i

RANCANG BANGUN DRUM KOMPOSTER DENGAN

KONTROL KELEMBABAN DAN AERASI MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLER ATMEGA 328P(ARDUINO UNO)

SKRIPSI

Oleh :

RIZAL FEBRANTO

NIM 135100200111011

JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG

2017

ii

RANCANG BANGUN DRUM KOMPOSTER DENGAN KONTROL KELEMBABAN DAN AERASI MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLER ATMEGA 328P (ARDUINO UNO)

SKRIPSI

Oleh : RIZAL FEBRIANTO

NIM 135100200111011

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik

JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG

2017

iii

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul TA : Rancang Bangun Drum Komposter Dengan Kontrol Kelembaban dan Aerasi Menggunakan Mikrokontroler 328P (Arduino Uno)

Nama : Rizal Febrianto NIM : 135100200111011 Jurusan : Keteknikan Pertanian Fakultas : Teknologi Pertanian

Menyetujui

Pembimbing Pertama, Pembimbing Kedua,

Prof.Dr.Ir.Sumardi H S, MS Ir. Darwin Kadarisman, MS NIP. 19540112 198002 1 001 NIP. 19470917 197403 1 001

Tanggal Persetujuan : Tanggal Persetujuan :

iv

LEMBAR PENGESAHAN

Judul TA : Rancang Bangun Drum Komposter Dengan Kontrol Kelembaban dan Aerasi Menggunakan Mikrokontroler 328P (Arduino Uno)

Nama : Rizal Febrianto NIM : 135100200111011 Jurusan : Keteknikan Pertanian Fakultas : Teknologi Pertanian

Dosen Penguji I, Dosen Penguji II,

Prof.Dr.Ir.Sumardi H S, MS Ir. Darwin Kadarisman, MS NIP. 19540112 198002 1 001 NIP. 19470917 197403 1 001

Dosen Penguji III

Dr. Ir. Gunomo Djoyowasito, MS NIP. 19550212 198103 1 004

Ketua Jurusan Keteknikan Pertanian

La Choviya Hawa, STP. MP. Ph.D NIP: 19780307 200012 2 001

Tanggal Lulus TA :

v

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Banyuangi 20 Februari 1995, merupakan anak ke pertama dari tiga bersaudara. Penulis lahir dari ayah yang bernama Saiful Hartoyo dan ibu Wiwin Pondiyarsih.

Penulis menyelesaikan Pendidikan Taman Kanak-Kanak di TK Pertiwi Banyuwangi pada tahun 2000, pendidikan Sekolah Dasar di SDN 1 Lateng banyuwangi pada

tahun 2001 sampai 2007, kemudian melanjukan ke Sekolah Menengah Pertama di SMPN 1 Glagah Banyuwangi pada tahun 2007 sampai 2010 dan menyelesaikan Sekolah Menengah Atas di MAN 1 Banyuwangi pada tahun 2010 sampai 2013.

Penulis kemudian melanjutkan sekolah ke jenjang perguruan tinggi di Universitas Brawijaya Malang Jurusan Keteknikan Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian pada tahun 2013 selanjutnya penulis berhasil menyelesaikan studi pada than 2017 dengan judul Tugas Akhir “Rancang Bangun Drum Komposter Dengan Kontrol Kelembaban dan Aerasi Menggunakan Mikrokontroler Atmega 328P”. Pada masa Pendidikannya, penulis aktif di organisasi intrakampus sebagai staff PSDM BEM FTP 2014/2015 dan anggota CARE HIMATETA 2014-2015. Selain itu penulis juga aktif di organisasi Pergerakan Mahasiswa Islam Indonesia (PMII) sebagai Ketua Rayon FTP 2015-2016 dan ketua III Komisariat Brawijaya 2016-2017

vi

Alhamdulillah……..terima kasih Ya Rabb,

Karyaku ini, aku persembahkan kepada

Ayah, ibu, dan adikku

Doakan Ilmu rizal bermanfaat. Amiin

vii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama Mahasiswa : Rizal Febrianto

NIM : 135100200111011

Jurusan : Keteknikan Pertanian

Fakultas : Teknologi Pertanian

Judul TA : Rancang Bangun Drum Komposter dengan Kontrol Kelembaban dan Aerasi Menggunakan Mikrokontroler Atmega 328P (Arduino Uno)

Menyatakan bahwa,

TA dengan judul diatas merupakan karya asli penulis tersebut

diatas. Apabila dikemudian hari terbukti ini tidak benar saya

bersedia dituntut sesuai hokum yang berlaku

Malang, 14 Desember 2017

Pembuat Pernyataan,

Ttd

Rizal Febrianto

NIM. 135100200111011

viii

Rizal Febrianto. 135100200111011. Rancang Bangun Drum Komposter Dengan Kontrol Kelembaban dan Aerasi Menggunakan Mikrokontroler Atmega 328P (Arduino Uno). Skripsi. Pembimbing 1 : Prof.Dr.Ir. Sumardi Hadi Sumarlan, MS, Pembimbing 2 : Ir. Darwin Kadarisman, MS., Penguji : Dr.Ir Gunomo Djoyowasito, MS.

RINGKASAN

Penelitian dengan judul rancang bangun drum komposter dengan control kelembaban dan aerasi menggunakan mikrokontroler atmega 328P(Arduino uno) dilakukan pada bulan April sampai dengan September 2017 di Laboratorium Mekatronika dan Intrumentasi. Tujuan penelitian ini adalah merancang drum komposter dengan merancang sistem kotrol kelembaban dan rangkaian pipa aerasi, membuat koding atau algoritma dengan integrasi kontrol kelembaban dan aerasi yang diinginkan dan mengetahui Kinerja Minimum System pada komposter Metode penelitian ini menggunakan metode deskriptif yakni merancang drum komposter.

Prototype drum composter dengan kontrol kelembaban dan aerasi telah berhasil dibuat. Prototype tersebut berdiameter 40 cm dan tinggi 60 cm. Koding yang diberikan menggunakan aplikasi arduino IDE telah berhasil melakukan variasi waktu pada aerator dan kelembaban pada pompa secara otomatis. Sistem kontrol untuk pengaturan kelembaban kurang dari 75% menggunakan sensor DHT11 dan aerasi 45 menit menggunakan Real Time Clock (RTC) telah berhasil dibuat. Pengujian kinerja rangkaian elektronika telah dilakukan. Ketika diberi logika HIGH, LED akan menyala dan jika diberi logika LOW, LED akan mati. Sedangkan pada Relay jika diberi logika HIGH, Relay akan On dan jika diberi logika LOW, Relay akan Off Pada LCD dapat memunculkan karakter yang diinginkan. Pembacaan Sensor DHT11 memiliki akurasi rata-rata 99,30 % .

Kata Kunci : Arduino Uno , Microcontroller, Kompos, Otomatisasi, DHT11

ix

Rizal Febrianto. 135100200111011. Design Drum Composter With Control Of Moisture And Aeration Using The Atmega Microcontroller 328P (Arduino Uno). Thesis. Preceptor 1 : Prof.Dr.Ir. Sumardi Hadi Sumarlan, MS, Preceptor 2 : Ir. Darwin Kadarisman, MS., Examiner : Dr.Ir Gunomo Djoyowasito, MS.

SUMMARY

Research with the title design drum composter with control of moisture and aeration using the atmega microcontroller 328P (Arduino Uno). This Research was conducted on April until August 2017 in the laboratory of Mechatronics dan Instrumentation. The purpose of yhis research is to design drum composter by designing system control of moisture and aeration pipe arrangement, make coding algorithm or control with the integration of moisture and aeration performance and find out the desire minimum system on this research method using the composter methods descriptive i.e. designing drum composter

The prototype drum composter with control of moisture and aeration has been sccessfully created. The prototype 40 cm and diameter 60 cm. height of the given application Coding the arduino IDE has managed to do a variation of the time on the aerator and moisture on the pump automatically. Control system for setting the humidity of less than 75% using the sensor DHT11 and 45 minutes of aeration using Real Time Clock (RTC) has been successfully created. Electronic circuit performance testinghas been done. When given a logic HIGH, the LED will be lit and if given a logic LOW, the LED will be off. While on a Relay if given a logic HIGH, the Relay will be On and if given a logic LOW, the Relay will be Off on the LCD can bring up the desired character. DHT11 Sensor readout accuracy average 99.30%.

Keyword : Arduino Uno, Microcontroller, compos, DHT11, Automation

x

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas segala berkat dan penyertaan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ‘Rancang Bangun Drum Komposter Dengan Kontrol Kelembaban dan Aerasi Menggunakan Mikrokontroler Atmega 328P (Arduino Uno)’. Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Prof.Dr.Ir. Sumardi Hadi Sumarlan, MS dan Ir. Darwin Kadarisman, MS selaku dosen pembimbing I dan II, yang telah memberikan bimbingan, arahan, ilmu, dan pengetahuan kepada penulis.

2. Kedua Orang tua saya, Bapak Saiful Hartoyo dan Ibu Wiwin Pondiarsih, yang selalu memberikan doa dorongan, semangat , motivasi yang tak henti-hentinya serta mendidik dan merawat penulis mulai dari kecil hingga saat ini

3. Dr.Ir Gunomo Djoyowasito, MS selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik dan saran kepada penulis

4. La Choviya Hawa, STP. MP. Ph.D selaku Ketua Jururan 5. Teman-teman Sirotolmustaqim TEP 2013 yang selalu

memberi semangat dan bantuan. 6. Teman-teman Keteknikan Pertanian 2013 yang telah

memberikan semangat dan doa kepada penulis dalam penyelesaian proposal skripsi ini.

