ABSTRAK
RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN TANAMAN SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR SUHU LM35 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMega8535
O l e h L I O T Y U T A M I
Selama ini, penyiraman tanaman dilakukan secara manual. Akan tetapi, terkadang kita tidak punya cukup waktu untuk menyiram tanaman. Oleh karena itu, kita membutuhkan suatu alat yang dapat membantu meringankan kegiatan menyiram tanaman. Alat tersebut berupa sistem yang dapat bekerja secara otomatis. Dengan menggunakan alat ini, maka diharapkan penyiraman tanaman dapat dilakukan pada waktu dan saat yang tepat.
Penelitian ini dilakukan dengan membuat suatu perangkat sistem penyiraman tanaman secara otomatis menggunakan mikrokontroler ATMega8535 sebagai pengendali utama dan sensor suhu LM35. Sistem ini juga menggunakan Real Time Clock (RTC) 1307 sebagai pewaktu, serta Liquid Crystal Display (LCD) sebagai penampil.
Sistem penyiraman tanaman yang telah dibuat dapat menyiraman tanaman secara otomatis. Apabila suhu yang terdeteksi termasuk ke dalam kategori melebihi batas yang telah ditentukan, maka sistem dapat langsung bekerja menyiram tanaman secara otomatis. LCD menampilkan waktu saat ini serta nilai suhu udara di sekitar tanaman yang akan disiram.
ABSTRACT
THE DEVELOPMENT OF AN AUTOMATICALLY PLANTS WATERING SYSTEM USING TEMPERATURE SENSOR LM35 BASED ON
MICROCONTROLLER ATMega8535
During the time, plants watering is done manually. But, sometimes we don’t have more time watering the plants. Therefore, we need a tool that can help us to do that. A tool as system that can work automatically. By using this tool, we hope watering plants can be done in the correct moment and time.
This research is done by developing an automatically plants watering system ware using microcontroller ATMega8535 as the main controller and temperature sensor LM35. This system using Real Time Clock (RTC) 1307 as timer, with Liquid Crystal Display (LCD) as display.
The plants watering system can watering the plants automatically. When the detected temperature comes into the category limit that has been determined, system can work automatically watering the plants. LCD will displays real time and air temperature value surroundings the plants.
A.Simpulan
Berdasarkan hasil perancangan dan analisis hasil penelitian, maka dapat
disimpulkan beberapa hal, yaitu :
1. Sistem penyiramanan tanaman secara otomatis menggunakan sensor suhu LM35 berbasis mikrokontroler ATMega8535 telah berhasil dibuat.
2. Rancang bangun penyiraman tanaman menggunakan sensor suhu LM35 ini merupakan sistem otomatis yang dapat menyiram tanaman pada waktu yang
telah ditentukan.
3. Sistem hanya bekerja ketika pada waktu yang telah ditentukan nilai suhu udara
di sekitar tanaman yang akan disiram lebih besar dari suhu yang telah diatur, yaitu 250C untuk penyiraman pagi hari dan 270C untuk penyiraman sore hari. 4. Pengguna dapat mengatur waktu penyiraman tanaman dengan memilih
langsung dari menu yang telah tersedia pada rangkaian dan dapat melihat tampilannya pada LCD.
5. Sensor LM35 yang digunakan merupakan sensor suhu yang mempunyai respon agak lambat.
6. Sensor LM35 dapat menahan panas sampai dengan 150°C tanpa merusak
kinerja sensor.
7. Waktu pengeksekusian motor servo untuk membuka atau pun menutup keran
B. Saran
1. Dapat menggunakan sensor suhu yang mempunyai respon lebih cepat. 2. Dapat menambahkan sensor kelembaban pada sistem.
3. Memungkinkan untuk melanjutkan tugas akhir ini dengan menggunakan pengendali yang lain.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Selama ini, penyiraman tanaman dilakukan secara manual. Akan tetapi, terkadang kita tidak punya cukup waktu untuk menyiram tanaman. Oleh karena itu, kita membutuhkan suatu alat yang dapat membantu meringankan kegiatan menyiram
tanaman. Alat tersebut berupa sistem yang dapat bekerja secara otomatis. Dengan menggunakan alat ini, maka diharapkan penyiraman tanaman dapat dilakukan
pada waktu dan saat yang tepat.
Sistem ini menggunakan sensor suhu untuk mendeteksi kondisi temperatur pada daerah yang akan disiram tersebut. Apabila suhu dikategorikan melebihi batas minimum yang telah diatur pada program, yaitu 25°C pada pagi hari dan 27°C
pada sore hari, maka sistem akan langsung bekerja. Selain itu, sistem juga menggunakan Real Time Clock (RTC) yang menunjukkan waktu serta timer yang
diatur untuk menentukan lamanya penyiraman tanaman.
Penggunaan sensor suhu pada sistem ini dimaksudkan agar penyiraman dilakukan pada kondisi suhu yang tepat. Tinggi rendahnya suhu menjadi salah satu faktor
sampai dengan 37°C. Temperatur yang lebih atau kurang dari batas normal
tersebut dapat mengakibatkan pertumbuhan yang lambat atau berhenti.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah merancang bangun sistem penyiraman tanaman secara otomatis dengan menggunakan sensor suhu berbasis
mikrokontroler ATMega8535.
C. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan penulis dari penelitian ini adalah bagaimana sistem ini dapat meringankan pekerjaan menyiram tanaman karena penyiraman tanaman
dilakukan secara otomatis pada waktu dan saat yang tepat.
D. Rumusan Masalah
Dengan adanya latar belakang di atas, maka penulis merumuskan suatu masalah, yaitu bagaimana merancang bangun suatu alat untuk menyiram tanaman secara
otomatis dengan menggunakan timer serta sensor suhu.
E. Batasan Masalah
Pada pengerjaan tugas akhir ini penulis melakukan pembatasan–pembatasan
masalah yang akan dibahas, yaitu:
b. Menggunakan motor servo untuk membuka dan menutup keran.
c. Jangkauan penyiraman lahan yang dapat dilakukan adalah seluas kurang lebih
65 m2.
d. Air yang akan dipergunakan untuk menyiram tanaman telah ditampung pada suatu tempat penampungan air.
e. Sistem harus selalu terhubung pada sumber listrik.
F. Hipotesis
Hipotesis penelitian ini bahwa suhu sekitar daerah yang akan disiram dapat
dideteksi dengan menggunakan sensor LM35, sehingga apabila suhu yang terdeteksi termasuk ke dalam kategori melebihi batas yang telah ditentukan, maka sistem dapat langsung bekerja menyiram tanaman secara otomatis.
G. Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan yang digunakan oleh penulis dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
I. PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang, tujuan, manfaat, rumusan masalah,
II. TEORI DASAR
Berisikan landasan teori dari beberapa literatur yang mendukung pembahasan
tentang alat penyiram tanaman yang menggunakan timer dan sensor suhu, diprogram untuk aplikasi pada pengendali mikro (mikrokontroler) ATMega8535 dengan menggunakan bahasa pemrograman berupa bahasa C.
