1

LAPORAN AKHIR

HIBAH PENELITIAN STRATEGIS NASIONAL ITS

Tim Peneliti : Hendra Cordova

Kristanti Indah Purwani Tutik Nurhidayati

Sesuai Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Nomor : 10473/I2.7/PM/2009 tanggal 1 April 2009

LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA 2009

PENGEMBANGAN SISTEM MULTI KONTROL pH (NON-LINIER), INTENSITAS RADIASI MATAHARI DAN KELEMBAPAN UNTUK

OPTIMALISASI SUPLAI NUTRISI SERTA PENINGKATAN KECEPATAN TUMBUH LETTUCE

PADA GREENHOUSE HIDROPONIK NFT

2

LEMBAR PENGESAHAN

1. Program Penelitian : Strategis Nasional Batch II 2. Judul Penelitian :

Pengembangan Sistem Multi Kontrol pH (Non-Linier), Intensitas Radiasi Matahari dan Kelembapan untuk Optimalisasi Suplai Nutrisi Serta Peningkatan Kecepatan Tumbuh Lettuce pada Greenhouse Hidroponik NFT

3. Ketua Peneliti a. Nama : Hendra Cordova, ST, MT b. Jenis Kelamin : Laki-laki c. Pangkat/Golongan : Penata Tk-I /III-D d. NIP : 132 125 672 e. Jabatan Sekarang : Lektor f. Fakultas/Jurusan/Perguruan

Tinggi : Fakultas Teknologi Industri/ Jurusan Teknik

Fisika/ Institut Teknologi Sepuluh Nopember No Nama Bidang Keahlian Fakultas/Jurusan Perguruan Tinggi 1 Kristanti Indah

Purwani, S.Si., M.Si Biologi dan Fisiologi Tanaman

FMIPA/Biologi ITS

2 Tutik Nurhidayati, S.Si,

M.Si Pengembangan Teknologi Pengendalian Tanaman

FMIPA/Biologi ITS

4. Jangka Waktu Penelitian : Februari-Desember 2009 a. Biaya…./…. yang diajukan ke Dikti : Rp. 90.670.000 b. Biaya…./…..dari Instansi lain : Rp. - Total Biaya : Rp. 90.670.000 Mengetahui Surabaya, 15 Nopember 2009 Dekan Fakultas Teknologi Industri Ketua Peneliti

Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEA Hendra Cordova, ST, MT NIP. 196203261987011001 NIP. 196905301994121001

Menyetujui, Ketua LPPM

Prof. Ir. I Nyoman Sutantra, M.Sc Ph.D NIP. 195106051978031002

3

Ringkasan

Pengukuran adalah suatu kegiatan yang sering dilakukan untuk mengetahui nilai suatu variable. Dewasa ini pengukuran menggunakan alat konvensional atau analog sudah jarang sekali dilakukan. Penggunaan alat ukur konvensional sudah digantikan dengan alat – alat ukur digital dan otomatis. Pada rancang bangun ini dilakukan dua sistem pengukuran yaitu memonitoring suhu dan mengkontrol kelembaban dimana dalam sistem monitoring dan sistem pengkontrolan ini menggunakan sebuah sensor yaitu HSM 20G, pada sensor ini menghasilkan dua output yaitu suhu dan kelembaban. Sensor ini digunakan untuk menyensor suhu dan kelembaban dirumah kaca hal ini di karenakan pada rumah kaca tersebut terdapat tanaman sawi sehingga suhu dan kelembaban ruangan harus di sesuaikan dengan karakter tumbuhan tersebut agar dapat tumbuh. Pengkontrolan ini di lakukan dengan membuka swich pada semprotan tanaman sehingga dapat mengkontrol suhu serta kelembaban rumah kaca tersebut. Pada tugas akhir ini di peroleh data pengukuran suhu dan data kelembaban yang disesuaikan oleh karakter tanaman sawi ini yaitu berkisar antara 420C dan 76 % RH. Pemenuhan intensitas cahaya untuk pertumbuhan organ-organ tanaman, memegang peranan penting agar tanaman dapat tumbuh dengan baik dan menghasilkan produk yang bemutu sesuai harapan. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem kontrol terhadap jumlah cahaya matahari yang diterima pada sistem hidroponik sehingga, asupan cahaya matahari bagi tanaman dapat terpenuhi dengan baik. Dalam hal ini variable yang dikontrol adalah nilai intensitas cahaya yang masuk pada pada system hidroponik NFT sehingga nilai cahaya yang diterima cukup baik. Pengukuran nilai intensitas cahaya menggunakan LDR dan besar nilai intensitas cahaya yang akan dikontrol sebesar 14000 lux – 17000 lux. Sistem pengontrolan intensitas cahaya tersebut menggunakan mikrokontroller Atmega 16 dan dimonitoring menggunakan kamera. Tanaman hidroponik diletakkan didalam green house agar tidak terserang hama yang dapat merusak kualitas dari tanaman hidroponik. Metode penanaman dengan sistem hidroponik NFT (Nutrient Film Technique) menjadikan media cair sebagai sumber zat hara serta pemberi nutrisi bagi tanaman, dan pemenuhan pH untuk pertumbuhan organ-organ tanaman, memegang peranan penting agar tanaman dapat tumbuh dengan baik dan menghasilkan produk yang bemutu sesuai harapan. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem kontrol terhadap pH yang diperlukan pada sistem hidroponik sehingga, pH bagi tanaman dapat terpenuhi dengan baik. Dalam hal ini variable yang dikontrol adalah ph pada system hidroponik NFT sehingga nilai ph yang diterima cukup baik. Pengukuran nilai pH menggunakan sensor dan besar nilai pH yang akan dikontrol sebesar 6-7. Sistem pengontrolan intensitas cahaya tersebut menggunakan mikrokontroller Atmega 8535 dan dimonitoring menggunakan lcd.

Summary

4

Measurement is an activity which often conducted to indicate the value of the variable. Nowadays measurement using conventional or analog device is seldom conducted. Measurement using conventional device is being take over by the digital or automatic one. At design and build green house is made up two-measurement system that is monitoring temperature and control of humidity in which the monitoring system and control system this system uses a sensor that sensor is HSM 20G, the sensor produces two outputs, namely temperature and humidity. This sensor is used to censoring the temperature and humidity into the green house, because on greenhouse crops are mustard greens, so there is a temperature and humidity room to be adjusted with the characters so that plants can grow. A control system can to work if this swich is opening on the spray can to control temperature and humidity in a green house. At the end of this final project in the measurement data acquired by temperature data and the humidity is adjusted by the plant is mustard greens that range between 420C and 76% RH. Hydroponic NFT planting method system is to bring fluid media into substances source and nutrition for the plants, and to fulfillment light intensity for plants growth, also taking important role to the plant for good growth and producing nice product that suit desire. In case of that controlling system for quantity of light intensity that received by hydroponic system is needed so, amount of light intensity that need for the plants can fulfilled splendid. In this system the controlling variable is amount of light intensity which going into to the system ( hydroponic NFT) so acceptance of light intensity is good. Light intensity measurements is using LDR and luminous quantities that controlled is 14000 lux – 17000 lux, that controlling system is using at mega 16 microcontroller and monitored by camera. The hydroponic plant would be to place in the green house so that the plant didn’t attack from the bacteria is could be destroyed from the quality of hydroponic plant.. The fulfillment pH for plants growth, also taking important role to the plant for good growth and producing nice product that suit desire. In case of that controlling system for quantity of pH that received by hydroponic system is needed so, amount of pH that need for the plants can fulfilled splendid. In this system the controlling variable is amount of light intensity which going into to the system ( hydroponic NFT) so acceptance of pH is good. pH measurements is using sensor and luminous quantities that controlled is 6-7, that controlling system is using at mega 8535 microcontroller and monitored by LCD.

P r a k a t a

5

Dengan rahmat Allah SWT, Laporan Penelitian Strategis Nasional Batch II ITS dengan

judul “Pengembangan Sistem Multi Kontrol pH (Non-Linier), Intensitas Radiasi Matahari

dan Kelembapan untuk Optimalisasi Suplai Nutrisi Serta Peningkatan Kecepatan

Tumbuh Lettuce pada Greenhouse Hidroponik NFT ” telah selesai dikerjakan. Kegiatan

ini adalah bagian dari TRI-DARMA Perguruan Tinggi yang harus dilaksanakan oleh

Dosen di ITS. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ketua Jurusan Teknik

Fisika dan Dekan Fakultas Teknologi Industri-ITS, LPPM-ITS serta FTI-ITS yang telah

memberikan kesempatan untuk melakukan kegiatan atau mengerjakan penelitian ini.

Pada akhirnya, kami berharap agar Laporan Penelitian ini dapat memberi peran bagi

kemajuan ilmu instrumentasi secara umum, serta saran dan kritik yang membangun untuk

kesempurnaan pekerjaan ini sangat diharapkan.

Surabaya, Nopember 2009

Hormat Kami,

Penyusun

DAFTAR ISI

6

Halaman

i HALAMAN PENGESAHAN

RINGKASAN

SUMMARY

PRAKATA

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

ii

iii

iv

v

vi

vii

BAB I

PENDAHULUAN

1

BAB II

TIJNAUAN PUSTAKA

5

BAB III METODE PENELITIAN 37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 66

BAB VI RENCANA PENELITIAN DAN/ATAU IMPLEMENTASI

SELANJUTNYA 110

7

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Lima tahun terakhir ini (studi kasus di Propinsi Jawa Timur) isu ketahanan

pangan di sektor pertanian terimbas beberapa hal yaitu, kurang tahannya beberapa

komoditas pertanian (beras, holtikultura maupun sayuran) terhadap perubahan cuaca,

hama penyakit, bencana alam (terutama banjir), kelangkaan pupuk serta bergesernya

minat generasi muda untuk berprofesi sebagai petani (Bappeprov Jatim dan BPS Prop.

Jatim 2008). Hal tersebut berdampak juga pada kenaikan beberapa harga komoditi

pertanian sebagai akibat menurunnya produksi hasil pertanian (Jawa Pos 12 Januari

2007) termasuk diantaranya adalah sayuran Lettuce (Lettuca Sative) sering disebut

dengan slada adalah salah satu produk pertanian yang mempunyai nilai ekonomis lebih

tinggi dibanding sayuran sejenisnya (kangkung, bayam, sawi dll). Kualitas seperti warna,

rasa, kerenyahan, akan menentukan harga dipasaran. Produksi daun yang berkualitas baik

memerlukan pemberiaan nutrisi yang cukup pada setiap tahap pertumbuhannya. Berdasar

hal tersebut kecenderungan petani di lahan terbuka (diatas tanah) memperbanyak jumlah

pupuk yang berakibat pada pemborosan dan kelebihan unsur hara. Selain itu dengan

media tanah dan terbuka tanaman tidak akan tahan terhadap maka gangguan cuaca dan

hama penyakit.

Berdasar beberapa hal tersebut, maka dalam penelitian ini dikembangkan sistem

tanam lettuce dengan cara hidroponik. Hendra Cordova dkk (LITMUD 2007, Penelitian

Produktip ITS 2008) telah mengembangkan model dan sistem kontrol pH untuk

pengaturan suplai nutrisi (pupuk) pada greenhouse hidroponik NFT, namun hasilnya

belum mencapai kondisi yang diharapkan pH (6-6,5), dan jumlah daun yang kurang dari

20 buah untuk waktu ketercapaian jumlah daun (kecepatan tumbuh) yang relatip lama

(sekitar 2 bulan).

Hidroponik NFT (Nutrient Film Technique) adalah tempat tumbuh dengan media

air dan nutrisi dipertahankan pada kisaran 3mm. Oleh karena itu beberapa kegagalan

yang dianalisa dalam penelitian tersebut adalah, pH yang dimodelkan dan aksi kontrol

8

pada campuran nutrisi dan air bersifat linier (seharusnya pH fungsi pelarutnya adalan

non-linier), sehingga diperlukan pengembangan model pH non-linier, agar aksi kontrol

lebih sesuai. Selain itu greenhouse hanya digunakan sebagai pelengkap (pelindung/atap),

padahal kelembaban dan intensitas sinar matahari akan berpengaruh pada aktifitas

fotosintesis dan pembangkitan dari ion ([H+]). Ketidaksesuaian nilai pH akan

menghambat serapan udara dan nutrisi (kandungan N, P dan K) oleh akar

tumbuhan..Berdasar kekurangan dalam pencapaian kecepatan tumbuh tanaman dalam

media hidroponik NFT , maka akan dilakukan pengembangan model dan sistem kontrol

pada greenhouse hidroponik NFT tanaman lettuce diantaranya adalah, mengembangkan

model pH terhadap asupan nutrisi (pupuk) yang nonlinier dari kontribusi oleh muatan-

muatan yang bekerja yaitu kebasaan ([OH-]) dan keasaman ([H+]) (dari lingkungan media

tanam air + pupuk atau nutrisi). Namun dalam lingkungan hidroponik harga pH

dipengaruhi juga oleh proses fotosintesis dengan bantuan matahari. Fotosintesis

menggunakan energi tadiasi matahari untuk mengubah larutan air dan karbon dioksida

menjadi glukosa (C6H12O6 ) dan melepas oksigen (O2), sehingga perlu dikembangkan

model pH yang menggabungkan kedua hal tersebut (nutrisi+air+proses fotosintesis)

Model pH berbasis kesetimbangan elektronetralitas terhadap peningkatan kecepatan

pertumbuhan telah dilakukan oleh Hendra Cordova (ITS-2008). Oleh Endra Joelianto

2004 dan Onny Untung 2005, selada tumbuh dengan baik pada kisaran karakteristik suhu

20-30 C, Kelembaban 80% dan intensitas sinar matahari 3000-4000 Lux. Sebagai usaha

menciptakan kondisi lingkungan tersebut pada penelitian ini dilakukan rancang bangun

greenhouse berdasar kesetimbangan energi (energy conservation). Rumusan rancangan

menggunakann formula yang dikembangkan Juan Gomez 2004 dan Hendra Cordova,

Suyanto 2005 menggunakan berbagai model prediksi yaitu ARX (Autoregressive

eXogeneous). Keseluruhan hasil rancangan yaitu kontrol nutrisi berbasis model pH dan

pengkondisian lingkungan greenhouse diterapkan secara serempak dan otomatik pada

sistem hidroponik NFT selada berbasis mikrokontroller dengan pertimbangan harga yang

lebih murah dari komputer PC dan lebih reliable. Sistem kontrol yang akan

dikembangkan terdiri dari multi-kontrol yaitu, kontrol pH untuk membuka-tutup valve

laju aliran nutrisi, kontrol kelembaban dan intensitas sinar matahari. Skema keseluruhan

aksi kontrol yang dirancang menggunakan prinsip ”Auto-switch Regulator. Keberhasilan

9

penelitian diharapkan akan menambah kecepatan tumbuh lettuce dan selanjutnya akan

mendukung program pemerintah dalam sektor ketahanan pangan yaitu media tanam yang

adaptip terhadap gangguan cuaca. Analisa hasil usaha tani dalam penelitian ini dilakukan

sebagai upaya prediksi keuntungan (bisnis) terhadap biaya capital-return atau

ketercapaian Break Event Point, bila penelitian ini dikembangkan untuk menambah nilai

ekonomi produk hasil produksi olahan sayur selada.

1.2. Perumusan dan Pembatasan Masalah

Berdasar latar belakang diatas, maka perumusan masalah yang dalam penelitian kali ini

adalah,

� Model dan Kontrol pH yang dikembangkan Hendra Cordova, Ali Masduki dan Totok

Suhartanto (LITMUD 2007, Produktip ITS 2008) hanya didasarkan pada konstribusi

pH oleh larutan nutrisi (pupuk), padahal dalam realitasnya pembangkitan [H+] atau

[H3O+] tidak terlepas dari kondisi lingkungan fotosintesis (suhu, kelembaban dan

intensitas sinar matahari), sehingga pertumbuhan sayuran pada hidroponik NFT

kurang optimal (lebih kecil dari 5 dun/minggu)

� Bagaimana mengembangkan model dan kontrol pH non-linier menggunakan

kesetimbangan muatan (air+nutrisi+proses fotosintesis) untu suplai nutrisi berdasar

nilai pH (6-6,5) dengan mengatur buka-tutup valve aliran nutrisi

� Bagaimana mendesain dan membuat greenhouse yang paling sesuai untuk kondisi

lingkungan (suhu 20-30 C, Kelembaban 80% dan intensitas sinar matahari 3000-4000

Lux) hidroponik NFT berdasar prinsip kesetimbangan energi dan terkontrol secara

oLettuceik berbasis mikrokontroller AT89S51 dengan skema auto-switch regulator,

sehingga diperoleh kualitas selada yang baik (cepat tumbuh dan panennya)

1.3. Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan Sistem Multi Kontrol pH (Non-

Linier), Intensitas Radiasi Matahari dan Kelembapan untuk Optimalisasi Suplai Nutrisi

Serta Peningkatan Kecepatan Tumbuh Lettuce pada Greenhouse Hidroponik NFT

10

1.4. Relevansi

Relevansi penelitian terdiri dari beberapa hal sebagai berikut:

� Relevansi pada ilmu dasar adalah diperolehnya model estimasi pH terhadap

pelarutnya secara analitis, sehingga dapat digunakan prediksi sebelum melakukan

eksperimen

� Membantu pemerintah untuk mendukungan penguatan di sektor ketahanan pangan

dengan adanya media tanam hidroponik NFT yang tahan terhadap gangguan cuaca

atau bencana (terutama banjir) dengan media tanam (lahan) yang dapat dilaksanan

diwilayah manapun (pedesaan atau perkotaan)

� Membantu petani hidroponik dalam penguatan IPTEK, khususnya pada aspek kontrol

menggunakan divais elektronika mikrokontroller ATC5901 yang harganya jauh lebih

murah bila menggunakan PC Komputer dan mudah untuk dijumpai dipasaran,

sehingga kualitas dan kecepatan panen selada lebih meningkat , yang selanjutnya

menambah nilai ekonomisnya

� Mengembangkan integrasi hidroponik NFT dengan sistem greenhouse yang

terkontrol kondisi lingkungannya (suhu, kelembaban dan intensitas matahari)

1.5. Target Luarani

Target luaran dari penelitian ini adalah,

� Publikasi artikel ilmiah yang diterbitkandalam jurnal terakreditasi Nasional (saat ini

sdi reviw dalam Jurnal IPTEK ITS)

� Teknologi tepat guna

11

BAB I I TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teori Penunjang

Model pH terbagi menjadi dua yaitu, model dinamik dan statik (dapat dianalogikan

dengan teoritis dan eksperimen). Beberapa literatur mengenal dengan model Wiener. Terdapat

dua peneliti utama sebagai rujukan dari model ini yaitu Mc. Avoy et.al., [15] yang

memperkenalkan pendekatan fisika-kimia dan Guftafson, Waller [10] memformulasikan reaksi

invarian untuk pendekatan fisika-kimia tersebut. Terminologi “reaction invariant” atau dalam

kosa kata Indonesia Invariant Reaksi pertama kali diperkenalkan oleh Fjeld et al., [19], tetapi

formulasinya untuk proses pH diperkenalkan oleh Gustafsson and Waller, [10] sebagai sebuah

formulasi matrik dari pemodelan fisika-kimia (physico-chemical). Stokiometri dari reaksi kimia

dan kesetimbangan muatan digunakan secara serempak untuk membentuk persamaan reaksi

invariant secara aljabar sederhana.

2.1.1. Teori pH

Ion adalah partikel-partikel bermuatan yang bergerak didalam pelarut polar. Karena

termuati, kehadirannya membentuk sebuah potensial listrik dan jika mengalir akan membentuk

aliran arus. Setiap larutan polar dalam suatu reksi kimia mempunyai satu atau lebih ion dan jika

digunakan untuk ionisasi akan membentuk dua partikel bermuatan yang saling berlawanan.

Sebagai contoh air terbagi menjadi ion hidrogen dan ion hidroksida. Berdasarkan sedikit

keterangan tersebut, maka bila diinginkan utnuk membentuk sistem kontrol reaksi kimia,

langkah pertama yang harus dilakukan adalah pengukuran potensial listrik untuk ion-ion tersebut.

Beberapa referensi menunjukkan bahwa dalam pengukuran ion terdapat hubungan

logaritmik antara tegangan (voltage) dan aktivitas ion. Secara apriori di asumsikan partikel yang

akan diamati adalah ion H dengan hubungan matematika untuk menerangkan logaritma notasi p

untuk power dalam pH,

12

pH = -log aH+ aH

+ = 10-pH atau pH = log[ ]+H

1 = -log [H+] (2.1)

dengan aH+ adalah aktivitas ion hidrogen dan dinyatakan dalam satuan normalitas (g-ion/ liter)

atau [H+]=10-pH. Makin kecil harga pH maka keasaman makin besar atau kebasaan makin kecil.

