Data Pribadi
Nama : Syam Sofyan Nurdin Jenis Kelamin : Laki-laki
Tempat, Tanggal Lahir : Sumedang, 13 November 1990 Kebangsaan : Indonesia
Agama : Islam
Alamat : Ling. Cipameungpeuk RT 01 RW 05 Kel.
Cipameungpeuk Kec. Sumedang Selatan, Sumedang No. Ponsel : 0878 2247 3363
E-mail : syamsfn13@gmail.com
Pendidikan Formal
1997 – 2003 : SDN Ranca Bolang 1 Bandung 2003 – 2006 : SMPN 9 Sumedang
2006 – 2009 : SMAN 1 Sumedang
2009 – 2013 : Diploma Tiga Universitas Komputer Indonesia (Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer – Teknik Komputer)
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanah merupakan salah satu unsur penting dalam kehidupan makhluk
hidup. Tanah sangat vital peranannya bagi kehidupan, baik manusia maupun
hewan serta tumbuhan. Tanah memiliki peranan penting dalam beberapa bidang,
diantarnya dalam bidang pertanian, pemukiman, atau bahkan pariwisata.
Jenis tanah dalam suatu wilayah dapat berbeda jenis tergantung dari kontur
dan letak wilayah. Sebagai contoh, pemilihan jenis tanah yang tepat dapat
menentukan tingkat keberhasilan bercocok tanam. Faktor yang dapat menjadi
parameter keberhasilan diantaranya suhu lingkungan, kelembapan lingkungan,
kandungan air dalam tanah, ketinggian lahan, kemiringan kontur tanah, serta
lokasi lahan.
Sebuah lahan yang terdiri dari hampir 95% tanah membutuhkan
pengkajian yang cukup mendalam agar lahan tersebut dapat digunakan secara
optimal. Parameter yang terukur dapat digunakan sebagai data acuan untuk
pemilihan lahan yang tepat guna.
Saat ini belum terdapat alat ukur terintegrasi yang dapat mengetahui
parameter-parameter yang diperlukan seperti suhu, kelembapan, kandungan air
dalam tanah, kemiringan lahan, ketinggian lahan, serta luas dan keliling lahan.
Dengan pemilihan lahan yang tepat guna, akan meminimalisir akibat dari
penyalahgunaan lahan seperti kerusakan lingkungan.
Berdasarkan hasil observasi ke Dinas Pertanian Provinsi Jawa Barat,
diperoleh keterangan bahwa Dinas Pertanian Provinsi Jawa Barat sudah memiliki
alat ukur luas tanah berbasis GPS. Namun, alat yang dimiliki masih terbatas pada
fitur pengukuran luas saja dengan harga yang relatif mahal.
Berdasarkan permasalahan diatas, diperlukan sebuah alat yang terintegrasi
yang akan dibuat yaitu “Alat Ukur Parameter Tanah Dan Lingkungan Berbasis Smartphone”.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas pada tugas akhir ini adalah:
1. Bagaimana merancang sebuah alat yang dapat mengukur luas tanah
dan keliling tanah yang berbasis GPS smartphone?
2. Bagaimana merancang alat yang dapat mengukur parameter
lingkungan (suhu, kelembapan, kandungan air tanah dan karakter
tanah)?
3. Bagaimana merancang sebuah software smartphone yang dapat
terintegrasi dengan mikrokontroler?
4. Bagaimana menyajikan data hasil pengukuran sebagai data master agar
dapat digunakan oleh pihak yang terkait, seperti Dinas Pertanian
ataupun Dinas Tata Wilayah?
1.3 Batasan Masalah
Pada perancangan yang akan dibuat ini terdapat beberapa batasan masalah,
yaitu:
1. Pengukuran luas tanah berbasis GPS smartphone dengan
menggunakan data latitude dan longitude.
2. Pengukuran kandungan air tanah hanya untuk top soil (tanah lapisan
atas, ketebalan ± 10 cm).
3. Hasil pengukuran parameter tanah dan lingkungan meliputi suhu,
kelembapan, kandungan air tanah, ketinggian lahan, kemiringan lahan,
dan posisi lahan berdasarkan data GPS.
4. Hasil pengukuran ditampilkan di layar smartphone dengan tampilan
Graphical User Interface (GUI).
3
1.4 Metode Penelitian
Metode yang dilakukan untuk membuat alat tugas akhir ini adalah:
a. Studi Literatur
Metode studi literatur dilakukan dengan cara mempelajari sumber
referensi yang berhubungan dengan pembuatan tugas akhir,
diantaranya melalui internet dan buku.
b. Observasi (Survei lapangan)
Pengumpulan data lapangan, untuk mengetahui apakah sudah terdapat
alat sejenis atau belum. Dan jika sudah ada, apa berbedaan dengan alat
yang dibuat oleh Penulis. Observasi dilakukan ke Dinas Pertanian
Provinsi Jawa Barat.
c. Perancangan
Metode ini meliputi perancangan hardware dan software yang
digunakan dalam alat ukur parameter tanah dan lingkungan berbasis
smartphone.
d. Pengujian
Pengujian dilakukan secara modular dan secara keseluruhan pada alat
yang telah selesai dibuat. Pengujian dilakukan untuk mengetahui
apakah alat sudah berfungsi dengan baik atau belum.
e. Wawancara
Wawancara dilakukan untuk mendapat komentar atau saran dari pihak
yang berhubungan dengan alat yang dibuat. Dengan tujuan untuk
penyempurnaan fungsi alat. Dalam hal ini sudah dilakukan wawancara
dengan Dinas Pertanian Provinsi Jawa Barat.
f. Dokumentasi
Dalam metode ini dilakukan dokumentasi tugas akhir berupa
menyusun laporan dari awal perancangan sampai menyimpulkan hasil
kerja alat yang telah dibuat. Bukti dokumentasi disimpan pada link
1.5 Sistematika Penulisan
Agar mempermudah Penulis dalam menyusun laporan akhir secara lebih
jelas dan sistematis, maka dilakukan pembagian dalam sistematika penulisan yang
terdiri dari beberapa bab pembahasan. Urutan bab pembahasan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang pemilihan judul, rumusan masalah, batasan
masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi uraian teori-teori yang berhubungan dengan hardware dan
software yang dibuat.
