SISTEM MONITORING PENGAIRAN TANAMAN PADI DI DALAM SAWAH MENGGUNAKAN ESP8266 BERBASIS
INTERNET OF THINGS (IOT)
PROJEK AKHIR 2
SAKIDA HEPNI SIAGIAN 172411048
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERNYATAAN
SISTEM MONITORING PENGAIRAN TANAMAN PADI DI DALAM SAWAH MENGGUNAKAN ESP8266 BESBASIS
INTERNET OF THINGS (IoT)
PROJEK AKHIR 2
Saya menyatakan bahwa laporan Projek Akhir 2 ini adalah hasil kerja sayasendiri, kecualibeberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing di sebut sumbernya.
Medan, 30 Juli 2020
Sakida Hepni Siagian 172411048
ii
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala karuniaNya yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada Tuhan Yang Maha Kuasa dan keluarga tercinta yang telah memberi berkatNya kepada penulis untuk menyesaikan segala sesuatunya dengan baik, buat dukungan, doa dan motivasi yang diberikan dari awal mulai perkuliahan sampai penulisan Tugas Akhir ini serta buat seluruh kerabat dan sahabat yang telah membantu, mendukung dan memberikan kelonggaran serta dukungan terhadap pendidikan saya hingga bisa berkembang seperti sekarang. Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Doa, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada :
1. Yth.Bapak Dekan Dr. Kerista Sebayang, MSbeserta jajarannya di lingkungan Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam USU ;
2. Ibu Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc , selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi ;
3. Bapak Junedi Ginting, S.Si, M.Si selaku Sekretaris Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi ;
4. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc sebagai pembimbing dan atas bantuannya serta bimbingannya yang luar biasa sehinggapenulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan baik ;
5. Bapak ibu dan Staff Pengajar di lingkungan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi atas bimbingan dan pengajaran selama masa perkuliahan ;
6. Kepada yang teristimewa Orangtua penulis Ibunda tersayang penulis Arsida Purba yang selalu memberikan dukungan serta motivasi, doa, moril maupun materil kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan amanah yang telah diberikan sejak awal perkuliahan
7. Kepada Kakak dan Abang tersayang Desridho Gilbert Siagian, Jan Sihar Purba, Gress Harlely Purba, Merly Herpina Purba yang sudah membantu dan
iv
memotivasi penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan dan Tugas Akhir ini ;
8. Kepada teman seperjuangan penulis Trisha Kallaso Gank, Base Camp Squad, terimakasih atas semangat,kerjasama, motivasi dan perhatian yang selalu diberikan selama mengerjakan hingga Tugas Akhir selesai dengan baik ;
9. Kepada teman terbaik penulis, Henra Metro Sidabutar terimakasih atas cinta kasih, motivasi, dan perhatian yang selalu diberikan selama proses pengerjaan Tugas Akhir ;
10. Kepada Teman-teman seperjuangan D3 Metrologi dan Instrumentasi yang menjadi tempat berbagi suka dan duka selama awal perkuliahan hingga penyelesaian Tugas Akhir.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan tugas akhir ini ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas akhir ini. Semoga laporan Tugas Akhir ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 30 Juli 2020 Penulis,
Sakida Hepni Siagian
SISTEM MONITORING PENGAIRAN TANAMAN PADI DI DALAM SAWAH MENGGUNAKAN ESP8266 BERBASIS
INTERNET OF THINGS (IoT)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
Telah dirancang dan dibuat sebuah alat sistem monitoring pengairan tanaman padi didalam sawah menggunakan ESP8266 berbasis Internet of Things. Alat ini berfungsi menambah atau sumplesi kekurangan air pada lahan pertanian secara automatis. Alat ini menggunakan sensor level water, Mikrokontroler NodeMCU dan LCD.Sensor level water adalah seperangkat alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian air di tempat yang berbeda agar mendapatkan data perbandingan.
Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik dan sangat akurat, sensor level water termasuk sensor yang memiliki kualitas terbaik, dinilai dari respon, pembacaan yang sangat cepat. Alat ini bekerja secara otomatis dengan meletakkan sensor pada air, sensor tersebut secara otomatis akan mendeteksi ketinggian air, Mikrokontroler yaitu NodeMCU kemudian akan memprosesnya dan memberikan output yang telah diprogram sebelumnya dan hasilnya akan ditampilkan pada LCD.
Kata Kunci: Sensor Level Water,NodeMCU, Internet Of Things dan LCD
THE MONITORING SYSTEM FOR IRRIGATION OF RICE IN THE FIELDS USES ESP8266 BASED ON THE INTERNET OF
THINGS (IOT)
vi
ABSTRACT
Has been designed and made a monitoring system for irrigation of rice plants in the fields using ESP8266 based on the Internet of Things. This tool serves to add or sum up the lack of water on agricultural land automatically. This tool uses a water level sensor, NodeMCU microcontroller and LCD. Water level sensor is a set of tools used to measure water levels in different places in order to get comparative data. Has a very good level of stability and is very accurate, water level sensors including sensors that have the best quality, judged by the response, read very quickly. This tool works automatically by placing the sensor on the water, the sensor will automatically detect the height of the water, the microcontroller, the NodeMCU, will then process it and give a pre-programmed output and the results will be displayed on the LCD.
