LAPORAN PROJEK AKHIR 2 WINDA ANGELINA SITUMORANG

(1)

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2020

SISTEM MONITORING PENYIRAMAN TANAMAN OTOMATIS BERBASIS NodeMCU ESP8266

LAPORAN PROJEK AKHIR 2

WINDA ANGELINA SITUMORANG

172411049

(2)

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2020

PROJEK AKHIR 2

DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGASN DAN MEMENUHI SYARAT MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA

WINDA ANGELINA SITUMORANG

172411049

(3)

PERNYATAAN ORISINALITAS

LAPORAN PROJEK AKHIR 2

Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 29 Juli 2020

Winda Angelina Situmorang 172411049

(4)

(5)

SISTEM MONITORING PENYIRAMAN TANAMAN OTOMATIS BERBASIS NodeMCU ESP8266

ABSTRAK

Pada penulisan tugas akhir ini dilakukan rancang bangun suatu alat yang dapat menyiram tanaman secara otomatis menggunakan sensor kelembaban tanah yang dikendalikan oleh NodeMCU ESP8266 dan diinstruksikan kepada android untuk menampilkan nilai kelembaban tanah. Sensor Kelembapan Tanah berfungsi sebagai pendeteksi kelembapan pada tanah ,dan sensor kekeruhan air untuk mendeteksi polusi air dan digunakan NodeMCU ESP8266 untuk memproses masukan yang kemudian pada LCD akan ditampilkan berapa kondisi dari tanah tumbuhan. Alat ini menggunakan Pompa Air untuk mengaliri air ke tumbuhan dengan perintah dari NodeMCU ESP 8266.

Sistem penyiram tanaman yang telah dibuat dapat menyiram tanaman secara otomatis.

Android akan menerima dan menampilkan nilai dari kondisi tanah apakah kering, lembab atau basah sesuai dengan pembacaan dari sensor kelembaban tanah. Kemudian sensor kekeruhan air berfungsi mengukur kualitas air dengan mendeteksi tingkat kekeruhannya.

Kata kunci : Android, NodeMCU ESP8266, Sensor Kelembaban, Sensor Kekeruhan Air.

(6)

MONITORING SYSTEM AUTOMATIC PLANT WATERING NodeMCU ESP8266 BASED

ABSTRACT

In the writing of this final project, a device that can water plants automatically uses a soil moisture sensor controlled by NodeMCU ESP8266 and instructed android to display the soil moisture value. Soil Moisture Sensor functions as a moisture detector in the soil, and a water turbidity sensor to detect water pollution and is used by NodeMCU ESP8266 to process input which then displays on the LCD what the conditions of the plant soil are. This tool uses a water pump to flow water to plants with orders from NodeMCU ESP 8266. The plant sprinkler system that has been created can water plants automatically. Android will receive and display the value of the soil condition whether dry, humid or wet according to the reading from the soil moisture sensor. Then the water turbidity sensor functions to measure water quality by detecting the level of turbidity.

Keywords: Android, NodeMCU ESP8266, Humidity Sensor, Water Turbidity Sensor

(7)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa dan Maha Penyayang, dengan limpahan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan project akhir ini dengan judul “Sistem Monitoring Penyiraman Tanaman Berbasis NodeMCU ESP 8266”

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis tidak dapat lepas dari dukungan berbagai pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis ingin memberikan rasa hormat dan mengucapkan terima kasih kepada,

1. Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

2. Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi, dan juga sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada Penulis.

3. Junedi Ginting, S.Si, M.Si selaku Sekretaris Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi.

4. Junedi Ginting, S.Si, M.Si selaku Dosen Penguji

5. Ayahanda Marulam Situmorang dan Ibunda Artauli Sitanggang serta kakak Nancymona Situmorang dan adik Fajar Samuel Situmorang dan Charisa Venesa Situmorang serta keluarga yang selalu mendoakan dan memberi dukungan doa maupun materil.