Sebaliknya makin besar harga pH maka keasaman makin kecil atau kebasaan makin besar, dan

dinyatakan bahwa pH larutan-larutan air akan terletak antara 0 dan 14, dalam larutan 1M asam

kuat berbasa 1, maka pH = -log 1 = 0. Sedang pH larutan 1M basa kuat monovalen pH = -log

10-7 = 7. Untuk larutan asam pH<7 dan untuk larutan basa pH>7. Eksponen ion hidroksil

dinyatakan sebagai

][

1log]log[ −

− =−=OH

OHpOH (2.2)

pOHOH −− = 10][ (2.3)

untuk sembarang larutan air berlaku korelasi

pH + pOH = 14 (2.4)

sehingga dapat didefinisikan beberapa perhitungan sebagai berikut,

pOH = -log [OH-] pKw = -log Kw pKa = -log Ka pKb = -log Kb

(2.5)

Hubungan pH, pOH dan pKw dapat dicari dengan cara sebagai berikut,

� Kw = [H+][OH-] = 10-14 � log Kw = log[H+] + log[OH-] = log 10-14 = -14

� -log Kw = -log[H+]+ -log[OH-] = -log 10-14 = 14

� pKw = pH + pOH = 14

(2.6)

Dengan demikian bila harga pH = pOH yaitu sama dengan 7 dikatakan larutan itu netral

karena konsentrasi ion H+ sama dengan ion OH-. Hubungan konsentrasi Ion Hidrogen dan Ion

Hidroksil terhadap pH ditunjukkan berikut ini,

13

Tabel 2.1. Hubungan Ion Hidrogen dan Ion Hidroksida terhadap pH [H -] [OH +] pH pOH KETERANGAN

1 10-14 0 14 ASAM KUAT 10-1 10-13 1 13 10-3 10-11 3 11 10-5 10-9 5 9 ASAM LEMAH 10-7 10-7 7 7 NETRAL 10-9 10-5 9 5 BASA LEMAH 10-11 10-3 11 3 10-13 10-1 13 1 10-14 1 14 0 BASA KUAT

2.1.2. Titrasi Asam-Basa

Campuran antara larutan asam dan basa dikenal dalam aspek laboratoriumnya lebih

dikenal dengan proses titrasi. Oleh karena ada dua obyek tersebut, maka kemukinan kombinasi

akan berjumlah empat campuran yaitu, asam-basa kuat, asam-basa lemah, asam kuat basa lemah

dan asam lemah basa kuat. Kurva titrasi telah digunakan sebagai acuan dalam melakukan model

pH. Kurva tersebut menggambarkan pH sebagai fungsi dari perbedaan asam-basa. Secara

eksperimen harga pH ditentukan oleh penambahan sejumlah volume dari asam-basa dengan

skala harga pH ditentukan oleh perbedaan asam-vasa yang ditambahkan.

[ ] 0. =±∑ ±

n

zn

nxz (2.7)

[ ] [ ] [ ] [ ]+−+− ∑∑ −+−+

i

zii

i

zizi

ii

iAzBHzOHOH3

[ ] [ ]∑∑∑∑ =−+ ++

n

zini

in

zizni

i

nini

niazbHz 0 (2.8)

Bentuk kurva titrasi ditentukan oleh partisipasi masing-masing komponen kimia. Secara teoritis

kurva titrasi memerlukan pengetahuan tentang konstanta kesetimbangan dan konsentrasi total

asam dan basa [10]. Kurva tersebut dapat dibentuk dari kesetimbangan muatan (persamaan

elektronetralitas) yang dihitung dari seluruh ion yang bermuatan di dalam suatu larutan.Larutan

yang tidak mempunyai keseluruhan muatan dan olah karena itu jumlah dari seluruh muatan harus

nol seperti yang ditunjukkan oleh persamaan 2.7 dan 2.8.

14

Ion biasanya dibagi menjadi komponen air (ion oxonium dan hidroksida), komponen

asam (HzA) dan basa (B) serta komponen dari asam lemah (Hza) berikut juga basa (b)

(perhatikan persamaan 28), indeks i menyatakan asam-basa terlibat, n level muatan sebagai

contoh HCl dan HNO3 sehubungan dengan persamaan terdisiosiasi secara komplet menjadi ion

Cl- dan NO3- sehingga hara A dan a adalah A1

- dan A2- , sedangkan untuk H3PO4 sehubungan

dengan persamaan yang sama mempunyai level muatan yang berbeda yaitu H2PO4- , HPO4

2- dan

PO43- , sehingga dengan demikian konstanta a pada persamaan tersebut adalah a1

- , a12- dan a1

3- .

Kurva titrasi menunjukkan kebergantungan antara pH (fungsi aktivita ion oxonium) dan

konsentrasi asam atau basa. Asam dan basa kuat terdisiosasi sempurna dan konsentrasi ion

adalah juga total konsentrasinya. Asam-basa lemah terdisiosasi hanya sebagian dan konsentrasi

ion dihitung melalui konstanta kesetimbangan.

Basa Kuat di Titrasi Asam Kuat

Awal reaksi pH > yaitu dalam keadaan Basa, kemudian ketika asam ditambahkan nilai pH

menurun namun masihlebih besar dari 7, saat mencapai titik ekivalensi harga pH diberikan oleh

larutan garamntya sehingga nilainya menjadi 7, setelah titik ekivalentersebut nilai pH diberikan

oleh Asam kuat (pH<7) (Gambar 2.1).

Asam Kuat di Titrasi Basa Kuat

Sebelum basa ditambahkan harga pH adalah larutan asam kuat, sehingga pH < 7. Ketika basa

ditambahkan, sebelum titik ekivalen harga pH ditentukan uoleh asam kuat dalam excess,

sehingga juga pH,7. Pada titik ekivalen jumlah basa yang ditambahkan secara stokiometri

ekivalen terhadap jumlah asam yang ada.

Oleh karena itu pH ditentukan oleh larutan garam (pH=7). Titik ekivalen dalam titrasi

adalah titik keadaan (kuantitas) asam-basa dapat ditentukan secara stokiometri. Akhir dari titik

titrasi adalah titik pengamatan (Gambar 2.1b). Beda antara titik ekivalen dan titik akhir adalah

kesalahan titrasi (titration error).

15

Titrasi HCl (ml)

1 -2 -

13 -

11 -

7 -TitikEkivalen

1 -2 -

13 -

11 -

7 -TitikEkivalen

Titrasi NaOH (ml)

(a) (b)

Gambar 2.1 Kurva Titrasi Asam-Basa Kuat (a) Basa Kuat (NaOH) dititrasi Asam Kuat (HCl) (b) Asam Kuat (HCl) dititrasi Basa Kuat (NaOH)

Asam Lemah dititrasi Basa Kuat

Misalkan asam lemah yang bereaksi HC2H3O2 dititrasi oleh basa kuat NaOH. Sebelum basa

tersebut ditambahkan larutan hanya berisi basa lemah, sehingga harga pH diberikan oleh

perhitungan keadaan equilibriumnya. Jika kemudian basa kuat ditambahkan, maka basa kuat

menerima kuantitas stokiometrik dari asam lemah dengan persamaan,

HC2H3O2+ NaOH→ C2H3O2- + H2O (2.9)

Pada titik ekivalen semua asam asetat dan NaOH terlarut, sehingga terbentuk C2H3O2- dan harga

pH-pun ditentukan oleh larutan C2H3O2- atau pH>7 (perhatikan untuk titrasi asam lemah-basa

kuat pH ≠ 7. Setelah titik ekivalen tersebut nilai pH ditentukan oleh sisa basa kuatnya. Untuk

titrasi asam lemah oleh basa luat, harga pH awal lebih tajam dari titrasi asam-basa kuat. Makin

lemah asam, maka titik ekivalen makin inflection sebagaimana ditunjukkan oleh gambar 2.2.

Untuk asam yang sangat lemah tidak mungkin untuk mendeteksi titik ekivalen. Sebagian besar

dalam melakukan eksperimen maupun simulasi model pH terhadap penambahan larutan titrasi

penetralnya mempunyai bentuk yang hampir sama yaitu menyerupai kurva ”S” atau mendekati

bentuk fungsi sigmoid.

16

0 10 20 30 40 50 60Number of NaOH added to Acid

14

12

10

8

6

4

2

pH

Ka = 10-10

Ka = 10-8

Ka = 10-6

Ka = 10-4

Equivalence Point

Ka = 10-2

Gambar 2.2. Asam Lemah di titrasi Basa Kuat

Bagi aspek sistem pengendalian kondisi lemah lebih mudah untuk dikendalikan. Hal tersebut

terjadi oleh karena gain yang diperlukan untuk menaiikan pH dari asam-netral ke kondisi

basanya mempunyai rentang penguatan yang lebar, sehingga aksi kontrol valve bekerjanya lebih

lambat.

Basa Lemah dititrasi Asam Kuat

Titrasi ini hampir sama dengan asam lemah dititrasi basa kuat, sebagai contoh reaksi antara NH3

dan HCl,

NH3(aq) + HCl(aq) � NH4(aq) (2.10)

Pada titik awal kurva gambar 2.5 harga pH turun dengan cepat oleh penambahan asam,

selanjutnya turun dengan curam. Hal ini terjadi oleh karena larutan buffer dari ammonia klorida

dan ammonia mulai terbentuk.

Selanjutnya di titik ekivalentnya (sekitra lebih kecil dari pH 5) kondisinya beranjak

menjadi asam. Beberapa tipe dan skema titrasi yang lain diterangkan pada lampiran.

17

pH

1 -2 -

13 -

11 -

7 -

Rapid fall of pH tostart but the rateof fall slow down

EquivalencePoint

25 volume of acidadded (cm3)

Gambar 2.3. Kurva Titrasi Basa Lemah oleh Asam kuat

Bagi aspek sistem pengendalian pH seperti gambar diatas akan mengalami kesulitan di sekitar

titik ekivalennya tersebut terjadi oleh karena gain yang diperlukan untuk menaikkan pH dari

basa-netral ke kondisi asamnya mempunyai rentang penguatan yang kecil, sehingga aksi kontrol

valve bekerjanya lebih cepat. Oleh karena itu biasanya dalam rentang operasional pH yang

terbatas atau berada pada daerah operasi yang ditentukan (asam atau basa) penggunaan kontrol

valve dengan aksi kendali on-off cukup memungkinkan, namun bila rentang operasional berada

pada ketiga daerah tersebut, maka ketepatan kontrol aksi sangat signifikan dalam kestabilan

sistem keseluruhan.

2.1.3. Pembentukan Garam dan Hidrolisa

Hidrolisa adalah penguraian garam oleh air, sedangkan garam yang terbentuk biasanya

berasal dari reaksi asam-basa. Garam adalah substansi ion yang terbentuk sebagai hasil daria

reaksi netralisasi asam-basa. Garam dari asam (basa) ditentukan dengan netralisasi asam dan

sebaliknya. Sebagai contoh NaCl adalah garam dari reaksi HCl dan NaOH. Properties garam

akan bergantung pada kekuatan asam-basa yang membentuk garam. Sifat-sifat Garam Asam-

Basa bergantung pada hidrolisasnya dengan menambah atau kehilangan proton di dalam air. Jika

garam menambah H+1 larutan adalah Basa dan kehilangan H+1 bersifat Asam. Sebagai contoh

reaksi asam basa yang menghasilkan CH3COONa, NaCN, NH4Cl, (NH4)2CO3. Garam

biasanya terlarut dalam air karena karakter ionnya dan memberi efek pada harga pH larutan.

Bergantung juga pasa kekuatan konjugasi asam basa. Larutan netral terjadi jika asam berasal dari

18

reaksi Asam-Basa Kuat. Bentuk kation dan anion yang dapat memproduksi larutan netral antara

lain Li+, Na+, K+, Ca2+, Sr2+, Ba2+ dan Cl−, Br−, I−. Berikut ini ditabelkan penentuan pH untuk

garam beserta keterangannya,

Tabel 2.2. Ringkasan Rumus pH untuk Garam

Pembentuk Garam/Rumus pH Keterangan Asam Lemah + Basa Kuat pH = (1/2) pKw + (1/2) pKa + (1/2) log [garam]

Tepat bereaksi tidak ada sisa asam-basa (pH>7)

Asam Kuat + Basa Lemah pH = (1/2) pKw - (1/2) pKa - (1/2) log [garam]

Tepat bereaksi tidak ada sisa asam-basa (pH<7)

Asam Lemah + Basa Lemah pH = (1/2) pKw + (1/2) pKa - (1/2) pKb

� Tepat bereaksi tidak ada sisa asam-basa

� Hidrolisa Total, Jika

� Ka < Kb � PH > 7 � Ka > Kb � PH < 7 � Ka = Kb � PH = 7

Selain digunakan dalam analisa hidrolisa, maka pembentukan garam sangat penting untuk

memenntukan titrasi dan reaksi penetralan, khususnya di baris terakhir kondisinya banyak

dipengaruhi oleh konsentrasi asam-basa yang terlibat.

2.1.4. pH Larutan Penyangga (Buffer)

Larutan Penyangga (buffer/dapar) adalah larutan yang terbentuk dari asam lemah dengan

garamnya atau basa lemah dengan garamnya yang dengan penambahan sedikit basa atau asam

kuat tidak akan menimbulkan perubahan pH larutannya. Berikut beberapa contoh reaksi,

CH3COOH dan CH3COONa memberikan pH lebih kecil dari 7. Bila ke dalam larutan

penyangga ini ditambahkan asam (H+) maka akan dinetralkan dengan ion sisa asamnya

(CH3COO- ), menurut reaksi,

CH3COO- + H+ → CH3COOH (2.11)

19

Sedangkan bila ditambahkan basa (OH-) ke dalamnya, maka akan dinetralkan dengan asamnya

(CH3COOH), menurut reaksi,

CH3COOH + OH- → CH3COO- + H2O (2.12)

NH4OH dan NH4Cl memberikan pH lebih besar dari 7. Bila pada larutan tersebut ditambahkan

asam, maka akan dinetralkan dengan basanya (NH4OH), menurut reaksi,

NH3OH + H+ → NH4+ + H2O (2.13)

Bila ditambahkan basa, maka akan dinetralkan dengan ion sisa basanya (NH4+), menurut reaksi,

NH4+ + OH- → NH4OH (2.14)

Dengan demikian pada penambahan sedikit asam atau basa harga pH larutan penyangga tidak

akan mengalami perubahan. Demikian pula bila larutan buffer tersebut diencerkan. Karena

walaupun konsentrasi asam lemah dan garamnya berubah, tetapi jumlah molnya tetap, oleh sebab

perbandingan mol dan volume larutan (konsentrasi) sebelum dan setelah pengenceran tetap.

Larutan buffer ini biasanya digunakan sebagai kalibrasi sensor pH untuk beberapa nilai yang

terkait dengan daerah kerjanya. Untuk larutan buffer yang berasal dari asam lemah dan

garamnya berlaku

[H+] = [ ]Garam

AsamKa. (2.15)

-log [H+] = -log Ka - [ ]Garam

Asam.log atau pH=pKa +

[ ]Asam

Garam.log (2.16)

sedangkan larutan penyangga yang berasal dari basa lemah dan garamnya berlaku,

[H+] = [ ]Garam

BasaKb. (2.17)

20

maka dengan cara yang sama diperoleh, -log [OH-] = -log Kb - [ ]Garam

Basa.log sehingga diperoleh

harga pOH sebagai berikut,

pOH=pKb + [ ]Basa

Garam.log atau pH=14-

[ ]Basa

GarampKb .log+ (2.18)

2.1.5. Penentuan pH secara Analitik

Metode Analitik untuk menentukan kualitas dan kuantitas ion dalam suatu larutan

diperlukan untuk mempermudah persoalan otomasi. Fokus beberapa peneliti saat ini adalah

melakukan pemodelan secara numerik untuk titrasi asam-basa. Proses titrasi sendiri dapat

ditinjau melalui pengukuran beberapa property larutan yaitu, masa, intensitas arus, regangan,

volume atau sifat-sifat yang sedikit kompleks seperti daya serap dan panas reaksi. Cara

termudah untuk menyelesaikan metode kuantitatip secara analitik dari larutan asam adalah

mengetahui penetralan. Proses analisanya dengan menentukan harga pH terhadap penambahan

larutan titrasinya. Biasanya asam dan basa kuat digunakan (ditambahkan) dalam prose penetralan,

akan tetapi hamper sebagian besar dari operasi biokimia menggunakan asam dan basa lemah.

Sebagaimana yang dimaksud pada bab pendahuluan dan prolog pada bab 2 ini penggunaan

reaksi invariant diperlukan untuk menghitung nilai pH atau mencari model prosesnya terhadap

penambahan pelarut (titrasi) yang terlibat dalam reaksi.

Misalkan diulangi lagi sebuah titrasi asam (HA) oleh basa lemah (BOH) dinyatakan dengan

beberapa persamaa reaksi,

Reaksi : HA + BOH � AB + H2O (2.19) Air : HOH � HO- + H+ (2.20) Disosiasi : HA � H+ + A- BOH � B+ + HO- (2.21) Garam : AB � A- + B+ (2.22) (dalam kesetimbangan ionnya)

Titrasi dimulai dengan menambahkan sejumlah basa kedalam larutan asam. Larutan yang terjadi

adalah H+, HO-, HA and A. Dari disosiasi larutan asam persamaan 2.27c, maka dihasilkan,

[H+]·[A -] = Ka·[HA] [H +]·[HO-] = Kw (2.23)

21

dengan [.] adalah operator konsentrasi molar. Jika diaplikasikan kesetimbangan masa untuk asam

dan garam pada persamaan 2.27a sampai 2.27d, maka dihasilkan,

Ca = [HA] + [H+] – [HO-]

Cs = [A-] – [H+] + [HO-] (2.24)

Dengan Ca, Cs adalah konsentrasi asam dan garam secara analitik, kemudian substitusi 2.27f ke

2.27e akan diperoleh persamaan polynomial orde 3 dalam H+ (=x),

x3 + (Ka+Cs)*x2 - (Kw+Cx*Ka)*x - Kw*Ka = 0 (2.25)

dengan x = [H+] dan persamaan 2.27g mempunyai solusi yang unik dalam interval (0 dan 1) dan

perlu dicatat bahwa,

Cs = Cb*VaVx

Vx

+ (2.26)

Cx =VaVx

VxCbVaCa

+− ).().(

(2.27)

dengan Cb konsentrasi analitik basa, Vx volume basa yang ditambahkan, Ca konsentrasi asam

analitik setelah penambahan volume basa Vx dan Va adalah voleme awal asam. Pada titik

ekivalent menggunakan prinsip hidrolisa dipeoleh Cs = [B+] = [A -], sehingga akan dihasilkan

solusi untuk x adalah,

x = ).().(.

CsKaKbCsKbKaKw

++

(2.28)

dengan cara yang sama bila yang digunakan adalah perhitungan unatuk basa (Cb, Kb) dan

modifikasi persamaan 2.27 h, maka persamaan dalam [H+] diperoleh,

x3+(Kw/Kb+Cx)*x2-(Kw+Cs*Kw/Kb)*x-Kw 2/Kb = 0 (2.29)

dengan Cx adalah kelebihan basa dan Cs akan diperoleh dari,

22

Cx=VaVx

VaCaVxCb

+− ).().(

Cs=VaVx

VaCa

+.

(2.30)

Buffer ContainingHA dan X-

X- + H3O+ HX + H2O

HX + OH- X- + H2O

Hitung Ulang[HX] dan [X-]

Gunakan Ka, [HX] dan[X-] untuk hitung [X+] pH

Add strong acid

Add strong base

Neutralization

Neutralization

Perhitungan Stokiometri Perhitungan Kesetimbangan

Gambar 2. 4. Perhitungan pH dengan Kesetimbangan dan Stokiometri

Secara umum, cara untuk menentukan konsentrasi konjugasi basa B- serta pH dalam suatu

larutan setelah dititrasi dengan melakukan kombinasi perhitungan secara stokiometri dan

kesetimbangan. Sebagai contoh penambahan asam atau basa kuat ke larutan buffer (Gambar 2.6).

Jumlah asam atau basa kuat yang ditambahkan menghasilkan reaksi penetralan, X- + H3O+ →

HX + H2O dan HX + OH- → X- + H2O, jadi dengan mengetahui H3O+ (H+) atau OH- yang

ditambahkan (stokiometri), maka akan diketahui bagaimana HX atau X0 terbentuk. Sedangkan

pH dapat dihitung dari persamaan Henderson-Hasselbalch sebagai contoh,

[ ][ ]HX

XpKapH

−

+= log . Untuk contoh-contoh perhitungan pH yang lainnya ditunjukkan pada

lampiran.

2.1.6. Model Matematika Proses Pencampuran (Mixing Process)

Karakteristik sebuah proses seperti tangki, reactor, penukar panas, distilasi kolom dan

lain sebagainya membutuhkan beberapa model matematika untuk menghubungkan antara

keluaran proses dan masukan proses atau material proses yang akan mem\nghasilkan produk

proses yang diinginkan.

CAi, Ti, Fi

Fc, Tco

CA, T, F

Fc, Tci

pendingin

produk

reaktan

23

Gambar 2.5. Tangki Reaksi Kontinyu Pencampuran proses

Dalam bentuk matematik, maka dikenal dengan hubungan antara variabel bebas

(biasanya di wakili oleh x) dan variabel tak bebas (y) dengan relasi sehingga membentuk

persamaan y=f(x), dengan arti y sebagai fungsi dari x. Persamaan-persamaan yang

menhubungkan variabel tersebut diturunkan dari aplikasi prinsip konservasi (kekekalan) yang

meliputi, Konservasi Total Masa, Konservasi Komponen Individu, Konservasi Energi Total dan

Konservasi Momentum. Sebenarnya tipe tangki pencampuran menurut definisinya dibagi

menjadi dua yaitu bacth reactor dan continuous reactor [4], [11], [9]. Sedangkan yang

digunakan dalam penelitian ini adalah tipe tangki kontinyu sebagaimana digambar 2.5.

Sehubungan dengan penelitian kali ini model pencampuran akan dianalogikan dengan model

pemberian pupuk atau nutrisi dengan asumsi awal bahwa nutrisi atau pupuk tersebut bersifat

lebih asam, sehingga dalam pengendaliannya salah satu yang digunakan adalah sensor pH untuk

mengatur seberapa banyak dan optimalisasi suplai nutrisi kedalam NFT.