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Dalam bab ini akan dipaparkan perancangan hardware dan software, mulai
dari komponen yang digunakan, perancangan desain hardware, pembuatan
program, dan cara menggunakan atau menjalankan hardware dan
software.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS
Bab ini berisi hasil dan bahasan yang ditekankan pada perumusan masalah,
yaitu tentang pengujian lapangan, serta prinsip kerja dari alat tersebut.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan dari hasil pembahasan serta saran yang
diberikan Penulis kepada mahasiswa yang akan mengembangkan Tugas
5
BAB II
TEORI PENUNJANG
2.1 Pengukuran Luas Tanah
Ilmu ukur tanah adalah cabang dari ilmu Geodesi yang khusus
mempelajari sebagian kecil dari permukaan bumi dengan cara melakukan
pengukuran-pengukuran guna mendapatkan peta. Pengukuran yang dilakukan
terhadap titik-titik detail alam maupun buatan manusia meliputi posisi horizontal
(x,y) maupun posisi vertikal (z) yang direferensikan terhadap permukaan air laut
rata-rata. Agar titik – titik di permukaan bumi yang tidak teratur bentuknya dapat dipindahkan ke atas bidang datar maka diperlukan bidang perantara antara lain:
bidang ellipsoid, bidang bulatan dan bidang datar. Dalam pengertian yang lebih
umum pengukuruan tanah dapat dianggap sebagai disiplin yang meliputi semua
metode untuk menghimpun dan melakukan proses informasi dan data tentang
bumi dan lingkungan fisis. Dengan perkembangan teknologi saat ini metoda
terestris konvensional telah dilengkapi dengan metode pemetaan udara dan satelit
yang berkembang melalui program – program pertanahan dan ruang angkasa.
Pengukuran tanah sangat diperlukan dalam kehidupan modern, terutama
oleh masyarakat karena hasil – hasil pengukuran dapat digunakan untuk:
- Memetakan bumi (daratan dan perairan).
- Menyiapkan peta navigasi perhubungan darat, laut dan udara.
- Memetakan batas – batas pemilikan tanah baik perorangan maupun perusahaan dan tanah negara.
- Merupakan bank data yang meliputi informasi tata guna lahan dan sumber daya
alam untuk pengelolaan lingkungan hidup.
- Menentukan fakta tentang ukuran, bentuk, gaya berat dan medan magnet bumi.
Di bidang teknik sipil maupun pertambangan sangat memerlukan data
yang akurat untuk pembangunan jalan, jembatan, saluran irigasi, lapangan udara,
jalur pipa, pertambangan, dan terowongan. Semua itu diperlukan pengukuran
tanah yang hasilnya berupa peta untuk perencanaan. Agar hasilnya dapat
dipertanggungjawabkan maka pengukuran harus dilakukan secara benar, tepat,
dan akurat.
2.2 Suhu dan Kelembapan
2.2.1 Suhu Udara
Suhu udara adalah ukuran energi kinetik rata-rata dari pergerakan molekul
– molekul. Pengukuran suhu dinyatakan dalam skala derajat Celcius (°C), derajat Reamur (°R), derajat Fahrenheit (°F), atau Kelvin (K). Suhu tertinggi di
permukaan bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator). Beberapa faktor yang
mempengaruhi suhu di permukaan bumi diantanya adalah:
a. Jumlah radiasi yang diterima per tahun, per bulan, per hari, dan per musim.
b. Pengaruh daratan atau lautan.
c. Pengaruh ketinggian tempat.
d. Pengaruh angin.
e. Pengaruh panas laten, yaitu panas yang disimpan dalam atmosfer.
f. Penutup tanah, yaitu tanah yang ditutupi vegetasi yang mempunyai
temperatur yang lebih rendah dari pada tanah tanpa vegetasi.
g. Tipe tanah, tanah gelap indeks suhunya lebih tinggi.
h. Pengaruh sudut datang matahari.
2.2.2 Kelembapan Relatif
Kelembapan relatif atau Nisbi atau Relative Humidity (RH) adalah rasio
tekanan parsial uap air terhadap kesetimbangan uap air pada suhu yang sama.
Kelembapan relatif membandingkan antara kandungan uap air aktual dengan
keadaan jenuh atau pada kapasitas udara untuk menampung uap air. Sebaran
kelembapan relatif terbagi menjadi 2 yaitu:
a. Sebaran kelembapan relatif menurut waktu
Pada siang hari, jika suhu tinggi maka kelembapan rendah. Berbeda pada
malam hari, jika suhu rendah maka kelembapan tinggi. Pada daerah tropis nilai
7
karena variasi suhu di daerah tropis tergolong kecil. Sedangkan pada daerah sub
tropis nilai rata-rata kelembapan harian/bulanan bervariasi karena perubahan suhu
yang besar.
b. Sebaran kelembapan relatif menurut tempat:
Pada wilayah dataran tinggi, nilai kelembapan yang besar disebabkan oleh
nilai suhu yang rendah.
2.3 GPS
GPS adalah singkatan dari Global Positioning System yang merupakan
sistem untuk menentukan posisi dan navigasi secara global dengan menggunakan
satelit. Sistem ini pertama kali dikembangkan oleh Departemen Pertahanan
Amerika yang digunakan untuk kepentingan militer maupun sipil (survei dan
pemetaan).
Sistem GPS atau disebut dengan NAVSTAR GPS (Navigation Satelit
Timming and Ranging Global Positioning System), mempunyai tiga segmen yaitu:
satelit, pengontrol, dan penerima/pengguna. Satelit GPS yang mengorbit bumi,
dengan orbit dan kedudukan yang tetap, seluruhnya berjumlah 24 satelit dimana
21 satelit aktif bekerja dan 3 buah sisanya adalah cadangan. Satelit ini bertugas
untuk menerima dan menyimpan data yang ditransmisikan oleh stasiun-stasiun
pengendali, menyimpan dan menjaga informasi waktu berketelitian tinggi
(ditentukan dengan jam atomic di satelit), dan memancarkan sinyal dan informasi
secara kontinyu ke perangkat penerima (receiver) dari pengguna. Segmen
pengendali bertugas untuk mengendalikan satelit dari bumi baik untuk mengecek
kesehatan satelit, penentuan dan prediksi orbit dan waktu, sinkronisasi waktu
antar satelit, dan mengirim data ke satelit. Sedangkan untuk segmen penerima
bertugas menerima data dari setelit dan memprosesnya untuk menentukan posisi
(posisi tiga dimensi yaitu koordinat di bumi dan ketinggian), arah, jarak dan
waktu yang diperlukan oleh pengguna.
Satelit GPS memancarkan dua sinyal yaitu frekuensi L1 (1575.42 MHz)
dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1 dimodulasikan dengan dua sinyal
pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A (Coarse/Aquisition). Sinyal L2
penerima (GPS Receiver) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada
saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya
dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y. Penghitungan posisi dilakukan dengan 2
cara yaitu dengan kode C/A dan kode P(Y). GPS receiver menghitung jarak antara
GPS receiver dengan satelit (pseudorange)
2.3.1 Penentuan Posisi dengan GPS
Pada dasarnya penentuan posisi dengan GPS adalah pengukuran jarak
secara bersama – sama ke beberapa satelit (yang koordinatnya telah diketahui) sekaligus. Untuk menentukan suatu titik di bumi, GPS receiver setidaknya
membutuhkan 4 satelit yang sinyalnya dapat ditangkap dengan baik. Secara
default posisi atau koordinat yang diperoleh mengacu ke global datum yaitu
World Geodetic System 1984.
Secara garis besar penentuan posisi dengan GPS ini dibagi menjadi dua
metode yaitu metode absolut dan metode relatif.
a. Metode absolut atau juga dikenal sebagai point positioning, menentukan
posisi hanya berdasarkan pada 1 pesawat penerima (receiver) saja.