6. Kakak Senior dan Seluruh sahabat yang senantiasa membantu dan memberikan semangat kepada Penulis.

Akhirnya diharapkan semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pembaca khususnya dan perkembangan dunia teknologi.

Medan, 29 Juli 2020

Winda Angelina Situmorang

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN i

PENGESAHAN ii

ABSTRAK iii

ABSTRACT iv

PENGHARGAAN v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR ix

DAFTAR LAMPIRAN x

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Batasan Masalah 2

1.4 Tujuan Penulisan 2

1.5 Manfaat Penulisan 2

1.6 Sistematika Penulisan 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1 NodeMCU ESP 8266 4

2.2 LCD 5

2.3 Pompa Air 6

2.4 Sensor Kelembaban Tanah 7

2.5 Relay 8

2.6 Sensor Kekeruhan Air 9

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 11

3.1 Blok Diagram Sistem 11

3.2 Rangkaian LCD 11

3.3 Rangkaian Sensor Kelembaban 12

3.4 Rangkaian Sensor Kekeruhan Air 12

3.5 Rangkaian Relay 13

3.6 Rangkaian pompa Air 13

3.7 Wifi 14

(9)

3.8 Android 14

3.9 Rangkaian NodeMCU ESP 8266 14

3.10 Flowchart 15

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 16

4.1 Pengujian ESP 8266 16

4.2 Pengujian LCD 16

4.3 Pengujian Relay 17

4.4 Pengujian Sensor Kelembaban Tanah 18

4.5 Pengujian Sensor Kekeruhan 19

4.6 Program Alat Keseluruhan 19

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 27

5.1 Kesimpulan 27

5.2 Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 28

LAMPIRAN 29

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul Halaman

4.1 Tabel Pengujian ESP 8266 16

4.2 Tabel Pengujian LCD 17

4.3 Tabel Pengujian Relay 17

4.4 Tabel Pengujian Sensor Kelembaban Tanah 18

4.5 Tabel Pengujian Sensor Kekeruhan 19

(11)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

Judul Halaman

2.1 NodeMCU ESP8266 5

2.2 LCD (Liquid Crystal Display) 6

2.3 Pompa Air 7

2.4 Sensor Kelembaban Tanah 8

2.5 Relay 9

2.6 Sensor Kekeruhan air 10

3.1 Diagram Blok 11

3.2 Rangkaian LCD 12

3.3 Rangkaian Sensor Kelembaban 12

3.4 Rangkaian Sensor Kekeruhan Air 13

3.5 Rangkaian Relay 13

3.6 Rangkaian pompa Air 13

3.9 Rangkaian NodeMCU ESP 8266 14

3.10 Flowchart 15

4.1 Pengujian ESP 8266 16

4.2 Pengujian LCD 17

4.3 Pengujian Relay 18

4.4 Pengujian Sensor Kelembaban Tanah 18

4.5 Pengujian Sensor Kekeruhan 19

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lampiran

1. Wiring Keseluruhan 30

2. Datasheet NodeMCU ESP 8266 31

(13)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penyiraman tanaman merupakan suatu kegiatan yang perlu diperhatikan dalam melakukan pemeliharaan tanaman, dikarenakan tanaman memerlukan asupan air yang cukup untuk melakukan fotosintesis dalam memperoleh kebutuhannya untuk tumbuh dan berkembang. Selain itu pemberian air yang cukup merupakan faktor penting bagi pertumbuhan tanaman, karena air berpengaruh terhadap kelembaban tanah. Tanpa air yang cukup produktivitas suatu tanaman tidak akan maksimal.

