Download - 23 Juli 2015 - simdos.unud.ac.id
HALAMAN JUDUL
Bidang Ungulan: Ketahanan PanganKode/Nama Bidang Ilmu: 163/Teknologi Pertanian
LAPORAN AKHIR PENELITIAN
HIBAH UNGGULAN PROGRAM STUDI
OTOMATISASI IRIGASI PADA BUDIDAYA STRAWBERRY SECARAHIDROPONIK DI DALAM GREEN HOUSE BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA16
I Putu Gede Budisanjaya, S.TP., MT. (0030057906)Ir. I Wayan Tika, MP. (0015026410)
Dr. Sumiyati, S.TP., MP. (0018067408)
Dibiayai Oleh :DIPA PNBP Universitas Udayana
Sesuai Dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan PenelitianNomor : 391-30/UN14.2/PNL.01.03.00/2015, Tanggal 1 Juni 2015
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS UDAYANANopember 2015
2
23 Juli 2015
3
ALAMAN PENGESAHAN
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................... 1
ALAMAN PENGESAHAN ........................................................................................ 3
DAFTAR ISI................................................................................................................ 3
RINGKASAN.............................................................................................................. 5
BAB I. PENDAHULUAN........................................................................................... 6
1.1. Latar Belakang .............................................................................................. 6
1.2. Tujuan khusus penelitian ini ......................................................................... 8
1.3. Urgensi (keutamaan) penelitian .................................................................... 8
1.4. Potensi hasil yang bisa didapat hingga akhir masa penelitian .................... 10
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 11
2.1. Tanaman Strawberry....................................................................................... 11
2.2. Budidaya Tanaman secara Hidroponik dalam Green House .......................... 11
2.3. Kebutuhan Air Tanaman Strawberry.............................................................. 13
2.4. Mikrokontroler ATMEGA16.......................................................................... 15
2.5. Light Dependent Resistor (LDR).................................................................... 16
2.6. Relay ............................................................................................................... 17
2.7. Liquid Crystal Display (LCD) ........................................................................ 18
2.8. Real Time Clock (RTC DS1307) .................................................................... 19
BAB III. METODE PENELITIAN ........................................................................... 20
3.1. Peta jalan (roadmap) penelitian ...................................................................... 20
3.2. Tempat dan waktu penelitian .......................................................................... 20
3.3. Bahan dan alat penelitian................................................................................ 20
3.4. Blok Diagram Sistem dalam Perancangan...................................................... 21
4
3.5. Skema Rangkaian Kontrol Irigasi Otomatis ................................................... 22
3.6. Diagram Alir Perangkat Lunak untuk mikrokontroler ATMEGA16 ............. 22
3.7. Parameter yang diamati .................................................................................. 24
3.8. Pelaksanaan Penelitian.................................................................................... 25
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 27
4.1. Rancangan Alat Otomatisasi Irigasi Strawberry ......................................... 27
4.2. Kebutuhan Air Tanaman Strawberi yang Dibudidayakan secara Hidroponik
..................................................................................................................... 28
4.3. Pengujian Alat otomatisasi irigasi strawberry ................................................ 33
BAB V. KESIMPULAN............................................................................................ 35
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 36
Lampiran. ............................................................................................................... 38
5
RINGKASAN
Strawberry adalah salah satu komoditas hortikultura yang memiliki nilaiekonomi yang tinggi dan bersifat prospektif. Strawberry tumbuh baik pada datarantinggi. Di Bali daerah yang cocok untuk budidaya strawberry adalah KawasanBedugul, Baturiti, Tabanan. Untuk peningkatan produksinya budidaya strawberrydilakukan secara hidroponik dalam greenhouse. Namun masih ada kelemahanterkait dengan teknik bididaya tersebut, khususnya menyangkut frekwensi dandurasi pemberian air irigasinya. Saat ini jumlah air yang diberikan pada teknikbudidaya tersebut belum memiliki acuan yang jelas. Pelaksanaan irigasi dilakukansecara manual sehingga setiap saat harus tersedia tenaga kerja untuk kegiatantersebut.
Dengan melakukan penelitian terhadap jumlah air yang diberikan oleh petanipada budidaya strawberry dalam greenhouse berdasarkan kondisi mulai layunyatanaman, maka secara empirik kebutuhan air irigasinya dapat ditentukan. Untuksementara dalam analisis ini hanya dipertimbangkan faktor usia tanaman danintensitas cahaya matahari saja. Data kebutuhan air irigasi tersebut digunakansebagai data masukan untuk kendali pada alat yang berfungsi melakukan pemberianair irigasi secara otomatis. Alternatif lain dalam menetapkan data input tersebutadalah dengan analisis kadar air media tanaman pada tingkat kapasitas lapang dantitik layu permanen.
Dalam upaya melakukan perancangan alat irigasi secara otomatis sepertidipaparkan di atas diperlukan beberapa komponen elektronika yang memilikispesifikasi dan kemampuan melakukan kendali terhadap frekwensi dan durasipemberian air irigasi dengan input kendali berdasarkan usia tanaman dan intensitascahaya matahari. Alternatif sementara dalam kegiatan perancangan tersebutdigunakan Mikrokontroler ATMEGA16 dan Light Dependent Resistor. Untukkelengkapan fungsional lainnya digunakan Relay, Liquid Crystal Display, dan RealTime Clock DS1307. Dari kegiatan perancangan ini diharapkan tercipta alat yangmampu melakukan kegiatan irigasi secara otomatis dengan frekwensi dan durasipemberian air irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman strawberry yangdibudidayakan secara hidroponik dalam greenhouse. Jika unjuk kerja dari alat belumsesuai dengan harapan, maka dilakukan perancangan ulang sampai unjuk kerjanyasesuai dengan harapan.
Kata kunci: Otomatisasi Irigasi, Strawberry, Mikrokontroler ATMEGA16
6
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Strawberry (Fragaria spp) adalah salah satu komoditas hortikultura yang
memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Di Indonesia kegiatan budidaya strawberry telah
dicoba oleh beberapa petani di daerah Sukabumi, Cianjur, Cipanas, dan Lembang-
Jawa Barat, Batu-Malang, Bedugul-Bali, serta di Loka dan Malino Sulawesi Selatan.
Pada tahun 2010 Anonim (2011) mencatat tingkat produksi strawberry Indonesia
mencapai 25.000 ton dan mengalami perkembangan produksi rata-rata sekitarr 30%
setiap tahunnya. Hal ini berarti agribisnis strawberry mempunyai prospek yang
cukup baik pada waktu yang akan datang. Kondisi demikian ditunjang oleh
perkembangan komoditas buah-buahan lainnya di Indonesia berjalan cukup pesat.
Sitohang (1993) menambahkan produksi buah-buahan subtropik dari luar negeri
ternyata juga dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di Indonesia khususnya
pada dataran tinggi.
Demikian pula dengan strawberry yang dapat tumbuh dengan baik pada lahan
dataran tinggi (mountain area). Secara teknis strawberry memerlukan lingkungan
tumbuh bersuhu dingin yaitu antara 17 - 20°C, kelembaban 80% - 90%, lama
penyinaran matahari 8 – 10 jam per hari, dan curah hujan berkisar 600 mm – 700 mm
per tahun. Menurut Kitinoja (2003) strawberry dapat tumbuh pada keadaan tekstur
tanah yang liat berpasir dan bersifat gembur, subur dan dapat cukup menyimpan air.
