RANCANG BANGUN PENGONTROL SUHU DAN KELEMBAPAN PADA TANAMAN PALAWIJA BERBASIS NODEMCU DENGAN APLIKASI TELEGRAM SKRIPSI

KELEMBAPAN PADA TANAMAN PALAWIJA BERBASIS NODEMCU DENGAN APLIKASI TELEGRAM

SKRIPSI

ARIH YOS BRANDO MANURUNG 170801036

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERAUTARA

MEDAN 2021

KELEMBAPAN PADA TANAMAN PALAWIJA BERBASIS NODEMCU DENGAN APLIKASI TELEGRAM

SKRIPSI

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Melengkapi Syarat Mencapai Gelar Sarjana Sains

ARIH YOS BRANDO MANURUNG 170801036

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERAUTARA

MEDAN 2021

PENGESAHAN

Judul : Rancang Bangun Pengontrol Suhu dan Kelembapan

Pada Tanaman Palawija Berbasis NodeMCU Dengan Aplikasi Telegram

Kategori : Skripsi

Nama : Arih Yos Brando Manurung

Nomor Induk Mahasiswa : 170801036 Program Studi : S1 Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Disetujui di Medan, Juli 2021 Ketua Program Studi Departemen Pembimbing, S1 Fisika FMIPA USU,

Dr. Perdinan Sinuhaji, MS M.Eng,Sc Dr. Bisman Perangin-angin,

NIP. 195903101987031002 NIP. 19560918198503100

PERNYATAAN

Rancang Bangun Pengontrol Suhu dan Kelembapan Pada Tanaman Palawija Berbasis NodeMCU Dengan Aplikasi Telegram

SKRIPSI

Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2021

Arih Yos Brando Manurung

PENGHARGAAN

Pertama-tamanya penulis tuntunkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL SUHU DAN KELEMBAPAN PADA TANAMAN PALAWIJA BERBASIS NodeMCU DENGAN APLIKASI TELEGRAM” skripsi ini merupakan syarat akademis dalam menyelesaikan studi program strata satu (S1) Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Penulis ingin mengucapkan trimaasih kepada semua pihak yg telah mendukung dan membantu. Penulis menyadari bahwa selama proses hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini, banyak mendapat masukan maupun motivasi dari berbagai pihak. Dengan kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala bantuan, dukungan, semangat yang telah diberikan. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada:

 Ibu Dr Nursahara Pasaribu, M.Sc sebagai Dekan FMIPA USU.

 Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS sebagai ketua Departemen Fisika FMIPA USU.

 Bapak Awan Maghfirah, S.Si, M.Si sebagai sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU.

 Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M. Eng. Sc sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan kritik dan saran, masukan, serta ide-ide selama penulis mengerjakan skripsi ini.

 Seluruh Bapak/Ibu dosen Fisika Universitas Sumatera Utara yang telah mendidik dan mengajar selama kurang lebih 4 Tahun sehingga penulis mampu mencapai gelar Sarjana.

 Terutama buat kedua orang tua tercinta Abengguat Manurung dan Lasmawati Ginting yang sudah banyak memberikan motivasi, semangat, doa-doa, materi, dan hal-hal lainnya yang tidak dapat kusebutkan.

 Saudara-saudara saya, abang saya Deny Lungguk Vernando Manurung, adik saya Renald Govindo Manurung, Iren Rebeka Gresella Manurung, Amelia Abi Agata Br Manurung, Praja Wijaya Manurung yang sudah memberi semangat kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini.

 Teman satu stambuk saya, Fisika 2017 terkhususnya teman-teman saya kelas ganjil, terimakasih karena sudah mau berjuang bersama dalam menyelesaikan masa kuliah kita semuanya.

 Teman seperdopingan, Naomi Gresha Marpaung, Xena Labora Nauli br sianturi, dan Hotber Torang Siringoringo, yang juga sebagai partner di Laboratorium Elektronika Lanjutan, terimakasih atas semua dukungannya.

Tugas Akhir ini penulis dedikasikan untuk mereka sebagai ungkapan penghargaan atas keikhlasan, kesabaran, kebaikan dan kasih sayang yang teramat dalam dan hanya Tuhan yang Maha Esa yang dapat membalasnya.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata Penulis mengucapkan terimakasih dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi orang yang membutuhkan.

Medan, Juli 2021

Arih Yos Brando Manurung

RANCANG BANGUN PENGONTROL SUHU DAN KELEMBAPAN PADA TANAMAN PALAWIJA BERBASIS

NODEMCU DENGAN APLIKASI TELEGRAM

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian rancang bangun pengontrol suhu dan kelembapan pada tanaman palawija berbasis NodeMCU dengan aplikasi telegram. Pengujian dilakukan setelah semua komponen diintegrasikan menjadi satu termasuk program keseluruhan yang telah dibuat. Pengujian dilakukan dengan menjalankan sistem sesuai prosedur dan mengamati kinerja sistem yaitu dimulai dengan menghidupkan sistem pengairan yang dirancang. Pengukuran kelembapan dan temperature udara. Setelah sensor mendeteksi kelembapan dan temperature udara data akan dikirim pada mikrokontroler.