Pemilik tanaman atau petani biasanya melakukan penyiraman secara manual dengan memberikan air sesuai jadwal. Namun cara ini kurang efektif, karena membutuhkan banyak waktu dan tenaga. Pemilik juga tidak bisa meninggalkan tanaman dalam kurun waktu yang lama, karena tanaman dapat kekurangan air dan menyebabkan kematian. Komponen yang digunakan sebagai berikut lain nodeMCU ESP8266, sensor kelembaban, relay, LCD, pompa air, sensor kekeruhan air. Monitoring adalah sebuah mekanisme yang sudah menyatu untuk memeriksa sebuah sistem apakah sistem sudah berjalan sesuai rencana dan penyesuaian dapat diakukan dengan metodologis. Tujuan monitoring pada sistem ini untuk mendapatkan akurasi kelembaban yang ada pada tanah agar dapat dilaksanakannya penyiraman tanaman secara otomatis dengan air yang sudah melewati sensor kekeruhan air. Pada umumnya monitoring penyiraman tanaman otomaris menggunakan LCD (Liquid Crystal Display) untuk menunjukkan aktifitas atau memberikan informasi yang di tangkap oleh sistem. Monitoring akan memberikan informasi kelembaban tanah.

Berdasarkan uraian ini pentingnya mengatur kelembaban tanah yang tepat, maka perlu dirancang sebuah alat yang dapat memantau kelembaban tanah. Dimana alat ini dapat mengontrol dan melakukan penyiraman sesuai kebutuhan kelembaban tanah yang diperlukan. Karena kelembaban tanah dapat dengan mudah berubah setiap waktu tergantung cuaca dan persediaan air dalam tanah. Banyak masalah yang terjadi pada perawatan tanaman salah satunya adalah tanaman yang mati karena

(14)

penyiraman yang tidak tepat. Karena itulah timbul ide untuk membuat Sistem Monitoring Penyiram Tanaman Otomatis Berbasis NodeMCU ESP8266. Hal ini selain memudahkan manusia untuk memberi jumlah air yang tepat, juga memudahkan manusia sehingga tidak perlu lagi menyiram tanaman dan dapat menggunakan waktunya untuk melakukan aktivitas lain.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan diselesaikan dalam proyek elektronika adalah:

1. Bagaimana cara memperoleh data kelembaban tanah dan mengintegrasikannya dengan nodeMCU ESP8266 ?

2. Bagaimana cara mendeteksi tingkat kekeruhan atau kebersihan air untuk penyiraman tanaman ?

1.3 Tujuan

Tujuan pembuatan alat ini dilakukan untuk merancang alat penyiraman tanaman otomatis yang dapat mendeteksi kelembaban tanah dengan menggunakan sensor kelembaban tanah berbasis nodeMCU ESP8266 .

1.4 Batasan Masalah

1. Alat ini bekerja dengan mengukur kelembaban tanah dengan menggunakan sensor kelembaban tanah.

2. Menggunakan sensor kelembaban bertipe YL-69 (soil moisture sensor) untuk membaca kelembaban tanah.

3. Air yang akan dipergunakan untuk menyiram tanaman sudah melewati proses penyaringan.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah bagaimana sistem ini dapat meringankan pekerjaan menyiram tanaman, karna penyiraman tanaman dilakukan secara otomatis dilakukan pada waktu dan saat yang tepat.

(15)

1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir

Sistematika penulisan merupakan sebuah gambaran secara umum mengenai pembahasan dalam bab-bab. Sistematika penulisan laporan ini meliputi:

BAB I : PENDAHULUAN

Memuat latar belakang serta motivasi dari penyusun tugas akhir ini, serta permasalahan penelitian yang ada. Perumusan masalah, tujuan penelitian, dan manfaat penelitian terdapat di bab ini.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Memuat dasar-dasar teori yang menjadi landasan dalam penelitian ini.

Adapun teori yang dibahas dalam tinjauan pustaka antara lain nodeMcu ESP8266,

sensor kelembaban, relay, LCD, pompa air, sensor kekeruhan air.

BAB III : METODOLOGI PERCOBAAN

Memuat diagram block, rangkaian sensor arus, rangkaian sensor tegangan, dan rangkaian lainnya.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Memuat rancangan dari analisis dari hasil pengujian.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Memuat kesimpulan dari kegiatan yang dilakukan pada penelitian ini.