Ketelitian posisi dalam beberapa meter (tidak berketelitian tinggi) dan
umumnya hanya diperuntukan bagi keperluan navigasi.
b. Metode relatif atau sering disebut differential positioning, menentukan
posisi dengan menggunakan lebih dari sebuah receiver. Satu GPS dipasang
pada lokasi tertentu di muka bumi dan secara terus menerus menerima
sinyal dari satelit dalam jangka waktu tertentu dijadikan sebagai acuan bagi
yang lainnya. Metode ini menghasilkan posisi dengan ketelitian tinggi dan
diaplikasikan untuk keperluan survei geodesi ataupun pemetaan yang
memerlukan ketelitian tinggi.
2.3.2 Sistem Koordinat
Sistem koordinat global yang biasa digunakan dalam sistem GPS disebut
sebagai koordinat geografi. Koordinat ini diukur dalam lintang dan bujur dalam
besaran derajat desimal, derajat menit desimal, atau derajat menit detik. Lintang
diukur terhadap ekuator sebagai titik NOL (0° sampai 90° positif kearah utara dan
9
di Greenwich NOL (0° sampai 180° kearah timur dan 0° sampai 180° kearah
barat). Titik 180° dari kedua bujur ini berada di daerah Samudra Pasifik.
Koordinat geografi ini dapat dipetakan ke koordinat XY dengan sumbu X sebagai
bujur dan sumbu Y sebagai lintang. Koordinat XY dapat dilihat pada gambar
berikut.
Gambar II.1 Sistem koordinat Lintang dan Bujur
2.4 Formula Haversine
Formula Haversine adalah persamaan penting dalam sistem navigasi,
memberikan jarak lingkaran terjauh antara dua titik pada bumi dari latitude dan
longitude. Secara umum bentuk formula Haversine adalah sebagai berikut:
(2.1)
2.5 Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan sebuah IC (integrated circuit) yang di
dalamnya terdapat CPU, ROM, RAM, dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut
maka mikrokontroler dapat melakukan proses berfikir berdasarkan program yang
telah diberikan kepadanya. Mikrokontroler umumnya digunakan pada peralatan
elektronik sebagai alat yang otomatis dalam melakukan tugasnya. Mikrokontroler
juga disebut sebagai komputer yang berukuran kecil sehingga sebuah baterai
dapat memberikan daya. Mikrokontroler terdiri dari beberapa bagian seperti yang
terlihat pada gambar di bawah ini:
Gambar II.3 Blok diagram mikrokontroler
Pada gambar II.3 diatas tampak suatu mikrokontroler standar yang
tersusun atas komponen – komponen sebagai berikut :
a) Central Processing Unit (CPU)
CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada
mikrokontroler ada yang berukuran 8 bit ada pula yang berukuran 16 bit.
CPU ini akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan
melaksanakannya.
b) Read Only Memory (ROM)
ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya
hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulisi. Dalam dunia
mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi
11
‘1’). Susunan bilangan biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler
akan memiliki arti tersendiri.
c) Random Acces Memory (RAM)
Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga
dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler
ada semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut
bekerja. Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam
memori. Isi pada RAM akan hilang jika catu daya listrik hilang.
d) Input / Output (I/O)
Untuk berkomunikasi dengan perangkat luar, maka mikrokontroler
menggunakan terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau
keluaran.
e) Komponen lainnya
Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital
Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang
sesuai dengan tugas mikrokontroler akan sangat membantu perancangan
sehingga dapat mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen
komponen tersebut belum ada pada suatu mikrokontroler, umumnya
komponen tersebut masih dapat ditambahkan pada sistem mikrokontroler
melalui port-portnya
2.6 Sensor
Sensor atau tranduser adalah sebuah alat yang mengubah satu bentuk daya
menjadi bentuk daya lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan ukuran
atau informasi (misalnya, sensor tekanan). Transduser dapat berupa peralatan
listrik, elektronik, elektromekanik, elektromagnetik, fotonik, atau fotovoltaik.
Suatu definisi mengatakan “transduser adalah sebuah alat yang bila digerakkan oleh energi di dalam sebuah sistem transmisi, menyalurkan energi
kedua”. Transmisi kedua ini dapat berupa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau termal (panas).
Sebagai contoh, definisi transduser yang luas ini mencakup alat – alat yang mengubah gaya atau perpindahan mekanis menjadi sinyal listrik. Alat – alat ini membentuk kelompok transduser yang sangat besar dan sangat penting yang
lazim ditemukan dalam instrumentasi industri dan ahli instrumentasi terutama
berurusan dengan jenis pengubahan energi ini.
Banyak parameter fisis lainnya (seperti panas, intensitas cahaya,
kelembaban) juga dapat diubah menjadi energi listrik dengan menggunakan
transduser. Transduser-transduser ini memberikan sebuah sinyal keluaran bila
diransang oleh sebuah masukan yang bukan mekanis. Sebuah transmistor bereaksi
terhadap variasi temperatur, sebuah fotosel bereaksi terhadap perubahan intensitas
cahaya, sebuah berkas elektron terhadap efek-efek maknetik, dan lain-lain.
Namun dalam semua hal, keluaran elektris yang diukur menurut metoda standar
memberikan besarnya besaran masukan dalam bentuk ukuran elektris analog.
Berikut adalah salah satu jenis sensor yang mengukur suhu dan kelembapan serta
probe sensorkelembapan tanah (soil moisture).
Gambar II.4 Sensor suhu dan kelembapan (DHT-22)
13
2.7 Komunikasi Serial
Pada prinsipnya, komunikasi serial ialah komunikasi dimana pengiriman
data dilakukan per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi paralel
seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali
detak. Beberapa contoh komunikasi serial adalah mouse, scanner dan sistem
akuisisi data yang terhubung ke port COM1/COM2.
Terdapat dua cara dalam komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi
data serial secara sinkron dan komunikasi data serial secara asinkron. Pada
komunikasi data serial secara sinkron, clock dikirimkan bersama – sama dengan data serial. Sedangkan pada komunikasi data asinkron, clock tidak dikirimkan
bersama data serial, tetapi dibangkitkan secara terpisah baik pada bagian pengirim
maupun pada bagian penerima. Kecepatan pengiriman data dan fase clock pada
bagian pengirim dan bagian penerima harus sinkron, untuk itu diperlukan
sinkronisasi antara dua bagian tersebut.
Salah satu caranya adalah dengan mengirimkan bit ‘start’ dan bit ‘stop’.
Untuk bit ‘start’ adalah data biner 0 dan untuk bit ‘stop’ adalah data biner 1.
Setelah pengiriman bit ‘start’ maka akan diikuti oleh data yang akan dikirim,
selanjutnya diakhiri dengan bit ’stop’.
Kecepatan pengiriman data (baud rate) bervariasi, mulai dari 110, 135,
150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, dan 9600 (bit/detik). Pada komunikasi data
serial baud rate dari kedua bagian harus diatur pada kecepatan yang sama. Setelah
itu harus ditentukan panjang datanya, apakah 6, 7 atau 8 bit, juga apakah data
disertai dengan paritas genap, paritas ganjil atau tidak menggunakan paritas.