7. Sahabat – Sahabat seperjuangan di Organisasi Ekstra kampus (PMII) yang telah berbagi pengalaman softskillnya kepada penulis

Malang, 14 Agustus 2017

Penulis

xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN .................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN .................................................... iv RIWAYAT HIDUP .................................................................. v LEMBAR UCAPAN TERIMA KASIH ..................................... vi LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN TA ............................. vii RINGKASAN ........................................................................ viii KATA PENGANTAR ............................................................ x DAFTAR ISI .......................................................................... xi DAFTAR TABEL .................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR .............................................................. xiv DAFTAR LAMPIRAN ............................................................ xv I.PENDAHULUAN ................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah .......................................................... 3 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................. 3 1.4 Manfaat Penelitian ........................................................... 4 1.5 Batasan Masalah ............................................................ 4 II. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................... 5 2.1 Kompos ........................................................................... 5 2.2 Faktor yang mempengaruhi Pengomposan ..................... 7 2.3 Mikrokontroler Atmega 328 P .......................................... 11 2.4 Analog to Digital Converter ............................................. 14 2.5 LCD ................................................................................ 15 2.6 DHT11 ............................................................................ 17 2.7 Relay .............................................................................. 18 2.8 Push Button .................................................................... 19 2.9 Software Arduino IDE ...................................................... 20 III. Metode Penelitian ........................................................... 23 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ......................................... 23 3.2 Alat dan Bahan ............................................................... 23 3.3 Metode Penelitian ........................................................... 24 3.4 Perancangan Alat ........................................................... 24 3.4.1 Perancangan Fungsional ............................................. 24

xii

3.4.2 Rancangan Struktural Fisik .......................................... 26 3.4.3. Rancangan Struktural ................................................ 33 3.5 Perancangan Software .................................................... 34 3.6 Parameter Pengujian ...................................................... 35 3.6.1 Pengujian Rangkaian dan Minimum Sistem .................. 35 3.6.2 Validasi Sensor Kelembaban ....................................... 36 3.6.3 Lama Proses Pengomposan ........................................ 37 3.7 Prosedur pembuatan alat dan Cara Kerja Alat ................ 38 3.7.1 Prosedur Pembuatan Alat ............................................ 38 3.7.2 Cara Kerja Alat ............................................................. 39 IV. Hasil dan Pembahasan .................................................. 41 4.1 Hasil Rancang Bangun Drum Komposter dengan control kelembaban dan aerasi ......................................................... 41 4.1.1 Rancang Bangun Drum Komposter .............................. 41 4.1.2 Rancangan Minimum System ....................................... 42 4.2 Pengujian Komponen ..................................................... 43 4.2.1 Pengujian LCD ............................................................. 44 4.2.2 Pengujian LED ............................................................. 45 4.2.3 Pengujian Relay ............................................................ 47 4.2.4 Pengujian RTC ............................................................. 48 4.3 Uji Validasi Sensor Kelembaban ..................................... 51 4.4 Lama Proses Pengomposan ........................................... 55 V. Kesimpulan dan Saran ................................................... 59 5.1 Kesimpulan ..................................................................... 59 5.2 Saran ............................................................................... 59 DAFTAR PUSTAKA ............................................................. 61 LAMPIRAN ............................................................................ 65

xiii

DAFTAR TABEL

Nomer Teks Halaman

2.1 Rasio C/N Bahan ............................................................ 8 2.2 Aerasi Optimal ................................................................. 10 2.3 Karakteristik Arduino Uno ................................................ 13 2.4 Konfigurasi Pin – Pin LCD ................................................ 16 4.1 Pengujian LED (Light Emitting Diode) .............................. 47 4.2 Pengujian Relay ............................................................... 48 4.3 Perbandingan Pembacaan Sensor DHT11 dengan Higrometer ............................................................................. 53

xiv

DAFTAR GAMBAR

Nomer Teks Halaman

2.1 Board Arduino ................................................................. 12 2.2 LCD ................................................................................. 15 2.4 DHT 11 ............................................................................ 17 2.5 Push Button Normally Open ............................................ 19 2.6 Push Button Normally Close ............................................ 20 2.7 Push Button Normally NC dan NO .................................. 20 3.1 Sketsa Alat ....................................................................... 25 3.2 Drum Komposter .............................................................. 27 3.3 Pipa Aerasi ...................................................................... 28 3.4 Skema Umum Rangkaian Elektrik .................................... 29 3.5 Skema Rangkaian minumum system Atmega 328P ......... 30 3.6 Skema Rangkaian LCD .................................................... 31 3.7 Skema Rangkaian Relay .................................................. 32 3.8 Rangkaian DHT 11 .......................................................... 33 3.9 Rangkaian Keseluruhan ................................................... 34 3.10 Prosedur pembuatan alat ............................................... 37 3.11 Cara Kerja Alat ............................................................... 38 4.1 Prototype Drum Komposter .............................................. 41 4.2 Rangkaian Minimum System ............................................ 42 4.3. Hasil pengujian LCD ....................................................... 44 4.4 Hasil Pengujian LED (Light Emitting Diode) ..................... 47 4.5 Hasil Pengujian RTC ........................................................ 51 4.6 Grafik Linierasi setelah pengujian sensor ......................... 54 4.7 Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu ............................. 55

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Nomer Teks Halaman

1. List Hasil Program Arduino IDE ......................................... 64 2. Pengamatan Data Kelembaban pada Sensor DHT11 ........ 73 3. Pengamatan Data Kelembaban pada Hygrometer ............. 74 4. Pengamatan Data Suhu ..................................................... 75 5. Contoh Perhitungan Error DHT11 ...................................... 76 6. Bagian- bagian Drum Komposter ....................................... 77 7. Spesifikasi Sensor DHT11 ................................................. 78 8. Gambar Teknik .................................................................. 81

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini sampah telah menjadi permasalahan yang cukup serius di Indonesia. Jumlah penduduk di Indonesia mengalami peningkatan. Hal ini berbanding lurus dengan jumlah sampah yang dihasilkan setiap harinya. Dampak yang ditimbulkan apabila sampah tersebut tidak diolah antara lain habisnya lahan untuk pembuangan (TPA), pencemaran udara, pencemaran tanah dan juga dapat mencemari air akibat keluarnya cairan (air lindi) dari tumpukan sampah. Menurut data KLHK tahun 2012, berdasarkan hasil studi dibeberapa kota persentase pengelolaan sampah antara lain diangkut dan ditimbun di TPA 69%, dikubur 10%, dikompos dan didaur ulang 7%, dibakar 5% dan sisanya tidak didumping atau bahkan dibakar.

Dari data KLHK diatas untuk mengurangi jumlah sampah dengan cara didaur ulang ataupun dijadikan kompos masih sangat kecil. Padahal kompos memiliki peranan penting dalam mewujudkan pertanian organik selain itu juga ramah lingkungan. Kompos merupakan pupuk organik hasil dari fermentasi bakteri aerob maupun anaerob yang disesuaikan pada kondisi lingkungan tertentu. Keseluruhan proses ini disebut dekomposisi (Yuwono,2005). Bahan – bahan organik yang telah terdekomposisi tersbut kaya akan unsur hara baik makro ataupun mikro yang sangat diperlukan bagi tanaman (Yurmiati, 2008).

Salah satu faktor yang menyebabkan kompos berjalan dengan cepat adalah suhu (Som, et al.,2009). Proses pembuatan kompos secara aerob ataupun anaerob akan berjalan dengan baik jika suhu bahan sesuai dengan pertumbuhan mikroorganisme perombak. Dalam proses pengomposan aerobik ada dua fase pertumbuhan mikroorganisme yaitu fase mesofilik yang hidup pada suhu 23 - 45 oC dan termofilik 45 – 65 oC. Kisaran suhu ideal adalah 55 – 65 oC, dimana pada suhu tersebut perkembangan mikroorganisme adalah yang paling baik, enzim yang dihasilkan untuk menguraikan bahan organik paling efektif daya urainya (Sriharti, 2010 dalam Harold, 1995 ). Menurut

2

Murbandono, (2000) suhu yang terlalu rendah menyebabkan bakteri tidak bisa bekerja secara wajar, sehingga pembuatan kompos berlangsung lama. Selain faktor suhu, aerasi merupakan faktor penting untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada proses pengomposan. Apabila aerasi terhambat, maka akan terjadi proses anaerobik. Menurut Haug (1993), metablosime anaerobik dalam pengomposan dapat menyebabkan terbentuknya senyawa kimia yang bau seperti amonia (NH3), hidrogen sulfida (H2S), volatil organic acid, dan metil sulfida. Proses Pengomposan daun – daunan hijau dan kering harus diberi air pada saat membuat timbunan kompos. Secara menyeluruh, kelembaban timbunan harus mencapai 70 – 80% atau selembab karet busa yang diperas.

Rancang bangun komposter ini menggunakan microcontroller Atmega 328P (Arduino uno) berfungsi sebagai otak pengatur kondisi lingkungan proses pengomposan yang terintegrasi dengan suhu, aerasi dan kelembaban. Piranti yang digunakan sebagai Pengontrol kondisi lingkungan didalam komposter dengan sensor DHT 11 untuk kelembaban serta RTC untuk mengatur jadwal aerasi. Pengontorolan kondisi di dalam komposter diharapkan dapat menambah kualitas kompos. Dengan adanya kontrol didalam ruang komposter menjadi alternatif dan effesiensi tenaga pengadukan pada pembuatan kompos.

3

1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah pada penelitian ini yaitu :

1. Bagaimana desain rancang bangun drum composter dengan kontrol kelembaban dan aerasi ?

2. Bagaimana koding/algoritma integrasi kontrol suhu, kelembaban dan aerasi otomatis dengan menggunakan software Arduino IDE?

3. Bagaimana kinerja minimum system pada proses pengaplikasiannya?

1.3 Tujuan

Adapun penelitian ini bertujuan untuk :

1. Merancang drum komposter dengan sistem kotrol kelembaban dan rangkaian pipa aerasi

2. Membuat koding atau algoritma dengan integrasi kontrol kelembaban dan aerasi yang diinginkan.

3. Mengetahui kinerja minimum system pada komposter

4

1.4 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penelitian ini adalah :

1. Sebagai bahan rujukan untuk menentukan langkah pengembangan unit usaha kompos

2. Memberikan khasanah pengetahuan dibidang ilmu pengetahuan dan teknologi tentang proses kompos.

3. Sebagai bahan referensi penelitian selanjutnya.

1.5 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam penelitian ini :

1. Tidak melakukan pengujian bahan dan hasil produk 2. Tidak melakukan perhitungan daya listrik 3. Bahan yang digunakan dalam pembuatan kompos adalah

sampah organik. 4. Parameter kematangan kompos adalah suhu sampai

stabil

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kompos

Kompos merupakan hasil dari pelapukan bahan – bahan organik seperti limbah rumah tangga dan limbah pertanian. proses pelapukan tersbut dipercepat dengan merangsang perkembangan bakteri untuk menguraikan bahan – bahan yang dikomposkan. Proses penguraian mengubah unsur hara yang terikat dalam senyawa organik sukar larut menjadi senyawa organik larut yang berguna bagi tanaman (Ginting, 2007). Selama proses pengomposan karena adanya interaksi antara mikrooganisme yang bekerja didalamnya, bahan – bahan organik tersebut berupa dedaunan, rumput, jerami, sisa – sisa ranting dan dahan (Murbandono, 2006). Menurut Indriani (2005) karena kompos telah mengalami penguraian sehingga sudah tidak dikenali bentuk aslinya, berwarna kehitam – hitaman, dan tidak berbau. Mikroorganisme yang dimanfaatkan sebagai aktivator dapat diperoleh dari berbagai sumber, seperti kotoran ternak (manure) atau bakteri inokulan berupa effective microorganism (EM4), orgadec, dan stardec (Sriharti, 2010).

Pada prinsipnya proses pengomposan adalah menguraikan bahan organik sehingga perbandingan rasio C/N bahan organik tersebut menjadi mirip dengan rasio C/N tanah. Menurut Setyorini dkk, (2006) perbandingan rasio C/N pada tanah antara 10 -12. Bila kompos mempunyai perbandingan rasio C/N yang mirip atau mendekati tanah, maka kompos tersebut dapat digunakan tanaman untuk memenuhi proses pertumbuhan tanaman. Pada umumnya bahan organik memiliki rasio C/N yang tinggi. Bahan organik tersebut seperti jerami 50 -70, dedaunan tanaman 50 -60, kayu – kayuan >400 dan lain – lain. Oleh karena itu , tujuan pokok dari pengompsan adalah menurunkan perbandingan rasio C/N bahan organik sehingga menjadi mirip atau mendekati perbandingan rasio perbandingan rasio C/N tanah.