Dan saran mengenai perbaikan dan pengembangan lebih lanjut juga terdapat dalam bab ini.

(16)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 NodeMCU ESP8266

NodeMcu merupakan sebuah opensource platform IoT dan pengembangan Kit yang menggunakan bahasa pemrograman Lua untuk membantu programmer dalam membuat prototype produk IoT atau bisa dengan memakai sketch dengan arduino IDE.

Pengembangan Kit ini didasarkan pada modul ESP8266, yang mengintegrasikan GPIO, PWM (Pulse Width Modulation), IIC, 1-Wire dan ADC (Analog to Digital Converter) semua dalam satu board. Keunikan dari Nodemcu ini sendiri yaitu Boardnya yang berukuran sangat kecil yaitu panjang 4.83cm, lebar 2.54cm, dan dengan berat 7 gram.

Tapi walaupun ukurannya yang kecil, board ini sudah dilengkapi dengan fitur wifi dan firmwarenya yang bersifat opensource. Penggunaan NodeMcu lebih menguntungkan dari segi biaya maupun efisiensi tempat, karena NodeMcu yang ukurannya kecil, lebih praktis dan harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan Arduino Uno. Arduino Uno sendiri merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang banyak diminati dan memiliki bahasa pemrograman C++ sama seperti NodeMcu, namun Arduino Uno belum memiliki modul wifi dan belum berbasis IoT. Untuk dapat menggunakan wifi Arduino Uno memerlukan perangkat tambahan berupa wifi shield. NodeMcu merupakan salah satu prduk yang mendapatkan hak khusus dari Arduino untuk dapat menggunakan aplikasi Arduino sehingga bahasa pemrograman yang digunakan sama dengan board Arduino pada umumnya.

Spesifikasi NodeMCU ESP8266 adalah sebagai berikut :

 Tipe ESP8266 ESP-12E

 Vendor pembuatan LoLin

 USB port Micro Usb

 GPIO pin 13

 ADC 1 pin (10 bit)

 Usb to serial convertor CH340G

(17)

 Power input 5 Vdc

 Ukuran module 57 x 30 mm

Gambar 2.1 nodeMCU ESP8266

2.2 LCD (Liquid Crytal Display)

LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

• Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

• Mempunyai 192 karakter tersimpan.

• Terdapat karakter generator terprogram.

• Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

• Dilengkapi dengan back light.

Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :

1. pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan

(18)

menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

2. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

3. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 K ohm, jika tidak digunakan dihubungkan keground, sedangkan tegangan catu daya keLCD sebesar 5 Volt.

Gambar 2.2 Lcd (Liquid Crystal Display)

2.3 Pompa Air

Water pump atau pompa air merupakan elemen yang berfungsi untuk menyerap sekaligus mendorong air yang terdapat pada sistem pendinginan sehingga dapat bersikulisasi pada mesin. Rongga-rongga mesin yang dilewati sirkulasi akan mendinginkan suhu dinding pada booring silinder. Hal ini secara otomatis dapat menaikkan suhu mesin dan untuk selanjutnya proses pendinginan dilakukan dibagian radiator. Kelancaran sirkulasi air pendingin harus benar-benar dijaga sebab apabila kelancaran sirkulasi air terganggu dengan adanya karat atau kotoran-kotoran lain dapat menimbulkan kenaikan temperatur mesin atau bahkan menimbulkan kerusakan pada mesin. Pompa air dapat bekerja setelah mesin dihidupkan sebab pompa air bekerja

(19)

melalui bantuan v-belt. V -belt berfungsi untuk menggerakkan kipas yang mengalirkan air ke seluruh rongga-rongga mesin. Salah satu kerusakan yang terjadi pada pompa air adalah putusnya benda yang bertugas menggerakkan kipas ini.

