Sistem Kontrol Pembibitan Kelapa Sawit



Referensi :

A. W. Wicaksono, "Implementasi Sistem Kontrol dan Monitoring pH pada Tanaman Kentang Aeroponik secara Wireless," Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer, pp. 386-398, 2017.

Gerry Dwi Utomo, Dedi Triyanto, Uray Ristian, "SISTEM MONITORING DAN KONTROL PEMBIBITAN KELAPA SAWIT BERBASIS INTERNET OF THINGS", Jurusan Rekayasa Sistem Komputer, Fakultas MIPA UniversitasTanjungpura

Ratnawati, "Sistem Kendali Penyiram Tanaman Menggunakan Propeller Berbasis Internet Of Things," Jurnal Inspiraton, pp. 143-154, 2017. 

V. R. Juniardy, "Prototype Aalat Penyemprot Air Otomatis Pada Kebun Pembibitan Sawit Berbasis Sensor Kelembaban dan Mikrokontroler AVR ATMEGA8," Jurnal Coding Sistem Komputer Universitas Tanjungpura

1. Abstrak [Kembali]

Tanaman yang dapat tumbuh didaerah tropis salah satunya kelapa sawit. Ada beberapa tahapan dalam budidaya kelapa sawit salah satunya adalah pembibitan. Proses pembibitan masih menggunakan cara manual dalam hal penyiraman maupun pemupukan. Selain itu, petani tidak dapat mengetahui nilai kelembaban tanah dan pH tanah pada pembibitan kelapa sawit.

2. Pendahuluan [Kembali]

Kelapa sawit merupakan tanaman yang dapat tumbuh didaerah tropis dengan curah hujan mencapai 1.500-4.000 mm pertahun dengan temperatur optimal berkisar 24 - 28 oC. Tanah yang cocok untuk menanam kelapa sawit adalah jenis tanah podzolik, latosol, hidromorfik kelabu, alluvial, tanah gambut saprik, dataran pantai, dan muara sungai. Dalam budidaya kelapa sawit, proses pembibitan adalah tahapan yang sangat penting. Pada proses pembibitan masih menggunakan cara manual dalam hal penyiraman maupun pemupukan dan tidak dapat mengetahui nilai kelembaban tanah dan pH tanah pada pembibitan. 

3. Tinjauan Pustaka [Kembali]

A. Sistem Kontrol

Sistem Kontrol adalah proses pengaturan / pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga atau dalam suatu rangkuman harga (range) tertentu.

B. Pembibitan adalah menyebartumbuhkan atau menanam biji/benih hingga diperoleh perkecambahan atau pertunasan yang cepat dan baik tumbuhnya. Maka dari itu untuk memperoleh hasil pembibitan yang bagus diperlukan sistem kontrol pembibitan kelapa sawit ini.

C. Sensor dan komponen

          -        Soil moisture sensor



Soil Moisture Sensor adalah suatu modul yang berfungsi untuk mendeteksi tingkat kelembaban tanah dan juga dapat digunakan untuk menentukan apakah ada kandungan air di tanah/ sekitar sensor. Cara penggunaan modul ini cukup mudah, yakni dengan memasukkan sensor ke dalam tanah dan setting potensiometer untuk mengatur sensitifitas dari sensor. Keluaran dari sensor akan bernilai 1 / 0 ketika kelembaban tanah menjadi tinggi / rendah yang dapat di treshold dengan potensiometer. Spesifikasi dari sensor ini adalah :

1.     Comparator menggunakan LM393

2.     Hanya menggunakan 2 plat kecil sebagai sensor

3.     Supply Tegangan 3.3-5 VDC

4.     Digital output D0 dapat secara langsung dikoneksikan dengan MCU dengan mudah

 


Sensor ini digunakan untuk mengukur kadar air didalam tanah, atau juga bisa untuk menedeteksi cuaca yang terjadi hari kemarin dan hari ini melalui media tanah, prinsip kerja sensor ini sangat simpel yaitu ada dua buah lempengan yang mana jika kedua buah lempengan terkena media penghantar maka elektron akan berpindah dari kutub + ke kutub - sehingga terjadilah arus yang akan menimbulkan tegangan. Pergerakan elektron dimanfaatkan untuk mendeteksi apakah ada air di tanah ataukah tidak, jika tanah basah berarti tanah tersebut mengandung media penghantar, namun jika tanah kering maka tidak mengandung media penghantar elektron, sehingga pada adc mikrokontroller akan terlihat perbedaannya. 

-        Water level Sensor



Prinsip kerja dari sensor water level adalah membaca resistasi yang dihasilkan oleh air   yang mengenai lempengan yang bergaris-garis pada sensor tersebut, semakin banyak air yang mengenai permukaan bergaris garis tersebut maka hambatannya semakin kecil dan ketika tidak ada air yang mengenai lempengan sensor tersebut maka hambatanya sangat besar atau bisa dikatakan tidak terhingga.