Keywords: Water Level Sensor, NodeMCU, Internet of Things and LCD
DAFTAR ISI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Halaman
PERNYATAAN ... i
PENGESAHAN ... ii
PENGHARGAAN ... iii
ABSTRAK ... v
ABSTRAC ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah... 2
1.3.Batasan Masalah ... 2
1.4.Tujuan Penulisan ... 3
1.5. Manfaat Penulisan ... 3
1.6.Sistematika Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.NodeMCU ESP8266... 5
2.2. Water Level Sensor ... 10
2.3. LCD (Liquid Crystal Display) ... 11
2.4. Trimpot/Resistor Variabel ... 14
2.5. Kabel Jumper Male to Female ... 15
2.6. Pin Header ... 16
2.7. Resistor ... 17
2.8 PCB (Printed Circuit Board) ... 18
2.9. Buzzer ... 18
2.10. Relay ... 20
viii BAB III METODE PENELITIAN`
3.1. Diagram Blok Rangkaian ... 21
3.2. Rangkaian Skematik LCD... 22
3.3. Rangkaian ESP8266 NodeMCU ... 23
3.4. Rangkaian Relay ... 23
3.5. Rangkaian LCD dan NodeMCU ... 24
3.6. Rangkaian NodeMCU dan Relay ... 25
3.7. Rangkaian NodeMCU dan sensor ketinggian air ... 25
3.8. Rangkaian NodeMCU dan Sensor Flow Water ... 26
3.9. Rangkaian pada Software Eagle ... 26
3.9.1 Rangkaian pada ARES ... 26
3.10. Rangkaian Skematik Keseluruhan ... 27
3.11. Perancangan Perangkat Lunak... 27
3.12. Diagram Alir (Flowchart) ... 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian LCD ... 31
4.2. Pengujian Water level Sensor ... 33
4.3. Pengujian Relay ... 33
4.4. Pengujian ESP8266 ... 34
4.5. Pengujian Secara Keseluruhan ... 36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 39
5.2. Saran ... 39 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 2.1 NodeMCU ... 6
Gambar 2.2 Generasi pertama NodeMCU ... 7
Gambar 2.3 Skematik Posisi pin NodeMCU devkit IV ... 7
Gambar 2.4 NodeMCU devkit V2 ... 8
Gambar 2.5 Skematik Posisi Pin NodeMCU Dekvit V2 ... 9
Gambar 2.6 NodeMCU Dekvit V3 ... 9
Gambar 2.7 Skematik Posisi Pin NodeMCU Dekvit V ... 10
Gambar 2.8 Sensor level water ... 11
Gambar 2.9 LCD (Liquid Crystal Display)... 13
Gambar 2.10 Trimpot ... 15
Gambar 2.11 Kabel jumper ... 15
Gambar 2.12 Pin Header ... 16
Gambar 2.13 Resistor ... 17
Gambar 2.14 PCB (Printed Circuit Board) ... 18
Gambar 2.15 Buzzer... 18
Gambar 2.16 Bentuk, Struktur dan Simbol dasar Buzzer ... 19
Gambar 2.17 Relay... 20
Gambar 3.1 Diagram Blok ... 21
Gambar 3.2 Rangkaian LCD ... 22
Gambar 3.3 Rangkaian ESP8266 NodeMCU ... 23
Gambar 3.4 Rangkaian Relay ... 23
Gambar 3.5 Rangkaian LCD dan NodeMCU ... 24
Gambar 3.6 Rangkaian NodeMCU dan Relay ... 25
Gambar 3.7 Rangkaian NodeMCU dan Sensor ketinggian air ... 25
Gambar 3.8 Rangkaian NodeMCU dan Sensor flow water ... 26
Gambar 3.9.1 Rangkaian pada ARES ... 26
Gambar 3.10 Rangkaian Skematik Keseluruhan ... 27
Gambar 3.11 Program Arduino Uno 1. 6. 6 untuk void loop... 28
Gambar 3.12 Diagram Alir (Flow chart)... 29
Gambar 4.1 Tampilan Suhu Air pada Lcd ... 32
Gambar 4.4 ESP Connect ... 35
Gambar 4.5 Pengujian Keseluruhan ... 38
x
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Tabel 2.1 Deskripsi Pin pada LCD ... 14
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
NodeMcu adalah sebuah platform IoT yang bersifat opensource. Terdiri dari perangkat keras System On Chip ESP8266. Dari ESP8266 buatan Espressif System, juga firmware yang digunakan, yang menggunakan bahasa pemprograman scripting Lua.
[Sumardi, 2016] Istilah NodeMCU seacara default sebenarnya mengacu pada firmware yang digunakan dari pada perangkat keras development kit NodeMcu bisa dianalogikan sebagai board arduino-nya ESP8266. 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.
Internet of Thing (IoT) adalah salah satu tren baru dalam dunia teknologi yang kemungkinan besar akan menjadi salah satu hal besar di masa depan. IoT merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektifitas internet yang tersambung secara terus-menerus. IoT dapat menggabungkan antara benda-benda fisik dan virtual melalui eksploitasi data capture dan kemampuan berkomunikasi.
Sederhananya dengan IoT benda-benda fisik di dunia nyata dapat berkomunikasi satu dengan yang lain dengan menggunakan bantuan jaringan internet. Selain untuk berkomunikasi antar objek dunia nyata, IoT juga bisa digunakan untuk hal seperti pengambilan data dari suatu tempat dengan menggunakan sensor dan juga akses jarak jauh untuk mengendalikan benda lain disuatu tempat. Kemampan akses dari IoT bisa
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
saja tidak terbatas berkat perangkat IoT yang selalu tersambung ke internet, sehingga dapat diakses dan digunakan kapan saja dan dimana saja. Jika IoT adalah benda-benda yang bukan komputer yang tersambung ke internet secara terus-menerus, maka ada pula komputer yang selalu dalam keadaan aktif dan secara terus-menerus ke internet, komputer tersebut biasanya disebut denganserver. Server merupakan tempat penyimpanan sata dalam jumlah besar, didalamnya terdapat data untuk aplikasi web, database, maupun data lain yang nantinya akan diakses melalui internet.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut ke dalam Projek Akhir 2 dengan judul “Sistem Monitoring Pengairan Tanaman Padi di Dalam Sawah Menggunakan ESP-8266 Berbasis Internet of Things (IoT)”
Pada alat ini akan digunakan water level sensor. Water level sensor merupakan seperangkat alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian dan kadar air ditempat yang tidak sama agar meraih knowledge perbandingan. Pada alat ini juga digunakan NodeMCU ESP8266 yang merupakan platform modul arduino, yang dikhususkan untuk Connected to Internet.
1.3 Batasan Masalah
Mengacu pada hal diatas, penulis membuat alat sistem monitoring pengairan pada tanaman padi di dalam sawah menggunakan esp8266 berbasis internet of things. Pembatasan masalah dalam proyek ini hanya mencakup beberapa point utama, diantaranya adalah sebagai berikut.
1. Sensor yang digunakan adalah water level sensor
2. NodeMCU sebagai modul turunan pengembangan dari modul platform IoT (Internet of Things)
3. Display atau penampil nilai data terukur ditampilkan menggunakan monitor LCD
3 1.4 Tujuan Penulisan
Penulisan laporan Projek Akhir 2 ini adalah untuk:
1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (D3) Metrologi dan Instrumentasi FMIPA-USU.