III. METODE PENELITIAN
Bab ini menjelaskan metode yang digunakan penulis dalam pelaksanaan
penelitian.
IV. HASIL DAN ANALISIS
Bab ini berisikan hasil penelitian dan pembahasan tentang sistem yang telah
dibuat.
V. SIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan simpulan dan saran yang dapat digunakan untuk pengembangan rancangan bagi pembaca.
DAFTAR PUSTAKA
Berisikan literatur-literatur yang diperoleh penulis untuk menunjang penyusunan laporan penelitian.
LAMPIRAN
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Temperatur dan Kelembaban
Temperatur dan kelembaban merupakan aspek yang penting dalam menentukan kondisi cuaca pada suatu daerah. Banyak hal yang sangat bergantung pada kondisi temperatur dan kelembaban pada daerah tersebut. Makhluk hidup pun sangat
bergantung pada kondisi temperatur dan kelembaban daerah yang ditempatinya.1
Hubungan temperatur dan kelembaban udara sangat berkaitan, sehingga bila suhu/temperatur udara berubah, maka kelembaban udara pun turut berubah.
Semakin sedikit volume air pada tanah dapat menyebabkan suhu udara meningkat. Hal ini dikarenakan kandungan air dalam tanah dan di udara tidak dapat mempertahankan suhu dan kelembaban. Oleh karena itu, penambahan volume air sangat erat hubungannya dengan ketersediaan air dalam tanah.2
Tinggi rendah suhu menjadi salah satu faktor yang menentukan tumbuh kembang, reproduksi dan juga kelangsungan hidup dari tanaman. Suhu yang baik bagi
tumbuhan adalah antara 22°C sampai dengan 37°C. Temperatur yang lebih atau
1
Dikutip dari Jurnal Institut Teknologi Sepuluh November. AN27 - Weather Station I (Temperature & Humidity) oleh Bambang S.A. & Arief,R
2
kurang dari batas normal tersebut dapat mengakibatkan pertumbuhan yang lambat
atau berhenti.
Kadar air dalam udara dapat mempengaruhi pertumbuhan serta perkembangan
tumbuhan. Tempat yang lembab menguntungkan bagi tumbuhan di mana tumbuhan bisa mendapatkan air lebih mudah serta berkurangnya penguapan yang akan berdampak pada pembentukan sel yang lebih cepat.3
Pengaruh volume pemberian air pada kelembaban udara menunjukkan bahwa peningkatan volume pemberian air akan meningkatkan kelembaban udara dan berbanding terbalik dengan suhu udara. Hal ini diasumsikan bahwa semakin
banyak volume air yang diberikan pada tanah, jumlah air yang akan menguap juga bertambah, sehingga kandungan uap air di udara di atas permukaan tanah akan
meningkat dan kelembaban udaranya juga meningkat. Pada suhu udara yang rendah, udara mengandung uap air dalam jumlah yang banyak, yang berarti pula mempunyai kelembaban udara yang tinggi. Menurut Hasan (1988), volume air
yang diberikan secara teratur melalui penyiraman akan meningkatkan kelembaban udara di sekitar tanaman.
Kelembaban Relatif/Relative Humidity (RH) adalah suatu perbandingan yang
dinyatakan dalam persentase, banyaknya persen uap air di dalam atmosfer terhadap jumlah yang dibutuhkan untuk memenuhinya pada suhu yang sama. Kelembaban relatif berubah-ubah menyesuaikan suhu.4
3
Dikutip dari Jurnal Faktor Yang Mempengaruhi Perkembangan Dan Pertumbuhan Tumbuhan/Tanaman - Teori Biologi
4
Institut Teknologi Sepuluh November. AN27 - Weather Station I (Temperature & Humidity)
Sebaiknya, penyiraman tanaman dilakukan dengan air bersih. Waktu yang tepat
untuk penyiraman yaitu pada pagi atau sore hari. Hal ini didasarkan pada saat tersebut, intensitas cahaya yang dipancarkan oleh matahari sudah tidak tinggi lagi
sehingga tanaman tidak terlalu stres karena perbedaan suhu yang drastis. 5
B. Sensor Suhu LM35
Sensor jenis ini digunakan untuk mengukur temperatur di suatu daerah. LM35 merupakan sensor suhu yang hasilnya cukup linier. LM35 tidak memerlukan kalibrasi eksternal ataupun timing khusus. Sensor ini mempunyai karakteristik yang linear yaitu pada +10.0 mV/°C. Gambar IC LM35 dengan kemasan plastik terdapat pada gambar 1. Sensor suhu LM35 langsung terkalibrasi mendeteksi suhu
dalam derajat Celcius. Berikut ini merupakan spesifikasi dari sensor suhu LM35 : - Range deteksi -55°C sampai dengan +150°C
- Dioperasikan pada tegangan 4 sampai dengan 30 VDC. 6
Gambar 1. Sensor suhu LM35
5
Pemeliharaan Taman. Edisi Revisi. Arifin, Hadi Susilo dan Nurhayati HS Arifin. 6
Institut Teknologi Sepuluh November. AN27 - Weather Station I (Temperature & Humidity)
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt, akan tetapi yang diberikan
ke sensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA.
Hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
Gambar 2. Typical Aplication LM35
LM35 mempunyai 3 pin dengan fungsinya masing-masing, yaitu pin 1 atau Vs berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 volt sampai
dengan 1,5 volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad Celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35 = Suhu* 10 mV
Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya
terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih
antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya. Jika suhu udara di sekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh
lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara di sekitarnya .
C. Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler merupakan perangkat semikonduktor yang terdiri dari mikroprosesor, input dan output, serta memori yang terdapat dalam satu kemasan chip sehingga mikrokontroler dapat berfungsi sebagai pengontrol dalam suatu alat.
Dunia mikro elektronika saat ini telah mengalami perkembangan yang sangat
pesat. Perkembangan terakhir, yaitu generasi Alf and Vegard’s Risc processor (AVR), memiliki arsitektur RISC 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bits word) dan sebagian besar instruksi di eksekusi dalam 1 (satu)
siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Hal ini disebabkan arsitektur kedua jenis mikrokontroler ini berbeda. AVR berteknologi Reduced Instruction Set Computing (RISC), sedangkan seri MCS51 berteknologi Complex Instruction Set Computing (CISC).
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga
fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa
dikatakan hampir sama.
Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu
ATMega8535. Selain karena mudah didapatkan dan murah, ATMega 8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) adalah salah satu dari tiga tipe memori pada AVR (dua yang lain adalah memori flash dan SRAM). EEPROM tetap dapat menyimpan data saat tidak dicatu daya dan juga dapat diubah saat program berjalan. Oleh sebab itu,
EEPROM sangat berguna untuk menyimpan informasi, seperti nilai kalibrasi, nomor ID, dan juga password.
