BAB II LANDASAN TEORI

BAB II
LANDASAN TEORI
Pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori dasar yang dapat digunaka
untuk menunjang perancangan dan pembuatan alat.
2.1
Aquaponik
Aquaponik merupakan suatu cara bercocok tanam sayuran di bebatuan tanpa
penggunaan tanah, nutrisi dialirkan dari pompa yang menarik kotoran ikan yang
berada di aquarium yang selanjutnya akan menggenangi pada media tanam tersebut
dan dialirkan kembali ke aquarium menjadi air yang jernih dan siap pakai untuk ikan
hidup tanpa perlu mengganti filter penyaring kotoran. Sehingga akar tanaman akan
menyerap nutrisi hara tersebut dan menjadi tanaman yang sehat serta saling simbiosis
mutualisme
Gambar 2.1 Aquaponik
6
http://digilib.mercubuana.ac.id/
7
Sayuran hasil budidaya dengan sistem aquaponik terbukti mempunyai
kualitas yang baik, higienis, sehat, segar, renyah, beraroma, dan disertai citarasa yang
tinggi. Sayuran aquaponik dapat mengisi peluang kebutuhan tingkat masyarakat
menengah ke atas. Oleh karena itu, sistem aeroponik mulai banyak dikembangkan di
Indonesia.
Aquaponik berasal dari kata aqua yang berarti air yang berarti daya. Jadi
aquaponik adalah memberdayakan udara. Sebenarnya aquaponik merupakan suatu
tipe hidroponik (memberdayaakan air) hanya saja dalam hidrophonik
memakai
larutan nutrisi buatan dimana kurang begituh efisien dalam pemakaiannya. Udara
yang ada disini
memungkinkan tumbuhan lebih baik dalam penyerapan nutrisi
dimana terdapat jeda untuk akar mendapat oksigen dari celah bebatuan.
2.1.1
Manfaat Sistem Aquaponik
Sistem aquaponik dapat memberikan manfaat bagi petani yang tidak
mempunyai lahan, karena aquaponik tidak membutuhkan tanah, tetapi media tanam
yang berupa krikil dan kolam kolam kecil sehingga efektif sekali dalam pemanfaatan
lahan dan bisa dijadikan aksen hiasan di dalam maupun luar rumah.
Salah satu kunci keunggulan budidaya aquaponik ialah oksigenasi dari tiap
aliran air hara yang dialiran terjadi proses respirasi pada akar dapat berlangsung
lancar dan menghasilkan banyak energi. Selain itu dengan pengelolaan yang
terampil, produksi dengan sistem aquaponik dapat memenuhi kualitas, kuantitas dan
kontinuitas.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
8
2.1.2 Kelebihan Sistem Aquaponik

Sistem aquaponik membantu lingkungan dengan menghemat air,

mengurangi jumlah tenaga kerja manusia yang terlibat.

Karena akar di bebatuan, tanaman menerima lebih banyak oksigen.

Oksigen tambahan yang tanaman terima dapat meringankan pertumbuhan
patogen berbahaya.

Tanaman dapat memanfaatkan karbon-dioksida yang kaya oksigen di udara
untuk melakukan fotosintesis.

Dapat diletakkan didalam rumah atau bangunan

Menghemat lahan penanaman.

Dapat memberikan produktivitas relatif tinggi

Biaya perawatannya kecil

Tidak dipengaruhi iklim.

Terhindari dari erosi dan kekeringan.

Dapat memberikan penghijauan lingkungan
2.2
Arduino
Arduino adalah papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya
terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari
perusahaan Atmel. Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit)
yang bisa diprogram menggunakan komputer.
Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian
elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian
menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai
http://digilib.mercubuana.ac.id/
9
otak yang mengendalikan proses input, dan output sebuah rangkaian elektronik.
Bagian-bagian pada Arduino dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Arduino UNO
Adapun data teknis board Arduino UNO sebagai berikut :

Mikrokontroler: Arduino UNO

Tegangan Operasi: 5V

Tegangan Input (recommended): 7 - 12V

Tegangan Input (limit): 6 - 20V

Pin digital I/O: 14 ( 6 diantaranya pin PWM )

Pin analog input: 6

Arus DC per pin I/O: 40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V: 150 mA