2. Merancang dan membuat sistem monitoring pengairan tanaman padi pada sawah menggunakan ESP8266 berbasis Internet of Things.
3. Mengetahui prinsip kerja NodeMCU ESP8266 pada perancangan alat monitoring pengairan tanaman padi pada sawah.
4. Mengetahui prinsip kerja water level sensor pada perancangan alat sistem monitoring pengairan tanaman padi pada sawah
1.5 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat penulisan ini antara lain :
1. Membandingkan teori yang didapatkan di kampus dengan kenyataan yang ada dalam hal pembuatan alat sistem monitoring pengairan pada tanaman padi dalam sawah menggunakan ESP8266 berbasis Internet of Things
2. Menambah wawasan dan pengalaman tentang pembahasan sensor level water.
3. Sebagai persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya sekaligus telah menyelesaikan pendidikan di Universitas Sumatera Utara.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerjasistem monitoring pengairan pada tanaman padi dalam sawah menggunakan ESP8266 berbasis Internet ofThings, maka penulis menulis Projek Akhir 2 dengan urutan sistematika laporan ini sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan , serta sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Bab ini meliputi tentang teori landasan teori, dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler yang digunakan, bahasa program yang dipergunakan dan komponen pendukung.
BAB III METODE PENELITIAN
Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembahasan rangkaian dan program yang dijalankan serta pengujian rangkaian, uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain sebagainya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari laporan Projek Akhir 2 ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan dengan metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 NodeMcu ESP8266
NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat opensource. Terdiri dari perangkat keras berupa System On Chip ESP8266. dari ESP8266 buatan Espressif System, juga firmware yang digunakan, yang menggunakan bahasa pemrograman scripting Lua. [Sumardi, 2016] Istilah NodeMCU secara default sebenarnya mengacu pada firmware yang digunakan dari pada perangkat keras development kit NodeMCU bisa dianalogikan sebagai board arduino-nyaESP8266. Sejarah lahirnya NodeMCU berdekatan dengan rilis ESP8266 pada 30 Desember 2013, Espressif Systems selaku pembuat ESP8266 memulai produksi ESP8266 yang merupakan SoC Wi-Fi yang terintegrasi dengan prosesor Tensilica Xtensa LX106. Sedangkan NodeMCU dimulai pada 13 Oktober 2014 saat Hong me- commit file pertama nodemcu-firmware ke Github. Dua bulan kemudian project tersebut dikembangkan ke platform perangkat keras ketika Huang R meng- commit file dari board ESP8266 , yang diberi nama devkitv.0.9. Berikutnya, di bulan yang sama. Tuan PM memporting pustaka client MQTT dari Contiki ke platform SOC ESP8266 dan di-c0mmit ke project NodeMCU yang membuatnya mendukung protokol IOT MQTT melalui Lua. Pemutakhiran penting berikutnya terjadi pada 30 Januari 2015 ketika Devsaurus memporting u8glib ke project NodeMCU yang memungkinkan NodeMCU bisa mendrive display LCD, OLED, hingga VGA. Demikianlah, project NodeMCU terus berkebang hingga kini berkat komunitas open source dibaliknya, pada musim panas 2016 NodeMCU sudah terdiri memiliki 40 modul fungsionalitas yang bisa digunakan sesuai kebutuhan developer.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 2.1 NodeMCU
(Sumber : https://www.google.com/)
ESP8266 (khususnya seri ESP-12, termasuk ESP-12E) maka fitur – fitur yang dimiliki NodeMCU akan kurang lebih sama ESP-12 (juga ESP-12E untuk NodeMCU v.2 dan v.3) kecuali NodeMCU telah dibungkus oleh API sendiri yang dibangun berdasarkan bahasa pemrograman eLua, yang kurang lebih cukup mirip dengan javascript. Beberapa fitur tersebut antara lain :
1. 10 Port GPIO dari D0 –D10 2. FungsionalitasPWM
3. Antarmuka I2C danSPI 4. Antarmuka 1Wire 5. ADC
Modul ini membutuhkan daya sekitar 3.3v dengan memiliki tiga mode wifi yaitu Station, Access Point dan Both (Keduanya). Modul ini juga dilengkapi dengan prosesor, memori dan GPIO dimana jumlah pin bergantung dengan jenis ESP8266 yang kita gunakan. Sehingga modul ini bisa berdiri sendiri tanpa menggunakan mikrokontroler apapun karena sudah memiliki perlengkapan layaknya mikrokontroler.
Beberapa pengguna awal masih cukup bingung dengan beberapa kehadiran board NodeMCU. Karena sifatnya yang open source tentu akan banyak produsen yang memproduksinya dan mengembangkannya. Secara umum ada tiga produsen NodeMCU yang produknya kini beredar di pasaran: Amica, DOIT, dan Lolin/WeMos. Dengan beberapa varian board yang diproduksi yakni V1, V2 dan V3.
7
a. Generasi pertama / board v.0.9 (Biasa disebutV1)
Gambar 2.2 Generasi Pertama NodeMCU (Sumber : https://tutorkeren.com/)
Board versi 0.9 sering disebut di pasar sebagai V.1 adalah versi asli yang berdimensi 47mm x 31mm. Memiliki inti ESP-12 dengan flash memory berukuran 4MB. Berikut adalah pinout dari board v.0.9
Gambar 2.3 Skematik Posisi Pin NodeMCU Devkit V1 (Sumber : https://tutorkeren.com/)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
b. Generasi kedua / board v 1.0 (biasa disebutV2)
Gambar 2.4 NodeMCU Dekvit V2 (Sumber:https://tutorkeren.com/
9
Generasi kedua adalah pengembangan dari versi sebelumnya, dengan chip yang ditingkatkan dari sebelumnya ESP12 menjadi ESP12E. Dan IC Serial diubah dari CHG340 menjadiCP2102
Gambar 2.5 Skematik Posisi Pin NodeMCU Dekvit V2 (Sumber : https://tutorkeren.com/)
c. Generasi ketiga / board v 1.0 ( biasa disebut V3Lolin)
Gambar 2.6 NodeMCU Dekvit
V3 (Sumber
:https://tutorkeren.com/)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Sedangkan untuk V3 sebenarnya bukanlah versi resmi yang dirilis oleh NodeMCU. Setidaknya sampai posting ini dibuat, belum ada versi resmi untuk V3 NodeMCU. V3 hanyalah versi yang diciptakan oleh produsen LoLin dengan perbaikan minor terhadap V2. Diklaim memiliki antarmuka USB yang lebihcepat.