1. Arsitektur ATMega8535
ATMega8535 memiliki bagian-bagian sebagai berikut:
a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D.
b. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
c. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. d. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
e. Watchdog Timer dengan osilator internal. f. SRAM sebesar 51 byte.
g. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. h. Unit interupsi internal dan eksternal.
i. Port antarmuka SPI.
l. Port USART untuk komunikasi serial.
Arsitektur mikrokontroler ATMega8535 dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Arsitektur ATMega8535
ATMega8535 memiliki empat buah port (terminal) masukan/luaran yaitu Port A,
Port B, Port C, dan Port D. Port A selain berfungsi sebagai port I/O digital, pin-pinnya juga dapat difungsikan sebagai saluran masukan sinyal analog yang akan diubah menjadi sinyal digital oleh ADC internal. Port B terdapat pada pin nomor
Pin PB0 dan PB1 memiliki fungsi lain yaitu sebagai masukan sinyal clock eksternal untuk timer/counter 0 dan 1. Pin PB5 (MOSI), PB6 (MISO), dan PB7 (SCK) memiliki fungsi lain sebagai saluran untuk sinyal in sistem programming (ISP).
Port D terdapat pada pin nomor 14 hingga 21. Selain berfungsi sebagai pin I/O digital biasa, pin-pin yang terdapat pada port D juga memiliki fungsi khusus. Pin
PD2 (INT0) dan PD3 (INT1) berfungsi sebagai masukan untuk sinyal interrupt eksternal yang dapat menginterupsi alur program yang di eksekusi CPU. Pin PD7
(OC2) juga berfungsi sebagai pin untuk keluaran sinyal clock/PWM yang dihasilkan oleh timer 2 yang ada di dalam mikrokontroler. Pin RESET merupakan pin aktif rendah untuk mereset mikrokontroler. Dalam keadaan reset maka alur program akan kembali ke alamat 0x0. Pin VCC dan GND adalah pin yang digunakan untuk penyedia tegangan mikrokontroler.
2. Fitur ATMega8535
Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut :
a. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
b. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) sebesar 512 byte. c. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
d. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
3. Konfigurasi Pin ATMega8535
Konfigurasi pin ATMega8535 dapat dilihat pada Gambar 4. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega8535 sebagai berikut :
a. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya. b. GND merupakan pin ground.
c. Port A (PA0-PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan catu daya.
d. Port B (PB0-PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu timer/counter, komparator analog, dan SPI.
e. Port C (PC0-PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan timer oscilator.
f. Port D (PD0-PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
g. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
h. XTAL1 dan XTAL2 merupakam pin masukan clock eksternal. i. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
j. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. 7
Gambar 4. Konfigurasi Pin ATMega8535
D. Motor Servo
Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer
dan rangkaian kontrol.
Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang
dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC
Gambar 5. Motor Servo
Motor servo memiliki tiga kabel terhubung seperti Gambar 5. Kabel merah untuk power supply dengan besar tegangan berkisar 5 sampai 7 volt. Kabel putih merupakan kabel pengendali yang dapat langsung dihubungkan ke
mikrokontroler. Posisi perputaran motor dapat dikendalikan dengan menggunakan gelombang pulsa yang dikirimkam ke motor servo. Untuk mengontrol pergerakan
motor digunakan metode Pulse Width Modulation (PWM). PWM merupakan suatu metoda untuk mengatur pergerakan motor dengan cara mengatur prosentase lebar pulsa high terhadap periode dari suatu sinyal persegi dalam bentuk tegangan
periodik yang diberikan ke motor.
Motor servo akan dapat menerima pulsa setiap 20 ms. Panjang dari pulsa akan berpengaruh terhadap perputaran dari motor, sebagai contoh jika panjang pulsa
1,5 ms, akan membuat motor berputar sebanyak 900, jika lebar pulsa lebih besar dari 1.5 ms, motor akan berputar mendekati 1800 sedangkan jika lebih kecil dari 1,5 ms motor akan berputar mendekati 00. Motor servo dapat berputar sebanyak
Gambar 6. Panjang pulsa dapat mempengaruhi perputaran motor
Karena motor servo sudah mempunyai rangkaian driver, maka mikrokontroler ATMega8535 dapat langsung memberikan arus luaran maksimal ke motor servo sehingga sinyal PWM yang dihasilkan dapat langsung digunakan untuk
mengoperasikan motor (lihat Gambar 7).
Gambar 7. Hubungan antara motor servo dengan pengendali mikro
E. Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD merupakan kristal cair pada layar yang
digunakan sebagai tampilan dengan memanfaatkan listrik untuk mengubah-ubah bentuk kristal-kristal cairnya sehingga membentuk tampilan angka dan atau huruf pada layar.
LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD M1632 karena harganya
cukup murah. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan
mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.
Ada dua tipe utama dari tampilan LCD, yaitu numerik (biasa digunakan pada jam dan kalkulator) dan teks alphanumerik (biasa digunakan pada photocoupler dan mobile telephone).
LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan x40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan
karakter tersebut.
Gambar 8. Susunan alamat pada LCD
Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2
kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40, maka penulisan programnya sama
saja.
CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter, dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan. Namun,
hilang. Berikut tabel pin untuk LCD M1632. Perbedaannya dengan LCD standar
adalah pada kaki 1 VCC, dan kaki 2 Gnd. Ini kebalikan dengan LCD standar.
Tabel 1. Susunan Kaki LCD M1632 pada Pengendali Utama
No Nama Pin Deskripsi Port
1 VCC +5V VCC
2 GND 0V GND
3 VEE Tegangan kontras LCD
4 RS Register Select, 0=Input instruksi, 1=Input data PD0
5 R/W 1=Read; 0=Write PD1
11 Anode Tegangan positif backlight 12 Katode Tegangan negatif backlight
Perlu diketahui, driver LCD seperti HD44780 memiliki dua register yang aksesnya diatur menggunakan pin RS. Pada saat RS berlogika 0, register yang diakses adalah perintah, sedangkan pada saat RS berlogika 1, register yang
diakses adalah register data.
(01H). Selanjutnya dilakukan set display dan cursor, serta blinking apakah on atau
off.
Pada sistem penyiraman tanaman otomatis ini, LCD digunakan untuk
menampilkan Real Time Clock serta untuk mengatur waktu penyiraman yang akan dilakukan. Selain itu juga digunakan untuk menampilkan suhu hasil deteksi sensor suhu LM35.
F. Sistem Kendali on-off
Sistem penyiraman tanaman secara otomatis menggunakan sensor suhu LM35 berbasis mikrokontroler ATMega8535 ini merupakan sistem kendali on-off. Pada
sistem kendali on-off ada dua keadaan yang akan dihasilkan output, yaitu keadaan on atau keadaan off. Sebagai contoh, mikroprosesor dapat digunakan sebagai pengendali sistem kendali on-off. Secara umum sistem kendali on-off berbasis mikroprosesor dapat digambarkan seperti blok diagram pada Gambar 9 berikut.