Flash Memory: 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader

SRAM: 2 KB

EEPROM: 1 KB
http://digilib.mercubuana.ac.id/
10

2.3
Kecepatan Pewaktu: 16 MHz
Servo
Gambar 2.3 Servo
Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali
dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor
servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke
rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo disusun dari sebuah
motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol.
Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis)
motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa
yang pada pin kontrol motor servo.
2.4
LCD 2×16 Karakter dan Arduino
LCD (Liquid Crystal Display) adalah komponen display yang tidak
memancar (non-emissive), sehingga tidak menghasilkan sumber cahaya seperti CRT
(Cathode Ray Tube), dan berdaya sangat rendah (lebih rendah dari LED) yaitu dalam
http://digilib.mercubuana.ac.id/
11
hitungan mikrowatt (LED dalam hitungan miliwatt). LCD menahan atau membiarkan
cahaya yang dipantulkan dari sunber cahaya luar dan cahaya yang berasal dari
belakang atau samping yang melewatinya. LCD dikontrol oleh ROM/RAM generator
karakter dan RAM data display. Dalam menampilkan numerik ini kristal yang
dibentuk menjadi bar, dan dalam menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur
kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki sambungan listrik individu sehingga dapat
dikontrol secara independen. Ketika kristal off' (yakni tidak ada arus yang melalui
kristal) cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar belakangnya, sehingga kristal
tidak dapat terlihat. Namun ketika arus listrik melewati kristal, itu akan merubah
bentuk dan menyerap lebih banyak cahaya. Hal ini membuat kristal terlihat lebih
gelap dari penglihatan mata manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari
perbedaan latar belakang.
Sangat penting untuk menyadari perbedaan antara layar LCD dan layar
LED. Sebuah LED display (sering digunakan dalam radio jam) terdiri dari sejumlah
LED yang benar-benar mengeluarkan cahaya (dan dapat dilihat dalam gelap). Sebuah
layar LCD hanya mencerminkan cahaya, sehingga tidak dapat dilihat dalam gelap.
LCD 2×16 (berbasis HD44780) adalah modul LCD matrix dengan konfigurasi 16
karakter dan 2 baris.
Sepesifikasi umum memiliki dimensi modul 80x36x13.2 (MAX) mm, Dot Pitch
0.60x0.70mm, Ukuran karakter 2.95x5.55mm, Tipe LCD STN (Super twisted
nematic display) Menggunakan mikrokontroler AVR untuk register data dan register
perintah. Proses akses data ke atau dari register data akan mengakses ke CGRAM,
DDRAM atau CGROM bergantung pada kondisi Address Counter, sedangkan proses
akses data ke atau dari Register perintah akan mengakses .
http://digilib.mercubuana.ac.id/
12
Gambar 2. 4 LCD 2×16 Karakter dan Arduino
Karakteristik dari LCD dot-matriks adalah sebagai berikut:
• 16X2 karakter dengan modul pushbutton karakterstik Arduino
Tegangan masukan min VSS max VDD
• ROM generator karakter dengan 8 tipe karakter (untuk program write)
• 80X8 bit RAM data display
• Dapat diinterfacekan dengan 4 atau 8 bit MPU
• RAM data dan RAM generator karakter dapat dibaca dari MPU
• Tegangan masukan untuk logika -0.3 – 7 Volt.
Tegangan masukan unuk LCD -0.3 – 13 Volt.
• Power-on reset
• Range temperature operasi 0-50ºC
http://digilib.mercubuana.ac.id/
13
Gambar 2.5 Blok Diagram LCD
Pada pertemuan pushbutton yang menggunakan konsep pembagi tegangan.
Tombol atau pushbutton disambung ke pin mikrokontroler langsung dan
menggunakan rangkaian pembagi tegangan yang dihubungkan ke AD0 (masukan
analog pertama) dari board Arduino.
Gambar 2. 6 Antarmuka Tombol Masukan AD0
http://digilib.mercubuana.ac.id/
14
Ringkasan Cara Kerja :

Cara kerja tombol menggunakan rangkaian 5 tingkat pembagi tegangan
intinya adalah menggunakan resistor (perhatikan Gambar 2.6). Jika tidak
ada satupun tombol yang ditekan maka AD0 tersambung ke Vcc melalui R2
(22K).