Gambar tersebut diatas menjelaskan tentang proses pencampuran di dalam tangki

kontinyu dengan satu masukan A yang akan didinginkan oleh pendingin notasi c. Menggunakan

prinsip kekekalan masa total untuk , maka akan diperoleh Kesetimbangan Masa Total sehingga

dapat ditulisdengan persamaan 2.31.

waktu

andibangkitk

MasaTotal

waktu

output

MasaTotal

waktu

input

MasaTotal

waktu

siterakumula

MasaTotal

±

−

=

....

atau dapat ditulis,

24

0)( ±−= FF

dt

Vdii ρρρ

(2.31)

dengan,

ρi, ρ= kerapatan input dan output larutan (Kg/m3)

Fi, F= laju aliran (volumetrik) input dan output (m3/sc)

V=volume tangki (m3)

Bila dipertimbangan tiap masa komponen (sebut A), maka akan diperoleh Kesetimbangan Masa

Komponen A

[ ] [ ] [ ] [ ]waktu

aksiAkibatHilangnyaA

waktu

OutputA

waktu

InputA

waktu

AkumulasiA Re..±−=

atau dapat ditulis,

rVFcFcdt

Vcd

dt

ndAiAi

AA −−== )()( (2.32)

dengan,

r=laju reaksi tiap unit volume

cAi, cA=konsentrasi molar (mole/volume) dari A pada input dan output

nA=jumlah mole A dalam reaksi pencampuran

Model proses dalam tangki kontinyu seperti pada gambar 2.7 diterapkan untuk dua msukan

seperti pada gambar 2.8 dengan skema gambar sebagai berikut,

25

F1[HA]0

V

FC[C]0

F, [HA], [A], [CA-], [C]

F1, ρ1ρ1ρ1ρ1 F2, ρ2ρ2ρ2ρ2

F3, ρ3ρ3ρ3ρ3

Gambar 2.6. Pencampuran dua Proses di dalam CSTR

Jadi terdapat dua masukan stream (FA, Fo) yang akan memproduksi aliran F. Dengan cara yang

sama (Pers. 2.29e) menggunakan kesetimbangan masa dapat ditulis,

waktu

gkidalamdi

KomponenATotalOutput

waktu

gkidalamdi

KomponenATotalInput

waktu

gkidalamdi

KomponenAAkumulasi

−

=

tan..

..

tan..

..

tan..

.

dan dari definisi sebelumnya menggunakan persamaan deferensial ditulis,

( ) 3322113 )(

FFFdt

Vd ρρρρ −+= (2.33)

Berdasar asumsi percampurannya sempurna, maka kerapatan produk ρ3 sama dengan kerapatan

material di dalam tangki ρ (atau ρ3 =ρ). V adalah volume material di dalam tangki dan sama

dengan luas tangki A dikalikan dengan tingginya h, maka level cairan dalam tangki adalah V = A.

h. Secara umum kerapatan ρ, ρ1 , dan ρ2 bergantung pada konsentrasi dan temperatur, sehingga

dapat ditulis bahwa, ρ=ρ3=f(cA3, cB3, T3) ρ1 = f(cA1, cB1, T1) dan ρ2 = f(cA2, cB2, T2). Kebanyakan

namun tidak selalu persamaan diatas adalah lemah, sehingga sering kali yang digunakan bahwa

konsentrasi bebas terhadap temperatur. Oleh karena itu dapat diasumsikan bahwa ρ1=ρ2=ρ3,

sehingga persamaan 2.29c dapat ditransformasi dengan rumusan,

( ) 3213 )(

.)(

FFFdt

hdA

dt

Vd −+==ρ (2.34)

26

Kesetimbangan komponen (sebut B) di dalam tangki,

waktu

gkidalamdi

KomponenBTotalOutput

waktu

gkidalamdi

KomponenBTotalInput

waktu

gkidalamdi

KomponenBAkumulasi

−

=

tan..

..

tan..

..

tan..

.

( ) 332211

)(FcFcFc

dt

VcdBBB

B −+= (2.35)

atau menjadi

( ) 332211 FcFcFcdt

dVc

dt

VdcV BBBB

B −+=+ (2.36)

bila kemudian disubstitusikan persamaan 2.29f ke persamaan 2.29e dan dengan mengasumsikan

bahwa (cB=cB3) (Stepanoupoulus halaman. 66) , maka akan didapat,

( ) ( ) 2321313 FccFcc

dt

dcV BBBB

B −+−= (2.37)

Catatan : pada gambar 2.8 diatas terdapat notasi yang menempati diatas yaitu [HA], [A], [CA-]

dan [A]. Notasi-notasi tersebut adalah contoh bila diterapkan perhitungan pH secara analitik jadi

sesuai dengan reaksi [HA] + [CA]�[H+] + [CA-], maka menggunakan persamaan 2.27a sampai

2.27g dengan beberapa substitusi dapat dicari nilai akar dari polinomial 2.27g, sehingga pH

dapat dihitung (pH = -log[H+]). Selain kondisi keasaman dan diwakili oleh nilai pH, maka dalam

penelitian kali ini diperhitungkan pula beberapa variabe; sebagai penyusun dan mempunyai

kontribusi untuk meningkatkan pertumbuhan lettuce

2.1.7. Hidroponik

Hidroponik berasal dari bahasa Latin hydros yang berarti air dan phonos yang berarti erja.

Hidroponik arti harfiahnya adalah kerja air. Bertanam secara hidroponik kemudian kenal dengan

bertanam tanpa medium tanah (soilless cultivation, soilless culture). Pada walnya bertanam

secara hidroponik menggunakan wadah yang hanya berisi air yang telah dicampur dengan

pupuk, baik pupuk mikro maupun pupuk makro. Pada perkembangannya, bertanam hidroponik

meliputi berbagai cara yaitu bertanam tanpa medium tanah, tidak hanya menggunakan wadah

27

yang hanya diisi air berpupuk saja. Medium pasir, perlite, zeolit, rockwool, sabut kelapa, adalah

beberapa bahan yang digunakan oleh para praktisi di dunia dalam bertanam secara hidroponik.

Ada dua macam sistem hidroponik, yaitu

� Hidroponik dengan mempergunakan media non tanah seperti; pasir, arang sekam, zeolit,

rockwoll, gambut, sabut kelapa dll.

� Hidroponik dengan hanya mempergunakan air yang mengandung nutrien atau pupuk yang

bersirkulasi sebagai media, akar tanaman terendam sebahagian dalam air tersebut sedalam

lebih kurang 3 mm (mirip film), sistem ini disebut dengan NFT ( Nutrien Film Technical).

Media Non tanah

Bagian terpenting anda persiapkan untuk penanaman dengan sistim media non tanah adalah

media yang mempunyai porositas (mempunyai ruang pori-pori) yang baik seperti pasir, arang

sekam, zeolit, rockwoll, gambut dan sabut (kulit) kelapa. Berikut ini dapat dapat dilihat

perbandingan dari media-media tersebut diatas :

a. Pasir

Pasir yang akan dipergunakan sebagai media hidroponik mempunyai bobot yang berat

dan porositas yang kurang, sebelum dipergunakan harus disterilkan. Media pasir cocok

untuk hidroponik selada, sawi, bayam dan kangkung. Cara men-sterilkan pasir untuk

media hidroponik adalah dengan cara direbus dan dipanaskan dengan api dengan

mempergunakan wadah seng atau periuk atau sejenisnya. Juga dapat dilakukan dengan

direndam atau dicuci, buang ampasnya kemudian direbus sampai mendidih kemudian

dikeringkan dengan jalan dijemur. Media pasir yang dipergunakan sebagai media

hidroponik dapat dipergunakan berulang-ulang dengan setiap kali penanaman harus

dilakukan pembersihan dan sterilisasi.

b. Arang sekam :

Arang sekam (kulit gabah) mempunyai porositas yang sangat baik dan tidak perlu

diseterilkan tapi hanya dapat dipergunakan untuk 2 kali penanaman. Media ini cocok

untuk tanaman sawi, paprika, dan mentimun. Cara penyiapan media arang sekam ini

28

dapat dilakukan dengan pembakaran sekam (kulit gabah) atau direndang (dipanaskan

dengan api) diatas seng plat atau kuali dll.

c.Zeolit :

Zeolit adalah pasir yang berwarna biru atau abu-abu dan mengandung unsur kapur (Ca)

yang dapat berfungsi langsung sebagai pupuk dan mempunyai porositas baik. Sebelum

mempergunakan media ini perlu dilakukan pencucian hingga bersih, hal ini dilakukan

sebagai penetralan karena zeolit mempunyai kandungan kapur (Ca) yang tinggi dan

mempunyai keasaman yang tinggi. Zeolit dikatakan sudah bersih apabila pH = 6 –7.

Zeolit dapat dipergunakan berulang-ulang dengan melakukan pencucian terlebih dahulu.

d.Rockwoll :

Rockwoll adalah sejenis batu apung gunung, mempunyai porositas yang baik sekali dan

tidak perlu dilakukan pencucian dan pen-steril-an. Rockwall sebagai media hidroponik

hanya dapat dipergunakan dua kali penanaman.

e.Gambut :

Gambut adalah merupakan bunga tanah yang cukup mengandung pupuk, mempunyai

porositas cukup baik dan tidak perlu disterilkan. Gambut (peat moss) ini hanya dapat

dipergunakan satu kali.

f.Sabut (kulit kelepa) :

Sabut kelapa sebelum dipergunakan sebagai media

hidroponik terlebih dahulu harus direndam dengan air

kapur atau tawas agar zat tanin (zat yang dapat meracuni

tanaman) yang terdapat pada sabut dapat hilang.

Perendaman dilakukan sampai air bekas perendam bersih

atau bening, kemudian disterilkan dengan jalan merebus

sampai mendidih. Nutrien atau pupuk hidroponik yang telah dilarutkan dalam air

didistribusikan kepada media dengan jalan jaringan micro irigasi, yaitu meneteskan

dengan jaringan ke media tanaman dan langsung diserap, tidak bisa kembali lagi.

29

Media Air

Hidroponik dengan mempergunakan air sebagai media, yaitu air yang sudah mengandung larutan

nutrien atau pupuk dialirkan selama 24 jam atau dengan menentukan jangka waktu tertentu. Akar

tanaman terendam sebahagian dalam air tersebut sedalam lebih kurang 3 mm (mirip film), sistem

ini disebut dengan NFT ( Nutrien Film Technical).

Gambar 2.7.

Skema Hidroponik NFT

Dengan teknik ini reaksi tanaman terhadap perubahan formula pupuk dapat segera terlihat. Air

yang mengandung pupuk dialirkan dengan bantuan pompa listrik, jadi listrik harus tersuplai

selama 24 jam. Keuntungan dengan sistem media ini kita tidak perlu repot mengganti media

setiap kali menanam, begitu tanaman dipanen di pagi hari, talang atau pot sebagai wadahnya

dibersihkan dapat langsung disikat atau dicuci, usai dicuci NFT dapat diisi dengan bibit baru.

Gambar 2.8. Salah satu Contoh NFT dengan mdeia air

30

Media Buatan (Pot)

Wadah atau pot untuk media non tanah. Wadah atau pot untuk penempatan media hidroponik

non tanah tersebut diatas ditentukan oleh jenis tanaman yang akan ditanam, seperti sayuran sawi,

paprika, mentimun dan lain-lain Perbedaan jenis wadah atau potnya ditentukan ukuran atau

besar tanaman yang akan ditanam. Untuk tanaman sayuran seperti sawi, parika, mentimun, slada,

sawi, seledri, kankung dan bayam dapat dipergunakan bahan sebagai berikut :

� Polibag :

Yaitu karung plastik berukuran penampang 30 cm dan tinggi 25 cm, diberi lobang atau

ventilasi dibawah dan disampingnya dengan paku.

� Bantalan atau bakul dari viberglass atau plastik :

Bantalan atau bakul ini dipakai adalah yang berukuran panjang 50 cm lebar 20 cm

� Dan tinggi 10 cm. Atau dapat juga dipakai talang untuk rumah yang terbuat fiberglass

yang disusun miring (lebih kurang 1 – 5 %).

� Parit atau cekungan yang dialas dengan lembaran plastik :

Parit digali sedalam 30 cm dan lebar 50 cm sedangkan panjang menurut kebutuhan dan

kemudian diberi alas dari lembaran plastik.

� Akuarium dari kaca atau viberglass/platisk :

� Akuarium yang dipakai sebagai wadah hidroponik untuk sayuran tersebut diatas

berukuran lebih kurang lebar 70 cm, dalam 50 cm, dan panjang dapat disesuaikan dengan

kebutuhan. Akuarium ini ditutup dengan triplek yang diatasnya diberi styrofoam atau

polystylen dan diberi lubang berdiamater 10 cm dengan jarak disesuaikan dengan jenis

tanaman yang akan ditanam. Akuarium diisi dengan air nutrien, setinggi lebih kurang 15

cm dibawah triplek penutup.

Wadah atau pot untuk penempatan media NFT dapat dibuat dari : paralon, fiberglass, yaitu

talang yang dipergunakan untuk penampung air atap rumah dan atau wadah yang dapat

dirancang khusus untuk hidroponik sistem NFT. Persayaratan wadah yang harus diperhatikan

adalah :

31

� Penampang wadah atau peralon, talang dan lain-lain harus persegi empat (dasar talang datar),

ini dimaksudkan bahwa supaya oksigen dapat merata diatas permukaan air karena ketinggian

air yang mengandung nutrien diharapkan tidak lebih dari 3 mm.

� Kimiringan talang minimal 1 %.

� Kecepatan aliran air larutan nutrien dalam wadah atau talang 0,75 - 1 liter/menit.

� Panjang talang tidak lebih dari 12 m.

� Dasar wadah harus licin untuk memungkinkan lancarnya aliran nutrien dan untuk dapat

menyebarnya aliran nutrien kesuluruh permukaan wadah dapat ditebarkan kerikel, bata, atau

sabut kelapa dan lain-lain

Selain wadah, sistem hidroponik NFT juga dilengkapi bak atau tangki pengaduk dan penampung

nutrien serta pompa lisrik yang hidup 24 jam atau pada waktu yang ditentukan untuk

mengembalikan air larutan nutrien dari bak penampung ke bak pengaduk.

Gambar 2.9. Skema pengaliran pupuk dengan NFT

Wadah yang dipergunakan dapat dibuat dari bak kayu yang dasarnya dialas dengan plastik

supaya air siraman tidak lekas hilang, ukuran wadah tinggi tanah didalam wadah lebih kurang 5-

7 cm sedangkan ukuran panjang dan lebar disesuaikan dengan kebutuhan. Wadah yang telah

disemai dengan bibit tanaman diletakkan ditempat yang tidak mendapat sinar matahari langsung

dan hujan. Benih dapat dibeli di toko-toko dan bacalah aturan atau persyaratan yang tertera pada

sampul benih tersebut. Benih yang disemaikan adalah benih-benih yang kualitas baik, untuk

32

memisahkan benih yang berkualitas baik dengan yang tidak dapat dilakukan dengan merendam

benih yang sudah dibeli tersebut kedalam air, benih yang berkualitas baik akan terendam, maka

buanglah yang tidak terendam atau yang merapung.

2.1.8. Pupuk (Nutrien)

Hidroponik berasal dari bahasa Latin hydros yang berarti air dan phonos yang berarti

erja. Hidroponik arti harfiahnya adalah kerja air. Bertanam secara hidroponik kemudian kenal

dengan bertanam tanpa medium tanah (soilless cultivation, soilless culture). Pada walnya

bertanam secara hidroponik menggunakan wadah yang hanya berisi air yang telah dicampur

dengan pupuk, baik pupuk mikro maupun pupuk makro. Pada perkembangannya, bertanam

hidroponik meliputi berbagai cara yaitu bertanam tanpa medium tanah, tidak hanya

menggunakan wadah yang hanya diisi air berpupuk saja. Medium pasir, perlite, zeolit, rockwool,

sabut kelapa, Seperti yang telah disinggung diatas bahwa media tenaman hidroponik tidak

mempunyai zat hara yang dibutuhkan oleh tanaman. Pemberian larutan nutrien secara terus

menerus ke dalam media tanaman hiroponik sangat diperlukan dan diperhitungkan berdasarkan

jumlah dan jenis tanaman yang ditanam. Unsur nutrien dan fungsi atau kegunaannya sebagai

berikut :

Tabel 2.3. Pupuk dan kegunannya

No. UNSUR FUNGSI GEJALA KEKURANGAN

GEJALA KELEBIHAN

1. Nitrogen (N)

Untuk memacu pertumbuhan dan dan batang serta membantu pembentukan akar (cocok untuk tanaman sayuran)

Daun berwarna kuning dan tua dan rontok dan perkembangan tunas dan akar terhambat.

Warna daun menjadi hijau tua atau menagarah kelabu, perkembangan tajuk rimbun.

2. Fosfor (P) Untuk pembentukan bunga dan buah serta mendorong pertumbuhan akar.

Daun berubah menjadi hijau tua atau kelabu, perkembangan akar tidak bagus dan tulang daun muda berwarna hijau gelap.

Tidak ada gejala kelebihan fospor, dan biasanya seperti gejala kekurangan cuprum dan seng.

3. Kalium (K) Untuk pertumbuhan Daun paling bawah Kelebihan Kalium

33

bunga dan buah dan penguatan tanaman.

tampak kering atau bercak-bercak hangus, buah masak sebelum waktunya dan rontok.

muncul seperti gejala kekurangan kalsium dan magnesium

4. Kalsium (Ca)

Untuk pertumbuhan ujung-ujung (bulu-bulu ) akar dan mengatur pergerakan air di tubuh tanaman.

Pada ujung daun bercak klorosis coklat, hitam, diikuti matinya titik tumbuh (busuk ujung), proses atau gejala ini terjadinya sangat lambat dan tidak mudah terdeteksi.

Tidak ada gejala.

5. Magnesium (Mg)

Untuk pembentukan zat penghijauan daun serta pembantu penyebaran unsur posfor keseluruh bagian dari tanaman (transportasi energi).

Menurunnya kualitas klorofil, ruas panjang (seperti tanaman kekurangan cahaya), bercak-bercak kuning pada daun tua.

Tidak ada gejala.

6. Sulfur atau belerang (S)

Sebagai meningkatkan atau memproduksi energi.

Tidak ada gejala Tidak ada gejala.

7. Ferum (Fe) Sebagai penghasil klorofil dan enzim pernafasan dan juga berfungsi sebagai pembentukan zat hijau daun.

Menguningnya daun muda dan hampir putih

Terdapat bercak-bercak nekrotik pada daun.

8. Mangan (Mg)

Sebagai pembantu penyerapan nitrogen dan juga Sebagai pembentuk zat hijau daun.

Berupa klorosis pada daun muda atau tua

Lambatnya pertumbuhan tanaman.

9. Boron (B) Pembelahan sel titik tumbuh atau pemacu pertumbuhan tanaman.

Mirip dengan kekurangan kalsium, ujung daun ber-bercak colat kehitaman seperti terbakar, titik tumbuh mati, jarak antar ruas pendek, pada tanaman cabe terdapat lingkaran putih mirip cincin pada buahnya.

Ujung daun kuning, diikuti nekrosis di tempat tersebut.

34

10. Seng (Zn) Untuk pembentukan auxin (hormon pertumbuhan)

Jarak antar ruas pendek daun berukuran kecil dan mengerut.

Timbul klorosis, mirip gejala kekurangan ferum (Fe).

11. Molibdenum (Mo)

Untuk pengikat nitrogen (cocok untuk tanaman sayuran)

Mirip kahar nitrogen, muncul klorosis pada daun tua kemudian menjalar ke daun muda.

Pada tanaman sawi daun berubah menjadi kuning keemasan.

Unsur tersebut ditas dapat dibeli (sudah jadi) dengan menentukan nutrien untuk jenis tanaman

yang kita tanam, seperti untuk jenis tanaman sayuran diperlukan unsur nitrogen (N) yang tinggi.

Disarankan sebelum membeli baca dahulu komposisi kandungan atau unsur pada sampul nutrisi

yang akan kita beli. Nutrien yang dijual yang telah jadi yang bantak dijual dipasaran dengsn

merek seperti; Margaflor, Hyponex, Vitabloom, Gandasil, Suergrow dll. Untuk kebutuhan

banyak dan untuk lebih efesien dapat peramuan sendiri dengan ketentuan sebagai berikut :

� Untuk kebutuhan nutrien dalam jumlah banyak dipergunakan adukan unsur ; Nitrogen (N),

pospor (P), Kalsium (K), Sulfur atau belerang (S), Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg).

� Untuk kebutuhan nutrien dalam jumlah yang sedang cukup mengaduk unsur-unsur; Mangan

(Mn), Kalsium (Ca), Molibdenum (Mo), Seng (Zn), dan Ferum (Fe).

NFT merupakan suatu metode budidaya tanaman dimana akar tanaman tumbuh pada lapisan

nutrisi yang dangkal dan tersirkulasi yang memungkinkan tanaman memperoleh air, nutrisi dan

oksigen secara cukup [13]. Larutan nutrisi, dalam NFT dan hidroponik, merupakan faktor yang

sangat penting dimana unsur hara yang dimanfaatkan tanaman hanya dalam jumlah tertentu

sesuai dengan kebutuhan. Pembuatan larutan nutrisi ini dengan melarutkan pupuk yang diramu

khusus dalam air untuk tanaman hidroponik yang dapat dibuat sendiri dengan meramu bahan

kimia ataupun dengan membeli pupuk yang sudah dibuat secara komersial. Pada sistem ini akar

tanaman terendam dalam air yang mengandung nutrisi dari pupuk tersebut dan disirkulasikan

secara berkala.