Tranduser digunakan untuk mengkonversi besaran tertentu menjadi tegangan yang
umumnya berupa sinyal analog. Agar sinyal analog yang dihasilkan tranduser ini dapat terbaca oleh mikroprosesor, maka ia harus diubah dahulu menjadi sinyal
digital. Rangkaian elektronika yang dapat mengkonversi sinyal analog menjadi sinyal digital adalah ADC. Data yang telah dikonversi oleh ADC akan diolah lebih lanjut oleh mikroprosesor untuk meng"on"kan atau meng"off"kan plant.
Adapun fungsi driver pada sistem kendali berbasis mikroprosesor adalah sebagai penguat untuk meng"on"kan atau meng"off"kan sistem yang umumnya
mempunyai tegangan dan catu daya yang besar sehingga dapat dikendalikan oleh mikroprosesor yang mempunyai tegangan keluaran yang kecil, yaitu 5 volt. 8
8
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian tugas akhir ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2008 hingga Desember 2009 di Laboratorium Teknik Kendali Jurusan Teknik Elektro
Universitas Lampung.
B. Alat dan Bahan
Tabel 2. Alat dan bahan
No Alat dan Bahan Jumlah Kegunaan
1 Mikrokontroler ATMega8535 1 Pengendali utama
2 Motor Servo 1 Membuka dan menutup keran
3 Sensor suhu LM35 1 Mendeteksi suhu
4 Keran dan selang air 1 Menyalurkan air dari ember ke rotary sprinkler
5 Rotary sprinkler 1 Menyiram tanaman
6 Ember 1 Tempat menampung air
7 LCD 1 Menampilkan jam digital dan
Tabel 2. Lanjutan
No Alat dan Bahan Jumlah Kegunaan
8 Real-time clock (RTC) DS1307 1 Jam digital
9 PCB (Printed Circuit Board) 1 Tempat untuk merangkai komponen
10 Multimeter 1 Pengukur tegangan
11 Power supply 1 Penyuplai tegangan
12 Baterai bios 3V dan socket 1 Penyuplai tegangan jam digital 13 Komponen elektronika - Komponen pendukung rangkaian
C. Tahap-Tahap Dalam Perancangan Tugas Akhir
1. Perancangan blok diagram sistem
Perancangan blok diagram ini dilakukan dengan tujuan untuk mempermudah realisasi sistem yang akan dibuat.
2. Implementasi rangkaian, dengan tahap-tahap sebagai berikut: a. Menyusun rangkaian dari masing-masing blok diagram. b. Menentukan komponen yang digunakan dalam rangkaian.
c. Merangkai dan uji coba rangkaian dari masing-masing blok diagram. d. Menggabungkan rangkaian dari setiap blok dalam papan percobaan
(project board) dan dilakukan uji coba.
e. Membuat program dengan menggunakan bahasa Basic (Basic Language),
dan kemudian memasukkan program yang telah dibuat ke dalam mikrokontroler (download).
3. Pengujian alat
Bertujuan untuk mengetahui tingkat keberhasilan alat yang dibuat. 4. Analisis dan Simpulan
Data-data yang diperoleh dianalisis untuk kemudian diambil simpulan. 5. Pembuatan laporan
Tahap ini dilakukan penulisan atas data-data yang diperoleh dari hasil
pengujian alat, analisis dan simpulan.
Mulai
Menentukan spesifikasi rangkaian keseluruhan
Merancang blok diagram
Menentukan rangkaian dan komponen
Uji coba rangkaian per blok diagram
Berhasil?
Membuat program
Menggabungkan hardware dan software
Uji coba rangkaian
D. Spesifikasi Alat
Spesifikasi yang diinginkan dari rangkaian penyiram tanaman secara otomatis ini adalah sebagai berikut :
1. Menggunakan Mikrokontroler ATMega8535 sebagai pengendali dan
merupakan komponen utama.
2. Menggunakan sensor suhu LM35 untuk mendeteksi suhu di sekitar daerah atau
lahan tempat tanaman yang akan disiram.
3. LCD menampilkan Real Time Clock dan suhu serta pengaturan timer.
4. Timer diatur untuk menggerakkan motor servo sehingga bisa membuka serta menutup keran pada waktu yang telah ditentukan.
5. Jangkauan penyiraman lahan yang dapat dilakukan adalah seluas kurang lebih
65 .
6. Proses penyiraman tanaman dapat dilakukan pada waktu yang telah ditentukan dan suhu di sekitar daerah atau lahan tempat tanaman yang akan disiram melebihi batas minimum yang telah diatur pada program.
E. Prosedur Kerja
Gambar 11 menunjukkan gambaran umum dari blok diagram sistem kendali
penyiram tanaman otomatis. Dari blok diagram sistem kendali tersebut dapat dijelaskan bahwa isyarat masukan yang diberikan akan dikendalikan oleh pengendali, dalam hal ini yaitu mikrokontroler ATMega8535. Isyarat masukan
Timer
Gambar 11. Blok diagram sistem kendali penyiram tanaman otomatis
Jika isyarat masukan yang diberikan telah sesuai, maka ATMega8535 akan
memberikan instruksi (perintah) kepada motor servo untuk membuka keran sehingga menghasilkan isyarat keluaran sesuai dengan yang diinginkan, yaitu
menyiram tanaman melalui rotary sprinkler. Pada blok diagram sistem kendali ini terdapat feedback (umpan balik) dari output (isyarat keluaran) proses. Hal ini dimaksudkan bahwa penyiraman akan dihentikan apabila telah mencapai batas
waktu yang telah ditentukan dan akan kembali lagi ke proses awal.
Gambar 12. Blok diagram perancangan sistem
Dari Gambar 12 dapat dijelaskan bahwa sistem ini akan bekerja apabila waktu
telah menunjukkan pukul 07.00 atau 17.00 (sesuai dengan yang telah ditentukan pada timer), dan pada saat yang bersamaan sensor suhu LM35 mendeteksi bahwa
suhu di sekitar daerah atau lahan tempat tanaman yang akan disiram melebihi batas suhu normal. Hasil deteksi sensor LM35 dan timer menjadi isyarat masukan bagi Mikrokontroler ATMega8535.
Kemudian Mikrokontroler ATMega8535 akan memproses instruksi tersebut dan memberikan isyarat keluaran sekaligus sebagai isyarat masukan data kepada LCD
serta driver motor servo. LCD akan menampilkan Real Time Clock serta nilai suhu hasil deteksi sensor LM35. Driver motor akan memperkuat sinyal keluaran dari mikrokontroler untuk dapat menggerakkan motor servo. Motor servo inilah
yang kemudian akan membuka keran dan menggerakkan rotary sprinkler untuk menyiram tanaman dalam jangka waktu yang telah diatur pada timer, yaitu selama
satu menit. Setelah bekerja selama satu menit, maka motor servo akan menutup keran dan sistem akan kembali lagi ke proses awal.
