6 II.1. Sawi (Brassica Juncea)
Sawi merupakan tanaman semusim yang berdaun lonjong, halus, tidak berbulu dan tidak berkrop. Sawi yang termasuk famili Cruciferae, dikenal ada tiga varietas yaitu sawi putih atau sawi jabung, sawi hijau dan sawi huma. (Penebar Swadaya ; 1993 : 95 Sayur Komersial)
Sawi dapat di tanam di dataran tinggi maupun di dataran rendah. Akan tetapi, umumnya sawi dibudidayakan di dataran rendah, yaitu di pekarangan, di ladang, atau di sawah, jarang dibudidayakan di dataran pegunungan.
Sawi termasuk tanaman sayuran yang tahan terhadap hujan. Sehingga dapat ditanam sepanjang tahun, tetapi pada saat musim kemarau harus disediakan air yang cukup untuk penyiraman. Sawi membutuhkan hawa yang sejuk, akan lebih cepat tumbuh apabila ditanam di suasana yang lembab, tetapi sawi juga tidak senang pada air yang menggenang. Keadaan tanah yang dikehendaki adalah tanah gembur,banyak mengandung humus dan drainase baik dengan derajat keasaman (pH) 6-7.
Setelah berumur 3-4 minggu dari waktu sebar (kira-kira berdaun 4 helai) bibit dapat dipindahkan di lapangan. Selanjutnya tanaman diberi pupuk urea saat berumur 10 hari. Pupuk diberikan di sekeliling tanaman sejauh 5 cm dari batangnya sebanyak 3 g tiap tanaman. (Drs. H. Hendro Sunarjono ; 2009 : 81)
Setelah dipindahkan ke lapangan, penyiraman perlu dilakukan. Sebaiknya penyiraman dilakukan dengan gembor yang halus lubangnya agar tanaman yang baru ditanam tidak rusak. Penyiraman ini dilakukan secara intensif pada pagi dan sore hari.
II.2. Perancangan
Desain atau perancangan adalah mentransformasikan kebutuhan detail menjadi kebutuhan yang sudah lengkap, dokumen desain sistem fokus pada bagaimana dapat memenuhi fungsi-fungsi yang dibutuhkan. Desain atau perancangan perangkat lunak adalah proses multilangkah yang fokus pada desain pembuatan program perangkat lunak termasuk struktur data, arsitektur perangkat lunak, representasi antarmuka, dan prosedur pengkodean. Tahap ini mentranslasi kebutuhan perangkat lunak dari tahap analisis kebutuhan perangkat lunak ke representasi desain agar dapat diimplementsikan menjadi program pada tahap selanjutnya. Desain perangkat lunak yang dihasilkan pada tahap ini juga perlu didokumentasikan (Rosa A.S, M.Shalahuddin; 2011: 25).
II.3. Rumah Kaca (Green House)
sebagai rumah hijau. Selain itu, penamaan ini juga disebabkan oleh adanya tanaman yang ditanam di dalamnya yang terlihat hijau dari luar karena dinding green house yang tembus pandang (tembus cahaya), dengan memanfaatkan radiasi matahari untuk pertumbuhan tanaman.
Rumah kaca yang berbentuk rumah lebih cocok diterapkan pada daerah yang bersuhu panas, karena mempertimbangkan pertukaran udara dalam ruangan melalui lubang ventilasinya. Sedangkan pada daerah tinggi dengan suhu udara yang relatif dingin, rumah kaca sebaiknya berbentuk hanggar. Green house lebih efektif diterapkan pada daerah dengan topografinya yang rata, karena mempertimbangkan produksi pembuatan rumah kaca lebih mudah dan murah di daerah yang topografinya rata daripada daerah yang bergelombang, selain itu juga mempertimbangkan penerimaan cahaya matahari yang lebih merata. Yang utama dari pembangunan green house adalah harus mendapatkan sinar matahari yang cukup dari pagi sampai sore, ini berarti bahwa green house tidak boleh terhalang oleh bangunan yang lain, ataupun rindangan pohon yang dapat menghalangi cahaya matahari. Selain itu bahan atap green house tidak hanya dapat dibuat dari kaca, salah satu pertimbangannya adalah biaya. Pemilihan bahan untuk atap juga bertujuan untuk menyesuaikan dengan kebutuhan tanaman terhadap iklim yang berbeda (terutama kebutuhan sinar matahari). Klasifikasi Green House berdasarkan materialnya :
1. Green House Kaca
mahal, maka penggunaannya juga terbatas. Misalnya utuk kegiatan penelitian. Jenis kaca pada umumnya yang sering digunakan di Indonesia adalah yang mempunyai ketebalan 2-5 mm yang dapat menyerap sinar matahari 80%. Penggunaan kaca untuk atap mempunyai beberapa kelebihan. Salah satu kelebihannya adalah mampu meneruskan cahaya matahari yang diterimanya dengan persentase cukup tinggi. Dari 100% sinar matahari yang diterima kaca, bagian terbesar diteruskan 90-92 % dan sebagian dipantulkan 8-10%. Selain itu dapat mengurangi intensitas cahaya matahari yang masuk, atap kaca juga mempunyai sifat selektif terhadap spektrum cahaya tertentu, sekaligus dapat mengurangi permeabilitasnya. Dengan demikian, akan terbentuk iklim mikro yang khas.