Karakteristik:

1)     Working voltage: 5V

2)      Working Current: <20ma

3)     Interface: Analog

4)      Width of detection: 40mm×16mm

5)      Working Temperature: 10℃~30℃

6)     Weight: 3g

7)     Size: 65mm×20mm×8mm

8)     Arduino compatible interface

9)     Low power consumption

 

Pinout: 

a)     "S" stand for signal input 

b)     "+" stand for power supply 

c)     "-" stand for GND

-      Rainsensor 

Rain Sensor (Sensor Hujan) adalah alat yang   dapat   membaca   intensitas air /dengan mengunakan panel sensor air. Panel ini dapat bekerja apabila terhubung dengan komponen lain. Panel ini adalah jenis resistor yang nilai hambatanya dapat berubatergantung dari intensitas keberadaan air yang ada pada permukaan panel. Jika air mengenai permukaan panel semakin kecil hambatanya dalam panel (Sainsmart 2016). Interval Max = 1023,  internal  Min = 0.

Pembacaan sensor untuk  sistem :

1.     Hujan kecil                        : if  (rain >= 600  && rain <=700)

2.     Hujan sedang                    : if  (rain  >=  500  &&  rain <=600)

3.     Hujan deras                       : if  (rain >= 400 && rain <=500)

4.     Hujan sangat deras            : if  (rain < 400).

-  Arduino


Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.

-  LCD



Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter). Struktur LCD dapat dilihat pada gambar berikut:



Keterangan:

-         Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.

-        Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).

-        Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).

-        Glass substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO).

-        Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.

-         Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata pengamat.

Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.

-  Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai motor arus searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya.Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti vibrator ponsel, kipas DC dan bor listrik DC.

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan motor listrik DC memberikan kecepatan rotasi  sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabila tegangan yang diberikan ke motor listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.

Pada saat motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.

       
4. Metode Penelitian [Kembali]

Langkah awal yang dilakukan adalah membuat konsep berupa penentuan spesifikasi dari sensor- sensor, motor DC, LCD dan mikrokontroler yang akan digunakan. Setelah rancangan terkonsep maka selanjutnya adalah mendesain hardware dan software berupa bahasa pemrograman yang digunakan dan menentukan beberapa komponen tambahan yang diperlukan dalam melengkapi desain hardware. Kemudian langkah selanjutnya adalah tahap pembuatan hardware. Setelah menggabungkan hardware maka selanjutnya adalah merancang program dan kemudian merealisasikan program yang telah dirancang.

Rangkaian Perancangan :

Master







Slave






5. Hasil dan Pembahasan [Kembali]

Sistem kontrol pembibitan kelapa sawit ini memiliki prinsip kerja dimana jika kandungan air pada bibit kelapa sawit sudah cukup, maka jika terjadi hujan dan agar air hujan tidak mengenai bibit kelapa sawit dan kandungan air pada bibit tidak terlebih maka digunakan terpal untuk menutup bibit kelapa sawit dari atas dengan rain sensor, jadi saat rain sensor mendeteksi hujan, maka output nya yang berupa motor DC yang akan membuka terpal untuk menutup tanaman bawang tersebut. Kemudian, karena tamanan membutuhkan air sesuai dengan kebutuhannya maka digunakan soil moisture untuk mendeteksi kelembapan dari tanah, yang dimana saat tanah kering, maka sensor soil moisture akan mendeteksi tanah kering tersebut dan output pada motor servo akan menghidupkan keran air untuk menyiram tanaman. Selanjutnya disaat hujan turun, jika terdapat genangan air yang turun dari terpal yang akan menganggu kecukupan air dari tanaman, maka akan didetekesi level air pada genangan tersebut, dan apabila genangannya terlalu tinggi, maka water level akan mengeluarkan output servo yang akan membuka saluran pembuangan air. 

6. Kesimpulan [Kembali]

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, perancangan sistem kontrol pembibitan kelapa sawit dapat dilakukan dengan pengaplikasiaan seperti komunikasi pada Arduino dan dengan menggunakan water level sensor, rain sensor dan soil moisture sensor. Perancangan yang dibuat ini bertujuan untuk  mempermudah dalam mengontrol kelembaban tanah dan kecukupan airnya. 

7. Saran [Kembali]

Dibuat sebuah aplikasi berbasis mobile untuk memudahkan atau mempermudah dalam memonitoring dan mengontrol tanpa harus membuka browser.


8. Daftar Pustaka [Kembali]

A. Setiawan, "Pengembangan Smart Home Dengan Microcontrollers ESP32 Dan MC-38 Door Magnetic Switch Sensor Berbasis Internet of Things (IoT) Untuk Meningkatkan Deteksi Dini Keamanan Perumahan," Jurnal Resti, p. 451 – 457, 2019. 

E. L. Rustam and W. Agus, Buku Pintar Kelapa Sawit, Jakarta: PT AgroMedia Pustaka, 2011. 

S. M. Nur, Karakteristik Kelapa Sawit Sebagai Bahan Baku Bioenergi, Tegal: PT. Insan Fajar Mandiri Nusantara, 2014

9. Video [Kembali]



10. Link Download [Kembali]

Download file rangkaian [disini]
Download datasheet resistor [disini]
Download datasheet motor DC [disini]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH SISTEM DIGITAL SEMESTER GENAP TA 2021/2022 OLEH : NADILLA FADILLAH 2010951020 DOSEN PENGAMPU : Darwison, M.T Re...