Jika tombol SELECT ditekan maka terjadi penjumlahan resistor secara seri
(R2+R3+R4+R5+R6) kemudian menuju GND. Demikian juga dengan
masing-masing tombol yang ditekan akan menghasilkan nilai tegangan yang
berbeda-beda, hal inilah yang digunakan untuk mendeteksi tombol mana
yang ditekan .
2.5
Sensor Suhu Water Proof
Sensor suhu water proof adalah sensor yang dimana pada bagian pembaca
suhunya terbuat dari bahan Stainless steel , anti-karat. Lalu sensor pin masingmasing dipisahkan dengan Heat Shrink Tubing untuk mencegah sirkuit pendek.
Memiliki panjang kabel 1 meter. Untuk pembacaan suhu menggunakan kisaran
tegangan sebesar 3.0V ~ 5.5V dari Power Supply 9-12 dengan resolusi Adjustable.
Kisaran suhu yang bisa dibaca dari -0 ℃ ~ 60 ℃. Tidak ada komponen eksternal,
antarmuka tunggal bus unik Output Leads: merah (VCC), kuning (DATA), hitam
(GND).
http://digilib.mercubuana.ac.id/
15
Gambar 2.7 Sensor Suhu Water Proof
Item ini Dirancang untuk mengukur suhu Liquid awalnya, sehingga Anda
dapat Sink probe logam ke dalam Liquid untuk mengukur secara langsung. Biasanya
pada gron dan data diberi jemper atau bridge resistor 4.7kΩ agar data dapat terbaca
dan masuk ke arduino.
Gambar 2.8 Sensor Masuk Arduino
2.6
Pompa Aquarium
Sebagai penyedot air pada aquarium untuk diteruskan ke pemfilteran air
sehingga ketika air kembali ke aquarium diharapkan ikan mendapatkan air yang
jernih dan segar agar ikan dapat berkembang biak dengan baik.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
16
Gambar 2.9 Pompa Aquarium
2.7
Fan Mini DC
Kipas yang berfungsi sebagai pendingin dalam aquarium sekaligus menjaga
agar suhu aquarium tetap bertahan sesuai dengan kontrol yang diinginkan.
Kegunaanya pada tegangan 9 atau 12VDC DC FAN dimana tegangan yang bias
digunakan pada kipas ini berarus searah atau DC.
Gambar 2.10 Fan DC
2.8
Power Supply
Power Supply adalah suatu perangkat yang dapat melakukan penurunan
tegangan listrik dari 220V AC menjadi 12V DC, 5V DC ,9V DC atau 3,3V DC.
Namun untuk alat yang saya buat menggunakan tegangan listrik 5V DC dan 12V
http://digilib.mercubuana.ac.id/
17
DC. Pada rangkaian Power Supply terdapat beberapa komponen yang digunakan
seperti :
2.9
1.
Trafo step down
2.
Dioda bridge
3.
Resistor
4.
IC 7805
5.
IC 7812
6.
PCB Matrix Strip Board
7.
LED
8.
Kapasitor
9.
Switch
10.
Fuse 2A
Acrylic
Polymethyl metacrylate (PMMA) atau acrylic merupakan material yang
bening. Tidak hanya sekedar tembus pandang, PMMA juga sedikit sekali menyerap
sinar yang melalui bahan tersebut. Disinilah letak perbedaan optis yang utama antara
kaca dan acrylic. Walaupun tembus pandang, kaca menyerap cahaya yang masuk
sehingga semakin tebal kaca tersebut maka semakin sedikit cahaya yang dapat
melaluinya, maka sifat transparannya makin berkurang. Pada acrylic, penyerapan
sinar yang terjadi demikian kecil sehingga walaupun ketebalannya bertambah, sifat
transparannya tidak banyak berubah.
Selain itu kaca lebih bersifat kaku jika dibandingkan dengan acrylic. Acrylic
bersifat lebih lentur, sehingga secara teknis lebih dapat bertahan pada hentakan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
18
tekanan dinamik air. Selain itu, hal yang merugikan adalah kaca akan berwarna
kehijauan (dilihat dari ketebalan) sedangkan pada acrylic tidak. Beberapa kelebihan
yang dipunyai oleh acrylic:
1.
Bening dan transparan.
2.
Kuat, lentur dan tahan lama.
3.
Dapat dibuat menjadi berbagai bentuk.
4.
Mempunyai berat yang lebih ringan dari kaca.
5.
Harga relatif murah dari kaca.
http://digilib.mercubuana.ac.id/