penyiram tanaman otomatis pada pot bunga dengan

PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS PADA POT BUNGA

DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR KELEMBABAN TANAH

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328

TUGAS AKHIR

ANA CARLINA SIRAIT

152408027

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2018





TUGAS AKHIR

DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT

MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA

ANA CARLINA SIRAIT

152408027

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM


MEDAN

2018


PERNYATAAN




TUGAS AKHIR

Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya

sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan masing – masing

disebutkan sumbernya.

Medan, 02 Juni 2018

Ana Carlina Sirait

NIM. 152408027


i

Penyiram Tanaman Otomatis Pada Pot Bunga Dengan Menggunakan Sensor

Kelembaban Tanaman Berbasis Mikrokontrol Atmega 328

ABSTRAK

Teknologi semakin berkembang dengan pesat terutama pada bidang teknologi

informasi dan komunikasi dengan perangkat teknologi yang dimiliki, manusia dapat

menjadikannya sebagai alat bantu. Oleh karena itu terdapat berbagai perangkat

teknolgi yang semakin canggih, manusia juga menjadi termotivasi untuk

menciptakan ide-ide untuk membuat perangkat teknologi yang lebih baru. Tetapi,

tidak semua perangkat teknologi yang canggih itu berarti sangat membantu.

Perangkat teknologi yang dikonsep secara sederhana dan dirancang secara tepat guna

juga sangat membantu dalam memudahkan aktivitas manusia sehari-hari. Salh satu

perangkat pembantu tersebut adalah penerapan teknologi mikrokontroler. Perangkat

elektronik yang digunkan saat ini sudah dapat dikembangkan dan dikombinasikan

dengan beragai perangkat elektronik lainnya. Sebagai contohnya adalah perangkat

penyiram tanaman otomatis yang menggunakan mikrokontroler328 dan perangkat

elektronika lainnya.

Kata kunci : Mikrokontroler328, Lcd, Relay, Sensor kelembaban Tanah


ii

Automaticly Sprinkles Of Plants In Intereset Pot With Hydrophy Sensor Based On

Atmega Microcontroller 328

ABSTRACT

Tecnology is growing fast, especially on information and communication technology.

With technology devices, people can use it as a tool. Because of many advanced

technology devices, people get motivated to create new ideas for making a newer

technology devices. However, not all advanced technology devices are helpful.

Simple conceptualized and appropriately designed technology devices are also very

helpful to ease everyday activities. One of that devices is a microcontroller

technology. The electronic devices used previously nowadays can be developed and

combined with different electronic devices. The example is automatic plant watering

devices which is using microcontroller and other supporting electronic devices.

Keywords : Lcd, Microcontroler328, Relay, Sensor soil moisture


iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah

memberikan berkat dan penyertaanNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

Proyek ini dengan baik.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah

banyak membantu penulis dalam penyelesaian Laporan Proyek ini yaitu Kepada :

1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

2. Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng. Sc selaku Ketua Program Studi D-III

Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Sumatera Utara

3. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si selaku Sekertaris Program Studi

Pendidikan Fisika D3 FMIPA Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si selaku dosen Pembimbing yang telah

banyak membimbing penulis sehingga laporan ini dapat diselesaikan

dengan baik.

5. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

6. Kedua orangtua tercinta W.Sirait dan R.Panjaitan, Abang tertua Frendi

Sirat, S.Sn, serta kakak dan abang penulis, Rina Pujiwati Sirait, Rico

Sumantri Sirait, Spd, Alfizar Sirait Amd, Lisa yanti sitorus, Desi Winna

Hutajulu, Spd, Novita Sari Sitepu. S.E, Nanny Pakpahan, S.kep, serta

Dolok Purba. yang selalu mendoakan, memberikan semangat dan bantuan

dalam banyak hal terutama dalam penyelesaian Laporan Proyek ini.

Terimakasih banyak.

7. Sahabat – sahabat penulis, Putri Diana Sibuea, Rika Margaretha

Panggabean, Widuri Riaulina Sitorus, Yuni Aloisa Ginting, Rita Novita

Sitio,Getmi Rajaguguk, Ritha Saragih, Julita Nainggolan, Riyani P

simanjuntak dan Yogi, joel yang telah memberikan semangat dan bantuan

doa dan tenaga dalam penyelesaian Laporan ini.


iv

8. Rekan – rekan Fisika Instrumentasi D – III yang memberikan bantuan

penulisan untuk menyelesaikan Laporan

Penulis menyedari bahwa penyusunan Laporan Proyek ini masih terdapat

banyak kekurangan dan kelemahan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran

dari semua pihak guna penyempurnaan laporan dimasa yang akan datang.

Akhir kata, semoga Laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan – rekan

Mahasiswa dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan tentang Laporan

Proyek.


v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK..................................................................................... i

KATA PENGANTAR.................................................................... ii

DAFTAR ISI.................................................................................. iv

DAFTAR GAMBAR.................................................................... vii

DAFTAR TABEL………………………………………………… viii

BAB I PENDAHULUAN…………………………………………. 1

1.1.Latar Belakang………………………………………. 1

1.2.Rumusan Masalah…………………………………… 2

1.3.Tujuan Penelitian……………………………………. 2

1.4.Batasan Masalah……………………………………. 2

1.5.Manfaat...............………………………………… 2

1.6.Sistematika Penulisan………………………………… 3

BAB II LANDASAN TEORI…………………………………….. 4

2.1.Tinjauan Pustaka............ ……………………... 4

2.1.1.Kelembaban Tanah ………………………. 5

2.1.2.Tanaman Hias Bunga ……………………............ 5

2.1.3.Mikrokontroler....…………………………........... 6

1.1.Pengenalan Mikrokontroler ………..........…… 6

1.2.Program Mikrokontroler ……………………… 7

1.3.Arduino.................................................................. 7

2.1.4.Relay..............................…...……………………... 10


vi

2.1.5.LCD (Liquid Crystal Display).........……………….. 10

2.1.6.Driver Motor Wiper …………………………….. 12

2.1.7.Fungsi Transistor Sebagai Saklar..………………. 13

A. Karakteristik area cut-off.................................. 13

B. Karakteristik area jenuh (saturation)............... 14

2.1.8. Bahasa Pemograman……………………………... 14

2.1.9. Sensor Soil Moisture kelembaban tanah YL69....... 14

2.1.10.Power Supply.......................................................... 16

2.1.11. Trafo........................................................................ 16

2.2.Analog to digital converter(ADC)............................................ 16

2.3.Regulator.................................................................................. 17

2.4.Motor servo.............................................................................. 17

2.5.Catu Daya.................................................................................. 19

2.6. Saklar Limiting Switch............................................................... 19

2.7. Perancangan Hardware ............................................................ 19

2.8.Pompa Air................................................................................. 19