Gambar 2.3 Pompa Air

2.4 Sensor Kelembapan Tanah

Sensor soil moisture merupakan sebuah sensor yang dapat mengukur kadar air atau kelembaban tanah. Pengaplikasian sensor ini biasa digunakan pada suatu tanaman, ada jenis tanaman yang tidak boleh terlalu lembab atau kering contohnya adalah jamur, sehingga kita membutuhkan adanya alat yang dapat mengukur kelembaban tanah.

Sensor ini menggunakan dua buah probe untuk melewatkan arus melalui tanah lalu membaca tingkat resistansinya untuk mendapatkan tingkat kelembaban tanah. Makin banyak air membuat tanah makin mudah mengalirkan arus listrik (resistansi rendah), sementara tanah kering sulit mengalirkan arus listrik (resistansi tinggi). Ada tiga buah pin yang terdapat pada sensor ini yang mana masing masing pin memiliki tugas sendiri sendiri, yaitu :

1. Analog output yang (kabel biru) , 2. Ground (kabel hitam), dan 3. Power (kabel merah).

Sensor ini merupakan sensor ideal untuk memantau kadar air tanah untuk tanaman.

Sensor ini menggunakan dua konduktor untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian

(20)

membaca nilai resistansi untuk mendapatkan tingkat kelembaban. Lebih banyak air dalam tanah akan membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (nilai resistansi lebih besar), sedangkan tanah kering akan mempersulit untuk menghantarkan listrik (nilai resistansi kurang). Sensor soil moisture dalam penerapannya membutuhkan daya sebesar 3.3 v atau 5 V dengan keluaran tegangan sebesar 0–4.2 V. Sensor ini mampu membaca kadar air yang memiliki 3 kondisi yaitu :

1.0–300: tanah kering/ udara bebas 2.300–700: tanah lembab 3.700–

950: di dalam air

Sensor ini memiliki 3 pin yang terdiri dari pin ground, 5 V dan data.

Gambar 2.4 Sensor Kelembapan Tanah

2.5 Relay

Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan oleh arus. Relay memiliki sebuah kumparan tegangan rendah yang dililitkan pada sebuah inti dan arus nominal yang harus dipenuhi output rangkaian pendriver atau pengemudinya. Arus yang digunakan pada rangkaian adalah arus DC. Jika sebuah penghantar dialiri oleh arus listrik, maka di sekitar penghantar tersebut timbul medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tersebut selanjutnya diinduksikan ke logam ferromagnetis. Dalam dunia elektronika, relay dikenal sebagai komponen

(21)

yang dapat mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70an, relay merupakan “otak” dari rangkaian pengendali. Baru setelah itu muncul PLC yang mulai menggantikan posisi relay.

Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut:

1. Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar.

2. Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya atau energi listrik Relay dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power supply nya. Secara fisik antara saklar atau kontaktor dengan electromagnet relay terpisah sehingga antara beban dan sistem kontrol terpisah. Bagian utama relay elektro mekanik adalah sebagai berikut:

1. Kumparan electromagnet 2. Saklar atau kontaktor 3. Swing Armature 4. Spring atau Pegas

Gambar 2.5 Relay

2.6 Sensor Kekeruhan Air

Sensor kekeruhan air merupakan sensor yang berfungsi mengukur kualitas air dengan mendeteksi tingkat kekeruhannya. Sensor ini memanfaatkan cahaya yang

(22)

dipancarkan pada LED yang kemudian hasil pemantulan cahaya yang akan dibaca oleh sensor. Sehingga semakin tinggi tingkat kekeruhan air yang akan dideteksi maka tingkat pemantulan cahaya yang diterima akan semakin sedikit, dan sebaliknya.

Gambar 2.6 Sensor Kekeruhan air

(23)

POWER SUPPLY BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Diagram Blok

Diagram blok sistem dirancang untuk dapat mengetahui prinsip kerja keseluruhan sistem ataupun rangkaian. Tujuan lainnya adalah memudahkan proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing bagian, sehingga dapat dibuat sistem sesuai dengan yang diinginkan. Berikut adalah diagram blok alat yang ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Blok

Sensor Kelembapan Tanah sebagai pendeteksi kelembapan pada tanah tumbuhan, sensor kekeruhan air untuk mendeteksi polusi air, NodeMCU ESP8266 sebagai pemproses dari masukan LCD sebagai keluaran untuk menampilkan kondisi tumbuhan Relay sebagai penggerak pompa Pompa Air sebagai keluaran untuk mengaliri air ke tumbuhan.

