I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   1 2 ,   No .   2 N o v e m b er   201 8 ,   p p .   6 5 5 ~ 6 6 1   I SS N:  2502 - 4752 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 1 2 .i 2 . p p 655 - 6 6 1           655       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   Te m p erature  Ba sed Co ntrol o Ve n tilatio n Sys te m   fo r O p ti m u m   Cli m a te  in  To m a t o  G reen ho use        NY  Da hla n 1 ,   A m in ud din   I dh a m   H a lid 2 ,   T   J u ha na   H a s hi m 3 ,   S Z   Sa k i m in 4   1 ,2 F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   Un iv e rsiti   T Ek n o lo g M A RA   (UI T M ) S h a h   A la m ,   S e lan g o r,   M a lay sia   3, 4 Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   Un iv e r siti   T e n a g a   Na sio n a l,   P u traja y a   C a m p u s       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   5 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   A u g   1 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   A u g   9 ,   2 0 1 8       T o m a to   h a b e e n   g ro w n   su c c e ss fu ll y   in   h ig h la n d o f   M a la y sia .   Ho w e v e r,   th e   p ro d u c ti o n   d o e n o m e e th e   d e m a n d   in   th e   larg e   m a rk e d u e   to   p ro b lem   re late d   to   c li m a te  c h a n g e   a n d   lac k   o s m a rt  c o n tro m e c h a n ism   f o th e   to m a to   c ro p   to   g ro w   h e a lt h il y   in   th e   m icr o   c li m a te.  T o m a to   re q u ires   o p ti m u m   tem p e r a tu re   to   e n su re   a   g o o d   q u a li ty   f ru it   p ro d u c ti o n   e sp e c ially   u n d e r   g re e n h o u se   sy ste m   e n v iro n m e n t.   T h is  p a p e p re se n ts  a n   o p ti m u m   c o n tro l   m e c h a n is m   f o v e n ti latio n   sy ste m   in   a   g r e e n h o u se   to   m in im iz e   th e   e n e rg y   c o n su m p t io n   a n d   m e e th e   te m p e ra tu re   re q u irem e n f o lo w lan d   to m a to .   T h e   c o n tro m e c h a n ism   is  t e ste d   o n   a   to m a to   g re e n h o u se   sy ste m   l o c a ted   in   Un iv e rsiti   P u tra  M a lay sia   (UP M ),   S e rd a n g .   T h e   v e n ti latio n   sy st e m   in   th e   g re e n h o u se   c o m p rise o f   six   e x h a u st  f a n a n d   tw o   a x ial  f a n s.  Re su lt sh o th a t h e   p r o p o se d   c o n tro m e c h a n ism   o n   t h e   v e n ti latio n   sy ste m   is  a b le  t o   m a in tain   t h e   d e sire d   tem p e ra tu re   f o lo w lan d   t o m a to   a lo w e e n e rg y   c o n su m p ti o n .   W it h   t h e   a u t o m a ti c   c o n tr o o f   th e   v e n ti latio n   s y ste m ,   a n   a v e ra g e   o f   6 5 . 8 %   o f   e n e rg y   c o n su m p ti o n   w a sa v e d   f ro m   th e   g re e n h o u se   a c o m p a re d   to   b a se li n e   e n e rg y   w it h o u th e   c o n tro sy ste m .   K ey w o r d s :   Gr ee n h o u s s y s te m   en er g y   s a v in g s   co n tr o l a lg o r ith m .   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   NY  Dah la n   Facu lt y   o f   E n g i n ee r i n g   U n i v er s iti T E k n o lo g i M AR A   ( UI T M) ,     Sh a h   A la m ,   Selan g o r ,   Ma la y s i a   E m ail:  n o f r i y en ita0 1 2 @ p p in a n g . u it m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   t h p ast   f e w   y ea r s ,   m o d e r n   tec h n o lo g y   h a s   e m er g ed   i n   t h a g r ic u lt u r f ield   f o r   a   p r ec is io n   ag r icu l tu r a n d   f o o d   s ec u r it y   s u c h   as  g r ee n h o u s s y s te m .   P r ec is io n   a g r icu lt u r co n ce n tr at es  o n   p r o v id in g   t h e   m ea n s   f o r   o b s er v i n g ,   ass e s s i n g   a n d   co n tr o lli n g   ag r ic u lt u r al   s y s te m   to   m ai n tai n   p r o d u cti o n   q u alit y   [ 1 ] .   