Salah satu satu daerah di Bali yang memiliki kondisi lingkungan tumbuh yang
cocok untuk budidaya strawberry adalah Kawasan Bedugul. Budidaya strawberry
yang dilakukan secara konvensional memiliki resiko yang tinggi terhadap kegagalan
produksi dan tingkat produksinyapun relatif rendah. Dengan demikian kegiatan
budidaya strawberry sudah banyak dilakukan secara hidroponik dan dilakukan dalam
bangunan tertutup yang disebut greenhouse. Budidaya secara hidroponik adalah cara
budidaya tanaman dengan prinsip tanah sebagai media tumbuh tanaman tetapi bukan
sebagai penyedia unsur hara. Budidaya secara hidroponik juga bagian dari pertanian
pada kondisi lingkungan terkendali (controlled environment agriculture) dalam
greenhouse. Terlebih jika teknik budidaya secara hidroponik dilakukan di dalam
greenhouse. Hal ini sesuai dengan pendapat Wijayani(2005) yang menyebutkan
dengan sistem hidroponik dalam greenhouse kondisi lingkungan seperti suhu,
7
kelembaban relatif dan intensitas cahaya dapat diatur, serta serangan hama penyakit
dapat diperkecil. Bahkan dengan greenhouse sistem irigasi lebih mudah dapat
dilakukan. Walaupun demikian masih ada beberapa hal yang perlu dikembangkan
terkait dengan teknik budidaya strawberry secara hidroponik di dalam greenhouse,
khususnya menyangkut masalah frekwensi dan durasi pemberian air irigasinya.
Kasus yang dihadapi saat ini adalah ada dugaan kuat teknik irigasi pada
budidaya strawberry tersebut tidak optimal, karena frekwensi dan periode pemberian
air irigasinya tidak memiliki dasar acuan yang jelas. Padahal tingkat kebutuhan air
tanaman strawberry akan meningkat sejalan dengan meningkatnya usia tanaman.
Peningkatan tersebut akan berhenti setelah tamaman diperkirakan berusia tiga bulan
dan pada usia selanjutnya ada kecendrungan mengalami penurunan. Disamping itu
tingkat kebutuhan air irigasi tanaman strawberry berbeda-beda tergantung pada
kondisi cuaca pada daerah budidayanya. Dengan melakukan penelitian awal terhadap
tingkat kebutuhan air irigasi tanaman strawberry berdasarkan faktor usia tanaman
dan faktor intensitas cahaya pada daerah budidaya, maka akan diperoleh acuan dalam
teknik irigasi khususnya menyagkut frekwensi dan durasi penyiramannya. Acuan
tersebut dapat pula dianggap sebagai data masukan untuk kendali pada alat yang
berfungsi melakukan pemberian air irigasi secara otomatis. Data tersebut diperoleh
berdasarkan perlakuan empiris yang dilakukan petani terkait dengan jumlah air
irigasi yang diberikan sejalan dengan kenaikan usia tanaman. Memang data yang
diperoleh bisa saja tidak akurat, tetapi bersifat praktis dalam operasional irigasi.
Untuk data yang lebih akurat sebenarnya dianalisis berdasarkan kadar air media
tanaman pada tingkat kapasitas lapang dan titik layu permanen, walaupun dalam
operasionalnya bisa saja memerlukan komponen peralatan yang lebih kompleks.
Perlu diketahui pada saat usulan penelitian ini dibuat juga sedang dikaji alternatif
tersebut sebagai data masukan pada untuk topik yang sama.
Dalam upaya melakukan kegiatan rancang bangun alat yang menunjang teknik
otomatisasi irigasi tanaman strawberry seperti yang dipaparkan sebelumnya,
diperlukan komponen yang dapat berperan dalam melakukan kendali terhadap
frekwensi dan durasi pemberian air irigasi dengan input kendali yang dapat disetel
secara manual. Sementara untuk kendali debit irigasinya memerlukan komponen
yang memiliki input kendali berdasarkan tingkat intensitas cahaya. Saat ini untuk
8
kepentingan kendali terhadap frekwensi dan durasi sistem operasi seperti yang
dipaparkan di atas banyak digunakan Mikrokontroler ATMEGA16, sedangkan
komponen yang memiliki input kendali yang mengacu pada intensitas cahaya
banyak digunakan Light Dependent Resistor (LDR). Untuk kelengkapan fungsional
alat juga perlu ditambahkan relay, Liquid Crystal Display (LCD), dan Real Time
Clock (RTC DS1307). Relay berfungsi sebagai saklar yang dikendalikan oleh arus
listrik. LCD digunakan untuk menampilkan output suatu proses yang dilakukan oleh
mikrokontroler atau dapat juga digunakan untuk memonitoring kerja mikrokontroler.
Sedangkan RTC DS1307 merupakan komponen Integrated Circuit (IC) yang
berfungsi sebagai serial Real Time Clock.
Penelitian tentang otomatisasi irigasi berbasis mikrokontroler yang sudah
dilakukan peneliti lain adalah rancang bangun modul sistem irigasi berbasis
mikrokontroler Arduino Duemilanove menggunakan sensor float switch dan
thermocouple, dilakukan oleh Nugroho tahun 2011. Penelitian lain dengan judul
Automatic Watering Plant Berbasis Mikrokontroller At89c51 dilakukan oleh Buyung
dan Silalahi pada tahun 2012, menggunakan sensor kelembaban tanah dan sensor
level air pada tangki penyimpanan air.
1.2. Tujuan khusus penelitian ini
a. Untuk mengetahui pola kebutuhan air irigasi tanaman strawberry yang
dibudidayakan secara hidroponik di dalam greenhouse khususnya sejalan
dengan perkembangan usianya dan tingkat itensitas cahaya matahari yang
diterimanya.
b. Merancang alat irigasi secara otomatis berbasis mikrokontroler ATMEGA16
c. Menguji rancangan alat irigasi secara otomatis pada tanaman strawberry yang
dibudidayakan secara hidroponik dalam greenhouse.
1.3. Urgensi (keutamaan) penelitian
Kegiatan agribisnis strawberry dapat diakatakan bersifat prospektif. Hal ini
terbukti dengan perkembangan peroduksinya yang dapat mencapai 30% per tahun.
Namun demikian dalam upaya mempertahankan dan sekaligus meningkatkan
produksinya pada masa mendatang maka variabel masukan dalam kegiatan
9
budidaya strawberry seperti kegiatan irigasi perlu mendapat perhatian yang serius.
