## APLIKASI KONTROL TERJADWAL PADA GREENHOUSE TANAMAN SAWI
Karsid *(1) , Rofan Aziz (2) , dan Haris Apriyanto (3)
(1, 2, 3) Jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara, Politeknik Negeri Indramayu
* karsid@polindra.ac.id

## Abstrak
Metode  kontrol  yang  diterapkan  pada greenhouse menggunakan  pengontrol terjadwal,  maksud  dari  pengontrol  terjadwal  ini  adalah  kontroler  yang  dapat mengaktifkan pompa untuk melakukan aksi hujan buatan guna mengkondisikan suhu dan kelembaban udara pada ruang greenhouse . Hujan buatan terjadi satu jam sekali selama  satu  menit.  Tanaman  sawi  dapat  tumbuh  secara  optimal  dengan  temperatur 22–32  C  dan  kelembabannya  65–92  %.  Sedangkan  menggunakan  kontrol pendinginan  hujan  buatan,  ruang greenhouse mencapai  temperatur  20-26  C  dan kelembabannya  79-92  %  sudah  baik  untuk  mengkondisikan  tanaman  sawi.  Waktu tumbuh  tanaman  sawi  di  dalam greenhouse lebih  baik  jika  dibandingkan  dengan  di luar greenhouse .  Pengukuran  di  hari  ke-12  tanaman  sawi  di  dalam greenhouse mencapai panjang 17,5 cm dan lebar 4 cm, sedangkan yang di luar mencapai panjang 13 cm dan lebar 3,6 cm.
Kata Kunci : Greenhouse ; Hujan buatan; Tanaman Sawi

## PENDAHULUAN
Greenhouse sebagai sarana budidaya  pertanian  telah  mengalami perkembangan  khususnya  pada  aplikasi teknologi.  Aplikasi  teknologi  diterapkan pada  pengukuran  kinerja  green  house berbasis mikrokontroler untuk parameter fisis  suhu  dan  kelembaban  udara, kelembaban  tanah  dan  intensitas  cahaya menghasilkan  dan  melakukan  kerja control  terhadap  parameter-parameter fisis  yang  kurang  sesuai  dengan  yang diinginkan  (Prakosa, et  al .,  2016). Pemantauan  kinerja  juga  bisa  dilakukan melalui jaringan nirkabel, dalam teknologi greenhouse semakin  banyak parameter  yang  berpengaruh  terhadap tanaman,  maka  akan  membutuhkan teknologi  yang  lebih  modern.  Dalam
situasi  ini,  jaringan  sensor  nirkabel dengan  perangkat  keras  dan  perangkat lunak tambahan merupakan solusi efisien  untuk  pengendalian greenhouse
(Chaudhary, et al ., 2011).
Selain  itu  penerapan  teknologi automasi  dalam greenhouse juga  sudah banyak dilakukan. automasi ini dilakukan  melalui  desain  sensor  green house otomatis sehingga bisa membantu dalam meningkatkan produktivitas tanaman.  Selain  itu  juga  tidak  hanya menyediakan  kontrol  otomatis  terhadap perangkat  seperti  lampu-lampu,  pompa motor  tapi  juga  mengatasi  kondisi  kritis seperti  sinar,  tidak  adanya  cahaya  dan hujan.  Dengan  model  konstruksi  ini produktivitas tanaman dapat terus ditingkatkan  sehingga  bisa  mengatasi masalah  kelaparan  di  seluruh  dunia
(Khandelwal, et  al .,  2012).  Kerangka umum untuk memantau smart greenhouse dan  melalui  pengolahan citra,  dimana  dengan  menggunakan teknologi  ini  dapat  menemukan  posisi serangga  yang  sebenarnya  dari  lokasi terpencil  tanpa  kehadiran  petani  secara fisik.  Dimasa  depan  kita  bisa  meng- identifikasi  serangga  melalui  perilaku mereka  yang  lain  seperti  bau  unik, frekuensi sayap, suara yang kita dapatkan saat  mereka  bergerak  berkelompok. sistem  seperti  itu  akan  membantu agronomi  dengan  menganalisis  situasi lingkungan.  Pakar  agroekologi  akan mendapatkan  banyak  manfaat  dengan menerima  informasi  lingkungan  real time  yang  lengkap  untuk  mencapai pengelolaan  dan  pemanfaatan  sumber daya agro-ekologis yang efisien. Sedangkan  pemantauan  melalui  sensor pada greenhouse juga  dilakukan  secara nirkabel  dengan  menggunakan xbee
(Hussain, et al ., 2013).