T h g r ee n h o u s is   m a n m ad s o lu tio n   to   s u r p ass   s u itab le  ec o s y s te m   to   g r o w s   cr o p   r ap id ly .   Ma n y   f ar m er s   h a v e   b u ilt  g r ee n h o u s e   f o r   t h eir   p la n to   o v er co m th e   cli m ate  c h an g i s s u e.   A lt h o u g h   tec h n o lo g y   ad v an ce m e n ts   o f f er   i n n o v ati v s o lu tio n s   f o r   s p ec if ic  i s s u es,   ac h ie v i n g   o p tim a m an a g e m en o f   o v e r all  g r ee n h o u s i s   g en er all y   d if f ic u lt  [ 2 ] .   Gr ee n h o u s s tr u ctu r is   d esi g n ed   to   allo w   as  m u c h   as  lig h to   en ter   in s id th e   g r ee n h o u s ar ea   ca u s e s   t h g r o w i n g   e n v ir o n m en t   e x p er ien ce s   s ig n i f ica n i n f l u en ce   f r o m   a   f lu c tu at io n   cli m ate  co n d it io n s .   So lar   r a d iatio n   h as  th m o s i m p ac t   o n   g r o w in g   en v ir o n m e n t,  r esu lt in g   t h m aj o r   ch alle n g to   m ain tain in g   t h o p ti m u m   g r o w in g   te m p er at u r es   f o r   th cr o p s   [ 3 ] .     Mo s o f   th e   cr o p s   ar v er y   s e n s iti v to   t h te m p er atu r e,   h u m id it y   a n d   m o i s t u r e.   T h m aj o r   ch alle n g e   in   lo w la n d   cr o p   is   h o te m p er atu r e.   T h p u r p o s o f   u s in g   t h g r ee n h o u s in   th lo w lan d   i s   to   p r o tect  th cr o p   f r o m   h i g h   te m p er atu r e,   i n s e cts,  r ain   an d   d i s ea s e.   Fo r   s u s tai n a b le  a g r icu l tu r e,   t h e   cli m a te  i n s id th e   g r ee n h o u s m u s t b e   co n tr o lled   to   th e   d esire d   r eq u ir e m en f o r   th e   p lan t   o r   cr o p   to   g r o w th   h ea lth il y .   T h is   p ap er   p r o p o s es  s y s te m   w h er t h te m p er at u r ca n   b co n tr o lled   au to m atica ll y   to   ac h iev th o p ti m u m   r eq u ir e m en t f o r   to m ato   cu lti v a tio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 1 2 ,   No .   2 No v e m b er   201 8   :    6 5 5     6 6 1   656   T o m ato   is   w o r ld w id i m p o r tan f o o d   an d   th m o s w i d ely   c u lti v ated   cr o p s   in   th w o r ld   [ 4 ] .   Gr ee n h o u s e   to m ato   p r o d u ctio n   h as   attr ac ted   f ar m er s   to   p r o d u ce   m ar k etab le  p r o d u ctio n   as  th e   d e m a n d   i s   n o w   h ig h er   t h a n   s u p p l y .   Gr e en h o u s e   to m ato   r eq u ir es  at te n tio n   o n   co n s is ten t   b asic  r e q u ir e m e n t.  T o m ato   ca n n o b p la n ted   an d   t h e n   le f t - o u f o r   f e w   d a y s   o r   w ee k   with o u t   p r o p er   o b s er v atio n   b ec au s t h er ar v er y   s en s iti v [ 5 ] .   C li m ate  i s   t h m o s i m p o r tan t   f ac to r s   w h e n   p lan ti n g   to m ato   a n d   to m a to es  ar w ar m   s ea s o n     cr o p   [ 6 ] .   T o m ato es   also   s en s it iv to   t h f r o s t a n d   ar i n to ler an t o f   v er y   lo w   te m p er at u r es [ 7 ] .   T em p er at u r ar th k e y   f ac to r   w h ic h   is   u s ed   to   co n tr o cr o p s   g r o w th   [ 8 ]   an d   f lo w er in g   [ 9 ] .   T em p er atu r b elo w   1 0 ℃  an d   ab o v 3 8 ℃  m a y   af f ec t   p lan t is s u h en ce   s lo w i n g   d o w n   cr o p s   p h y s io lo g ical  ac t iv i ties .   T h o p ti m u m   r an g e   o f   te m p er atu r i s   2 1 - 2 4 ℃  [ 1 0 ] .     T o m ato   p lan r ea cts  to   te m p e r atu r ch an g es  d u r in g   th g r o w t h   c y c le  as  s h o w n   i n   T ab le  1 .   T o m ato   p lan ca n   g r o w t h   w ell  at  te m p er atu r ab o v 3 0 ℃  b u m a y   h av b ad   ef f ec o n   f r u it  s e [ 6 ] .   Fo r   th tr o p ical   lo w la n d s ,   th m in i m u m   te m p er atu r at  n ig h m u s ab o v 2 1 ℃  to   av o id   th f r u it  ab o r tio n   [ 1 1 ] .   