2.9. IC Voltage Regulator......................................................... 20

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN………………. 22

3.1. Diagram Blok Sistem………………………………… 22

3.1.1.Fungsi-Fungsi Diagram Blog……………………. 23

3.2. Prinsip Kerja Alat Penyiram otomatis …………... 24

3.3. Spesifikasi Alat...................................……………..... 24

3.4. Pembuatan Perangkat Keras (Hardware)……………. 24

3.4.1.Rangkaian Power Supply................................ 24

3.4.2. Rangkaian Sensor Soil Moisture...................... 25


vii

3.4.3. Rangkaian Driver Motor................................. 25

3.4.4. Rangkaian LCD............................................... 26

3.4.5. Flowchart Penyiram Tanaman...................... 27

BAB IV PENGUJIAN DAN HASIL……………………………... 28

4.1 Pengujian LCD...................................……………......... 28

4.2. Pengujian Rangkaian Power Supply.........…………….. 28

4.3. Software...............……………...................................... 29

4.4. Hsil Pengijian Keseluruhan Rangkaian...................... 29

4.5. Perancangan Program Keseluruhan.......................... 30

BAB V PENUTUP…………………….…………………………. 31

5.1.Kesimpulan…………………………………………… 31

5.2.Saran………………………………………………..... 31

DAFTAR PUSATAKA………………………………………….. 32

LAMPIRAN


viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

2.1.Mikrokontroler Atmega 328……………………………….. 8

2.2.Jenis-Jenis Perangkat Keras Arduino……..…………….. 9

2.3.Prangkat Keras Arduino..………………………………….... 9

2.4. Relay..............................…………………………………... 10

2.5. LCD (Liquid Crystal Display)……………………………... 11

2.6. Konfigurasi Pin LCD………………………………….......... 12

2.7. sistem kendali LCD……………………………................ 13

2.8. Karakteristik area cut-of………………………………. 14

2.9. Karakteristik area jenuh ………………………………….. 14

2.10. Sensor Moisture………………………………………. 15

2.11 .Regulasi voltase menggunakan IC 78xx……………… 18

2.12.Motor servo ………………………………………………. 18

2.13.Relay………………………. ………………………….. 19

2.14. Motor dc …………………………………………….... 20

2.15. Skema rangkaian catu daya……………….………...... 20

2.16. Pompa Air …………..……………………………….. 21

2.17. IC VR................................................................................ 21

3.1 Perencanaan Blok Diagram Sistem.......................................... 23

3.2 .Rangkaian Schematic Power Supply....................................... 24

3.3. Rangkaian Soil Moisture ke Arduino………………………. 25

3.4.Rangkaian Driver Motor……………………………………… 25

3.5 .Rangkaian LCD……………………………………………… 26

3.4.5. Flowchart Penyiram Tanaman……………………………. 28


ix

DAFTAR TABEL

2.1 KonfigurasiLCD .................................................................. 12


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanaman merupakan tumbuhan yang dibudidayakan agar dapat diambil manfaatnya.

Budidaya tanaman sendiri pada dasarnya dapat menjadi peluang usaha yang menjanjikan.

Mulai dari budidaya tanaman hias, sayur mayur dan lain sebagainya. Penyiraman tanaman

secara manual dapat mengganggu efisiensi waktu dan tenaga. Penyiraman pada tanaman

dengan kelebihan atau kekurangan air dapat pula mengurangi daya tahan maupun

menyebabkan kematian pada tanaman itu sendiri. Sehingga berpotensi kerugian pada petani

tanaman. Perkembangan teknologi khususnya komputer sudah demikian majunya merambah

setiap bidang kehidupan. Pemanfaatan teknologi moderen pada bidang pertanian diharapkan

dapat meningkatkan hasil pertanian terutama budidaya tanaman.

Mikrokontroler sebagai salah satu perkembangan teknologi sebagai kontrol sebuah sistem

otomatis. Yang diharapkan dapat mempermudah setiap kegiatan yang ingin dilakukan. Dan

mengefisien waktu serta tenaga menjadi pertimbangan utama manusia dalam melakukan

aktifitas. Dari waktu ke waktu kita dihadapkan pada perkembangan teknologi yang begitu

pesat, sehingga membuat pekerjaan manusia semakin mudah.oleh karena itu penulis berusaha

untuk membuat sistem penyiram tanaman secara otomatis. Dimana pada alat ini mengunakan

sebuah sensor soil moisture / kelembaban tanah dan Mikrokontroler ATMega328 sebagai

kendali dan kontrol utama dalam alat tersebut. Alat ini dibuat berfungsi untuk menyiram

tanaman secara otomatis mengunakan sensor kelambaban tanah dan Mikrokontrol

ATMega328. berdasarkan kelembaban tanah yang sudah di set sesuai kebutuhan tanaman

bunga pada pot bunga, alat ini juga dilengkapi LCD (Linquid Cristal Display) yang dapat

menampilkan kondisi tanah apakah lembab atau kering sesuai dengan pembacaan dari sensor

kelembaban tanah dalam bentuk nilai pada LCD dan juga dapat menampilkan waktu yang

yang sudah disetting pada program tu sendiri,. Alat ini juga dilengkapi dengan pompa air

guna penyiraman tanaman. Alat ini sangat bermanfaat bagi manusia sekarang ini, karena

dengan alat ini manusia tidak perlu lagi menyiram tanaman bunga pada pot bunga secara

manual setiap harinya, selain itu manusia juga tidak memerlukan tenaga yang lebih untuk

melakukan penyiraman, untuk itu alat ini bisa diaplikasikan pada manusia yang suka

menanam di dalam ruangan atau menanam di kebun kecil di depan teras rumah dan di tempat

lain nya yang besifat tertutup dan juga terbuka. Dengan latar belakang ini maka akan

dirancangkan sebuah alat penyiram tanaman otomatis mengunakan sensor kelembaban tanah


2

kemudian diproses oleh Mikrokontroler ATMega328 dan di Instruksikan kepada LCD untuk

menampilkan nilai kelembaban, waktu yang tepat dan rutin di setting untuk melakuan

penyiraman tanaman tepat waktu. Tanaman yang bisa disiram oleh alat ini bermacam-macam

asalkan tinggi dari tanaman tersebut tidak melebihi tinggi alat yang sudah dibuat. Oleh karena

itu penulis membuat Alat :” Rancangan Bangun Penyiram Tanaman Buanga Dalam Pot

Secara Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMega328 ”.Dibuatnya Alat ini memudahkan

proses penyiraman tanaman pada tanaman bunga dalam pot bunga.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian yang telah disampaikan, rumusan masalah yang

dibahas dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimana konstruksi sistem kontrol temperatur dan kelembaban tanah pada pot

tanaman?

2. Bagaimana sistem pengontrolan pada alat ini untuk melakukan penyiraman secara

otomatis?

1.3 Tujuan

Berdasarkan permasalahan yang disampaikan, penelitian ini bertujuan untuk:

1. Melihat atau menentukan kegunaan sensor.

2. Membuat alat penyiram tanaman otomatis mengunakan arduino.

1.4 Batasan Masalah

Untuk mencapai sarana yang diinginkan dalam penelitian ini, maka permasalahan dibatasi

sebagai berikut:

1. Penyiraman tanaman menggunakan motor wiper .

2. Sensor soil moisture akan mendeteksi kelembaban pada tanah .

3. Tanaman yang digunakan untuk percobaan Proyek Tanaman Bunga.

1.5 Manfaat

Manfaat yang diharapkan dari penelitian yang dilakukan adalah:

1. Secara otomatis dapat menjaga kondisi Tanaman atau lingkungan di dalam rumah baik di

luar rumah.

2. Untuk mengefisienkan tenaga bagi pengguna dengan menggunakan alat ini.


3

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat disusun sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang pembuatan, tujuan, perumusan masalah, pembatasan masalah,

sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Mencakup tentang Landasan teori penunjang dalam perancangan dan pembuatan Alat

tersebut.

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Susunan peralatan dan program, memuat tentang perancangan, dan pembuatan peragkat keras

dan perangkat lunak.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini memuat tentang data-data hasil percobaan sekaligus analisa dari sistem kerja

tiap-tiap blok rangkaian.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dari hasil pengujian dan analisa serta saran dan rekomendasi untuk

penyempurnaan selanjutnya.


4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Pada penelitian yang dilakukan oleh Niken Ira Widodo (2013), dalam jurnal Laporan Akhir

dengan judul Prototype Alat Pengontrol dan Monitoring Suhu Serta Kelembaban Pada Ruang

Budidaya Jamur Tiram. Jurnal ini berisi penjelasan mengenai alat pengontrol suhu dan

kelembaban pada ruang budidaya jamur tiram menggunakan sensor suhu dan kelembaban.

Alat ini berfungsi untuk mengendalikan dan mengawasi suhu serta kelembaban pada

prototype ruangan budidaya jamur tiram agar dapat membuat ruangan seperti habitat aslinya.

Cara kerjanya adalah dengan memasukkan jamur tiram pada tempat / prototype. Prototype

tersebut telah dilengkapi dengan pompa, pemanas serta sensor suhu dan kelembaban. Pompa

dan pemanas akan diaktifkan secara otomatis berdasarkan hasil yang dideteksi oleh sensor

suhu dan kelembaban. Pompa digunakan untuk penyemprotan air sedangkan pemanas

digunakan untuk menghangatkan jamur tiram agar suhu tetap berada pada rentang 23oC -

28oC serta kelembaban pada 80% - 85%. Keadaan suhu dan kelembaban pada ruang tersebut

akan terus diawasi dengan adanya grafik menggunakan visual basic.