6

Pembentukan atau transformasi kompos dapat terjadi pada dua kondisi yaitu kondisi aerob (dengan oksigen) dan kondisi anaerob (tanpa oksigen). Aktivitas mikroorganisme mempengaruhi suhu sehingga selama proses pengomposan terjadi beberapa fase yang ditandai dengan perubahan suhu. Ada 3 tahap proses pengomposan menurut Irawan (2014), yaitu :

a. Tahap pertama adalah tahap penghangatan yaitu mikroorganisme hadir dalam bahan kompos secara cepat karena pengaruh udara dan senyawa organik sehingga menyebabkan suhu meningkat. Mikroorganisme mesofilik hidup pada suhu 10 – 40 oC dan bertugas memperkecil ukuran partikel bahan organik sehingga luas permukaan bertambah dan mempercepat proses pengomposan.

b. Pada tahap kedua yaitu tahap mikroba termofilik hadir dalam tumpukan kompos ini ditunjukkan dari kenaikan suhu. Mikroba hidup pada suhu 45 -60 oC dan bertugas mengkonsumsi karbohidrat dan protein sehingga bahan kompos dapat terdegradasi dengan cepat. Mikroorganisme berupa jamur termofilik mampu merombak selulosa dan hemiselulosa, kemudian proses dekomposisi mulai melambat dan temperatur puncak tercapai. Setelah temperatur puncak tercapai tumpukan mencapai kestabilan dimana bahan lebih mudah terdekomposisikan. Menurut Insam dan Bertoldi (2001), bagian tengah merupakan bagian yang paling panas. Pencapaian suhu termofilik ini sangat penting dalam pengomposan karena dapat digunakan sebagai proses higienisasi.

c. Tahap pendinginan yaitu jumlah mikroorganisme termofilik berkurang karena bahan makanan juga berkurang. Hal ini menyebabkan mikroorganisme mesofilik mulai beraktifitas kembali. Mikroorganisme akan merombak selulosa dan hemiselulosa yang tersisa dari proses sebelumnya menjadi gula yang lebih sederhana. Bahan yang didekomposisi menurun jumlahnya dan panas yang dilepaskan relative kecil.

7

2.2 Faktor yang Mempengaruhi Pengomposan

Proses pembentukan kompos dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :

a. Rasio C/N merupakan faktor paling penting dalam proses pengomposan. Kondisi kelengasan dan bahan dasar kompos menentukan nisbah C/N dan nilai pupuk kompos. Hasil akhir kompos hara mengandung antara 30-60% bahan organik. Pengujian kimiawi termasuk pengukuran C, N dan nisbah C/N merupakan indikator kematangan kompos. Apabila nisbah C/N kompos kurang dari sama dengan 20 kompos tersebut siap digunakan. Akan tetapi, nisbah C/N bahan kompos yang baik dapat berkisar antara 5 dan 20 (Susanto, 2000). Jika C/N tingggi, aktivitas biologi mikroorganisme akan berkurang. Selain itu, diperlukan beberpa siklus mikrooganisme untuk menyelesaikan degredasi bahan kompos sehingga waktu pengomposan akan lebih lama dan kompos yang dihasilkan akan memiliki mutu rendah. Jika nisbah C/N terlalu rendah atau kurang dari 30, kelebihan nitrogen yang tidak dipakai oleh mikroorganisme tidak dapat diasimilasi dan akan hilang melalui volatilisasi sebagai amonia atau terenitrifikasi (Djuarnani, 2005). Rasio C/N setiap bahan dapat dilihat pada Tabel 2.1

8

Tabel 2.1. Rasio C/N Bahan

Jenis Bahan Rasio C/N Sampah sayuran 12 : 1 hingga 20 : 1 Sampah dapur campur 15 : 1 Daun daunan segar 10 : 1 hingga 40 : 1 Daun daunan kering 50 : 1 hingga 60 : 1 Sampah buah buahan 35 : 1 Rumput rumputan 12 : 1 hingga 25 : 1 Kacang kacangan 15 : 1 Bahan potong (cabang) 15 : 1 hingga 60 :1 Jerami padi 50 : 1 hingga 70 :1

Sumber : (Yuwono, 2006)

b. Ukuran Partikel Semakin kecil ukuran bahan baku maka semakin cepat proses pengomposan karena permukaan bahan baku akan bertambah dan mempermudah mikroorganisme melakukan penguraian atau dekomposisi. Bahan organik yang memiliki ukuran yang besar sebaiknya dicacah dengan ukuran 0,5 sampai 1 cm. Namun, bahan organik yang memiliki struktur yang lembek tidak perlu dicacah sangat kecil karena bahan yang sangat hancur akan mengandung banyak air atau memiliki kelembaban yang sangat tinggi (Hajama, 2014).

c. Aerasi (sirkulasi udara) Aerasi sangat penting dilakukan untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada saat proses pengomposan. Pada proses pengomposan secara aerobik , aerasi dapat berlangsung dengan dua cara yaitu pasif atau aktif. Aerasi pasif merupakan cara pengaliran udara tanpa menggunakan alat bantu. Aerasi pasif terjadi secara alamiah karena udara masuk kedalam timbunan karena adanya perbedaan tekanan yang berasal dari dalam dan luar timbunan bahan baku kompos. Sedangkan aerasi aktif dilakukan dengan menggunakan tekanan yang umumnya berasal dari mesin ataupun alat (Djaja, 2008).

9

Pengomposan yang cepat terjadi dalam kondisi yang cukup oksigen (aerob). Kadar oksigen yang ideal adalah 10% -18% (kisaran yang bisa diterima adalah 5%-20%). Aerasi secara alami akan terjadi pada saat udara hangat keluar dari kompos dan udara yang lebih dingin dimasukkan ke dalam tumpukan kompos. Aerasi ditentukan oleh porositas dan kandungan air kompos. Apabila aerasi terhambat, maka akan terjadi proses anaerobik. Menurut Haug (1993), metablosime anaerobik dalam pengomposan dapat menyebabkan terbentuknya senyawa kimia yang bau seperti amonia (NH3), hidrogen sulfida (H2S), volatil organic acid, dan metil sulfida. Laju aerasi optimal pada proses pengomposan bergantung dari jenis bahan yang digunakan. Tabel 2.2 menunjukkan nilai rata – rata aerasi optimal pada sistem pengomposan yang berbeda.

10

Tabel 2.2 Aerasi Optimal Sumber : Guo, et al. (2012)

d. Suhu

Suhu merupakan salah satu parameter pengomposan yang menunjukkan ukuran panas dan dinginnya suatu benda. Perubahan temperatur dalam pengomposan merupakan salah satu indikator untuk mengetahui proses dekomposisi bahan organik berjalan baik (Gunawan dkk.,2015 ). Menjaga kestabilan suhu pada suhu ideal 40 – 50 oC sangat penting dalam pembuatan kompos. Hal tersebut disebabkan tidak adanya bahan material yang digunakan untuk menahan panas dan menghindari pelepasan panas. Suhu yang kurang akan menybabkan bakteri pengurai tidak bisa berkembang atau bekerja secara wajar. Dengan demikian, pembuatan kompos akan berlangsung lama.

Rata rata optimal aerasi

Bahan yang digunakan

Metode aerasi

refrensi

0,4 L/menit Kg (bahan organik)

Rumput-rumputan, tomat, limbah telur

Aerasi terputus (15 menit hidup/ 45 menit mati)

Kulcu dan Yaldiz (2004 dalam Guo, et al. (2012)

0,25 L/menit Kg (Volatile Solid)

Aerasi terus menerus

Li et al (2008) dalam Guo et al. (2012)

0,1 m3/ menit/ m3

Kotoran ayam dengan jerami dan rumput kering

Areasi terputus (30 menit hidup/ 30 menit mati)

Shen et al. (2011) dalam Guo et al

(2012).

11

Sebaliknya,suhu yang terlalu tinggi bisa membunuh bakteri pengurai (Murbandono,2000). Suhu ideal untuk pengomposan aerobik adalah 45 - 65 oC, sedangkan untuk pengomposan anaerobik berkisar 50 – 60 oC. Suhu optimal dapat dibantu dengan meletakkan tempat pengomposan dilokasi yang terkena sinar matahari langsung. Apabila sinar matahari dimanfaatkan untuk menaikan suhu maka gas metana yang dihasilkan semakin tinggi dan proses pembusukan perlu dikeluarkan setiap hari, yaitu dengan membuka lubang gas (Yuwono,2006).

2.3 Mikrokontroler Atmega 328P

Mikrokontroler Atmega 328P atau lebih dikenal Arduino Uno merupakan single-board mikrokontroler yang dibuat untuk keperluan proyek elektronika multi disiplin agar lebih mudah diwujudkan. Desain dari hardware Arduino terdiri dari 8-bit Atmel AVR mikrokontoler, atau 32-bit Amel ARM dimana desain tersebut bersifat terbuka (open source hardware). Arduino Uno Software terdiri dari compiler bahasa pemrograman standar dan sebuah boot loader yang dieksekusi dalam mikrokontroler.

Arduino Uno merupakan sebuah minimum sistem yang terdiri dari mikrokontroler Atmel 8-bit AVR dan beberapa komponen pendukung untuk memfasilitasi pemrograman dan berhubungan dengan rangkaian lain. Hal terpenting dari sebuah board Arduino adalah susunan pin yang tersusun sesuai standar, yang memungkinkan sebuah board Arduino dapat digabungkan dengan beberapa papan rangkaian lain yang menggunakan standar pin Arduino yang kemudian modul tersebut dikenal sebagai shields. Secara official sebuah sistem Arduino menggunakan seri Atmel Atmega AVR, yang secara khusus adalah ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, ATmega2560 dan chip tersebut dikelompokan menjadi dua frekuensi kerja yaitu 8MHz pada tegangan kerja

12

3.3 Volt DC dan 16MHz pada tegangan kerja 5 Volt DC. Board arduino dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Pada dasarnya dengan adanya bootloader Arduino, sebuah microcontroller diprogram melalui koneksi USB (Universal Serial Bus) dengan sebuah IC (Integrated Circuit) interface USB. Karakterisitik Arduino Uno dapat dilihat pada Tabel 2.3. Pada seri board Diecilima, Deumilanove, dan Uno terdapat 14 digital pin I/O (input-output), dimana 6 diantaranya dapat digunakan untuk menghasilkan pulsa termodulasi (PWM) dan 6 buah analog input. Pin tersebut terdapat dibagian atas board melalui header female konektor dengan jarak pin standar 0.10-Inch (2.5mm). Sebagian library telah tersedia baik secara open source maupun komersial untuk mendukung penggunaan shields dalam pemrograman Arduino. Memory Arduino ATmega328 ini memiliki 32 kb dengan 0,5 kb digunakan loading file. ATmega328 juga memiliki 2 kb dari SRAM dan 1 kb dari EEPROM (Arduino, 2011).