35

Gambar 2.10. Skema Kontrol pH/EC Hidroponik NFT

Sistem ini lebih cocok untuk tanaman yang relatif toleran terhadap perubahan konsentrasi ion

seperti sawi. Kualitas larutan nutrisi ini diketahui dengan mengukur Electrical Conductivity

dari larutan tersebut yang menggambarkan pekatnya kandungan garam yang ada dalam

larutan nutrisi tersebut. Larutan nutrisi juga dapat dipertahankan dan dikontrol sesuai dengan

kebutuhan tanaman dengan tujuan untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Hal ini

mendasari adanya sistem kontrol secara sederhana maupun osawiis pada larutan nutrisi.

Selain EC dan konsentrasi larutan nutrisi, suhu dan pH merupakan komponen yang sering

dikontrol untuk dipertahankan pada tingkat tertentu untuk optimalisasi tanaman. Suhu dan

pH larutan nutrisi dikontrol dengan tujuan agar perubahan yang terjadi oleh penyerapan air

dan ion nutrisi tanaman (terutama dalam hidroponik dengan sistem yang tertutup) dapat

dipertahankan. Suhu yang terlalu rendah dan terlalu tinggi pada larutan nutrisi dapat

menyebabkan berkurangnya penyerapan air dan ion nutrisi [1], untuk tanaman sayuran suhu

optimal antara 5-15oC dan tanaman buah antara 15-25oC. Beberapa tanaman sayuran dan

buah dipertahankan mempunyai tingkat pH dan EC tertentu yang optimal. Larutan nutrisi

sebagai sumber pasokan air dan mineral nutrisi merupakan faktor penting untuk pertumbuhan

dan kualitas hasil tanaman hidroponik, sehingga harus tepat dari segi jumlah, komposisi ion

nutrisi dan suhu. Unsur hara ini dibagi dua, yaitu unsur makro (C, H, O, N, P, S, K, Ca, dan

Mg) dan mikro ( B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, dan Zn). Pada umumnya kualitas larutan nutrisi ini

36

diketahui dengan mengukur electrical conductivity (EC) larutan tersebut. Semakin tinggi

konsentrasi larutan semakin tinggi arus listrik yang dihantarkan (karena pekatnya kandungan

garam dan akumulasi ion mempengaruhi kemampuan untuk menghantarkan listrik larutan

nutrisi tersebut). Larutan nutrisi dapat dibuat sendiri dengan melarutkan pupuk yang diramu

khusus untuk tanaman hidroponik atau membeli pupuk hidroponik secara komersial.

(catatan : greenhouse dalam penelitian ini adalah media tanam hidroponik). Selain pupuk

dan pH variabel lain yang akan diukur dengan konsep multivariabel kontrol adalah suhu,

intensitas cahaya dan kelembaban. temperatur HSM-20G dimana sensor ini mempunyai nilai

ke linieran yang tinggi di bandingkan dengan sensor kelembaban dan temperatur yang lain

pada umumnya.

2.2. Studi Hasil Penelitian Sebelumnya

Penelitian dibidang hidroponik sudah banyak dilakukan karena mempunyai nilai ekonomi

yang menjanjikan, dan kebanyakan menggunakan media substrat padat seperti sekam atau pasir.

Sedangkan teknik NFT di Indonesia belum banyak dilakukan yang disebabkan oleh beberapa hal

diantaranya adalah sangat sulit untuk mempertahankan ketinggian nutrisi (± 3mm) dan laju aliran

0,7 l/menit (Onny Untung, 200,2004). Greenhouse NFT mempergunakan air sebagai media,

yaitu air yang sudah mengandung larutan nutrien atau pupuk dialirkan selama 24 jam atau

dengan menentukan jangka waktu tertentu. Akar tanaman terendam sebahagian dalam air

tersebut sedalam lebih kurang 3 mm (mirip film), sistem ini disebut dengan NFT ( Nutrien Film

Technical). Dengan teknik ini reaksi tanaman terhadap perubahan formula pupuk dapat segera

terlihat. Berdasar hal tersebut Robert G Anderson (2004) menekankan bahwa asupan nutrisi

paling optimal didasarkan oleh pengukuran pH dan EC yang tepat bagi masing-masing tumbuhan.

Model (persamaan matematika) pH terhadap pelarutnya mempunyai karakteristik non-linier

berdasar bentuk kurva seperti “huruf S” atau fungsi sigmoid dan rumusan pH=-log[H+]. Mc.

Avoy (1972) dan Guftafson dan Waller (1983) memformulasikan reaksi invarian dengan

pendekatan fisika-kimia (reaction invariant) yaitu, formulasi matrik dari pemodelan fisika-kimia

(physico-chemical approach). Hal tersebut yang mendasari Endra Joelianto 2004 untuk

melakukan penelitian hidroponik NFT dengan kontrol logika fuzzy berdasar nilai acuan pH (6,5-

7) dan EC berkisar antara 1-1,2 mS/cm yang diperoleh hasil untuk tumbuhan selada mempunyai

asupan nutrisi (unsur Nitrogen, N) yang cukup baik. Namun penelitian tersebut hanya berlaku di

Kota Bandung dengan suhu dan kelembaban yang sesuai dengan kondisi tumbuhan tidak berlaku

37

umum seprti di dataran rendah Kota Surabaya. Oleh karena itu dalam penelitian ini agar dapat

diterapkan di Kota Surabaya, dilakukan pengkondisian lingkungan menggunakan konsep

greenhouse seperti yang dilakukan oleh Wu dan Kubota (2004). Sedangkan konsep rancangan

greenhouse itu sendiri menggunakan hukum kesetimbangan energi (termal dan radiasi), Joseph

Cunha dan Couto (1997,2000).

Model pH yang non-linier didasri pada penelitian Louise Mc Bothwell dan kawan-kawan,

1989 yang menyatakan kontribusi larutan nutrisi dan lingkungan Greenhouse akan

mempengaruhi pH. Hal tersebut didasari bahwa aktifitas Fotosintesis menggunakan energi

tadiasi matahari untuk mengubah larutan air dan karbon dioksida menjadi glukosa untuk melepas

oksigen. Reaksi fotosintesis ( 26126sin

22 666 OOHCOHCO tesisFoto + →+ ) dari tumbuhan

menerima energi dari cahaya matahari pada siang hari. Proses fotosintesis ini akan membentuk

karbon dioksida (CO2) akan dihasilkan selama proses pernafasan tersebut dengan persamaan,

26126Re

22 666 OOHCOHCO spirasi + ←+ Konsumsi CO2 selama proses fotosintesis dan

respirasi tidak akan menyebabkan secara langsung keasaman dari larutan nutrisi. Oleh karena

asam-basa selalu diasosiasikan dengan kesetimbangan muatan, maka perubahan pada konsentrasi

CO2 akan mengakibatkan pergeseran dari nilai pH. Oleh karena unsur-unsur terlarut dalam air

akan mengakibatkan perubahan pH, maka berdasar kesetimbangan muatan reaksi anatara pupuk,

air dan fotosintesis akan digunakan untuk pemodelan. Secara unum tanaman akan berkembang

(tumbuh) dengan baik bila larutan nutrisi mempunyai pH antara 6 dan 7,5 pada saat temperatur

antara 20 sampai 30 C termasuk pada lettuce. Dalam kedaan intesitas cahaya yang cukup (siang

hari) tumbuhan memerlukan Nitrogen yang lebih banyak. Oleh karena itu, diperlukan suatu

sistem kontrol yang dapat mengatur kecepatan aliran nutrisi tersebut berdasarkan informasi nilai

pH. Konsumsi CO2 yang telah ada pada saat proses fotosintesis dan respirasi berlangsung

dinyatakan oleh Sielemen (2001).

Sistem terbuka (di dalam greenhouse) karbon dioksida dapat bertukar dengan nutrisi dan air.

Greenhouse merupakan suatu ruang tempat tumbuh tanaman budidaya yang sebagian besar

bentuk fisiknya terbuat dari bahan kaca (bahan yang tembus cahaya) dengan berbagai macam

peralatan pendukung dalam meningkatkan kualitas dan kuantitas dari tanaman tersebut (Raja

Sielemen dkk. 2001). Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam suatu bangunan greenhouse adalah,

sirkulasi udara, ventilasi dan pemnas ruangan bila tidak terjadi kekurangan oksigen dan

akumulasi panas dalam ruang greenhouse yang tinggi serta pemilihan dinding atap yang baik.

38

Berkaitan dengan konstribusi konsentrasi ion hidronium dan hidroksida, maka Fungsi utama

dari Greenhouse adalah untuk mencegah serangan hama atau sejenisnya terhadap tanaman yang

dikembangkan atau ditanam (Tennese Bollard dkk, 1993). Secara umum dalam melakukan

pemodelan hal yang sulit dilakukan adalah mencari kaitan antara pertumbuhan dari lettuce

terhadap keberhasilan mengendalikan semua variabel.

2.2.1. Penelitian-peneltian yang telah dilaksanakan oleh ketua peneliti

Penelitian pH baik dalam pemodelan maupun sistem kontrol telah dilakukan oleh peneliti

(Hendra Cordova dkk.) sejak tahun 1992. Beberapa topik yang telah dilakukan terlebih dahulu

diringkas dalam tabel berikut ini,

Tabel 2.4. Topik penelitian dari tahun 1992-2008

Tahun Jenis Topik 1992-(sekarang)

Pembimbing Tugas akhir, Judul seminar dan Penelitian

Pengembangan Model, Sistem Kontrol dan Aplikasinya untuk pH, Suhu dan Kelembaban (Tangki Penetralan, Limbah, Greenhouse, Hidroponik dan Instalasi Pengolah Air)

2000-2007 Pembimbing Tugas akhir, Tulisan di Jurnal, Judul seminar dan Penelitian

Pengembangan Model, Sistem Kontrol dan Aplikasinya untuk pH, Suhu dan Kelembaban (Tangki Penetralan, Limbah, Greenhouse, Hidroponik dan Instalasi Pengolah Air)

2007-2008 Pembimbing Tugas akhir, Tulisan di Jurnal, Judul seminar Penelitian Dosen Muda (LITMUD), DIKTI

Pengembangan Model pH Nonlinier dengan Teknik Invariansi dan Fotosintesis pada greenhouse hidroponik NFT

Keseluruhan Judulserta anggota penelitian terlampir pada daftar Pustaka

Hendra Cordova (1994-1999), telah pula melakukan pemodelan pH yang diwakili dengan

persamaan diferensial orde satu dengan waktu mati (dead time). Selanjutnya pada tahun 2000-

2004 kemudian mencoba melakukan pemodelan dengan beberapa data titrasi atau penetralan dari

beberapa unit proses (saturator, pengolah limbah, industri gula dan alkohol), dengan cara

identifikasi berbasis jaringan syaraf tiruan (neural network), tahun 2005 dilakukan pemodelan

pH dengan cara membagi 3 daerah kerja pH 2-5 (asam), 6-8 (daerah netral) dan 9-12 (basa)

dengan asumsi masing-masing daerah tersebut mempunyai persamaan yang linier, selanjutnya

dari ketiga model tersebut didapatkan bentuk 3 skema kontrol.

39

Secara keseluruhan sebelum tahun 2000 model dan kontrol pH yang dikembangkan

masih bersifat linier, sehingga belum memberikan bentuk unjuk kerja yang tepat jika dikaitkan

dengan realitas yang non-linier. Selain pemodelan dalam rentang tahun yang sama dilakukan

aplikasi secara langsung/on-line. Sensor pH mempunyai karakteristik yang nonlinier terhadap

konsentrasi dan volume pelarut yang ditambahkan dalam larutan asam-basa. Hal ini disebabkan

oleh konstrinbusi nilai konsentrasi ion H+ dan OH- untuk membentuk pH=-log[H+] tidak dapat

diturunkan menggunakan aljabar linier sederhana, sehingga untuk tipe Asam-Basa (Kuat atau

Lemah) yang berbeda akan memberikan persamaan pH yang berbeda pula. Selain itu konstribusi

ion-ion tersebut hanya dapat ditentukan menggunakan persamaan reaksi kimia dan

kesetimbangan muatan.

Oleh karena itu setelah melakukan pemodelan pH (Hendra Cordova, Ali Masduki,

LITMUD, 2007 ) untuk karakteristik asam-basa yang tipikal sebagai kombinasi Asam Kuat-

Lemah dan Basa Kuat-Lemah, maka dalam penelitian (Hendra Cordova, Imam Abadi,

Produktif-ITS, 2008) diterapkan dalam lingkungan yang nyata dengan kasus yang dipilih adalah

lingkungan (media) air sebagai tempat berkembangnya tanaman (dipilih sawi dan Lettuce) dalam

Greenhouse NFT dengan pelarut nutrisi (pupuk) yang berkembang dengan baik tapi mempunyai

kelemahan dalam pencapai masa panen dan kualitasnya.

Prediksi kesetimbangan energi termal terhadap variabel suhu dan kelembapan diteliti oleh

Hendra Cordova dan Suyanto (2006) pada Greenhouse PUSPA Lebo (Kab. Sidoarjo, Prop.

Jatim) dengan tanaman buah melon. Model prediksi ARX menghasilkan prediksi prilaku suhu,

kelembaban dan intensitas matahari di ruang greenhouse tersebut. Sedangkan aplikasi kontrol pH

dilakukan dalam penelitian Ungggulan Laboratorium 2008 (FTI-ITS) dengan membuat

kontrol asupan (larutan) nutrisi dengan sensor pH berbasis (mikrokontroller AT89C51 Atmel)

untuk membuka tutup katup-kendali larutan nutrisi yang sesuai agar diperoleh kecukupan

mineral (unsur hara) bagi Lettuce.

Sedangkan model pH yang dikembangkan disusun berdasar teknik invariansi

(kesetimbangan muatan dan dinamika pencampuran proses, Litmud 2007) dengan menganalisa

konstribusi dan pengaruh pertambahan ion H+ oleh proses fotosintesis dan respirasi (diukur

menggunakan sensor kuat cahaya dan konduktivitas listrik, EC). Berdasar model pH tersebut

akan disusun strategi kontrol otomatik (ON-OFF atau PID) utntuk mengatur suplai nutrisi yang

sesuai bagi Greenhouse NFT (Hendra Cordova dan Totok Suhartanto, FTI-ITS 2008). Gambar

40

2.11 adalah bagan alir Rodmap dari peneliti dari tahun 1992 sampai sekarang. Warna hijau

adalah tujuan dari jangka panjang penelitian pH pada greenhouse hidroponik NFT yang dipadu

laraskan dengan Roadmap Pusat Bisnis Teknologi dan Industri sebagai naungan peneliti pada

pusat penelitian dibawah LPPM-ITS (Gambar 2). Capaian jangka panjang adalah model

prototipe greenhouse hidroponik NFT yang dapat di-paten-kan dan memperoleh HAKI, sehingga

dapat dibuat produk secara masal.

Gambar 2.11. Roadmap peneliti, warna hijau adalah kesesuaian

dengan Pusat Studi PBTI

41

Rancang Bangun Greenhouse dan Hidroponik yang telah dilakukan oleh Ketua dan Anggota Tim Peneliti

Hidrroponik NFT Penelitian Hendra Cordova ST MT dan Mahasiswa (terletak di Laboratorium Fisis Jurusan Teknik Fisika FTI-ITS

Kontrol pH untuk Suplai Nutrisi pada Hidrroponik NFT

Pertumbuhan akar dan daun Rangkaian elektronika pengatur pompa suplai

nutrisi

Greenhouse yang dibuat oleh Kristanti Indah Purwani S.Si, Msi dan Tutik Nurhidayati S.Si, Msi (terletak di Jurusan Biologi FMIPA ITS

Beberapa tipe tanaman di dalam Greenhouse sebagai obyek penelitian oleh Kristanti Indah Purwani S.Si, Msi dan Tutik Nurhidayati S.Si, Msi (terletak di Jurusan Biologi FMIPA ITS

42

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tahapan dan Metodologi Penelitian

Metodologi yang diterapkan dalam penelitian ini terdiri dari beberapa bagian atau

tahapan yaitu, rancang bangun greenhouse, pembuatan dan penanaman lettuce dalam hidroponik

NFT sekaligus meletakkan ke dalam ruang greenhouse, merancang dan membuat kontrol pH,

kelembapan serta intensitas sinar matahari. Pertama kali yang dibahas adalah Rancang Bangun

Greenhose ditunjukkan oleh diagram alir berikut,

Data Lingkungan

(Primer dan

Sekunder)

Suhu Rata2 Harian (T)

Kelembaban (Rh)

Kecepatan Angin

Intensitas Sinar Matahari (I)

Desain Greenhouse

(Dimensi dan

Material)

Sesuai

Estimasi Kelembapan dan

Suhu (Didalam Ruang

Greenhouse dg metode ARX)TIDAK

YA

Pembuatan

Greenhouse

Gambar 3.1.. Rancang Bangun Greenhose

43

Berdasar gambar diatas diperlukan terlebih dahulu data lingkungan sekitar greenhouse (wilayah

kampus ITS, Sukolilo Surabaya) yang diukur langsung (data primer) masing-masing adalah,

suhu, kelembaban dan intensitas matahari menggunakan sensor yang bersesuaian dengan

variabel yang diukur. Khusus untuk intensitas sinar matahari menggunakan Lux-meter,

Sedangkan sebagai data pembanding digunakan data dari Badan Meteorologi dan Geofisika

Juanda Surabaya (data sekunder). Setelah dilakukan perhitungan rata-rata harian untuk masing-

masing data tersebut, selanjutnya dilakukan desain greenhouse berdasarkan luas dan tipe bahan-

bahan yang digunakan sebagai screening-filter. Berdasar Hendra Cordova dan Suyanto (2005)

diperoleh ruusan pendugaan (estimasi) menggunakan metode ARX sebagai berikut,

Model ARX Suhu, Intensitas (Rad)

( ) [ ]

×−×−

−

++= −−

)()(

)()(

)(

)()(

1 22

11

4321

kTuTT

kTuTT

kTRad

kTTkTT

qaqa

BBBBkTT

ventoi

heatipipe

oi

is

(3.1)

Ti = temperatur dalam ruang greenhouse (oC) To = temperatur luar ruang greenhouse (oC) Rad = radiasi sinar matahari (J/m2) Tpipe = temperatur heating pipe (oC) Uheat = Panas dalam ruangan (J/s) Uvent = ventilasi (J/s.m.0C) a = bilangan penyebut fungsi transfer

B = bilangan polinomial operator delay

Model ARX Kelembapan

( ) [ ]

×−−

−

++= −−

)()(

)()(

)(

))()((

1 22

11

4321

kTuTT

kTRHkTRH

kTT

xukTRHkTRH

qaqa

BBBBkTRH

heatipipe

oi

i

ventoi

is

(3.2)

RHi = kelembaban udara dalam ruang greenhouse dan RHo = kelembaban udara luar ruang greenhouse.

Sedangkan dimensi dari greenhouse diguanakan rumusan,

Uvent = 0,023 V0,8 D-0,2 k 8,0−

ρµ

(3.3)

Dengan D = Luas ventilasi (m2), V = kecepatan udara (m/s), dan menggunakan sifat-sifat fluida

udara (bergantung pada dimensi greenhouse) akan diperoleh ρ (kerapatan lbm/ft3 ) ,µ (lbm/ft.s)

serta koefisien konduktifitas k (Btu/h.ft.F). Bila suhu, kelembapan dan intensitas radiasi matahari

44

tidak sesuai untuk tumbuhan lettuce, maka dimensi greenhouse dirubah sampai nilai persamaan

3.1 sampai 3.3 memenuhi persyaratan bagi lingkungan tumbuhnya lettuce. Selanjutnya bila nilai-

nilai variable tersebut mendekati variabel ukur secara langsung (di lapangan atau lokasi), maka

langkah berikutnya adalah membangun greenhouse.

3.1.2. Penurunan Model Kontrol pH secara Analitik pada Hidroponik NFT Lettuce

Dalam menurunkan Model pH secara analitik teknik invariansi reaski (reaction invariant)

digunakan mengacu pada Guftafson dan Mc. Avoy. Reaksi ini menggabungkan persamaan

dinamika kesetimbangan masa, muatan (elektronetralitas) dan aljabar linier (polynomial dalam

H+). Berdasar gambar 5a dan b maka dinamika kesetimbangan masa mempunyai perumusan

matematika yaitu,

aFbFaCaFadt

adV λλ

).(. +−= (3.4)

bFbFaCbFbdt

bdV λλ

).(. +−= (3.5)

Gambar 3.2. Skema Pemodelan pH pada Hidroponik NFT (a). Skema Aliran Nutrisi (b). Skema Pemodelan pH

dengan, λa (Reaksi invariant Asam) , λb (Reaksi invariant Basa), Fa (Laju aliran Asam), Fb

(Laju Aliram Basa), Ca (Konsentrasi Asam atau media hiroponik), Cb (Konsentrasi Basa atau

nutrisi hidroponik) dan V adalah volume air didalam tangki hidroponik. Selanjutnya untuk

memperoleh konsentrasi [H+] digunakan kesetimbangan muatan, kemudian dibentuk polynomial

dalam variable konsentrasi ion hydrogen positip, dan seterusnya dicarai akarnya sehingga

45

didapatkan nilai pH=-log[H+]. Selanjutnya bersesuaian dengan tujuan dari penelitian ini, maka

ditentukan model pH akibat pengaruh dari fotosintesis ditunjukkan dalam diagram alir gambar 6.

])[].([)(][

2222 CoCoKRtP

dt

CodsatCO −++−=

≤≤−

=

44,

0

2cos.