F. Perancangan Perangkat Keras
Untuk membuat sistem penyiraman tanaman secara otomatis dengan
1. Rangkaian Pengendali
Rangkaian pengendali sistem penyiraman tanaman otomatis ini dirancang dengan menggunakan software DipTrace. Bahasa pemrograman menggunakan bahasa C yang dibuat dengan software Codevision kemudian diunduh ke rangkaian melalui
In-System Programming (ISP) Downloader. Sebagai pengendali utamanya sistem ini menggunakan mikrokontroler seri AVR, jenis ATMega8535. Mikrokontroler
ATMega8535 memiliki 40 buah pin masukan/luaran. Jumlah pin masukan/luaran yang digunakan untuk sensor suhu LM35 sebanyak 1 pin masukan/luaran , 1 pin masukan/luaran digunakan untuk motor servo, 11 pin masukan/luaran digunakan
untuk LCD, 5 pin masukan/luaran digunakan untuk push button.
Pada sistem penyiraman tanaman otomatis ini mikrokontroler ATMega8535 melakukan fungsi sebagai berikut :
a. Mengirimkan perintah kepada sensor suhu LM35 untuk mendeteksi suhu daerah sekitar tanaman yang akan disiram.
b. Menerima data suhu hasil deteksi dari sensor suhu LM35.
c. Memberikan Pulse Width Modulation (PWM) ke driver motor untuk menggerakkan motor servo pada kondisi tertentu untuk membuka dan menutup
keran.
2. Sensor Suhu LM35
Pada sistem penyiraman tanaman otomatis ini sensor suhu LM35 digunakan sebagai pendeteksi suhu daerah sekitar tanaman yang akan disiram. Suhu yang dapat dideteksi oleh sensor suhu LM35 memiliki rentang antara -55°C sampai
dengan +150°C. Sensor LM35 dapat langsung dihubungkan pada rangkaian pengendali tanpa menggunakan rangkaian pengkondisi sinyal secara terpisah.
Gambar 13. Susunan pin sensor LM35
Dari Gambar 13 dapat dilihat bahwa sensor suhu LM35 memiliki 3 pin yang terdiri dari pin GND (ground), tegangan keluaran (Vout), serta tegangan masukan
(+Vs).
3. Pembangkit Modulasi Lebar Pulsa (PWM)
Sistem ini menggunakan sebuah motor servo sebagai penggerak keran air, yaitu membuka dan menutup keran sesuai dengan isyarat masukan yang diterima dari
mikrokontroler ATMega 8535. Motor servo yang digunakan adalah motor servo standard Ping Parallax.
Gambar 15. Motor Servo Standard
Posisi perubahan jaraknya mencapai 900 (±450) atau bisa juga mencapai
perubahan 1800 (±900). Kabel yang umumnya terdapat pada motor servo ini terdiri dari 3 buah warna, yaitu merah, hitam, dan putih (atau kuning). Kabel merah
menunjukkan tegangan supply +5 V, hitam adalah menunjukkan tegangan 0 volt, dan putih (atau kuning) adalah posisi sinyal.
Gambar 16. Gerak Motor Servo berdasarkan pulsa
motor servo akan berputar ke arah Counter Clock Wise (CCW). Dengan pulsa 1.5
ms, servo akan berputar ke arah centre atau tengah. Dan dengan 2 ms, servo akan berputar ke arah Clock Wise (CW). Gambar 16 menunjukkan pergerakan servo berdasarkan masukan pulsa.
4. Liquid Crystal Display (LCD)
LCD digunakan sebagai penampil data yang terdapat pada mikrokontroler, yaitu berupa Real Time Clock, nilai suhu, serta pengaturan timer. Waktu dan nilai suhu
yang ditampilkan adalah waktu dan nilai suhu saat ini. Selain waktu dan nilai suhu kita dapat melihat pilihan pengaturan untuk Real Time Clock serta timer 1 dan timer 2 pada LCD.
G. Perancangan Perangkat Lunak
Bahasa pemrograman yang digunakan pada sistem penyiraman tanaman otomatis ini adalah bahasa C. Fungsi perangkat lunak yang dibuat adalah sebagai berikut :
1. Mengirimkan perintah kepada sensor suhu LM35 untuk mendeteksi suhu
udara di sekitar tempat tanaman yang akan disiram. 2. Menerima data suhu hasil deteksi dari sensor suhu LM35.
3. Memberikan Pulse Width Modulation (PWM) ke driver motor untuk menggerakkan motor servo pada kondisi tertentu untuk membuka dan menutup keran.
4. Mengirimkan perintah kepada LCD untuk menampilkan data yang terdapat pada mikrokontroler, yaitu berupa Real Time Clock, nilai suhu, serta pengaturan timer.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A.Realisasi Perangkat Keras
Hasil dari perancangan perangkat keras sistem penyiraman tanaman secara otomatis menggunakan sensor suhu LM35 ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 18. Rangkaian input dan pengendali utama
Keterangan gambar :
1. Rangkaian power supply 2. Soket Downloader
7
1
1
8
6
4
2
3. Sensor suhu LM35
4. Mikrokontroler ATMega8535
5. Push button pengaturan Real Time Clock (RTC) dan timer
6. RTC DS1307 dan baterai bios 3V
7. Liquid Crystal Display (LCD) 8. Konektor motor servo
Pengujian perangkat keras bertujuan untuk mengetahui apakah sistem yang dirancang dapat berjalan dengan baik atau tidak. Adapun perangkat keras yang diuji antara lain :
1. Rangkaian Power Supply 2. Pengendali utama
3. Sensor suhu LM35 4. Motor servo 5. RTC DS1307
6. Liquid Crystal Display (LCD)
1. Pengujian Rangkaian Power Supply
Masukan rangkaian DC 5 volt bersumber dari tegangan AC 220 volt yang
disearahkan dengan menggunakan 4 buah dioda. Gambar 18 adalah skematik Power Supply dengan keluaran 5V DC yang merupakan rangkaian penyearah DC 5 volt.
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui besarnya tegangan dan arus yang dihasilkan apakah dapat mencatu rangkaian mikrokontroler secara keseluruhan
dan dapat menggerakkan motor servo. Untuk mengetahui arus dan tegangan yang dibutuhkan oleh beban maka dipasang resistor sebagai analogi beban.
Sumber Listrik dari PLN berupa tegangan 220 V dihubungkan ke trafo step down,
maka output dari trafo berupa tegangan 9 Vac. Tegangan 9 Vac tersebut kemudian diserahkan menggunakan rangkaian penyearah gelombang penuh yang terdiri dari empat buah dioda.