Pengontrolan variable-variabel greenhouse , salah satunya adalah temperature  dilakukan  melalui  metode logika  fuzzy,  metode  ini  digunakan untuk memodelkan sistem menggunakan Matlab/Simulink (Enokela, 2015). Untuk mendapatkan  model  matematika  yang tepat  dan  mewakili  system  nyata kemudian  dilakukan  simulasi  dengan bantuan software. Simulasi durasi penyiraman  dengan  matlab  menunjukan bahwa  model  dengan  menggunakan method  fuzzy  mampu  menjaga  suhu udara greenhouse sesuai  dengan  yang diinginkan yaitu 24-32  C dan kelembaban  udara  antara  40-80  % (Syam, et  al .,  2015).  Aplikasi  system kontrol pada greenhouse adalah menggunakan  Arduino  Mega  2560  R3 yang  dipilih  sebagai  pengontrol  mikro pusat untuk mengotomatisasi pemantauan dan  pengaktifan  fungsi  kelembaban tanah,  PH,  intensitas  cahaya,  dan  suhu.
Efek parameter ini terhadap pertumbuhan tanaman  akan  didokumentasikan  secara langsung melalui pengambilan gambar/video dari tanaman yang diamati secara  periodik.  Parameter  yang  diukur dan  dicatat  secara  langsung  pada Arduino Data  Logging  Shield yang dilengkapi dengan kartu memori miliknya  sendiri,  dan  salinan  data dikirim secara nirkabel langsung melalui
Antena Wire XBee Pro 60mW  -Series 1 (802.15.4)  ke  komputer  control  untuk memantau  semua  perubahan  parameter minat  dan  pengumpulan  data  (Chiu, 2010). Penyiraman tanaman menggunakan katup  solenoida  elektromekanis  yang dikendalikan  oleh  Arduino;  Intensitas cahaya yang dikontrol dengan menggunakan  lampu  dan  suhu  yang diarahkan  proyek  di  dalam  rumah  kaca dengan berinteraksi dengan sistem kontrol  bangunan  (Kofahi, et  al .,  2016). Pengembangan  sistem  jaringan  sensor nirkabel  untuk  pemantauan  suhu  dan kelembaban  terdiri  dari  dua  bagian utama,  yaitu  perangkat  akhir  dan koordinator.  Data  suhu  dan  kelembaban dikirim oleh perangkat akhir ke koordinator  dan  diteruskan  ke  server web melalui komunikasi GPRS menggunakan  modul  GSM  SIM900. Agar  data yang  tersimpan  dalam database  dapat  diakses  secara  real  time melalui internet, server web dikembangkan  dengan  menggunakan CodeIgniter  (CI). Hal  itu  menunjukkan bahwa  setiap  perangkat  akhir  bisa berkomunikasi  dengan  baik  dengan koordinator.  Apalagi  data  yang  diterima sesuai dengan waktu pengiriman diberikan (Munir, et al .,  2015).
Sistem  kontrol  pengendalian  iklim mikro untuk greenhouse telah dirancang dengan  menggunakan  mikrokontroler AVR  ATMega8535.    Sistem    kontrol dikembangkan    dengan    menggunakan lima    sensor    yaitu    sensor    suhu    dan
kelembaban  lingkungan,    sensor    suhu tanah,    sensor    kelengasan    tanah,    dan sensor    intensitas    sinar    matahari. Rancangan   memiliki tiga aktuator  yaitu aktuator  kipas,  aktuator  pompa  air,  dan aktuator lampu fotosintesis
(Telaumbanua, et  al .,    2014).  Penelitian tentang  teknik  kendali  pada greenhouse juga  dilakukan  dengan  menggunakan penentuan  parameter  kendali  berbasis pada  logika  fuzzy  dan  PID  dengan menggunakan
algoritma genetika (Hussain, et al .,  2016). Simulasi tentang kendali dekopling  multivariable juga berpengaruh terhadap waktu penyelesaian (settling  time) system (Paraforos, et al ., 2013).
