BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca -...

19
6 BAB II LANDASAN TEORI Pada bab ini akan dijelaskan mengenai teori-teori yang berhubungan dengan proyek yang dibuat. Teori yang berkaitan dengan penelitian ini adalah teori tentang rumah kaca, pengendali digital (mikrokontroler) dan menggunakan sensor suhu (LM35 DZ), sensor kelembaban (HMZ-435CHS1), sensor cahaya (LDR). 2.1 Rumah Kaca Rumah kaca memiliki bentuk yang menyerupai dengan rumah-rumahan yg tertutup dan transparan yang bisa ditembus oleh cahaya matahari. Lalu cahaya matahari dimanfaatkan untuk menanam tanaman agar tanaman tersebut tumbuh secara optimal dan sesuai dengan harapan. Rumah kaca yang baik, terutama dalam konstruksinya, bertujuan untuk membuat kondisi cuaca yang diperlukan dan dikendalikan sedapat mungkin sehingga tanaman dapat tumbuh sepanjang tahun secara optimal tanpa dipengaruhi adanya iklim luar. Untuk tujuan tersebut, greenhouse sebaiknya mempunyai transmisi cahaya yang tinggi, konsumsi panas yang rendah, ventilasi yang cukup dan efisien, struktur yang kuat, konstruksi, dan biaya operasional yang murah serta berkualitas tinggi (M. Affan Fajar Falah, 2008). Rumah kaca merupakan media yang digunakan untuk mengendalikan dan menjaga keadaan iklim serta lingkungan di dalam suatu ruangan atau bisa disebut dengan iklim buatan untuk menjaga kelembaban udara, tanah, suhu dan intensitas cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam tanah di dalam rumah kaca tersebut akan berbeda dengan kondisi suhu, kelembaban, dan tanah diluarnya. Beberapa parameter yang diperhatikan didalam rumah kaca, diantaranya adalah suhu ruangan, suhu tanah, kelembaban udara, pengairan, pemupukan, kadar cahaya, dan pergerakan sirkulasi udara (ventilasi). Rumah Kaca untuk daerah beriklim tropis sangat memungkinkan dan mempunyai banyak keuntungan dalam produksi dan budidaya tanaman.Produksi

Transcript of BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca -...

Page 1: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

6

BAB II

LANDASAN TEORI

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai teori-teori yang berhubungan dengan

proyek yang dibuat. Teori yang berkaitan dengan penelitian ini adalah teori tentang

rumah kaca, pengendali digital (mikrokontroler) dan menggunakan sensor suhu

(LM35 DZ), sensor kelembaban (HMZ-435CHS1), sensor cahaya (LDR).

2.1 Rumah Kaca

Rumah kaca memiliki bentuk yang menyerupai dengan rumah-rumahan yg

tertutup dan transparan yang bisa ditembus oleh cahaya matahari. Lalu cahaya

matahari dimanfaatkan untuk menanam tanaman agar tanaman tersebut tumbuh

secara optimal dan sesuai dengan harapan.Rumah kaca yang baik, terutama dalam

konstruksinya, bertujuan untuk membuat kondisi cuaca yang diperlukan dan

dikendalikan sedapat mungkin sehingga tanaman dapat tumbuh sepanjang tahun

secara optimal tanpa dipengaruhi adanya iklim luar. Untuk tujuan tersebut,

greenhouse sebaiknya mempunyai transmisi cahaya yang tinggi, konsumsi panas

yang rendah, ventilasi yang cukup dan efisien, struktur yang kuat, konstruksi, dan

biaya operasional yang murah serta berkualitas tinggi (M. Affan Fajar Falah, 2008).

Rumah kaca merupakan media yang digunakan untuk mengendalikan dan

menjaga keadaan iklim serta lingkungan di dalam suatu ruangan atau bisa disebut

dengan iklim buatan untuk menjaga kelembaban udara, tanah, suhu dan intensitas

cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam tanah di

dalam rumah kaca tersebut akan berbeda dengan kondisi suhu, kelembaban, dan tanah

diluarnya. Beberapa parameter yang diperhatikan didalam rumah kaca, diantaranya

adalah suhu ruangan, suhu tanah, kelembaban udara, pengairan, pemupukan, kadar

cahaya, dan pergerakan sirkulasi udara (ventilasi).