3.2 Rangkaian LCD (Liquid cristal display)

Liquid cristal display (LCD) adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Display yang

WIFI NodeMCU

ESP 8266

RELAY LCD

ANDROID SENSOR

KEKERUHAN AIR

POMPA AIR SOIL MOISTURE

SENSOR

(24)

digunakan adalah LCD 16x2, yaitu display 2x16 karakter. Karakter yang ditampilkan LCD 16x2 adalah karakter ASCII.

Gambar 3.2 rangkaian LCD

3.3 Rangkaian Sensor kelembaban tanah

Sensor ini merupakan sensor untuk memantau kadar air tanah untuk tanaman. Sensor ini menggunakan dua konduktor untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca nilai resistansi untuk mendapatkan tingkat kelembaban.

Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Kelembaban Tanah

3.4 Rangkaian Sensor kekeruhan Air

Sebagai Pendeteksi tingkat kekeruhan air dasar pembacaan kekeruhan air itu , dialat sensor tersebut ada sejenis sensor sumber cahaya dan penangkap cahaya, yang kemudian dilewatkan ke bagian air yang akan di lakukan pengukuran atau pengecekan kekeruhan.

(25)

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Kekeruhan Air

3.5 Rangkaian Relay

Untuk memutus dan menyambungkan arus pada pompa air.

Gambar 3.5 Rangkaian Relay

3.6 Rangkaian Pompa air

Pompa ini terbagi dua yaitu pompa sebagai pembuangan dan pompa pengisian setelah membaca signal data analog dari mikrokontroler.

Gambar 3.6 Rangkaian Pompa Air

(26)

3.7 Wifi

pengkoneksian pada android diinstruksikan kepada android untuk menampilkan nilai kelembaban tanah.

3.8 Android

Android akan menerima dan menampilkan nilai dari kondisi tanah apakah kering, lembab atau basah sesuai dengan pembacaan dari sensor kelembaban tanah.

3.9 Rangkaian NodeMCU ESP 8266

Sebagai pengolah data dari sensor memberi output dan pembacaan hasil dari sensor pembacan sensor. Rangkaian minimum sederhana minimal memiliki bagian Rangkaian catu daya DC dengan tegangan sesuai dengan tegangan suplai mikrokontroler. Rangkaian catu daya ini berfungsi untuk mensuplai sumber tegangan kemikrokontroler, agar mikrokontroler rmenyala.

Gambar 3.9 Rangkaian NodeMCU ESP 8266

(27)

START

Baca Sensor Kelembaban

Apakah Air Jernih

Tidak

Ya

Baca Sensor Kekeruhan Air

Relay On Relay Off

3.10 Flowchart

Tidak

Apakah Tanah Kering Ya

Tampilkan di LCD

(28)

Kirim ke Android via WIFI

(29)

4.1 Pengujian ESP 8266

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian pada rangkaian ESP 8266 ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber tegangan.

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Arduino

NO Jenis Pengukuran Nilai (V)

1 Tegangan Operasional 3,21

Gambar 4.1 Pengujian ESP 8266

4.2 Pengujian LCD

LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD. Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low „0‟ dan set high „1‟ pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW.

Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW berlogika low „0‟, maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high „1‟,

(30)

maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low „0‟.Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD.