Pada penelitian yang dilakukan oleh viktorianus Ryan junirdi, Dedi Triyanti, Yulrio

Brianorman (2014) dengan judul prototype Alat Penyemprot Air Otomatis Pada Kebun

Pembibitan Sawit Berbasis Sensor Kelembaban Dan Mikrokontroler. Jurnal ini membahas

mengenai alat penyemprotan Air otomatis menggunakan ATMega8 dan sensor kelembaban

tanah untuk mendeteksi Kadar kelembaban tanah. Alat penyemprotan otomatis pada kebun

pembibitan sawit terdiri dari system minimum mikrokontroler ATMega8, sensor kelembaban

tanah, relay, tiga unit tombol fungdi, kabel, dan LCD yang berfungsi sebagai media

menampilkan.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Tia Ayu Pratama (2015) pada jurnal Laporan Akhir

dengan judul Rancang Bangun Alat Penyiram Air Tanaman Mawar Berbasis Android

Berdasarkan Kelembaban Tanah. Jurnal ini membahas mengenai perancangan alat

penyiraman air tanaman mawar berdasarkan sensor kelembaban tanah. Alat ini beroperasi

sesuai dengan data inputan sensor kelembaban tanah dikirim ke mikrokontroler yang akan

digunakan untuk mengaktifkan led dengan tiga keadaan, setelah itu perintah penyiraman akan

dikendalikan melalui android.


5

Untuk membuat alat ini agar dapat beroperasi sebagaimana semestinya, maka terlebih dahulu

mempelajari dan mengetahui teori-teori dasar dari peralatan atau komponen yang akan

dipergunakan.

2.1.1 Kelembaban Tanah

Tanah adalah suatu sistem tiga fase yang mengandung air, udara, dan bahan-bahan mineral

lain, dan jasad hidup dan berbagai faktor dan membentuk perubahan membentuk ciri-ciri

morfologi yang khas. Kemudian sistem itu berperan menjadi sistem tumbuh dan berkembang

berbagai tanaman. Jadi, sederhananya tanah tersusun dari beberapa material alam baik dalam

material bahan organik maupun bahan material anorganik. Bahan organik tersebut mengalami

proses perubahan alami sebagai akibat bekerjanya gaya-gaya alami atau kekuatan alam, dan

akhirnya terbentuk susunan lapisan-lapisan tanah. Definisi yang lain menyebutkan bahwa

kelembaban tanah menyatakan jumlah air yang tersimpan di antara pori – pori tanah.

kelembaban tanah sangat dinamis, hal ini disebabkan oleh penguapan melalui permukaan

tanah, transpirasi dan perkolasi. Kadar air tanah dinyatakan dalam persen volume yaitu

persentase volume air terhadap volume tanah.Untuk dapat mengetahui kondisi kelembaban

tanah dapat dilakukan pengukuran menggunakan alat pengukur kelembaban tanah yaitu soil

tester serta dapat pula dilakukan perhitungan manual untuk mengetahui kelembaban tanah.

2.1.2 Tanaman Hias Bunga

Banyak Orang yang hobi menanam bahkan mengoleksi tanaman hia. Beragam macam

tanaman hias dapat ditemukan ditoko-toko tanaman maupun penjual ditepi jalan. Bentuk dan

warna pada keragaman tanaman menjadi daya tarik tersendiri bagi pecinta tanaman. Pada

umumnya tanaman hias sengaja ditanam untuk tujuan memberikan kesan keindahan didalam

maupun diluar ruangan. Selain memberikan unsur keindahan tanaman hias juga memberikan

banyak manfaat. Tanaman hias itu sendiri yaitu semua dari jenis tanaman yang memiliki

fungsi sebagai penambah keindahan dan kecantikan. Yang menjadi salah satu

pengelompokan berdasarkan fungsi dari tanaman. Tanaman hias dapat mencakup semua jenis

tumbuhan baik dari tanaman yang merambat, semak-semak, bahkan pohon. Tanaman hias

dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu tanaman bisa bunga dan juga tanaman hias daun.


6

2.1.3 Mikrokontroler

1.1 Pengenalan Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan chip mikrokomputernyang secara fisik berupa IC (

Integrated Circuit). Mikrokontroler biasanya digunakan dalam sistem yang kecil, murah dan

tidak membutuhkan perhitungan yang sangat kompleks seperti dalam aplikasi di PC.

Mikrokontroler biasanya digunakan atau banyak ditemukan dalam peralatan seperti

microwave, oven, keyboard, CD player, VCR, remote contrl, robot, dll. Mikrokontroler

berisikan bagian bagian utama yaitu CPU, RAM, ROM, dan port I/O. Selain beberapa bagian

utama tersebut terdapat beberapa perangkat keras yang dapat digunakan untuk banyak

keperluan seperti melakukan pencacahan, melakukan komunikasi serial, melakukan interupsi,

dll. Mikrokontroler tertentu bahkan menyertakan ADC ( Analog to digital Converter), USB

Cintroller, CAN ( Controller Area Network) dll. Mikrokontroler bekerja berdasarkan

program( perangkat lunak ) yang ditanamkan di dalamnya dan program tersebut dibuat sesuai

dengan aplikasi yang diinginkan. Aplikasi mikrokontroller normalnya terkait pembacaan data

dari luar dan atau pengontrolan peralatan diluarnya. Contoh aplikasi yang sangat sederhana

adalah melakukan pengendalian untuk menyalakan dan mematikan LED yang terhubung ke

kaki mikrokontroler.

Mikrokontroler memiliki jalur jalur masukan ( port masukan ) serta jalur jalur

keluaran (port keluaran) yang memungkinkan mikrokontroler tersebut bisa digunakan dalam

aplikasi pembacaan data, pengontrolan serta penyajian informasi. Port masukan digunakan

untuk memasukkan informasi atau data dari luar ke mikrokontroler. Contoh informasi yang

dimasukkan ke mikrokontroler ini adalah informasi kondisi saklar yang dihubungkan ke kaki

mikrokontroler, apakah sedang terbuka atau tertutup. Jalur masukan umumnya berupa jalur

digital, dimana jalur ini digunakan oleh mikrokontroler untuk membaca keadaan digital (

apakah logika 0 atau 1) yang diberikan oleh perangkat di luar mikrokontroler. Mikrokontroler

tertentu bersikan ADC dengan sebagian dari jalur jalur I/O-nya yang digunakan sebagai

masukan analog. Jalur jalur ini selanjutnya bisa digunakan untuk keperluan seperti

pembacaan tegangan dari sensor suhu analog. Port keluaran digunakan untuk mengeluarkan

data atau informasi dari mikrokontroler. Adanya port keluaran ini memungkinkan

mikrokontroler untuk mengendalikan perangkat seperti LED, motor, relay dan menyajikan

informasi melalui perangkat seperti seven segmen dan LCD. Untuk bisa bekerja

mikrokontroler perlu diberikan tegangan 5 v, namun demikian sebagian IC mikrokontroler

seperti AT mega A16L dapat dioperasikan dengan tegangan 3 V.


7

1.2 Program Mikrokontroler

Program yang ditanamkan pada mikrokontroler merupakan instruksi instruksi dalam bentuk

kode kode yang dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman tertentu. Program ini

biasanya dibuat di komputer sampai dihasilkan kode programnya dan selanjutnya dituliskan

ke mikrokontroler menggunakan bantuan perangkat keras pemrogram sesuai dengan jenis

mikrokontroler yang digunakan. Program mikrokontroler bahkan dapat ditempatkan di luar

IC mikrokontroler itu sendiri, contohnya di IC EPROM dan inibiasanya dilakukan bila

tempat menampung progra, di dalam IC mikrokontroler tersebut masih dirasa tidak

mencukupi. Pemrograman mikrkontroler dapat dilakukan dengan menggunakan bahasa

tingkat rendah ( Assembly) ataupun bahasa tingkat tinggi( Nasic, pascal, C dan lainnya).