Air sebagai salah satu sumberdaya alam walaupun sebenarnya keberadaan di alam
ini melimpah memerlukan perilaku yang bijak dalam pengelolaannya. Dalam
konsep religius di Bali, air dapat berperan sebagai Dewa atau Kala. Dalam
pemahaman logika sederhana, Dewa bisa dianggap sebagai suatu kondisi bagi umat
saat menerima anugrah, sementara Kala adalah kondisi saat umat menghadapi
musibah. Dengan demikian dalam upaya pengelolaan air, termasuk kegiatan irigasi
diusahakan air berperan sebagai Dewa bagi umatnya, yang berarti air merupakan
suatu anugrah bukan sebagia suatu musibah. Selain permasalahan air untuk irigasi,
belakangan ini ketersediaan tenaga kerja pada sektor pertanian juga diduga
berkurang. Adanya fenomena semakin banyaknya usia petani di atas 55 tahun
menunjukkan semakin benarnya dugaan tersebut. Permasalahan semakin
membingungkan manakala disadari bahwa Indonesia berpredikat sebagai negara
agraris tetapi generasi mudanya tidak tertarik untuk menangani sektor tersebut.
Penelitian ini diharapkan memberikan sedikit kontribusi terhadap
permasalahan yang diuraikan di atas, khususnya terkait dengan kegiatan irigasi
pada budidaya tanaman strawberry. Pengelolaan air irigasi yang baik manakala
jumlah yang diberikan sesuai dengan yang dibutuhkan baik dalam dimensi waktu,
ruang dan kualitas. Pada penelitian ini diharapkan tercapai suatu kondisi pemberian
air irigasi dengan jumlah dan waktu yang sesuai dengan kebutuhan tanaman
strawberry dalam batasan sistem ruang (wilayah) yang tertentu dan kualitas air
irigasi yang diasumsikan memenuhi syarat. Kondisi yang diharapkan sebagai salah
satu tujuan penelitian ini dicapai dengan menggunakan alat yang bekerja secara
otomatis. Dengan demikian urgensi dari penelitian ini adalah berupaya melakukan
pengeloaan air irigasi secara tepat sehingga dapat dicegah efek negatif (musibah)
yang muncul serta mengantisipasi resiko kekurangan tenaga kerja pada kegiatan
budidaya strawberry khususnya dan pertanian umumnya. Berdasarkan uraian di
atas, maka penelitian dengan topik ‘Otomatisasi Irigasi pada Budidaya Strawberry
secara Hidroponik dalam Greenhouse Berbasis Mikrokontroler ATMEGA 16’ perlu
dilakukan.
10
1.4. Potensi hasil yang bisa didapat hingga akhir masa penelitian
Pada akhir penelitian diharapkan diperoleh alat otomatisasi irigasi berbasis
mikrokontroler ATMEGA16 yang diaplikasikan pada budidaya strawberry secara
hidroponik di dalam greenhouse.
Dengan terciptanya alat sistem irigasi secara otomatis berbasis
mikrokontroler ATMEGA16, maka pemberian air irigasi tanaman menjadi lebih
optimal bagi petani. Disamping itu alat ini juga akan mengurangi jam kerja
(menghemat tenaga) bagi petani.
11
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Strawberry
Menurut Sitohang (1993) tanaman strawberry berasal dari Benua Amerika,
tepatnya di negara Chili. Pendapat tersebut didasari dari catatan sejarah seorang ahli
botani yang berasal dari Uni Soviet bernama Nikolai Ivanovich Vavilov yang pada
tahun 1887-1942 melakukan ekspedisi ke Asia, Eropa dan Amerika. Dari ekspedisi
tersebut disimpulkan bahwa tanaman strawberry berasal dari Chili. Lebih lanjut
Sitohang (1993) menyebutkan penyebaran tanaman strawberry kemudian meluas dari
Chili ke berbagai negara di Benua Amerika, Eropa, dan Asia.
Varietas yang ditemukan di Negara Chili tesebut adalah varietas Fragaria
chiloensis (L.) Duchesne, sehingga varietas tersebut sering dikenal dengan nama
Strawberry Chili. Ada beberapa varietas strawberry yang selama ini dibudidayakan
diantaranya Oso Grande, Sweet Charlie, dan Santung (Belanda). Namun yang paling
banyak dibudidayakan adalah varietas Oso Grande karena lebih tahan lama sehingga
lebih menguntungkan bagi petani. Varietas Sweet Charlie buahnya besar-besar
namun tidak tahan lama, sehingga kurang awet apabila dikirim ke luar daerah. Tetapi
varietas strawberry yang pertama kali didatangkan ke Indonesia pada zaman
kolonialisasi Belanda adalah varietas Fragaria vesca L. Klasifikasi botani tanaman
strawberry adalah sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta, Sub divisi : Angiospermae, Kelas : Dicotyledonae, Famili :
Rosaceae,Genus : Fragaria, dan Spesies : Fragaria spp.
Ditinjau dari tingkat produksi Indonesia masih tergolong pada skala kecil
dibandingkan dengan Amerika Serikat sebagai negara penghasil utama strawberry.
Jika ditinjau dari persyaratan tumbuhnya, tanaman strawberry dapat tumbuh dengan
baik di daerah dengan curah hujan 600-700 mm/tahun, lama penyinaran cahaya
matahari 8–10 jam/harinya, suhu lingkungan 17–20oC, dan RH 80-90%.
2.2. Budidaya Tanaman secara Hidroponik dalam Green House
Budidaya tanaman yang dilakukan secara hidroponik dalam greenhouse
secara teknik memiliki beberapa keuntungan. Salah satu keuntungan tersebut adalah
tanaman dapat dipanen kapan saja dan tanaman serta buah terhindar dari resiko
12
busuk pada saat musim hujan. Disamping itu budidaya dalam grenhouse dapat
mengurangi resiko tanaman terserang hama. Budidaya secara hidroponik adalah
suatu metode bercocok tanam dalam pot dengan medium tertentu. Dengan metode
ini tanah bukan lagi sebagai sumber hara pertumbuhan tanaman seperti pada
budidaya tanaman secara konvensional. Medium yang dapat digunakan sebagai
media tumbuh dalam pot hidroponik diantaranya pasir, rockwool, sabut kelapa, dan
arang sekam . Rockwool adalah batu gamping yang dicampur dengan serat benang
yang diolah pada suhu tinggi (600º C). Medium yang digunakan tersebut diusahakan
memiliki sifat netral (tidak memberi sumbangan nutrisi), steril, poros sehingga
aerasinya baik, ringan, mudah didapat, dan murah (Sutiyoso, 2006). Lebih lanjut
Anonim (1995), menjelaskan dengan metode hidroponik petani dapat meningkatkan
kualitas dan hasil produksi tanamannya walaupun dilakukan pada lahan sempit
seperti di daerah perkotaan. Sementara kelemahan dari sistem hidroponik yaitu
membutuhkan biaya investasi dan biaya produksi yang tinggi, serta dibutuhkan
ketrampilan khusus untuk mengoperasikan peralatan hidroponik.
Penggunaan greenhouse dalam budidaya tanaman merupakan salah satu cara
untuk memberikan lingkungan yang lebih mendekati kondisi optimum bagi
pertumbuhan tanaman. Greenhouse dikembangkan pertama kali dan umum
digunakan di kawasan yang beriklim subtropika. Di dalam greenhouse, parameter
lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman, yaitu cahaya
matahari, suhu udara, kelembaban udara, pasokan nutrisi, kecepatan angin, dan
konsentrasi karbondioksida dapat dikendalikan dengan lebih mudah. Dengan
demikian penggunaan greenhouse memungkinkan dilakukannya modifikasi
lingkungan yang tidak sesuai bagi pertumbuhan tanaman menjadi lebih mendekati
kondisi optimum bagi perturnbuhan tanaman (Stipaniecev, 2003).