Sawi  adalah  tanaman  subtropis yang  dapat  beradaptasi  dengan  baik  di dataran  tinggi  tropis  dengan  intensitas sinar matahari yang cukup, pertumbuhan tanaman  sawi  memerlukan  suhu  (22-33
 C),  kelembabannya  65%  sampai  90% (Telaumbanua, et  al .,    2014).  Tanaman sawi  merupakan  jenis  sayuran  yang digemari oleh semua golongan masyarakat. Permintaan terhadap tanaman  sawi  selalu  meningkat  seiring dengan  bertambahnya  jumlah  penduduk dan  kesadaran  kebutuhan  gizi.  Dilain pihak,  hasil  sawi  belum  mencukupi kebutuhan  dan  permintaan  masyarakat karena  area  pertanaman  semakin  sempit dan  produktivitas  tanaman  sawi  masih relatif  rendah . Bagian  tanaman  sawi yang  bernilai  ekonomis  adalah  daun maka upaya peningkatan produksi diusahakn  pada  peningkatan  produk vegetative  (tidak  membutuhkan  proses perkawinan) untuk mendapatkan kualitas yang unggul (Erawan, et al ., 2013).

## METODOLOGI
Penelitian  diadakan  dari  bulan Januari  sampai  Juli  2018,  bertempat  di
Laboratorium  Teknik  Pendingin  dan Tata udara, dimana  alur penelitian dapat dilihat pada Gambar 1. Penulis melakukan  kajian  teoritis  berdasarkan literature  -  literatur  yang  relevan  untuk menghasilkan  analisa  yang  tepat  dan berhubungan  dengan  perancangan  ini. Metode  diskusi  dan  konsultasi.  Mencari informasi  tambahan  sehubungan  dengan permasalahan penelitian.
Gambar 1. Alur penelitian
Desain greenhouse dapat  dilihat pada  Gambar  2,  dimana  dibuat  dari bahan  baja  ringan  yang  mudah  untuk dibentuk  sebagai  kerangka  bangunan gereenhouse.  Greenhouse  ini  berukuran panjang = 3 meter, lebar  = 2 meter, dan tinggi  =  2  meter.  Untuk  bahan  penutup rungan  menggunakan  plastic  ultraviolet yang  mampu  menahan  sinar  dan  radiasi matahari  sebesar  14  %  (12  m). Sedangkan  untuk  desain  hujan  buatan
dibuat  menggunakan  selang  air  yang berukuran panjang 3 m  dan    lebar 2  m. Untuk  penampungan  air  menggunakan bak air yang berkapasitas 10 liter.
Gambar 2. Pembuatan Greenhouse Gambar 3 Wiring Kelistrikan
Gambar 4. Desain Sistem control
Adapun wiring kelistrikan  dan system control dapat dilihat pada gambar 3 dan 4. Sumber listrik 220 V digunakan untuk  menjalankan  pompa  air,  dan pengontrol.  Pada  saat  sistem  hujan kontrol  Arduino  hujan  buatan  bekerja dengan  terjadwal  selama  1  jam  sekali
selama  1  menit  dan  melakukan  kerja kembali sesuai dengan program terjadwal  hujan  buatan.  Pengambilan data  dilakukan  selama  2  hari  untuk variable  suhu  dan  kelembaban  udara,
kemudian  data  tersebut  diolah  disajikan dalam  bentuk  grafik,  setelah  itu  di validasi  apakah  hasilnya  sudah  sesuai dengan yang diinginkan atau tidak.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari Gambar 5 dapat dilihat bahwa suhu  pada  ruangan greenhouse diambil dengan jangka waktu dua hari, suhu pada ruangan greenhouse pada  hari  pertama dan  hari  kedua  ada  kenaikan  suhu maksimal  pada  jam  14.31  WIB  suhunya 44,6  C  dan  hari  kedua  pada  jam  14.31 WIB Suhunya 44,8 0 C, sedangkan  suhu lingkungan  pada hari pertama jam 12.50 WIB  suhunya  46  C  dan  hari  kedua  jam 12.50 WIB suhunya 46  C . Pengambilan data  suhu  ruangan    tersebut  pada  hari kedua    jam  03.28  WIB  suhunya  22,6  C mengalami  penurunan  maksimal  dan suhu  lingkungan  hari  ke  dua  jam  03.28 WIB    suhunya  22,4  C  mengalami penurunan maksimal.
Gambar 5.Temperatur sebelum dikontrol
Kelembaban pada ruangan greenhouse diambil  dengan  jangka waktu  dua  hari  dapat  dilihat  pada Gambar  6,  kelembaban  pada  ruangan greenhouse pada  hari  pertama  dan  hari kedua ada kenaikan kelembaban maksimal pada jam 05.04 WIB
kelembabannya  84,6  %  dan  hari  kedua pada  jam  05.03  WIB  kelembabannya 84,6%, sedangkan kelembaban lingkungan pada  hari  pertama  jam  00.09  WIB kelembabannya  77,5  %  dan  hari  kedua jam 01.03 WIB kelembabannya  77,5 %.