Pada saat siklus pertama plus (+), minus (-) dioda berkonduksi. Ada dua dioda
yang berkonduksi yaitu dioda 1 dan dioda 2, sehingga mendapatkan output setengah gelombang pertama. Kemudian pada saat siklus kedua minus (-), plus (+) yang berkonduksi ada dua buah dioda yaitu dioda tiga dan dioda empat.
Gambar 20. Bentuk gelombang input 5 Volt DC
2. Pengujian Pengendali Utama
Pengujian terhadap pengendali utama bertujuan untuk mengetahui apakah
mikrokontroler ATMega8535 yang digunakan pada rangkaian dapat bekerja dengan baik atau tidak. Cara pengujiannya adalah dengan mengecek setiap pin input dan output yang ada pada mikrokontroler tersebut. Selain itu juga dilakukan pengujian terhadap pin dari mikrokontroler yang dihubungkan dengan konektor LCD, motor servo, dan sensor LM35.
Cara mengetahui apakah pin-pin pada mikrokontroler dapat bekerja dengan baik
adalah dengan mengukur tegangan pada setiap pin tersebut. Apabila mikrokontroler diberikan logika high, tegangan yang terukur sekitar 4,5 – 5,5 V. Dan apabila diberikan logika low, tegangan yang terukur mendekati 0 V. Nilai tersebut didapat dari datasheet mikrokontroler ATMega8535. Pengujian pada mikrokontroler ATMega8535 dilakukan dengan mengambil satu sampel yaitu
Pengukuran dilakukan dengan cara memberikan logika high dan low pada pin yang akan diukur dan hasilnya dapat langsung dilihat pada multimeter digital yang digunakan. Pada pin A0, ketika diberikan logika high nilai yang terbaca adalah 4,53 volt dan ketika diberikan logika low nilai yang terbaca adalah 0.07 mvolt. Sedangkan pada pin C7, ketika diberikan logika high nilai yang terbaca adalah 4,57 volt dan ketika diberikan logika low nilai yang terbaca adalah 0.07 mvolt. Dengan demikian dapat dilihat bahwa nilai yang didapat telah sesuai dengan datasheet mikrokontroler ATMega8535, sehingga dapat digunakan pada
rangkaian.
3. Pengujian Sensor Suhu LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor
Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan
linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan
kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA
dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu
kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
Pengujian sensor LM35 ini dilakukan setelah terpasang pada rangkaian. Pada saat
rangkaian diletakkan pada suatu ruangan, maka sensor suhu akan mendeteksi suhu ruangan tersebut. Data suhu hasil pengujian dapat langsung dilihat pada LCD. Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa suhu
ruangan yang diuji pada malam hari berkisar antara +23°C sampai dengan +26°C. Sedangkan suhu ruangan yang diuji pada siang hari berkisar antara +26°C sampai
dengan +28°C.
Sensor suhu LM35 memiliki 3 pin yang terdiri dari pin GND (ground), tegangan
keluaran (Vout), serta tegangan masukan (+Vs). Pada rangkaian pengendali utama pin Vout pada LM35 dihubungkan pada pin A0 mikrokontroler ATMega8535.
Sebagai isyarat masukan LM35 menerima perintah dari mikrokontroler untuk mendeteksi suhu udara di sekitar sensor. Kemudian sensor LM35 memberikan isyarat keluaran berupa nilai suhu yang telah dideteksi. Data hasil pendeteksian
tersebut kemudian ditampilkan pada LCD.
Suhu yang dapat dideteksi oleh sensor suhu LM35 memiliki rentang antara -55°C sampai dengan +150°C. Sensor LM35 dapat langsung dihubungkan pada
Gambar 21. Susunan pin sensor LM35
Berdasarkan datasheet, sensor LM35 menunjukkan bahwa setiap kenaikan 10 mV mewakili kenaikan suhu 1ºC. Hasil pengukuran tegangan LM35 dan pengukuran suhu dengan termometer terlihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil pengukuran tegangan LM35 dan pengukuran suhu dengan termometer
Suhu Termometer (0C) Tegangan Keluaran LM35 (mV)
Pengkonversian tegangan keluaran ke suhu dari LM35 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
Suhu LM35 = Tegangan keluaran x 10
Faktor pengali 10 disebabkan karena setiap kenaikan 10 mV mewakili kenaikan suhu 1ºC.
Dari tabel dapat diambil contoh pada saat suhu 360C yang terukur dengan
termometer, tegangan keluaran dari LM35 adalah sebesar 3.58 mV, maka dapat dihitung hasil konversi dari tegangan keluaran ke suhu sebagai berikut.
Suhu = 3.58 x 10 = 35.8 0C
Penulis melakukan percobaan dengan cara membandingkan suhu yang terukur
dari termometer dengan suhu yang terukur dari LM35. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui kesesuaian suhu yang terukur dari sensor LM35 bila dibandingkan
dengan alat pengukur suhu yang lain. Penulis mengambil contoh suhu pengukuran dari rentang 360C sampai dengan 410C karena suhu minimum yang dapat diukur menggunakan termometer adalah 340C dan suhu maksimum yang dapat diukur
adalah 420C.
4. Pengujian Motor Servo
Pengujian motor servo dilakukan untuk mengetahui apakah motor servo dapat
memutar sesuai dengan yang diinginkan dan layak untuk digunakan. Pengujian pada motor servo dilakukan dengan cara memberikan program pada mikrokontroler terlebih dahulu. Program tersebut merupakan program untuk
memberikan perintah kepada driver motor servo agar memutar motor servo ke posisi 900. Pada sistem yang dibuat, program ini digunakan untuk membuka keran pada waktu yang telah ditetapkan. Setelah dilakukan pengujian motor servo dapat
berputar dengan baik.
Kemudian motor servo juga diuji dengan menggunakan program yang bertujuan untuk memberikan perintah kepada driver motor servo agar memutar motor servo
ke posisi 00. Pada sistem yang dibuat, program ini digunakan untuk menutup keran ketika proses penyiraman tanaman telah selesai dilakukan. Setelah
dapat digunakan pada perancangan sistem penyiraman tanaman secara otomatis
ini. Waktu yang digunakan untuk melakukan pemutaran adalah sekitar 0.5 detik.
5. Pengujian RTC DS1307
DS1307 adalah IC serial Real Time Clock (RTC) di mana alamat dan data ditransmisikan secara serial melalui sebuah jalur data dua arah I2C. Oleh karena menggunakan jalur data I2C, maka hanya memerlukan dua buah pin saja untuk
komunikasi. Pin yang digunakan yaitu pin untuk data (SDA) dan pin untuk sinyal clock (SCL).