Agar bercocoktanam dalam greenhouse terhindar dari resiko serangan hama
dan penyakit, maka sebelum melakukan penanaman dalam greenhouse perlu
diketahui sterilisasi greenhouse. Sterilisasi dilakukan dengan tujuan untuk
membersihkan seluruh greenhouse dari mikroorgnisme (telur/larva, virus, bakteri dan
fungi) yang dapat merugikan tanaman. Ada beberapa bahan yang dapat digunakan
dalam sterilisasi antara lain; lysol, formalin dan beberapa jenis pestisida. Secara
umum green house dapat didefinisikan sebagai bangun kontruksi dengan atap tembus
13
cahaya yang berfungsi memanipulasi kondisi lingkungan agar tanaman di dalamnya
dapat berkembang optimal. Manipulasi lingkungan ini dilakukan dalam dua hal,
yaitu menghindari kondisi lingkungan yang tidak dikehendaki dan memunculkan
kondisi lingkungan yang dikehendaki. Adapun Kondisi lingkungan yang tak
dikehendaki yaitu:
1) Ekses radiasi sinar matahari seperti sinar ultra violet dan sinar infra merah
2) Suhu udara dan kelembaban yang tidak sesuai
3) Kekurangan dan kelebihan curah hujan
4) Gangguan hama dan penyakit
5) Tiupan angin yang terlalu kuat sehingga dapat merobohkan tanaman
6) Tiupan angin dan serangga yang menyebabkan kontaminasi penyerbukan.
Sementara kondisi lingkungan yang di kehendaki yaitu:
1) Kondisi cuaca yang mendukung rentang waktu tanam lebih panjang
2) Mikroklimat seperti suhu, kelembaban dan intensitas cahaya sesuai dengan
kebutuhan pertumbuhan tanaman
3) Suplai air dan pupuk dapat dilakukan secara berkala dan terukur
4) Sanitasi lingkungan sehingga tidak kondusif bagi hama dan penyakit
5) Kondisi nyaman bagi terlaksananya aktivitas produksi dan pengawasan mutu
6) Bersih dari ekses lingkungan seperti polutan dan minimnya residu pestisida
7) Hilangnya gangguan fisik baik oleh angin maupun hewan.
2.3. Kebutuhan Air Tanaman Strawberry
Untuk menghitung besarnya kebutuhan air dari tanaman strawberry secara
prinsip hampir sama seperti pada tanaman yang lain, yaitu mengacu pada besarnya
tingkat evapotranspirasi. Nilai evapotranspirasi menunjukkan pada jumlah uap air
yang dilepaskan ke udara oleh tanaman melalui tubuh dan lingkungan tanaman
tersebut. Tingkat evapotranspirasi tersebut merupakan faktor utama dalam
menentukan tingkat kebutuhan air tanaman. Menurut Muhjidin (2011), rata-rata
kebutuhan air tanaman strawberry diperkirakan 4,5 liter per tanaman per minggu
pada tingkat evapotranspirasi dari 25 mm per minggu. Jika terjadi kenaikan nilai
evapotransporasi karena peningkatan suhu udara maka tingkat kebutuhan air tanaman
strawberry tersebut juga akan meningkat.
14
Evapotranspirasi dapat dikelompokan menjadi dua bagian yaitu
evapotranspirasi potensial dan evapotranspirasi aktual. Evapotranspirasi potensial
Eto merupakan jumlah air yang ditranspirasikan dalam satuan unit waktu oleh
tanaman yang menutupi tanah secara keseluruhan dengan ketinggian seragam, tidak
pernah kekurangan air, dan tidak terserang hama penyakit. Dengan kata lain, Eto
dapat diinterpretasikan sebagai kehilangan air oleh tanaman yang diakibatkan oleh
faktor klimatologis. Penentuan nilai kebutuhan air tanaman (evapotranspirasi)
umumnya berdasarkan pada persamaan empiris. Secara empiris nilai Eto dapat
dihitung dengan persamaan Penman sebagai berikut:
485,0
))Nn8,02,0)(e077,047,0()T273(10.118H)N
nba(94,0)(59(E
24
29top
shto
0,485Δ)e(e)0,54u(0,50,35 x0,485 2sat2
(1)
dimana:a = konstanta (untuk daerah tropis = 0,28)b = konstanta (untuk daerah tropis = 0,48)
topshH = total radiasi matahari dalam gelombang pendek (kal/cm2/hari) yang
besarnya tergantung letak lintang suatu tempat dan bulan dalamsetahun.
T2 = rata-rata suhu pada elevasi 2m di atas tanah (C)n = lama penyinaran aktual dalam sehari (jam)N = lama penyinaran maksimum yang mungkin dalam sehari (jam)e2 = tekanan uap air pada elevasi 2m di atas tanah (mm Hg)esat = tekanan uap air jenuh (mm Hg)u2 = rata-rata kecepatan angin pada elevasi 2m di atas tanah.
Besarnya nilai evapotranspirasi (Et) dari tanaman dapat dicari dengan
menggunakan rumus sebagai berikut:
Et = Eto x Kc …...………………………………………........(2)
Dimana :Et = evapotranspirasi (mm/hr)Eto = evapotranspirasi potensial(mm/hr)Kc = nilai koefisien dari tanaman tertentu yang besarnya berbeda-beda sesuai
dengan jenis dan usia tanaman.
Nilai koefisien (Kc) untuk tanaman padi, jagung dan kedelai dapat dilihat
pada Tabel 1.
15
Tabel 1 Nilai Koefisien (Kc) untuk Tanaman Padi, Jagung dan Kedelai
No. Jenis
Tanaman
Nilai Kc sesuai usia tanaman sejak tanam (hari)
1 - 15 16-30 31-45 46-60 61-75 76-90
1. Padi 0,90 1,10 1,20 1,20 1,25 1,10
2. Jagung 0,30 0,55 0,70 0,70 0,85 0,80
3. Kedelai 0,30 0,40 0,70 0,70 0,80 0,60
Sumber : (Supriadi dan Herman, 2000)
Karena tanaman strawberry yang digunakan sebagai obyek dalam penelitian ini
dibudidayakan secara hidroponik, maka perhitungan kebutuhan air tanamannya dapat
didekati dengan menghitung selisih kadar air medium tanaman saat kapasitas lapang
dengan titik layu permanen dalam kurun waktu mulai kondisi kapasitas lapang
sampai tercapainya titik layu permanen.
2.4. Mikrokontroler ATMEGA16
Mikrokontroler merupakan suatu Integrated Circuit (IC) yang dapat
diprogram untuk menjalankan perintah pemrosesan input dan menghasilkan output
sesuai dengan yang diperintahkan. Banyak mikrokontroler yang beredar dipasaran
komponen elektronika, yang sering digunakan adalah produk ATMEL AVR, MCS-
51 dan PIC yang diproduksi oleh Microchip Technology. Namun mikrokontroler
yang sering digunakan karena low cost dan high performance adalah seri AVR, salah
satunya ATMEGA16.