2. Green House Plastik
Jenis rumah kaca ini sering digunakan untuk kepentingan komersial, karena materialnya yang murah namun dapat juga digunakan untuk melindungi tanamannya yang di dalamnya dari faktor-faktor iklim.
Jenis plastik yang digunakan antara lain plastik UV, plastik film, polyethylene, polyethylene terepthalate, PVC (Polyvinyl Chloride), rigid PVC, PVF (Polyvinyl Flouride), FRP (Fiberglass Reinforced Plastic), dan sebagainya. Dan yang sering digunakan di Indonesia adalah jenis plastik UV dan fiberglass.
a. Plastik UV
b. Fiberglass (Serat Kaca)
Jenis plastik ini terbuat dari akrilik atau polyester. Seperti jenis plastik lain, fiberglass juga transparan dan tahan terhadap pelapukan bahkan oleh bahan kimia sekalipun. Dalam pemakaiannya, fiberglass relatif lebih tahan dari bahan lainnya.
Gambar II.1. Budidaya Sayuran Sawi Pada Rumah Kaca (Sumber : Drs.H.Hendro Sunarjono; 2014: 86)
II.4. Microsoft Visual Studio 2010
Microsoft Visual Studio 2010 merupakan produk pemograman andalan dari Microsoft Corporation, di mana di dalamnya berisi beberapa jenis IDE pemograman seperti Visual Basic, Visual C++, Visual Web Developer, Visual C#, dan Visual F#. Microsoft Visual Basic 2010 sudah mendukung penuh implementasi Net Framework terbaru yaitu Net Framework 4.0 (Andi ; 2011:2 Microsoft Visual Studio 2010 & My Sql untuk Aplikasi Point of Sales )
secara optimal. Kecanggihan yang ditawarkan oleh Microsoft Visual Studio 2010 membuat kita merasakan begitu mudahnya menyusun program aplikasi dengan tampilan grafis yang menawan dalam waktu yang relatif singkat. (Prasetia dan Catur Edi Widodo; 2013:1)
Gambar II.2. Interface Microsoft Visual Studio 2010 (Sumber : http://www.microsoft.com)
II.5. Mikrokontroller
II.5.1. Gambaran Umum Mikrokontroller
ATMEL sebagai salah satu vendor yang mengembangkan dan memasarkan produk mikroelektronika telah menjadi suatu teknologi standar bagi para desainer sistem elektronika masa kini. Dengan perkembangan terakhir, yaitu generasi AVR (Alf and Vegard’s Risc processor), para desainer sistem elektronika telah diberi suatu teknologi yang memiliki kapabilitas yang amat maju, tetapi dengan biaya ekonomis yang cukup minimal.
dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua jenis mikrokontroller tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama.
Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk ATMEL, yaitu ATmega8535, buku pembelajaran mikrokontroller dengan pemahaman pemrograman menggunakan simulasi yang terdapat pada software AVR Studio 4 dan juga praktek hardware. Selain karena mudah didapatkan dan murah, ATmega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. (Lingga Wardhana; 2006 : 1)
II.5.2. Arsitektur ATmega8535
Berdasarkan arsitektur ATmega8535 bahwa ATmega8535 memiliki bagian-bagian sebagai berikut :
1. Saluran I/O sebanyak 32, yaitu pada Port A, Port B, Port C, dan Port D. 2. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
3. Tiga unit Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 unit register.
7. Memori Flash sebesar 8 kB dengan kemampuan Read While Write. 8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 9. Unit interupsi internal dan eksternal.