)( max αααπ

T

tT

tP

tP

[ ] 0. =±∑ ±

n

zn

nxz

aFbFaCaFadt

adV λλ

).(. +−=

bFbFaCbFbdt

bdV λλ

).(. +−=

Gam

bar 3.3. Skema penurunan Model pH secara analitik

Oleh karena asam-basa selalu diasosiasikan dengan kesetimbangan muatan, maka perubahan

pada konsentrasi CO2 akan mengakibatkan pergeseran dari nilai pH, karena unsur-unsur terlarut

dalam air akan mengakibatkan perubahan pH. Konsumsi CO2 yang telah ada pada saat proses

fotosintesis dan respirasi berlangsung dinyatakan oleh Sielemen (2001) adalah,

])[].([)(][

2222 CoCoKRtP

dt

CodsatCO −++−= (3.6)

≤≤−

=

44,

0

2cos.

)( max αααπ

T

tT

tP

tP (3.7)

Dengan P(t) adalah aspek fotosintesis sebagai fungsi waktu, Pmax adalah level oksigen

maksimum yang diserap (mol/L/jam), T periode tanam dalam satuan waktu (24 jam), α lama

penyinaran (baik oleh matahari atau oleh lampu buatan) dengan nilai 1,5 pada saat kemarau dan

0,5 saat penghujan. KCO2 konstanta reaksi (1/jam) dan [CO2]sat konstanta CO2 yang diturunkan

46

dari hukum Henry. Sedangkan persamaan 6 dan 7 dirujuk dari penelitian yang telah dilakukan

oleh Morten Sielemen dkk. (2001).

3.2. Rancang Bangun Multi Kontrol pH, Kelembaban dan Intensitas Sinar Matahari untuk Hidroponik NFT sebagai media tumbuh-kembang tanaman lettuce didalam Greenhouse

Pada tahapan ini dilakukan aplikasi secara serempak kontrol dan tumbuh kembang dari lettuce,

sehingga pertakali yang dilakukan adalah pembibitan dengan rincian sebagai berikut,

a. Siapkan nampan plastik, busa/spon, lidi, biji benih, dan nutrisi kemudian Benih (3-4 biji)

dimasukkan ke dalam medium spon yang telah dilubangi di bagian tengahnya. (gunanya

untuk tempat benih).

b. Air bersih dimasukkan kedalam wadah semaian (nampan plastik). Lalu spon yang sudah

dimasukkan biji benih kedalamnya ditekan-tekan dengan tangan agar air dapat meresap

kedalamnya. Sedangkan Pada hari kedua (biji benih mula berkecambah), larutan nutrisi

dengan setengah kadar kepekatannya dimasukkan kedalam wadah semaian.

c. Pada hari ke 10 atau ke 11 bibit benih telah membesar dalam spon dan siap untuk

dipindahkan ke wadah pembesaran. (Tinggalkan satu bibit yang subur saja untuk setiap spon).

d. Anak benih dalam spon dari wadah semai telah siap untuk dipindahkan wadah pembesaran.

Untuk pembesaran larutkan nutrisi ke dalam wadah yang telah diisi dengan air bersih.

Kemudian lakukan pengukuran pH

e. Masukkan Spon yang berisi bibit ke dalam wadah kecil yang bagian bawahnya berlubang.

Bisa pot kecil atau cetakan kue kukus.

f. Atur pot kecil dalam wadah pembesaran Atau dapat juga spon kita taruh langsung pada

sterofoam. Lubangi sterofoam sesuai ukuran spon.

g. Masukkan spon ke dalam sterofoam. Bila masih longgar, selipkan sisa spon atau sterofoam

pada sela yang longgar tadi.

h. Atur posisi sterofoam dengan baik., bibit siap dibesarkan

3.2.1. Pembuatan Pupuk (Nutrisi)

Larutan hara untuk hidroponik cair menggunakan media Hoagland dengan rincian sebagai

berikut,

Komposisi media Hoagland :

47

(1.25mM CaNO3

1.25mM KNO3,

0.5mM MgSO4,

0.25mM KH2PO4,

1X micronutrient solution ( hara mikro) terdiri dari 50mM H3BO3, 9.0mM MnCl24H2O, 70nM

ZnSO47H2O, 30nM CuSO45H2O dan 10nM Na2MoO42H2O

Cara membuat 1,8 liter media Hoagland

10 mL Ca(NO3)2, 10 mL KNO3, 4 mL MgSO47 H2O, 2 mL KH2PO4, 0,2 ml FeEDTA ,

2 ml Hara mikro dan Akuades ditambahkan sampai volume 1,8 liter

3.2.2. Rancang Bangun Kontroller pH, Kelembapan dan Intensitas Matahari

Pada Greenhouse hidroponik terdapat tiga kontroler yang terintegrasi dan bekerja sesuai

dengan variabel proses masing-masing. Dalam plant tersebut variabel proses yang dikontrol

adalah Intensitas Cahaya, Kelembapan udara, dan pH. Ketepatan perubahan pH dalam media

tanam tersebut memerlukan bentuk model dinamik pH terhadap waktu yang dimonitoring terus

menerus selama tumbuhan ditanam. Berdasar hubungan kelistrikan (muatan listrik), maka harga

pH dapat ditentukan dari kontribusi oleh muatan-muatan yang bekerja yaitu kebasaan ([OH-])

dan keasaman ([H+]) (dari lingkungan media tanam air + pupuk atau nutrisi). Namun dalam

lingkungan hidroponik harga pH dipengaruhi juga oleh proses fotosintesis dengan bantuan

matahari dan respirasi pada malam hari. Oleh karena itu perlu dikembangkan model pH yang

menggabungkan perolehan persamaan dari media tanam (air) dan pupuk dengan kedua peristiwa

tersebut. Sebagai studi kasus dalam penelitian ini akan dilakukan model pH pada lingkungan

hidroponik tanaman Tomat yang kecepatan pasokan defisit terhadap permintaan/suplai, sekitar

hampir 25% (BPS, Prov. Jatim, Provinsi Jawa Timur Dalam Angka Tahun 2007).

Ketiga variabel tersebut harus dikendalikan agar tanaman dapat tumbuh dengan baik dan

menghasilkan produk yang baik pula. Penjelasan prinsip kerja dari ketiga kontroler tersebut

adalah :

48

Gambar 3.4 Skema Rancang Bangun Kontroller Kelembapan dan Intensitas Matahari

Gambar 3.5. Kontroller pH

3.2.3. Rancang Bangun Kontrol Kelembapan Udara

Kontroler ini berfungsi untuk menjaga kelembapan udara di dalam greenhouse. Prinsip kerja dari

kontrol kelembapan ini adalah saat kondisi kelembapan dan temperatur kurang dari set poin

maka motor DC akan membuka kran sehingga air akan memasuki selang dan membasahi kain.

Kemudian kipas angin yang dikendalikan oleh mikrokontroler akan berputar dan

menghembuskan angin ke arah kain basah. Begitu sebaliknya ketika kelembapan dan temperatur

49

melebihi set poin yang diberikan maka motor DC akan menutup kran dan kipas angin mati.

Sensor yang digunakan adalah HSM-20G yaitu sensor pengukur kelembaban dan temperatur.

Output sensor kemudian masuk Signal Conditioning (SC), lalu output tegangan analog dari SC

masuk Analog to Digital Converter (DAC) untuk diubah menjadi digital. Sinyal digital ini

kemudian diolah di dalam mikrokontroler untuk menghasilkan sinyal kontrol yang digunakan

untuk menggerakkan motor pemutar kran dan untuk memutar kipas.

Rancang Bangun Kontrol pH

Larutan nutrisi yang dialirkan dalam talang NFT harus dijaga kadar keasamannya. Kadar

keasaman atau pH berperan penting dalam pertumbuhan tanaman, karena tanaman tidak dapat

hidup dengan kondisi pH yang terlalu asam atau terlalu basa. Oleh karena itu diperlukan kontrol

pH untuk menjaga nilai tersebut. Prinsip kerja kontrol pH adalah sensor pH yang diletakkan

dalam talang akan menghasilkan keluaran tegangan. Kemudian tegangan analog ini dimasukkan

ke ADC di dalam mikrokontroler. Mikrokontroler akan mengatur hidup atau matinya pompa dan

valve untuk mengalirkan nutrisi dari tangki. Untuk mengetahui nilai pH terukur maka digunakan

LCD.

Rancang Bangun Kontrol Intensitas Cahaya.

Faktor intensitas cahaya pada budidaya hidroponik NFT yang dilakukan pada

greenhouse juga memegang peranan peting dalam proses pertumbuhan tanaman. Dengan nilai

intensitas cahaya yang cukup maka tanaman dapat tumbuh sehat. Pada kontroler ini nilai

intensitas cahaya yang dikendalikan sebesar +400fc. Pada atap plant hidroponik ini terdapat

sekat kasa yang dapat membuka tutup untuk menghalangi sinar matahari yang masuk berlebih.

Gerak buka tutup ini digerakkan oleh motor yang dikendalikan oleh mikrokontroler. Prinsip

kerja dari kontroler ini adalah, Sensor cahaya yang digunakan yaitu LDR akan menghasilkan

nilai resistan sesuai dengan besar intensitas cahaya yang diterima. LDR terintegrasi dalam

rangkaian Signal Conditioning (SC) gunanya untuk menghasilkan tegangan analog. Kemudian

tegangan analog dari SC akan dimasukkan ke dalam ADC mikrokontroler. Hasil konversi

tegangan analog menjadi digital ini kemudian diterjemahkan oleh mikrokontroler dan dihasilkan

sinyal kontrol untuk mengerakkan motor. Motor akan menggerakkan sistem mekanik

untukmembuka tutup sekat kasa pada atap greenhouse.

50

3.3. Metode Analisa Data

Sebagai bagian untuk melihat unjuk kerja keseluruhan hasil rancangan dan pembuatan

greenhouse hidroponik NFT tumbuh kembang lettuce disarikan dalam bentuk tabel dibawah ini,

Tabel. 3.1. Ringkasan Pengukuran dan Analisanya

No Data Pengukuran dan Hasil Rancang Bangun

Validasi dan Metode analisanya

1 Model Analitik pH, Kelembaban dan Intensitas Matahari

Dibandingkan dengan hasil pengukuran langsung (Trend Analysis dan pengukuan kesalahannya)

2 Kontrol pH Pengukuran langsung (Harian setiap 5 jam sekali) dalam pencapaian pH 6-6,5 (metode yang dilakukan adalah mengukur indeks performansinya dengan Integral Sums Square Error

3 Kontrol Kelemban dan Intensitas Matahari

Dibandingkan dengan pengukuran langsung pada pagi, siang dan sore (Trend and Error Analysis)

5 Tumbuh Kembang Lettuce

Pengukuran Langsung: Panjang Daun tiap Hari (cm) Panjang Akar tiap Hari (cm) Jumlah Daun (Tiap 10 Hari) Warna Daun

Pada penelitin ini dilakukan pula rancang bangun prototipe Greenhouse dengan pH terkontrol,

Rincian dari tahap ini adalah sebagai berikut, Pengukuran beberapa variabel ruangan

(lingkungan) untuk Greenhouse ditempatkan yang terdiri dari pengukuran intesitas cahaya dalam

1 hari (24 jam), suhu dalam dan luar ruangan dan kelembaban diluar dan didalam ruangan.

Rancang bangun Greenhouse NFT (lihat bab 3.3). Pembuatan pengkondisi sinyal untuk sensor

pH dan actuator yang terdiri dari ADC, DAC, up-load program ke mikrokontroller AT89C51.

Set-up pompa untuk pengaliran pupuk ke media Greenhouse secara otomatis dihubungkan

dengan mikrokontroller

3.3.1. Metode Analisa Pemodelan pH

Analisa simulasi pH pada Greenhouse NFT dilakukan dengan melihat bentuk kurva pH terhadap

pelarut nutrisi apakah membentuk kurva S atau tidak, bila telah terbentuk, maka menurut Hendra

Cordova (2007) pemodelan dinyatakan sesuai. Analisa dilakukan dengan Studi perbandingan

dengan hasil eksperimen skala aboratorium, analisa error antara model dan hasil eksperimen

(regresi linier dengan x model dan y hasil eksperimen).

51

Tabel 3.2. Metode Analisa Komponen Elektronika (Analog/Digital)

No

Rangkaian Elektronika/Komponen

Hardware

Target Capaian

Analisa

1

Karakteristik sensor pH � pH minimal 4-12 � luaran voltage minimal

1-10 mV

Regresi linier anatara pH dan voltage (maksimal mempunyai kesalahan 25 %)

2

Pengkondisi sinyal (Penyearah, pembagi tegangan dan penguat sinyal analog)

Luaran sinyal voltage 1-5 volt untuk rentang pH 4-12

Regresi linier anatara pH dan voltage (maksimal mempunyai kesalahan 25 %)

3

Rangkaian ADC Luaran ADC mempunyai rentang 0-256 (8 bit) untuk rentang 1-5 V

Regresi linier anatara jumlah bit (digital) dan voltage 1-5 V (maksimal mempunyai kesalahan 25 %)

4

Program Asembly Mikrokontroller

Luaran mempunyai nilai digital 8 bit (setara dengan 1-5 V)

Uji komparasi

5 Rangkaian DAC Luaran DAC mempunyai rentang 1-5 V untuk rentang 0-256 (8 bit)

Regresi linier

6 Motor Valve Mempunyai bukaan 0-75% untuk setiap output 1-5 V DAC

Melihat putaran motor valve dan keluarnya aliran nutrisi

7 Pompa Running atau mulai bersirkulasi bila terdapat sinnyal 220 V AC yang digerakkan oleh mikrokontroller

Penarikan kesimpulan (hipotesis): seharusnya model pH teoritis mempunyai kesalahan yang

lebih kecil dari eksperimen. Model yang dikembangkan juga memerlukan penentuan hubungan

pH dengan intensitas cahaya sebagai perwakilan dari peristiwa fotosintesis yang terjadi.

Metode Analisa Sistem Pengaturan Nutrisi melalui kontrol pH dan Perkembangan Tumbuh Lettuce

52

Pengukuran/analisa kestabilan dengan Indeks Performansi (kualitatif ) rise time settling time,

prosen maximum overshoot dan pencapaian 2%-5% set-point (steady state error) Ogata (1996)

dan Astrom (1995). Penarikan kesimpulan (hipotesis awal): waktu yang dibutuhkan untuk

pencapaian set-point makin kecil makin baik, prosen maksimum overshoot tidak boleh lebih

besar dari 20%, sedangkan pencapaian kesalahan pada keadaan tunak harus mencapai rentang

2%-5% dari set-point, tidak boleh lebih. Mempunyai kemampuan menjejak (tracking) perubahan

set-point. Penarikan kesimpulan (hipotesis awal): tidak semua keadaan akan mempunyai

performansi yang baik, akan terjadi kesalahan bila set-point yang diberikan ada pada wilayah

transisi pH 4-6 dan pH 8-11(wilayah kritis atau daerah yang sangat nonlinier), selain harga

tersebut performansinya akan baik. Analisa secara kuantitatip , denganbeberapa kriteria sebagai

berikut Kriteria Integral Kuadrat Kesalahan (Integral Sum Square Error, ISE)

∫∞

=0

2 )( dtteISE Sedangkan tingkat pertumbuhan Lettuce seperti yang disarankan

oleh Fajar (2006) dianalisa melalui monitoring langsung pertumbuhan dengan kriteria ukuran

hasil buah Lettuce tiap pohon minimal 5 daun dan kecepatan panen.

53

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasar metodologi dan latar belakang yang telah diterangkan sebelumnya, maka pada bab ini

hasil dari pengambilan data lapangan untuk variabel intensitas cahaya matahari, kelembapan dan

suhu diterangkan terlebih dahulu.

4.1 Hasil Pengukuran Variabel Lingkungan (Kelembapan, Intensitas Cahaya

Matahari dan pH)

Lettuce merupakan salah satu jenis sayuran yang makin populer di Indonesia, hal ini dapat kita

lihat dari perkembangan sayur lettuce yang menyebar dari daerah sub-tropis ke daerah tropis.

Ditelaah dari aspek pasar, komoditas lettuce mempunyai prospek yang besar dalam memenuhi

permintaan pasar dalam negeri sekaligus mensubsitusi lettuce impor. Sebagai bahan konsumsi

sayur-sayuran yang digemari masyarakat luas, cita rasa sayur lettuce yang khas dapat digunakan

untuk kesehatan. Lettuce dapat dibudidayakan dengan cara kultur teknik biasa (konvensional)

dan teknik sistem hidroponik. Selain itu juga lettuce tidak hanya cocok didataran menengah

tetapi layak pula didataran rendah. Beberapa variabel pengaruh diterangkan terlebih dahulu

sebagai syarat tumbuh kembang dari lettuce.

Iklim

Pembahasan ini berkisar pada sinar matahari, curah hujan, kelembaban dan suhu udara, angin,

dan penguapan. Tanaman lettuce dalam pertumbuhannya membutuhkan intensitas cahaya

matahari (terik sinar) dan panjang (lama) penyinaran. Intensitas matahari terbaik berkisar 10 –

12 jam/hari minimal 300 dari permukaan laut (dpl). Intensitas cahaya pada dataran tinggi lebih

besar daripada dataran rendah, sehingga tanaman lettuce sangat cocok ditanam pada dataran

rendah. Curah hujan yang tinggi dapat merusak tanaman secara langsung, juga dapat

54

menjadikan kondisi lingkungan yang menguntungkan bagi perkembangan patogen. Disamping

itu juga dapat mengurangi kadar gula dalam sayur. Kelembaban udara erat kaitannya dengan

curah hujan dan cuaca mendung /berawan. Dalam kelembaban yang tinggi tanaman mudah

terserang penyakit. Tanaman lettuce dalam perkembangannya umumnya memiliki kelembaban

60 %, dan masih dapat tumbuh baik dengan toleransi kelembaban udara 70 – 80 %. Sedangkan

variable suhu udara, tanaman lettuce membutuhkan suhu udara yang cukup tinggi. Suhu yang

dibutuhkan untuk perkecambahan benih antara 25 – 35 0C. Sedangkan pada masa pertumbuhan

suhu udara berkisar 20 – 30 0C. Apabila udara kering dengan kelembaban + 60 % dengan suhu

udara 32 – 37,5 0C tanaman lettuce masih dapat tumbuh dengan baik. Tanaman lettuce tidak

dapat tumbuh baik bila suhu < 18 0C. Angin yang bertiup kencang dapat merusak tanaman

lettuce; seperti mematahkan tangkai daun, tangkai sayur, dan tangkai tanaman. Penguapan

berpengaruh terhadap besar-kecilnya sayur lettuce. Semakin tinggi penguapan semakin banyak

air yang dibutuhkan. Tanaman lettuce pada dasarnya membutuhkan cukup banyak air.

Sebenarnya, kandungan air dalam tanaman cuma sebagian kecil dari air yang dihisap tanaman.

Hal ini digunakan untuk metabolisme tanaman tersebut. Rata-rata tanaman lettuce menghisap air

300 – 500 gram, untuk menghasilkan 1 gram bahan kering tanaman.

Lokasi Geografis

Tanaman lettuce dapat tumbuh dengan baik pada ketinggian 300 – 1000 m. Akan tetapi di

Jakarta dengan ketinggian < 300 m tanaman lettuce dapat tumbuh cukup baik

Kesuburan Tanah atau Media Tumbuh

Faktor-faktor yang menyuburkan tanah antara lain : kandungan air, curah hujan, kandungan

bahan organik, organisme tanah, kandungan udara, keasaman tanah, struktur dan tekstur tanah,

serta kelengkapan dan ketersediaan zat-zat hara. Tanaman lettuce tumbuh baik pada keasaman

tanah (pH) 5,8 – 7,2. Penambahan pupuk kandang dapat menambah keasaman tanah.

4.1.1. Hasil Pengukuran Kuat Cahaya Matahari

Alat ukur yang digunakan berfungsi untuk menampilkan besaran satuan pencahayaan yang

diukur dan besarnya radiasi matahari. Alat ukrur untuk besaran cahaya disebut lux meter dan

55

pyranometers untuk menampilkan hasil pengukuran radiasi sinar matahari. Spesifikasi alat ukur

sebagai berikut:

Lux meter

Pyranometers

� Range : 40, 400, 4.000, 40.000, 400.000 lux � Resolusi : 0.01 , 0.1, 1, 10, 100 lux � Akurasi : ±5 % ±10 digit dibawah 10.000 lux � Dimensi : 170x80x43 mm � Berat : 390 gram

� Output : 4-20 mA � Range : 0 to 1500 W/m2 � Spectral Response : 400 to 1100 nm � Accuracy : 1% of full scale � Operating Voltage : 10-36 VDC � Warm Up Time : 3 second � Operating Temp : -40° to +55°C � Sensor Size : 3" diameter x 1 1/2" � Berat : 250 gram.

Dengan diketahuinya luminous efficacy rata rata matahari adalah sebesar 100 lm/W maka

besarnya illuminance matahari adalah besar luminous efficacy dikalikan dengan 100 lm/W

[Hopkinson, 1996]. Sehingga data yang didapat seperti pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 data Illuminance cahaya matahari pada Januari-Nopember 2009

Illuminance cahaya matahari (lm/m2) Tanggal jam

23 Jan

21 Mar

25 Mei

22 Jul

23 Sept ‘

21 Nop

8 17000 29000 40000 41000 30000 16000 9 28000 41000 58000 52000 42000 29000 10 39000 53000 70000 68000 59000 41000 11 45000 65000 81000 91000 78000 50000 12 49000 72000 88000 95000 83000 55000 13 47000 70000 86000 95500 82000 51000 14 44000 64000 78000 89500 77000 48000 15 40000 61000 71000 77000 68000 41000 16 28000 56000 60000 61000 50000 27000

Tabel 4.1 menunjukkan bahwa variasi dari iluminance tidak linier, namun mempunyai puncak

(kuat tertinggi) yang sama yaitu dimulai dari jam 11-14.