Rumah Kaca untuk daerah beriklim tropis sangat memungkinkan dan

mempunyai banyak keuntungan dalam produksi dan budidaya tanaman.Produksi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 2: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

7

dapat dilakukan sepanjang tahun tanpa dipengaruhi perubahan cuaca, dimana

produksi dalam lahan yang terbuka tidak memungkinkan karena adanya berbagai

faktor yang tidak menunjang dalam budidaya tanaman seperti curah hujan yang

terlalutinggi, suhu yang ekstrim, angin yang kencang dan berbagai faktor lainnya.

2.2 Faktor Eksternal Pertumbuhan Tanaman

Faktor luar yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan

adalah faktor lingkungan, misalnya nutrisi, air, cahaya, suhu, dan kelembapan.

a) Nutrisi

Nutrisi terdiri atas unsur-unsur atau senyawa-senyawa kimia sebagai sumber

energi dan sumber materi untuk sintesis berbagai komponen sel yang diperlukan

selama pertumbuhan.Nutrisi umumnya diambil dari dalam tanah dalam bentuk ion

dan kation, sebagian lagi diambil dari udara.

Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro

(C, H, O, N, P, K, S, Ca, Fe, Mg).Adapun unsur-unsur yang dibutuhkan dalam

jumlah sedikit disebut unsur mikro (B, Mn, Mo, Zn, Cu, Cl). Jika salah satu

kebutuhan unsur-unsur tersebut tidak terpenuhi, akan mengakibatkan kekurangan

unsur yang disebut defisiensi.

b) Air

Kekurangan air pada tanah menyebabkan terhambatnya proses osmosis.

Proses osmosis akan terhenti atau berbalik arah yang berakibat keluarnya materi-

materi dari protoplasma sel-sel tumbuhan, sehingga tanaman kering dan mati.

c) Cahaya

Cahaya mutlak diperlukan dalam proses fotosintesis.Cahaya secara langsung

berpengaruh terhadap pertumbuhan setiap tanaman.Pengaruh cahaya secara

langsung dapat diamati dengan membandingkan tanaman yang tumbuh dalam

keadaan gelap dan terang.Pada keadaan gelap, pertumbuhan tanaman

mengalami etiolasi yang ditandai dengan pertumbuhan yang abnormal (lebih

panjang), pucat, daun tidak berkembang, dan batang tidak kukuh.Sebaliknya,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 3: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

8

dalam keadaan terang tumbuhan lebih pendek, batang kukuh, daun berkembang

sempurna dan berwarna hijau.

Dalam fotosintesis, cahaya berpengaruh langsung terhadap ketersediaan

makanan.Tumbuhan yang tidak terkena cahaya tidak dapat membentuk klorofil,

sehingga daun menjadi pucat.Panjang penyinaran mempunyai pengaruh yang

spesifik terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.

d) Suhu

Suhu berpengaruh terhadap fisiologi tumbuhan, antara lain memengaruhi

kerja enzim.Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menghambat proses

pertumbuhan.Fotosintesis pada tumbuhan biasanya terjadi di daun, batang, atau

bagian lain tanaman.Suhu optimum (15°C hingga 30°C) merupakan suhu yang

paling baik untuk pertumbuhan.Suhu minimum (± 10°C) merupakan suhu terendah

di mana tumbuhan masih dapat tumbuh.Suhu maksimum (30°C hingga 38°C)

merupakan suhu tertinggi dimana tumbuhan masih dapat tumbuh.

e) Kelembaban

Kelembapan ada kaitannya dengan laju transpirasi melalui daun karena

transpirasi akan terkait dengan laju pengangkutan air dan unsur hara terlarut.Bila

kondisi lembap dapat dipertahankan maka banyak air yang diserap tumbuhan dan

lebih sedikit yang diuapkan.Kondisi ini mendukung aktivitas pemanjangan sel

sehingga sel-sel lebih cepat mencapai ukuran maksimum dan tumbuh bertambah

besar.Pada kondisi ini, faktor kehilangan air sangat kecil karena transpirasi yang

kurang.Adapun untuk mengatasi kelebihan air, tumbuhan beradaptasi dengan

memiliki permukaan helaian daun yang lebar.