Bahasa tingkat rendah dan tingkat tinggi mempunyai kelebihan serta kekurangannya masing

masing. Kode kode indstruksi yang merupakan program di IC mikrokontroler diletakkan di

suatu lokasi yang dinamakan memori program. Seperti memori pada umumnya, memori ini

bisa dibayangkan sebagai kotak kotak lokasi penyimpanan data bilangan biner dengan

masing masing kotak yang diberi alamat sendiri-sendiri dan urut mulai alamat 0, alamat 2,

alamat 2, dst sampai alamat teratas bergantung pada besarnya ruang memori tersebut. Tugas

mikrokontroler terkait dengan program yang telah ditanamkan didalamnya adalah melakukan

pembacaan, penerjemahan dan pelaksanaan kode instruksi demi instruksi. Saat

mikrokontroler yang berisi program diberi catu daya, mikrokontroler pertama kali akan

membaca kode instruksi awal dari memori program. Program mikrokontroler merupakan

program yang dibuat untuk tidak pernah berhenti, selama catu daya diberikan pada

mikrokontroler. Jadi dalam program mikrokontroler selalu ada proses loopoing yang akan

terjadi secara terus menerus.

1.3 Arduino

Arduino merupakan prototyping platform yang bersifat open source menggunakan perangkat

keras dan perangkat lunak yang mudah digunakan. Hardware dan software arduino didesain

agar mudah digunakan oleh pemula yang tidak memiliki pengalaman programming dan

pengetahuan tentang elektronika. Hardware arduino hanya berupa papan pengembangan yang

berisi mikrokontroler AVR buatan Atmel. Software arduino terdiri dari bahasa pemrograman

dan Integrated development Environment ( IDE) yang gratis untuk didownload dan

digunakan. IDE ini memungkinkan kita untuk menulis, mengedit program dan

mengkonversikanya menjadi kode kode instruksi untuk selanjutnya diprogramkan di papan

Arduinno. Berikut ini adalah beberapa kelebihan Arduino :


8

IDE Arduino bersifat multi-platform ( bisa dijalankan di windows, macntosh dan

linux) dan mudah digunakan. Tampilan IDE Arduino diperlihatkan pada Gambar

2.2.

Papan Arduino dapat diprogram menggunakan kabel USB bukan melalui port

serial

Hardware dan softwarenya bersifat opern sorce sehingga kita bisa menggunakan

skema rangkaiannya dan membuat sendiri papan Arduino tanpda membayar

kepada penciptanya.

Gambar 2.1 IDE Arduino

Terdapat banyak pilihan perangkat keras Arduino yang bisa berupa board, modul, shield

maupun kit. Gambar 2.3 memperlihatkan jenis perangkat keras Arduino yang ditawarkan saat

ini. Perangkat keras tersebut terbagi ke dalam kategori level pemula sampai ekspert.


9

Gambar 2.2 Jenis Perangkat keras Arduino

Bila kita sebagai pemula ingin mempelajari Arduino, maka kita dapat memlihi papan

Arduino Uno sebagai sarana eksperimen. Arduino Uno merupakan mikrokontroler ATMega

328P. Board ini memiliki 14 pin digital yang dapat digunakan sebagai masukan ataupun

keluaran serta 6 masukan analog. Di board ini tersedia koneksi USB, jack untuk sumber

tegangan dan header ICSP. Untuk menggunakannya, kita tinggal menghubungkan board

tersebut ke komputer melalui kabel USB, menjalankan IDF, Arduino dan mulai

bereksperimen. Board Ardunio Uno diperlihatkan pada Gambar 2.4

Gambar 2.3 Beberapa perangkat keras Arduino

Arduino Mega digunakan untuk kebutuhan yang lebih kompleks. Mikrokontroler yang

digunakan adalah mikrokontroler Atmega2560 ( untuk papan arduino mega 2560). Disini

terdapat pin digital input/output sebanyak 54 buah, masukan analog sebanyak 16 dan 4

UART untuk komunikasi serial. Koneksi yang tersedia adalah koneksi USB koneksi ke

sumber tegangan serta header ICSP. Gambar 2.4b memperlihatkan board Arduino Mega. Bila


10

dibutuhkan papan dengan ukuran yang kecil, kita bisa menggunakan Arduino Micro. Arduino

Micro menggunakan mikrokontroler Atmega32U dengan pin digital input/output sebanyak 20

buah dan masukan analog sebanyak 12 buah.Koneksi yang disediakan disini adalah koneksi

micro USB dan header ICSP. Papan ini mempunyai ukuran 48 mm x 18 mm dengan berat 13

gram.

2.1.4 Relay

Relay merupakan komponen elektronika yang dapat mengimplementasikan logika switching.

Relay yang digunakan sebelum tahun 70an, merupakan “otak” dari rangkaian pengendali.

Setelah tahun 70-an digantikan posisi posisinya oleh PLC. Relay yang paling sederhana ialah

relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik.

Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai alat yang menggunakan gaya

elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar.

Gambar.2.4 Relay

2.1.5 LCD

LCD (Liquid Crystal Display) merupakan komponen elektronika yang digunakan untuk

menampilkan suatu karakter, baik itu angka, huruf atau karakter tertentu, sehingga tampilan

tersebut dapat dilihat secara visual. Pemakaian LCD sebagai tampilan banyak digunakan

karena daya yang dibutuhkan LCD relatif kecil (orde mikro watt), meskipun pada modul ini

dibatasi oleh sumber cahaya eksternal/internal, suhu dan jangka hidup, untuk lebih jelas

berikut dibawah ini konfigurasi modul LCD 20 x 4, sbb:

Gambar 2.5 LCD


11

Sebuah panel LCD akan terhubung pada mikrokontroller untuk mengatur titik-titik untuk

mengatur karakter huruf atau angka, data akan dikirim dalam bentuk kode ASCII, kode ini

akan diterima dan diolah sehingga terbentuk matrik matrik yang dapat terbaca secara visual.

Karakteristik LCD (Liquid Crystal Display) Berikut adalah karakteristik dari LCD 20 x 4:

1. 20 Karakter dan 4 Baris tampilan kristal cair (LCD) dari dot matrik.

2. ROM pembangkit karakter untuk 192 tipe karakter (5x7 dot matrik)

3. Mempunyai 2 jenis RAM, yaitu RAM pembangkit karakter dan RAM data tampilan

4. RAM pembangkit karakter untuk 8 tipe karakter program tulis dengan bentuk 5 x7 dot

matrik

5. RAM data tampilan dengan bentuk 80 x 8 matrik titik (maksimum 80 karakter).

6. Mempunyai pembangkit clock internal.

7. Catu daya 5 Vdc.

8. Rangkaian otomatis riset saat daya dinyalakan.

9. Jangkauan suhu pengoperasian 0 - 50 derajat.

Konfigurasi LCD (Liquid Crystal Display)

Ada 2 cara untuk berkomunikasi dengan LCD, yaitu 8 bit dan 4 bit jalur data, selain bit data

tersebut juga dibutuhkan 3 jalur lagi untuk kontrol, yaitu : RS, RW dan E Untuk memperjelas

konfigurasi pin LCD dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Gambar 2.6. Tabel LCD


http://3.bp.blogspot.com/-yye04WwuNK8/Vd8c7pg0RZI/AAAAAAAAABE/_jo8SuTbPJA/s1600/Table+LCD.JPG

12

Cara Kerja LCD (Liquid Crystal Display)

LCD mempunyai 2 bagian karakter utama yaitu :

1. Panel atau display yang berfungsi sebagai media penampil informasi huruf atau angka

sebanyak 4 baris dan masing-masing baris bisa menampung 20 karakter huruf atau

angka

2. sistem kontroller yang ditempelkan dibalik panel LCD, yang berfungsi mengatur

tampilan informasi serta mengatur komunikasi LCD dengan mikrokontroller.

