BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.3 Tahap Proses Perancangan Alat
3.3.4 Perancangan Perangkat Lunak
Setelah proses perancangan perangkat keras selesai, tahapan selanjutnya yaitu membuat sebuah algoritma untuk pengaturan sistem pada alat yang telah dibuat. Kemudian algoritma tersebut ditulis dalam bahasa pemrograman,bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C. Program tersebut akan diupload ke dalam mikrokontroler Arduino Nano. Perancangan tampilan antarmuka pengguna (user interface) bertujuan untuk memudahkan pengguna dalam mengendalikan mikrokontroler dimana dan kapan saja. Tampilan antarmuka ini dirancang sesuai dengan prinsip kerja sistem penyiraman tanaman otomatis .
Berikut adalah tampilan flowchart yang mewakili prinsip kerja sistem yang akan dirancang yang ditampilkan pada Gambar 3.10.
Gambar 3.10Flowchart Sistem
Sistem diberikan tegangan oleh adaptor agar sistem tetap beroprasi. Maka selanjutnya, pada layar LCD akan muncul “SISTEM PENYIRAMAN TANAMAN OTOMATIS” dan 3 detik kemudian muncul nilai kelembapan dalam bentuk persen dan nilai Ph dalam skala 1-7 secara bersamaan dan terus berulang setiap 3 detik sekali. Pada pengujian ini, akan diambil keputusan jika nilai kelembapan menyentuh angka dibawah 60% dan pHnya sekitar 5 maka sistem akan memerintahkan relay untuk menggerakkan katup water pump sehingga air mengalir ke tanaman melalui pipa. Pada saat kelembapan menunjukkan 75 persen dan pHnya 6 hingga 7, maka relay akan menggerakkan water pump ke posisi semula dan air tidak akan menyiram tanaman. Tampilan LCD akan tetap menunjukkan nilai kelembaban dan pH tanah.
3.3.4.1 Perancangan Program
Berikut adalah perncangan program sistem dengan bahasa pemograman C pada software Arduino IDE sebagai berikut:
1. Program Library Pada Arduino
Program ini merupakan program yang berfungsi untuk mendaftarkan library yang dipakai dalam perancangan alat,sepertiLCD dan Relay. Berikut adalah tampilan program yang diperlihatkan pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11Program Library pada Arduino
2. Program Inisialisasi Pin Komponen
Berikut adalah program inisialisasi pin sensor pH, pin pada sensor kelembapan, buzzer, pH dan led yang ditampilkan pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12Program Inisialisasi Pin Komponen
3. Program Inisialisasi Input/Output (I/O)
Program ini merupakan program untuk menginisialisasi masing masing komponen sebagai input maupun output serta kondisi awal komponen di dalam
khusus yaitu void setup(){. Program ini menentukan kondisi awal masing masing komponen.Berikut adalah tampilan program inisialisasi input/output yang di tampilkan pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13Program Inisialisasi Input/Output (I/O)
4. Program untuk Kondisi Berulang (looping)
Program ini merupakan programyang menyimpan nilai Ph Tanah dan nilai sensor soil moisture. Yangnantinya keseluruhan data tersebut akan dikirimkan melalui Aduino kemudian diproses lalu diupload ke LCD. Berikut adalahprogram untuk kondisi berulang yang di tampilkan pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14 Program Looping Sensor Tanah dan Kelembaban
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
4.1 Umum
Dalam bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan sistemyang dibuat program pengujian ditampilkan ke sistem tersebut. Serta pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui apakah sudah dapat berkerja atau berfungsi dengan baik sebagaimana yang diinginkan. Dari pengujian akan didapatkan data-data dan bukti-bukti bahwa sistem yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik. Berikut adalah pengujian berdasarkan perencanaan sistem:
1. Pengujian Power Supply 2. Pengujian Struktual 3. Pengujian fungsional
4.1.1 Pengujian Power Supply
Pengujian power supply dilakukan untuk mengetahui berapa teganganlistrik dc yang dihasilkan power supply sebagai sumber tegangan untuksemua komponen yang terpasang pada alat ini, dari hasil pengujian didapattegangan sebesar 12v seperti terlihat pada Gambar 4.1 yang nantinya tegangan diturunkan melalui step down dan akan diturunkan lagi tegangannya yang semula 12v menjadi 5v setelah tegangan diturunkan lalu sudah bisa untuk mensuplai ke komponen arduino nano,sensor pH tanah,dan sensor kelembaban tanah. Berikut adalah tampilan pengujian power supply yang ditampilkan pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1Pengujian Power Supply 4.1.2 Pengujian Struktual
Hasil dan Pembahasan Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini yaitudilakukan beberapa tahapan pengujian yaitu:
4.1.2.1 Pengujian Sensor pH
Dalam pengujian ini akan dilakukan pengiriman data sensor berupa nlai ADC sensor pH Support Arduino yang dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2Tampilan Nilai pH Pada Serial Monitor Arduino IDE
4.1.2.2 Pengujian Sensor Kelembaban
Dalam pengujian ini akan dilakukan pengiriman data sensor berupa nlai ADC sensor Kelembaban SKU56 yang dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3Tampilan Nilai Kelembaban Pada Serial Monitor Arduino IDE 4.1.3 Pengujian Fungsional
Pengujian fungsional berfungsi untuk menguji apakah sistem hardware dan software telah bekerja sesuai dengan yang diharapkan, dari pengujian ini dilakukan terhadap kinerja hardware apakah telah sinkron terhadap algoritma yang dimasukkan kedalam arduino nano.