Gambar 2.7 Skematik Posisi Pin NodeMCU Dekvit V3 (Sumber : https://tutorkeren.com/)
Jika anda bandingkan dengan versi sebelumnya, dimensi dari board V3. akan lebih besar dibanding V2. Lolin menggunakan 2 pin cadangan untuk daya USB dan yang lain untuk GND tambahan.Tentu 3 jenis versi ini akan berkembang dan bertambah seiring dengan waktu karena sifatnya yang opensource. Mungkin beberapa bulan atau beberapa tahun setelah tulisan ini dibuat akan muncul versi- versi lain yangberedar.
2.2 Water Level Sensor
Adalah seperangkat alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian air ditempat yang tidak sama agar meraih knowledge perbandingan. Water level yang paling sederhana adalah sepasang pipa yang saling mengakses di anggota bawah.
Water level sederhana mengukur ketinggian air melalui tinggi air di ke-2 pipa apakah
11
mirip atau tidak. Water level sanggup termasuk digunakan untuk mengukur tekanan air bersama gunakan prinsip tekanan hidrostatik. Air dalam suatu wadah selalu meraih tekanan dari atmosfer dan sesuai bersama level dari air agar sanggup didapatkan besar tekanan air. Untuk mengukur ketinggian dan tekanan air secara bersamaan bersama sensor dan hasil pengukurannya sanggup direkam lantas disimpan dalam bentuk data. Alat selanjutnya disebut bersama sensor water level adalah Water Level HOBO KIT-D-U20-04. Water level HOBO KIT-D-U20-04 adalah perangkat water level yang sanggup mengukur level air, tekanan mutlak, tekanan barometric, suhu dan ketinggian air bersama akurasi tinggi.
Gambar 2.8Sensor Level Water
(Sumber : https://indonesian.alibaba.com)
2.3 LCD (Liquid Crystal Display)
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. 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 .Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan dari campuran
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang.
LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah : a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.
c. Terdapat karakter generator terprogram.
d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
e. Dilengkapi dengan back light.
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah : 1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
2. Mempunyai 192 karakter tersimpan.
3. Terdapat karakter generator terprogram 4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit 5. Dilengkapi dengan back light.
6. Tersedia VR untuk mengatur kontras.
7. Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read/write.
8. Catu daya +5 Volt DC dan Kompatibel dengan DT-51 dan DT-AVR Low Cost Series serta sistem mikrokontroler/mikroprosesor lain.
13
Gambar 2.9 LCD (Liquid crystal display) (Sumber : https://encrypted-tbn0.gstatic.com)
Pada Gambar 2.9 dijelaskan bahwa konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD antara lain:
1. Pin 1 dihubungkan ke Gnd 2. Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V
3. Pin 3 dihubungkan ke bagian tegangan potensiometer 10KOhm sebagai pengatur kontras.
4. Pin 4 untuk membritahukan LCD bahwa sinyal yang dikirim adalah data, jika Pin 4 ini diset ke logika 1 (high, +5V), atau memberitahukan bahwa sinyal yang dikirim adalah perintah jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V).
5. Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi LCD. Jika di set ke logika 1 (high, +5V) maka LCD berfungsi untuk menerima data (membaca data). Dan fungsi untuk mengeluarkan data, jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). Namun kebanyakan aplikasi hanya digunakan untuk menerima data, sehingga pin 5 ini selalu dihubungkan ke Gnd.
6. Pin 6 adalah terminal enable. Berlogika 1 setiap kali pengiriman atau pembaca data.
7. Pin 7 – Pin 14 adalah data 8 bit data bus (Aplikasi ini menggunakan 4 bit MSB saja, sehingga pin data yang digunkan hanya Pin 11 – Pin 14).
8. Pin 15 dan Pin 16 adalah tegangan untuk menyalakan lampu LCD.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Tabel 2.1 Deskripsi Pin Pada LCD
PIN DESKRIPSI
1 Ground
2 VCC
4 Pengatur Kontras
5 RS (Register Select)
6 R/W (Read/Write) LCD Register
7-14 EN (Enable)
15 Data I/O Pins
16 Ground
Dari tabel 2.6, cara kerja LCD (Liquid Crystal Display) pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”. Bus data terdiri dari 4-bit atau 8-bit.Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7.Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-bit atau 8 bit pada satu waktu.
2.4 Trimpot / Resistor Variabel
Trimpot adalah sebuah resistor variabel kecil yang biasanya digunakan pada rangkaian elektronika sebagai alat tuning atau bisa juga sebagai re-kalibrasi.
Seperti potensio juga, Trimpot juga mempunyai 3kaki selain kesamaan tersebut sistem kerja/cara kerjanya juga meyerupai potensio hanya saja kalau potensio mempunyai gagang atau handle untuk memutar atau menggeser sedangkan Trimpot tidak. Lalu bagaimana cara merubah nilai resistansi sebuah Trimpot?, jawabannya adalah dengan cara mengetrimnya menggunakan obeng pengetriman. Dalam rangkaian elektronika Trimpot disimbolkan dengan huruf VR. Fungsi daripada Trimpot juga memiliki kesamaan layaknya Potensio, namun adakalanya berbeda karena Trimpot seringnya dipasang pada pcb
15
langsung. Contoh penggunaan Trimpot sering kita temukan pada rangkaian RGB sebagai tuning warna pada televisi berwarna dan sebagai tuning subbrigth serta contras. Trimpot dibagi dua jenis Tipe, yaitu :Single Turn Trimpot dan Multi turn Trimpot. Single Turn Trimpot merupakan tipe yang sering sekalidigunakan karena harganya yang murah sedangkan Multi turn Trimpot digunakan untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat pada resolusi yang tinggi.