56

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

8 9 10 11 12 13 14 15 16

Januari Maret Mei

Juni September Nopember

Waktu

Gambar 4.1 Grafik untuk Table 4.1

Berdasar table 4.1 dan gambr 4.1, maka intensitas cahaya matahari tertinggi berada pada bulan

Juli, bertepatan dengan musim Kemarau. Oleh karena itu diperlukan pelindung agar intensitas

cahaya matahri terutama pada bulan Mei-Agustur dari terik yang akan mengakibatkan sayuran

lettuce tidak optimal dalam pertumbuhannya.

4.1.2. Hasil Pengukuran Kelembapan

Kelembapan untuk lokasi penelitian (Kota Surabaya) sangat dipengaruhi oleh tempartur. Selama

satu hari dimulai pagi sampai siang hasil yang didapat untuk pengukuran relatip sama bergerak

dalam rentang (70-80%).

Tabel. 4.2. Hasil Pengukuran Kelembapan

Jam Jan Mar Mei Juli Sept ‘ Nop 1 86.7 86.82 86.68 86.73 86.657 86.7

2 85.5 85.62 85.48 85.53 85.457 85.5

3 83.3 83.42 83.28 83.33 83.257 83.3

4 81.4 81.52 81.38 81.43 81.357 81.4

5 79.5 79.62 79.48 79.53 79.457 79.5

6 78.7 78.82 78.68 78.73 78.657 78.7

7 74.3 74.42 74.28 74.33 74.257 74.3

8 72.4 72.52 72.38 72.43 72.357 72.4

9 70.3 70.42 70.28 70.33 70.257 70.3

57

Secara umum berdasar hasil pengukuran tabel 4.2 tersebut relatip agak tinggi untuk kisaran 80%,

oleh karena itu diperlukan penurunan di kisaran 80%, sehingga diadakannya atau diusulkannya

pengaturan kelembapan dalam penelirtian ini. Faktor iklim, tanah dan tanaman sangat besar

pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan hasil produksi tanaman. Iklim merupakan faktor yang

paling dominan yang mempengaruhi keduanya dan dapat direkayasa oleh manusia. Tanaman

tidak dapat bertahan dalam iklim yang buruk, kalaupun dapat bertahan tidak akan dapat

diharapkan hasil panen yang optimal. Hal tersebut dapat terlihat dari berbagai type green house .

Green house/rumah kaca/naungan tertutup merupakan alat pelindung tanaman secara tertutup

dari bahan yang terbuat dari plastik atau bahan lainnya berbentuk kasa maupun bahan berlubang,

yang mana bahan tersebut diletakkan menyelubungi suatu bahan tanaman dengan ketinggian

tertentu sehingga diperoleh iklim basah dan hangat serta bebas dari stress yang menyebabkan

pertumbuhan tanaman.

4.2. Rancang Bangun Sistem Kontrol Greenhouse

Berdasar metodologi yang ditunjukkan pada bab 3, maka system control yang dibuat terdiri dari

system control intensitas matahari, kelembapan dan pH, masing-masing diterangkan dalam sub

babb beikut dengan terlebih dahulu diterangkan secara umum system yang dirancang berikut ini.

Sensor Pada penelitian ini menggunakan sensor intensitas cahaya yaitu LDR, pada saat kondisi

intensitas cahaya kurang dari set poin yang diberikan maka motor DC akan berputar, dan

penutup atap akan membuka sehingga cahaya akan masuk kedalam rumah kaca atau green house

sehingga kadar intensitas cahaya yang dibutuhkan tanaman dapat dikondisikan dengan baik.

Begitu sebaliknya ketika intensitas cahaya melebihi set poin yang diberikan maka motor DC

akan bergerak menutup sehingga penutup atap dari rumah kaca atau green house akan menutup

sehingga intensitas cahaya yang masuk akan terhalang dan kadar intensitas cahaya yang

berlebihan tadi akan berkurang. Pada rangkaian signal conditioning ini akan memberikan output

ke ADC kemudian pada rangkaian ADC ini dirubah menjadi bilangan biner dan masuk ke IC

mikrokontroller untuk dikontrol atau masuk pada rangkaian analog. Bila rangkaian analog sudah

bisa digunakan untuk pengontrolan dari system tersebut maka rangkaian pengontrolan dengan

menggunakan mikrokontroller tidak digunakan. Namun bila rangkaian analog tersebut tidak

berjalan maka rangkaian mikrokontroller tersebut tetap digunakan. Untuk display hasil

pengontrolan digunakan PC dan LCD.

58

Sistem Pengendalian

Intensitas Cahaya

Hidroponik NFT

PENGKONDISI

SINYAL (SIGNAL

CONDITIONING)ADC

MIKROKONTROLLER

AT8535

Sekat

Kasa

Sensor Intensitas

Cahaya

Motor

Elektrik

Gambar 4.2. Rancang Bangun Kontrol Intensitas Matahari

Pada PC akan ditampilkan nilai besarnya kadar intensitas cahaya per menit dan hasil monitoring

pertumbuhan tanaman hidroponik menggunakan web cam yang dipasang di dalam green house.

Sedangkan pada LCD hanya ditampilkan nilai intensitas cahaya pada sistem.

Sistem Pengendalian Suhu

& Kelembapan

Hidroponik NFT

PENGKONDISI

SINYAL (SIGNAL

CONDITIONING)ADC

MIKROKONTROLLER

AT8535

Kain

Basah

Kipas

Angin

Sensor

Kelembapan &

temperatur

Gambar 4.3. Rancang Bangun Kontrol Kelembapan

59

4.2.1. Hasil Rancang Bangun Sistem Kontrol Intensitas Matahari

Sensor Pada penelitian ini menggunakan sensor intensitas cahaya yaitu LDR, pada saat

kondisi intensitas cahaya kurang dari set poin yang diberikan maka motor DC akan berputar,

menggerakan paranet dalam rumah kaca atau green house sehingga cahaya akan masuk

kedalam rumah kaca atau green house tersebut dan kadar intensitas cahaya yang dibutuhkan

tanaman dapat dikondisikan dengan baik. Begitu sebaliknya ketika intensitas cahaya melebihi

set point yang diberikan maka motor DC akan bergerak menutup sehingga paranet dalam rumah

kaca atau green house akan menutup. Hal tersebut menyebabkan intensitas cahaya yang masuk

akan terhalang dan kadar intensitas cahaya yang berlebihan tadi akan berkurang. Pada rangkaian

signal conditioning ini akan memberikan output ke ADC kemudian pada rangkaian ADC ini

dirubah menjadi bilangan biner dan masuk ke IC mikrokontroller untuk pengolahan dan

pengontrolan data. Untuk display hasil pengontrolan digunakan PC dan LCD. Pada PC akan

ditampilkan hasil monitoring pertumbuhan tanaman hidroponik menggunakan web cam yang

dipasang di dalam green house. Sedangkan pada LCD hanya ditampilkan nilai intensitas cahaya

pada sistem.

Perancangan Sensor Cahaya

Dalam penelitian ini menggunakan sensor Cahaya yang menggunakan

LDR. LDR dipasang diatas paranet dan dibawah paranet. Dimana

rangkaian sensor LDR dan pengkondisian sinyal dari LDR diatur jika

sensor LDR menerima input cahaya kecil maka resistansi atau tegangan

yang dikeluarkan dari rangkaian tersebut juga akan kecil, sebaliknya

bila sensor LDR menerima input cahaya besar maka resistansi atau tegangan yang dikeluarkan

dari rangkaian tersebut juga akan semakin besar. Dan juga pada rangkaian tersebut terdapat

multitone sebagai pengatur outputan dari sensor. Oleh karena itu tekanan dapat diukur dengan

tegangan yang terukur yang kemudian dimasukkan ke ADC. Untuk mendapatkan inputan sensor

0 – 5 Volt maka pressure gauge disetting dengan mengubah-ubah multitone. Modifikasi lain dari

pembuatan sensor ini adalah dengan menambahkan rangkaian pembagi. Rangkaian pembagi ini

digunakan untuk mengeset tegangan keluaran dari LDR untuk memenuhi range 0 sampai 5 Volt

sebelum masuk ke ADC.

60

Gambar 4.4. Peletakan Sensor Cahaya pada Miniplant

ADCDengan dapat disetting keluaran rangkaian pembagi yang masuk ke ADC dengan

menyesuaikan buka tutupnya plat hitam. Perubahan hambatan LDR dihasilkan oleh besar

kecilnya cahaya yang jatuh pada LDR, yang tergantung buka tutupnya plat hitam. Oleh karena

itu semakin besar tekanan maka semakin banyak pula cahaya yang datang.

Gambar 4.5 Rangkaian Pembagi Tegangan

Dalam Perancangan penelitian ini dibutuhkan akuisisi data berupa pengkonversi ADC (Analog

to Digital) agar sinyal dari sensor dapat dibaca oleh mikrokontroller agar dapat memberikan

perintah pengendalian kepada rangkaian driver relay dengan rumusan (Tegangan luaran sama

dengan (Data desimal x tegangan referensi), dan dibagi dengan 256. Dalam perancangan lokal

kontrol ini diperlukan suatu rangkaian minimum sistem ATMega16 yang berfungsi sebagai

gerbang pengidentifikasi data yang masuk maupun yang keluar melewati minimum sistem ini.

Mikrokontroler ATMega16 memiliki erbagai fitur yang memudahkan penggunanya. Salah satu

fitur yang akan digunakan dalam sistem ini adalah ADC internal (Port A) dan Port LCD (Port

C) yang dapat dibangkitkan (diaktifkan) melalui listing program C dengan software

CodeVision AVR. Sebagai pengendali yang utama dari Sistem pengendalian Intensitas

Cahaya digunakan minimum sistem mikrokontroler ATMega16, minimum sistem

mikrokontroler ATMega16 didukung oleh unit memori dinamik (RAM) berkapasitas 16 bit

yang dipakai sebagai memori dari program.

61

Gambar 4.6 Schemantik Sistem Microcontroller Intensitas Cahaya

Sistem mikrokontroler ATMega16 ini membutuhkan sumber frekuensi yang didapat dari sebuah

rangkaian penguat osilator pembalik (inverting oscillator amplifier) yang tersusun dari sebuah

Cristal dengan frekuensi 11.985 MHz dan dua buah kapasitor keramik sebesar 30pF yang

dihubungkan pada kaki-kaki XTAL1 dan XTAL2 kaki nomor 12 dan 13. Mikrokontroler

ATMega16 mempunyai 4 buah port paralel dengan lebar data 8 bit, terdiri dari port A, port B,

port C, dan port D yang berfungsi sebagai port masukan atau keluaran. Pada sistem penelitian

penulis ini mikrokontroler mendapatkan inputan (masukan) dari rangkaian sensor intensitas

cahaya dan memberi keluaran yang ditampilkan pada LCD. Port pada mikrokontroler yang

digunakan sebagai port input adalah port A.0 dan port A.1, yang berfungsi sebagai port output

(keluaran) yang menampilkan keLCD adalah port C.0, C.1, C.2, C.4, C.5, C.6, C.7. Disamping

port masukan dan keluaran, perlu dipasang input reset untuk sistem mikrokontroler pada kaki

nomor 9 dengan menambahkan rangkaian komponen resistor sebesar 1 Kilo ohm dan kapasitor

elektrolit sebesar 10 mF.

4.2.2. Hasil Rancang Bangun Sistem Kontrol Kelembapan

Dalam penelitian ini menggunakan sensor kelembaban dan temperatur HSM-20G dimana

sensor ini mempunyai nilai ke linieran yang tinggi di bandingkan dengan sensor kelembaban dan

temperatur yang lain pada umumnya. Selain itu juga kelembaban relatif bisa di konversi ke

62

tegangan keluaran yang standart. Untuk mengetahui sensor beserta rangkaian pengikutnya dapat

dilihat pada gambar di bawah lengkap dengan kaki pin pada sensor HSM-20G ini.

Gambar 4.7 Sensor HSM20G

Pada gambar diatas merupakan gambar sensor HSM-20G yang mempunyai 2 output yaitu

temperatur dan kelembaban. Dan juga dapat dilihat bagian dalam sensor yang ternyata

mempunyai 4 jenis keluaran, yaitu Vcc, output temperatur, output kelembaban, dan ground.

Perancangan Rangkaian Mikrokontroller

Sebagai pengendali yang utama dari sistem pengukuran kelembaban ini digunakan rangkaian

minimum sistem mikrokontroler AT89S51. Dimana disini digunakan untuk mengolah data yang

berasal dari sensor kemudian dikirimkan ke komputer melalui komunikasi serial. Pada alat ukur

kelembaban ini menggunakan port pada mikrokontroler yang digunakan sebagai port input Data

adalah port 3, dan relay terdapat pada port 2.5 sedangkan port untuk read and write adalah port

3.6 dan 3.7. Disamping port masukan dan keluaran, perlu dipasang input reset untuk sistem

mikrokontroler pada kaki nomor 9 dengan menambahkan rangkaian komponen resistor sebesar 1

Kohm dan kapasitor keramik sebesar 10 nF.Untuk mengetahui konfigurasi pin kaki

mikrokontroller berserta fungsi nya dapat dilihat pada gambar 4.8. Konfigurasi dari sistem

minimum mikrokontroler AT89S52 dapat dilihat pada gambar di atas. Dimana pada rangkaian

ini ada 40 kaki pin yang terhubung dengan komponen selanjutnya. Pada p1.0 dan p1.1

dihubungkan dengan sensor kelembaban, pin 9 reset, pin 18-19 kristal 1 dan 2, pin 20 ground.

Pin 40 vcc 5 volt. Pada rangkaian minimum system ini dibagi 4 port.

63

Gambar 4.8 Perancangan Rangkaian Minimum System Mikrokontroller

Pada gambar diatas dapat dilihat suatu perancangan rangkaian minimum system mikrokontroller

untuk penelitiantentang sistem kenyamanan pada ruangan. Pada gambar perancangan diatas ada

rangkaian multiplexer dan ADC juga yang dijadikan satu agar terlihat lebih flexibel. Selanjutnya

digunakan pula Rangkaian Driver Relay dengan fungsi utama dari driver relay ini adalah

sebagai pengaktif relay yang selanjutnya relay tersebut mengaktifkan device selanjutnya. Pada

driver relay ini digunakan transistor 2N3906 type PNP yang berfungsi sebagai transistor

switching.

Gambar 4.9 Driver Relay

Pada kaki emitter di beri masukan tegangan sebesar 5 V sehingga ketika transistor tersebut aktif

maka tegangan 5 V akan keluar dari kaki collector, transistor tersebut akan mengkontak

(switching) atau aktif dan meneruskan arus ketika diberi inputan ground pada kaki basisnya.

seluruh rangkaian ini akan aktif ketika ada inputan ground yang menuju basis pada transistor

2N3906, Adapun cara pengujian driver relay ini adalah memberikan inputan pada setiap

rangkaian driver relay yang berjumlah 2 buah dengan inputan plus-ground karena relay ini terdiri

3 buah dimana relay pertama bertindak sebagai selector,kemudian relay kedua bertindak sebagai

pengatur vreff dari sensor dan yang terakhir bertindak sebagai output ke motor dc. Pada gambar

64

3.12 diatas merupakan perancangan rangkaian driver relay yang digunakan dalam penelitianini.

Pada rangkaian ini, dibutuhkan relay 6 volt. Pada penelitianini dibutuhkan 3 rangkaian driver

relay untuk relay pertama bertindak sebagai selector,kemudian relay kedua bertindak sebagai

pengatur vreff dari sensor dan yang terakhir bertindak sebagai output ke motor dc.

4.2.3. Hasil Rancang Bangun Sistem Kontrol pH

Perangkat keras yang dirancang dalam penelitianini merupakan perangkat yang digunakan untuk

sistem akuisisi data pada proses pengendalian. Berikut dijelaskan prinsip dari proses kontrol

pada miniplant sistem pengendalian pH dan sistem akuisisi data. Perangkat keras sistem

pengendalian pH dapat direpresentasikan dalam bentuk skema seperti pada gambar 4.10 dibawah

ini:

Gambar 4.10 Skema Perangkat Keras Miniplant Sistem Pengendalian pH

Tangki pencampur memiliki masukan aliran yaitu aliran larutan nuteisidengan sistem semi batch.

Dalam hal ini sensor diletakkan didalam tangki reaksi. Agar pencampuran antara larutan asam

dan larutan basa bisa menghasilkan larutan yang homogen maka perlu ditambahkan pengaduk.

Variabel yang dikendalikan adalah pH yang di dapat dari hasil pencampuran dua larutan tersebut.

Sedangkan variabel yang dimanipulasi adalah besarnya aliran larutan basa. Sensor yang

digunakan adalah pH elektrode dan sebagai aktuator digunakan motor valve.

Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Sinyal dari pH elektrode adalah sinyal analog berupa tegangan - 282 sampai dengan 282 milivolt

sehingga masih harus dikondisikan menjadi tegangan yang sesuai dengan range masukan ADC

yaitu 0 – 5 volt. Untuk mengkondisikan tegangan tersebut maka dibutuhkan rangkaian

pengkondisi sinyal yang dapat diatur range keluarannya, rangkaian pengkondisi sinyal

menggunakan op-amp. Karena keluaran dari sensor pH dipengaruhi oleh suhu cairan yang kita

Sensor pH

Sensor Motor ValveSignalConditioning

ADCMUX

0

7

p H

F l o w L a ru t a n T i t ra s i (m l / s )

1 2

2

PC

DRIVERMOTOR

VALVEBASA

PLANT

65

ukur maka perlu kita buat kompensator suhu yang kita gabung dengan rangkaian pengkondisi

sinyal dari sensor pH tersebut. Kompensator suhu kita rancang berada pada Range 250C - 400C.

Op-amp yang digunakan dalam penelitianini merupakan Integrated Circuit (IC) keluaran

National Semiconductor dengan seri LF444. Nilai minimum keluaran sensor pH elektrode

dikondisikan sehingga memberikan keluaran tegangan 0 volt dan nilai maksimum sensor

dikondisikan menjadi tegangan 5 volt untuk bisa dibaca oleh ADC. Proses pengesetan ini dapat

dilakukan dengan memutar dua variable resistor sebagai span dan zero.

Rangkaian Driver Motor

Driver motor digunakan untuk memanipulasi gerakan motor

yang digunakan untuk membuka dan menutup kontrol valve

pada aliran fluida panas. Jenis motor yang digunakan adalah

motor DC 22 volt sehingga dibutuhkan driver motor DC dua

arah dan sensor posisi bukaan valve. Sensor posisi

menggunakan potensiometer, manfaat sensor posisi disini

adalah digunakan untuk mengetahui persentase bukaan valve, selain itu juga mempermudah

dalam proses pemberian sinyal kontrol pada motor valve. Rangkaian driver motor menggunakan

4 buah transistor npn yaitu tipe TIP31C dan 2N2222 serta 2 buah transistor pnp tipe TIP32C

yang difungsikan sebagai saklar. Prinsip kerja dari rangkaian driver motor adalah dengan

merubah arah aliran arus yang melewati motor yakni dengan cara memberikan sinyal (logika 1)

pada input cw sedangkan input ccw tidak diberi sinyal (logika 0) maka gerak motor akan searah

jarum jam dan sebaliknya jika input cw tidak diberi sinyal (logika 0) sedangkan input ccw diberi

sinyal (logika 1) maka gerak motor akan berlawanan arah jarum jam.

4.3. Sistem Multi Kontrol pada Greenhouse Lettuce

Pada pengujian alat ini, yang diukur adalah tegangan keluaran power supply, sensor, SC,

ADC, driver relay dan Mikrokontroller. Cara pengujiannya adalah dengan cara mengukur

tegangan keluaran pada power supply 5v dan 12v dengan menggunakan multimeter, yang diukur

sebanyak 5 kali tiap tegangan, pengujian SC low pass filter ini dilakukan sebanyak 5 kali,

pengujian ADC sebanyak 19 kali, serta pengujian mikrokontroller pada konfigurasi pinnya.

330 ohm 330 ohm

vcc

Input cwInput ccw

2N22222N2222

TIP31C

TIP32C TIP32C

TIP31C

Motor DC

66

D

ari data-

data

yang

telah

dianalisa

diatas,di

amati

dari

keseksa

maan

maka

dapat

disimpul

kan error

yang

dihasilkan dari sensor sangat kecil sekali hal ini dikarenakan beberapa hal,penempatan sensor,

cara kerja/mekanisme sensor. Sensor yang digunakan yaitu sensor HSM-20G yang memiliki 2

output yaitu temperature dan kelembaban, untuk pengambilan data sensor ini dilakukan

pengambilan data sebanyak 9 kali. sehingga output yang dihasilkan mendekati linear.