Contoh sistem kendali LCD sebagai berikut :

Gambar 2.7 sistem kendali LCD

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa input pada LCD yang berupa 8 bit data (D0 - D7)

diterima terlebih dahulu oleh rangkaian kontroller LCD yang bertugas untuk mengatur data

inputan sebelum tampil di LCD, selain itu juga dilengkapi dengan input (RS, R/W dan E)

yang digunakan sebagai kendali kontroller LCD, pada proses pengiriman data (R/W = 1) dan

proses pengambilan data (R/W = 0). Pin RS dipakai untuk membedakan jenis data yang

dikirim, jika (RS = 0) data yang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja modul LCD,

sedangkan jika (RS = 1) data yang dikirim adalah kode ASCII yang akan ditampilkan.

Demikian pula saat pengambilan data jika (RS = 0) data yang diambil dari modul merupakan

data status yang mewakili aktifitas modul LCD, sedangkan saat (RS = 1) maka data yang

diambil merupakan kode ASCII dari data yang ditampilkan.

2.1.6 Driver Motor Wiper

Rangkaian driver motor ini digunakan untuk menggerakan motor wiper sebagai penyiram air

ke tanaman . Rangkaian driver motor menggunakan transistor yang berfungsi sebagai saklar


http://2.bp.blogspot.com/-MXQB-co0HYU/Vd8f663IGnI/AAAAAAAAABQ/jjudbeSN8rM/s1600/LCD+konfig.jpg

13

dan beberapa buah resistor yang berfungsi untuk pembatas arus yang masuk pada rangkaian .

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

gambar 12 rangkain driver motor :

Gambar 12. Rangkaian Driver Motor

2.1.7 Fungsi Transistor Sebagai Saklar

Saklar adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bisa memiliki dua keadaan, yaitu

keadaan on dan off.Keadaan off/ menutup merupakan suatu keadaan dimana tidak ada arus

yang mengalir. Keadaan on/ terbuka merupakan suatu keadaan yang mana arus bisa mengalir

dengan bebas atau dengan kata lain (secara ideal) yang resitivitas dan besar voltase pada

saklar sama dengan nol. Cara kerja transistor sebagai saklar atau biasa disebut sebagai saklar

solid state adalah satu aplikasi utama untuk penggunaan transistor, dan transistor sebagai

saklar dapat digunakan untuk mengendalikan perangkat elektronika dengan daya tinggi

seperti motor, solenoid atau lampu, tetapi transistor sebagai saklar juga dapat digunakan

dalam elektronika digital dan sirkuit gerbang logika digital. Dapat ketahui bahwa area kerja

dari sebuah transistor adalah area aktif, area jenuh dan area cut-off. Dalam aplikasi transistor

sebagai saklar, yang mana area kerja transistor akan berada di area jenuh dan area cut-off

A. Karakteristik area cut-off

Gambar 2.8 .Karakteristik area cut-off.

Keterangan gambar:

Input basis dan basis dibuat ground atau V = 0 volt

Tegangan basis ke emitor ( Vce < 0.7 volt)

Arus yang lewat kolektor = 0 (IC=0 volt)

Tegangan keluaran (Vout) = Vce = Vcc = 1

Gambar 2.6 merupakan skema rangkaian kerja dari transistor sebagai saklar. Arus masuk

dari kaki basis (Ib) pada transistor adalah nol dan arus keluaran pada kaki kolektor (Ic) juga

adalah nol, dan tegangan maksimum berada di kaki kolektor (Vce), kondisi di atas membuat

arus tidak bisa memasuki komponen ini, oleh karena itu kondisi ini adalah dimana transistor

berada dalam kondisi “full-off” atau kondisi tidak aktif secara penuh. Jadi bisa definisikan


14

bahwa kondisi di atas adalah kondisi dimana transistor sebagai saklar berada dalam area kerja

cut-off atau tidak aktif secara umum.

B. Karakteristik area jenuh (saturation)

Dalam kondisi ini arus yang di kaki basis akan dibuat maksimum sehingga menghasilkan

arus maksimum pada kaki kolektor dan membuat tegangan di kaki emitor mengecil atau

minimum. Hal ini membuat arus yang maksimal mengalir pada transistor ini, kondisi ini

disebut membuat transistor sebagai saklar menjadi “full-on”

Gambar 2.9 . Karakteristik area jenuh.

Keterangan gambar:

Input dan basis dihubungkan ke Vcc.

Tegangan basis ke emitor Vbe > 0.7 volt.

Transistor dalam kondisi full-on.

Arus maksimal mengalir melewati kaki kolektor (Ic =Vcc / Rl).

Tegangan yang lewat kaki emitor (Vce) = 0.

Seperti gambar 2.7 , dimana transistor beroperasi dalam kondisi saklar tertutup atau closed

switch bisa mendefinisikan bahwa area jenuh atau saturasi adalah kondisi dimana transistor

dalam “mode on”, ketika menggunakan transistor bipolar sebagai saklar dua persimpangan

mengalami bias maju dimana Vb > 0.7 volt dan arus di dari kolektor Ic = maksimum. Dalam

penggunaan transistor sebagai saklar membutuhkan atau menggunakan

jenis transistor yang berbeda, misalnya untuk tegangan yang tinggi bisa menggunakan

transistor jenis darlington.

2.1.8 Bahasa Pemrograman C/C++

Bahasa Tingkat tinggi merupakan bahasa yang mudah dipahami oleh manusia, C dan C++

merupakan contoh dari bahasa tingkat tinggi. Sedangkan bahasa tingkat rendah merupakan

bahasa mesin atau bahasa assembly.

2.1.9 Sensor Soil Moisture kelembaban tanah YL69

Sensor soil moisture YL-69 adalah sensor yang mampu mengukur kelembaban suatu tanah.

Cara menggunakannya cukup mudah, yaitu membenamkan probe sensor ke dalam tanah dan

kemudian sensor akan langsung membaca kondisi kelembaban tanah. kekurangan dari sensor

ini adalah sensor ini tidak dapat bekerja dengan baik di luar ruangan dikarenakan sensor ini

rawan korosi atau karat. Versi baru dari sensor kelembaban tanah ini ialah probe sensornya


15

sudah dilengkapi dengan lapisan kuning pelindung nikel. Sehingga nikel pada sensor

kelembaban ini bias terhindar dari oksidasi yang menyebabkan karat. Lapisan ini dinamakan

Electroless nickel immersion gold (ENIG).

Gambar 2.10. Sensor Moisture

Sensor ini terdiri dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca

resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat

tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering

sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar). Sensor ini sangat membantu untuk

mengingatkan tingkat kelembaban pada tanaman atau memantau kelembaban tanah di

kebun . IO Expansion Shield adalah shield yang sempurna untuk menghubungkan Sensor

dengan Arduino.

Spesifikasi

Power supply: 3.3v or 5v

Output voltage signal: 0~4.2v 20

Current: 35mA

Pin definition:

Analog output(Blue wire)

GND(Black wire)

Power(Red wire)


16

Size: 60x20x5cm

2.1.10 Power Supply

Rangkaian elektronika biasanya membutuhkan voltase DC dengan voltase yang lebih rendah

dibanding dengan voltase sambungan listrik yang biasanya tersedia, yaitu sebesar 220V AC.

Sedangkan voltase yang dipakai dalam rangkaian elektronik biasanya hanya sekitar 3V

sampai 50V DC. Voltase tersebut biasanya bisa diperoleh dari baterai, tetapi penggunaan

baterai sebagai sumber daya listrik jauh lebih mahal dibanding dengan menggunakan sumber

daya listrik dari PLN. Untuk itu diperlukan satu alat yang dapat mengubah daya voltase 220V

AC menjadi voltase DC sebesar voltase yang dibutuhkan.

Sumber daya pada prinsipnya terdiri dari empat bagian: trafo, penyearah, kondensator

sebagai tapis lolos rendah dan regulasi elektronik. Trafo digunakan untuk

mentransformasikan voltase AC dari 220V menjadi lebih kecil sehingga bisa dikelola oleh

rangkaian regulasi linear. Penyearah yang terdiri dari dioda mengubah voltase bolak-balik

menjadi voltase searah, tetapi voltase hasil dari penyearah itu masih kurang konstan, artinya

masih mengalami perubahan periodik yang besar. Sebab itu diperlukan kondensator sehingga

voltase tersebut cukup rata untuk diregulasi oleh rangkaian regulasi yang bisa menghasilkan

voltase DC yang baik dan konstan.