Sebelum melakukan pengujian sistem, dilakukan pemasangan rangkaian elektronika dan hasil rancangan alat penyiraman, seperti pada Gambar 4.4 dan Gambar 4.5.
Gambar 4.4 Pengujian Sistem
Gambar 4.5Rancangan Alat Penyiraman
Pada Gambar 4.2 dan Gambar 4.3 dijelaskan bagaimana rancang bangun penyiraman otomatis akan dirangkai mekanika kepada tanaman tomat. Terdapat box hitam merupakan rangkaian elektronika yang didalamnya terdapat arduino nano sebagai mikrokontroller. Pada rangkaian mekanika, alat ini terdapat keran sebagai alat yang berfungsi untuk mengeluarkan air. Kemudian terdapat water pump yang berfungsi sebagai katup yang digerakkan oleh energi listrik. Water pump ini mendapat arus listrik dari relay yang terhubung dengan rangkaian driver relay. Rangkaian driver relay akan mendapatkan logika ”HIGH” untuk mengaktifkan water pump sedangkan jika mendapat logika “LOW” maka water pump tidak akan aktif.
Berikut uji sensor dan aktivasi penyiraman yang ditampilkan pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6 Tampilan Awal Sistem
Pada Gambar 4.4 dijelaskan bahwasistem diberikan tegangan oleh adaptor agar sistem tetap beroprasi. Maka selanjutnya, pada layar LCD akan muncul “ SISTEM PENYIRAMAN TANAMAN OTOMATIS” dan 3 detik kemudian muncul nilai kelembapan dalam bentuk persen dan nilai Ph dalam skala 1-7 secara bersamaan dan terus berulang setiap 3 detik sekali.
Gambar 4.7 Tampilan Sistem Kelembaban Tidak Memenuhi
Gambar 4.8 Alat Saat Melakukan Penyiraman Tanaman Otomatis
Pada pengujian ini, akan diambil keputusan jika nilai kelembapan menyentuh angka dibawah atau sama dengan 60% dan pHnya sekitar 5 maka sistem akan memerintahkan relay untuk menggerakkan katup water pump
sehingga air mengalir ke tanaman melalui pipa. Pada saat kelembapan menunjukkan 75 persen dan pHnya 6 hingga 7, maka relay akan menggerakkan water pump ke posisi semula. Lalu tampilan LCD akan muncul nilai kelembaban dan pH tanah.
Adapundata waktu penyiraman dan banyak air saat pengujian pada tanggal 10 juli 2020 dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1TabelData Waktu Penyiraman Dan Banyak Air Saat Pengujian
Jam (WIB) Lama Waktu Penyiraman
(Detik) Banyak air (ml)
08.17 11 285
12.25 13 330
15. 10 8 210
19.02 9 230
4.2 Analisis Nilai Pada Sistem
Analisis nilai pada sistem adalah cara untuk menguji hasil yang diberikan oleh sistem yang telah dibuat sehingga pengguna dapat menampilkan fitur-fitur yang ada pada sistem penyiraman tanaman otomatis.
Berikut adalah hasil penelitian pada tanaman tomat yang telah dilakukan pengujian selama kurang lebih 4 minggu dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.
Adapun data yang dihasilkan dari beberapa percobaan seperti Gambar 4.9.
Gambar 4.9Tampilan Awal Tanaman Tomat
Pada gambar diatas dijelaskan bahwa tanaman tomat yang menggunakan penyiraman tanaman otomatis memiliki tinggi 38 cm, sedangkan tanaman tomat yang disiram secara manual memiliki tinggi 35 cm. Dilakukan penelitian selama 4 minggu, dengan penyiraman tanaman otomatis yang dapat mengukur kelembaban tanah dan juga pH tanah yang sesuai. Tanaman tomat yang dilakukan secara manual hanya dilakukan penyiraman sehari sekali saja tanpa mengetahui kelembaban tanah dan pH tanah.