Tabel 4.2 Hasil Pengujian LCD

NO Jenis Pengukuran Nilai (V)

1 Tegangan Operasional 4,76

Gambar 4.2 Nilai pengukuran LCD

4.3 Pengujian Driver Relay

Pada pengujian ini dapat dilakukan dengan pengecekan uotput yang telah dirangkai dengan sedemikian rupa, hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Driver Relay

NO Kondisi Nilai (V)

1 ON 4.75

2 OFF 0,00

(31)

Gambar 4.3 Relay pada saat ON (a) Relay pada saat OFF (b)

4.4 Pengujian Sensor Kelembaban Tanah

Sensor kelembaban tanah ini merupakan sensor ideal untuk memantau kadar air tanah untuk tanaman. Sensor ini menggunakan dua konduktor untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca nilai resistansi untuk mendapatkan tingkat kelembaban.

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Sensor Kelembaban Tanah

No Kondisi Nilai (V)

1 Lembab 0,002

2 Kering 3,17

Gambar 4.4 Pengunjian Sensor Kelembaban (b) Nilai pada saat Kering Pada saat lembab (a)

(32)

4.5 Pengujian Sensor Kekeruhan (Fotodioda)

Pengujian ini menggunakan air sebagai medianya sensor ini terdapat dua nilai yang akan digunakan yaitu analog dan digital, dan nilai yang akan ditampilkan yaitu nilai ADC.

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Sensor kekeruhan

No Kondisi Nilai (V) Nilai (ADC)

1 Jernih 0,037 10

2 Keruh 0,009 4

Gambar 4.5 Pengunjian Sensor (b) Nilai pada saat Keruh Kekeruhan Nilai Pada saat Jernih (a)

4.6 Program Alat Keseluruhan

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#define relay 14

#define soilSensor 12

#define waterSensor A0

// Set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display

(33)

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);

const char* ssid = "Xpectra";

const char* password = "superbox881";

WiFiServer server(80);

int countData = 0;

String dataUpdate;String content;

String s;

boolean keyData = 0;

unsigned long timeser;

int val;

int previousVal;

String notif;

int batasJernih = 5;

int soilState;

int waterState;

String dt1,dt2;

String soil,water,pump;

void setup() { // prepare GPIO2 pinMode(2, OUTPUT);

digitalWrite(2, 0);

(34)

// prepare GPIO2 pinMode(13, OUTPUT);

digitalWrite(13, 0);

pinMode(relay,OUTPUT);

digitalWrite(relay,LOW);

pinMode(soilSensor,INPUT);

// initialize the Serial Serial.begin(9600);

// initialize the LCD lcd.begin();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" WINDA ANGELINA ");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(" NIM: 172411049 ");

delay(2000);

lcd.clear();

// Connect to WiFi network Serial.println();

Serial.println();

Serial.print("Connecting to ");

Serial.println(ssid);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

(35)

delay(500);

Serial.print(".");

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Menghubungkan...");

}

Serial.println("");

Serial.println("WiFi connected");

// Start the server server.begin();

Serial.println("Server started");

// Print the IP address

Serial.println(WiFi.localIP());

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(WiFi.localIP());

delay(2000);

}

void loop() { printCountData();

// Check if a client has connected WiFiClient client = server.available();

if (!client) { return;

}

// Wait until the client sendssome data //Serial.println("new client");

(36)

while(!client.available()){

delay(1);

}

// Read the first line of the request String req = client.readStringUntil('\r');

//Serial.println(req);

client.flush();

// Match the request

if (req.indexOf("/gpio/1") != -1){

val = 0;

previousVal = val;

Serial.println("1");

keyData = 1;

}

else if (req.indexOf("/gpio/0") != -1){

notif = "";

val = previousVal;

Serial.println("0");

keyData = 0;

} else {

keyData = 0;

Serial.println("invalid request");

client.stop();

return;

}

(37)

// Set GPIO2 according to the request digitalWrite(2, val);

digitalWrite(13, val);

client.flush();

content = ("$|" + data + "\n");

// Prepare the response

//String s = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n<!DOCTYPE HTML>\r\n<html>\r\nGPIO is now ";

String s = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n";

s += content;

// Send the response to the client client.print(s);

delay(1);

//Serial.println("Client disonnected");