Gambar 2.10 Trimpot atau Resistor Variabel (Sumber : https://encrypted-tbn0.gstatic.com)
2.5 Kabel Jumper Male to Female
Kabel jumper adalah suatu istilah kabel yang ber-diameter kecil yang di dalam dunia elektronika digunakan untuk menghubungkan dua titik atau lebih dan dapat juga untuk menghubungkan 2 komponen atau lebih komponen elektronika. Kabel yang dipakai dalam rangkaian ini adalah kabel jumper jenis Male to Female, jumper jenis ini digunakan untuk koneksi male to female dengan salah satu ujung kabel dikoneksi male dan satu ujungnya lagi dengan koneksi female.
Gambar 2.11 Kabel Jumper Male to Female (Sumber : data:image/jpeg)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2.6 Pin Header
Header Male adalah lawan dari konektor black housing, dapat kita andaikan saja jika Black housing adalah Wanita, maka Header adalah Pria. ; Header Female adalah komponen yang berbentuk reperti Black Housing, tetapi jika black housing adalah komponen yang dapat berpindah karena tidak direkatkan pada PCB, sedangkan Header Female adalah komponen tetap, yang menyatu dengan papan sirkuit.
Gambar 2.12 Pin Header
(Sumber : https://encrypted-tbn0.gstatic.com)
2.7 Resistor
Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, berdasarkan.Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan.Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listriknya yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu.Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.Resisitor merupakan salah satu komponen elektronika yang bersifat pasif dimana
17
komponen ini tidak membutuhan arus listrik untuk berkerja.Resisitor memiliki sifat menghambat arus listrik dan resistor sendiri memiliki nilai besaran hambatan yaitu ohm dan dituliskan dengan simbol Ω.Sesuai dengan nama dan kegunaanya untuk membatasi atau menghambat arus listrik yang melewatinya dalam suatu rangkaian maka resistor mempunyai sifat resistif (menghambat) yang umunya terbuat dari bahan karbon. Hal ini bisa terjadi karena resistor yang memiliki dua kutub akan memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya. Dengan mengatur besarnya arus yang mengalir, kita dapat mengatur alat elektronik untuk melakukan berbagai hal.Dari hukum Ohm di jelaskan bahwa resistansi akan berbanding terbalik dengan jumlah arus yang melaluinya.
Maka untuk menyatakan besarnya resistansi dari sebuah resistor dinyatakan dalam satuan Ohm yang dilambangkan dengan simbol Ω (Omega). Untuk menggambarkanya dalam suatu rangkaian dilambangkan dengan huruf R, karena huruf ini merupakan standart internasional yang sudah disepakati bersama untuk melambangkan sebuah komponen resistor dalam sebuah rangkaian.
Selain untuk membatasi atau menghambat arus listrik, resistor mempunyai kegunaan atau fungsi lainnya, diantara nya adalah sebagai berikut :
1. Sebagai pembagi arus 2. Sebagai pembagi tegangan 3. Sebagai penurun tegangan 4. Sebagai penghambat arus listrik 5. Menghambat arus listrik
6. Pengatur volume (potensiometer)
7. Pengatur kecepatan motor (rheostat), dll.
Gambar 2.13 Resistor (Sumber : https://cerdika.com)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2.8 PCB (Printed Circuit Board)
Papan sirkuit cetak (printed circuit board atau PCB) adalah papan yang terbuat dari bahan isolator dan permukaaanya dilapisi tembaga.PCB berguna sebagai tempat pemasangan dan penghubung komponen - komponen elektronika.
Gambar 2.14 PCB (Printed Circuit Board)
(Sumber : https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images)
2.9 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak- balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
Gambar 2.15Buzzer
(Sumber : https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images)
19
Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.Efek Piezoelectric (Piezoelectric Effect) pertama kali ditemukan oleh dua orang fisikawan Perancis yang bernama Pierre Curie dan Jacques Curie pada tahun 1880.Penemuan tersebut kemudian dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jepang menjadi Piezo Electric Buzzer dan mulai populer digunakan sejak 1970- an.Seperti namanya, Piezoelectric Buzzer adalah jenis Buzzer yang menggunakan efek Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya.
Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator. Berikut ini adalah gambar bentuk dan struktur dasar dari sebuah Piezoelectric Buzzer :
Gambar 2.16Bentuk, Struktur dan Simbol dasar Buzzer (Sumber : data:image/jpeg;base64)
Jika dibandingkan dengan Speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk digerakan. Sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
menggunakan output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan Speaker yang harus menggunakan penguat khusus untuk menggerakan Speaker agar mendapatkan intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia.
Piezo Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound.Tegangan Operasional Piezoelectric Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt.
2.10 Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
2.16 Gambar relay
(Sumber https://www.geeetech.com/wiki/images/3/3c/1_channe_relayl_preview.jpg)
21 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Perancangan Blok Diagram Sistem
Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari suatu atau lebih komponen yang memiliki kesatuan kerja tersendiri, dan setiap blok komponen mempengaruhi komponen yang lainnya. Diagram blok merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu sistem. Dengan diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum. Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang,seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1.
PROSES
Diagram 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Perancangan alat ini meliputi PSA , Water level sensor, NodeMCU,Servo,Dimmer switch,Air,LCD. Perancangan Alat dapat dilihat pada gambar 3.1.
Keterangan :
Node mcu Esp8266
relay
LCD PSA 9 v
Water flow sensor
Pompa 12 v
Smartphone
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Pertama PSA menyuplay tegangan pada rangkaian
Setelah itu Water level sensor bekerja sebagai pembaca sensor ketinggian air.
NodeMCU mengontrol servo untuk memutar Dimmer switch
setelah itu Dimmer switch mengatur teganagan yang diberikan sebesar 220V.
Ketika water lvel sensor membaca ketinggian air yang telah ditentukan,
LCD menampilkan ketinggian air air, dan
Relay mengisi air ketika terdeteksi air kurang
3.2 RangkaianSkematik LCD (Liquid Crystal Display)
Pengoperasian LCD dengan Arduino setelah sensor airsudahmendeteksi gelombang infrared, variable resistor akanmengirimkan data ke arduinomelalui pin- pin kemudianarduinomenerima data yang terbaca dan ditampilkan oleh LCD.
Berikut adalah skematik rangkaian LCD.