2.3 Suhu dan Kelembaban

Suhu dan Kelembaban udara yang akan dipelihara dalam rumah kaca

bergantung pada jenis tanamannya. Contohnya beberapa jenis tanaman tropis tidak

akan tumbuh baik pada suhu dibawah 20°C atau diatas 30°C. Umumnya, suhu

minimum pada rumah kaca adalah 20°C , dan pada siang hari suhu ruangan akan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 4: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

9

bertambah panas. Untuk itu sistem ventilasinya harus bekerja baik saat mencapai

suhu panas yang berlebih.Untuk mendinginkan dan menstabilkan kembali suhu

didalam ruangan atau rumah kaca.

Kelembaban udara merupakan unsur lain bagi tanaman untuk tumbuh

dengan optimum. Beberapa sumber mengatakan bahwa kelembaban normal pada

rumah kaca, yaitu sekitar 80% RH.Pengaruh suhu terhadap kelembaban sangat

sensitif, suhu udara yang hangat dapat menampung uap air dengan baik.Tiap

kenaikan suhu 10°C, volume uap air maksimum dalam udara hampir dua kali lipat.

Ketika udara dari suatu suhu tertentu dipenuhi dengan air seperti contoh saat

hujan, kita dapat mengasumsikan tingkat kelembabannya 100% RH (relative

humidity).Relative humidity merupakan kepadatan uap air yang ada diudara ketika

terjadi perubahan suhu pada skala tertentu. Perubahan tersebut dapat dirumuskan

pada Persamaan 2.1.

%100dH

dL

V

VH ............................................................................. (2.1)

dimana:

- H = tingkat kelembaban dalam %RH

- VdL = kepadatan uap air saat suhu minimum (aktual) dalam g/m3

- VdH = kepadatan uap air saat suhu maksimal (saturasi) dalam g/m3

2.4 Mikrokontroller

Mikrokontroler adalah suatu sistem mikroprosesor yang lengkap dan dikemas

dalam bentuk sebuah IC (single chip).IC mikrokontroler memiliki perangkat

penunjang seperti yang terdapat dalam mikrokomputer yaitu unit pusat pengolahan

data (Central Processing Unit), unit memori (ROM dan RAM) dan unit I/O. Selain

itu terdapat juga fasilitas-fasilitas seperti timer, counter, dan kontrol interupsi

(Interrupt Control).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 5: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

10

Mikrokontroler tipe AVR ATmega16 memiliki beberapa kelebihan bila

dibandingkan dengan mikrokontroler lain, diantaranya :

a) Mempunyai 8 channel ADC yang terintegrasi dengan resolusi 10 bit dengan

metode pengonversian menggunakan Succesive Aproximation.

b) Dilengkapi dengan programmable serial USART .

c) Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

d) Memiliki perangkat antarmuka serial Two-Wire dengan orientasi byte

e) Memiliki timer internal yang dapat difungsikan sebagai Real-TimeTimer.

f) Memiliki fungsi watchdog timer yang dapat mencegah mikrokontroler dari

kesalahan operasi.

g) Memiliki 6 fungsi untuk menghemat energi yang digunakan, yaitu :idle, ADC

noise reduction, power save, power down, standby, dan extended standby mode.

h) Memiliki timer yang dapat difungsikan sebagai PWM (Pulse Width

Modulation).

i) Pengoperasian memerlukan tegangan rendah, yaitu : 4,5 V s.d. 5,5 V

j) Pemrograman dapat dilakukan dengan mudah. Pemrograman dapat dilakukan

dengan carain system programming, artinya mikrokontroler ini dapat diganti

programnya pada saat run time.

k) Memiliki 32 buah register untuk user dan 64 buah register yang digunakan

sebagai pengontrol fitur-fitur yang terintegrasi dalam mikrokontroler ini.\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 6: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

11

Berikut adalah Gambar 2.1 mengenai diagram blok untuk ATmega16:

Gambar 2.1 Diagram blok ATmega16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 7: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

12

ATmega16 memiliki 40 pin yang masing- masing pin-nya memiliki fungsi

yang berbeda.