10. Antarmuka komparator analog.
11. Port antarmuka SPI dan Port USART untuk komunikasi serial. (Sumber : Lingga Wardhana; 2006 : 2)
II.5.3. Konfigurasi Pin Mikrokontroller ATmega8535
Gambar II.3. Konfigurasi Pin ATMEL ATmega8535. (Sumber : www.atmel.com)
Konfigurasi pin ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar II.3. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATmega8535 sebagai berikut (Lingga Wardhana; 2006 : 3) :
3. Port A(PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC. 4. Port B(PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer / Counter, komparator analog dan SPI.
5. Port C(PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog dan Timer Oscilator.
6. Port D(PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komporator analog, interupsi ekternal dan komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
II.6. Alat dan Bahan II.6.1. Resistor
Dalam suatu rangkaian elektronika, resistor merupakan komponen yang sering dipakai. Karena resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi arus yang mengalir dalam satu rangkaian elektronika. Artinya, sebuah resistor dengan nilai resistans tertentu berfungsi untuk membatasi arus listrik yang akan dialirkan kepada sebuah atau beberapa komponen elektronika sehingga komponen tersebut dapat bekerja sesuai karakteristiknya masing-masing.
dengan simbol Ω (Omega). Satuan ini diambil dari nama penemunya, yaitu Simon Georg Ohm.
Gambar II. 4. Resistor (Sumber : Datasheet Resistor)
II.6.2. Kapasitor
Kapasitor atau sering disebut juga kondensator berfungsi menyimpan tenaga listrik untuk sementara. Selain itu, kapasitor juga dimanfaatkan untuk penapisan (filtering), penalaan (tuning), pembangkitan gelombang bukan sinus, pengopelan sinyal dari satu rangkaian lain, dan sebagainya. ( Sugiri, A. Md, S.Pd ; 2004 : 29 ). Kapasitor adalah komponen elektronika yang sering digunakan sebagai penyearah arus, penahan arus searah, filter dan lain-lain. Kapasitor juga dibedakan menjadi dua, yaitu :
a. Kapasitor tetap adalah kapasitor yang nilai kapasitasnya tidak dapat diubah-ubah, seperti kapasitor film, kapasitor polyester, kapasitor mika, kapasitor keramik, dan lain-lain.
Gambar II. 5. Kapasitor Sumber : Datasheet Kapasitor
II.6.3. Dioda
Dioda adalah komponen yang memilki dua terminal dan terbuat dari sambungan dua jenis semi konduktor P dan N. berikut ini adalah simbol dari diode. Dioda merupakan koponen elektronika yang dibuat dari bahan semikonduktor. Mula-mula dioda dibuat dari germanium. Nmun karena germanium mempunyai kelemahan, yaitu akan rusak bila suhunya naik, maka diganti dengan silikon. Pada umunya dioda menggunakan satuan ampere (Sugiri, A. Md, S.Pd; 2004 : 30-31). Ada tiga kunci yang membedakan dioda dengan komponen lain, diantaranya :
a. Memiliki dua terminal seperti halnya resistor
b. Arus yang mengalir tergantung pada potensi antara kedua terminal c. Tidak mematuhi hukum ohm
dari 1 hinnga 1000 ampere atau lebih. Banyak dioda atau penyearah diidentifikasi dengan INXXXX. Sebuah dioda semikonduktor terdiri atas sebuah P-N junction (sambungan) dan memiliki 2 terminal (+), anoda dan katoda (-). Arus mengalir dari anoda kek katoda didalam dioda. (Sugiri, A. Md, S.Pd ; 2004: 30-31)
Katoda Anoda
Gambar II.6. Simbol dan Bentuk Dioda (Sumber : Nalwan Andi; 2012:39)
II.6.4. Sensor Pendeteksi Kelembaban Tanah (Soil Moisture Sensor)
Gambar II.7. Bentuk Fisik Soil Moisture Sensor (Sumber : http://tokosuperelectronics.com)
sensor/detector" (sebenarnya secara linguistik kedua sebutan terakhir kurang tepat) ini menggunakan moisture probe tipe YL-69 yang diproses IC pembanding offset rendah LM393 (low offset voltage comparator dengan offset masukan lebih rendah dari 5mV) yang sangat stabil dan presisi.