Mikrontroler ATMEGA16 merupakan Chip dengan 16K Bytes In-System
Programmable Flash buatan Atmel yang memiliki spesikasi sebagai berikut :
1. Memiliki Port sebanyak 32 port yang dapat digunakan sebagai Input atau
Output
2. Memiliki 8 channel Analog Digital Converter 10 bit
3. 32 x 8 General Purpose Working Register
4. 4 Channel Pulse Wave Modulator
5. Memiliki Watchdog Timer yang disertai Osilator internal
6. 512 bytes EEPROM
16
7. Internal SRAM 1 Kbytes
Port pada Internal SRAM 1 Kbytes disajikan pada Gambar 1. berikut.
Gambar 1. Internal SRAM 1 KbytesSumber : www.atmel.com
Port A (PA7-PA0) merupakan port yang dapat berfungsi sebagai konverter
analog menjadi digital. Port A juga dapat berfungsi sebagai 8 bit bi-directional Input
Output Port seperti Port B (PB7-PB0), Port C (PC7-PC0) dan Port D (PD7-PD0) jika
ADC tidak digunakan. Port A, B, C, dan D juga menyediakan Pull up resistor
internal untuk masing-masing bit yang dipilih.
2.5. Light Dependent Resistor (LDR)
Light Dependent Resistor (LDR) merupakan komponen yang terdiri dari plat
kepingan semikonduktor dengan dua elektroda pada permukaannya.
17
Gambar 2. Light Dependent Resistor (LDR)Sumber : Bishop, O. 2011.
Pada kondisi pencahayaan kurang atau redup, maka bahan atau material pada
kepingan semikonduktor LDR mempunyai elektron bebas yang kecil, hanya sedikit
elektron yang mengalirkan muatan listrik, mengakibatkan LDR menjadi konduktor
yang lemah, resistansinya tinggi. Begitu pula sebaliknya, saat kondisi terang
mengakibatkan LDR menjadi konduktor yang baik dengan resistansi yang rendah.
2.6. Relay
Relay merupakan suatu komponen elektronika yang berfungsi sebagai saklar
atau switch yang dikontrol atau dikendalikan oleh arus listrik. Di dalam relay
terdapat sebuah kumparan dengan tegangan rendah yang dililitkan pada sebuah inti,
terdapat juga armatur besi yang bergerak atau tertarik menuju inti besi dengan
kumparan ketika kumparan diberi tegangan. Seiring dengan bergeraknya armatur
maka posisi kontak akan berubah dari normal tertutup menjadi normal terbuka.
18
Gambar 3. RelaySumber : Bishop, O. 2011.
2.7. Liquid Crystal Display (LCD)
LCD merupakan komponen elektronika yang digunakan untuk menampilkan
output suatu proses yang dilakukan oleh mikrokontroler atau suatu alat, atau dapat
juga digunakan untuk memonitoring kerja mikrokontroler, dapat juga untuk
menampilkan error atau kesalahan kerja mikrokontroler.
Gambar 4. LCDSumber : http://www.e-lab.de/diverse/components_en.html
Gambar 5. LCDSumber : topwaydisplays.eu
19
2.8. Real Time Clock (RTC DS1307)
DS1307 merupakan komponen Integrated Circuit (IC) yang berfungsi sebagai
serial Real Time Clock yang membutuhkan power rendah, Binary-Coded Decimal
(BCD) lengkap dengan Clock atau kalender ditambah dengan 56 byte NV SRAM.
Pengalamatan dan data ditransfer secara serial melalui I2C dan bidirectional bus.
Fitur Clock atau kalender pada IC ini menyediakan pengaksesan informasi detik,
menit, jam, hari, tanggal, bulan dan tahun. IC DS1307 ini juga mempunyai fitur
built-in power-sense circuit yang mampu mendeteksi kehilangan tegangan yang
diberikan pada IC ini, dan secara otomatis pindah menuju sumber daya cadangan.
Gambar 6. Sirkuit RTC DS1307Sumber : http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS1307.pdf
Gambar 7. Konfigurasi RTC DS1307Sumber : http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS1307.pdf
20
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Peta jalan (roadmap) penelitian
Peta jalan (roadmap) penelitian ini, digambarkan sebagai berikut.
Gambar 8. Peta jalan (roadmap) penelitian
3.2. Tempat dan waktu penelitian
Penelitian ini direncanakan dilakukan di Desa Candi Kuning, Br.
Kembangmerta, Kecamatan Baturiti, Bedugul,Tabanan, Bali, pada Tahun Anggaran
2015.
3.3. Bahan dan alat penelitian
Bahan dan alat yang digunakan pada penelitian ini yaitu tanaman strawberry,
media tumbuh tanaman berupa arang sekam, serta kelengkapan sarana produksi
lainnya seperti pupuk dan obat-obatan. Komponen alat yang dalam hal ini dapat
dianggap sebagai bahan yang diperlukan pada kegitan rancang bangun meliputi:
Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan alat kontrol irigasi adalah :
1. Mikrokontroler Atmega16
2. Lcd 2 x 16
3. Real Time Clock (RTC) Ds1307
4. Relay 12 Volt
Judul
2013 2014 2014 2015
Otomatisasi
Irigasi Terputus
Berdasarkan
Konduktivitas
Tanah
OtomatisasiIrigasi padaBudidayaStrawberry secaraHidroponik dalamGreenhouseBerbasisMikrokontrolerATMEGA16
Analisis Kebutuhan Air
Irigasi Tanaman
Strawberry Berdasarkan
Analisis Kapasitas
Lapang dan Titik Layu
Permanen
Penerapan dan
Kalibrasi Sensor
Resistif Otomatis
Tanaman Rukola
Penggunaan sumberdaya alam optimal
Aplikasi rekayasa alat pertanian yang berwawasan lingkungan
Kebutuhan
Budidaya hortikultura yang efisien dan efektif
21
5. Powersupply 12 Volt 1 Ampere
6. Regulator 5 Volt
7. PCB
8. Transistor Power
9. Crystall
10. Pompa Air
Alat yang digunakan sebagai sarana pengukuran dan penunjang meliputi
light meter, timbangan analitik, tangki plastik, gelas ukur, alat tulis dan sarana
transportasi.
3.4. Blok Diagram Sistem dalam Perancangan
Berikut adalah blok diagram sistem kontrol irigasi pada penelitian ini.
Gambar 9. Blok diagram sistem kontrol irigasi
22
3.5. Skema Rangkaian Kontrol Irigasi Otomatis
Gambar 10. Skema Rangkaian Kontrol Irigasi Otomatis
3.6. Diagram Alir Perangkat Lunak untuk mikrokontroler ATMEGA16
Gambar 11. Diagram Alir Perangkat Lunak untuk mikrokontroler ATMEGA16
Mulai
BacaIntensitasCahaya
Cerah?
Y
Mendung?
Umur 0-30hari?
Pompa On T1 detik padajam 8.00, jam 10.00, jam
14.00 dan jam 16.00
Umur 31-60hari?
Umur 61-90hari?
Umur 91-120hari?
