PROTOTIPE SISTEM IRIGASI BERBASIS INTERNET OF THINGS (IoT) DENGAN MENGGUNAKAN ATMEGA328P DAN ESP E TUGAS AKHIR

(1)

PROTOTIPE SISTEM IRIGASI BERBASIS INTERNET OF THINGS (IoT) DENGAN MENGGUNAKAN

ATMEGA328P DAN ESP8266 12-E

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh : Burhan Fathur Rabbani

201810150511021

JURUSAN D3 TEKNOLOGI ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2021

(2)

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PROTOTIPE SISTEM IRIGASI BERBASIS INTERNET OF THINGS (IoT) DENGAN MENGGUNAKAN ATMEGA328P

DAN ESP8266 12-E

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh:

BURHAN FATHUR RABBANI Nim. 201810150511021

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi DIII – Teknologi Elektronika

Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang

Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Ir. Ermanu Azizul H., M.T. Muhammad Nasar, S.T., M.Sc.

NIDN : 0705056501 NIDN : 0728127404

(3)

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PROTOTIPE SISTEM IRIGASI BERBASIS INTERNET OF THINGS (IoT) DENGAN MENGGUNAKAN ATMEGA328P

DAN ESP8266 12-E

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh:

BURHAN FATHUR RABBANI Nim.201810150511021

Telah dipertahankan di depan penguji dan dinyatakan diterima sebagai salah satu persyaratan memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)

Tangal Ujian : 13 September 2021 Wisuda Periode : IV Tahun 2021

Disetujui Oleh :

1. Dr. Ir. Ermanu Azizul H., M.T.

(Pembimbing I) NIDN : 0705056501

2. Muhammad Nasar, S.T., M.Sc.

(Pembimbing II) NIDN : 0728127404

3. Ir. Nur Kasan, M.T.

(Penguji I) NIDN : 0707106301

4. Mohammad Chasrun Hasani, M.T.

(Penguji II) NIDN : 0007086808

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Zulfatman, S.T., M.Eng., Ph.D.

NIDN : 0709117804

(4)

iv

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Burhan Fathur Rabbani NIM : 201810150511021

Fakultas/Jurusan : Teknik / DIII - Teknologi Elektronika

Judul Penelitian : Prototipe Ssistem Irigasi Berbasis Internet of Things (IoT) Dengan Menggunakan ATmega328P dan ESP8266 12-E

Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa hasil penelitian / tugas akhir dengan judul diatas merupakan karya saya sendiri dan tidak terdapat unsur-unsur penjiplakan karya penelitian atau karya ilmiah yang pernah dilakukan atau dibuat orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan daftar pustaka.

Apabila hasil penelitian ini terbukti terdapat unsur-unsur penjiplakan, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sanksi serta proses sesuai peraturan yang berlaku.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan segala kesadaran dan sebeneran-benarnya.

Malang, 17 Agustus 2021 Yang menyatakan,

Burhan Fathur Rabbani Mengetahui,

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Ir. Ermanu Azizul H., M.T. Muhammad Nasar, S.T., M.Sc.

NIDN: 0705056501 NIDN: 0728127404

(5)

v

LEMBAR PERSEMBAHAN

Segala puji bagi Allah SWT. Tuhan Semesta Alam yang telah memberi rahmat, kasih sayang dan petunjuk-Nya sehingga tugas akhir dengan judul

“Prototipe Sistem Irigasi Berbasis Internet of Things (IoT) Dengan Menggunakan ATmega328P dan ESP8266 12-E” ini dapat terselesaikan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Teknik (A.Md.T). Sholawat serta salam tetap tercurahkan kepada junjungan kami Nabi Muhammad SAW. yang akan memberi syafa’at kepada seluruh umat di hari akhir kelak. Penyusunan tugas akhir ini tentu tidak lepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Allah SWT atas segala rahmad dan hidayahnya hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

2. Bapak dan Ibu tercinta yang dengan kesabaran dan pengorbanan selalu memberikan dorongan, semangat, bantuan material maupun non-material agar penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

3. Bapak Dr. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang.

4. Bapak Dr. Ahmad Mubin, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

5. Ibu Zulfatman, S.T., M.Eng., Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.

6. Dosen pembimbing Bapak Dr. Ir. Ermanu Azizul H., M.T. Dan Bapak M.

Nasar, ST., M.Sc yang telah meluangkan waktu serta dengan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan dalam menyusun Tugas Akhir ini 7. Seluruh Dosen D3 – Teknologi Elektronika yang telah mengajarkan ilmu

kepada penulis dan tak akan pernah bisa untuk penulis membalasnya.

Semoga Allah SWT membalas jasa bapak dan ibu, amiinn.