Gambar 3.2 Rangkaian LCD Keterangandarirangkaiandiatas:
1. SIM1 adalah NodeMR3 yang berfungsisebagaipusatsistimbekerja.
2. J2 adalahsoketpenghubungke LCD.
3. J3 adalahsoketpenghubungke LCD.
4. J4 adalahsoketpenghubungke GND Resistor Variabel.
5. J5 adalahsoketpenghubungke Resistor Variabel.
6. J6 adalahsoketpenghubungke VCC Resistor Variabel.
23 3.3 Rangkaain Esp8266 Nodemcu
3.3 Gambar NodeMcu 3.4 Rangkaian Relay
3.4 Gambar Rangkaian Relay
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
3.5 Rangkaian Lcd dan NodeMcu
3.5 Gambar Rangkaian Lcd danNodeMcu
25 3.6 Rangkaian NodeMcu Dan Relay
Gambar 3.6Gambar NodeMcu dan Servo
3.7 Rangkaian Node Mcu dan Sensor Ketinggian Air
3.7Gambar Rangkaian NodeMcu dan sensor ketinggian air
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
3.8 Rangkaian NodeMcu dan Sensor Flow Water
3.8 Gambar Rangkaian NodeMcu dan Sensor Flow Water
3.9 Rangkaian pada Software eagle 3.9.1 Rangkaian pada ARES
Pada bagian ini akan menghubungkan jalur rangkaian sesuai dari yang dibuat pada ISIS dan disini akan di rangkaian kembali sesuai dengan peletakan yang diinginkan dan siap untuk di cetak pada papan PCB.
Gambar 3.9.1 Rangkaian Pada Ares
27 3.10 Rangkaian Skematik Keseluruhan
3.10Gambar Rangkaian Skematik Keseluruhan
3.11 PerancanganPerangkatLunak
Perancanganperangkatlunakpada program mikrokontroler arduinouno menggunakanperangkatlunaksoftware arduino IDE yang berbasisbahasa C++ yang telahdipermudahmelaluilibrary.ArduinomenggunakanSoftwareProcessingyang digunakanuntukmenulis program kedalamarduino.Untukmemasukkan program kedalamsebuahmikrokontrolerarduino, dibutuhkanDriver USB, IDE Arduino 1.6.6 danArdunio Uno Board agar program yang dibuatdapatberjalan di dalammikrokontroler.Denganmembuat program sebagaiberikut.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 3.11Program Arduino 1.6.6 Untuk Void Loop
29 3.12 Diagram Alir (Flow Chart)
Tidak ( 0-39%)
Diagram 3.12 Diagram Alir (Flowchart)
Keterangan Diagram Alir (Flowchart) :
1. Pertama-tama program dirancang untuk inisialisasi port, inisilaisasi port berfungsi untuk mendefinisikan pin-pin I/O mikrokontroler yang akan digunakan dalam rangkaian ;
2. Berikan perintah untuk membaca ketinggian air ke water level sensor ; 3. Di baca penginderaan ketinggian air yang dikirim oleh water level sensor ;
Start
Inisialisasi Pin, Led, sensor dll
Water level sensor mengukur kadar air
Level Air
>= 40%
Relay On
Relay Off
Pompa off
Selesai
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
4. Tampilkan hasil pengukuran ke LCD ;
5. Kemudian diproses, apabila level air diatas 40%,relay dan pompa akan otomatis mati dan apabila level air dibawah 40% relay masih dalam keadaan hidup dan pompa masih tetap menyala dengan tampilan LCD “Penambahan Air”
31 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian LCD
Pada tahap ini akan dilakukan percobaan untuk mengaktifkan LCD sistem.Pengaktifan LCD dilakukan dengan cara menampilkan beberapa karakter pada LCD.LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD. Penampil karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW.
Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwaan dan sedang mengirimkan sebuah data.Untuk mengirimkan data ke LCD, makamelalui program EN harus dibuat logikalow “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 us data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high “1” maka program akan melakukan pembacaan memoridari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low “0”. Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karakter pada display LCD. Adapun program yang diisikan kemikrokontroler untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:
/*
LiquidCrystal Library - Hello World
Demonstrates the use a 16x2 LCD display. The LiquidCrystal library works with all LCD displays that are compatible with the Hitachi HD44780 driver. There are many of them out there, and you can usually tell them by the 16-pin interface.
This sketch prints "Hello World!" to the LCD and shows the time.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>
// initialize the library by associating any needed LCD interface pin // with the arduino pin number it is connected to
const int rs = 12, en = 11, d4 = 10, d5 = 9, d6 = 8, d7 = 7;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
void setup() {
// set up the LCD's number of columns and rows:
lcd.begin(16, 2);
// Print a message to the LCD.
lcd.print("hello, world!");
}
void loop() {
// set the cursor to column 0, line 1
// (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0):
lcd.setCursor(0, 1);
// print the number of seconds since reset:
lcd.print(millis() / 1000);
}
Gambar 4.1 Tampilan Suhu Air Pada LCD
33 4.2 Pengujian Water Level Sensor
float air = analogRead(A0);
air = map(air, 0, 800, 0, 100);
// print out the value you read:
Serial.println(air);
Blynk.virtualWrite(V1,air);
Serial.print("kadar ari = ");
Serial.println(air);
}
4.3 Pengujian relay
Pengujian relay dilakukan untuk mengetahui apakah relay bekerja dengan baik.
Dengan program:
*/
// the setup function runs once when you press reset or power the board
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
void setup() {
// initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
// the loop function runs over and over again forever void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
delay(1000); // wait for a second }
Relay off input Relay on input
4.4 Pengujian ESP8288
Pengujian push bottom dilakukan untuk mengetahui apakah push bottom berfungsi dengan baik.
char auth[] = "BzPbbh6GPvbtNEoKU22nLJzCdOHo0V4f";
35 // Your WiFi credentials.
// Set password to "" for open networks.
char ssid[] = "S T A K";
char pass[] = "Berkat681568";
void setup() {
// Debug console Serial.begin(9600);
sensors.begin();
lcd.begin(16, 2);
pinMode(D4, OUTPUT);
Blynk.begin(auth, ssid, pass);
} }
Gambar 4.4 ESP8266 CONNECT
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
4.5 Pengujian keseluruhan
Pengujian keseluruhan dilakukan untuk menjalankan semua komponen apakah berjalan dengan sesuai fungsinya, dan mengamati semua komponen berfungsi dengan baik dan stabil.