W h en   th e   te m p er atu r is   h ig h er   th a n   3 5 ℃,   th s u r f ac o f   p o llen   g r ai n   an d   s tig m m a y   d r y   o u an d   c au s e s   lo w er   q u alit y   o f   f r u it  s e t .   On   th o th er   h a n d ,   ex p o s u r to   h ig h   te m p er at u r ab o v 4 0 ℃  ca n   d am ag b o th   o f   o v u les  a n d   p o llen   p r o d u ctio n   o f   to m ato   [ 1 2 ] .   T h o p ti m u m   r an g f o r   lo w la n d   to m ato   to   g r o w th   h ea lth il y   is   b et w ee n   1 8 ℃  to   3 2 ℃  [ 1 8 ] .       T ab le  1 .   R eq u ir ed   tem p er atu r e   r an g es  f o r   o p ti m u m   to m ato   p r o d u ctio n   [ 6 ]         Ven tilat io n   o f   g r ee n h o u s is   ab o u ex c h an g i n g   air   i n s id t h g r ee n h o u s e   w it h   t h air   ta k en   f r o m   o u ts id t h g r ee n h o u s e.   T h e x ch a n g o f   air   m a y   b b y   n at u r al  th at   ca u s ed   b y   w in g   p r es s u r o r   th er m al   o r   b f o r ce d   air   to   ex ch an g b y   m e ch an ica m ea n s   s u c h   as  f a n .   T h m ai n   r ea s o n   f o r   v e n tila ti o n   is   to   co n tr o h i g h   te m p er atu r ca u s ed   b y   s o lar   ir r ad ian ce   [ 1 3 ] .   T h air   in   th g r ee n h o u s m u s b m ix ed   to   p r ev en air   s tr atif icatio n   a n d   to   r ed u ce   tem p er at u r an d   al s o   to   m i n i m i s f u n g al  d is ea s in cid e n ce   b y   p r o m o ti n g   f a s ter   d r y i n g   o f   f o lia g [ 1 4 ] .     So m g r ee n h o u s is   v e n tila te d   b y   n at u r al  v en in   th r o o f   b u u s u a ll y   u n s atis f ac to r y   d u to   r ap i d   te m p er atu r f lu c tu at io n .   Nat u r al  v en tilatio n   is   t h co m m o n   a n d   ch ea p est  m et h o d   to   co o lin g   d o w n   te m p er atu r e   in   g r ee n h o u s e.   I d r iv e n   f o r ce s   is   th p r ess u r d if f er en ce s   t h a cr ea ted   an d   m ain tain ed   b y   win d   o r   te m p er atu r e   g r ad ien ts .   T h is   m et h o d   u s es t h er m al  g r ad ien ts ,   cr ea tin g   cir cu latio n   d u to   w ar m   air   r is i n g .     A d d itio n al  co o lin g   is   n ee d ed   w h e n   r eg u lar   v e n tilatio n   u n ab le  to   p r o v id s u f f icie n co o lin g   f o r   g r ee n h o u s [ 1 5 ] .   Ven tilatio n   f o r   g r ee n h o u s th at  is   1 0 0   f ee b elo w   ca n   b ac co m p l is h ed   b y   m o u n ti n g   p r ess u r f an s ,   w h ic h   b lo w   air   in to   t h g r ee n h o u s e.   Di s tr ib u ti o n   air   i n s id t h g r ee n h o u s i s   i m p o r tan t   b ec au s e   to   m a in ta in   cr o p   p r o d u ctio n   w h en   e v er y   p lan e x p er ien ce s   th s a m en v ir o n m e n tal   co n d itio n s .   T h u s ,   h o r izo n tal  air f lo w   f a n s   ar i n s talled   to   e n s u r p r o p er   air   m ix i n g   [ 3 ] .   Me d iu m   a n d   lar g e   s ize  o f   g r ee n h o u s e   n ee d   g o o d   v e n tila t io n   s y s te m   a n d   n at u r al  f o r ce d   s u c h   a s   w in d   i s   i n s u f f icien t.   A s   th s ize  o f   g r ee n h o u s e   in cr ea s e,   t h n ee d   f o r   v e n tila tio n   u s u al l y   i n cr ea s e s   an d   ex h au s f an s   ar n ee d ed   to   en h an ce   an d   m ain tai n   te m p er atu r i n   th g r ee n h o u s e   [ 1 6 ] .   Fan   in   t h en d   w all  is   t h m o s co m m o n   m et h o d   o f   f o r ce d   v en t ilatio n   s y s te m   a s   s h o w n   i n   Fig u r 1 .   T h ex h a u s f a n   s h o u ld   b ab l to   m o v t h air   i n s id t h g r ee n h o u s a n d   ex c h a n g w i th   t h o u t s id air .   