Gambar 2.2 ini adalah konfigurasi masing-masing pin pada Mikrokontroler

ATmega16 :

Gambar 2.2 KonfigurasiPin ATmega16 dalam Kemasan DIP-40

2.5 Real Time Clock (RTC)

Serial Real Time Clock (RTC) DS1307 merupakan low-power dan full

binary-coded-decimal (BCD). Data dan alamat ditransfer berurutan secara serial

melalui dua kabel dan bidirectional bus. Clock/Calendar menyediakan detik, menit,

jam, hari, tanggal, bulan, dan informasi tahun. Akhir dari tanggal bulan secara

otomatis disesuaikan selama sebulan paling sedikit 31 hari, mencakup koreksi untuk

tahun kabisat. Jam beroperasi dalam format 12 jam atau 24 jam dengan AM/PM

indikator. DS1307 mempunyai suatu pendeteksi gangguan daya dan secara otomatis

menyuplai tegangan dari baterai apabila VCC lebih kecil dari VBattery. Berikut

gambar real seperti pada Gambar 2.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 8: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

13

Gambar 2.3 Real Time Clock (RTC)

Real Time Clock merupakan suatu chip (IC) yang memiliki fungsi sebagai

penyimpan waktu dan tanggal. Ada dua buah jenis IC RTC yaitu:

1. DS1307 merupakanReal-time clock (RTC) menggunakan jalur data parallel

yang dapat menghasilkan data-data detik, menit, jam, tanggal, bulan, hari

dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100. 56-byte, battery-backed,

RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan.

2. DS12C887 menggunakan jalur data serialyang memiliki register yg dapat

menghasilkan data detik, menit, jam, tanggal, bulan dan tahun. RTC ini

memiliki 128 lokasi RAM yang terdiri dari 15 byte untuk data waktu serta

kontrol, dan 113 byte sebagai RAM umum.RTC DS 12C887

menggunakan bus yang termultipleks untuk menghemat pin. Timing yang

digunakan untuk mengakses RTC dapat menggunakan intel timing atau

motorola timing. RTC ini juga dilengkapi dengan pin IRQ untuk

kemudahan dalam proses.

2.6 Sensor dan Transduser

Sensor adalah alat digunakan untuk mengubah besaran fisis yang

berupa suhu menjadi besaran elektris tegangan.Sensor adalah bagian dari transduser

yang berfungsi untuk menangkap adanya perubahan energi eksternal (berupa besaran-

besaran fisis yang diukur) yangakan masuk ke dalam bagian input dari transduser,

maka perubahan kapasitas energiyang ditangkap lalu dikirim ke bagian konverter dari

transduser untuk dirubah menjadi besaran elektris atau energi listrik.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 9: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

14

2.6.1 Sensor Kelembaban (Humidity)

Sensor kelembaban (humidity sensor) adalah sensor yang dapat

mendeteksi kelembaban uap air yang terkandung dalam udara.Sensor ini

mengukur kelembaban relatif (Relative Humidity / RH) dari udara, yaitu

persentase (%) perbandingan antara uap air yang ada dalam udara pada saat

pengukuran dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara

tersebut.Pada proyek akhir ini kami menggunakanSensor Kelembaban Udara

HMZ-435CHS1.Ada beberapa jenis–jenis sensor kelembaban seperti yang

dijelaskan dibawah ini.