2.1.11 Trafo

Sebuah trafo pada dasarnya terdiri dari dua kumparan yang digulung diatas satu kern (bahan

besi) yang dimiliki secara bersama-sama. Kumparan pertama disebut kumparan primer dan

kumparan kedua disebut kumparan sekunder. Perbandingan jumlah lilitan antara kedua

kumparan menentukan perbandingan voltase antara kedua kumparan tersebut. Jumlah

lilitan, tebal, bahan kawat lilitan, serta besar, bentuk dan bahan kern menentukan sifat trafo

ketika trafo dibebani, yaitu ketika ada arus yang keluar dari kumparan sekunder. Sifat dari

trafo adalah berapa banyak arus bisa keluar tanpa trafo menjadi terlalu panas dam berapa

besar resistivitas keluarannya. Karena setiap trafo memiliki resistivitas keluaran, maka kalau

ada arus yang mengalir keluar dari kumparan sekunder, maka voltase akan berkurang.

2.2 Analog to Digital Converter ( ADC )

Analog to Digital Converter adalah salah satu fasilitas mikrokontroller Atmega 328 yang

berfungsi untuk mengubah data analog menjadi data digital. ADC memiliki 2 karakter

prinsip, yaitu kecepatan sampling dan resolusi .Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan

seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu

tertentu. Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagai contoh :


17

ADC 8 bit akan memiliki output 8 bit data digital, ini berarti sinyal input data dinyatakan

dalam 255 (2ⁿ -1) nilai diskrit. ADC 10 bit memiliki 10 bit output data digital, ini berarti

sinyal input dapat dinyatakan dalam 1023 (2ⁿ -1) nilai diskrit. Dari penjelasan diatas dapat

diambil kesimpulan bahwa ADC 10 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang

lebih baik daripada ADC 8 bit. Prinsip kerja ADC adalah mengkonversikan sinyal analog ke

dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan

referensi. Sinyal masukan analog ADC tidak boleh melebihi tegangan referensi. Nilai

keluaran digital untuk sinyal masukan ADC untuk resolusi 10 bit adalah:

ADC = ( Vin / Vreff ) x 1023

Ket : Vin = Tegangan dari sensor ( 0-5 Volt )

Vref = Tegangan referensi = 5 Volt

Data Digital (ADC) = Hasil data digital yang ditampilkan berdasarkan

pengukuran sensor.

2.3 Regulator

Regulasi voltase untuk catu daya seringkali dibutuhkan, tersedia berbagai jenis IC regulator.

Salah satu IC adalah seri 78xx, dimana xx menunjukkan voltase keluaran dari IC tersebut.

Terdapat xx = 05 untuk 5V, xx = 09 untuk 9V, xx = 12 untuk 12V, dan juga terdapat voltase

yang lebih tinggi. IC 78xx mempunyai tiga kaki, satu untuk Vin satu untu Vout dan satu

untuk GND. Sambungan tersebut diperlihatkan dalam gambar 2. Dalam IC ini selain

rangkaian regulasi voltase juga sudah terdapat rangkaian pengaman yang melindungi IC dari

arus atau daya yang telalu tinggi. Terdapat pembatasan arus ang mengurangi voltase keluaran

kalau batas arus terlampaui. Besar dari batas arus ini tergantung dari voltase pada IC

sehingga arus maksimal lebih kecil kalau selisih voltase antara Vin dan Vout lebih besar.

Dengan rangkaian-rangkaian pengaman ini IC terlindung dari kerusakan sebagai akibat beban

yang terlalu besar.

Gambar 2.11 . Regulasi voltase menggunakan IC 78xx

2.4 Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi dari

motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo.


18

Motor servo merupakan salah satu jenis motor DC. Berbeda dengan motor stepper, motor

servo beroperasi secara close loop. Poros motor dihubungkan dengan rangkaian kendali,

sehingga jika putaran poros belum sampai pada posisi yang diperintahkan maka rangkaian

kendali akan terus mengoreksi posisi hingga mencapai posisi yang diperintahkan. Motor

servo banyak digunakan pada peranti R/C (remote control) seperti mobil, pesawat, helikopter,

kapal, dan sebagai aktuator robot maupun penggerak pada kamera. Gambar motor servo

dapat dilihat pada gambar 6 dibawah ini:

Gambar 2.12. Motor servo

Motor servo mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan

rotornya dapat dikendalikan dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM

pada bagian pin kontrolnya. Jenis Motor Servo:

1. Motor Servo Standar 180°

Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi

masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri

adalah 180°.

2. Motor Servo Continuous

Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut

putar (dapat berputar secara kontinyu). Pulsa Kontrol Motor Servo Operasional motor servo

dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms

menyatakan akhir dari range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan

besar 1.5 ms mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka

posisi mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°.

2.5 Catu Daya


19

Catu daya adalah sebuah rangkaian elektonik yang mempunyai keluaran tegangan yang

teregulasi untuk memberikan tegangan pada rangkian elektronik lain. Dalam penelitian ini

Catu daya yang dibuat menggunakan transformator berkemampuan 3A dan difungsikan untuk

menurunkan tegangan dari sumber PLN AC 220 V. Bagian catu daya memiliki 2 buah output

tegangan, yaitu tegangan 12V, dan 8V. Skema rangkaian catu daya

Gambar 2.15 Skema rangkaian catu daya

2.6 Saklar Limiting Switch

Saklar digunakan untuk membalikan arah motor dc agar pengaturan motor dc lebih mudah karena

penggunanya tinggal mengatur kecepatan motor saja. Pin yang digunakan oleh Arduino UNO R3

sebagi input 2 saklar adalah pin 7 , 10. Konfigurasi rangkaian tombol ini dirangkai menggunakan

mode Aktif High, jadi sakalar dikatakan aktif jika menyentuh tegangan (+) 5 Volt, dan scalar

dikatakan tidak aktif ketika tersambuang ke ground(-).

2.7 Perancangan Hardware

Sesuai dengan namanya, sistem atau alat ini berupa prototype yang berati alat ini baru sebuah

contoh alat sistem penyiram tanaman pesemaian secara otomatis. Alat ini dikendalikan

sebuah board Arduino UNO R3 dan semua rangkian terpasang didalam box, yang terdapat

diluar hanya pompa, sensor kelembaban tanah dan motor DC sebagai penggerak mekaniknya.

2.8 Pompa Air

Pada prinsipnya, sebuah pompa air menyedot dan membuang air dengan menggunakan

putaran impeler sehingga menimbulkan tarikan, air yang ditarik akan terus menerus menarik

air dari dasar sumur untuk dialirkan menuju pipa out. kemudian pada pipa out, impeler akan

mendorong air untuk menuju kepenampungan atau pembuangan. Pompa air termasuk motor

listrik jenis kapasitor running Motor listrik ini mempunyai kapasitor yang dihubungkan seri

dengan kumparan bantu, terhubung paralel dengan kumparan utama dan terhubung langsung

paralel dengan sumber listrik. Belitan utama, lilitan bantu dan kapasitor tetap terhubung pada

sirkuit jala-jala saat motor listrik bekerja. Jenis motor listrik ini banyak digunakan pada jenis-

jenis motor listrik 1 fasa yaitu pompa air, dimana lilitan utama dan bantu jumlah lilitannya

sama banyak tetapi diameter kawatnya berbeda diantara keduanya. Diameter kawat lilitan

utama lebih besar dibanding diameter lilitan bantunya. Type motor listrik ini kopel awalnya


20

kurang bagus, tetapi kopel jalan (torsi jalan) merata. Kebanyakan pompa air berbagai merek

banyak menggunakan jenis motor kapasitor running dengan kecepatan mendekati 3000 rpm.

Gambar 2.16 : motor Pompa Air

2.9 IC Voltage Regulator

stabil pada Tegangan 5 Volt DC. Regulator (Pengatur Tegangan)

Gambar 2.17 : IC VR

Jenis-jenis IC Voltage Regulator (IC Pengatur Tegangan) – Voltage Regulator atau Pengatur

Tegangan adalah salah satu rangkaian yang sering dipakai dalam peralatan Elektronika.