On e   air   ex ch a n g p er   m i n u te  s h o u l d   k ee p   8 ℃  h ig h er   th a n   o u ts id te m p er atu r [ 1 7 ] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       Temp era tu r B a s ed   C o n tr o l o f V en tila tio n   S ystem  fo r   Op timu C lima te  in   To ma to   Green h o u s ( N Y Da h la n )   657         Fig u r 1 .   E n d   w all  e x h a u s t f a n   ( lef t)   an d   Sid e w all  e x h a u s f a n   ( r ig h t)       I n   s o m g r ee n h o u s e   th e   f a n s   ar p lace d   s id e w all   as  s h o w n   in   Fi g u r 2 .   T h is   m et h o d   is   u s ed   w h e n   d if f er e n te m p er atu r le v els  ar d esire d   alo n g   t h g r ee n h o u s e.   T h m ai n   p r o b le m   f o r   t h is   m et h o d   is i f   th f a n   s p ac in g   alo n g   th e   w all   to   f a r   ea ch   o t h er ,   d ea d   air   s p ac o cc u r s   b et w ee n   th e   f an   o n   t h f a n   s id o f   g r ee n h o u s e.   T h m a x i m u m   s p ac in g   f o r   s id e w all  s p ac i n g   f a n   s h o u ld   b 2 5   f ee t o r   less   [ 1 3 ] .     T h o b j ec tiv o f   th is   r esear ch   is   to   d esig n   an   a u to m ati v en ti latio n   co n tr o s y s te m   to   ac h iev e   o p tim u m   te m p er at u r f o r   to m ato   cu ltiv atio n   an d   r ed u ce   en e r g y   co n s u m p tio n   i n   th g r ee n h o u s e.   T h co n tr o m ec h a n i s m   is   te s ted   o n   to m a to   g r ee n h o u s e   w h ich   h as a   to t al  ar ea   o f   1 0 0   x   2 0   m 2   lo ca ted   in   U n i v er s iti P u tr Ma la y s ia  ( UP M) ,   Ser d an g .   T h g r ee n h o u s h a s   h eig h o f   1 4   f ee f r o m   ce ili n g   to   b o tto m ,   2 0   f ee w id an d   1 0 0   f ee len g t h   a n d   co v er ed   u s in g   p o l y e th y le n p last ic.   T h v e n tilatio n   s y s te m   i n   t h g r e en h o u s co m p r is es   o f   s i x   e x h a u s t f a n s   an d   t w o   a x ial  f a n s .   T e m p er atu r s en s o r   ( DHT 2 2 )   is   in s talled   i n   t h g r e en h o u s to   m ea s u r e   th te m p er at u r in s id t h g r ee n h o u s e.   Data   f r o m   t h s e n s o r s   ar s en to   A r d u i n o   an d   th A r d u in o   w ill   co n tr o l th f a n s   o p er atio n   u s in g   r ela y s   ac co r d in g   to   t h te m p er atu r in   th e   g r ee n h o u s e.   s et  o f   co d in g   f o r   th e   co n tr o m ec h a n i s m   ar w r i tten   a n d   p r o g r am m ed   i n   t h A r d u i n o .   Fin al l y ,   te m p e r atu r an d   en er g y   co n s u m p tio n   in   t h g r ee n h o u s ar an al y s ed .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h m eth o d o lo g y   i n   th is   s tu d y   co m p r is es   o f   t h r ee   m ain   co m p o n e n t s   i.e .   1 )   o v er all  s y s te m   b lo ck   d iag r a m ,   2 )   v en t ilatio n   co n tr o l a lg o r ith m   an d   3 )   h ar d w ar i m p le m en ta tio n .     2 . 1 .   Sy s t e m   B lo c k   Dia g ra m   Fig u r 2   s h o w s   t h b lo ck   d iag r a m   o f   th e   v e n tila tio n   co n tr o s y s te m   in   t h g r ee n h o u s e.   T h s y s te m   co m p r is e s   o f   te m p er atu r s e n s o r s ,   ex h a u s f an s ,   a x ial  f a n s ,   A r d u i n o   m icr o co n tr o ller ,   r ea ti m e   clo ck ,   SD  ca r d   m o d u le  an d   r ela y   m o d u le.   T h s y s te m   d e v elo p m e n is   d iv id ed   in to   s o f t w ar an d   h ar d w ar p ar ts .   T h s o f t w ar p ar t i n v o lv ed   t h d ev elo p m e n t o f   p r o g r a m m i n g   f o r   th m icr o co n tr o ller .   Me a n w h il f o r   t h h ar d w ar e   p ar co n s is ted   o f   th in ter f a cin g   m icr o co n tr o ller   an d   th e   v en tilatio n   s y s te m .   T h is   p r o j ec d ev elo p s   an   o p tim u m   al g o r ith m   to   co n tr o th te m p er at u r in s id th g r ee n h o u s u s i n g   v e n tilatio n   s y s te m   at  lo w   e n er g y   u s e.           Fig u r 2 .   