Anda bisa menggunakan sensor ini untuk mendeteksi kadar air dalam tanah, yang kemudian bisa menjadi acuan dalam sistem pengairan / penyiraman tanaman secara otomatis. Cukup tancapkan lempeng pendeteksi kelembaban (moisture sensing probe) ke dalam tanah (isolasikan koneksi pin header dengan kabel dengan lilitan selotip kedap air, akan lebih bagus bila menggunakan heat shrink tube). Sensitivitas pendeteksian dapat diatur dengan memutar potensiometer yang terpasang di modul pemroses.
Anda dapat menggunakan modul sensor ini tanpa mikrokontroller karena pin keluaran digital (digital pin output) dapat disambungkan langsung ke rangkaian switch (misalnya kombinasi transistor dan relay untuk menyalakan pompa air, dsb).
II.6.5. Relay
Transistor tidak dapat berfungsi sebagai switch (saklar) tegangan AC atau tegangan tinggi. Selain itu, umumnya tidak digunakan sebagai switching untuk arus besar (>5A). dalam hal ini, penggunaan relay sangatlah tepat. Relay berfungsi sebagai saklar yang bekerja berdasarkan input yang dimilikinya.
Gambar II.8. Bentuk Fisik Relay (Sumber : http://www.parallax.com)
Kelebihan relay :
1. Dapat switch AC dan DC, transistor hanya switch DC. 2. Relay dapat switch tegangan tinggi, transistor tidak dapat. 3. Relay pilihan yang tepat untuk switching arus yang besar. 4. Relay dapat switch banyak kontak dalam 1 waktu.
Kekurangan relay :
1. Relay ukurannya jauh lebih besar daripada transistor. 2. Relay tidak dapat switch dengan cepat.
Gambar II.9. Skematik Rangkaian Relay (Sumber : http://www.parallax.com)
Transistor berdaya kecil juga kadang kala membutuhkan relay sebagai saklar tegangan tinggi. Relay akan aktif apabila ada input tegangan yang cukup pada basis transistor. Dibutuhkan dioda proteksi untuk mencegah tegangan balik yang dapat merusak transistor.
II.6.6. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD memiliki beberapa jenis, salah satu jenis yang dipakai dalam pembuatan sistem ini adalah LCD jenis M1632 yang secara fisik adalah sebagai berikut :
LCD tipe ini memiliki 2 baris di mana masing-masing baris memuat 16 karakter. Selain sangat mudah dioperasikan, kebutuhan daya LCD ini sangat rendah. Untuk rangkaian interfacing, LCD tidak banyak memerlukan komponen pendukung. Hanya diperlukan satu resistor dan satu variabel resistor untuk memberi tegangan kontras pada matriks LCD. (Ary Heryanto dan Wisnu Adi; 2008 : 49)
II.6.7. Catu Daya
Perangkat elektronika seharusnya dicatu oleh sumber listrik searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik sesuai dengan kegunaan dan perancangannya. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun apabila digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar atau bermacam, sumber dari baterai atau accu tidak akan cukup. Sumber catu daya yang lain adalah sumber listrik bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Diagram proses catu daya dapat dilihat pada gambar II.11.
Transformator diperlukan sebagai komponen yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya. Keluaran transformator yang masih AC kemudian disearahkan oleh untai penyearah (rectifier). (Fredy Indra Oktaviansyah; 2011)
II.6.8. IC Regulator
Regulator seri 7805 adalah regulator untuk mendapatkan tegangan keluaran sebesar +5 volt, sedangkan regulator seri 7812 adalah untuk mendapatkan tegangan keluaran sebesar +12 volt. Agar rangkaian regulator dengan IC tersebut dapat bekerja dengan baik, tegangan input harus lebih besar dari tegangan output regulatornya. Bentuk fisik dari regulator 78xx dapat dilihat pada gambar II.12. (Fredy Indra Oktaviansyah; 2011)
Gambar II.12. Bentuk Fisik Regulator 78xx (Sumber : Fredy Indra Oktaviansyah; 2011:27)
II.6.9. USB Downloader
GmbH. USB Downloader ini diberi nama USB.asp. USB.asp terdiri atas ATmega48/8 dan beberapa komponen pasif tanpa membutuhkan komponen driver lainnya. USB.asp memiliki beberapa fitur antara lain :
1. Dapat bekerja disistem operasi Linux, Mac OS X, dan Windows. 2. Tidak membutuhkan kontroler khusus atau komponen SMD. 3. Kecepatan programming sampai 5 kbyte/sec.