Gambar 6. Kelembaban  Sebelum dikontrol
Pengambilan data kelembaban ruangan  tersebut pada hari pertama  jam 14.52  WIB  kelembabannya  51,4  %  dan hari kedua
pukul 14.47 WIB,
kelembabannya  51,4  %  mengalami penurunan  maksimal  dan  kelembaban lingkungan  hari  pertama  pukul  12.05
WIB    kelembabannya  39,7  %  dan  hari kedua pukul 14.21 WIB  kelembabannya 39,5 % mengalami penurunan maksimal.
Gambar 7. Perbandingan Temperatur Sebelum dan Setelah Dikontrol
Gambar 7 menunjukan perbandingan temperatur ruangan sebelum dan sesudah dikontrol.  Pada  temperatur  ruangan pengambilan    data  selama  dua  hari dengan  jangkauan  temperaturnya  6,2  C
dengan temperatur tertinggi yaitu 26,8  C dan  temperatur  terendah  yaitu  20,6  C sesudah  dikontrol.  Sedangkan  temperatur sebelum  di  kontrol  dengan  pengambilan data  selama  dua  hari  dengan  jangkauan temperatur nya 23,6  C dengan temperatur    tertingginya  yaitu  44,6  C dan temperatur terrendahnya yaitu 21  C. jadi  selisih  antara  temperatur  sebelum dan  sesudah  di  kontrol  pada  ruangan greenhouse adalah  17,4  C.
Gambar 8.  Perbandingan Kelembaban
Sebelum dan Setelah Dikontrol Grafik pada Gambar 8 menunjukkan  perbandingan  kelembaban ruangan  sebelum  dan  sesudah  dikontrol.
Pada  kelembaban  ruangan  pengambilan data  selama  dua  hari  dengan  jangkauan kelembaban  13,2%    dengan  kelembaban tertinggi  yaitu  92,2%    dan  kelembaban terendah 79% sesudah dikontrol.
Kelembaban  sebelum  di  kontrol  dengan pengambilan  data  selama  dua  hari dengan  range  kelembabannya  33% dengan  kelembaban  tertingginya  yaitu 84,2%    dan  kelembaban  terendahnya yaitu 51,2%. Jadi selisih antara kelembaban  sebelum  dan  sesudah  di kontrol pada ruangan  greenhouse adalah 19,2 %. Peneliti  menggunakan  tanaman sawi  sebagai  prodak  untuk  ditanam  di ruangan greenhouse. Perbandingan waktu  tumbuh  selama  12  hari  antara tanaman sawi di dalam dan di luar dapat dilihat pada Gambar 9 dan Gambar 10.
Gambar 9.  Kondisi Tanaman di Dalam Greenhouse Selama 12 Hari (a). Tinggi Sawi (b). Lebar daun
Gambar  9  menunjukkan  kondisi tanaman  di  dalam greenhouse. Kondisi tanaman  sawi  yang  sudah  berada  di dalam greenhouse selama  12    hari. Masih  dalam  keadaan  segar  dan  sudah muncul  daun  yang  baru.  sudah  tumbuh dengan tinggi 17,5 cm dengan lebar daun 4  cm.  Gambar  10  menunjukkan  kondisi tanaman  di  dalam greenhouse .  Kondisi tanaman  sawi  yang  ditanam  diluar greenhouse  berkembang  dengan  tinggi 13 cm dan lebar 6,5 cm.
Gambar 10.  Kondisi Tanaman di Luar Greenhouse Selama 12 Hari (a). Tinggi Sawi (b). Lebar daun

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Dari hasil pengujian menggunakan kontrol  terjadwal  pendinginaan  hujan buatan pada ruangan greenhouse dengan waktu  60  menit  mati  dan  1  menit  hidup yang  baik  untuk  ruangan greenhouse tanaman  sawi.  Dari  hasil  pengujian bahwa menggunakan control pendinginan  hujan  buatan  pada  ruangan greenhouse untuk  tanaman  sawi.  Dapat mencapai  tempratur  dan  kelembaban yang  diinginkan  tanaman  sawi  dengan temperatur 22-32  C dan kelembabannya 65-92  %,  sedangkan  menggunakan kontrol pendinginan hujan buatan mencapai  temperatur  20-26  C  dan kelembabannya  79-92  %  sudah  baik untuk  mengkondisikan  tanaman  sawi pada ruangan greenhouse .