S y s te m   B lo ck   Dia g r a m       I n   th i s   s y s te m ,   t h s e n s o r s   s e n s t h ch a n g in   te m p er atu r an d   s en d   to   A r d u i n o .   A r d u i n o   ac ts   a s   m icr o co n tr o ller   r ea d s   t h is   f o r m   i n f o r m atio n   f r o m   i ts   d ata   p o r p er f o r m s   t h r eq u ir ed   co n d itio n   to   co n tr o th e   f an s .   T h co n tr o co n d itio n s   o f   t h f a n s   ar d is p la y ed   t h r o u g h   th L C i n s ta lled   at  t h Ar d u in o   an d   s av ed   i n   s ec u r d ig ita l c ar d   ( SD c ar d ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 1 2 ,   No .   2 No v e m b er   201 8   :    6 5 5     6 6 1   658   2 . 2 .   Vent ila t io n Co ntr o l A lg o rit hm   Fig u r 3   s h o w s   t h f lo w c h ar t   o f   th co n tr o alg o r ith m .   T h s y s te m   w il f ir s r ec ei v tem p er at u r e   s ig n al  f r o m   t h r ee   DHT 2 2   s en s o r s   lo ca ted   in   th r ee   d if f er en zo n es  in   th g r ee n h o u s i.e .   lef en d ,   m id d le  an d   r ig h t   en d .   T h s ig n al   w ill   b in ter p r eted   an d   p r o ce s s ed   b y   th A r d u in o   w h ic h   p er f o r m s   as  m icr o co n tr o ller .   T h s ig n al  w ill  b ec o m co m m an d   to   co n tr o th ex h au s f an s   an d   ax ia f a n s .   T h L C w il d i s p la y   th t h r ee   te m p er atu r zo n es  a s   T em p   1 ,   T em p   2   an d   T em p   3 .   Av er ag te m p er atu r in s id th g r ee n h o u s i s   ca lcu lated   f r o m   t h th r ee   te m p er at u r r ea d in g s .   I f   o n o f   th DHT 2 2   s en s o r s   d o   n o g et  th r ea d in g ,   t h av er ag e   te m p er atu r w ill  n o t b d is p lay ed   i n   L C an d   th co n tr o ller   w il l set to   th p r ev io u s   co n d it i o n .   T h r ee   c o n d itio n s   ar s et  to   c o n tr o th d esig n   co n tr o ller   a s   s u m m ar ized   in   T ab le   2 .   Fo r   th f ir s t   co n d itio n ,   w h e n   t h av er ag t e m p er atu r is   b elo w   2 5 ℃  all  th f a n s   ar s et  to   t u r n   OF b y   th r ela y .   Seco n d   co n d itio n   is   w h e n   th a v er ag te m p er atu r is   b et w ee n   2 5 ℃  an d   3 3 ℃,   o n ly   th e x h a u s f a n s   ar tu r n   ON.   T h ir d   co n d itio n   is   w h en   t h av er ag te m p er at u r is   h ig h er   th an   3 3 ℃,   all  th f an s   ( ex h a u s an d   ax ial  f a n s )   ar e   tu r n   ON.   T h L C w ill d i s p lay   t h a v er ag te m p er atu r a n d   th f a n s   co n d itio n .   T h av er a g te m p er at u r d ata   is   r ec o r d ed   in   th SD c ar d .         Fig u r 3 .   Flo w c h ar t f o r   th co n tr o l a lg o r ith m       T ab le  2 .   C o n tr o l m ec h a n is m   f o r   g r ee n h o u s te m p er at u r co n d itio n s   Co n d i t i o n   T e mp e r a t u r e   C o n t r o l   M e c h a n i s m   1   <   2 5   a l l   f a n s a r e   t u r n   O F F   2   2 5   a n d   3 3   e x h a u st   f a n s a r e   t u r n   O N ,   a x i a l   f a n a r e   t u r n   O F F   3   > 3 3   a l l   f a n s a r e   t u r n   O N       2 . 3 .   H a rdw a re   I m ple m e nta t io n   T h h ar d w ar o f   t h is   p r o j ec h as  b ee n   d ev elo p ed   at  Un i v er s i ti  P u tr Ma la y s ia  ( UP M) ,   Ser d an g .   T h e   v en t ilatio n   s y s te m   co n s i s ts   o f   ax ial  an d   e x h a u s f a n   w h er t h eir   s p ec if ica tio n s   ar s h o w n   i n   T ab le  3 .   Fig u r 4   s h o w s   t h a x ial  an d   ex h a u s f a n   ar r an g e m e n t i n   th g r ee n h o u s e.       T ab le  3 .   Ven tilatio n   d ev ice s   s p ec if icatio n s   V e n t i l a t i o n   No   S i z e   ( k W )   M o d e l   A x i a l   F a n   2   4 0 0   W   M S A 4 0 0 F q   Ex h a u st   F a n   4   6 0   W   K D K   1 2   i n c h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       Temp era tu r B a s ed   C o n tr o l o f V en tila tio n   S ystem  fo r   Op timu C lima te  in   To ma to   Green h o u s ( N Y Da h la n )   659       Fig u r 4 .   