Pengambilan data sebanyak 9 kali ini dimaks. Ke linearan ini di pengaruhi oleh suhu yang ada

pada lingkungan pada saat pengambilan data selain itu juga penempatan sensor yang sesuai

sehingga didapatkan data yang valid.Sedangkan analisa data pada SC low pass filter ini sebagai

pengkondisi sinyal keluaran dari sensor. Ketika sensor HSM 20G di aktifkan dengan

menggunakan vcc 5 V kemudian akan mengeluarkan vout nilai vout tersebut timbul karena

sensor HSM 20G tersebut menyensing terdapat perubahan temperatur dan kelembaban tanpa sc

low pass ini sensor tidak akan menghasilkan output sinyal keluaran yang bernilai kecil sehingga

tidak bisa terbaca oleh rangkaian mikrokontroller, setelah di kondisikan sinyal keluaran tesebut

oleh SC maka langsung masuk ke dalam rangkaian ADC dimana fungsi rangkaian ini berfungsi

sebagai pengubah (pengkoversi) dari sinyal analog menjadi sinyal digital sehingga dapat di baca

oleh rangkaian mikrokontroller. Setelah di download oleh program dengan bahasa asemblly

No

Hygro Thermo

Anemometer (%RH)

Output sensor (%RH)

Vout kelembaban (volt)

Hygro Thermo

Anemometer (0C)

Output sensor (0C)

Vout temperature

(volt)

1 65.3 65.1 2.42 30 30.10 0.30

2 66.7 67.1 2.49 31 31.01 0.32

3 68.0 68.02 2.52 32 31.92 0.33

4 70.5 70.9 2.59 33.2 33.40 0.34

5 72.6 72.9 2.65 34 34.02 0.35

6 75.4 75.1 2.70 35 34.90 0.36

7 78.5 78.7 2.76 36 36.01 0.39

8 80.5 80.9 2.80 38 37.97 0.40

9 84.1 84.2 2.84 40 40.10 0.42

67

maka rangkaian ini akan menjadi kontroller yang akan mengkontrol monitoring suhu, serta

kontrol kelembaban. Outputan dari rangkaian mikro ini kan menghasilkan output berupa

tampilan LCD dan kontrol hidup dan mati pompa. Sehingga vout dari mikro akan dihubungkan

ke relay 6V DC dan common relay 12V AC-DC ketika sensor menyensing perubahan temperatur

dan kelembaban terlalu berlebih maka pompa akan menyala. Error yang dihasilkan dari sensor

HSM20G yang memiliki 2 output yaitu temperatur dan kelembaban yang berdasarkan nilai error

beserta nilai akurasi tiap pengukuran adalah: sensor HSM20G yang output suhu HSM20G

kenaikan Error rata-rata =0.193 akurasi tertinggi 99.98% dan terendah 99.4%. suhu HSM20G

penurunan Error rata-rata =0.265 akurasi tertinggi 99.98 %terendah 99.1%. kelembaban

HSM20G kenaikan Error rata-rata =0.363 akurasi tertinggi 99.97% dan terendah 99.41%.

kelembaban HSM20G penurunan Error rata-rata= 0.32 akurasi tertinggi 99.89% dan terendah

99.5%. Dari data-data baik pada power supply dan pengujian alat yang diperoleh terlihat bahwa

alat ini bekerja dengan cukup baik. Sedang untuk ketelitian alat, juga cukup baik karena nilai

kepresisian dan keakuratan yang didapat mendekati 100% hal ini di pengaruhi oleh nilai ke

kepresisian dan keakuratan dari masing – masing komponen rangkaian listrik tersebut.

4.4. Uji Lup Tertutup Sistem Pengendalian pH

Setelah dilakukan uji atau penentuan respon open lup untuk beberapa kombinasi asam-basa,

maka langkah atau simulasi selanjutnya adalah menguji performansi dari system pengendalian

lup tertutup. Pengujian pada simulasi terdiri dari beberapa bentuk yaitu uji variasi set-point,

perubahan atau tracking set-point, penambahan beban yang determistik maupun random.

Keseluruhan uji tersebut dianalisa menggunakan indeks performansi yaitu pencapaian waktu

keadaan steady (settling time, Ts) saat pengendalian telah mencapai set-poinnya, lewatan

maksimum (maximum overshoot) diukur dalam persen dan ITAE. Sedangkan skema estimator

akan dilakukan secara parallel dengan sinyal control yang diberikan untuk setiap uji yang

dilakukan. Artinya bila pengendalian mencapai keadaan stabilnya (pencapaian set-point) dapat

dikatakan estimator telah bekerja dengan baik apabila parameter proses berubah terhadap

berbagai uji diatas.

4.5. Analisa Sistem Pengendalian

68

Gambar dibawah ini adalah uji set-point untuk pH 7 (gambar 5.9a) dan pH 6 (gambar 5.14b)

dengan laju aliran asam (HCl) dibuat tetap (0,5 L/sec).

Gambar 4.11 Respon pH (a) pH set-point 5 (b) pH set-point 6

Berdasar gambar tersebut terlihat bahwa kedua skema control baik PID maupun PID dengan Self

Tuning Control (STC) bekerja dengan baik. Osilasi kedua control menunjukkan bahwa STC

mempunyai awal yang lebih baik yaitu kemampuan untuk meredam perubahan osilasi yang pasti

akan terjadi oleh karena pH keadaan awal adalah 2 bukan saat set-point diberikan. Kedua

pengendali juga mampu mencapai set-point nya dengan cepat yaitu kurang dari 50 detik.

Gambar 5.10 Respon pH (a) pH set-point 7 (b) pH set-point 9

69

Gambar 5.15 a menunjukkan performansi yang berbeda dengan respon gambar 5.14 diatas.

Terlihat sampai akhir simulasi STC mampu menjejak pH 7 (netral) dengan baik, sedangkan PID

tidak, bahkan sampai akhir simulasi (150 detik) tidak dapat mencapai set-point.

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

2 2.21 11.72 11.85 11.88 11.89 pH

mol

equivalence point

xa

xb

Gambar 4.12. Respon xa, xb (mol) titrasi HCl oleh NaOH Lup Terbuka

Perhatikan gambar 5.16 yang menunjukkan respon lup terbuka (tanpa pengendali), terlihat

bahwa titik ekivalen akan tercapai bila xb (mol dari Na+) dan xa (mol dari Cl-) sama-sama

memcapai sekitar harga 0,004-0,006 mol dalam waktu 3-8 detik, sehingga agar pH pada kondisi

closed-loop terjaga pada pH 7 nilai xa dan xb juga harus mengikuti kriteria diatas. Gambar 5.14

dan 5.15 pada dasarnya saling terkait terutama skali untuk menunjukkan skema estimator dan

desain control STC yang digunakan. Terlebih dahulu perhatikan gambar 5.19 tanpa adanya

gangguan dan perubahan beban pada laju aliran asam (Fa), maka keseluruhan parameter proses

(θ1, θ2, θ3 dan θ4) hanya mengalami perubahan sesaat ketika pH berubah dari kondisi awal

(keadaan asam, pH 3) menjadi pH 5, 6, 7, 9 dan 11 (sebelum detik ke 20) untuk selanjutnya

konvergen kearah parameter yang sebenarnya. Oleh karena itu parameter control PID (Kp, Ti

dan TD) juga hanya mengalami perubahan sebelum detik yang ke 20 juga dan menjadi

konvergen.

4.6. Capaian Luaran Sesuai Target

Luaran yang dicapai sesuai target yang ditentukan baik dalam proposal maupun hasil

penelitian ini adalah pengendalian serempak (multi control) pH, kelembapan dan intensitas

cahaya, sehingga tumbuh kembang lettuce cukup baik. Selanjutnya yang terkait dengan

teknologi tepat guna yaitu diperolehnya skema (bangunan) greenhouse hidroponik yang

digunakan dalam system NFT tumbuh kembang lettuce. Selanjutnya untuk memperoleh

70

konsentrasi [H+] digunakan kesetimbangan muatan, kemudian dibentuk polynomial dalam

variable konsentrasi ion hydrogen positip, dan seterusnya dicarai akarnya sehingga didapatkan

nilai pH=-log[H+]. Selanjutnya bersesuaian dengan tujuan dari penelitian ini, maka ditentukan

model pH akibat pengaruh dari fotosintesis ditunjukkan dalam diagram alir gambar 3. Oleh

karena asam-basa selalu diasosiasikan dengan kesetimbangan muatan, maka perubahan pada

konsentrasi CO2 akan mengakibatkan pergeseran dari nilai pH, karena unsur-unsur terlarut dalam

air akan mengakibatkan perubahan pH. Sedangkan dimensi dari greenhouse digunakan rumusan,

Uvent = 0,023 V0,8 D-0,2 k

8,0−

ρµ

Dengan D = Luas ventilasi (m2), V = kecepatan udara (m/s), dan menggunakan sifat-sifat fluida

udara (bergantung pada dimensi greenhouse) akan diperoleh ρ (kerapatan lbm/ft3 ) ,µ (lbm/ft.s)

serta koefisien konduktifitas k (Btu/h.ft.F). Bila suhu, kelembapan dan intensitas radiasi matahari

tidak sesuai untuk tumbuhan lettuce, maka dimensi greenhouse dirubah sampai nilai persamaan

1 sampai 3 memenuhi persyaratan bagi lingkungan tumbuhnya lettuce. Selanjutnya bila nilai-

nilai variable tersebut mendekati, maka langkah berikutnya adalah membangun greenhouse.

71

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasar analisa yang dilakukan pada bab 4, maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai

berikut,

a. Energi sinar matahari yang terukur untuk keperluan proses fotosintesis adalah sebesar

1.620,3 J/cm2

b. Rentang konsumsi CO2 untuk tumbuhan sawi dengan nilai pH berkisar anatara 7-9 adalah 3-

50 ppm

c. Kenaikan pH akan selalu diikuti dengan penurunan nilai kadar CO2 (ppm) yang dibutuhkan

bagi proses fotosintesisi sawi

d. Nilai pH dari 6-9 disebabkan oleh karena penurunan kadar CO2 dari 480-3 ppm

e. Seluruh bentuk kurva pH terhadap pelarutnya mempunyai bentuk sesuai dengan karakteristik

tipikal kurva titrasi Asam-Basa, dengan bentuk yang paling curam dimiliki oleh titrasi asam-

basa kuat.

f. Kesalahan hasil simulasi dan eksperimen untuk netralisasi HCl oleh NaOH adalah 0,2 untuk

kisaran harga pH 2-7, 0,3 pada pH 7-9 dan 0,8 pada pH diatas 7-12

g. Bertambahnya konentrasi dan laju aliran asam atau basa akan membuat kurva reaksi bergeser

kearah kanan, sehingga titik ekivalen lebih cepat tercapai.

5.2. Saran

Sebagai masukan bagi penelitian selanjutnya, khususnya untuk pemodelan dan pengendalian pH

disarankan beberapa perbaikan dan usulan sebagai berikut,

a. Melakukan pemodelan pH terhadap pelarutnya dengan teknik reaksi invariant khususnya

untuk reaksi penetralan asam-basa dengan titik ekivalen yang banyak (poliprotik) yang

diverifikasi dengan eksperimen, sehingga diperoleh “data-base” formulasi netralisasi asam-

basa berbagai tipe larutan

72

b. Melakukan aplikasi hasil penelitian ini untuk memprediksi pH suatu larutan dengan hanya

diketahui jenis pelarutnya, sehingga dapat diprediksikan “treatment” atau netralisasi suatu

larutan yang akan dikategorikan penting atau berbahaya

c. Membuat satu mini plant penetralan pH yang terdiri dari tangki reaksi kontinyu, sensor dan

sinyal kondisi pH, actuator valve control yang dikoneksikan dengan computer atau

mikrokontroller sebagai pengendalinya berdasar hasil skema control STC (Self-Tuning-

Control) penelitian ini.

73

BAB VI

RENCANA PENELITIAN DAN/

ATAU IMPLEMENTASI SELANJUTNYA

Lima tahun terakhir ini (studi kasus di Propinsi Jawa Timur) isu ketahanan pangan di

sektor pertanian terimbas beberapa hal yaitu, kurang tahannya beberapa komoditas pertanian

(beras, holtikultura maupun sayuran) terhadap perubahan cuaca, hama penyakit, bencana alam

(terutama banjir), kelangkaan pupuk serta bergesernya minat generasi muda untuk berprofesi

sebagai petani (Bappeprov Jatim dan BPS Prop. Jatim 2008). Hal tersebut berdampak juga pada

kenaikan beberapa harga komoditi pertanian sebagai akibat menurunnya produksi hasil pertanian

(Jawa Pos 12 Januari 2007) termasuk diantaranya adalah sayuran Lettuce (Lettuca Sative) sering

disebut dengan slada adalah salah satu produk pertanian yang mempunyai nilai ekonomis lebih

tinggi dibanding sayuran sejenisnya (kangkung, bayam, sawi dll). Kualitas seperti warna, rasa,

kerenyahan, akan menentukan harga dipasaran. Produksi daun yang berkualitas baik memerlukan

pemberiaan nutrisi yang cukup pada setiap tahap pertumbuhannya. Berdasar hal tersebut

kecenderungan petani di lahan terbuka (diatas tanah) memperbanyak jumlah pupuk yang

berakibat pada pemborosan dan kelebihan unsur hara. Selain itu dengan media tanah dan terbuka

tanaman tidak akan tahan terhadap maka gangguan cuaca dan hama penyakit.

Berdasar beberapa hal tersebut, maka dalam penelitian ini dikembangkan sistem tanam

lettuce dengan cara hidroponik. Hendra Cordova dkk (LITMUD 2007, Penelitian Produktip ITS

2008) telah mengembangkan model dan sistem kontrol pH untuk pengaturan suplai nutrisi

(pupuk) pada greenhouse hidroponik NFT, namun hasilnya belum mencapai kondisi yang

diharapkan pH (6-6,5), dan jumlah daun yang kurang dari 20 buah untuk waktu ketercapaian

jumlah daun (kecepatan tumbuh) yang relatip lama (sekitar 2 bulan).

Hidroponik NFT (Nutrient Film Technique) adalah tempat tumbuh dengan media air dan

nutrisi dipertahankan pada kisaran 3mm. Oleh karena itu beberapa kegagalan yang dianalisa

dalam penelitian tersebut adalah, pH yang dimodelkan dan aksi kontrol pada campuran nutrisi

dan air bersifat linier (seharusnya pH fungsi pelarutnya adalan non-linier), sehingga diperlukan

pengembangan model pH non-linier, agar aksi kontrol lebih sesuai. Selain itu greenhouse hanya

digunakan sebagai pelengkap (pelindung/atap), padahal kelembaban dan intensitas sinar matahari

74

akan berpengaruh pada aktifitas fotosintesis dan pembangkitan dari ion ([H+]). Ketidaksesuaian

nilai pH akan menghambat serapan udara dan nutrisi (kandungan N, P dan K) oleh akar

tumbuhan.

Berdasar kekurangan dalam pencapaian kecepatan tumbuh tanaman dalam media

hidroponik NFT , maka akan dilakukan pengembangan model dan sistem kontrol pada

greenhouse hidroponik NFT tanaman lettuce diantaranya adalah, mengembangkan model pH

terhadap asupan nutrisi (pupuk) yang nonlinier dari kontribusi oleh muatan-muatan yang bekerja

yaitu kebasaan ([OH-]) dan keasaman ([H+]) (dari lingkungan media tanam air + pupuk atau

nutrisi). Namun dalam lingkungan hidroponik harga pH dipengaruhi juga oleh proses fotosintesis

dengan bantuan matahari. Fotosintesis menggunakan energi tadiasi matahari untuk mengubah

larutan air dan karbon dioksida menjadi glukosa (C6H12O6 ) dan melepas oksigen (O2), sehingga

perlu dikembangkan model pH yang menggabungkan kedua hal tersebut (nutrisi+air+proses

fotosintesis) Model pH berbasis kesetimbangan elektronetralitas terhadap peningkatan kecepatan

pertumbuhan telah dilakukan oleh Hendra Cordova (ITS-2008).

Oleh Endra Joelianto 2004 dan Onny Untung 2005, selada tumbuh dengan baik

pada kisaran karakteristik suhu 20-30 C, Kelembaban 80% dan intensitas sinar matahari 3000-

4000 Lux. Sebagai usaha menciptakan kondisi lingkungan tersebut pada penelitian ini dilakukan

rancang bangun greenhouse berdasar kesetimbangan energi (energy conservation). Rumusan

rancangan menggunakann formula yang dikembangkan Juan Gomez 2004 dan Hendra Cordova,

Suyanto 2005 menggunakan berbagai model prediksi yaitu ARX (Autoregressive eXogeneous).

Keseluruhan hasil rancangan yaitu kontrol nutrisi berbasis model pH dan pengkondisian

lingkungan greenhouse diterapkan secara serempak dan otomatik pada sistem hidroponik NFT

selada berbasis mikrokontroller dengan pertimbangan harga yang lebih murah dari komputer PC

dan lebih reliable. Sistem kontrol yang akan dikembangkan terdiri dari multi-kontrol yaitu,

kontrol pH untuk membuka-tutup valve laju aliran nutrisi, kontrol kelembaban dan intensitas

sinar matahari. Skema keseluruhan aksi kontrol yang dirancang menggunakan prinsip ”Auto-

switch Regulator. Keberhasilan penelitian diharapkan akan menambah kecepatan tumbuh lettuce

dan selanjutnya akan mendukung program pemerintah dalam sektor ketahanan pangan yaitu

media tanam yang adaptip terhadap gangguan cuaca. Analisa hasil usaha tani dalam penelitian

ini dilakukan sebagai upaya prediksi keuntungan (bisnis) terhadap biaya capital-return atau

75

ketercapaian Break Event Point, bila penelitian ini dikembangkan untuk menambah nilai

ekonomi produk hasil produksi olahan sayur selada.

76

DAFTAR PUSTAKA

Agung, Hendra C, Totok, (2002), Pengkondisian Lingkungan Greenhouse Jamur Merang untuk memperbaiki Umur Pertumbuhan, PPM, Lemlit-ITS

Boling., J,M., Seborg., D,E., Hespanha., J,P., (2006), Multi-Model Adaptive Control of a Simulated pH Neutralization Process, Elsevier Science., Vol. 3. no. 2. pp. 240-250

Bollard, T. and A. Braille, (1993). A simple greenhouse climate control model incorporating effects on ventilation and evaporative cooling. Agricultural and Forest Meteorology, 65, pp:145-157.

Bothwell, M. L. (1989). Phosphorus-Limited Growth Dynamics of Lotic Periphyton Diatom Communities: Areal Biomass and Cellular Growth Rate Response. Can. J. Fish. Aquatic. Sci. 46: pp. 1291-1301.

Chen, J., Cheng, Y-C., Yea, Y., (2005), Multiloop PID Controller Design using Partial Least Squares Decoupling Structure, Korean Journal Chemical Engineering, Vol.22. no2, pp.173-185a

Fajar, F, L ((2006), Produksi Tanaman dan Makanan dengan Menggunakan Hidroponik-Sederhana hingga Otomatis, Inovasi, i Vol.8., XVIII., November

G. D. Pasgianos, K. G. Arvanitis, P. Polycarpou, and N. Sigrimis, “A nonlinear feedback technique for greenhouse environmental control”, Computers and Electronics in Agriculture, 2003, Page 1-25.

Gómez, J.C., Jutan, A. and Baeyens, E. (2004). Wiener Model Identification and Predictive Control of a pH Neutralization Process. IEEE Proceedings on Control Theory and Applications, Vol. 151, no. 3, pp. 329-338, May, USA

Gufftafson, T.K, and Waller, K.V. (1983), Dynamic Modeling and Reaction Invariant Control pH, Chemical Engineering Science, Vol.38, pp.389-398

Hendra Cordova, Wawan, (2002), Aplikasi Pengontrolan Kelembaban untuk Greenhouse Jamur Merang dengan PC, Tugas Akhir D3 Instrumentasi

Hendra Cordova., (2003), Prototipe Kontroler PID Self-Tuning Menggunakan Algoritma Auto-Switch Berbasis Margin Fasa dan Penguatan pada Proses Penetralan pH Larutan Campuran NaOH dan HAC, Laporan Akhir DIKS, LPPM-ITS

Hendra Cordova., (2004), PID Self-Tuning Based on Auto-Switch Algorithm to Control pH Neutralization Process, Jurnal Industri, FTI-ITS, Vol. 3, hal.3-6

Hendra Cordova., (2005), PID Control Systems Design to pH Neutralization by Neural Network Inverse Model Optimization at PT Petrokimia-Gresik, Prosiding Seminar FTI-ITS: Deindsutrialisasi Nasional: Ancaman Terhadap Pengembangan Daya Saing Global, hal. 20-22

Hendra Cordova., (2005), The Application of Early Warning System for Monitoring and Control pH Water Based On Auto-Switch Algorithm, Prociding International Seminar and Disaster for Early Warning Systems PSB-ITS, 4-5 March, pp.10-13

Hendra Cordova., (2006), Prototipe Kontroller Intelligent Self-Tuning PID pada Proses Penetralan pH dengan Metode Penalaan Newton-Rhapson, Laporan Akhir DIKS, LPPM-ITS

Hendra Cordova, (2006), Greenhouse Climate Modelling using Autoregressive Exegeneous (ARX), Prosiding Seminar Nasional dan Workshop Energy Security 2006, ITS-Surabaya

77

Hendra Cordova, (2007), Analisa Simulasi Model H+ pada Pengendalian Penetralan pH Larutan HCl-NaOH Menggunakan Metode Gabungan Elektronetralitas Non-Linier Statik dan Dinamika Reaksi Invarian, Laporan Akhir Penelitian Dosen Muda, DIKTI

J. Boaventura Cunha., C. Couto and A.E.B. Ruano, (1997). Real-time parameter estimation of dynamic temperature models for greenhouse environmental control. Control Eng. Practice, Vol. 5, N.10, pp. 1473-1481.