Gambar 2.1 Board Arduino

(Arduino, 2011)

13

Tabel 2.3 Karakteristik Arduino Uno

Mikrokontroler Atmega 328

Operasi Voltage 5 V

Input Voltage 7 – 12 V

Input Voltage 6 – 20 V

I/O 14 pin (6 pin untuk PWM)

Arus 50mA

Flash Memory 32 Kb

Bootloader SRAM 2 KB

EEPROM 1 Kb

Kecepatan 16 MHz

Sumber : (Arduino, 2011)

Setiap pin – pin analog 14 pin digital yang ada, dapat

digunakan sebagai output atau input dengan menggunakan fungsi pinModel (), digitalWrite(), dan digitalread(). Setiap pin – pin ini dioperasikan pada tegangan 5 volt dan dapat menerima arus maksimum 50 mA. Setiap pin – pin ini telah dilengkapi dengan internal pull up resistor 20 – 50 kΩ. selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus diantanya :

Serial (pin 0 untuk RX dan pin 1 untuk TX). Pin – pin digunakan untuk menerima dan mengirimkan data melalui kabel serial.

External Interupt (pin 2 dan 3 ). Pin – pin ini dapat dikonfigurasi sebagai trigger pada low value, rising value, atau falling value.

PWM (pin 3, 5, 6, 9, 10, 11). Pin – pin dapat memberikan PWM output dengan menggunakan fungsi analogwrite().

SPI (pin 10:SS, pin 11:MOSI, pin 12:MISO, piN 13:SCK). Pin – pin ini mendukung komunikasi SPI. Pada IDE

14

arduino telah tersedia library SPI yang dapat digunakkan untuk komunikasi dengan menggunakan SPI.

LED (pin 13). Pada pin 13 telah tersedia LED yang dihubungkan dengan pin 13. Ketika pin 13 memiliki nilai yang tinggi, LED akan menyala, sedangkan ketika LED memiliki nilai yang rendah, LED akan mati.

12 C (A4:SDA dan A5:SCL). Pin – pin ini mendukung komunikasi two wire interface yang dapat digunakan dengan memasukkan wire library.

AREFF merupakan refrensi tegangan (0-5 V) untuk input analog.

Reset digunakan untuk mengembalikan mikrokontroler ke posisi awal inisialisasi

Pada mikrokontorler Atmega 328P memiliki 6 pin input

analog. Setiap pin – pin ini memiliki resolusi 10 bit (210 = 1024). Secara deafult, pin – pin ini diukur dari ground sampai tegangan 5 V, walaupun kemungkinan kita dapat merubah titik awal dan akhir dengan menggunakan AREFF pin dan fungsi analog Refrence (Yurianto, 2011).

2.4 Analog to Digital Converter (ADC)

Analog to Digital Converter adalah sebuah divais yang mengubah sinyal kontinyu kesinyal diskrit. Pengubah sinyal kontinyu ke sinyal diskrit ini dilakukan dengan cara mengambil sampel pada setiap rentang waktu yang ditentukan. Setelah diambil sampelnya, kemudian nilai dari sampel ini dikodekan kedalam beberpa bit tertentu tergantung dari resolusi ADC yang digunakan.

Salah satu kelebihan dari mikrokontroler keluarga AVR adalah terdaparnya ADC internal. ADC adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal – sinyal analog menjadi sinyal-sinyal digital. ADC ini dapat dipasang sebagai pengkonversi tegangan analog dari suatu peralatan sensor ke konfigurasi digital yang akan diumpankan ke suatu sistem minimum. Jenis ADC yang terdapat pada bawaan mikrokontroler keluarga AVR mempunyai resolusi 10 bit (Winoto, 2008).

15

2.5 LCD (Liquid Crystal Display )

LCD merupakan kepanjangan dari Liquid Crystal Display ialah modul penampil yang terdapat sebuah display dot matrix yang berfungsi untuk menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan (sesuai progam yang digunakan untuk kontrol). Tampilan LCD terdiri dari dua bagian, yaitu bagian panel LCD dimana terdiri dari banyak titik. LCD dan sebuah mikrokontroler yang menempel dipanel dan berfungsi mengatur titik LCD menjadi huruf dan angka. Lihat Gambar 2.2. Huruf atau angka yang akan ditampilkan dikirim ke LCD dalam bentuk kode ASCII ini diterima dan diolah oleh mikrokontroler didalam LCD menjadi titik – titik (Rokhani,2009).

Gambar 2.2 LCD (Sumber : Benny dan Zaroha, 2011)

Display LCD terdiri dari beberapa pin I/O yang berfungsi

untuk menampilkan maupun mengaktifkan kristal cair yang terkandung didalam kemasan LCD. LCD memiliki dua register yaitu pin Rs digunakan untuk memilih register tersebut. Jika Rs = 0, maka kita sedang memilih register kode perintah (command code register) yang mengijinkan pengguna untuk mengirimkan command misalnya membersihkan tampilan, penempatan kursor dan sebagainya. Jika Rs = 1 maka kita sedang memilih register data yang mengijinkan pengguna untuk mengirimkan data yang akan ditampilkan pada LCD. Sinyal R/W digunakan untuk mengijinkan pengguna apakah akan menulis LCD atau membaca LCD. Jika R/W = 0, maka kita dapat menulis data ke LCD dan

16

sebaliknya ketika R/W = 1 kita dapat membaca data dari LCD. Kemudian terdapat lagi satu sinyal yang sangat penting yaitu E (enable). Pin E digunakan oleh LCD untuk menahan informasi yang terdapat pada pin data (DB0 – DB7) (Syahrul, 2014). Tabel 2.4 merupakan konfigurasi pin-pin LCD. Tabel 2.4 Konfigurasi pin – pin LCD

No Nama Pin Deskripsi Port

1 VCC +5V VCC

2 GND 0 V GND

3 VEE Tegangan Kontras LCD Trimpot

4 RS Register Selec, 0 = instriksi, 1 =

input data PD5

5 R/W 1 = Read ; 0 = Write PD6

6 E Enable Clock PD7

7 D0 Data Bus 0 PC0

8 D1 Data Bus 1 PC1

9 D2 Data Bus 2 PC2

1 0 D3 Data Bus 3 PC3

11 D4 Data Bus 4 PC4

12 D5 Data Bus 5 PC5

13 D6 Data Bus 6 PC6

14 D7 Data Bus 7 PC7

15 Anode Tegangan positif backlight VCC

16 Katode Tegangan negatifVCC backlight GND

Sumber : (Budiharto, 2008)

17

2.6 DHT 11

DHT 11 adalah sensor suhu dan kelembaban udara, DHT 11 memiliki keluaran sinyal digital yang dikalibrasi dengan sensor suhu dan kelembaban yang kompleks. Dilihat pada Gambar 2.4. Teknologi ini memastikan keandalan tinggi dan sangat baik stabilitasnya dalam jangka panjang. Mikrokontroler terhubung pada kinerja tinggi sebesar 8 bit. Sensor ini termasuk elemen resistif dan perangkat pengukur suhu NTC. Memiliki kualitas yang sangat baik, respon cepat, kemampuan anti-gangguan dan keuntungan biaya tinggi kinerja. Dengan menggunakan teknik digital-signal eksklusif dan suhu & teknologi penginderaan kelembaban, memastikan keandalan yang tinggi dan stabilitas jangka panjang yang sangat baik. Sensor ini termasuk resistif-jenis komponen pengukuran kelembaban dan komponen pengukuran suhu NTC, dan terhubung ke kinerja tinggi 8-bit mikrokontroler, menawarkan kualitas yang sangat baik, respon cepat, kemampuan anti-gangguan, dan efektivitas biaya. Setiap elemen DHT11 ketat dikalibrasi di laboratorium yang sangat akurat pada kelembaban kalibrasi. Koefisien kalibrasi disimpan sebagai program dalam memori OTP, yang digunakan oleh proses mendeteksi sinyal internal sensor.

(Sumber : Amri,2015)

Gambar. 2.4 DHT 11

18

2.7 Relay

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar atau switch yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay juga biasa disebut sebagai komponen elektromekanikal yang terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan saklar atau mekanikal. Komponen relay menggunakan prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang yang memiliki tegangan lebih tinggi. Relay juga biasa disebut sebagai komponen elektromekanikal yang mekanikal. Bagian titik kontak dibagi menjadi 2 bagian yaitu bagian kontak utama dan kontak bantu yaitu :

1. Bagian kontak utama berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan

arus listrik bagian yang menuju beban/ pemakai. 2. Bagian kontak bantu berfungsi untuk menghubungkan dan

memutuskan arus listrik ke bagian yang menuju bagian pengendali.

Kontak bantu mempunyai 2 kontak yaitu kontak hubung (NC) dan kontak putus (NO) menandakan masing-masing kontak dan gulungan spool. Relay merupakan sebuah saklar magnet yang dapat memutuskan dan menutup sirkuit dari jarak jauh. Adapun jenisnya Relay ada 2 yaitu :

a. Relay yang bekerja dari arus bolak-balik b. Realy yang bekerja dari arus rata-rata

Pada prinsipnya proses kerja relay adalah gulungan kawat yang mendapatkan arus listrik, sedangkan contact adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik dicoil. Contact ada 2 jenis Normally Open yaitu (kondisi awal sebelum diaktifkan open) dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close). Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay adalah ketika coil mendapatkan energi listrik (energized), maka akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas dan contact akan menutup (Milman dan Halkias, 1993).

19

2.8 Push Button

Menurut Mardiyanto, (2015) Push Button merupakan suatu jenis saklar yang banyakdipergunakan dalam rangkaian pengendali dan pengaturan. Saklar ini bekerja dengan prinsip titik kontak NC atau NO saja, kontak ini memiliki 2 buah terminal baut sebagai kontak sambungan. Sedangkan yang memiliki kontak NC dan NO kontaknya memiliki 4 buah terminal baut. Push button akan bekerja bila ada tekanan pada tombol dan saklar ini akan memutus atau menghubung sesuai dengan jenisnya. Bila tekanan dilepas maka kontak akan kembali ke posisi semula karena ada tekanan pegas.