Perangkat pada komunikasi serial port dibagi menjadi 2 kelompok yaitu
Data Communication Equipment (DCE) dan Data Terminal Equipment (DTE).
Contoh dari DCE ialah modem, plotter, dan scanner. Sedangkan contoh dari DTE
adalah terminal di komputer. Spesifikasi elektronik dari serial port merujuk pada
Electronic Industry Association (EIA) :
1. “Space” (logika 0) ialah tegangan antara + 3 hingga +25 V.
2. “Mark” (logika 1) ialah tegangan antara –3 hingga –25 V.
4. Tegangan open circuit tidak boleh melebihi 25 V.
5. Arus hubungan singkat tidak boleh melebihi 500mA.
Gambar II.6 Perangkat komunikasi serial (USB – TTL converter)
2.8 Smartphone
Smartphone atau ponsel cerdas adalah telepon genggam yang mempunyai
kemampuan dengan pengunaan dan fungsi yang menyerupai komputer. Belum
ada standar pabrik yang menentukan arti ponsel cerdas. Bagi beberapa orang,
ponsel cerdas merupakan telepon yang bekerja menggunakan seluruh perangkat
lunak sistem operasi yang menyediakan hubungan standar dan mendasar bagi
pengembang aplikasi. Bagi yang lainnya, ponsel cerdas hanyalah merupakan
sebuah telepon yang menyajikan fitur canggih seperti surel (surat elektronik),
internet, dan kemampuan membaca buku elektronik (e-book) atau terdapat papan
ketik (keyboard) dan penyambung VGA. Dengan kata lain, ponsel cerdas
merupakan komputer kecil yang mempunyai kemampuan sebuah telepon.
15
2.9 Baterai
Baterai adalah sebuah alat yang dapat mengubah energi kimia menjadi
energi listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat elektronik. Hampir
semua perangkat elektronik portabel seperti handphone, laptop, senter, ataupun
remote control menggunakan baterai sebagai sumber listriknya.
Setiap baterai terdiri dari terminal positif (katoda) dan terminal negatif
(anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari
baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current).
Baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali
pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang
(rechargeable battery). Beberapa jenis baterai primer diantanya adalah:
a. Baterai Zinc – Carbon b. Baterai Lithium
c. Baterai Silver Oxide
d. Baterai Alkaline
Gambar II.8 Jenis baterai primer
Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat diisi ulang atau
rechargeable battery. Reaksi kimia pada baterai sekunder ini dapat berbalik
(reversible). Pada saat baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada
terminal baterai (discharge), elektron akan mengalir dari negatif ke positif.
Sedangkan pada saat sumber energi luar (charger) dihubungkan ke baterai
sekunder, elektron akan mengalir dari positif ke negatif sehingga terjadi pengisian
a. Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium)
b. Ni-MH (Nickel-Metal Hydride)
c. Li-Ion (Lithium-Ion)
Gambar II.9 Jenis baterai sekunder
2.10 Perangkat Lunak Arduino Editor
Arduino editor adalah sebuah editor yang berfungsi untuk menulis listing
program meng-compile dan men-download-nya ke mikrokontroler. Berikut ini
tampilan dari software editor yang digunakan dalam pemrograman Arduino.
17
Gambar II.11 Tombol compile dan upload program arduino editor
Gambar II.12 Proses pembuatan program di area arduino editor
Untuk melihat hasil debug dari program klik pada bagian tools > Serial
Monitor atau dapat juga menggunakan keyboard dengan menekan Ctrl +
19
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok Sistem
Secara umum sistem yang dibangun dijelaskan dalam diagram blok sistem
berikut:
Gambar III.1 Diagram blok sistem
Keterangan:
1. Baterai (Catu daya)
2. Sensor suhu dan kelembapan (DHT-22)
3. Soil Moisture Sensor/ Sensor kelembapan tanah
4. Mikrokontroler Arduino Dreamer Nano
5. USB OTG (On The Go)
Penjelasan dari digram blok sistem yang dibuat adalah sebagai berikut:
1. Sensor suhu dan kelembapan (DHT-22) akan membaca kondisi suhu dan
kelembapan lingkungan saat pengukuran.
2. Sensor kelembapan tanah berfungsi untuk mengindera kandungan air
dalam tanah saat pengukuran.
3. Mikrokontroler Arduino Dreamer Nano berfungsi untuk mengolah data
sensor yang masuk, dan mengirim kembali hasil pengolahan data ke
smartphone.
4. USB OTG (On The Go) berfungsi sebagai media penghubung antara
mikrokontroler dengan smartphone.
5. Smartphone Android berfungsi untuk melakukan pengukuran luas dan
keliling berdasarkan data latitude dan longitude GPS.
6. Hasil pengukuran luas, keliling, suhu, kelembapan lingkungan,
kelembapan tanah, karakter tanah, lokasi pengukuran, dan ketinggian
lokasi akan tampil di layar smartphone.
7. Data hasil pengukuran disimpan di database smartphone.
8. Catu daya bersumber dari baterai smartphone, berfungsi untuk menyuplai
tegangan untuk mikrokontroler dan sensor.
3.2 Perancangan Perangkat Keras
Pada perancangan perangkat keras ini meliputi pemilihan mikrokontroler,
sensor, dan desain kemasan alat. Penjelasan tentang perancangan perangkat keras
adalah sebagai berikut:
3.2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler
Mikrokontroler yang dipilih untuk mengolah data sensor dalam alat ini
adalah jenis Arduino Dreamer Nano. Arduino Dreamer Nano yang digunakan
adalah reflika yang dibuat oleh DFRobot. Fitur yang terdapat dalam Arduino
Dreamer Nano adalah sebagai berikut:
- Menggunakan prosessor Atmega32u4
- Voltase kerja 5V
- Voltase input 6-12V
21
Pemilihan mikrokontroler jenis ini berdasarkan kemampuan
mikrokontroler untuk mengolah data sensor dan bentuk yang kecil yang sesuai
dengan desain yang dibuat. Setiap pin memiliki fungsi masing-masing, berikut
adalah konfigurasi pin yang digunakan dalam perancangan alat:
Tabel III.1 Konfigurasi pin mikrokontroler
No Pin Arduino Fungsi
1 D1 Tx Serial Tx ke USB OTG
2 D0 Rx Serial Rx dari USB OTG
3 A0 Input sensor soil moisture
4 D2 Input sensor DHT-22
3.2.2 Perancangan Sensor DHT-22
Sensor suhu yang digunakan dalam perancangan alat ini adalah jenis
DHT-22. Output DHT-22 dikalibrasi dalam sinyal digital. Sensor DHT-22
menggunakan 3 pin masukkan, yaitu Vcc, Data, dan Gnd.
Sensor DHT-22 menggunakan teknik ekslusif pengumpulan sinyal digital
dan teknologi sensor kelembapan. Sensor ini sangat handal dan stabil. Element
Gambar III.2 Skema sensor DHT-22
3.2.3 Perancangan Sensor Soil Moisture
Sensor soil moisture digunakan untuk mengetahui kadar air di suatu tanah.