Gambar 4.10 Tampilan Tanaman Tomat Selama 4 Minggu
Setelah dilakukan penelitian selama 4 minggu, tanaman pohon tomat menggunakan penyiraman secara otomatis memiliki tinggi 65 cm dan tanaman pohon tomat yang dilakukan penyiraman secara manual memiliki tinggi 56 cm.
Tabel 4.2Tabel Penelitian Tinggi Tanaman Tomat Minggu
Ke-
Tinggi Tanaman Disiram Otomatis (cm)
Tinggi Tanaman Disiram Manual (cm)
Pertama 38 35
Kedua 49 41
Ketiga 58 49
Keempat 65 56
Dari penjelasan Tabel 4.2 dapat dijelaskan bahwa perbedaan antara tinggi tanaman tomat yang disiram secara otomatis dan manual memiki selisih 6 cm.
dapatditurunkan persamaan 4.1.
Presentasi peningkatan tinggi tanaman (dalam minggu ke-n)
𝑡 =𝑡𝑛−𝑡𝑎
𝑡𝑎 x100% (4.1)
Dari persamaan diatas, diperoleh data presentasi peningkatan tinggi tanaman tomat yang dilakukan penyiraman secara otomatis dibanding penyiraman secara manual. Adapun data presentasi dapat dilihat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.3Data Presentasi Penelitian Tanaman Tomat
Minggu manual memiliki persen kenaikan pertumbuhan tanaman sampai 60% selama 4 minggu sedangkan tanaman tomat yang disiram secara otomatis memiliki persen kenaikan pertumbuhan tanaman sampai 71% selama 4 minggu.
Adapun hasil lain yang diperoleh saat penelitianadalah batang tanaman tomat yang disiram secara otomatis memiliki diameter yang besar dibandingkan dengan disiram secara manual.
(a) (b)
Gambar 4.11(a) Tanaman Disiram Otomatis (b) Tanaman Disiram Manual
Setelah dilakukan penelitian selama 4 minggu, tanaman pohon tomat menggunakan penyiraman secara otomatis memiliki diameter batang 2,6 cm dan tanaman pohon tomat yang dilakukan penyiraman secara manual memiliki diameter batang 2,0 cm. Dimana pada awalnya batang tanaman yang disiram otomatis memiliki diameter 0,9 sedangkan batang yang disiram manual memiliki diameter 0,8. Adapun hal in dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4 Tabel Penelitian Batang Tanaman Tomat Minggu
Ke-
Diameter Batang Tanaman Disiram Otomatis (cm)
Diameter Batang Tanaman Disiram Manual
(cm)
Pertama 0,9 0,8
Kedua 1,4 1,3
Ketiga 2,1 1,7
Keempat 2,6 2,0
Dari penjelasan Tabel 4.4 dapat dijelaskan bahwa perbedaan antara diameter batang tanaman tomat yang disiram secara otomatis dan manual memiliki selisih 0,5 cm.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapunkesimpulan yang didapatkan setelah dilakukannya pengujian sistem sebagaiberikut:
1. Sensor kelembapan tanah digunakan untuk mendeteksi kelembaban dan kekeringan tanah yang nantinya dapat menggerakan motor ketanaman lalu menyiramkan air, apabila tanah yang kering sudah mendapatkan asupan air yang cukup maka secara otomatis motor dan keran akan berhenti bekerja.
2. Sensor pH Tanah digunakan untuk mendeteksi pH pada tanah.Sistem penyiraman otomatis ini membantu pertumbuhan pada tanaman tomat dengan beda ketinggian 6 cm dibandingkan dengan penyiraman manual, memiliki batang yang lebih besar 0,5 cm dan memilik kenaikan pertumbuhan sampai 71% dalam 4 minggu.
3. Dapat membantu manusia dengan penyiraman otomatis sesuai pH dan kelembaban yang diinginkan.
5.2 Saran
Adapun saran yangdiberikanoleh penulis pada penelitian yang dilakukanadalahsebagaiberikut:
1. Sebaiknya ditambahkan sumber daya cadangan sehingga apabila listrik mati sistem tetap dapat berjalan.
2. Sebaiknya ditambahkan nozle water sprinkleagar proses penyiraman tanaman menjadi lebih merata.
3. Penelitian ini perlu di sempurnakan untuk meningkatkan efektifitas serta kinerja sistem guna membantu dan memudahkan pekerjaan manusia dalam hal merawatan tanaman.
DAFTAR PUSTAKA
1) Siva, K. N., Raj Kumar, G., Bagubali, A., & Krishnan, K. V,” Smart watering of plants,”Proceedings - International Conference on Vision Towards Emerging Trends in Communication and Networking, ViTECoN pp 1–4, 2019.
