Sistem Hidroponik memerlukan pemberian nutrisi ke tanaman yang akurat, berbeda-beda sesuai kondisi lingkungan dalam greenhouse-nya. Kondisi lingkungan tersebut antara lain adalah intensitas cahaya, temperatur, dan kelembaban. Terdapat Beberapa sensor untuk mengetahui keadaan lingkungan itu, yaitu sensor untuk intensitas cahaya, suhu, dan kelembaban. Selain untuk mengetahui kondisi lingkungan, digunakan juga sensor konduktivitas pada air nutrisi yang diberikan kepada tanaman.
Proyek mata kuliah Sistem Instrumentasi bertema Sistem Hidroponik ini. Saya dan partner saya mendapat undian mengerjakan subsistem sensor suhu pada greenhouse.
Spesifikasi:
Sensor suhu dengan output berupa tegangan 0-10 V dan dapat mengukur pada rentang 25-45 derajat Celcius.
Komponen:
1. Sensor Suhu LM35
2. Op-Amp IC LM358
3. Mikrokontroler Arduino Uno
4. LCD 16x2
5. Resistor
6. Kabel-kabel
7. Breadboard
Skematik Rangkaian:
Secara umum, cara kerja keseluruhan rangkaian sensor ini adalah suhu sebagai input diterima oleh LM35 lalu diolah di mikrokontroler untuk ditampilkan angkanya pada LCD, serta keluaran LM35 akan dikuatkan oleh rangkaian op-amp.
Sensor suhu LM35 dapat mengukur suhu di sekitarnya pada rentang 2-150 derajat Celcius (Rangkaian Basic Centigrade), dapat dilihat pada datasheetnya. Keluaran sensor ini berupa tegangan analog, sehingga diubah ke digital untuk kemudian ditampilkan ke LCD. Besar keluaran LM35 bertambah 10mV setiap kenaikan suhu 1 derajat celcius (dari datasheet). Konversi dari analog ke digital dilakukan oleh Board Arduino (PIN A0). ADC (Analog to Digital Converter) 10 bit dilakukan dengan perhitungan sebagai berikut:
value = analogRead(0);
milivolt = (value/1023.0) * 5000;
dengan milivolt adalah besaran digital dengan satuan milivolt sedangkan value adalah tegangan analog dari LM35. Kemudian nilai milivolt itu diubah menjadi nilai Celcius berdasarkan karakteristik LM35 yang tertera di datasheet, yaitu 10mV tiap 1 derajat Celcius. Oleh karena itu, nilai milivolt diubah menjadi Celcius dengan dibagi 10.
c = milivolt/10.0;
Output rangkaian penguat op-amp adalah tegangan 10 V ketika suhu 45 derajat Celcius (450mV) yang dilakukan dengan kalibrasi tertentu. Berdasarkan perhitungan, penguatannya adalah sekitar 22,22 V/V. Nilai resistor yang digunakan disesuaikan dengan nilai penguatan yang diinginkan. Pada rangkaian ini, kami menggunakan 10kOhm dan 220Ohm, rangkaian penguat non-inverting.
 |
| di lemari pendingin |
di kotak panas
Percobaan kami lakukan di 3 tempat: lemari pendingin, kardus yang dipanasi dengan lampu halogen, dan ruangan biasa. Alat yang kami buat dapat mengukur suhu dari 6 derajat Celcius (di lemari pendingin), sampai 46 derrajat Celcius (di kotak panas). Di ruangan biasa juga dapat menunjukkan suhu sekitar 25 derajat Celcius. Tegangan keluaran Op-Amp sudah sesuai dengan yang diinginkan.
Subsistem sensor suhu ini sudah dapat digunakan, tetapi belum dicoba di Greenhouse yang sesungguhnya. Rentang suhu sensor ini cukup besar, jadi mungkin dapat digunakan di Greenhouse yang bermacam-macam jenisnya tergantung tanaman apa yang dipelihara. Ada tanaman yang memerlukan suhu optimal sekitar 15 derajat Celcius, ada juga yang sekitar 25 -30 derajat Celcius. Keluaran tegangan dari op-amp juga sudah dapat diintegrasi dengan subsistem lainnya untuk menjadi sebuah sistem yang lebih besar, misalnya ditambahkan aktuator.
Mungkin butuh dikembangkan lagi karena alat ini masih jauh dari sekedar prototipe.
Sourcecode here
Dwiky F. Syahbana
M. Riksa Andanawari