Capacitive Sensors (Sensor Kapasitif)

Sebuah kapasitor air-filled/terisi-udara dibuat sebagai suatu sensor

kelembaban relative karena uap dalam atmosfer merubah permivitas

elektrik udara menurut Persamaam 2.2:

........................................ (2.2)

Dimana :

T = ketentuan suhu (dalam K)

P = adalah tekanan udara basah (dalam mHg)

Ps = adalah tekanan saturasi uap air ditemperatur T (dalam

mHg)

H = adalah kelembaban relative (dalam %)

Rumus tersebut menunjukan konstanta dielektrik dari udara basah, dan

untuk itu kapasitansi adalah sebanding dengan kelembaban

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 10: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

15

relative.Jarak atau ruang antara plat kapasitor dapat diisi dengan

suatu isolator yang tepat yang memiliki konstanta dielektrik

yang berubah secara signifikan suatu waktu tergantung kelembaban.

Sensor kapasitif dapat dibentuk dari film polimer hygroscopic dengan

lapisan metal elektroda pada bagian yang berlawanan. Kapasitansi

suatu sensor kira-kira proporsional/sebanding dengan kelembaban

relative H, dengan rumusan pada Persamaan 2.3.

.......................................(2.3)

Dimana Co adalah kapasitansinya pada H = 0

Gambar 2.4 sistem sensor kelembaban kapasitif

Pada gambar 2.3 menunjukkan sebuah block diagram system

pengukuran kapasitif, dimana konstanta dielektrik dari contoh/sample

material tersebut merubah frekuensi osilator.Metode tersebut memiliki

beberapa keterbatasan ; sebagai contohnya,keakuratannya kurang

ketika pengukuran kelembaban dibawah 0,5%, material yang dijadikan

contoh tersebut harus bersih dari parikel asing yang memiliki

konstanta dielektrik relative yang tinggi (contohnya: benda metal dan

plastic), dan suatu penentuan contoh pengukuran harus dipertahankan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 11: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

16

Gambar 2.5 Film tipis sensor kelembaban kapasitif, (A) Digitalisasi

elektroda dari plat kapasitor (B) Tampak dalam sensor

Sebuah sensor kelembaban film tipis dapat terbuat padasebuah substrat

silicon. Sebuah lapisan dari SiO2 3000 Å thick ditempatkan pada suatu

substrat n-Si (Gambar. 2.5 B) Dua metal elektroda ditempatkan pada

lapisan SiO2 tersebut Metal-metal tersebut terbuat dari aluminium,

chromium, atau phosphor yang didoping polysilikon

(LPCVD)2.Kerapatan elektroda berkisar 2000-5000 Å. Elektroda

tersebut terbentuk dalam pola integritas yang ditunjukkan pada

(Gambar.2.5 A). Sensor yang paling baik dilapisi dengan

sebuah lapisan dielektrik.Untuk lapisan ini, beberapa material dapat

digunakan seperti vapor deposited SiO2 atau phosphorosilicate glass

(CVDPSG).Kerapatan dari lapisan berkisar antara 30-4000 Å.

Sensor Kelembaban HMZ-435CHS1

Sensorkelembaban HMZ-435CHS1merupakan modul sensor

suhu dan kelembaban relative (Relative Humidity or RH) yang berbasis

sensor HCZ dari Ghitron Technologies. Modul ini dilengkapi dengan

sirkuit terintegrasi yang akan memberikan keluaran berupa tegangan

DC yang linear untuk kelembaban 10-95% RH. Modul ini digunakan

sebagai alat penangkap suhu dan kelembaban dalam berbagai aplikasi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 12: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

17

pengendalimaupunpemantau (monitoring) suhu dan kelembaban relatif

ruangan.

Gambar 2.6 Sensor HMZ-435CHS1

Spesifikasi dari sensor HMZ-435CHS1 ini adalah sebagai berikut:

1. Berbasis sensor suhu dan kelembaban relatif Ghitron HCZ.

2. Mengukur suhu dari 0°C hingga 60°C, dan kelembaban relatif dari

10%RH hingga 95%RH.

3. Memiliki akurasi pengukuran suhu hingga 0.2°C pada suhu 25°C dan

akurasi pengukuran kelembaban relatif hingga ±5%RH pada 25°C,

60%RH.

4. Membutuhkan catu daya +5V DC dengan konsumsi daya yang rendah

yaitu 2-5 mA.