Y
Pompa On T2 detik padajam 8.00, jam 10.00, jam
14.00 dan jam 16.00
Pompa On T3 detik padajam 8.00, jam 10.00, jam
14.00 dan jam 16.00
Pompa On T4 detik padajam 8.00, jam 10.00, jam
14.00 dan jam 16.00
Y
Y
Y
Y
T
T
T
T
T
T
Selesai
23
Keterangan :
Pada saat alat kontrol irigasi dihidupkan, pertama alat akan membaca perubahan
intensitas cahaya yang diterima oleh LDR (Light Dependent Resistor), dilakukan
pemeriksaan apakah intensitas cahaya termasuk dalam katagori cerah, mendung
ataupun hujan, selanjutnya akan dibandingkan dengan umur tanaman dalam kisaran
minggu, maka akan ditentukan berapa lama pompa air dihidupkan dalam satuan
detik.
24
3.7. Parameter yang diamati
3.7.1 Kuantitas Air Irigasi Awal
Kunatitas air irigasi menunjukkan jumlah air irigasi yang diberikan pada
sampel tanaman. Pemberian air irigasi ini tidak boleh berlebih yang ditandai dengan
tidak adanya limpahan air dari media tanaman. Kuantitas tersebut dapat diukur
dengan menggunakan gelas ukur, sebelum dituangkan ke media tanaman.
3.7.2 Periode pemberian air irigasi
Periode pemberian air irigasi dihitung berdasarkan jumlah hari yang
diperlukan saat pemeberian air irigasi awal sampai tanaman mulai memiliki gejala
layu. Periode waktu tersebut dihitung dengan satuan hari dan sisanya dalam jam.
3.7.3 Intensitas Cahaya Matahari
Intensitas cahaya matahari diukur dengan menggunakan lightmeter. Untuk
mengetahui intensitas cahaya matahari yang diterima tanaman dibaca pada monitor
alat yang disesuaikan dengan satuan yang telah disetel. Posisi ketinggian alat
pengukur sekitar setengah dari rata-rata tinggi tanaman.
3.7.4. Kebutuhan Air Irigasi Tanaman
Untuk mengetahui jumlah air yang dibutuhkan tanaman strawberry sesuai
dengan kondisi empiris yang dilakukan oleh petani dapat dihitung dengan mengukur
jumlah air yang diberikan saat tanaman menunjukkan gejala kelayuan (bukan layu
permanen) sampai tanaman memiliki gejala kayu berikutnya. Mengingat kebutuhan
air tanaman akan berubah-ubah sesuai dengan usianya, maka pengukuran tersebut
dilakukan paling tidak dalam waktu tidak lebih dari dua minggu. Suatu hal yang
perlu diperhatikan adalah pada saat pemeberian air irigasi diupayakan tidak berlebih
yang ditandai dengan meubernya air keluar media tanaman.
Kebutuhan air irigasi dihitung berdasarkan jumlah air yang diberikan dibagi
dengan periode dari saat tanaman ada gejala layu sampai gejala yang sama untuk saat
berikutnya. Dengan demikian satuan kebutuhan air irigasi tersebut akan menjadi
liter/hari atau liter/jam. Satuan tersebut dapat dikonversikan menjadi mm/hari
berdasarkan luas tajuk tanaman.
25
3.8. Pelaksanaan Penelitian
Untuk perhitungan kebutuhan air irigasi ditetapkan berdasarkan kebiasaan
yang dilakukan oleh minimal tiga orang petani dalam melakukan kegiatan irigasi.
Secara teoritis jumlah unit tanaman yang diperlukan sebagai sampel minimal 30 unit,
sehingga satu orang petani saja sebenarnya sudah cukup. Jika ada kelebihan petani
yang digunakan sebagai narasumber maka hal tersebut sifatnya sebagai replikasi
untuk memperkecil resiko biasnya data. Jumlah air yang diberikan saat pelaksaan
irigasi diukur dan dibagi dengan jumlah unit tanaman, sehingga diperoleh rata-rata
kebutuhan air untuk masing unit tanaman. Selanjutnya dihitung periode waktu
penyiraman berikutnya berdasarkan mulai adanya gejala kelayuan pada tanaman atau
kondisi lainnya yang menjadi pertimbangan petani. Dari kedua data tersebut dihitung
ingkat kebutuhan air irigasi untuk setiap unit tanaman.
Langkah-langkah tersebut diulangi sampai tanaman strawberry mulai
berbuah. Diagram alir kebutuhan air pada tanaman strawberry dapat dilihat pada
Gambar 12.
26
Gambar 12. Diagram alir penelitian
27
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Rancangan Alat Otomatisasi Irigasi Strawberry
Gambar 13. Alat Otomatisasi irigasi strawberry
Pada Gambar 13 merupakan rangkaian alat otomatisasi irigasi strawberry
yang dirangkai dalam box panel ukuran 35 x 25 cm, rangkaian tersebut terdiri dari
rangkaian minimum sistem ATMEGA16 dan DS1307, unit Liquid Crystall Display
(LCD) 16x2, rangkaian tombol setting, tombol power on/off, rangkaian driver Triac
BT139, rangkaian regulator 5 volt, powersupply switching 9 volt 1 ampere, dan
battery backup 3 volt untuk menyimpan setting waktu pada RTC DS1307.
Perkabelan untuk menghubungkan tegangan 220 volt menggunakan kabel tembaga
serabust jenis NYAF 1,5 mm2 dengan toleransi arus maksimum 24 amper.
Komponen LDR berfungsi sebagai komponen input atau masukan untuk
mendeteksi perubahan intensitas sinar matahari dilingkungan sekitar tanaman
strawberry, nilai intensitas sinar ditampilkan pada LCD display dan nilai tersebut
digunakan untuk menentukan durasi penyiraman tanaman. Berikut merupakan
gambar sensor LDR
28
Gambar 14. Sensor LDR.
4.2. Kebutuhan Air Tanaman Strawberi yang Dibudidayakan secara
Hidroponik
Untuk dapat merancang sistem irigasi secara otomatis pada tanaman
strawberri, maka terlebih dahulu perlu dianalisis tingkat kebutuhan air tanamannya.