Ax ial  f an   ( le f t)   an d   e x h a u s t f a n   ( r ig h t)   ar r an g e m e n t   in   th g r ee n h o u s e       Fig u r 5   s h o w s   th co n tr o p an el  f o r   co n tr o lli n g   p ar a m e ter s   in   t h g r ee n h o u s e.   T h er ar t w o   co n tr o ls   s w itc h es  f o r   v e n tilati o n   s y s te m 1 )   th ex h au s f a n s   w h ich   ar co n tr o lled   at  Fan - 1   s w itc h   an d   2 )   ax ial   f an   w h ic h   ar co n tr o lled   at  Fan - 2   s w itc h .           Fig u r 5 .   C o n tr o l P an el  lo ca ted   in s id th g r ee n h o u s e       3.   RE SU L T S AN AN AL Y SI S   Fig u r 6   ( lef t)   s h o w s   t h i n tr o d u ctio n   i n ter f ac o f   t h v en tilatio n   co n tr o llin g   s y s te m   o n   th L C D   attac h ed   w it h   m o n ito r in g   a n d   co n tr o llin g   d ev ice  i n s tal le d   in   t h g r ee n h o u s e.   T h L C d is p la y s   th e   in tr o d u ctio n   te x ―Fan   C o n tr o llin g   S y s te m ‖,   ac t u al  d ate  an d   ti m th at  p r o g r a m m ed   in   th r ea ti m clo ck   ( R T C 1 3 0 2 ) .   On   th o th er   h an d ,   Fig u r 6   ( r ig h t)   s h o w s   t h te m p er atu r r ea d in g   at  p ar ticu lar   ti m f o r   th e   th r ee   zo n e s   f r o m   ea ch   DHT 2 2   s en s o r s .   T h r ea d i n g   in d i ca tes  t h at  te m p er at u r at  zo n 1   i.e .   T em p   1   is   3 8 . 8 ℃,   zo n 2   i . e.   T em p   2   is   4 0 . 2 0 ℃  an d   zo n 3   i . e.   T em p   3   is   3 7 . 4 0 ℃.   Fig u r 7   ( lef t)   s h o w s   th co n d itio n   s tat u s   o f   t h f a n s .   Fo r   ex a m p le,   in   th f ig u r e,   th L C s h o w s   t h e   av er ag te m p er at u r f r o m   t h th r ee   zo n e s   i s   3 1 o C .   W h e n   t h av er ag e   te m p er at u r i s   b et wee n   2 5 ℃  a n d   3 3 ℃,   th co n tr o s y s te m   s et  a ll  t h ex h a u s t   f an s   to   t u r n   ON   co n d itio n   a n d   t h a x ial  f a n s   to   OF co n d itio n .   O n   t h e   o th er   h a n d ,   w h en   th e   av er a g te m p er atu r i n   th e   g r ee n h o u s e   is   h i g h er   th a n   3 3 ℃  i.e .   3 8 ℃  as  s h o w n   i n   Fi g u r e   7   ( r ig h t) ,   all  th f an s   i.e .   ex h a u s t,  a n d   ax ial  ar tu r n ed   o n .     Fig u r 8   ( lef t)   s h o w s   th a t h av er ag te m p er atu r i s   s a v ed   i n   t h SD  ca r d .   S u cc es s f u ll y   R ec o r d ed   w il b d is p la y ed   if   th d ata  is   s u cc es s f u s av ed .   I n   Fig u r 8   ( r ig h t) ,   t h L C d is p la y s   ―n a n ‖  v al u f r o m   zo n e   3   w h e n   t h er is   er r o r   in   r ea d in g   th te m p er atu r f r o m   t h s e n s o r .     E n er g y   a n d   te m p er at u r d ata  w er co llected   f r o m   th g r ee n h o u s e   o n   t w o   co n s ec u ti v d a y s   o n   2 1 s an d   2 2 n d   Ma y   2 0 1 8 .   Fig u r 9   s h o w s   th p lo t o f   te m p er atu r r ea d in g   i n s id a n d   o u ts id t h g r ee n h o u s f o r   th e   t w o   d a y s .   I is   o b s er v ed   th a a 9 . 0 0   am   to   3 . 0 0   p m   th i n s id te m p er atu r is   h i g h er   t h a n   o u ts id te m p er atu r e.   T h p ea k   te m p er at u r w a s   b e t w ee n   1 1 a m   to   1 . 0 0   p m   f o r   t h t w o   d a y s .   T h h i g h est   te m p er atu r in s id t h e   g r ee n h o u s o n   t h 2 1 s t   Ma y   2 0 1 8   w as   3 9 . 1 3 ℃  w h ile   t h lo w e s t   te m p er at u r w a s   2 5 . 0 3 ℃.   On   t h e   o th er   h an d ,   t h h i g h est  te m p er at u r in s id t h g r ee n h o u s o n   t h e   2 2 n d   Ma y   2 0 1 8   w a s   3 8 . 