Sensor ini menggunakan dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah. Output
dari sensor soil moisture ini berupa data analog. Tegangan kerja sensor yang
digunakan adalah 5V DC. Sensor soil moisture memiliki jarak pengukuran
sebagai berikut:
- 0 ~ 300 : tanah kering
- 300 ~ 700 : tanah lembap
- 700 ~ 950 : tanah basah
23
3.2.4 Perancangan Komunikasi
Untuk perancangan komunikasi dari mikrokontroler ke smartphone
digunakan jenis komunikasi serial. Media komunikasi yang digunakan adalah
modul USB to TTL converter. Modul ini menggunakan IC USB to serial bridge
controller seri PL-2303HX untuk mengkonversi data.
Gambar III.4 Skema USB-TTL converter
3.2.5 Perancangan Catu Daya
Catu daya dibutuhkan untuk memberi tegangan pada semua rangkaian
elektronik yang dirangkai. Catu daya yang digunakan dalam alat ini adalah
bersumber dari smartphone. Jenis baterai smartphone yang digunakan adalah
baterai Lithium-ion dengan spesifikasi tegangan sebesar 3,7V dan arus sebesar
2250 mAh.
3.2.6 Perancangan Desain Kemasan Alat
Desain alat ukur dirancang untuk mudah dibawa (portable) dan mudah
untuk digunakan. Berdasarkan tujuan tersebut, kemasan alat akan berbentuk
seperti koper kecil. Dimensi desain kemasan alat yang dibuat adalah sebagai
berikut:
Lebar : 20 cm
Tinggi : 7 cm
Berat : 740 gram
Bahan : plastik poly propylene
Gambar desain bentuk yang dibuat adalah sebagai berikut:
Gambar III.5 Desain kemasan alat tampak luar
25
Gambar III.7 Desain kemasan alat tampak samping kiri
Keterangan gambar:
- Gambar III.5 merupakan alat tampak luar, pada cover kotak terdapat
lubang kamera yang berfungsi untuk memberikan pencahayaan pada
kamera smartphone pada saat pengambilan gambar.
- Gambar III.6 menunjukan tata letak smartphone dan kabel USB OTG
didalam kotak kemasan alat.
- Gambar III.7 menunjukan tata letak dari sensor DHT-22 dan ext-connector
dari soil moisture sensor.
3.3 Perancangan Perangkat Lunak
Pada perancangan perangkat lunak ini meliputi flowchart rancangan sistem
dan perancangan aplikasi pengukuran luas dan keliling pada program Android.
3.3.1 Flowchart Rancangan Sistem
Untuk mendapat hasil pengukuran dari sensor-sensor yang digunakan
maka dibutuhkan sebuah alur kerja yang akan menjelaskan tahapan proses
Start
mo is ture, & luas
Enable GPS,
Gambar III.8 Flowchart sistem umum
Adapun penjelasan dari setiap poin diagram diatas adalah sebagai berikut:
Tabel III.2 Penjelasan flowchart sistem umum
Indeks Keterangan
A Memulai sistem
B Smartphone dan mikrokontroler On
C GPS dan port USBsmartphone dibuat enable
D Cek kondisi port USB? bila port sudah terbuka, masuk ke proses selanjutnya, jika belum terbuka, kembali ke indeks c
E Baca data sensor DHT-22, soil moisture sensor, dan data GPS F Simpan data hasil pengukuran di database
27
3.3.2 Flowchart Pengukuran
GPS akan memberikan data latitude dan longitude saat pengukuran luas.
Data latitude dan longitude akan dikonversi kedalam bentuk sumbu y dan x.
Berikut adalah alur proses pengukuran luas dan keliling sebuah lahan.
Start Buat Marker dan Path
Data pengukuran
Gambar III.9 Flowchart pengukuran
Adapun penjelasan dari setiap poin diagram diatas adalah sebagai berikut:
Tabel III.3 Penjelasan flowchart pengukuran
Indeks Keterangan
A Memulai sistem
b Cek kondisi GPS dan peta. Jika GPS telah aktif data latitude dan
c Sistem menerima data masukan berupa nilai latitude dan longitude
d
- Konversi data latitude ke koordinat sumbu y,
- Konversi data longitude ke koordinat sumbu x,
- Hitung luas dan keliling berdasarkan koordinat sumbu (y,x),
- Buat marker dan path di peta digital
e Simpan data hasil pengukuran ke database
f Proses pengukuran selesai
Perhitungan haversine yang dilakukan dalam perancangan ini ditunjukan
seperti pada gambar III.10. Gambar III.10 menunjukan perhitungan luas wilayah
Monumen Nasional di Jakarta dengan cara memasukan masing-masing titik acuan
latitude dan longitude ke dalam sel excel.
Gambar III.10 Perhitungan haversine pada excel
3.3.3 Perancangan Program Mikrokontroler
Dalam perancangan program mikrokontroler dibutuhkan program yang
dapat membaca nilai output dari masing-masing sensor. Untuk pembacaan data,
baudrate yang digunakan adalah 9600. Setiap nilai output sensor akan disimpan
dalam sebuah variabel terpisah.
Format pengiriman data yang dilakukan mikrokontroler adalah dengan
29
“*”. Masing – masing variabel dipisahkan dengan koma “,”. Secara lengkap, format data yang dikirim mikrokontroler adalah (#, t, H, sensorValue, *). Berikut
adalah deklarasi variabel dan tipe data yang digunakan dalam perancangan alat.
Tabel III.4 Variabel dan tipe data
Deklarasi variabel Tipe data Keterangan
sensorValue Integer Soil moisture sensor
H Float Humidity
t Float temperature
3.3.4 Perancangan Aplikasi Android
Sebagai visualisasi pengukuran, maka dibutuhkan desain Graphical User
Interface untuk memudahkan pengukuran dengan menggunakan alat yang dibuat.
Aplikasi yang dibuat memiliki tampilan dasar berupa tab – tab dalam satu layar. Berikut adalah interface dari program yang telah dibuat.
Gambar III.11 Tampilan tab pengukuran
Keterangan:
Gambar III.12 Tampilan tab capture
Keterangan:
Tab capture berfungsi untuk mengambil sampel foto tanah atau foto
lingkungan lahan yang diukur.
Gambar III.13 Tampilan tab path
Keterangan:
Tab path berfungsi untuk memvisualkan hasil pengukuran luas dan
keliling yang telah dilakukan. Peta yang digunakan dalam aplikasi ini bersifat
offline karena menggunakan library OSMdroid, sehingga ketika tidak terdapat
31
Gambar III.14 Tampilan tab data
Keterangan:
Tab data berfungsi untuk melihat hasil pengukuran yang telah disimpan
didalam database smartphone.
Gambar III.15 Tampilan tab web
Keterangan:
Tab web berfungsi untuk melihat data yang telah dikirim dari smartphone
3.3.5 Perancangan Database
Dalam perancangan database ini software yang digunakan adalah
SQLiteStudio. Database yang dirancang berfungsi untuk menyimpan data hasil
pengukuran yang telah dilakukan untuk keperluan pelaporan dan analisis yang
lebih lanjut berdasarkan data yang telah diperoleh. Berikut rancangan database
yang telah dibuat.