Push Button pada umumnya memiliki konstruksi yang terdiri dari kontak bergerak dan kontak tetap. Dari konstruksinya, maka push button dibedakan menjadi beberapa tipe yaitu:

a. Tipe normally open (NO) Tombol ini disebut juga dengan tombol start karena kontak akan menutup bila ditekan dan kembali terbuka bila dilepaskan. Bila tombol ditekan maka kontak bergerak akan menyentuh kontak tetap sehingga arus listrik akan mengalir. Dilihat pada Gambar 2.5

Gambar. 2.5 Push Button Normally Open

20

b. Tipe normally close (NC) Tombol ini disebut juga dengan tombol stop karena kontak akan membuka bila ditekan dan kembali tertutup bila dilepaskan. Kontak bergerak akan lepas dari kontak tetap sehingga arus listrik akan terputus. Dilihat pada Gambar 2.6

Gambar 2.6 Push Button Normally Close

c. Tipe NC dan NO Tipe ini kontak memiliki 4 buah terminal baut, sehingga bila tombol tidak ditekan maka sepasang kontak akan NC dan kontak lain akan NO, bila tombol ditekan maka kontak tertutup akan membuka dan kontak yang membuka akan tertutup. Dilihat pada Gambar 2.7

Gambar 2.7 Push Button Normally NC dan NO

2.9 Software Arduino

Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada

21

banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi (Djunaidi,2011)

22

23

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Perancangan Struktral dan rangkaian elektronika kompoter ini dilakukan di Laboratorium Mekatronika Alat dan Mesin Argoindustri, Jurusan Keteknikan Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya. Waktu penelitian ini dilaksanakan pada Bulan Maret sampai Agustus 2017 3.2 Alat dan Bahan

Alat – alat yang digunakan dalam pembuatan Komposter dengan kontrol suhu dan aerasi, antara lain: Geraji :Untuk memotong pipa. Gunting potong :Untuk memotog kabel jumber. Bor tangan :Untuk lubag aerasi pada pipa dan drum komposter Pisau :Untuk mencacah sampah organik Lapto :Untuk penulisan progam atau koding Pipa PVC :Rangkaian jalur Aerasi Drum :Tempat pengomposan Solder :Untuk membuat rangkaian minimum system. Termometer :Untuk mengukur suhu AVO meter :Untuk mengukur tegangan dan arus.

Adapun bahan – bahan yang digunakan untuk rancang bangun ini, sebagai berikut :

Kotak kontrol :Sebagai kontrol Atmega 328P :Sebagai otak dari kontrol suhu dan aerasi. Relay :Sebagai penyambung dan pemutus tegangan

DHT 11 :Sebagai sensor kelembaban LCD :Sebagai penampil informasi data adaptor :Sebagai catu daya sebesar 5 volt

24

kabel jumper :Sebagai penghubung antar port pada minimum system Aerator :Sebagai Suplai oksigen

Adapun bahan – bahan yang digunakan bahan uji ini adalah, sebagai berikut :

a. Sampah Organik : sebagai bahan baku pembuatan kompos

b. EM 4 : untuk starter dan percepatan proses pengomposan.

3.3 Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode deskriptif dengan melakukan pengamatan terhadap pengomposan dengan Kontrol lingkungan dan tanpa control. Adapun metode aplikasi kontrolnya terdiri dari dua macam :

Metode aplikasi Kontrol lingkungan menggunkan DHT11 dan modul pengaturan waktu dan Metode aplikasi tanpa Kontrol lingkungan

3.4 Perancangan Alat

3.4.1 Rancangan Fungsional

Rancangan fungsioanl terdiri dari komponen komponen yang fisik dan elektrik. Rancangan fungsional ini dimaksudkan untuk mengetahui fungsi masing-masing komponen keseluruhan desain yang digunakan pada penelitian ini dapat lihat pada Gambar 3.1. Komposter ini didesain dengan menggunakan software Autodesk Inventor Profesional 2014. Gambar Teknik Alat ini dapat dilihat pada Lampiran 8.

25

Gambar 3.1 Sketsa Alat

Adapun fungsi masing-masing komponen komposter terdiri dari, sebagai berikut :

1. Tutup komposter

Tutup komposter berfungsi sebagai penutup drum dan menjaga suhu didalam ruangan pengomposan agar tidak banyak panas terbuang ke lingkungan.

2. Pipa Aerasi Berfungsi sebagai jalur pemberian oksigen, dimana pipa aerasi ini didesain 3 tingkat agar mengenai bagian bawah, tengah, dan atas kompost. Sehingga proses pemberian aerasi (oksigen merata).

3. Box control Berfungsi sebagai tempat minimum system (rangkaian pengendali lingkungan) yang berisi mikrokontroler Atmega 328P sebagai otak pengontrolan aerasi dan suhu.

Keterangan :

1. Tutup Komposter

2. Pipa Aerasi

3. Box Kontrol

4. Ruang Komposter

5. Ruang Kompos Cair

6. Aerator

7. DHT 11

26

4. Ruang kompos padat

Berfungsi sebagai ruang fermentasi dan hasil dari kompos padat

5. Ruang kompos cair (lindi) Berfungsi sebagai tempat cairan lindi dari hasil kompos padat.

6. Aerator Berfungsi sebagai suplai oksigen dimana laju aerasi yang diberikan adalah 1.2 liter/menit secara intermitten (beberapa menit hidup beberapa menit mati). Alat ini menggunakan aerator dengan spesifikasi sebagai berikut.

7. DHT 11 Sebagai sensor kelembaban pada ruang pengomposan

3.4.2 Rancangan Struktural Fisik Perancangan fisik merupakan rangkaian desain

komposter yang meliputi Drum komposter dan Pipa aerasi

3.4.2.1 Rancangan Drum Composter Rancangan drum composter merupakan modifikasi drum

composter yang dibuat oleh Puslitbang Permukiman (2014). Modifikasi terdapat ukuran dan rangkaian pipa aerasi. Dimensi drum composter berdiamer 40 cm dengan untuk peletakan pipa yang berfungsi sebagai pemberian aerasi tinggi 60 cm. Disekeliling perbukaan drum terdapat lubang lubang yang berfungsi sebgai aerasi secara manual dan terdapat juga lubung buatan atau force aeration. Drum komposter ini dirancang menjadi 2 bagian yaitu ruang kompos pada dan ruang kompos cair (lindi). Sehingga output akhir pengomposan berbentuk padat

27

dan cair yang dapat diaplikasikan langsung menjadi pupuk untuk tanaman. Ditunjukkan pada Gambar 3.2

Gambar 3.2 Drum Komposter

3.4.2.2 Rancangan Pipa Aerasi Pipa aerasi terdiri dari 2 tingkat yaitu tingkat bawah,

tingkat tengah dan tingkat atas. Hal tersebut ditujukan agar proses pemberian aerasi pada tumpukan kompos merata. Tinggi dari pipa aerasi adalah 55 cm dengan lebar pipa adalah 41 cm. Jarak dari antar pipa aerasi adalah 35 cm dengan diameter lubang aerasi adalah 0,5 cm. Ditunjukkan pada Gambar 3.3

28

Gambar 3.3 Pipa Aerasi

3.4.3 Rancangan Struktural

Rancangan Struktur digunakan untuk mengetahui desain struktural dari masing-masing komponen. Rancangan struktural ini dilakukan dengan 2 cara yaitu pendekatan struktural elektrik dan pendekatan struktural mekanik. Rancangan struktural elektrik meliputi mikrokontroler Atmega 328P, relay, LCD, dan DHT 11, sedangkan komponen mekanik yaitu desain drum dan rangkaian pipa aerasi.

29

3.4.3.1 Rancangan Sistem Elektrik

Gambar 3.4. Skema Umum Rangkaian Elektrik

Skema Rangkaian Elektrik ditunjukkan pada Gambar 3.4. Prinsip kerja dari sistem ini yaitu DHT11 akan membaca kelembaban dalam ruang fermentasi kemudian data akan diinformasikan ke Atmega 328P yang merupakan otak dari sistem ini, setelah itu pembacaan kelembaban dan waktu akan di informasikan melalui LCD guna mengetahui kondisi suhu dalam ruang pengomposan. Apabila kelembaban yang berada didalam komposter mencapai kurang dari 75%,maka relay on yang artinya arus dan tegangan akan disaluran ke catu daya sehingga Pompa dapat hidup. Jenis relay yang digunakan adalah Normally Open. Pemberian aerasi akan dilakukan selama 45 menit. Setelah itu aerator akan berada pada kondisi mati.

DHT 11

RTC

POMPA

Atmega

328P

Relay

LCD

Aerator

Relay

30

3.4.3.2 Rangkaian Minimum System Mikrokontroler Atmega 328P merupakan otak yang

digunakan untuk mengintegrasikan sensor suhu dan pengadukan dalam pembuatan rancang bangun komposter ini. Rangkaian mikrokontroler Atmega 328P secara Sekematik terdiri dari IC Atmega 328P, saklar kapasitor 22pF sebanyak 2 dan rangkaian oksilator dengan kristal 1600000 MHz. Rangkaian Minimum system ditunjukkan pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Rangkaian minumum system Atmega 328P

31

3.4.3.3 Rangkaian LCD Rangkaian ini untuk mendukung pengoprasian sistem

dalam menampilkan menu dan perintah progam kepada pengguna. Tipe LCD yang digunakan adalah LCD M1632 dimana lcd ini memiliki tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya yang rendah. Pin pin data bus (D4 sampai D7) teletak pada pin Atmega 328P adalah pin PB0, PB1, PB4, PB5 dan PB6. Pada penelitian ini lcd berfungsi sebagai media penampil pembacaan yang terdiri dari huruf dan suhu (derajat celsius). Ditunjukkan pada Gambar 3.6

Gambar 3.6 Skema Rangkaian LCD

32

3.4.3.4 Rangkaian Relay

Ralay yang digunakan pada rancang bangun ini adalah tipe Normally Open (NO) dimana relay akan disambungkan ke aerator dan catu daya. Apabila suhu mencapai 55oC maka relay akan hidup, Sehingga aerator akan bekerja selama 30 menit. Ditunjukkan pada Gambar 3.7

Gambar 3.7 Skema Rangkaian Relay

33

3.4.3.5 Rangkaian DHT 11

Sensor Kelembaban pada penelitian ini menggunakan DHT 11. Output Kelembaban ini diumpankan terlebih dahulu ke rangkaian Analog Digital Converter (ADC) agar sinyal analog DHT 11 dapat diubah ke sinyal 8 bit, sehingga dapat dibaca oleh mikrokontroler untuk mendapatkan suatu perintah yang tepat bagi system. Pada rangkaian ini digunakan 1 sensor DHT 11 yang dihubungkan pada pin ADC atmega 328P. Letak dari sensor kelembaban DHT 11 terletak dibagian tengah rangkaian kompos. Skema rangkaian dapat dilihat pada Gambar 3.8

Gambar 3.8 Skema Rangkaian DHT 11

34

3.4.3.6 Rangkaian Keseluruhan Komponen

Rangkaian minimum system terdiri dari IC (integrated cicuit) Atmega 328P, Relay, dan LCD. Komponen tersbut diintegrasikan melalui pin – pin yang ada di IC Atmega 328P. Ditunjukkan pada Gambar 3.9

Gambar 3.9 Skema Rangkaian Keseluruhan

Untuk meng-compile dan memrintah komponen elektronik berjalan dengan fungsinya diperlukan perancangan perangkat lunak dengan menggunakan software ARDUINO IDE.