// The client will actually be disconnected

// when the function returns and 'client' object is detroyed }

void controlSystem(){

soilState = digitalRead(soilSensor);

waterState = analogRead(waterSensor);

// Serial.println(waterState);

// Cek kondisi tanah if(soilState == LOW) {

(38)

dt1 = " Tanah lembap ";

soil = "1"; //lembap }

else {

dt1 = " Tanah kering ";

soil = "0"; //kering }

// Cek kondisi air

if(waterState >= batasJernih) {

dt2 = "Air Jernih (" + String(waterState) +") ";

water = "1"; // jernih }

else {

dt2 = " Air Keruh (" + String(waterState) +") ";

water = "0"; //keruh }

// kondisi basah

if( soilState == LOW){

digitalWrite(relay,LOW); //pompa off pump ="0";

}

// kondisi kering

else if(soilState == HIGH){

// kondisi jernih

if(waterState >= batasJernih){

digitalWrite(relay,HIGH); //pompa on pump ="1";

}

(39)

// kondisi keruh else{

digitalWrite(relay,LOW); //pompa off pump ="0";

} } }

void printCountData() {

if(millis() > timeser +997) {

controlSystem();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(dt1);

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(dt2);

data = soil +"|" + water + "|" + pump + "|";

timeser = millis();

} }

(40)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan pembuatan, pengujian dan pembahasan pada proyek akhir yang berjudul sistem monitoring penyiraman tanaman otomatis berbasis nodeMCU ESP 8266.

Penerapan sistem IoT pada alat ini dapat membuat pemilik tanaman memantau tingkat kelembapan tanah tanaman sebagai tolak ukur pemberian air selama proses penyiraman, dan pengontrolan alat melalui smartphone android. Cara kerja alat ini adalah menggunakan input berupa sensor soil moisture YL-69 untuk mengukur kelembapan tanah dan sensor kekeruhan air untuk memastian airnya suda bersih pada NodeMCU ESP 8266. Hasil dari penelitian ini didapatkan bahwa alat dapat menampilkan status kelembapan tanah kering dan lembap kemudian melakukan penyiraman otomatis saat kondisi tanah terbaca kering, dan saat kondisi air jernih pada waktu penyiraman yang dikehendaki dan pengontrolan penyiraman melalui aplikasi smartphone android serta menghasilkan output berupa nyala LED, tampilan status terkoneksi access point dan kondisi kelembapan tanah pada LCD dan aplikasi smartphone android.

5.2 Saran

Dari hasil tugas akhir ini masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan untuk pengembangan lebih lanjut. Oleh karenanya penulis merasa perlu untuk memberi saran sebagai berikut

1. Agar waktu yang di berikan lebih panjang sehingga perancangan alat dan pengumpulan data dalam melakukan pengujian dapat di lakukan dengan maksimal.

2. Alat ini belum memiliki hasil yang di katakan sempurna karena memiliki banyak kendala dan sebaiknya jika ingin di kembangkan lagi lebih dapat teliti pada pemakaian sensor dll.

(41)

DAFTAR PUSTAKA

https://teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi relay/

Diakses : 19 Juni 2020

http://pujiiswandi42.blogspot.com/2016/01/lcd-16x2-dengan

arduino.html#:~:text=LCD%2016x2%20dengan%20Arduino,mentransmisikan

%20cahaya%20dari%20back%2D.

https://libratama.com/fungsi-dan-masalah-pada-pompa-air/

http://saptaji.com/2018/12/21/mengukur-kelembaban-tanah-sensor-soil-moisture- pada-arduino/

https://www.nyebarilmu.com/tutorial-mengakses-turbidity-sensor-atau-sensor- kekeruhan-air/

https://docplayer.info/53666115-Bab-ii-dasar-teori-gambar-1-1-board-nodemcu.html Diakses : 9 Juli 2020

http://repository.polimdo.ac.id/353/1/TE011370%20%20Jansen%20%20S.%20Wakur.p df