9 7 ℃  w h ile  th lo w e s t   te m p er atu r w as 2 4 . 7 3 ℃.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 1 2 ,   No .   2 No v e m b er   201 8   :    6 5 5     6 6 1   660       Fig u r 6 .   I n tr o d u ctio n   in ter f ac ( lef t)   an d   te m p er at u r r ea d in g s   f o r   th r ee   zo n es ( r ig h t)           Fig u r 7 .   Fan   s tat u s   w h e n   th av er ag te m p er atu r b et w ee n   2 5 ℃  an d   3 3 ℃  ( lef t)   an d   te m p er atu r is   h i g h er   th an   3 3 ℃  ( r ig h t)           Fig u r 8 .   Av er ag te m p er at u r e   is   s av ed   i n   SD c ar d   ( lef t)   an d   er r o r   tem p er atu r r ea d in g   ( r i g h t)       Fr o m   th d ata  an al y s i s ,   th c o n tr o v en ti latio n   s y s te m   ca n   p r o v id th d esire d   tem p er atu r f o r   th e   to m ato .   A lt h o u g h   t h te m p er a tu r i n s id th e   g r ee n h o u s e   is   h ig h er   th a n   th e   o u t s id te m p er atu r d u r i n g   t h h o t   ti m e,   t h te m p er at u r s ti ll  ca n   b m a in ta in ed   b elo w   th m a x   4 0 ℃  as  r eq u ir ed   b y   to m ato   p r o d u ctio n .   B ef o r th v e n tilatio n   s y s te m   w a s   in s talled   in   th g r ee n h o u s e,   th m ax   te m p er atu r r ec o r d ed   in   th g r ee n h o u s w a s   6 0 ℃.           Fig u r 9 .   P lo t o f   tem p er atu r i n s id an d   o u t s id o f   t h g r ee n h o u s o n   2 1   Ma y   2 0 1 8   ( lef t)   an d   2 2   Ma y   2 0 1 8   ( r ig h t)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       Temp era tu r B a s ed   C o n tr o l o f V en tila tio n   S ystem  fo r   Op timu C lima te  in   To ma to   Green h o u s ( N Y Da h la n )   661       Fig u r 1 0 .   Gr ap h   o f   en er g y   co n s u m p t io n   i n   th g r ee n h o u s o n   2 1   an d   2 2   Ma y       4.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ts   an   au to m a tic  s y s te m   to   co n tr o te m p er at u r in   g r ee n h o u s lo ca ted   at  Un i v er s iti   P u tr Ma la y s ia.   T h v e n tila ti o n   s y s te m   i n   th g r ee n h o u s co m p r is e s   o f   s ix   e x h au s f an s   an d   t w o   a x ial  f an s .   T h r ee   co n d itio n s   ar s et  to   co n tr o l th d esi g n   co n tr o ller .   Fo r   th f ir s t c o n d itio n ,   w h e n   th a v er ag te m p er a tu r e   is   b elo w   2 5 ℃  all  th f a n s   ar s et  to   tu r n   O FF   b y   t h r ela y .   S ec o n d   co n d itio n   is   w h en   t h a v er ag te m p er atu r e   is   b et w ee n   2 5 ℃  an d   3 3 ℃,   o n l y   th e x h a u s f a n s   ar s et  t o   tu r n   ON  a n d   th a x ial  f a n   ar s et  to   tu r n   OF F.  T h ir d   co n d itio n   is   w h en   t h av er ag te m p er at u r is   h ig h er   th an   3 3 ℃,   all  th f an s   ( ex h a u s an d   ax ial  f a n s )   ar e   s et  to   t u r n   ON.   Usi n g   t h i s   co n tr o alg o r ith m ,   th e   te m p er at u r in s id t h g r ee n h o u s w a s   a b le  to   b co n tr o lled   to   ac h iev t h te m p er atu r r e q u ir ed   f o r   to m ato   g r o w t h .   T h p r o p o s ed   v en til a tio n   co n tr o s y s te m   ef f ec ti v el y   p r o v id es a   p r o p er   clim ate  f o r   g r ee n h o u s p r o d u ctio n   o f   to m ato   in   lo w la n d .     Fro m   th r esu lts ,   w it h   th a u to m at ic  v e n tilatio n   s y s te m   t h en er g y   u s ag co u ld   b s av ed   w it h   av er ag e   o f   6 5 . 8 a s   co m p ar to   t h b aseli n e   en er g y   w it h o u t   th e   co n tr o s y s te m .   W it h   a   g o o d   au to m ati c   s y s te m   n o o n l y ,   t h r eq u ir ed   te m p er atu r i n s id t h g r ee n h o u s ca n   b ac h ie v ed   b u t h en er g y   also   ca n   b m i n i m ized .       