Tabel III.5 Perancangan database
33
3.3.6 Perancangan SKPL
Perancangan SKPL (Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Lunak) untuk aplikasi
Alat Ukur Parameter Tanah dan Lingkungan meliputi Context Diagram dan Data
Flow Diagram.
Diagram konteks (Context Diagram) adalah diagram yang terdiri dari suatu
proses dan menggambarkan ruang lingkup suatu sistem. Diagram konteks
merupakan level tertinggi dari DFD yang menggambarkan seluruh input ke sistem
atau output dari sistem. Diagram konteks akan memberi gambaran tentang
keseluruan sistem. Berikut adalah diagram konteks yang dibuat untuk aplikasi
sistem informasi pengukuran:
Sistem Informasi
Pengukuran Tanah 1. Data GPS
1. Menu Utama 2. Data GPS
3. Data sensor suhu & kelembapan 4. Data sensor soil moisture
5. Data pengukuran luas dan keliling 6. Database pengukuran
1. ID user
Gambar III.16 Konteks diagram
DFD (Data Flow Diagram) merupakan salah satu diagram yang
mengunakan notasi – notasi untuk menggambarkan arus dari data sistem. Penggunaan DFD sangat membantu untuk memahami sistem secara logika,
terstruktur dan jelas. Berikut adalah DFD untuk aplikasi Sistem Informasi
1. Pengukuran
35
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA
Dalam bab ini akan dijelaskan hasil pengujian yang telah dilakukan pada
hardware dan software yang telah dibuat. Pengujian tersebut meliputi pengujian
sensor DHT22, sensor soil moisture, pengujian baca data serial di smartphone,
serta pengujian pengukuran luas dan keliling. Pengujian dilakukan dalam skala
laboratorium dan skala lapangan. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk
mengukur fungsional, akurasi pengukuran, dan kehandalan dari alat yang sudah
dibuat. Adapun hasil pengujian yang Penulis lakukan adalah sebagai berikut.
4.1 Pengujian Perangkat Keras
4.1.1 Pengujian Soil Moisture Sensor
Pengujian soil moisture sensor dilakukan dalam skala lab dengan
mengambil beberapa sample tanah yang ada disekitar lab. Pengujian dilakukan
pada tiga jenis sampel tanah yang berbeda. Waktu pengujian dilakukan pada
tanggal 10 Maret 2015 pukul 09.00 – 10.00. Cara pengujian yaitu dengan
memasukan probe sensor (terhubung ke mikrokontroler) kedalam wadah yang
berisi tanah, kemudian pembacaan sensor dilihat pada menu debug didalam PC.
Untuk pengukuran tegangan keluaran dilakukan dengan multimeter digital dikaki
keluaran sensor. Berikut hasil pengujian yang telah dilakukan:
Tabel IV.1 Pengujian soil moisture sensor
No. Tegangan (volt) Output sensor Kondisi tanah Lokasi
1 2,6 675 Basah Lab. Elka
2 1,29 325 Lembap Lab. Elka
4.1.2 Pengujian Sensor DHT22
Pengujian sensor DHT22 dilakukan di beberapa tempat yang berbeda
dengan tujuan untuk mengetahui tingkat sensitifitas dan respone sensor. Sebelum
melakukan pengujian, sensor sudah terhubung dengan mikrokontroler yang akan
membaca keluaran sensor yang sudah terkalibrasi dalam derajat Celcius (°C).
Berikut hasil pengujian yang dilakukan pada sensor DHT22:
Tabel IV.2 Pengujian Sensor DHT22
No. Waktu Output DHT22 /
4.2 Pengujian Perangkat Lunak
4.2.1 Pengujian Pengukuran Luas dan Keliling
Pengujian pengukuran luas dan keliling dilakukan pada beberapa lokasi
yang berbeda. Pengujian dilakukan sebanyak 10 kali pada masing-masing area
yang diukur. Data yang ditampilkan dalam masing – masing tabel dibawah ini
adalah bersumber dari database yang tersimpan dalam smartphone selama
pengujian luas dan keliling dilakukan. Database yang terdapat dalam smartphone
dikonversi kedalam bentuk CSV (Comma Separated Values) agar mudah untuk
37
Tabel IV.3 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-1
Pengukuran
ke-Waktu Pengambilan
Data
Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas
(m2)
Selisih keliling (m)
1 16:43:59 -6,863511 107,914033 480,1 482,000 91,100 151,971 9,502
2 16:51:20 -6,863331 107,914059 490,2 432,958 86,645 102,929 5,048
3 16:56:10 -6,863302 107,914099 490,3 343,756 96,838 13,727 15,240
4 16:59:36 -6,863318 107,913921 483,7 238,264 78,803 91,765 2,795
5 17:03:01 -6,863225 107,914020 485,0 456,224 99,543 126,195 17,945
6 17:09:52 -6,863357 107,913938 482,7 267,458 65,667 62,571 15,931
7 17:14:03 -6,863317 107,913953 484,7 245,808 68,015 84,221 13,583
8 17:17:21 -6,863303 107,913934 484,7 252,067 67,719 77,962 13,879
9 17:19:56 -6,863296 107,913939 484,5 348,891 84,902 18,862 3,305
10 17:23:07 -6,863247 107,913926 486,3 232,865 76,743 97,164 4,854
330,029 81,598 82,737 10,208
Rata-rata
Grafik IV.1 Pengujian lokasi ke-1
39
40
Tabel IV.4 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-2
Pengukuran
ke-Waktu Pengambilan
Data
Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas
(m2)
Selisih keliling (m)
1 9:56:58 -6,863740 107,914602 487,5 700,887 125,844 38,616 0,140
2 10:03:31 -6,863734 107,914575 486,8 631,173 119,784 31,098 6,200
3 10:09:38 -6,863741 107,914594 487,8 652,142 124,881 10,129 1,103
4 10:15:14 -6,863739 107,914600 488,7 691,47 126,683 29,199 0,699
5 10:20:31 -6,863746 107,914589 489,3 697,799 127,733 35,528 1,749
6 10:26:10 -6,863757 107,914579 488,4 695,084 126,851 32,813 0,867
7 10:31:14 -6,863760 107,914609 488,8 638,85 130,125 23,421 4,141
8 10:36:20 -6,863759 107,914586 492,3 635,433 124,091 26,838 1,893
9 10:40:58 -6,863754 107,914598 489,7 631,019 125,059 31,252 0,925
10 10:47:07 -6,863756 107,914604 492,4 648,855 128,79 13,416 2,806
662,271 125,984 27,231 2,052
Rata-rata
41
Grafik IV.2 Pengujian lokasi ke-2
43