Dasar analisis kebutuhan tersebut adalah berdasarkan prinsip imbangan air pada
media tanam yang digunakan. Berdasarkan pendekatan analisis tersebut untuk media
tanam strawberi dengan sistem hidroponik maka pengukuran kehilangan berat media
tanaman termasuk tanamannya dalam rentang waktu tertentu dapat dianggap sebagai
kebutuhan air tanaman strawberi tersebut. Metode analisis ini diperkuat oleh
pernyataan Pairunan (1997) yang menyebutkan jumlah air yang hilang pada media
tanam dalam sistem tertutup hampir sepenuhnya tergantung pada kemampuan
tanaman menyerap air pada media tersebut. Dari hasil penelitian yang menggunakan
30 media tanam dengan tiga kelompok ulangan berdasarkan kadar air media tanam
diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel 2. Kebutuhan Air Tanaman Strawberi dengan Berbagai Kadar Air MediaTanam
Kadar air media tanaman >50% Kadar air media tanaman (35-
50)%
Kadar air media tanaman <35%
Usia Tanaman
(hari)
Kebutuhan air
tanaman
(ml/hari)
Usia Tanaman
(hari)
Kebutuhan air
tanaman
(ml/hari)
Usia Tanaman
(hari)
Kebutuhan air
tanaman
(ml/hari)
5 49,70 15 39,03 23 27,30
29
7 50,63 17 40,00 25 26,95
9 54,02 19 37,30 27 26,30
11 55,95 21 37,50 29 27,00
13 56,00 35 42,50 47 32,02
31 64,32 37 41,50 49 30,00
33 62,52 39 42,00 51 29,60
35 57,00 41 43,00 53 30,48
37 60,00 43 45,00 63 35,00
55 61,23 45 45,40 65 36,00
Rata-rata 57,14 Rata-rata 41,32 Rata-rata 30,07
Analisis regresi linier hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan airtanamannya adalah sebagai berikut:
Gambar 15. Hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan air tanaman strawberipada kadar air media tanam di atas 50%.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
kebutuhan air(ml/hari)
29
7 50,63 17 40,00 25 26,95
9 54,02 19 37,30 27 26,30
11 55,95 21 37,50 29 27,00
13 56,00 35 42,50 47 32,02
31 64,32 37 41,50 49 30,00
33 62,52 39 42,00 51 29,60
35 57,00 41 43,00 53 30,48
37 60,00 43 45,00 63 35,00
55 61,23 45 45,40 65 36,00
Rata-rata 57,14 Rata-rata 41,32 Rata-rata 30,07
Analisis regresi linier hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan airtanamannya adalah sebagai berikut:
Gambar 15. Hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan air tanaman strawberipada kadar air media tanam di atas 50%.
y = 43,70x0,091
R² = 0,821
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
0 10 20 30 40 50 60
kebutuhan air(ml/hari) Y
X
Usia Tanaman (hari)
29
7 50,63 17 40,00 25 26,95
9 54,02 19 37,30 27 26,30
11 55,95 21 37,50 29 27,00
13 56,00 35 42,50 47 32,02
31 64,32 37 41,50 49 30,00
33 62,52 39 42,00 51 29,60
35 57,00 41 43,00 53 30,48
37 60,00 43 45,00 63 35,00
55 61,23 45 45,40 65 36,00
Rata-rata 57,14 Rata-rata 41,32 Rata-rata 30,07
Analisis regresi linier hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan airtanamannya adalah sebagai berikut:
Gambar 15. Hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan air tanaman strawberipada kadar air media tanam di atas 50%.
60
X
30
Gambar 16. Hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan air tanaman strawberipada kadar air media tanam (35-50)%.
Gambar 17. Hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan air tanaman strawberipada kadar air media tanam <35%.
Dari Tabel 2 di atas menunjukkan kebutuhan air tanaman strawberi
tergantung pada usia tanaman dan kadar air media tanam. Hal ini sesuai dengan
pendapat yang dikemukakan oleh Bustomi (1999) bahwa kebutuhan air konsumtif
dipengaruhi oleh jenis dan usia tanaman atau tingkat pertumbuhan tanaman. Dari
kurva regresi linier dapat dikemukakan saat tanaman mulai tumbuh nilai kebutuhan
air konsumtif relatif tinggi, namun setelah berlangsung beberapa saat kebutuhan
tersebut akan menurun sejalan dengan pematangan biji. Demikian juga dengan kadar
air media tanam, semakin tinggi nilainya maka ada kecendrungan meningkatnya
kebutuhan air tanaman strawberi.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
0
ykebutuhan air(ml/hari)
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
0
ykebutuhan air(ml/hari)
30
Gambar 16. Hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan air tanaman strawberipada kadar air media tanam (35-50)%.
Gambar 17. Hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan air tanaman strawberipada kadar air media tanam <35%.
Dari Tabel 2 di atas menunjukkan kebutuhan air tanaman strawberi
tergantung pada usia tanaman dan kadar air media tanam. Hal ini sesuai dengan
pendapat yang dikemukakan oleh Bustomi (1999) bahwa kebutuhan air konsumtif
dipengaruhi oleh jenis dan usia tanaman atau tingkat pertumbuhan tanaman. Dari
kurva regresi linier dapat dikemukakan saat tanaman mulai tumbuh nilai kebutuhan
air konsumtif relatif tinggi, namun setelah berlangsung beberapa saat kebutuhan
tersebut akan menurun sejalan dengan pematangan biji. Demikian juga dengan kadar
air media tanam, semakin tinggi nilainya maka ada kecendrungan meningkatnya
kebutuhan air tanaman strawberi.
y = 24,14x0,160
R² = 0,802
0 10 20 30 40 50 60 70
y
Usia tanaman (hari)
kebutuhan air(ml/hari)
y = 11,83x0,250
R² = 0,814
0 10 20 30 40 50 60 70
usia tanaman (hari)
y
30
Gambar 16. Hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan air tanaman strawberipada kadar air media tanam (35-50)%.
Gambar 17. Hubungan antara usia tanaman dengan kebutuhan air tanaman strawberipada kadar air media tanam <35%.
Dari Tabel 2 di atas menunjukkan kebutuhan air tanaman strawberi
tergantung pada usia tanaman dan kadar air media tanam. Hal ini sesuai dengan
pendapat yang dikemukakan oleh Bustomi (1999) bahwa kebutuhan air konsumtif
dipengaruhi oleh jenis dan usia tanaman atau tingkat pertumbuhan tanaman. Dari
kurva regresi linier dapat dikemukakan saat tanaman mulai tumbuh nilai kebutuhan
air konsumtif relatif tinggi, namun setelah berlangsung beberapa saat kebutuhan
tersebut akan menurun sejalan dengan pematangan biji. Demikian juga dengan kadar
air media tanam, semakin tinggi nilainya maka ada kecendrungan meningkatnya
kebutuhan air tanaman strawberi.
y = 24,14x0,160
R² = 0,802
70
x
70
x
31
Sebenarnya sesuai dengan rumus empiris Penman di dalam Kijne (1980),
tingkat kebutuhan air tanaman juga ditentukan oleh tingkat radiasi matahari. Dengan
demikian maka untuk tanaman yang sama akan berbeda kebutuhan airnya jika
kondisi radiasi matahari berbeda. Dalam keseharian, kondisi demikian ditunjukkan
tingkat kebutuhan air tanaman yang berbeda manakala kondisi cuaca mendung
dibanding dengan kondisi cuaca cerah. Berdasarkan pengukuran pada dua kondisi
cuaca yang berbeda yaitu antara cuaca cerah siang hari dengan cuaca redup (tanpa
sinar matahari saat matahari tertutup awan siang hari), diperoleh tingkat radiasi
matahari saat redup sekitar 40% dari saat cerah. Berdasarkan pendekatan rumus
empiris Penman diperoleh hubungan tingkat kebutuhan air tanaman strawberi dengan
tingkat radiasi matahari
Tabel 3. Tingkat Radiasi Matahari (kal/cm2/hari) sejalan dengan usia tanaman
strawberi pada saat penelitian.
Usia Tanaman
(hari)*
Radiasi Matahari (kal/cm2/hari)
Cahaya Cerah Cahaya Redup
10 935 374
20 930 325
30 925 388
40 910 373
50 895 385
60 870 339
70 845 338
*) Jadual tanam awal Pebruari
Menurut Doorenbos (1988) hubungan tingkat evapotranspirasi potensial
tanaman secara umum yang merupakan variabel utama kebutuhan air tanaman
dengan tingkat radiasi matahari pada kondisi iklim basah adalah sekiar 35% pada
saat cahaya redup, dan 75% saat cahaya sedang jika dibanding cahaya cerah.