35

3.5 Perancangan Sofware Perancangan perangkat lunak pengaturan kelembaban

dan aerasi menggunakan software Arduino IDE yang berfungsi sebagai compiler progam atau koding untuk mengendalikan mikrokontroler. Prinsip kerja perancangan ini adalah dengan menuliskan progam atau koding yang disesuaikan dengan logika perintah. Printah di compile supaya berubah menjadi bahasa mesin kemudian dimasukkan (downloader) ke ROM mikrokontroler Atmega 328P.

3.6 Parameter Pengujian

Pada bagian ini akan menjelaskan masalah pengujian alat yang akan dilakukan secara langsung dengan cara mengoprasikannya. Sebelum pengujian, alat perlu dipastikan terlebih dahulu apakah rangkaian sebagai system dari alat tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak. Parameter yang akan diuji ialah sistem minimum, mikrokontroler sebagai input (DHT 11, dan RTC) dan mikrokontroler sebagai outpur (data). 3.6.1 Pengujian Rangkaian dan Minimun System Pengujian ini ditujukan untuk mengetahui rangkain dan logika yang diberikan ke mikrokontroler sudah sesuai yang diinginkan atau tidak. Adapun yang diuji, sebagai berikut.

a. LCD (Liquide Crystal Display) LCD yang digunakan adalah 2 x 16 (2 baris, 16 kolom) dapat menampilkan informasi mengenai saat progam running (lampu on, lampu off), waktu (jam ; menit ; detik) dan memberikan informasi tentang kondisi suhu yang ada pada saat proses pembuatan kompos.

c. Relay pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah aerator akan bekerja pada saat relay on atau hidup. Laju aerasi yang diberikan pada modifikasi ini ialah 2 liter/menit.

36

d. RTC (Real Time Clock)

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah RTC dapat menampilkan jam yang sesuai. Sehingga, pada saat melakukan perintah logika waktu komponen elektronika mampu bekerja sesuai yang diperintahkan.

e. LED (Light Emitting Diode) Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah LED ketika diberi perintah LOW akan Mati dan HIGH akan menyala.

f. DHT 11

Pengujian ini dilakukan untuk mngetahui apakah DHT 11 mampu membaca kelembaban dalam % dan memiliki ketelitian pembacaan kelembaban yang optimal.

3.6.2 Validasi Sensor Kelembaban Parameter yang diuji adalah validitas pembacaan kelembaban. Hal tersebut dimaksudkan untuk mengetahui nilai erorr dari hasil pengukuran selama proses pengomposan. Pengambilan data kelembaban dilakukan selama proses pengomposan yaitu 4 kali/hari. Waktu pencatatan dilakukan setelah pompa bekerja memasukkan kompos kedalam ruang fermentasi. Dibawah ini merupakan persamaan yang digunakan (Utomo, dkk.,2011)

error (%) = | Hygrometer −Sensor DHT11|

Hygrometer x 100% ............ (1)

Akurasi Pembacaan (%) = 100% − error(%)................(2)

Dari persamaan diatas dapat diketahui tingkat keakuratan data pembacaan sensor Kelembaban DHT11.

37

3.6.3 Lama Proses Pengomposan

Proses pengomposan akan berhenti jika suhu yang terjadi pada saat proses pengompsan konstan yaitu pada suhu dibawah 32 oC (Sekarsari, 2011). Hal tersebut dikarenakan bakteri pengurai tidak berproduksi lagi. Pengambilan data suhu dilakukan setiap hari yaitu 4 jam sekali dari jam 06.30 sampai 22.30 sampai suhu dalam proses pengomposan konstan dan mengalami penurunan.

38

3.7 Prosedur dan Cara Kerja Alat 3.7.1 Prosedur pembuatan alat

Gambar 3.10 Prosedur Pembuatan Alat

39

3.6.2 Cara Kerja Alat

Gambar 3.11 Cara Kerja Alat

40

41

IV.HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Rancang Bangun Drum Komposter dengan Kontrol

Kelembaban dan Aerasi

4.1.1 Rancang Bangun Drum Composter

Prototype drum composter yang berhasil dibuat pada

penelitian ini alat memiliki dimensi tinggi 60 cm dan diameter 40

cm. Bagian utama dari komposter ini adalah ruang

pengomposan. Ruang pengomposan dibuat menjadi dua bagian

yang terdiri dari bagian pengomposan padat dengan maksimal

volume pengomposan 40 Liter dan maksimal tinggi tumpukan

adalah 50 cm. Bagian kedua dari ruang pengomposan

merupakan ruang kompos cair (lindi) dengan volume maksimum

5 liter. Pada bagian ruang kompos cair terdapat kran sebagai

tempat keluaran cairan atau lindi. Pada bagian bak terdapat

pompa AC dengan maksimal ketinggian 1,3 m dan EM4 dengan

pengenceran 1 : 50. Pada Bagian tutup drum terdapat nozzle

yang berfungsi untuk mengkabutkan air. Prototype drum

composter dapat dilihat pada Gambar 4.1

Gambar 4.1 Prototype Drum Composter

42

Pipa aerasi dibuat dari pipa PVC 1 inci dibuat pada

bagian vertikal dan ½ inci untuk bagian horisontal. Rangkaian 2

tingkat yaitu pada bagian atas dan bagian bawah sebagai

penyangga ruang pengomposan. Hal tersebut ditujukan agar

proses aerasi terjadi secara merata, sehingga tidak terjadi kondisi

anaerob pada tumpukan bahan organik. Rangkaian pipa aerasi

merupakan rangkaian pipa berlubang yang berdiameter 0,5 cm.

Lubang tersebut berfungsi sebagai tempat keluarnya oksigen.

Jarak antar pipa aerasi ini adalah 35 cm. Selain itu, rangkaian

pipa aerasi digunakan sebagai penyangga komposter dan tempat

peletakan sensor kelembaban DHT11

4.1.2 Rancangan Minimum System

Minimum System merupakan rangkaian sistem

pengendali yang terdiri dari mikrokontroler Atmega 328P, relay

sebesar 5 volt, sensor DHT11, switching, RTC (Real Time Clock)

dan LCD 2 x 16. Hasil rangkaian system dapat dilihat pada

Gambar 4.2 Rangkaian sistem kendali menghasilkan sistem

pengontrolan kelembaban dan aerasi pada proses pembuatan

kompos yang bertujuan untuk menciptakan sebuah sistem

pengontrolan kelembaban dengan aerasi otomatis.

Keterangan :

1. Relay 1 dan 2

2. RTC

3. LCD

4. DHT11

5. Switching

1

5

1

3

2 4

Gambar 4.2 Rangkaian Minimum System

43

Sumber tegangan minimum system sebesar 5 V DC akan

disuplai ke beberapa komponen, yaitu mikrokontroler Atmega

328P, DHT11, dan aerator. Pada saat disambungkan ke catu

daya, layar LCD akan langsung menampilkan nilai kelembaban.

DHT11 berfungsi mendeteksi kelembaban yang kemudian akan

dikonversikan menjadi sinyal digital oleh ADC (Analog Digital

Converter) yang menjadi satu modul dengan mikrokontroler

Atmega 328P. Apabila pembacaan kelembaban kurang dari

75%, maka hasil pembacaan dari DHT11 akan diproses oleh

mikrokontroler kemudian akan diterima oleh relay 2. Relay 2 akan

menyambungkan arus sehingga pompa AC akan bekerja sampai

kelembaban pada ruang pengomposan lebih dari

75%.Sedangkan pada relay 1 akan berada pada kondisi menyala

45 menit sekali dan akan mati selama 15 menit sekali. Penulisan

list Program menggunakan software arduino IDE dapat dilihat

pada lampiran 1.

4.2 Pengujian Komponen

Pengujian Komponen sangatperlu dilakukan untuk

mengetahui apakah komponen dari alat yang dibuat benar-benar

berfungsi dengan baik.Pengujian komponen dilakukan pada

masing-masing komponen. Adapun komponen yang akan diuji

antara lain LCD, Relay, RTC, LED, dan DHT11

44

4.2.1 Pengujian LCD

Hasil dari pengujian LCD menandakan bahwa LCD layak

digunakan atau tidak. Adapun list program LCD dengan Arduino

UNO adalah sebagai berikut :

#include <LiquidCrystal.h> //menggunakan library LCD

LiquidCrystal lcd(13, 12, 11, 8, 7, 4); // menentukan pin yang

dipakai

void setup() // inisialisasi LCD untuk jumah baris dan kolom

lcd.begin(16, 2);

Serial.begin(9600); // komunikasi antara laptop dengan arduino

void loop()

lcd.setCursor(2,0); // LCD penulisan lcd pada baris 1 ,kolom 2

lcd.print("Pengujian LCD"); // penampilan karakter pada lcd

baris 1

lcd.setCursor(4,1); // penulisan lcd pada baris pertama, kolom 4

lcd.print("Berhasil");

Gambar 4.3. Hasil pengujian LCD

45

Pengujian rangkaian LCD ditujukan untuk mengetahui

semua pin sudah terhubung baik sesuai dengan perencanaan.

Pin-pin LCD dihubungkan pada PIN 13, PIN 12, PIN 11, PIN 8,

PIN 7 dan PIN 4 pada mikrokontroler Atmega 328P. Pengujian

LCD telah berhasil dengan tampilnya modul 12 karakter

(Pengujian LCD) dan 8 kaarakter (Berhasil) pada layar LCD

Gambar 4.3

4.2.2 Pengujian LED (Light Emitting Diode)

Pengujian LED atau Light Emitting diode pada

perancangan ini terdapat digunakan 4 buah LED dimana masing

LED terletak pada PIN 5, PIN 6, PIN 9, PIN 10 yang diberikan

resistor masing-masing adalah 10 ohm. List program LED adalah

sebagai berikut :

46

int led1 = 5; // deklarasi led1 sebagai pin 5

int led2 = 6; // deklarasi led1 sebagai pin 6

int led3 = 9; // deklarasi led1 sebagai pin 9

int led4 = 10; // deklarasi led1 sebagai pin 10

void setup()

pinMode(led1,OUTPUT); // deklarasi pin led sebagai output

pinMode(led2,OUTPUT);

pinMode(led3,OUTPUT);

pinMode(led4,OUTPUT);

void loop()

digitalWrite(led1,LOW); // led1 Mati

digitalWrite(led2,HIGH); // led2 Menyala

digitalWrite(led3,LOW); // led3 Mati

digitalWrite(led4,HIGH); // led4 Menyala

delay(2000); // delay selama 2 detik

digitalWrite(led1,HIGH);

digitalWrite(led2,LOW);

delay(1000);

digitalWrite(led3,HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(led4,LOW);

delay(1000);

47

Gambar 4.4 Hasil Pengujian LED (Light Emitting Diode)

Tabel 4.1 Pengujian LED (Light Emitting Diode)

No PIN Logika Kondisi

1 LED 1 (PIN 5) LOW Mati

2 LED 2 (PIN 6) HIGH Menyala

3 LED 3 (PIN 9) LOW Mati

4 LED 4 (PIN 10) HIGH Menyala

Berdasarkan Tabel 4.1, pengujian LED diatas ketika

diberikan logika LOW maka lampu LED akan menyala,

sedangkan pada saat diberikan logika HIGH lampu LED akan

mati. Pengujian LED dapat dilihat pada Gambar 4.4.