8. Teman – teman seperjuangan lainnya yang selalu memberi motivasi dan semangat selama ini. Dan kenangan yang tercipta selama tiga tahun ini semoga selalu menjadi kenangan terindah yang tak terlupakan.

(6)

vi

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puja dan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat serta hidayah-Nya kepada penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul :

“Prototipe Sistem Irigasi Berbasis Internet of Things (IoT) Dengan Menggunakan ATmega328P dan ESP8266 12-E”

Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat studi yang harus ditempuh oleh seluruh mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang, guna menyelesaikan akhir studi pada jenjang program Diploma 3.

Dalam penulisan laporan ini penulis tentu tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang telah dengan ikhlas memberikan bantuan baik secara moril maupun spiritual sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

Penulis dangat menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi kedepannya.

Malang, 17 Agustus 2021

Burhan Fathur Rabbani

(7)

vii

ABSTRAK

Sistem irigasi di Indonesia pada umumya menggunakan sistem manual, dimana sistem pengontrolan saluran irigasi ke sawah masih menggunakan cara tradisional. Sistem tradisional ini membutuhkan kehadiran lansung petani untuk membuka dan menutup pintu air yang dimana membutuhkan waktu dan tenaga dan tentu tidak cocok untuk lahan luas. Sistem pengontrol irigasi berbasis Internet of Things (IoT) dengan menggunakan mikrokontroler Atmega328P dan Modul ESP8266 ESP-12E adalah sebuah sistem yang dibuat untuk meringankan kerja petani dalam hal pengontrolan irigasi lahan pertanian mereka secara online dan realtime.

Sistem ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi kerja petani dengan cara pengontrolan jarak jauh. Hardware yang digunakan, antara lain servo SG90 yang digunakan untuk pembuka dan penutup pintu air, DHT11 digunakan sebagai pendeteksi suhu dan kelembapan area sekitar, untuk mendeteksi kelembapan tanah menggunakan sensor Soil Moisture, Water Flow Sensor yang mampu mengukur debit 1 L/menit sampai 30 L/menit dan sebagai pusat pengontrolan menggunakan mikrokontroler ATmega328P dibantu dengan modul WiFi ESP8266 ESP-12E yang di integrasikan dengan aplikasi android Blynk.

Sistem kontrol pintu irigasi ini menggunakan aplikasi smartphone, yaitu aplikasi Blynk. Fitur yang akan ditampilkan pada aplikasi Blynk, yaitu suhu dan kelembapan area sekitar, kelembapan tanah, debit air, dan tombol untuk membuka dan menutup pintu air. Fitur pada aplikasi Blynk akan sangat membantu para petani untuk memantau suhu dan kelembapan di area sekitar yang akan mempengaruhi perubahan pada kelembapan tanah, ketika angka kelembapan tanah tidak sesuai dengan angka kelembapan yang dibutuhkan oleh tanaman, maka petani dapat mengambil keputusan dengan membuka portal air. Jika kelembapan tanah sudah memenuhi syarat tanaman, maka petani juga bisa menutup portal air melalui aplikasi Blynk.

Kata kunci: ESP8266-12E, ATmega328P, Blynk, Internet Of Things (IoT), realtime

(8)

viii

ABSTRACT

The irrigation system in Indonesia generally uses a manual system, where the control system for irrigation channels to rice fields still uses the traditional method. This traditional system requires the direct presence of farmers to open and close the floodgates which requires time and effort and is certainly not suitable for large areas. An Internet of Things (IoT) based irrigation control system using the Atmega328P microcontroller and the 12-E ESP8266 Module is a system created to ease the work of farmers in controlling their agricultural land irrigation online and in real time.

This system aims to improve the work efficiency of farmers by means of remote control. The hardware used includes the SG90 servo which is used to open and close the floodgates, the DHT11 is used to detect the temperature and

humidity of the surrounding area, to detect soil moisture using a Soil Moisture sensor, Water Flow Sensor Flowmeter which is able to measure the discharge from 1 L/minute to 30 L/minute and as a control center using the ATmega328P microcontroller assisted by the ESP8266-12-E wifi module which is integrated with the Blynk android application.

This irrigation door control system uses a smartphone application, namely the Blynk application. Features that will be displayed in the blynk application, namely the temperature and humidity of the surrounding area, soil moisture, water flow, and buttons to open and close the floodgates. The features in the Blynk application will really help farmers to monitor the temperature and

humidity in the surrounding area which will affect changes in soil moisture, when the soil moisture number does not match the humidity number needed by the plant, farmers can make decisions by opening a water portal. If the soil moisture meets the plant requirements, farmers can also close the water portal through the Blynk application.