Electrical Conductivity Sensors (Sensor Konduktivitas Elektrik)

Resistansi dari banyak konduktor nonmetal secara umum tergantung

pada kandungan air konduktor tersebut, yang merupakan suatu dasar

dari sensor kelembaban resistif atau hygrostator.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 13: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

18

Gambar 2.7 komposisi dari sensor kelembaban konduktif

Sensor tersebut berisi suatu material yang secara relative resistivitasnya

rendah yang berubah secara signifikan dibawah perubahan kondisi

kelembaban. Contoh lainnya dari sensor kelembaban konduktivitas adalah

disebut dengan “Pope element”, yang terdiri dari polystyrene

yang dilakukan/diperlakukan dengan asam sulfur untuk memperoleh

karakteristik surface-resistivitas yang diinginkan. Material lainnya yang

menjanjikan untuk pembuatansuatu film dalam sensor konduktivitas adalah

solidpolyelectrolytes karena konduktivita elektrik dari bahan itu

bervariasi/berubah terhadap kelembaban.

Gambar 2.8 (A) sensor kelembaban dari substrat silicon

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 14: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

19

Gambar 2.9 (B) Rangkaian pengganti sensor

Sensor kelembaban solid-state dapat dibuat dengan substrat silicon

(Gambar. 2.8 A) Silikon tersebut harus berkonduktansi tinggi, yang

menyediakan garis edar elektrik dari elektroda aluminium hampa

udara/vacuum yang ditempatkan pada permukaan sensor. Suatu

lapisan oksida yang dibentuk pada bagian atas lapisan aluminium

konduktiv, dan pada bagian atas itu, alektroda lainnya dibentuk.

Lapisan aluminium tersebut dianodized dalam suatu cara untuk

membentuk permukaan oksida berpori. Elektroda bagian paling

atas/diatasnya terbuat dari suatu bentuk emas berpori yang dapat

ditembus gas dan diwaktu yang sama dapat menyediakan kontak

elektric. Oksida aluminium (Al2O3), seperti banyak material-material

lainnya, yang dengan siap mengabsorbsi air ketika terkontak /

terhubung dengan campuran gas yang mengandung air dalam keadaan

beruap air.

2.6.2 Sensor Suhu LM35 DZ

Sensor suhu merupakan sensor yang berfungsi untuk mengubah

besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektris tegangan.

Salah satu contohnya sensor suhu LM35. Sensor ini memiliki

parameter bahwa setiap kenaikan 1ºC tegangan keluarannya naik

sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5 V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 15: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

20

pada suhu 150°C. Misalnya pada perancangan menggunakan sensor

suhu LM35 kita tentukan keluaran adc mencapai full scale pada saat

suhu 100°C, sehingga saat suhu 100°C tegangan keluaran transduser

(10mV/°C x 100°C) = 1V.

Gambar 2.10 Sensor Suhu LM35 DZ

Berikut ini adalah spesifikasi dari sensor suhu LM35 DZ:

Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara

tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi

langsung dalam celcius.

Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu

25ºC.

Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55ºC sampai

+150ºC.

Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

Memiliki arus supply yang rendah yaitu kurang dari 60 µA.

Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu

kurang dari 0,1ºC pada udara diam.

Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

2.6.3 Sensor CahayaLDR (Light Dependent Resistor)

Sensor cahaya adalah sensor yang digunakan untuk merubah

besaran cahaya menjadi besaran listrik.Prinsip kerja sensor ini yaitu

mengubah energi foton menjadi elektron.Salah satu sensor cahaya

yang paling sering digunakan yaitu LDR (Light Dependent Resistor)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 16: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

21

dengan memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik

listriknya berubah-ubah sesuai dengan cahaya yang diterima.Bahan

yang digunakan adalah Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium

Selenida (CdSe).LDR bekerja berdasarkan jumlah intensitas cahaya

yang diterima pada permukaannya. LDR sama prinsip kerjanya seperti

resistor namun nilainya dapat berubah-ubah mengikuti cahaya yang

diterima. Jika jumlah cahaya yang diterima banyak, maka nilai

hambatannya akan mengecil, dan begitu pula sebaliknya jika cahaya

yang didapat sedikit, maka nilai hambatannya akan menjadi besar.