Tabel IV.5 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-3
Pengukuran
ke-Waktu Pengambilan
Data
Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas
(m2)
Selisih keliling (m)
1 10:09:32 -6.854.744 107.916.970 499,9 1760,862 183,432 78,777 0,744
2 10:14:21 -6.854.745 107.916.977 501,9 1798,965 180,28 40,674 3,896
3 10:20:12 -6.854.747 107.916.988 500,5 1763,49 180,805 76,149 3,371
4 10:26:00 -6.854.744 107.916.981 502 1815,742 183,479 23,897 0,697
5 10:31:22 -6.854.745 107.916.991 500,4 1829,354 182,295 10,285 1,881
6 10:36:19 -6.854.750 107.916.976 502,1 1813,267 181,686 26,372 2,490
7 10:41:02 -6.854.751 107.916.998 499,8 1940,026 190,377 100,387 6,201
8 10:45:48 -6.854.769 107.916.987 498 1747,403 177,433 92,236 6,743
9 10:50:30 -6.854.771 107.916.990 498,9 2096,355 195,416 256,716 11,240
10 10:55:59 -6.854.766 107.916.979 496,6 1830,924 186,557 8,715 2,381
1839,639 184,176 71,421 3,964
Rata-rata
Grafik IV.3 Pengujian lokasi ke-3
45
46
Tabel IV.6 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-4
Pengukuran
ke-Waktu Pengambilan
Data
Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas
(m2)
Selisih keliling (m)
1 15:56:33 -6,863490 107,913810 487,8 335,71 85,681 11,177 1,565
2 16:00:17 -6,863482 107,913781 489,1 346,021 85,12 21,488 2,126
3 16:04:03 -6,863503 107,913802 488,6 288,575 89,761 35,958 2,515
4 16:08:21 -6,863498 107,913796 488,9 364,959 80,515 40,426 6,731
5 16:12:23 -6,863498 107,913809 488,7 338,868 88,612 14,335 1,366
6 16:16:32 -6,863504 107,913784 489,4 289,102 84,285 35,431 2,961
7 16:20:02 -6,863509 107,913790 490,4 325,286 90,033 0,753 2,787
8 16:24:07 -6,863505 107,913783 491,4 314,038 87,515 10,495 0,269
9 16:28:21 -6,863503 107,913786 491,9 321,993 96,39 2,540 9,144
10 16:32:53 -6,863506 107,913773 490,3 320,774 84,551 3,759 2,695
324,533 87,246 17,636 3,216
Rata-rata
47
Grafik IV.4 Pengujian lokasi ke-4
49
Tabel IV.7 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-5
Pengukuran
ke-Waktu Pengambilan
Data
Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas
(m2)
Selisih keliling (m)
1 9:03:22 -6,871880 107,920130 485,7 1034,402 127,975 0,277 1,220
2 9:15:45 -6,871880 107,920130 487,3 1042,141 129,708 8,016 0,513
3 9:30:10 -6,871893 107,920142 483 983,747 125,633 50,378 3,562
4 9:43:44 -6,871893 107,920142 487,6 997,685 128,135 36,440 1,060
5 9:50:34 -6,871892 107,920131 486,3 1078,956 129,274 44,831 0,079
6 10:03:22 -6,871895 107,920138 485 1072,221 127,700 38,096 1,495
7 10:16:02 -6,871888 107,920127 487,3 1082,287 129,842 48,162 0,647
8 10:28:37 -6,871889 107,920153 486,8 979,056 128,236 55,069 0,959
9 10:41:19 -6,871895 107,920147 485,9 1022,114 131,573 12,011 2,378
10 10:53:49 -6,871893 107,920139 487,4 1048,636 133,878 14,511 4,683
1034,125 129,195 30,779 1,660
Rata-rata
Grafik IV.5 Pengujian lokasi ke-5
51
Gambar IV.10 Plotting pengukuran lokasi ke-5
4.2.2 Pengujian Penerimaan Data Di Smartphone
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui hasil pembacaan sensor oleh
mikrokontroler. Data yang terdapat dalam mikrokontroler akan dikirim secara
serial ke smartphone melalui kabel USB OTG. Format data yang dikirim dari
mikrokontroler berupa (#, temperature, humidity, sensorValue, *). Berikut hasil
pengujian yang telah dilakukan:
Tabel IV.8 Pengujian pengiriman data ke smartphone
No Data yang dikirim mikrokontroler
Data yang diterima
smartphone Status
1 #,28.7,56.70,345,* #,28.7,56.70,345,* Terkirim
2 #,30.2,47.66,233,* #,30.2,47.66,233,* Terkirim
3 #,24.3,62.47,38,* #,24.3,62.47,38,* Terkirim
4 #,26.7,60.22,441,* #,26.7,60.22,441,* Terkirim
5 #,27.3,65.31,377,* #,27.3,65.31,377,* Terkirim
6 #,27.8,65.73,15,* #,27.8,65.73,15,* Terkirim
7 #,32.3,41.62,10,* #,32.3,41.62,10,* Terkirim
8 #,32.5,41,60,18,* #,32.5,41,60,18,* Terkirim
9 #,25.9,58.35,645,* #,25.9,58.35,645,* Terkirim
Persentase keberhasilan untuk pengiriman data dari mikrokontroler ke
smartphone dengan media kabel USB OTG adalah sebagai berikut:
(4.1)
4.3 Analisa
Dari data hasil pengujian diatas maka Penulis melakukan analisa untuk
mengetahui apakah kualitas dan tujuan dari perancangan alat tersebut telah
tercapai atau tidak. Adapun analisa yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Tabel IV.9 Rata-rata hasil pengukuran luas dan keliling
Lokasi
Lokasi dan kondisi lahan pengukuran
Waktu pengukuran
1 330,029 81,598 Kolam, Dsn. Sepat; Area
terbuka, cuaca mendung 16.43 - 17.28
2 662,271 125,984
Tabel IV.9 menunjukan rata-rata hasil pengukuran luas dan keliling dari
kelima lokasi yang berbeda serta durasi waktu yang dibutuhkan untuk melakukan
53
antara 40 – 110 menit. Hasil ini menunjukan daya tahan baterai dapat digunakan
selama ± 2 jam.
Dari nilai luas dan keliling, diperoleh hasil pengukuran dengan selisih nilai
yang cukup bervariasi. Sebagai contoh, dalam Tabel IV.7 diperoleh hasil
pengukuran rata-rata di lokasi ke-5 dengan nilai luas sebesar 1034,125 m2 dan
nilai keliling sebesar 129,195 m. Jika masing-masing luas dikurangkan dengan
luas rata-rata maka selisih terbesar mencapai nilai 55, 069 m2 dan selisih terkecil
mencapai nilai 0,277 m2.
Selisih nilai atau bervariasinya nilai hasil pengukuran tersebut dapat
disebabkan oleh beberapa faktor seperti :
- Kondisi lahan pengukuran; misal lahan dikelilingi pohon atau bangunan
yang dapat mempengaruhi carrier band GPS.
- Cuaca saat pengukuran; cerah atau berawannya kondisi langit saat
pengukuran dapat mempengaruhi carrier band GPS.
- Waktu pengukuran.