Untuk mengaktifkan DS1307 cukup dengan menggunakan program sebagai
berikut.
void read_rtc(void){
unsigned char i, tmp_data,y;
i2c_start();
i2c_write(RTC_ADDR);
i2c_write(0); i2c_stop(); i2c_start();
i2c_write(RTC_ADDR | 1);
void write_rtc(unsigned char alamat, unsigned char data){ i2c_start();
if (alamat < 7)
i2c_write(dec2bcd(data)); else
i2c_write(data); i2c_stop(); }
unsigned char read_nvram(unsigned char alamat){ unsigned char tmp_data;
i2c_start();
i2c_write(RTC_ADDR);
i2c_write(alamat); i2c_stop();
i2c_start();
i2c_write(RTC_ADDR | 1); tmp_data = i2c_read(0); i2c_stop();
return tmp_data; }
6. Pengujian Liquid Crystal Display (LCD)
Tampilan pada menu adalah untuk memudahkan pengguna dalam memberikan
pengaturan terkait dengan Real Time Clock (RTC) dan timer. Parameter pengujian LCD pada sistem penyiraman tanaman otomatis ini adalah berdasarkan fungsi
LCD itu sendiri, yaitu untuk menampilkan :
a. Bentuk tampilan awal yang diberikan pada LCD, yaitu real time clock dan suhu. Ketika power supply dinyalakan, maka pada LCD akan langsung menampilkan tampilan seperti yang terlihat pada Gambar 22.
Gambar 22. Tampilan Awal LCD
b. Tampilan dari LCD untuk menu pilihan. Ada 5 push button yang berfungsi sebagai media melakukan pilihan. Pilihan awal berupa :
- Atur Waktu Saat ini
- Atur Timer 1
Gambar 24. Pilihan Atur Timer 1
- Atur Timer 2
Gambar 25. Pilihan Atur Timer 2
- Keluar
B.Realisasi Perangkat Lunak
Realisasi perangkat lunak pada sistem penyiraman tanaman secara otomatis ini adalah dengan cara memprogram pengendali utama, yaitu mikrokontroler
ATMega8535. Program pada pengendali utama berupa perintah yang diberikan kepada sensor suhu LM35, LCD serta driver motor servo sesuai dengan fungsinya masing-masing. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C.
Sistem yang telah dibuat ini telah diatur untuk dapat melakukan penyiraman tanaman secara otomatis sebanyak dua kali dalam satu hari. Hal ini dikarenakan
sistem ini menggunakan dua fungsi timer yang dapat diatur sesuai dengan keinginan pengguna. Fungsi timer 1 digunakan untuk mengatur waktu penyiraman pertama, dan fungsi timer 2 digunakan untuk mengatur waktu penyiraman kedua.
Adapun cara penggunaan alat penyiraman tanaman secara otomatis ini adalah
sebagai berikut :
1. Atur waktu saat ini
Menu ini digunakan untuk mengatur tanggal, bulan dan tahun sesuai dengan
waktu saat ini. Selain itu, juga untuk mengatur jam, menit dan detik yang juga sesuai dengan waktu saat ini. Waktu telah diatur dalam format 24 jam. Pengaturan
2. Tentukan nilai timer 1
Timer 1 digunakan untuk menentukan waktu penyiraman pertama yang akan dilakukan oleh sistem. Nilai timer 1 dapat ditentukan sesuai dengan keinginan. Pada tugas akhir ini timer 1 on telah diatur pada pagi hari, yaitu jam 07, menit 00, serta detik 00. Kemudian kita juga dapat mengatur timer 1 off sebagai batas waktu penyiraman tanaman. Pada tugas akhir ini timer 1 off telah diatur pada jam
07, menit 01, serta detik 00. Hal ini berarti bahwa penyiraman tanaman yang dilakukan oleh sistem ini untuk waktu penyiraman pertama adalah selama satu
menit. Pada waktu penyiraman pertama ini, sistem hanya akan bekerja apabila suhu di sekitar tempat tanaman yang akan disiram lebih dari 250C.
3. Tentukan nilai timer 2
Timer 2 digunakan untuk menentukan waktu penyiraman kedua yang akan dilakukan oleh sistem. Pengaturan timer 2 ini dapat dilakukan dengan cara pengaturan yang sama dengan timer 1. Kalau pada timer 1, waktu penyiraman diatur pada pagi hari, maka pada timer 2 ini waktu penyiraman dapat diatur untuk sore hari. Pada tugas akhir ini timer 2 on telah diatur pada jam 17, menit 00, serta
detik 00. Sedangkan timer 2 off telah diatur pada jam 17, menit 01, serta detik 00. Hal ini berarti bahwa penyiraman tanaman yang dilakukan oleh sistem ini untuk
Setelah melakukan langkah-langkah di atas, maka sistem dapat bekerja sesuai
dengan keinginan pengguna. Cara kerja dari sistem ini dapat dilihat pada flowchart Gambar 27 untuk waktu penyiraman pertama, yaitu di pagi hari.
Mulai
Sedangkan cara kerja dari sistem untuk waktu penyiraman kedua, yaitu di sore
hari, dapat dilihat pada flowchart Gambar 28.
Mulai
Tabel 4. Sampel data pengujian sistem penyiraman tanaman secara otomatis menggunakan sensor suhu LM35 untuk waktu penyiraman pertama
Hari
Dari Tabel 4 dapat dilihat hasil pengujian terhadap sistem penyiraman tanaman
secara otomatis untuk waktu penyiraman pertama yang dilakukan dalam beberapa kali pengambilan data. Timer 1 telah diatur untuk on pada pukul 07:00:00 serta off
pada pukul 07:01:00. Ini berarti sistem bekerja selama 1 menit.
Pada saat pengambilan data, suhu udara pagi hari yang terdeteksi oleh sensor
LM35 berkisar antara 24.30C sampai dengan 26.10C. Pada saat suhu udara kurang dari 250C, seperti pada data ke-1, 3, 7 dan 8, sistem tidak bekerja. Hal ini
dikarenakan suhu minimum yang telah diatur pada program adalah 250C. Sebaliknya, ketika suhu udara yang terdeteksi oleh LM35 lebih dari 250C, maka sistem akan dapat bekerja menyiram tanaman secara otomatis. Hal ini dapat
Tabel 5. Sampel data pengujian sistem penyiraman tanaman secara otomatis menggunakan sensor suhu LM35 pada waktu penyiraman kedua
Hari
Dari Tabel 5 dapat dilihat hasil pengujian terhadap sistem penyiraman tanaman secara otomatis untuk waktu penyiraman kedua yang juga dilakukan dalam beberapa kali pengambilan data. Timer 2 telah diatur untuk on pada pukul 17:00:00 serta off pada pukul 17:01:00. Sama seperti penyiraman pertama, ini berarti sistem bekerja selama 1 menit.
