layout Pin Atmega8 ................................................................... 18
Gambar 3.6.
Sensor DTH-11 .......................................................................... 20
Gambar 3.7.
Relay ........................................................................................... 21
Gambar 3.8.
Skema relay elektromekanik ....................................................... 21
Gambar 3.9.
Relay Jenis Single Pole Double Throw ....................................... 22
Gambar 3.10.
Simbol dan Fisik Resistor ........................................................... 24
Gambar 3.11.
Resistor Dihubung Seri ............................................................... 24
Gambar 3.12.
Resistor Dihubung Pararel .......................................................... 25
Gambar 3.13.
Simbol Resistor Tidak Tetap (Variabel Resistor) ....................... 26
Gambar 3.14.
Simbol PTC dan NTC ................................................................. 26
Gambar 3.15.
Simbol LDR ................................................................................ 26
Gambar 3.16.
Cara Membaca Resistor .............................................................. 27
Gambar 3.17.
Simbol-simbol dari Kondensastor ............................................... 30
Gambar 3.18.
Beberapa Simbol dari Kondensator Elektrolit ............................ 31
Gambar 3.19.
Pembacaan Kode Warna Kapasitor ............................................. 33
Gambar 3.20.
Simbol Transistor ........................................................................ 35
Gambar 3.21.
Transistor .................................................................................... 35
Gambar 3.22.
Simbol FET ................................................................................. 36
Gambar 3.23.
Menentukan Kaki Base ............................................................... 37
Gambar 3.24.
Menentukan Kaki Kolektor dan Emitor ...................................... 37
Gambar 3.25.
Simbol Dioda .............................................................................. 38
Gambar 3.26.
P-N Junction ................................................................................ 38
Gambar 3.27.
Dioda ........................................................................................... 38
Gambar 3.28.
Simbol Diada Zenner .................................................................. 39
Gambar 3.29.
Aplikasi Dioda Zenner ................................................................ 40
Gambar 3.30.
Simbol dan Bentuk Fisik LED .................................................... 40
Gambar 3.31.
Simbol Photo Dioda .................................................................... 41
Gambar 3.32.
Simbol Kristal ............................................................................. 42
Gambar 3.33.
Bentuk Fisik Kristal .................................................................... 42
Gambar 3.34.
IC 7805 ........................................................................................ 43
Gambar 3.35.
Konfigurasi Pin IC MAX232 dan Typical Operasi Rangkaian . 44
Gambar 4.1.
Tampilan Awal Ketika Alat Dihidupkan .................................... 45
Gambar 4.2.
Spesifikasi Pompa ....................................................................... 46
Gambar 4.3.
Hasil Ketika Pompa Hidup.......................................................... 49
Gambar 4.4.
Tampilan Ketika Pompa OFF ..................................................... 49
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Kode Warna Resistor ...................................................................... 29 Tabel 3.2. Kode Warna Kapasitor .................................................................... 33 Tabel 3.3. Pembacaan Nilai Kondensator dengan Penanda Alfabet-Numerik . 34 Tabel 4.1. Hasil Pengukuran ............................................................................ 47
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Jamur merupakan salah satu tanaman yang banyak dibudidaya oleh para petani jamur di daerah dataran tinggi, dan jamur saat ini produksinya semakin menurun seiring dengan minimnya jumlah petani dan daerah perkembangbiakannya yang ada di Indonesia. Pada saat ini proses perkembangbiakan jamur hanya dapat dilakukan di daerah dataran tinggi. Sehingga produksi jamur hanya menghasilkan kurang lebih 50100kg/kumbung tiap harinya. Seiring berkembangnya jaman dan teknologi, maka pada masa kini juga sebagian besar digerakkan dengan tenaga manusia. Alat pengaturan temperatur dan kelembaban untuk ruang budidaya jamur tiram menggunakan mikrokontroler secara otomatis walaupun sudah mampu mengembangbiakkan jamur tiram di daerah dataran rendah, namun alat tersebut belum bisa menghasilkan produksi dalam jumlah besar. Dengan data di atas saya berpikir untuk membuat alat untuk mengoptimalkan suhu dan kelembaban pada budidaya jamur tiram. Dalam pembuatan alat ini saya mencoba untuk membuat alat sensor secara otomatis untuk mengatur suhu dan kelembaban. Dimana selama ini alat untuk mengukur suhu dan kelembaban pada budidaya jamur tiram dilakukan secara manual. Sebelum pembuatan alat ini saya terlebih dahulu mempelajari tentang budidaya jamur tiram terlebih pada suhu dan kelembabanya. Dalam pembuatan alat ini saya juga menambahkan sistem mikrokontroler ATMega8 dan DHT-11 sebagai komponen yang paling berpengaruh. Agar nantinya alat yang saya buat mampu bekerja secara optimal dalam mengatur suhu dan kelambaban dalam pembudidayaan jamur tiram.
1.2. Batasan Masalah Adapun yang menjadi pokok permasalahan dalam tugas akhir ini adalah simulasi Otomatisasi Pengaturan Suhu dan Kelembaban pada Budidaya Jamur Tiram. Untuk memperjelas dan menyederhanakan permasalahan ditentukan beberapa batasan masalah, antara lain : 1.
Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis Atmega8
2.
Keluaran alat kontrol suhu dan kelembaban yang digunakan adalah relay sebagai pengaktif pompa
3.
Sensor yang digunakan untuk mendeteksi suhu dan kelembaban adalah Sensor DHT-11 Agar pembahasan ini tidak menyimpang dari inti permasalahan, dalam tugas
akhir ini hanya membahas cara kerja sistem rangkaian kontrol, sedangkan pemrograman pada mikrokontroler ATMega8, hanya sebagai pelengkap guna terpenuhinya proyek tugas akhir ini.
1.3. Tujuan Rancang Bangun Adapun tujuan tugas akhir ini yaitu membuat alat untuk mengotomatisasikan temperatur dan kelembaban pada ruang budidaya jamur tiram, dengan menggunakan mikrokontroler ATMega8 untuk memonitor temperatur dan kelembaban berupa derajat celcius (ºC) dan persen (%) yang ditampilkan pada LCD.
1.4. Manfaat Tugas Akhir Adapun manfaat perancangan Otomatisasi Pengaturan Suhu dan Kelembaban pada Budidaya Jamur Tiram dimaksudkan agar dalam pembudidayaannya di dapat hasil jamur tiram yang lebih baik dikarenakan suhu ruangan dan kelembabannya terjaga dan di kontrol dengan suhu dan kelembaban yang cocok untuk budidaya jamur tiram, selain itu membantu manusia dalam proses pengolahan budidaya jamur tiram.
1.5. Metode Penelitian Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, digunakan metode pengumpulan data sebagai berikut : 1.
Metode Kepustakaan Yaitu metode pengumpulan data yang dilakukan dengan cara membaca sumbersumber tertulis yang tersedia di perpustakaan maupun di toko-toko buku.
2.
Metode Wawancara Yaitu metode pengumpulan data yang dilakukan dengan cara mengadakan wawancara langsung dengan narasumber yang menguasai pokok permasalahan.
3.
Metode Studi Lapangan Yaitu metode pengumpulan data yang dilakukan dengan cara mengadakan pengambilan data dari lokasi langsung atau lapangan.