Fungsi Voltage Regulator adalah untuk mempertahankan atau memastikan Tegangan pada

level tertentu secara otomatis. Artinya, Tegangan Output (Keluaran) DC pada Voltage

Regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan Tegangan Input (Masukan), Beban pada Output

dan juga Suhu. Tegangan Stabil yang bebas dari segala gangguan seperti noise ataupun

fluktuasi (naik turun) sangat dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatan Elektronika

terutama pada peralatan elektronika yang sifatnya digital seperti Mikro Controller atau pun

Mikro Prosesor. Rangkaian Voltage Regulator ini banyak ditemukan pada Adaptor yang

bertugas untuk memberikan Tegangan DC untuk Laptop, Handphone, Konsol Game dan lain

sebagainya. Pada Peralatan Elektronika yang Power Supply atau Catu Dayanya diintegrasi ke

dalam unitnya seperti TV, DVD Player dan Komputer Desktop, Rangkaian Voltage


21

Regulator (Pengatur Tegangan) juga merupakan suatu keharusan agar Tegangan yang

diberikan kepada Rangkaian lainnya Stabil dan bebas dari fluktuasi. Terdapat berbagai jenis

Voltage Regulator atau Pengatur Tegangan, salah satunya adalah Voltage Regulator dengan

Menggunakan IC Voltage Regulator. Salah satu tipe IC Voltage Regulator yang paling sering

ditemukan adalah tipe 7805 yaitu IC Voltage Regulator yang mengatur Tegangan Output.


22

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1 Blok Diagram Sistim

Agar tergambar dengan jelas bagian sistem yang dirancang, maka perlu dilakukan penjelasan

secara terperinci yaitu dengan menggunakan blok diagram. Sistem mesin penyiram dan

pemupukan tanaman ini terdiri dari beberapa blok yang saling terhubung satu sama lainnya.

Adapun blok diagram rancangan alat dapat dilihat pada gambar berikut :

POWER SUPPLY

ATMEGA328SENSOR SOIL MOISTURE

LCD

RELAY POMPA AIR

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem


23

3.1.1 Fungsi masing-masing Blok Diagram

1. Sensor soil moisture sebagai pendeteksi kelembaban tanah.

2. Mikrokontroller Arduio, berfungsi untuk mengontrol dan memproses data yang

diterima dari input seperti sensor dan RTC sehingga semua bagian yang terpasang

pada alat tersebut dapat bekerja secara sinkron.

3. Lcd digunakan sebagai penampil waktu penyiraman dan pemupukan.

4. Driver motor digunakan sebagai mengaktifkan pompa air .

5. Motor Wiper yang berfungsi sebagai penyiram tanaman.

6. Power supply, merupakan blok rangkaian untuk memberikan supply tegangan DC

ke seluruh rangkaian .

3.2 Prinsip Kerja Alat Penyiram otomatis Tanaman dalam Pot Bunga

Sebuah sistem yang dapat melakukan penyiraman secara otomatis. Proses penyiraman

tanaman akan dilakukan jika sensor soil moisture mendeteksi tanah dalam keadaaan kering

jika tanah kering pada saat inilah motor wiper akan aktif mengaliri air untuk menyiram

tanaman sedangkan jika tanah dalam keadaan basah maka tidak dilakukan penyiraman.

3.3 Spesifikasi Alat

Rancang bangun penyiraman dan pemupukan tanaman ini memiliki spesifikasi sebagai

berikut:

1. Menggunakan sebuah casing berukuran 48 x 68 x 25 cm sebagai mekanik

alat.

2. Power supply dengan tegangan output yaitu 5 Vdan 12 V.

3. Menggunakan mikrokontroler IC Atmega 328.

4. Menggunakan LCD 16x2 sebagai media display.

5. Pompa Air sebagai penyiram tanaman .

6. Sensor soil moisture sebagai pendeteksi kelembaban tanah.

3.4 Pembuatan Perangkat Keras (Hardware)

3.4.1 Power Supply

Pada pembuatan tugas akhir ini menggunakan power supply penyearah gelombang penuh

dengan komponen utama yang digunakan yaitu dioda bridge 2 Ampere, 2 kapasitor 4700 uF/

25 Volt, IC Regulator 7805, 7812 dan beberapa komponen tambahan lainnya. Secara

keseluruhan rangkaian power supply tersebut diperlihatkan oleh gambar 3.4.1 berikut:


24

3.4.2 Rangkaian Sensor Soil Moisture

Pada perancangan system ini, sensor yang digunakan untuk mendeteksi kondisi tanah adalah

Sensor soil moisture dimana dalam perancangan, sensor akan mendeteksi kondisi tanah

apakah dalam keadaan kering atau basah.Rangkaian sensor soil moisture yang terhubung ke

arduino dapat dilihat pada gambar 19 sebagai berikut.

Gambar 3.4.1. Rangkaian Soil Moisture ke Arduino

3.4.3 Relay

Perancangan relay dirancang untuk menggerakan pompa air apabila arduino memerintahkan

untuk aktif ketika asap bernilai = 1 dan api bernilai = 1. Berikut adalah gambar schematic

relay.

Gambar 3..4.2 Relay

3.4.4 Rangkaian LCD

LCD ini digunakan sebagai output untuk menampilkan data kelembaban tanah dan waktu

penyiraman dan pemupukan tanamann . LCD ini dihubungkan ke Port C dari mikrokontroler.


25

Gambar 3.4.4 .Rangkaian LCD

Dari gambar diatas dapat dijelasakan fungsi dari setiap kaki pada LCD,

sebagai berikut:

1. Kaki 1 (VCC)

Kaki ini dihubungkan dengan tegangan +5 Volt yang merupakan tegangan untuk sumber

daya(VCC).

2. Kaki 2 (GND)

Kaki ini dihubungkan dengan tegangan 0 volt (ground).

3. Kaki 3 (VEE/VLCD)

Tegangan pengatur kontras LCD, kaki ini terhubung pada V5. Kontras mencapai nilai

maksimum pada saat kondisi kaki ini padategangan 0 volt.

4. Kaki 4 (RS)

Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses ke register data,

logikadari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke register perintah, logikadari kaki iniadalah 0.

5. Kaki 5 (R/W)

Logika 1 pada kaki ini menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode pembacaan dan

logika 0 menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode penulisan.

6. Kaki 6 (E)


26

Enable Clock LCD, kaki ini mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki ini diberikan pada

saat penulisan atau pembacaan data.

7. Kaki 7-14 (D0-D7)

Data bus, kedelapan kaki modul LCD ini adalah bagian dimana aliran data sebanyak 4 bit

atau 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan data.

8. Kaki 15 (Anoda)

Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight modul LCD sekitar 4,5 volt (hanya untuk

backlight).

9. Kaki 16 (Katoda)

Tegangan negative backlight modul LCD sebesar 0 volt (hanya untuk backlight).


27

3.4.5 Flowchart Penyiram Tanaman

Tidak

Ya

Ya

Tidak

START

Input : Soil

Moisture

Mendekteksi Kelembaban Tanah

Tanah Kering

LCD Tampilan, Motor

Wiper ON

Tanah Basa

Motor Off

Stop

Stop


28

BAB IV

PENGUJIAN DAN HASIL

4.1 Pengujian LCD

Pengujian LCD (Liquid Crystal Display) Pengujian LCD bertujuan untuk mengetahui apakah

LCD bekerja atau tidak sehingga dapat menampilkan karakter sesuai dengan yang

diharapkan. Sebagai output dari rangkaian perlu dilakukannya pengujian terhadap LCD untuk

menentukan apakah LCD bekerja dengan baik. Besar tegangan sumber untuk rangkaian ini

adalah 5V DC dan kebutuhan tegangan tersebut dapat terpenuhi. Setelah dilakukan pengujian

pada rangkaian ini dengan menggunakan program sederhana, LCD dapat menampilkan

karakter dengan baik.