ACK NO WL E D G E M E NT   W w o u ld   li k to   th a n k   Un iv e r s iti  T en ag Nasio n al  ( UNI T E N)   w h o   h as  s p o n s o r ed   th i s   p ap er   u n d er   UNI T E Mu lti T r ac k   I n ce n ti v u n d er   th B OL D2 0 2 5   in itiativ e.       RE F E R E NC E S   [1 ] .   M .   M a n c u so ,   V .   A p ril e ,   V .   Ra g u sa ,   a n d   V .   P ian a z z e .   W ir e les s   S e n so rs  Ne t w o rk   f o M o n it o ri n g   En v iro n m e n tal  V a riab les   i n   a   T o m a to   G r e e n h o u s e .   IEE In t .   W o rk .   F a c t.   Co mm u n ica ti o n .   S y st -   W F CS ,   p p .   1 0 7 1 1 0 ,   2 0 1 1 .   [2 ] .   R.   A .   L i,   X .   S h a ,   a n d   K.  L in .   S m a rt  g r e e n h o u se A   re a l - ti m e   m o b il e   in telli g e n m o n it o ri n g   sy ste m   b a s e d   o n   W S N‖ .   IW CM 2 0 1 4   -   1 0 th   In t .   W ire les s.  Co mm u n ica ti o n .   M o b .   Co mp u ter .   C o n f . ,   p p .   1 1 5 2 1 1 5 6 ,   2 0 1 4 .   [3 ] .   A   J.  Bo th ,   G re e n h o u se   T e m p e ra t u re   M a n a g e m e n t,   Gr e e n h o u se .   E n e rg y   Co st R e d u c ti o n .   S tr a teg y . ,   p p .   1 4 ,   2 0 0 8 .   [4 ] .   G .   T .   H y d ro p o n ica ll y ,   P .   On e ,   M .   Je n se n ,   U.  S tate s,  R.   E.   T ib e riu s,  a n d   E.   M .   Emm e rt.   G ro w in g   h y d ro p o n i c   to m a to e s‖ .   1 9 4 8 .   [5 ] .   D.  Ru tl e d g e .   Co m m e rc ial  G re e n h o u se   T o m a to   P ro d u c ti o n .   U n iv .   T e n n e ss e e ,   n o .   P 1 6 0 9 ,   2 0 1 4 .   [6 ] .   S tark e   Ay re s.  T o ma to   Pr o d u c ti o n   Gu id e li n e .   M e m b .   P len n e g y   G r. ,   p p .   1 1 1 ,   2 0 1 4 .   [7 ] .   De p a rtme n o f   A g ricu lt u re   F o re stry   a n d   F ish e ries .   P r o d u c ti o n   g u id e li n e f o T o m a to .   Pro d .   Gu id e l . ,   p p .   1 1 3 ,   2 0 1 2 .   [8 ] .   S .   A l y o u sif .   In telli g e n T e m p e ra tu re   Co n tr o S y ste m   a G re e n h o u se .   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o Co m p u ter   Ap p li c a ti o n s .   Vo l.   1 2 ,   n o .   9 ,   p p .   1 8 1 1 1 8 1 4 ,   2 0 1 7 .   [9 ] .   o f   a n d   T .   H.  E.   I n d u stry .   G re e n h o u se   T o m a to   P r o d u c ti o n .   p p .   2 5 7 3 0 4 ,   2 0 0 5 .   [1 0 ] .   H.  C.   P ra c ti c e s.  Hig h - tec h   Cu lt i v a ti o n   P ra c ti c e s‖ .   [1 1 ] .   E.   USA ID,  W UR,  Cu lt iv a ti o n   o f   T o m a to ,   v o l.   3 1 ,   n o .   8 .   2 0 1 7 .   [1 2 ] .   S .   Nic o la,  G .   T ib a ld i,   a n d   E .   F o n tan a .   T o m a to   p ro d u c ti o n   sy st e m a n d   th e ir  a p p li c a ti o n   t o   th e   tro p ics .   Act a   Ho rtic .   v o l.   8 2 1 ,   n o .   A u g u st 2 0 1 5 ,   p p .   2 7 3 3 ,   2 0 0 9 .   [1 3 ] .   H.  A .   Ja c k so n   a n d   D.   E.   Da rb y .   Gre e n h o u se   v e n ti lati o n .   Ca n a d a   Pl a n   S e rv . ,   v o l.   M - 6 7 0 4 ,   n o .   M - 6 7 0 4 ,   1 9 8 0 .   [1 4 ] .   S .   S a n f o rd .   Re d u c in g   g re e n h o u s e   e n e rg y   c o n su m p ti o n A n   o v e rv iew .   En e rg y   Ef fi c ien c y .   Gr e e n h o u se s ,   p p .   1 1 6 ,   2 0 1 1 .   [1 5 ] .   H.  L a n d   S .   W a n g .   Tec h n o lo g y   a n d   S tu d ies   f o G r e e n h o u se   Co o li n g .   W o rld   J .   En g .   T e c h n o l .   v o l.   3 ,   n o .   3 ,   p p .   73 7 7 ,   2 0 1 5 .   [1 6 ] .   M .   Ka rlsso n ,   Co n t ro ll i n g   th e   g re e n h o u se   e n v iro n m e n t,   Un iv .   A las k a ,   p p .   1 1 8 ,   2 0 1 4 .   [1 7 ] .   W o rle y ,   G REE NH OU S ES   He a ti n g ,   Co o li n g   a n d   V e n ti lat io n ,   2 0 1 1 .   [1 8 ] .   Im p ro n ,   A   G re e n h o u se   Cro p   P r o d u c ti o n   S y ste m   f o T ro p ica L o w l a n d   Co n d it io n s,‖ p .   1 1 7 ,   2 0 1 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.