DILAKUKAN DENGAN PROGRAM:
#define BLYNK_PRINT Serial
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <Servo.h>
#include <LiquidCrystal.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <BlynkSimpleEsp8266.h>
const int rs = D3, en = D2, d4 = D5, d5 = D6, d6 = D7, d7 = D8;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
// You should get Auth Token in the Blynk App.
// Go to the Project Settings (nut icon).
char auth[] = "BzPbbh6GPvbtNEoKU22nLJzCdOHo0V4f";
// Your WiFi credentials.
// Set password to "" for open networks.
char ssid[] = "K A M U";
char pass[] = "Berkat681568";
void setup() {
// Debug console Serial.begin(9600);
37 lcd.begin(16, 2);
pinMode(D4, OUTPUT);
Blynk.begin(auth, ssid, pass);
// You can also specify server:
//Blynk.begin(auth, ssid, pass, "blynk-cloud.com", 80);
//Blynk.begin(auth, ssid, pass, IPAddress(192,168,1,100), 8080);
}
void loop() {
float air = analogRead(A0);
air = map(air, 0, 800, 0, 100);
// print out the value you read:
Serial.println(air);
Blynk.virtualWrite(V1,air);
Serial.print("kadar ari = ");
Serial.println(air);
Serial.println(analogRead(A0));
if (air <= 30) { digitalWrite(D4, 0);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" PENAMBAHAN AIR ");
} else {
digitalWrite(D4, 1);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("KONDISI AIR BAIK");
}
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Level air= ");
lcd.print(air);
lcd.print("% ");
delay(800);
Blynk.run();
}
Gambar 4.5 Pengujian Keseluruhan
39
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari percobaan dan pembahasan yang telah dilakukan pada bab sebelumnya didapat beberapa kesimpulan antara lain :
1. Telah dibuat sebuah alat sistem monitoring pengairan tanaman padi pada sawah menggunakan ESP8266 berbasis Internet of Things (IoT) sudah berfungsi sebagaimanamestinya. Sistem ini digunakan untuk melakukan pengairan dari suatu sumber air ke lahan tanaman padi serta mengukur kadar air dengan memanfaatkan NodeMCU ESP8266 sebagai modul pengendali utamanya sehingga adanya sistem ini memudahkan pengguna dalam memantau setiap penaikan/terisinya air ke dalam sawah.
2. NodeMCU adalah modul WiFi penyimpanan data yang terintergrasi dengan internet (aplikasi Blynk). Prinsip kerja pada NodeMCU yaitu Ketika water level sensor membaca kadar air pada lahan yang ditransfer menggunakan NodeMCU sebagai modul WiFi (Could) ke aplikasi IoT Blynk, maka hasil akan tertampil pada aplikasi IoT Blynk dan LCD.
3. Water level sensor adalah sebuah alat yang bertujuan untuk mengendalikan atau mengatur ketinggian air dalam suatu lahan secara otomatis. Prinsip kerja water level sensor pada alat ini yaitu Ketika air dalam lahan padi yang diisikan oleh pompa sudah mencapai level atas (kadar air = >40 %) maka sensor yang mengindra level air akan memberikan sinyal ke sensor, dan selanjutnya water level sensor memberikan perintah untuk mematikan pompa,.
5.2 Saran
1. Untuk meningkatkan sistem kehandalan pengukuran ketinggian air dari kerja alat sensor flow water, akan lebih baik apabila melakukan perbandingan hasil pengukuran dengan alat ukur sensor yang lain.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2. Sebaiknya menambahkan jenis sensor yang lain dan juga menambah rancangan sistem lainnya agar pengaplikasian alat ini dapat lebih dikembangkan.
3. Disarankan untuk membuat rangkaian lebih baik dan program yang lebih spesifik sehingga dapat di aplikasikan ke penggunaan yang lain.
41
DAFTAR PUSTAKA
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/61952/3/Chapter%20II.pdf Diakses pada : 30 April 2020
pukul : 15.45 WIB
http://www.arduino.web.id/2012/03/belajar-arduino-dan-lcd.html Diakses pada : 10 Mei 2020
pukul : 20.16 WIB
http://www.circuitbasics.com/how-to-set-up-the-dht11-humidity-sensor-on-an-arduino/
Diakses pada : 15 Mei 2020 pukul : 16.15 WIB
http://elektronika-elektronika.blogspot.co.id/2007/04/.html Diakses pada : 17 Mei 2020
pukul : 00.20 WIB
http://teknikelektronika.com/pengertian-piezoelectric-buzzer-cara-kerja-buzzer/
Diakses pada : 12 Juni 2020 pukul : 08.08 WIB
Syam Rafiuddin.2013.Dasar-dasar Teknik Sensor.Makasar: Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.
Diakses pada : 15 Juni 2020 Pukul : 13.56 WIB
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LAMPIRAN
43
XIAMEN AMOTEC DISPLAY CO.,LTD
SPECIFICATIONS OF LCDMODULE
MODULE NO : ADM1602K-NSW-FBSI3.3V DOC.REVISION:00
SIGNATURE DATE
PREPARED BY
(RD ENGINEER)
QIU
2008-10-29CHECKED BY 2008-10-29
APPROVED BY 2008-10-29
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DOCUMENT REVISION HISTORY
VERSINO DATE DESCRIPTION CHANGED BY
00 Oct-29-2008 First issue
CONTENTS
Item Page
Functions & Features 3
Mechanical specifications 3
Dimensional Outline 4
Absolute maximum ratings 5
Block diagram 5
Pin description 5
Contrast adjust 6
Optical characteristics 6
Electrical characteristics 6
Timing Characteristics 7-8
Instruction description 9-12
Display character address code: 12
character pattern 13
Quality Specifications 14--21
3 / 2
1. Features
1. 5x8 dots withcursor 2. 16characters *2linesdisplay 3. 4-bit or 8-bit MPUinterfaces
4. Built-in controller (ST7066 orequivalent) 5. Display Mode & BacklightVariations 6. ROHS Compliant
LCD type
□TN
□FSTN ❒ FSTN Negative
□STN Yellow Green □STN Gray □STN Blue Negative
View direction ❒ 6O’clock □12 O’clock
Rear Polarizer □Reflective □Transflective ❒ Transmissive
Backlight Type ❒ LED □EL □Internal Power ❒ 3.3VInput
□CCFL ❒ External Power □5.0V Input
Backlight Color ❒ White □ Blue □ Amber □Yellow-Green
Temperature Range ❒ Normal □Wide □Super Wide
DC to DC circuit □Build-in ❒ NotBuild-in
Touch screen □With ❒ Without
Font type ❒ English-Japanese □English-Europen □English-Russian □other
2. MECHANICALSPECIFICATIONS
Module size 80.0mm(L)*36.0mm(W)* Max13.5(H)mm
Viewing area 64.5mm(L)*16.4mm(W)
Character size 3.00mm(L)*5.23mm(W)
Character pitch 3.51mm(L)*5.75mm(W)
Weight Approx.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
4. Absolute maximum ratings
Item Symbol Standard Unit
Power voltage VDD-VSS 0 - 7.0
Input voltage VIN VSS - VDD V
Operating temperature range VOP 0 - +50
Storage temperature range VST -10 - +60 ?