2) Nasrullah,E. , Trisanto,A. & Utami,L,”Rancang Bangun Sistem Penyiraman Tanaman Secara Otomatis Menggunakan Sensor Suhu Lm35 Berbasis Mikrokontroler Atmega8535,” Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro,vol.5 no.3,pp. 182-192,2011
3) Susanawati, L. D., & Suharto, B,”Kebutuhan Air Tanaman untuk Penjadwalan Irigasi pada Tanaman Jeruk Keprok 55 di Desa Selorejo Menggunakan Cropwat 8.0,”Jurnal Irigasi,vol.12,no.2, pp.109,2018.
4) Kusuma, A. P,”DSS untuk Menganalisis pH Kesuburan Tanah Menggunakan Metode Single Linkage,”Jurnal EECCIS,pp. 61–66,2014.
5) J John,”Effect of pH,Humus Concentration and Molecular Weight On Conditional Stability Constants Of Cadmium,”Science Direct,vol.22,pp.1381-1388,April 2003.
6) Redaksi Alam Tani,2020."Panduan Teknis Budidaya Tomat",alamtani.com,[Online].http://www.alamtani.com [Diakses pada 20 Januari 2020 pukul 17.00 WIB]
7) Syahwil,M,”Panduan Mudah Simulasi dan Praktik Mikrokontroler Arduino, Yogyakarta:Penerbit Andi,2013.
8) Sadewo, A. D. B., Widasari, E. R., & Muttaqin, A.,” Perancangan Pengendali Rumah menggunakan Smartphone Android dengan Konektivitas Bluetooth.,”Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer, vol.1 no.5,pp. 415–425,2017.
9) Oktofani,Y. ,Soebroto,A.A. & Suharsono,A,”Sistem Pengendalian Suhu Dan Kelembaban Berbasis Wireless Embedded System,”vol.3, no6, pp.1-9,2014.
10) Meivaldi, R,”Sistem Pengecekan Ph Tanah Otomatis Menggunakan Sensor Ph Probe Berbasis Android Dengan Algoritma Binary Search”, 2018.
11) N.Indrawan,” Pembuatan Water Level Sebagai Pengendali Water Pump Otomatis Sebagai Transistor” Jurnal Ilmu-Ilmu Teknik , vol.13, no.1, pp.59-70, 2016..
12) Zubaili,I.,Fardian.&A.Mufti,”Rancang Bangun Sistem Kontrol Pemakaian Listrik Secara Multi Channel Berbasis Arduino(Studi Kasus Kantor LBH Banda Aceh),”Jurnal Online Teknik Elektro, vol.2, no.2, pp.30-35, 2017.
13) Bhrigu K Lahkar,”Prototype Home Security System Dengan Autentifikasi Ktp-El, vol.23 no.3, 2019.
LAMPIRAN
#include <LiquidCrystal_I2C.h>//library untuk lcd LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);//jenis lcd 16x2
int ph = A0;//pin pada sensor ph
int hum = A2;//pin pada sensor kelembapan int buz = 4;//pin pada buzzer
int rel = 2;//pin pada relay
int led = 13;//pin pada led saat tanaman disiram
void setup() {
lcd.begin();//inisialisasi memulai lcd
pinMode(hum, INPUT);//sensor kelembapan sebagai input pinMode(ph, INPUT);//sensor ph sebagai input
pinMode(buz, OUTPUT);//buzzer sebagai output yaitu indikator suara pada saat tanaman disiram
pinMode(led, OUTPUT);//led putih sebagai output yaitu indikator cahaya pada saat tanaman disiram
pinMode (rel, OUTPUT);
Serial.begin(9600);//menyetting kecepatan data dalam bits per second
lcd.setCursor(0, 0);//posisi baris pertama pada LCD lcd.print("SISTEM ");
lcd.setCursor(0, 1);//posisi baris kedua pada LCD lcd.print("PENYIRAM");
delay(3000);//delay selama 3 detik
lcd.clear();//LCD dibersihkan/dikosongkan
lcd.setCursor(0, 0);//posisi baris pertama pada LCD lcd.print("TANAMAN ");
lcd.setCursor(0, 1);//posisi baris kedua pada LCD lcd.print("OTOMATIS");
delay(3000);//delay selama 3 detik
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Tanaman disiram");
digitalWrite(rel, HIGH);
digitalWrite(led, HIGH);
digitalWrite(buz, HIGH);
lcd.clear();
}
if (a >= 75 && b >= 6) { lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Tanaman selesai disiram");
digitalWrite(rel, LOW);
digitalWrite(led, LOW);
digitalWrite(buz, LOW);
lcd.clear();
} }