Gambar 2.11 Sensor Cahaya (LDR)

2.7 Liquid Cyrstal Display (LCD)

Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah media yang tipis dan dataryang

menggunakan media cair sebagai penghasil warna.LCD sendiri tidakmengeluarkan

cahaya, karena itu LCD memerlukan cahaya aktif atau pasif.Hampirsemua alat

elektronik pada jaman ini menggunakan LCD sebagai mediainformasinya,

dari kalkulator sampai dengan komputer notebook Seperti Gambar 2.12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 17: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

22

Gambar 2.12 Liquid Crystal Display (LCD) 4x20

Liquid Crystal Display (LCD) berfungsi untuk menampilkan informasi yang

diterima oleh sensor, data digital, text maupun symbol lainnya dan berfungsi untuk

menampilkan data yang telah diolah sebelumnya. elemen penampil data. LCD dibagi

menjadi dua jenis, yaitu LCD karakter dan LCD grafik.Pada proyek akhir ini

digunakan LCD karakter 4x20.LCD karakter adalah LCD yang dapat menampilkan

karakter ASCII dengan format dot matrix.Untuk dapat mengirimkan sebuah karakter

ke LCD, dapat dilakukan dengan dua cara pengiriman, yaitu pengiriman data 4 bit

dan pengiriman data 8 bit.

2.8 Keypad 4x4

Keypad sesungguhnya terdiri dari sejumlah saklar, yang terhubung sebagai

baris dan kolom. Agar mikrokontroller dapat melakukan scan keypad, maka port

mengeluarkan salah satu bit dari 4 bit yang terhubung pada kolom dengan logika low

“0” dan selanjutnya membaca 4 bit pada baris untuk menguji jika ada tombol yang

ditekan pada kolom tersebut. Sebagai konsekuensi, selama tidak ada tombol yang

ditekan, maka mikrokontroller akan melihat sebagai logika high “1” pada setiap pin

yang terhubung ke baris.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 18: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

23

Gambar 2.13 Keypad 4 x 4

2.9 Pompa Pembuat Uap Air ( Humidifier )

Pompa ini berfungsi untuk menyemprotkan butiran air sehingga menjadi uap

air di udara yang mampu menjaga kestabilan dari tingkat kelembaban udara sekitar.

Pompa ini digerakkan oleh motor sederhana yang akan menghisap air yang terdapat

pada bak penampungan dan kemudian akan disalurkan melalui pipa kecil dan pada

ujungnya ditempatkan suatu alat yang mampu memancarkan air dalam bentuk

butiran-butiran kecil. Bentuk fisik dari jet power untuk memancarkan air dalam

bentuk butiran – butiran seperti gambar 2.14.

Gambar 2.14 Jet Power (Automatic small pressure tank)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 19: BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Rumah Kaca - …digilib.polban.ac.id/files/disk1/74/jbptppolban-gdl-dimasdwisa...cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembaban, dan kadar asam dalam

24

Pompa Pembuat uap air pada sistem rumah kaca ini difungsikan untuk

membuat kadar uap air di udara tetap terjaga apabila tingkat kelembaban di udara

terlalu kering, air yang disemprotkan ke udara akan berubah menjadi uap air ketika

suhu di ruangan mulai naik.

2.10 Kipas

Kipas merupakan alat yang dapat menghembuskan udara, sehingga

menghasilkan angin. Kipas digerakkan dengan motor listrik sederhana, yang apabila

diberi tegangan akan menginduksi belitan kemudian bergerak karena adanya fluks

medan magnet.bentuk fisik dari kipas seperti gambar 2.15.

Gambar 2.15 Kipas 12 V DC

`

Kipas ventilasi pada sistem miniatur rumah kaca berguna untuk

mengurangkan kadar uap air di udara apabila tingkat kelembaban di udara terlalu

basah. Selain itu, kipas tersebut juga berguna untuk sirkulasi udara dari luar ke dalam.