5. Blockdiagram
6. Interface pindescription
Pin no. Symbol External
connection Function
1 Vss
Power supply
Signal ground for LCM
2 VDD Power supply for logic for LCM
3 V0 Contrast adjust
4 RS MPU Register select signal
5 R/W MPU Read/write select signal
6 E MPU Operation (data read/write) enable signal
7~10 DB0~DB3 MPU
Four low order bi-directional three-state data bus lines.
Used for data transfer between the MPU and the LCM.
These four are not used during 4-bit operation.
11~14 DB4~DB7 MPU Four high order bi-directional three-state data bus lines.
Used for data transfer between the MPU
15 LED+ LED BKL power
supply
Power supply for BKL
16 LED- Power supply for BKL
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
7. Contrast adjust
VDD~V0: LCDDrivingvoltage VR: 10k~20k
8. Opticalcharacteristics
12:00
9:00 3:00
6:00
STN type display module (Ta=25?, VDD=3.3V)
Item Symbol Condition Min. Typ. Max. Unit
Viewing angle
01
Cr“3
20
02 40 Deg
81 35
82 35
Contrast ratio Cr - 10 - -
Response time (rise) Tr - - 200 250
Response time (fall) Tr - - 300 350 Ms
9. Electricalcharacteristics
DC characteristics
Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit
Supply voltage for LCD VDD-V0 Ta =25? - 3.0 - V
Input voltage VDD 3.1 3.3 3.5
Supply current IDD Ta=25?, VDD=3.3V - 1.5 2.5 mA
Input leakage current ILKG - - 1.0 uA
“H” level input voltage VIH 2.2 - VDD
V
“L” level input voltage VIL Twice initial value or less 0 - 0.6
“H” level output voltage VOH LOH=-0.25mA 2.4 - -
“L” level output voltage VOL LOH=1.6mA - - 0.4
Backlight supply voltage VF - 3.0
Backlight supply current ILED VLED=3.3 V R=25M 16 mA
0 1
8 2
VLCD VLCD
0 2
8 1
7 / 7
VIH1
VIL1
tsu1
th1
VIL1 VIL1
tw th1
VIH1 VIL1
tr
VIH1 tf
VIL1 VIL1
tsu2 th2
VIH1
VIL1 VALID DATA
VIH1
VIL1 tc
VIH1 VIL1
tsu th
VIL1 VIL1
tw th
tf
VIH1
VIL1
tr td
VIH1
VIL1 VIL1
tdh
VIH1
VIL1 VALIDDATA
VIH1
VIL1
tc
10. TimingCharacteristics
Write cycle (Ta=25?, VDD=3.3V)
Parameter Symbol Test pin Min. Typ. Max. Unit
Enable cycle time tc
E
500 - -
Ns
Enable pulse width tw 300 - -
Enable rise/fall time tr, tf - - 25
RS; R/W setup time tsu1
RS; R/W RS; R/W
100 - -
RS; R/W address hold
time th1 10 - -
Read data output delay tsu2
DB0~DB7 60 - -
Read data hold time th2 10 - -
Write mode timing diagram
Read cycle (Ta=25?, VDD=3.3V)
Parameter Symbol Test pin Min. Typ. Max. Unit
Enable cycle time tc
E
500 - -
Ns
Enable pulse width tw 300 - -
Enable rise/fall time tr, tf - - 25
RS; R/W setup time tsu
RS; R/W RS; R/W
100 - -
RS; R/W address hold
Time th 10 - -
Read data output delay td
DB0~DB7 60 - 90
Read data hold time tdh 20 - -
Read mode timing diagram
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
11. FUNCTIONDESCRIPTION SystemInterface
This chip has all two kinds of interface type with MPU : 4-bit bus and 8-bit bus. 4-bit bus and 8-bit bus is selected by DL bit in the instruction register.
Busy Flag(BF)
When BF = “High”, it indicates that the internal operation is being processed. So during this time the next instructioncannotbeaccepted.BFcanberead,whenRS=LowandR/W=High(ReadInstructionOperation), through DB7 port. Before executing the next instruction, be sure that BF is nothigh.
Address Counter(AC)
Address Counter (AC) stores DDRAM/CGRAM address, transferred from IR. After writing into (reading from) DDRAM/CGRAM, AC is automatically increased (decreased) by 1. When RS = “Low”
and R/W = “High”, AC can be read through DB0 – DB6 ports.
Display Data RAM(DDRAM)
DDRAM stores display data of maximum 80 x 8 bits (80 characters). DDRAM address is set in the address counter (AC) as a hexadecimal number.
Display position 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
DDRAM address 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F
DDRAM address 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F
CGROM (Character GeneratorROM)
CGROM has a 5 x 8 dots 204 characters pattern and a 5 x 10 dots 32 characters pattern. CGROM has 204 character patterns of 5 x 8 dots.
CGRAM (Character GeneratorRAM)
CGRAM has upto5 .8dot,8characters.BywritingfontdatatoCGRAM,userdefinedcharacterscanbe used.
Relationship between CGRAM Addresses, Character Codes (DDRAM) and Character patterns (CGRAM Data)
Notes:
1. Character code bits 0 to 2 correspond to CGRAM address bits 3 to 5 (3 bits: 8types).
2. CGRAM address bits 0 to 2 designate the character pattern line position. The 8th line is the cursor position