4.2.3 Pengujian Relay

Pengujian Ini dilakukan Untuk menguji fungsi relay dalam

memutus dan menyambungkan arus. Relay yang digunakan

adalah dua channel yaitu relay 1 untuk Aerator dan relay 2 untuk

Pompa. pada saat pengujian tipe yang digunakan adalah

Normally Close. Normally Close merupakan kondisi kawat

tersambung sehingga saat pertama kali minimum sistem

disambungkan ke catu daya maka relay akan langsung bekerja

48

tanpa meneriama logika switch. Tabel dibawah ini merupakan

hasil pengujian dari relay list program diatas.

Tabel 4.2 Pengujian Relay

No Kondisi

kelembaban

Kondisi

Waktu

Kondisi

Relay 1

Kondisi

Relay 2

1 67% 13.14.37 Menyala Menyala

2 71% 13.14.44 Menyala Menyala

3 86% 13.15.21 Mati Menyala

4 90% 13.35.33 Mati Menyala

5 92% 13.45.21 Mati Mati

Berdasarkan Tabel 4.2, pengujian program relay

ditujukan untuk membuktikan bahwa relay menghubungkan arus

listrik ketika kelembaban bernilai kurang dari 75 % atau sama

dengan 75 % atau pada saat waktu ke 0 , sehingga aerator

mengeluarkan udara ke dalam kompos dan pompa akan menyala

mengeluarkan kabutan air untuk melembabkan ruang

pengomposan. Pengujian Program ini, relay diberikan logika awal

LOW ketika kondisi menyala dan berlogika HIGH ketika kondisi

mati. Dari tabel diatas diketahui bahwa ketika kondisi

kelembaban kurang dari 75% maka pompa akan menyala,

sedangkan ketika kelembaban melebihi 75% maka logika HIGH

sehingga relay dua berada pada kondisi mati. Sedangkan, relay

satu akan menyala setiap menit ke 0 dan akan mati pada menit

ke 45.

4.2.4 Pengujian RTC

Jenis RTC (Real Time Clock) yang digunakan pada

pengujian ini adalah DS3231. RTC bertfungsi sebagai pemberian

logika waktu pada aerator sehingga dapat ditentukan waktu

aerator bekerja. Konfigurasi PIN RTC yaitu PIN SCL pada PIN A5

49

dapat ditampilkan data waktu sekarang. Adapun list Program

RTC pada Software arduino IDE adfalah sebagai berikut :

#include <Wire.h>

#include <Time.h>

#include "RTClib.h"

RTC_DS3231 rtc;

char daysOfTheWeek[7][12] = "Sunday", "Monday", "Tuesday",

"Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday";

void setup ()

// kalibrasi jam RTC dengan waktu sekarang

#ifndef ESP8266

while (!Serial);

#endif

Serial.begin(9600);

if (! rtc.begin())

Serial.println("Couldn't find RTC");

while (1);

if (rtc.lostPower())

Serial.println("RTC lost power, lets set the time!");

// following line sets the RTC to the date & time this sketch was

compiled

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

// This line sets the RTC with an explicit date & time, for

example to set

// January 21, 2014 at 3am you would call:

// rtc.adjust(DateTime(2014, 1, 21, 3, 0, 0));

void loop()

DateTime now = rtc.now(); // pembacaan waktu sekrang

50

// menampilkan hasil jam pada serial monitor Arduino Uno

Serial.print(now.year(), DEC);

Serial.print('/');

Serial.print(now.month(), DEC);

Serial.print('/');

Serial.print(now.day(), DEC);

Serial.print(" (");

Serial.print(daysOfTheWeek[now.dayOfTheWeek()]);

Serial.print(") ");

Serial.print(now.hour(), DEC);

Serial.print(':');

Serial.print(now.minute(), DEC);

Serial.print(':');

Serial.print(now.second(), DEC);

Serial.println();

delay(1000);

Dari Hasil list Program diatas dapat ditampilkan nilai jam

atau waktu sekarang pada serial monitpr pada software arduino

IDE. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.5. Namun

pada pengujian masih ada selisih pembacaan waktu sebesar

1000 milidetik dan 4000 milidetik jika dibandingkan dengan jam

terkalibrasi. Error tersebut dikarenakan pada saat running time

awal RTC terdapat selisih atau jeda, sehingga terdapat selisih

antaa RTC dengan jam terkalibrasi. Adapun pembacaan jam

pada serial monitor dapat dilihat pada gambar.

51

Gambar 4.5 Hasil Pengujian RTC

4.3 Uji Validasi Sensor Kelembaban

Uji validasi sensor kelembaban untuk mengetahui error

pembacaan data antara sensor DHT11 dengan pembacaan

higrometer analog. Pengambilan sampel data kelembaban

dilakukan pada saat proses pengomposan berlangsung. Dari

hasil perbandingan tersebut kemudian dihitung nilai error (%)

pembacaan DHT11. Contoh hasil perhitungan nilai error (%)

dapat dilihat pada Lampiran 5.

Data pengukuran kelembaban relative pada proses

pengomposan. Pada awal (sebelum kontrol jalan) proses RH

pada kompos sebesar 67%. Nilai ini didapat pada pembacaan

sensor DHT11. Setelah kontrol kelembaban jalan, nilai RH naik

hingga sebesar 92%. Pada pembacaan hygrometer analog

52

kelembaban kompos sebesar 92%. Pada hari pertama, terdapat

perbedaan pembacaan yakni pada waktu 16.00. pembacaan

sensor DHT11 sebesar 87% sedangkan pada hygrometer analog

sebesar 88%. Hal ini disebabkan Karena pembacaan pada

sensor DHT11 memiliki sensitifitas 1%. Spesifikasi DHT11 dapat

dilihat pada Lampiran 7. Pada Tabel 4.3, selisih eror pada hari

pertama sebesar 0,25. Nilai ini didapat dari pengurangan antara

rata-rata pembacaan DHT11 dengan hygrometer analog.

Kelembaban relatif mengalami penurunan dari 89,25% menjadi

82%. Penurunan kelembaban ini disebabkan oleh kinerja

mikroba, dimana mikroba bekerja pada suhu 10 oC sampai 65 oC

(irawan dan padmawati,2014).

53

Tabel 4.3 Perbandingan Pembacaan Sensor DHT11 dengan

Higrometer terhadap kelembaban relatif

No DHT11

(%)

Higrometermeter

Analog (%)

Selisih

Error

Error

(%)

Akurasi

Pembacaan

(%)

1 89,25 89,50 0,25 0,28 99,72

2 89,00 89,00 0,00 0,00 100

3 89,00 88,50 0,50 0,56 99,44

4 89,25 88,75 0,50 0,56 99,44

5 89,50 88,00 1,50 1,70 98,30

6 88,50 86,50 2,00 2,31 97,69

7 88,50 86,75 1,75 2,02 97,98

8 88,00 88,50 0,50 0,56 99,44

9. 87,50 87,75 0,25 0,28 99,72

10 86,75 87,25 1,50 1,72 98,28

11 85,50 85,25 0,25 0,29 99,71

12 84,50 84,50 0,00 0,00 100

13 83,00 84,00 1,00 1,19 98,81

14 83,75 84,50 0,75 0,89 99,11

15 84,75 85,50 0,75 0,88 99,12

16 84,50 84,50 0,00 0,00 100

17 85,00 84,50 0,50 0,59 99,41

18 83,25 83,75 0,50 0,60 99,40

19 83,75 83,50 0,25 0,30 99,70

20 83,75 83,75 0,00 0,00 100

21 83,50 83,50 0,00 0,00 100

22 82,50 83,00 0,50 0,60 99,40

23 82,50 83,25 0,75 0,90 99,10

24 82,75 83,25 0,50 0,60 99,40

25 82,00 82,50 0,50 0,61 99,39

54

Dari hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa

hubungan antara pembacaan sensor DHT11 memiliki tingkat

akurasi pembacaan mendekati 100% jika dibandingkan dengan

hygrometer analog. Akan tetapi, pada pembacaan sensor DHT11

masil memiliki nilai error pembacaan. Error tersebut disebabkan

karena tingkat akurasi pembacaan dan juga jeda pembacaan

kelembaban yang berbeda antara sensor DHT11 dengan

hygrometer anaog. Pada pengujian ini sensor DHT11 diberikan

waktu delay sebesar 2 detik, sedangkan pada hygrometer analog

nilai kelembaban akan berubah ketika kelembaban yang dibaca

juga berubah. Hal ini juga dapat menyebabkan terjadi human

error

Gambar 4.6 . Grafik Linierasi setelah pengujian sensor

Dari hasil pengukuran DHT11 apabila dibandingkan

dengan pengukuran hygrometer analog masih terdapat error

pengukuran. Pengukuran error paling tinggi yatu terjadi pada

kelembaban 88,50 % pada DHT11 dengan nilai error sebesar

2,31%, sedangkan nilai error paling rendah adalah sebesar 0 %.

Hasil pengujian sensor DHT11 memiliki tingkat akurasi yang baik,

y = 1,1232x - 10,525R² = 0,9223

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

Sen

sor

DH

T11

(%

)

Hygrometer (%)

55

dimana tingkat akurasi pembacaannya mencapai rata – rata

97,69%. Dari Grafik di atas, Hubungan antara sensor DHT11 dan

Hygrometer dalam pengujian bersifat linier dengan persamaan

𝑦 = 1.1232𝑥 – 10.525 dan 𝑅2 = 0.9223. Dengan demikian,

hubungan linieritas tersebut dinilai cukup kuat. Karena memiliki

𝑅2 yang mendekati nilai 1. Grafik linierasi dapat dilihat pada

Gambar 4.6.

4.4 Lama Proses Pengomposan

Pada pengujian ini dilakukan untuk mengetahui berapa

lama proses pengomposan dengan kontrol aerasi dan suhu serta

untuk mengetahui perubahan suhu selama proses

pengomposan. Bahan yang digunakan pada pengujian ini berupa

campuran sampah sayuran seperti sawi, selada dan kubis.

Pengambilan data suhu dilakukan selama 4 jam sekali dari jam

06.30 sampai 22.30. Hasil pengambilan data suhu dapat dilihat

pada Lampiran 2.

Gambar 4.7. Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

0 100 200 300 400 500

Suh

u C

Waktu (jam)

Hubungan Suhu dengan Lama proses

56

Data pengukuran suhu kompos menggambarkan fase

dalam proses pengomposan yaitu lag phase (tahap

penghangatan), active phase (tahap termofilik), cooling phase

(tahap pendinginan). Pada saat awal sampah organik

dimasukkan ke dalam ruang pengomposan, suhu awal di dalam

ruang pengomposan sebesar 23,71 oC. Pada proses ini terjadi

proses penghangatan karena mikroorganisme merombak bahan

organik sehingga meningkatkan suhu didalamnya, peningkatan

suhu didalam ruang pengomposan menunjukkan bahwa

mikroorganisme aktif melakukan perombakan bahan organik.