Oleh karena pengambilan data dilakukan pada musim penghujan, maka suhu udara sore hari yang terdeteksi oleh sensor LM35 berkisar antara 25.70C sampai
dengan 26.40C seperti yang dapat dilihat pada data ke-1, 2, 3, 4 dan 5. Sedangkan suhu minimum yang telah diatur pada program adalah 270C. Hal ini dimaksudkan
agar sistem dapat selalu digunakan walaupun bukan pada musim penghujan seperti pada waktu dilakukan pengujian.
Pengujian pertama menggunakan solder yang telah dipanaskan kemudian
didekatkan pada sensor suhu LM35 hingga sensor mendeteksi suhu sebesar 28.5°C dan 32.3°C, seperti pada data ke-6 dan 7. Karena nilai suhu tersebut lebih
besar dari nilai minimum yang telah diatur pada program, maka sistem dapat bekerja. Untuk data ke-8, 9 dan 10 pengujian dilakukan dengan cara mendekatkan sensor suhu LM35 pada api yang berasal dari korek api, sehingga sensor
mendeteksi suhu sebesar 29.2°C, 30.5°C, serta 33.9°C. Sama halnya seperti data ke-6 dan 7, maka sistem dapat bekerja karena suhu yang terdeteksi oleh LM35
melebihi batas suhu minimum yang telah diatur pada program dalam mikrokontroler ATMega8535 yang digunakan sebagai pengendali utama.
Proses mendekatkan dengan sumber panas yang telah dilakukan pada sensor LM35 tidak akan merusak kinerja sensor, karena LM35 dapat mendeteksi suhu
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Sensor suhu LM35 ... 7
2. Typical Aplication LM35 ... 8
3. Arsitektur ATMega8535 ... 11
4. Konfigurasi Pin ATMega8535 ... 14
5. Motor Servo ... 15
6. Panjang pulsa dapat mempengaruhi perputaran motor ... 16
7. Hubungan antara motor servo dengan pengendali mikro………... 16
8. Susunan alamat pada LCD ... 17
9. Sistem kendali on-off berbasis mikroprosesor……… ... 19
10. Diagram alir perancangan dan realisasi alat ... 23
12. Blok diagram perancangan sistem ... 25
13. Susunan pin sensor LM35 ... 28
14. Diagram Pengkabelan LM35 ... 28
15. Motor Servo Standard... 29
16. Gerak Motor Servo berdasarkan pulsa ... 30
17. Rangkaian skematik LCD ... 31
18. Rangkaian input dan pengendali utama ... 33
19. Skematik Power Supply dengan Keluaran 5V DC ... 34
20. Bentuk gelombang input 5 Volt DC ... 36
21. Susunan pin sensor LM35………... .. 39
22. Tampilan Awal LCD ... 43
23. Pilihan Atur Waktu Saat ini ... 43
24. Pilihan Atur Timer 1... 44
25. Pilihan Atur Timer 2 ... 44
26. Pilihan Keluar ... 44
28. Diagram Alir Cara Kerja Sistem untuk Waktu Penyiraman
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK... i
LEMBAR PENGESAHAN... iii
RIWAYAT HIDUP... v
LEMBAR PERSEMBAHAN... vii
MOTTO... viii
SANWACANA... ix
DAFTAR ISI... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR TABEL... xix
I. PENDAHULUAN... ... 1
A. Latar Belakang ... ... 1
B. Tujuan Penelitian... 2
C. Manfaat Penelitian ... 2
D. Rumusan Masalah ... 2
E. Batasan Masalah ... 2
F. Hipotesis ... 3
II.TINJAUAN PUSTAKA……… 5
C. Tahap-tahap Dalam Perancangan Tugas Akhir ... 22
D. Spesifikasi Alat ... 24
1. Pengujian Rangkaian Power Supply ... 34
2. Pengujian Pengendali Utama ... 36
4. Pengujian Motor Servo ... 40
5. Pengujian RTC DS1307……….... 41
6. Pengujian Liquid Crystal Display (LCD) ... 42
B. Realisasi Perangkat Lunak ... 45
V. SIMPULAN DAN SARAN ... 52
A. Simpulan ... 52
B. Saran ... 53
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
A. Gambar Rancang Bangun Sistem Penyiraman Tanaman Secara Otomatis Menggunakan Sensor Suhu LM35 berbasis ATMega8535
B. Skematik Rangkaian C. Print out rangkaian di PCB D. Prosedur Pengoperasian Sistem E. Perincian Dana Pembuatan Alat
F. Listing Program Sistem Penyiraman Tanaman Secara Otomatis Menggunakan Sensor Suhu LM35 berbasis ATMega853
G. Datasheet - LM35
- ATMega8535 - RTC DS1307 - Standar Servo
DAFTAR PUSTAKA
Arifin, Hadi Susilo dan Nurhayati HS Arifin, 2005. Pemeliharaan Taman. Edisi Revisi. Penebar Swadaya, Jakarta.
Hasan, B.J. 1988. Dasar-dasar Agronomi. Rajawali Press. Jakarta.
Martin, Jeff., dkk. 2005. BASIC Stamp Syntax and Reference Manual. California, USA : Parallax, Inc.
Tinder, Richard F. 1991. Digital Engineering Design A Modern Approach. Prentice Hall International Editions.
Universitas Lampung. 2007. Format Penulisan Karya Ilmiah. Universitas Lampung. Bandar Lampung.
Wardhana, Lingga. 2006. Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535. C.V. Andi Offset. Yogyakarta.
http://www.atmel.com/atmega8535.htm Tanggal diakses 24 Juni 2008 http://www.sensirion.com
Tanggal diakses 29 Juli 2008
http://organisasi.org/faktor-yang-mempengaruhi-perkembangan-dan-pertumbuhan-tumbuhan-tanaman-teori-biologi
Tanggal diakses 11 Agustus 2008
http://www.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/download_f iles/artikel/AN27.pdf
Tanggal diakses 20 Juni 2008
http://www.parallax.com/dl/docs/prod/motors/stdservo.pdf Tanggal diakses 20 Agustus 2008
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/LM35.pdf Tanggal diakses 18 November 2009
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/DS1307.pdf Tanggal diakses 18 November 2009
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Susunan Kaki LCD M1632 pada Pengendali Utama ... 19
2. Alat dan bahan ... 21 3. Hasil pengukuran tegangan LM35 dan pengukuran suhu
dengan termometer……….. 39
4. Sampel data pengujian sistem penyiraman tanaman secara otomatis menggunakan sensor suhu LM35 untuk waktu
penyiraman pertama ... 49 5. Sampel data pengujian sistem penyiraman tanaman secara
otomatis menggunakan sensor suhu LM35 pada waktu
( S k r i p s i )
O l e h L I O T Y U T A M I
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
O l e h L I O T Y U T A M I
S k r i p s i
S e b a g a i s a l a h s a t u s y a r a t u n t u k m e n c a p a i g e l a r S a r j a n a T e k n i k
P a d a
J u r u s a n T e k n i k E l e k t r o
F a k u l t a s T e k n i k U n i v e r s i t a s L a m p u n g
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