4. Pilihan SCK untuk mendukung target device dengan kecepatan rendah (<1,5 MHz). (Kurniawan Dayat; 2009:8)
Gambar II.13. Bentuk Fisik USB Downloader (Sumber : Datasheet USB Downloader)
II.7. Perangkat Lunak dan Bahasa Pemrograman
antara perangkat lunak dan bahasa pemrograman bisa dilakukan dengan benar dan sesuai dengan karakteristik mikrokontroller tersebut.
II.7.1. Perangkat Lunak Code Vision AVR (CVAVR)
Perangkat lunak yang diguanakan penulis untuk mikrokontroller ATMEGA8535 adalah Code Vision AVR yang merupakan produk dari vendor HP infoTech untuk digunakan keluarga ATMEL AVR Mikrokontroller. Tampilan pembuka CVAVR dapat dilihat pada gambar II.14.
Gambar II.14. Tampilan Pembuka CVAVR. (Sumber : www.hpinfotech.com)
Gambar II.15. Tab Chip Mikrokontroller (Sumber : www.hpinfotech.com)
Gambar II.16. Tab Ports Input/Output (Sumber : www.hpinfotech.com)
II.7.2. Bahasa Pemrograman AVR
Code Vision AVR C Compiler (CVAVR) merupakan kompiler bahasa C unutk AVR. compiler ini cukup memadai unutk belajar AVR, karena selain mudah penggunaannya juga didukung berbagai fitur yang sangat membantu dalam pembuatan software unutk keperluan pemrograman AVR.
CVAVR ini dapat berjalan di bawah sistem operasi Windows 98, Me, NT 4, 2000, XP dan 7 32 bit. CVAVR ini dapat mengimplementasikan hampir semua instruksi bahasa C yang sesuai dengan arsitektur AVR, bahkan terdapat beberapa keunggulan tambahan untuk memenuhi keunggulan spesifik dari AVR. Hasil kompilasi objek CVAVR bias digunakan sebagai source debug dengan AVR Studio debugger dari ATMEL.
Selain pustaka standar bahasa C, CVAVR juga menyediakan pustaka tambahan yang sangat membantu pemrograman AVR, yaitu :
Alphanumeric LCD modules, Philips 12C bus,
National Semiconductor LM75 Temperatur Sensor,
Philips PCF8563, PCF8583, Maxim / Dallas Semiconductor DS1302 and DS1307 Real Time Clocks,
Maxim / Dallas Semiconductor 1 Wire protocol,
Maxim / Dallas Semiconductor DS1820, DS18S20, DS18820 Temperature Sensors,
Power management, Delays,
Gray code conversion.
CVAVR juga memiliki program generator yang memungkinkan kita membuat program dengan cepat. (Ary Heryanto dan Wisnu Adi; 2008 : 9)
II.8. Flowchart
Flowcharting adalah suatu teknik untuk menyusun rencana program yang telah diperkenalkan dan telah dipergunakan oleh kalangan pemrogram komputer sebelum algoritma menjadi populer. Flowchart adalah untaian simbol gambar (chart) yang menunjukkan aliran (flow) dari proses terhadap data. Seorang pemrogram harus mampu membuat flowchart, harus mampu membaca dan mengerti flowchart, dan sanggup menerjemahkan flowchart ke algoritma dan sebaliknya.
Adapun simbol–simbol yang sering digunakan pada diagram alir/flowchart ditunjukkan pada tabel II.1 berikut :
Tabel II. 1. Simbol – Simbol Flowchart
Simbol Arti Keterangan
Process
Menyatakan kegiatan yang akan ditampilkan dalam diagran alir.
Data
Digunakan untuk mewakili data masuk, atau data keluar.
Decision
Garis alir Menunjukkan arah aliran proses.
Terminal
Untuk menandai awal atau akhir program.
Preparation Untuk inisialisasi suatu nilai.
Connector
Sebagai penghubumg dalam satu halaman.
Off Page Connector
Sebagai penghubung antar halaman.