Dari hasil pengukuran dan analisis seperti tersebut di atas maka nila tingkat
kebutuhan air tanaman strawberi untuk data input dalam perancangan ini adalah
berdasarkan rataan dari kebutuhan air tanaman pada berbagai tingkat kadar air media
32
tanam dan kondisi penyinaran/radiasi matahari. Dari analisis rataan tersebut
diperoleh data hubungan kebutuhan air tanaman strawberi pada berbagai tingkat usia
tanaman dan radiasi matahari sebagai berikut
Tabel 4. Kebutuhan air tanaman (secara umum) sejalan dengan tingkat penyinaranmatahari dalam siklus setahun di Bali (8,43o LS)
No. Bulan Periode
Radiasi
matahari
(kal/cm2)
Eto
(mm/hari)
1. Januari I 922 5,02
2. Januari II 924 4,99
3. Pebruari I 925 4,70
4. Pebruari II 921 4,30
5. Maret I 903 4,25
6. Maret II 880 4,33
7. April I 844 4,54
8. April II 809 4,31
9. Mei I 765 4,15
10. Mei II 735 3,68
11. Juni I 714 3,80
12. Juni II 705 3,50
13. Juli I 715 3,49
14. Juli II 734 3,83
15. Agustus I 766 4,13
16. Agustus II 799 4,44
17. September I 842 4,23
18. September II 869 4,78
19. Oktober I 898 4,60
20. Oktober II 912 4,77
21. Nopember I 917 4,88
33
22. Nopember II 918 4,74
23. Desember I 918 4,24
24. Desember II 919 4,62
Data dari semua hal diatas digunakan untuk menentukan waktu hidup dan waktu
mati pompa air pada alat otomatisasi irigasi.
4.3. Pengujian Alat otomatisasi irigasi strawberry
Jaringan perpipaan yang digunakan untuk pengujian alat adalah pipa pvc dengan
diameter 1/2 inchi untuk mengalirkan air dari pompa air merek Shimizu dengan daya
output 125 watt, untuk mengalirkan air dari pipa menuju tanaman strawberry
digunakan dripper irigasi. Berikut adalah jaringan irigasi yang dibuat pada penelitian
ini.
Gambar 18. Jaringan irigasi tanaman.
34
Pemberian air untuk tanaman strawberry dilakukan oleh alat otomatisasi irigasi
sebanyak empat kali dalam sehari yaitu pukul 08.00, 10.00, 14.00 dan pukul 16.00
wita, sesuai dengan yang diprogramkan pada alat. Durasi penyiraman tergantung dari
besarnya intensitas sinar matahari yang dibaca oleh alat, pada saat terang besarnya
intensitas sinar matahari mulai dari 1000 lux sampai dengan 5000 lux, sedangkan
saat mendung intensitas sinar kurang dari 1000 lux.
35
BAB V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat diperoleh kesimpulan bahwa :
1. Alat otomatisasi irigasi strawberry berbasis mikrokontroler Atmega 16 ini telah
berhasil dibuat dan diprogram untuk melakukan penyiraman tanaman sebanyak
empat kali dalam sehari, yaitu pukul 08.00, 10.00, 14.00 dan 16.00 wita, dengan
durasi penyiraman yang berubah tergantung penambahan umur dan besarnya
intensitas sinar matahari.
2. Durasi penyiraman tanaman terpendek pada saat terang dan umur tanaman 0
sampai 30 hari adalah 2 menit 48 detik, dan durasi penyiraman terpanjang pada
saat terang dan umur tanaman 120 hari atau lebih adalah 4 menit.
3. Durasi penyiraman tanaman terpendek pada saat redup dan umur tanaman 0
sampai 30 hari adalah 70 % dari 2 menit 48 detik, dan durasi penyiraman
terpanjang pada saat terang dan umur tanaman 120 hari atau lebih adalah 70 %
dari 4 menit.
36
DAFTAR PUSTAKA
Anonimus. 1995. Hidroponik Tanaman Hias. Penebar Swadaya. Jakarta
Atmel Corps. 8-bit Microcontroller with 16K Bytes In-System Programmable Flash.www.atmel.com/images/doc2466.pdf. Diakses tanggal 17 April 2015.
Bishop, O. 2011. Electronics A First Cource. Published by Elsevier Ltd.
Bustomi, F. 1999. Sistem Irigasi : Suatu Pengantar Pemahaman, Tugas KuliahSistem Irigasi. Program Pascasarjana Program Studi Teknik Sipil UGM,Yogyakarta.
Buyung I, Silalahi M H. 2012 . Automatic Watering Plant Berbasis MikrokontrollerAt89c51. Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST)Periode III Yogyakarta, 3 November 2012.
Doorenbos, J., A.H. Kassam., and C.L.M. Bentvelsen. (1988) Yield Response toWater. FAO, Rome.
DS1307. http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS1307.pdf. Diakses tanggal17 April 2015.
Kijne J.W. (1980), Determining Evapotranspiration, in Drainage Princpiles andApplication. International Institute for Land Reclamation and Improvement,Wageningen.
Kitinoja L., dan Kader A.A, November 2003. Praktik-praktik PenangananPascapanen Skala Kecil: Manual untuk Produk Hortikultura, Edisi ke 4(Diterjemahkan oleh I Made S. Utama). Postharvest Technology Research andInformation Center, University of California, Davis.
LCDDisp. http://www.e-lab.de/diverse/components_en.html. diakses tanggal 17April 2015.
Muhjidin, M. 2011. Asas Irigasi dan Konservasi Air. Bursa Ilmu, Yogyakarta.
Nugroho, A, R. 2011. Rancang Bangun Modul Akuisisi Data Untuk Sistem IrigasiOtomatis Berbasis Mikrokontroler Arduino Duemilanove. Departeman IlmuKOmputer, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB, Bogor.
Pairunan A.K., Nanere J.L., Samosir S.S.R., Tangkaisari J.R., dan Ibrahim H.A.1997. Dasar Dasar Ilmu Tanah. Badan Kerja Sama Perguruan Tinggi NegeriIndonesia Timur, Makassar.
Sitohang, M. 1993. Strawberry pendatang di komoditas baru. Penebar Swadaya.Jakarta.
37
Topway Displays LMB162A Series. www.topwaydisplays.eu/.../004560-LNK04446.pdf. Diakses tanggal 17 April 2015
Wijayani dan Widodo, 2005. Sistem hidroponik pada tanaman strawberry. PenerbitKanisius. Yogyakarta.
38
Lampiran.
Gambar 19. Jalur PCB Atmega16 dan DS1307
Gambar 20. Jalur PCB LDR
39
Gambar 21. Jalur PCB Switch input
Gambar 22. PCB switch input dan LDR yang sudah dicetak
40
Gambar 23. Rangkaian Atmega16 dan DS1307.
41
Gambar 24. Box panel alat otomatisasi irigasi
42
Gambar 25. LCD untuk menampilkan intensitas sinar, jam, tanggal dan umur
tanaman.
43
Gambar 26. Instalasi jaringan irigasi strawberry
44