Waktu  tumbuh  tanaman  sawi  di dalam greenhouse lebih  baik  jika dibandingkan dengan di luar greenhouse . Pengukuran  di  hari  ke-12  tanaman  sawi didalam  greenhouse  mencapai  panjang 17,5 cm dan lebar 4 cm, sedangkan yang di  luar  mencapai  panjang  13  cm  dan lebar 3,6 cm.

## Saran
Pada penelitian selanjutnya hendaknya dilakukan dengan
menyertakan variable-variabel yang lainnya  seperti  nutrisi, Ph dan  faktor pencahayaan dalam greenhouse .

## DAFTAR PUSTAKA
Chiu.  M.  C.  2010. An  Automatic Thermal Control for a Greenhouse Using  Network  Remote  Control System. Journal of Applied Sciences , 1944-1950. Chaudhary, D.D., S.P.Nayse, and L.M.Waghmare. 2011. Application Of  Wireless  Sensor  Networks  For Greenhouse  Parameter  Control  In Precision Agriculture . International Journal of Wireless & Mobile Networks , 140-149.
Enokela. J. A, and T. O. Othoigbe. 2015.
An Automated Greenhouse Control System Using Arduino Prototyping Platform .  Australian  Journal  of Engineering Research , 1-13. Erawan, D., W. O. Yani, and A. Bahrun. 2013. Pertumbuhan Hasil Tanaman  Sawi  (Brassica  juncea L.)  Pada  Berbagai  Dosis  Pupuk Urea. Agroteknos , 19-25.
Hussain. R. H., A.  F. Marhoon., and M.
T. Rashid. (2013). Wireless
Monitor  and  Control  System . International  Journal  of  Computer Science  and  Mobile  Computing, Vol.2 Issue. 12 , 69-87.
Hussain.    R.,  J.  L.  Sahgal.  2016. Smart Green house and insect monitoring Through WSN . International Journal of Scientific & Engineering  Research,  Volume  7, Issue 1 , 817-820. Khandelwal,  and    A.  Sumit.  2012. Automated Green House Management  Using  GSM  Modem . International  Journal  of  computer science and Information
Technologies,  Vol  3  (1)  ,  3099-
3102. Kofahi. M. A., C. Chapman., B. Edison., E.  Johnson.,  M.  Harman.,  N. Zayyad.,  J.  Seybert.,  C.  Watters., R.  Emme,  and    T.  Sliva.  2016. Using a Microcontroller to Automate  a  Green  House  for Experiments . Journal of Agriculture  and  Life  Sciences, Vol.3, No. 2 , 1-11.
Munir,  M.M.,  K.D.F.  Mataubenu,  R.A. Salam,  H.  Latief,  and  Khairurrijal. 2015. Development  of  a  Wireless Sensor  Network  for  Temperature and Humidity Monitoring . Applied Mechanics  and  Material  Vol.  771.
Pp: 42-45 . Paraforos. D.  S.,  W  Hans, and Griepentrog.  2013 .  Multivariable Greenhouse Climate Control Using Dynamic Decoupling Controllers .  4th  IFAC  Conference on  Modelling  and  Control  in Agriculture,  Horticulture  and  Post Harvest  Industry  (pp.  305-3010).
Es poo: Ifac Agricontrol.
Prakosa.,  A.  Goeritno.,  B.  A.  Prakoso.,
and B. Adhi. 2016. Kinerja Sistem Kontrol  Berbasis  Mikrokontroler Untuk Pemantauan Sejumlah Parameter  Fisis  Pada  Analogi
Smart  Greenhouse .  Simposium Nasional  RAPI  X  FT  UMS  ,  70- 76.
Syam.  R.,  W.  H.  Piarah.,  and  Jaelani.
2015. Controlling  Smart  Green House Using Fuzzy Logic Method . International  Journal  on  Smart Material and Mechatronics IJSMM Vol. 2 No. 2, 116-120.
Telaumbanua.  M.,  B.  Purwantana.,  L. Sutiarsi.  2014. Design  of  Actuator of Micro Climate Control in Green House  for  Mustard  (Brassica  var rapa.  Parachinensis). Agritech, Vol. 34, No. 2 , 213-222.