Fase mesofilik terjadi pada ke 4 jam sampai 144 jam yaitu

dengan range suhu 23,71 oC sampai 35,79. Setelah suhu

melebihi dari 40 oC maka mikroorganisme mesofilk akan

digantikan oleh mikroorganisme termofilik, dimana pada

pengujian ini suhu maksimal yang diakibatkan oleh perombakan

mikroorganisme terjadi pada jam ke 196 jam dengan suhu

sebesar 43,93 oC. Setelah mengalami proses termofilik suhu

kompos akan mengalami kompos mengalami penurunan suhu

sehingga kondisi didalam ruang pengomposan mengalami

pendinginan. Hal tersebut dikarenakan jumlah mikroorganisme

termofilik berkurang karena bahan makanan berkurang sehingga

terjadi proses perombakan mikroorganisme mesofilik dan suhu

didalam ruang pengomposan mulai berangsur-angsur turun,

penurunan suhu ini mencapai 24,95 oC. Menurut Sekarsari

(2011), menyebutkan bahwa kematangan suhu kompos ditandai

dengan penurunan suhu didalam ruang pengomposan hingga

mencapai kurang lebih 32 oC. Grafik hubungan suhu dengan

waktu dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Pada fase mesofilik ini terjadi kurang lebih 9 hari dan fase

termofilik terjadi selama 4 hari. hal ini disebakan karena ruang

pengomposan dalam kondisi kelembaban mencapai 86-92 %.

Menurut Sutanto (2002), Apabila kondisi tumpukan terlalu

57

lembab, tentu dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme

karena molekul air akan mengisi rongga udara sehingga terjadi

kondisi anaerobik yang akan menimbulkan bau. Pada suhu ideal

proses pengomposan, dimana apabila suhu melebihi 60 oC maka

mikroorganisme perombak akan mati (Yuwono, 2006).

Peningkatan suhu dipengaruhi oleh tingginya tumpukan, dimana

semakin dalam tumpukan maka porositas akan semakin kecil

sehingga menyebabkan banyaknya panas yang dihasilkan

selama proses dekomposisi terperangkap didalam tumpukan.

Pengujian ini suhu pada ruang pengomposan tidak mencapai 55 oC Atau lebih dari 55 oC. Hal tersebut disebabkan oleh tinggi

tumpukan pada ruang pengomposan yang hanya mencapai 50

cm. Menurut (Triyadi, dkk., 2015), tinggi tumpukan yang

menghasilkan suhu terbesar adalah 1 m.

Pada lama proses pengomposan ini berlangsung kurang

lebih sebulan. Hal ini termasuk pengomposan yang lebih singkat.

Penyebab dari pengomposan yang lebih singkat ini juga

dipengaruhi oleh pemilihan bahan untuk pengomposan dan juga

penggunakan aktifator (EM4). Menurut Djuarnani (2005), EM4

dapat digunakan untuk memproses bahan limbah menjadi

kompos dengan proses yang lebih cepat dibandingkan dengan

pengolahan limbah secara tradisional. Selain itu, limbah sayur

juga dapat mempercepat pengomposan. Hal ini dikarenakan

limbah sayuran lebih mudah untuk diuraikan. Dalam penelitian

yang dilakukan oleh Nurdini,L(2016), Limbah sayur kol dapat

dijadikan pupuk kompos dengan menggunakan metode

Takakura. Proses pengomposan memerlukan waktu selama 20

hari, lebih cepat dibandingkan dengan proses pengomposan

konvensional.

58

59

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil rancang bangun drum komposter dan hasil pengujian rangkaian minimum system dapat disimpulkan bahwa :

1. Prototype drum composter dengan kontrol kelembaban dan aerasi telah berhasil dibuat. Prototype tersebut berdiameter 40 cm dan tinggi 60 cm. Koding yang diberikan menggunakan aplikasi arduino IDE telah berhasil melakukan variasi waktu pada aerator dan kelembaban pada pompa secara otomatis

2. Sistem kontrol untuk pengaturan kelembaban kurang dari 75% menggunakan sensor DHT11 dan aerasi 45 menit menggunakan Real Time Clock (RTC) telah berhasil dibuat.

3. Pengujian kinerja rangkaian elektronika telah dilakukan. Ketika diberi logika HIGH, LED akan menyala dan jika diberi logika LOW, LED akan mati. Sedangkan pada Relay jika diberi logika HIGH, Relay akan On dan jika diberi logika LOW, Relay akan Off Pada LCD dapat memunculkan karakter yang diinginkan. Pembacaan Sensor DHT11 memiliki akurasi rata-rata 99,30 % .

5.2 Saran

1. Perlakuan ruang pengomposan padat pada rancang bangun drum komposter diperbesar hingga 1 meter tumpukan karena pada rancangbangun ini ruang pengomposan hanya sebesar 50 cm

2. Pengujian bahan seperti rasio C/N bahan untuk mengetahui penurunan rasio C/N

60

61

DAFTAR PUSTAKA

Amri, M.2015. Perancangan Alat Ukur Suhu Dan Kelembaban Berbasis Mikrokontroler Atmega 16A Dengan Menggunakan Sensor DHT11. Sumatera Utara : USU

Arduino.2011.Data Sheet Arduino Uno. http://arduino.cc/main/arduinoBordUNO. Diakses tanggal 17 Oktober 2016 Pukul 08.25.

Djaja, W. 2008. Langkah Jitu Membuat Kompos dari Kotoran Ternak dan Sampah. PT. AgroMedia Pustaka. Jakarta.

Benny dan Zaroha, R. 2011. Aplikasi Penentuan Posisi Busway dengan Tampilan Teks Berjalan dan Suara Berbasis IC Information Storage Device. Jurnal Ilmiah Elite Elektro. Vol. 2, No.1. Hal 30-34.

Budiharto, W. 2008. Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR Atmega16. PT. Alex Media Komputindo. Jakarta.

Djaja, W. 2008. Langkah Jitu Membuat Kompos dari Kotoran Ternak dan Sampah. PT. AgroMedia Pustaka. Jakarta

Djuarnani, N. 2005. Cara Cepat Membuat Kompos. PT. Agromedia Pustaka. Jakarta.

Ginting, P., 2007. Sistem Pengelolaan Lingkungan dan Limbah Industri. Yrama Widya Hal 37 – 200. Bandung.

Guo, R., Li, G., Jiang, T., Schuchardt, F., Chen, T., Zhao, Y., Shen, Y. 2012. Effect of Aeration Rate, C/N Ratio and Moisture Content On The Stability. Bioresource Technology. 112, 171-178.

62

Gunawan, R., Kusmiadi R,. dan Prasetiyono, E. 2015. Studi Pemanfaatan Sampah organik Sayuran Sawi (Brassica Juncea L) dan Limbah Rajungan (Portunus Pelagicus) Untuk Pembuatan Kompos Organik Cair. Jurnal Pertanian dan Lingkungan. Vol 8 No 1, Hal 37-47.

Hajama, N. 2014. Studi Pemanfaatan Enceng Gondok Sebagai Bahan Pembuatan Pupuk Kompos Dengan Menggunakan Aktivator EM4 dan Mol Serta Prospek Pengembangannya. Tugas Akhir Universitas Hasanuddin Makasar.

Haug, R. T., 1993. The Practical Handbook of Compost Engineering. New York. Lewis Publisher

Indriani, Y., H. 2005. Membuat Kompos Secara Kilat. Penebar Swadaya. Jakarta.

Insam dan Bertoldi, 2001. Compost Science and Technology Volume Waste Management. Diakses 7 Oktober, 2016. http://ifile.it/b2ea7f/ ___Compost_Sience_and_Technology__Volume_8__Wast e_Management _.I_ 98x3j66ztx76x18.pdf

Irawan, B. 2014. Pengaruh Susunan Terhadap Terhadap Waktu Pengomposan Sampah Pasar Pada Komposter Beraerasi. Jurnal METANA vol. 10 No. 10 Hal. 18-24.

Mardiyanto, A. 2015. Emergensi Energi Listrik pada Kamar Operasi Di Rumah Sakit Menggunakan Uninterruptible Power Supplies (UPS). Skripsi Jurusan Teknik Elektro. Universitas Semarang.

Milman, dan Halkias. 1993. Elektromika Terpadu. Erlangga. Jakarta.

Murbandono, H. S. 2000. Membuat Kompos. Penebar Swadaya. Jakarta.

63

Nurdini, Lulu. 2016. Pengolahan Limbah Sayur Kol menjadi Pupuk Kompos dengan Metode Takakura. Universitas Jendral Ahmad Yani. Yogyakarta

Sutanto, R. 2002. Pertanian Organik. Yogyakarta : kanisius, hal. 38

Setyorini, dkk. 2006. Kompos. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Indonesia.http:// balittanah. litbang.deptan. go. id/dokumentasi /buku/pupuk /pupuk 2.pdf. Diakses tanggal 1 Desember 2016, pukul 18.12).

Srihati, S., 2010. Pemanfaatan Sampah Taman (rumput-rumputan) Untuk Pembuatan Kompos. Porsiding Seminar Nasional Teknik Kimia Kejuangan. ISSN 1693-4393. Balai Besar Pengembangan Teknologi Tepat Guna LIPI. Yogyakarta.

Syahrul, 2014. Pemrograman Mikrokontroler AVR Bahasa Assembely dan C. Informatika. Bandung

Triyadi, C., Rahman, Y., Trisakti, B. 2015. Pengaruh Tinggi Tumpukan Pada Pengomposan Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan Pupuk Organik Aktif Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Di Dalam Komposter Menara Drum. Jurnal Teknik Kimia, Vol. 4, No. 4.

Utomo, A, T., Syahputra, R, Iswanto. 2011. Implementasi Mikrokontroler Sebagai pengukur Suhu Delapan Ruangan. Jurnal Teknologi, Volume. 4, No. 2. Hal 153-159.

Walangare, A. B. K. dkk.,Rancang Bangun Alat Konversi Air Laut Menjadi Air Minum Dengan Proses Destilasi Sederhana Menggunakan Pemanas Elektrik. Jurnal Elektro dan Komputer.

Yumiarti, H., 2008. Evaluasi Produksi dan Penyusutan Kompos Dari Feses Kelinci Pada Peternakan Rakyat. Jurnal Seminar Nasional Teknologi Peternakan. Universitas Padjadjaran.

64

Yurianto, A. 2011. Perancangan Sistem Otomasi dan Data Logger Terintegrasi Untuk BTS Pada Remote Area. Universitas Indonesia.

Yuwono, D. 2005. Pupuk Organik. Penebar Swadaya. Jakarta.

Yuwono, D. 2006. Kompos dengan Cara Aerob Maupun Anaerob Untuk Menghasilkan Kompos Yang Berkualitas . Penebar Swadaya. Jakarta.