Gambar 4.1.Pengujian Tampilan LCD

LCD berfungsi untuk menampilkan suatu karakter. Karena itulah dilakukan pengujian untuk

mengetahui apakah LCD sudah berkerja sehingga

4.2 Pengujian Power Supply

Power Supply sebagai penyupply tegangan ke rangkaian yang digunakan pada alat. Tegangan

output dari rangkaian power supply ini sebesar 12V DC dan 5V DC. Tegangan 5V DC

digunakan untuk tegangan input dari mikrokontroler Atmega328 sebagai pengaktifan sensor

load cell, keypad, LCD dan modul DF Mini Player. Pengujian keluaran dari rangkaian power

supply dilakukan sebanyak empat titik pengukuran dimana titik pengukuran 1 (TP1) hasil

keluaran dari trafo, titik pengukuran 2 (TP2) hasil keluaran dari dioda, titik pengukuran 3

(TP3) hasil keluaran dari IC regulator 7805 dan titik pengukuran 4 (TP4) hasil keluaran dari

IC regulator 7812.


29

4.3. Software

Untuk membuat supaya reangkaian elektronik nanti bisa berjalan dengan memasukkan

perintah berupa coding, maka dibutuhkan sebuah software. Software yang digunakan pada

proses Perancangan Alat Penyiram Tanaman Otomatis Dengan YL69 Berbasis Arduino Uno

R3 ini nanti adalah sebagai berikut :

#Arduino IDE

Software Arduino IDE berfungsi sebagai text editor, sebagai verify coding untuk mengetahui

apakah coding terdapat error dan sekaligus compiler yang akan di upload kedalam memori

mikrokontroler. Selain itu software arduino juga berfungsi untuk menyambungkan komputer

dan board arduino dengan menggunakan Sofware.

4.4 Hasil Data Pengujian keseluruhan Rangkaian

Pengujian dilakukan untuk melihat kerja sistem secara nyata yang dilakukan pada tanaman

Bunga didalam Pot, Untuk memulai penyiraman digunakan sensor kelembaban tanaman yang

akan mengukur kelembaban tanah dan popa sebagai penyalur air. Data sebagai berikut.

Tabel.4.1 Hail Data Pengujian Rangkaian

No Kelembaban Tanah (Relatif Humidity) Pompa LED

1 50 Menyala Menyala



4 70 Mati Mati

5 80 Mati Mati


30

4.5 Perancangan Program Keseluruhan

#include <EEPROM.h>

#include <LiquidCrystal.h>

const int pompa = 5;

const int led = 13;

const int tombol_merah = 2; // int0

const int tombol_hitam = 3; // int1

int sensor_1 = A0;

int sensor_2 = A1;

float rh_1, rh_2, rh;

float set_rh;

char myBuffer[16] = ""; // width of LCD

LiquidCrystal lcd(12, 11, 9, 10, 8, 7);

int cnt;

bool periksa = 0;

void setup() {

// put your setup code here, to run once:

lcd.begin(16, 2);

pinMode(tombol_merah, INPUT_PULLUP);

pinMode(tombol_hitam, INPUT_PULLUP);

attachInterrupt(0, t_tambah, FALLING);

attachInterrupt(1, t_kurang, FALLING);

pinMode(pompa, OUTPUT);

pinMode(led, OUTPUT);


31

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Penyiram POT");

delay(1000);

lcd.clear();

set_rh = EEPROM.read(0);

if (set_rh > 90) set_rh = 65;

EEPROM.write(0,set_rh);

EEPROM.update(0,set_rh);

snprintf(myBuffer, sizeof(myBuffer), "Rh_set: %02d %c",(int) set_rh,37);

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(myBuffer);

rh_1 = analogRead (sensor_1);

rh_1 = map(rh_1,550,10,0,100);

rh_1 = rh_1 + 30;


rh_2 = map(rh_2,550,10,0,100);

rh_2 = rh_2 + 30;

rh = int((rh_1 + rh_2)/2);

if (rh < set_rh) periksa = 1;

snprintf(myBuffer, sizeof(myBuffer), "Rh12:%02d %02d %02d %c",(int) rh_1, (int) rh_2,

(int) rh, 37);

lcd.setCursor(0,1);


cnt = 0;

}

void loop() {


rh_1 = map(rh_1,550,10,0,100);

rh_1 = rh_1 + 30;


32


rh_2 = map(rh_2,550,10,0,100);

rh_2 = rh_2 + 30;

rh = int((rh_1 + rh_2)/2);

if (rh < set_rh) periksa = 1;

snprintf(myBuffer, sizeof(myBuffer), "Rh12:%02d %02d %02d %c",(int) rh_1, (int) rh_2,

(int) rh, 37);

lcd.setCursor(0,1);


if (periksa == 1)

{

digitalWrite(pompa, HIGH);

digitalWrite(led, HIGH);

delay(2000);

periksa = 0;

digitalWrite(pompa, LOW);

digitalWrite(led, LOW);

delay(5000);

delay(5000);

}

cnt++;

if (cnt > 600)

{

cnt = 0;

periksa = 0;

delay(1000);

}


33

delay(50);

}

void t_tambah (void)

{


set_rh = set_rh + 1;

if (set_rh > 90) set_rh = 90;


lcd.setCursor(0,0);




delay(1000);

}

void t_kurang (void)

{


set_rh = set_rh - 1;

if (set_rh < 45) set_rh = 45;


lcd.setCursor(0,0);




delay(1000);

}


34

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dalam hasil pengujian dari alat penyiram tanaman otomatis dengan sensor kelembaban tanah

YL69 berbasis arduino uno penulis dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Alat ini dapat membaca kelembaban tanah dengan soil moisture sensor yang didapatkan

dari inputan data analog pada probe soil. LCD sebagai output yang berfungsi menampilkan

persentase kelembaban tanah dalam bentuk Relatif Humidity(RH).

2. Alat ini membutuhkan perangkat untuk menjalakan alat Penyiram tanaman otomatis

dengan YL69 berbasis arduino uno

3. Sistem ini dapat melakukan penyiraman otomatis saat sensor Soil Moisture YL69

mendeteksi Kelembaban tanah, setelah itu Relatif Humidity di setting . Kemudian pompa

akan mengalirkan air. Jika kelembaban sudah kembali normal maka pompa akan mati..

5.2 Saran

Untuk penelitian yang akan datang penulis menyarakan agar dilakukan penelitian seperti

berikut :

1. Dapat meneliti tanaman yang membutuhkan perawatan khusus seperti bunga Anggrek.

2. Dapat menggunakan penyemprot yang lebih baik agar didapatkan penyiraman yang lebih

merata.


35

DAFTAR PUSTAKA

Blocher, Richard. 2004. Dasar Elektronika. Andi : Yogyakarta

Raharjo.B.2005.Teknik Pemograman Pascal.Bandung:Informatika.

Muis. S.2007.Teknik Digital Dasar.Edisi Pertama.Yogyakarta:Graha Ilmu.

Petruzella, Frank D.1996. Elektronika Industri. Andi : Yogyakarta

Zuhal.1993. Dasar Teknik Tenaga Listrik Dan Elekonika Daya.

PT Gramedia Pustaka utama : Jakarta

Syahrul, 2014. Pemograman Mikrokontroler AVR Bahasa Assembly dan

C.Informatika:Bandung

https://www.google.com/search?q=karakteristik+daerah+cut-off&client=firefox.

https://www.indo-ware.com/produk-284-moisture-sensor-.html

https://www.google.com/search?q=Regulasi+voltase+menggunakan+IC+78xx&clien

https://www.google.com/search?client=firefoxa&biw=1366&bih=608&tbm=isch&sa=1&ei=

Http://agronomiunhas.blogspot.co.id/2013/11/tabulampot.html


https://www.indo-ware.com/produk-284-moisture-sensor-.html

https://www.google.com/search?q=Regulasi+voltase+menggunakan+IC+78xx&clien

https://www.google.com/search?client=firefoxa&biw=1366&bih=608&tbm=isch&sa=1&ei

http://agronomiunhas.blogspot.co.id/2013/11/tabulampot.html

Gambar Penyiram Tanaman Otomatis Pada Pot Bunga


Rangkaian Penuh


penyiram tanaman otomatis pada pot bunga dengan

Documents