McAvoy, T., Hsu, E., Lowenthal, S., (1972) Dynamics of pH in Controlled Stirred Reactor, Industrial Engineering and Chemistry Process Design Development, 13, 665

Sielemen., M, Raj., N, P, Kristian, A, Keiding, K., (2001), Modelling pH in natural waters (Hydroponics or Greenhouse), Water Research 12, 477-489

Tsang., K,M., Rad., A,B., Chan., W,L., (2005), Iterative Feedback Tuning for Positive Feedback Time Delay Controller, International Journal of Control, Automation and Systems., Vol. 3, no. 4, pp. 640-645

Usman, 2004, Analisis Kepekaan Beberapa Metode Pendugaan Evapotranspirasi Potensial terhadap Perubahan Iklim, Usman Jurnal Natur Indonesia 6(2): 91-98 (2004)

Yeong-Koo, Y., Kwon, T., (2001), Process Design and Control: A Neural PID Controller for The pH Neutralization Process., Industrial Chemical Engineering, Vol. 20, no. 3, pp. 978-984

Yoo, A., Lee, T. C., Yang, D. R., (2004), Experimental Simultaneous State and Parameter Identification of pH Neutralization Process Based on and Extended Kalman Filter, Korean Journal Chemical Engineering, Vol. 21, no. 4, pp. 753-760

BIODATA TIM PENELITI

1. Ketua Peneliti a. Nama Lengkap : Hendra Cordova, ST. MT b. NIP : 132 125 672 c. Pangkat/Gol. : Lektor/III D

78

d. Tempat Tanggal Lahir : Jember, 30 Mei 1969 e. Jurusan/Fakultas : Teknik Fisika/ Fakultas Teknologi Industri f. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya g. Pendidikan Formal (Lulus) : (S1) Teknik Fisika (Instrumentasi) ITS (1992)

(S2) Teknik Fisika (Instrumentasi) ITB (1999) h. Alamat Surat : Jurusan Teknik Fisika, FTI – ITS Jl. Arif

Rahman Hakim, Keputih Surabaya, 60111 i. Telp. : (031) 5947188 j. e-mail : hcordova@ep.its.ac.id Judul Penelitian Nasional/Internasional

Judul Penelitian Sumber Dana Tahun Status

1 Analisa Simulasi Model H+ pada Pengendalian Penetralan pH Larutan HCl-NaOH Menggunakan Metode Gabungan Elektronetralitas Non-Linier Statik dan Dinamika Reaksi Invarian

DIKTI (LITMUD) 2007 Ketua

2 Pengembangan Strategi Kontrol Multi-Input Multi Output dengan Neural Network

HIBAH BERSAING 2007 Anggota

3 Pengembangan FDRI URGE BATCH III 2002 Anggota 1.1. Anggota Peneliti (Dosen)

Anggota 1 a. Nama Lengkap : Tutik Nurhidayati, S.Si, M.Si b. NIP : 132 206 276 c. Jabatan/Gol : Asisten / III b d. Tempat Tanggal Lahir : Magetan, 10 September 1972 e. Jurusan/Fakultas : Program Studi Biologi FMIPA ITS

Kampus ITS Sukolilo, Jl. Arief Rahman Hakim Surabaya.

f. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya g. Pendidikan Formal (lulus) : (S1) Biologi (Mikrobiologi) UNIBRAW (1996)

(S2) Biologi (Ekofisiologi) UGM (2003) g. Alamat Surat : h.

Tugas dan Tanggung Jawab dalam penelitian

� Merancang greenhouse untuk penempatan

hidroponik NFT � Merancang Hidroponik NFT untuk media

tanam Lettuce � Bersama Ketua peneliti membangun dan

menganalisa dinamika greenhouse dan lettuce pada media hidroponik NFT

79

1.2. Anggota Peneliti (Dosen)

Anggota 2 a. Nama Lengkap : Kristanti Indah Purwani, S.Si., M.Si. b. NIP : 132 206 275 c. Jabatan/Gol : Asisten Ahli / III b d. Tempat Tanggal Lahir : Surabaya, 7 April 1973 e. Jurusan/Fakultas : Biologi/FMIPA f. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya g. Pendidikan Formal (Lulus) : (S1) Biologi FMIPA Unair 1997

(S2) Biologi/Fisiologi Tumbuhan UGM 2003 g. Alamat Surat : Program Studi Biologi FMIPA ITS

Kampus ITS Sukolilo, Jl. Arief Rahman Hakim Surabaya.

h. Tugas dan Tanggung Jawab dalam penelitian

� Mempersiapkan, membuat bibit dan penanaman lettuce

� Meracik dan membuat pupuk (nutrisi) bagi hidroponik NFT media tanam lettuce

� Membuat perkiraan keuntungan dengan keberhasilan penelitian disbanding dengan harga lettuce budidya lahan terbuka

� Bersama ketua peneliti menganalisa unjuk kerja multi kontrol (pH, Kelembapan dan Intensitas Matahari) yang dirancang

1.3.Anggota Peneliti (Mahasiswa) Judul Tugas Akhir Mahasiswa Anggota Penelitian No NAMA NRP Jurusan JUDUL TUGAS AKHIR

1 Agung Dian

Hariyadi 2403 100 035 Teknik

Fisika/FTI-ITS Perancangan Kontrol pH Hidroponik Sistem NFT Berbasis Fuzzy Logic

2 Wahyu 2406 030 025 D3 Teknik Rancang Bangun Rumah Kaca

80

Sasongko P Instrumentasi/FTI-ITS

(Green House ) Serta Monitoring Kelembapan Dan Suhu Pada Tanaman Hidroponik Sistem NFT (Nutrient Film Technique)

3

Rissa Damayanti

2406 030 044 D3 Teknik Instrumentasi/

FTI-ITS

Perancangan Kontrol Intensitas Cahaya Dan Monitoring Hidroponik Sistem NFT (Nutrient Film Technique)

Data Pribadi Mahasiswa Anggota Penelitian Data Pribadi Nama : Agung Dian Hariyadi Tempat/Tanggal Lahir : Probolinggo, 9 September 1984 Alamat : Jl. KH.Wahid Hasyim 171-Probolinggo Agama : Islam Warga Negara : Indonesia Pendidikan Formal 1991 – 19997 : SD Negeri Kanigaran 1 Probolinggo 1997-2000 : SMP Negeri 4 Probolinggo 2000 – 2003 : SMA Negeri 1 Probolinggo

Nama : Rissa Damayanti Tempat/Tanggal Lahir : Surabaya, 03 Maret 1989 Alamat : Jl. Kupang Krajan Lor 1/43-Surabaya Agama : Islam Warga Negara : Indonesia

Pendidikan Formal 1993 – 1994 : TK Dharmawanita-Waru (Sidoarjo) 1994 – 2000 : SD Negeri Pakis X/538-Surabaya 2000 – 2003 : SMP Negeri 10-Surabaya 2003 – 2006 : SMA Negeri 1-Surabaya 2006 – Sekarang : D3 Teknik Instrumentasi Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi

Industri ITS Surabaya Nama : Wahyu Sasongko. P Tempat/Tanggal Lahir : Surabaya, 10 Desember 1988 Alamat : Jl. Aryo Bebangah No. 288a Gedangan - Sidoarjo Agama : Islam Warga Negara : Indonesia

Pendidikan Formal 1993 – 1994 : TK Dharma wanita Wage (Gedangan - Sidoarjo) 1994 – 2000 : SD Negeri Bangah I (Gedangan – Sidoarjo) 2000 – 2003 : SMP Negeri 3 Sidoarjo 2003 – 2006 : SMA Hang Tuah II (Gedangan – Sidoarjo)

81

2006 – Sekarang : D3 Teknik Instrumentasi Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri ITS Surabaya

CURICULUM VITAE PENELITI 1. Data Pribadi Nama : Hendra Cordova, ST,MT NIP : 132 125 672 Tempat & Tgl Lahir : Jember, 30 Mei 1969 Jenis Kelamin : Laki-laki Agama : Islam

82

Pekerjaan : Dosen ITS Golongan : III-D Jabatan : Lektor Alamat Kantor : Jurusan Teknik Fisika FTI-ITS Kampus ITS

Keputih Sukolilo Surabaya Alamat Rumah : Perumahan ITS

: Jl. Teknik Sipil N –13 Surabaya : (Tlp.031-5921813,

hendracordova@yahoo.com) Status Marital : Menikah Pendidikan 1993

1999 : Lulus S1 Teknik Fisika FTI-ITS : Lulus S2 Instrumentasi dan Kontrol ITB

Penguasaan Bahasa : Indonesia, Inggris 2. Penelitian Dengan Pendanaan ITS, URGE (ADB) dan Due-Like

Judul Penelitian Sumber Dana Tahun Status

1 Perancangan Sistem Pengendalian Tekanan ‘Headbox’ dengan Metode Desain Penempatan Pole

DPP/SPP-ITS 1994 Ketua

2 Perancangan Kontrol Adaptip Model Referensi pada Proses Penetralan pH Menggunakan Neural Network

DIK-ITS 2000 (27-Mart-2000)

Ketua

3 Perancangan Sistem Pengaturan Temperatur Pendinginan Tangki Reaksi Dengan Pengendali Anti-Windup

DIK-ITS 2000 (11-Agut-2000)

Ketua

4 Prototipe Kontroler PID Self-Tuning Menggunakan Algoritma “Auto-Swich” Berbasis Margin Fasa dan Penguatan pada Proses Penetralan pH Larutan Campuran NaOH dan HAC

DIK-ITS 2002 (5-Nop-2003)

Ketua

5 Prototipe Kontroller Intelligent Self-Tuning PID pada Proses Penetralan pH dengan Metode Penalaan Newton-Rhapson

DIK-ITS 2003 (15-Feb-2005)

Ketua

11 Analisa Simulasi Model H+ pada Pengendalian Penetralan pH Larutan HCl-NaOH Menggunakan Metode Gabungan Elektronetralitas

DIKTI (LITMUD) 2007 Ketua

83

Non-Linier Statik dan Dinamika Reaksi Invarian, Laporan Akhir Penelitian Dosen Muda

3. Seminar dan Publikasi

No

Judul Jurnal/ Seminar

Tahun Status (Nasional/

Internasional)

Jurnal Ilmiah 1 PID Self-Tuning Based On

Auto-Switch Algorithm to Control pH (Nuetralization) Process

Jurnal Industri 2005 Nasional

Seminar 2 Design The Neuroregulator to

Antilock Brake Systems Industrial Electronic Seminar

1999 Nasional/ Pemakalah

3 Apllication Neuro-Fuzzy to Mold Level Casting Control

Industrial Electronic Seminar

1999 Nasional/ Pemakalah

5 Prototipe Kontroller Intelligent Self-Tuning Pada Penetralan pH Dengan Metode Penalaan Newton-Rhapson

Perlindungan, Pengelolaan dan Pemberdayaan Lingkungan Hidup Berbasis IPTEK Dalam Pembangunan Ekonomi.

2004 Nasional/ Pemakalah

7 The Application of Early Warning System for Monitoring and Control pH Water Based On Auto-Switch Algorithm.

International Seminar and Disaster for Early Warning Systems

2005 Internasional/ Pemakalah

9 PID Control Systems Design to pH Neutralization by Neural Network Inverse Model Optimization at PT Petrokimia-Gresik

Deindsutrialisasi Nasional : Ancaman Terhadap Pengembangan Daya Saing Global

2005 Nasional/ Pemakalah

CURRICULUM VITAE

Nama : Tutik Nurhidayati, S.Si, M.Si N I P : 132 206 276 Tempat/Tgl. Lahir : Magetan, 10 September 1972 Agama : Islam

84

Alamat Kantor : Program Studi Biologi FMIPA ITS Kampus ITS Sukolilo, Jl. Arief Rahman Hakim Surabaya. Alamat Rumah : Perum Bumi Gedangan Indah Blok G-10 Desa Karangbong, Gedangan, Sidoarjo Pekerjaan : Staf Pengajar Biologi FMIPA ITS Riwayat Pendidikan: No Perguruan

Tinggi Tahun Lulus

Gelar Bidang Ilmu

Spesialisasi Keterangan

1. Universitas Brawijaya Malang

1996 S.Si Biologi Mikrobiologi

2. Universitas Gadjah Mada Yogyakarta

2003 M.Si Biologi Ekofisiologi

Riwayat Pekerjaan

No Tahun Pekerjaan Keterangan 1. 1998 - sekarang Staf Pengajar Prodi Biologi FMIPA ITS Aktif 2. 1998 – sekarang Anggota Puslit KLH LP ITS Aktif

Pendidikan Informal No Tahun Pelatihan Tempat 1. 2000 Teknik Kultur Jaringan Anggrek Pusat Pembibitan Anggrek

Malang 2. 2000 PEKERTI Institut Teknologi Sepuluh

Nopember Surabaya 3. 2000 Short Course Laboratory Equipment Institut Teknologi Sepuluh

Nopember Surabaya 4. 2001 AMDAL Dosen PTN se Jawa Institut Pertanian Bogor 5. 2002 Pembuatan Pupuk Bokashi Institut Teknologi Sepuluh

Nopember Surabaya 6. 2003 Workshop Kimia Organik Bahan Alam Universitas Andalas

Padang 7. 2004 Workshop Biologi Molekuler Universitas Gadjah Mada

Yogyakarta Seminar

No Tahun Seminar Partisipasi Tempat 1. 2001 Seminar Biologi 3: Bioreproduksi dan

Teknologi Budidaya Pemakalah Institut Teknologi

Sepuluh Nopember Surabaya

2. 2002 Sampah Kota, Permasalahan, Solusi dan Prospeknya

Pemakalah Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

85

3 2004 Aplikasi Pupuk Bokhasi Biota 16 Dengan Bahan Residu Kopi Terhadap biomassa Tanaman Sawi (Brassica juncea) Dalam Seminar Nasional Biologi (Peranan Biosistematika Dalam Menunjang Pemanfaatan Keanekaragaman Hayati

Pemakalah Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

4 2005 Pemanfaatan Makrofita Emergen Phragmites sp. Dan Typa angustifolia Dalam Constructed Wetland Sebagai Upaya Absorpsi Unsur Bahan Organik Dan Pelepasan O2Air Limbah

Pemakalah Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

5 2005 Pemanfaatan Biota 16 Dan Limbah Pabrik Kulit Sebagai Bahan dasar Kompos Sebagai Usaha Minimisasi Pencemaran

Pemakalah Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

6 2005 Vegetation Management Concept: Variety of Tree-Topping Types To Minimize Wind Resistance And raindrops Force ( International Seminar on Early Warning System of Disaster

Pemakalah Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

7 2006 Seminar Biologi VI: Tumbuhan Dan Peradapan Manusia

Pemakalah Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Penelitian Formal

No Tahun Penelitian Partisipasi 1 2000 Pelestarian Dan Pengembangan Tanaman Langka Dalam

Mendukung Program Ruang Terbuka Hijau Anggota

2 2000 Uji Toksisitas Alga Merah (Eucheuma Sp.) Terhadap Jamur Gloeosporium piperratum Penyebab Penyakit Antraknose Pada Tanaman Cabai

Peneliti Utama

3 2000 Uji Kemampuan Makrofita Emergens Thypa angustifolia Dan Phragminthes Sp. Terhadap Penyerapan Bahan Organik Dan Pelepasan O2 Untuk Diterapkan Dalam Constrokted Wetland

Anggota

5 2000 Sosialisasi Pembuatan Pakan Ikan Buatan LPM/ITS 6 2003 Persaingan Vigna _adiate (L.) Wilezeek Dan Cyperus

rotundus Pada Lahan Bergaram Dengan Inokulasi Rhizobium Tesis

7 2004 Pemanfaatan Limbah Padat Organik Industri Penyamakan Kulit Untuk Kompos Sebagai Upaya Minimisasi Pencemaran Lingkungan

Anggota

8 2004 Kemampuan Induksi Dan Diferensiasi Kalus Eksplan Pule Pandak (Rauwolfia serpentina) Dengan Penambahan Zat Pengatur Tumbuh NAA Dan BAP

Anggota

9 2005 Aplikasi Fithohormon Dan Zat Pengatur Tumbuh Untuk Anggota

86

Meningkatkan Kualitas Kultur Chlorela sp 10 2005 Uji Toksisitas Akut Limbah Pabrik Sarung Tenun Terhadap

Ikan Mujair (Tilapia Mossambicus) Dan Ikan Tawes (Puntius javanicus, Blkr) Sebagai Alat Pemantau Biologis

Anggota

11 2006 Studi Potensi Asosiasi Mikorhiza arbuscula dan Moringa oleifera Di Tanah Bekas Pertambangan Lahan PT. Trubaindo Coal Mining Banpu Group Kabupaten Sendawar Kutai Barat Kalimantan Timur Sebagai Usaha Reboisasi

Peneliti Utama

12 2007 Kajian Pertumbuhan Dan Kandungan Asam Amino Prolin Vigna radiata Wilezeck Sebagai Usaha Pemilihan Varietas Tahan Kekeringan

Peneliti Utama

13 2007 Kajian Pemanfaatan Tumbuhan Bernilai etnik Dan Komersial di Kepulauan Karimun Jawa, Kabupaten Jepara Jawa Tengah

Anggota

14 2007 Kajian Aspek Biologi Dan Kemampuan Fitosanitasi Makroalga Euchema Sp. Dalam Limbah Akuakultur Untuk Diterapkan Pada Sistem Biofilter Terpadu

Anggota

15 2007 Potensi Rhizobium dan Mikhoriza Arbuscula Dalam Efisiensi Penyerapan Nutrien Sebagai Upaya PeningkatanProduktivitas Kacang Hijau (Vigna radiata) Pada Lahan Pesisir

Anggota

15 2007 Pembuatan K+ dan NH4+ zeolit Dari Abu Terbang (Fly Ash) Untuk Digunakan Sebagai Show Release Fertilizer (SRF)

Anggota

16 2008 Kajian Fermentasi Saccharomyces cerevisiae Pada Buah Mangrove (Sonneratia alba) Sebagai Bahan Baku Bioetanol

Peneliti Utama

CURICULUM VITAE NAMA : Kristanti Indah Purwani, S.Si., M.Si. NIP : 132 206 275 TEMPAT/TGL LAHIR : Surabaya, 7 April 1973 PANGKAT / GOL : Penata Muda Tk. I / III b JABATAN : Asisten Ahli PENDIDIKAN FORMAL : - Sarjana Biologi FMIPA UNAIR tahun 1997

87

- Pascasarjana Biologi UGM tahun 2003 Bidang Minat Fisiologi Tumbuhan

KEAHLIHAN : Ekofisiologi Tumbuhan PENDIDIKAN INFORMAL : a. Pelatihan / kursus Tahun Jenis Kursus Penyelenggara 2004 Lokakarya Penyusunan Pedoman

Pembuatan Bahan Ajar Untuk Mrningkatkan Kualitas Pembelajaran

LPIU-P3AI ITS

2005 Pelatihan AA P3AI UT- Tangerang 2007 Pelatihan Penilaian Analisis Mengenai

Dampak Lingkungan Puslit KLH LPPM ITS

b. Seminar / Lokakarya Tahun Jenis Seminar Partisipasi Penyelenggara 2004 Seminar nasional Biologi 5

”Peranan Biosistematika dalam Menunjang Pemenfaatan Keanekaragaman Hayati”

Pemakalah Prodi Biologi ITS

2005 Seminar Nasional Biologi UNAIR ”Eksplorasi dan Pemanfaatan Biodiversitas dalam Menunjang Pembangunan Berkelanjutan.”

Pemakalah Jurusan Biologi UNAIR

2006 Lokakarya Nasional Kesiapan Darurat Bencana Industri / Lingkungan

Peserta Pusat Studi Bencana ITS

2006 Seminar Manusia dan Ikan Peserta FMIPA ITS 2006 Seminar Nasional Biodiversitas

“Peranan Biodiversitas dalam Menunjang Kesejahteraan Manusia.”

Pemakalah Jurusan Biologi UNAIR

2006 Seminar Nasional Biologi 6 ” Tumbuhan dan Peradaban Manusia”

Pemakalah Prodi Biologi ITS

PENELITIAN

Tahun Judul Partisipasi Ket 2004 Pemanfatan Fitohormon dan Zat Pengatur

Tumbuh Untuk Meningkatkan Kualitas Kultur Chlorella sp.

Ketua SP4 Rp. 12.000.000

2007 Kajian Aspek Biologi dan kemampuan Fitosanitasi Makroalga Eucheuma sp. Dalam Limbah Akuakultur untuk Diterapkan Pada Sistem Biofilter Terpadu

Ketua Litmud Rp. 10.000.000

PENGABDIAN MASYARAKAT

Tahun Judul Partisipasi

88

2005 Sosialisasi Program Studi Biologi : Pelatihan Siswa SMU Negeri 2 Jombang, Penelitian di Bidang Biologi untuk Siswa SMU yang hemat biaya, ramah lingkungan dan mudah dikerjakan dengan menggunakan bahan penelitian dari lingkungan sekitar

Tutor(Pengajar)

2006 Diklat Guru Mata Pelajaran Biologi bagi Guru Madrasah Tsanawiyah (MTs) di Jawa Timur

Pengajar

2006 Diklat Guru Mata Pelajaran Biologi bagi Guru Madrasah Aliyah (MTs) di Jawa Timur

Pengajar

PUBLIKASI

Tahun Judul Makalah Jurnal Penerbit 2005 Keanekaragaman Vegetasi Pantai di

Kawasan Pantai Timur Keputih Surabaya

Teknoling Puslit KLH LPPM ITS

LAMPIRAN II: LUARAN

Artikel Jurnal

No Judul Artikel Nama Jurnal Status Kemajuan*)

1 Perancangan Kontrol pH Hidroponik Sistem NFT

Jurnal Teknik Fisika accepted

89

Berbasis Fuzzy Logic

2 Reaction Invariant to model and control pH neutralization Hydrophonic NFT

Jurnal IPTEK Under review

*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, published

Hasil Lain (Software, Inovasi Teknologi, dll)

No Nama Output Detil Output Status Kemajuan*)

1 Prototipe greenhouse hidroponik NFT

Bangunan greenhouse hidroponik NFT dengan sistem kontrol (ON-OFF) untuk maisng-masing pH, kelembapan dan intensitas cahaya matahari

Dalam penyempurnaan untuk kesesuaian tumbuh kembang lettuce