Keywords: ESP8266-12E, ATmega328P, Blynk, Internet of Things (IoT), realtime

(9)

ix DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PERSETUJUAN……….. ii

LEMBAR PENGESAHAN………... iii

LEMBAR PERNYATAAN……….. iv

LEMBAR PERSEMBAHAN……… v

KATA PENGANTAR………... vi

ABSTRAK……… vii

ABSTRACT……….. viii

DAFTAR ISI………. ix

DAFTAR TABEL………. xi

DAFTAR GAMBAR………... xi

BAB 1 PENDAHULUAN………. 1

1.1 Latar Belakang………... 1

1.2 Rumusan Masalah……….. 3

1.3 Batasan Masalah………. 3

1.4 Tujuan Penelitian ………... 3

1.5 Manfaat Penelitian……….. 3

1.6 Metodologi Penelitian……… 4

1.7 Sistematika Penulisan………. 5

BAB 2 LANDASAN TEORI……… 6

2.1 Irigasi……….. 6

2.2 Internet of Things (IoT)……….. 7

(10)

x

2.3 Mikrokontroler………... 8

2.4 Arduino………... 9

2.4.1 Arduino Uno……… 10

2.5 ESP8266………. 12

2.5.1 Modul WiFi ESP8266 ESP-12E………. 13

2.6 Sensor Kelembaban (Soil Moisture Sensor FC-28)………... 14

2.7 Servo (SG90)……….. 15

2.8 Water Flow Sensor (YF-201)………. 17

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM………. 18

3.1 Perancangan Sistem Hardware………... 19

3.1.1 Diagram Blok Sistem……….. 19

3.1.2 Desain Wiring Alat……….. 20

3.2 Perancangan Sistem Pelangkat Lunak……… 20

3.2.1 Kode Program Arduino Untuk Sensor Kelembaban Tanah (Soil Moisture)……… 21 3.2.2 Kode Program Sensor Suhu dan Kelembaban Udara (DHT11)….. 23

3.2.3 Kode Program Water Flow Sensor YF-201……… 24

3.2.4 Kode Program Final dan Kode Program Konfikurasi ESP-12E…. 25 3.3 Skenario Pengujian………. 28

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PERANCANGAN……… 30

4.1 Hasil Pengujian Sensor Kelembaban Tanah (Soil Moisture FC-28)………... 30 4.2 Hasil Pengujian Water Flow Sensor………... 32

4.3 Hasil Pengujian Sensor Suhu dan Kelembaban (DHT11)…………. 33

(11)

xi

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN………. 35

5.1 Kesimpulan………. 35

5.2 Saran………... 35

DAFTAR PUSTAKA……… 36

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Tabel Spesifikasi Arduino Uno R3………... 11

Tabel 2.2 Tabel Keluarga ESP8266……….. 12

Tabel 2.3 Tabel Spesifikasi ESP8266 ESP-12E………... 13

Tabel 2.4 Tabel Spesifikasi Servo SG90……….. 16

Tabel 4.1 Wiring Soil Moiture Sensor dengan Arduino Uno ……….. 30

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Sebelum Pintu Air Dibuka Selama 1(satu) menit………. 30 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Sesudah Pintu Air Dibuka Selama 1(satu) menit………. 31 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Water Flow Sensor………. 32

Tabel 4.5 Wiring DHT11 dengan Arduino Uno………... 33

Tabel 4.6 Hasil Pengujian DHT11……… 34

(13)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Irigasi di Persawahan……… 6

Gambar 2.2 Blok Diagram Mikrokontroler……….. 9

Gambar 2.3 Arduino Uno R3……… 11

Gambar 2.4 Keluarga Modul ESP8266………. 12

Gambar 2.5 Pinout ESP8266 ESP-12E………. 14

Gambar 2.6 Pinout Soil Moisture FC-28……….. 15

Gambar 2.7 Pinout Servo SG90……… 16

Gambar 2.8 Dimensi Servo SG90………. 17

Gambar 2.9 Pinout Water Flow Sensor YF-201………... 17

Gambar 3.1 Diagram Alir Tahapan Penelitian……….. 18

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Hardware………... 19

Gambar 3.3 Diagram Blok Lengkap Sistem Irigasi Otomatis……….. 19

Gambar 3.4 Diagram Alir Proses Jalan Sistem Irigasi Otomastis………… 20

Gambar 3.5 Desain Wiring Alat………... 20

Gambar 3.6 Kode Program Soil Moisture 1 Part 1………... 21

Gambar 3.10 Kode Program DHT11 Part 1……….. 23

Gambar 3.11 Kode Program DHT11 Part 2……….. 23

Gambar 3.12 Kode Program Water Flow Sensor Part 1………... 24

(14)

xiv

Gambar 3.15 Kode Program Konfigurasi ESP-12E Part 1………... 25

Gambar 3.21 Tampilan dan Konfigurasi Aplikasi Blynk………... 28

Gambar 3.22 Tampilan Fisik Alat………... 29

Gambar 4.1 Error DHT11……..………... 34

(15)