- Akurasi data GPS; pengaruh dari chipset GPS dan error correction yang
54
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan analisis yang dilakukan pada Alat Ukur
Parameter Tanah dan Lingkungan Berbasis Smartphone ini dapat diperoleh
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Alat ukur parameter tanah dan lingkungan yang berbasis smartphone sudah
berhasil dibuat. Alat yang berhasil dibuat sudah dapat melakukan
pengukuran luas dan keliling lahan, pengukuran suhu lingkungan,
pengukuran kelembapan lingkungan, dan mengukur kandungan air tanah.
2. Disisi perangkat lunak, sudah berhasil dibuat aplikasi mobile berbasis
Android yang berfungsi untuk user interface saat pengukuran. Aplikasi
Android yang dibuat sudah dapat menampilkan data – data hasil pengukuran
parameter tanah dan lingkungan, menampilkan foto sampel pengukuran,
menampilkan visualisasi pengukuran luas dan keliling di peta offline, dan
menampilkan data yang tersimpan di database.
3. Data yang bervariasi dari hasil pengukuran dapat disebabkan oleh beberapa
faktor seperti kondisi lahan, cuaca, dan waktu saat pengukuran, serta akurasi
data GPS (pengaruh chipset GPS dan error corretion yang tertanam dalam
chipset).
4. Ditunjukan pada tabel IV.9, daya tahan baterai yang digunakan seperti yang
dijelaskan dalam perancangan sistem dapat bertahan selama ± 2 jam.
5.2 Saran
Untuk tambahan fungsi dari alat ukur ini, penulis memberikan saran
sebagai berikut:
1. Perbaikan akurasi dapat dilakukan dengan penggantian chip GPS yang
55
2. Penambahan sensor pH tanah dan sensor gas CO2 akan melengkapi data
pengukuran yang memenuhi kebutuhan data pertanian.
3. Data – data hasil pengukuran dapat dikirim ke webserver untuk diolah
sebagai data master, yang kemudian ditampilkan dalam sebuah laman
website. Data master ini dapat digunakan oleh pihak terkait seperti Dinas
TUGAS AKHIR
Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada
Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer
oleh
Syam Sofyan Nurdin
10209750
Pembimbing
Agus Mulyana, M.T.
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
viii
BAB II TEORI PENUNJANG... 5
Pengukuran Luas Tanah ... 5
Suhu dan Kelembapan ... 6
2.2.1 Suhu Udara... 6
2.2.2 Kelembapan Relatif... 6
GPS... 7
2.3.1 Penentuan Posisi dengan GPS... 8
2.3.2 Sistem Koordinat... 8
ix
Komunikasi Serial ... 12
Smartphone... 14
Baterai ... 15
Perangkat Lunak Arduino Editor ... 16
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 19
Diagram Blok Sistem ... 19
Perancangan Perangkat Keras ... 20
3.2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler... 20
3.2.2 Perancangan Sensor DHT-22... 21
3.2.3 Perancangan Sensor Soil Moisture... 22
3.2.4 Perancangan Komunikasi... 23
3.2.5 Perancangan Catu Daya ... 23
3.2.6 Perancangan Desain Kemasan Alat ... 23
Perancangan Perangkat Lunak ... 25
3.3.1 Flowchart Rancangan Sistem... 25
3.3.2 Flowchart Pengukuran ... 27
3.3.3 Perancangan Program Mikrokontroler ... 28
3.3.4 Perancangan Aplikasi Android ... 29
3.3.5 Perancangan Database... 32
3.3.6 Perancangan SKPL... 33
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 35
Pengujian Perangkat Keras... 35
4.1.1 Pengujian Soil Moisture Sensor ... 35
x
Pengujian Perangkat Lunak... 36
4.2.1 Pengujian Pengukuran Luas dan Keliling ... 36
4.2.2 Pengujian Penerimaan Data Di Smartphone ... 51
Analisa... 52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 54
Kesimpulan... 54
Saran ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 56
56
[1] Abidin, H. Z., 2011, Survei dengan GPS, Penerbit ITB, Bandung.
[2] Frick, H., 1979, Ilmu dan Alat Ukur Tanah, Kanisius, Yogyakarta.
[3] Hanafiah, Kemas. Ali., 2012, Dasar-dasar Ilmu Tanah, Rajawali Pers,
Jakarta.
[4] M. Syahwil, 2013, Panduan Mudah Simulasi & Praktek Mikrokontroler
Arduino, Yogyakarta.
[5] Maulana, A., 2013, Tugas Akhir: Perancangan Sistem Pengukuran Warna
Tanah dengan Metode Teaching dan Running. Skripsi Unikom: Bandung.
[6] Adafruit, DHT22 Temperature-Humidity Sensor + Extras, diakses pada
tanggal 9 Maret 2015, dari world wide web:
https://www.adafruit.com/products/385
[7] Kho, Dickson., 2014, Pengertian Baterai dan Jenis-jenisnya, diakses pada
28 Juli 2015, dari world wide web:
http://teknikelektronika.com/pengertian-baterai-jenis-jenis-baterai/
[8] Naftali, Y., 2008, GPS (Global Positioning System), diakses pada 29 Juli
2015, dari world wide web:
http://www.yohanli.com/gps-global-positioning-system.html
[9] Robot Wiki, 2015, Moisture Sensor (SKU:SEN0114), diakses pada 18
Maret 2015, dari world wide web:
http://www.dfrobot.com/wiki/index.php?title=Moisture_Sensor_(SKU:SE
vi
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT., Pencipta dan Pemelihara alam semesta,
shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW., keluarga dan para
pengikutnya yang setia hingga akhir masa.
Atas rahmat Allah SWT., ahkirnya Penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini, meskipun proses belajar sesungguhnya tak akan pernah berhenti. Tugas
Akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit
terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin Penulis sebutkan satu
persatu, namun dengan segala kerendahan hati, Penulis mengucapkan terima kasih
kepada seluruh Dosen Teknik Komputer selama melaksanakan studi dan
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak
sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ayah, Ibu, dan keluarga besar yang sudah memberikan dukungan baik
secara moril dan materi, terima kasih atas semua do’a, nasihat, dan
kepercayaan yang diberikan kepada Penulis.
2. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer
dan Dosen Wali.
3. Bapak Agus Mulyana, M.T., selaku pembimbing yang telah banyak
memberikan arahan, saran, dan bimbingan kepada Penulis.
4. Bapak dan Ibu Dosen di Jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer
Indonesia, yang telah banyak memberikan ilmu, wawasan, motivasi, serta
bimbingan, baik secara akademik maupun non akademik.
5. Seluruh staff administrasi di Unikom, terima kasih atas segala pelayanan
akademiknya.
6. Teman-teman asisten di Lab. Elektronika Jurusan Teknik Komputer,
terima kasih atas semua dukungan dan bantuannya.
7. Semua orang yang telah membantu Penulis dalam mengerjakan Tugas
vii
kata sempurna, untuk itu dengan senang hati penulis menerima segala saran dan
kritik yang sifatnya membangun demi lebih baiknya tugas akhir ini.
Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih
yang bermafaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin
keilmuan yang Penulis dalami.
Bandung, Agustus 2015