[1] https://www.nusabali.com/berita/38888/usulan-perbaikan-irigasi-mencapai-rp- 18-m

[2]

http://repository.lppm.unila.ac.id/8824/1/BAB%20II%20IRIGASI%20DAN%20BA NGUNAN%20IRIGASI-converted.pdf

[3] https://www.sekawanmedia.co.id/pengertian-internet-of-things/

[4] https://www.dewaweb.com/blog/internet-of-things/

[5] https://idcloudhost.com/mari-mengenal-apa-itu-internet-thing-iot/

[6] https://www.logicgates.id/blogs/news/apa-itu-mikrokontroler [7] https://id.wikipedia.org/wiki/Arduino

[8] https://ndoware.com/apa-itu-arduino-uno.html

[9] https://www.nyebarilmu.com/apa-itu-modul-esp8266/

[10] https://www.tokopedia.com/dx-tronics/esp8266-esp-12e-arduino-compatible- iot-esp12e?src=topads

[11] Husdi, H. (2018). Monitoring Kelembaban Tanah Pertanian Menggunakan Soil Moisture Sensor Fc-28 Dan Arduino Uno. ILKOM Jurnal Ilmiah, 10(2), 237–243. https://doi.org/10.33096/ilkom.v10i2.315.237-243

[12] https://components101.com/motors/servo-motor-basics-pinout-datasheet [13] Riupassa, R. D., Raflis, H., & Hendro. (2017). Optimasi Nilai Konstanta

Kalibrasi Pada Water Flow Sensor Yf-S201. Jurnal Teknik Informatika, 2–6.

https://ejournal.sttbandung.ac.id/assets/file/RobiDany.pdf

[14] Syamsiar, M. D., Rivai, M., & Suwito, S. (2016). Rancang Bangun Sistem Irigasi Tanaman Otomatis Menggunakan Wireless Sensor Network. Jurnal Teknik ITS, 5(2). https://doi.org/10.12962/j23373539.v5i2.16512

[15] Sugiono, Indriyani, T., & Ruswiansari, M. (2017). Kontrol Jarak Jauh Sistem Irigasi Sawah Berbasis Internet Of Things (IoT). INTEGER: Journal of Information Technology, 2(2), 41.

https://ejurnal.itats.ac.id/integer/article/view/178

[16] Tullah, R., Sutarman, & Setyawan, A. H. (2019). Sistem Penyiraman Tanaman Otomatis Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno Pada Toko Tanaman Hias Yopi. Jurnal Sisfotek Global, 9(1), 100–105.

[17] Wijaya, A., & Rivai, M. (2018). Monitoring dan Kontrol Sistem irigasi Berbasis IoT Menggunakan Banana PI. Jurnal Teknik ITS, 7(2).

https://doi.org/10.12962/j23373539.v7i2.31113

[18] Putra, D. F. A., & Stefanus, S. (2019). Kajian Literatur –Penggunaan Sensor Waterflow pada Proses Pencampuran Cairan Dalam Industri. Ultima

Computing : Jurnal Sistem Komputer, 11(1), 20–23.

https://doi.org/10.31937/sk.v11i1.1098

(16)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO & D3 TEKNIK ELEKTRONIKA

Jl. Raya Tlogomas 246 Malang 65144 Telp. 0341 - 464318 Ext. 129, Fax. 0341 - 460782

FORM CEK PLAGIASI LAPORAN TUGAS AKHIR

Nama Mahasiswa : Burhan Fathur Rabbani NIM : 201810150511021

Judul TA : Prototipe Ssistem Irigasi Berbasis Internet of Things (IoT) Dengan Menggunakan ATmega328P dan ESP8266 12-E Hasil Cek Plagiarisme dengan Turnitin

No. Komponen Pengecekan Nilai Maksimal Plagiasi (%)

Hasil Cek Plagiasi (%) *

1. Bab 1 – Pendahuluan 10 % 8 %

2. Bab 2 – Studi Pustaka 25 % 14 %

3. Bab 3 – Metodelogi Penelitian 35 % 9 %

4. Bab 4 – Pengujian dan Analisis 15 % 8 %

5. Bab 5 – Kesimpulan dan Saran 5 % 0 %

6. Publikasi Tugas Akhir 20 % 20 %

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,

(Dr. Ir. Ermanu Azizul H., M.T.) (Muhammad Nasar, S.T.,

M.Sc.)