Ketika kondisi kelembapan dan temperature tidak stabil pompa, moisturizer dan lampu pijar telah diatur dimana ketika suhu dan kelembapan tidak stabil maka akan hidup sesuai kebutuhan tanaman palawija untuk menstabilakan kelembapan dan temperature udara dimana keadaan normal kelembapan 60%-70% dan temperature 28^oc-31^oc.

Dimana saat keadaan Suhu diatas 31^oc dan kelembapan dibawah 60%. Pompa dan moisturizer akan hidup yang dimana akan menurunkan suhu dan manambah kelembapan hingga keadaan normal. Saat keadaan suhu dibawa 28^oc dan kelembapan diatas 70% lampu pijar akan hidup yang dimana akan menaikkan suhu dan mengurangi kelembapan hingga keadaan normal. Untuk melihat kondisi temperature dan kelembapannya akan di tampilakan pada display LCD dan juga terhubung secara IoT dengan menggunakan aplikasi telegram dimana dapat melihat data yg terkirim dan juga dapat membuat perintah untuk menghidupkan pompa, moisturizer dan lampu pijar melalui aplikasi telegram dengan user bot telegram untuk menstabilkan temperature dan kelembapannya.

Kata Kunci : , NodMCU,Dht11,Pngontrol Suhu dan kelembapan ,Atmega8538 Mikrokontroller,Tanaman Palawija,

DESIGN AND DEVELOPMENT OF TEMPERATURE AND HUMIDITY CONTROL IN PALAWIJA PLANT BASED ON NODEMCU WITH

TELEGRAM APPLICATION

ABSTRACT

A research has been carried out on the design of temperature and humidity controllers on palawija plants based on the MCU Node with the telegram application. Testing is carried out after all components are integrated into one including the overall program that has been made. Testing is done by running the system according to procedures and observing the performance of the system, starting with turning on the designed irrigation system. Measurement of humidity and air temperature. After the sensor detects the humidity and air temperature, the data will be sent to the microcontroller.

When the humidity and temperature conditions are unstable pump, moisturizer and incandescent lamps have been arranged whereby when the temperature and humidity is not stable it will live up to the needs of crops to stabilize humidity and air temperature wherein normal circumstances 60% -70% humidity and a temperature of 28^oC – 31^oC. Where when the temperature is above 31^oC and the humidity is below 60% the pump and moisturizer will turn on which will lower the temperature and increase the humidity to normal conditions. When the temperature is brought to 28^oC and the humidity is above 70% the incandescent lamp will turn on which will increase the temperature and reduce the humidity to normal conditions. To see the temperature and humidity conditions, it will be displayed on the LCD display and also connected IoT using the telegram application which can see the data sent and can also make orders to turn on the pump, moisturizer and incandescent lamp through the telegram application with the telegram user bot to stabilize the temperature and humidity.

Keywords: NodeMCU, Dht11, Temperature and humidity controller, Atmega 8538 Microcontroller, Palawija Plants

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... i

PERNYATAAN ... ii

PENGHARGAAN ... iii

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL. ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Penelitian ...2

1.5 Manfaat Penelitian ...2

1.6 Sistematika Penulisan ...3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA... 5

2.1 Tanaman Palawija ...5

2.2 Mikrokontroler Atemega 8535...6

2.2.1 Konfigurasi Pin Atmega8535 ...7

2.2.2 Aksitektur Atmega 8535 ...9

2.3 Display LCD ...11

2.3.1 Konfigurasi Pin LCD...12

2.4 NodeMCU ESP8266 versi 12E ...13

2.5 Sensor DHT 11...14

2.6 Telegram ...15

2.7 Arduino IDE ...15

2.8 Pompa DC 12 V ...21

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ... 22

3.1 Alat dan Penelitian ... 22

3.1.1 Alat Penelitian ...22

3.1.2 Bahan Penelitian ...22

3.2 Blok Diagram ...23

3.2.1 Rangkaian Sensor DHT 11 ... 24

3.2.2 Rangkaian Pompa Air ... 25

3.2.3 Komunikasi Internet ... 26

3.2.4 Display LCD ... 26

3.3 Flowchart... 27

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28

4.1 Hasil Penelitian ... 28

4.2 Pengujian Sistem... 29

4.2.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya ...29

4.2.2 Pengujian Sensor Temperatur dan Kelembapan Udara ...30

4.2.3Pengujian Sistem Pompa Air ...34

4.2.4 Pengujian Driver ...35

4.2.5Pengujian Display LCD M1608 ...36

4.2.6 Pengujian Alat Secara Keseluruhan ...37

BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 41

5.1 Kesimpulan ... 41

5.2 Saran ... 41

DAFTAR PUSTAKA ... 43

LAMPIRAN ... 44

DAFTAR TABEL

NO JUDUL HALAMAN

2.1

Fungsi Khusus Port B

8

2.2

Fungsi Khusus Port C

8

2.3

Fungsi Khusus Port D

9

4.1

Hasil pengukuran tegangan keluaran catu daya

29

4.2

Hasil pengukuran sensor DHT 11 dengan alat ukur standart

30 4.3

Hasil pengukuran selama 5 hari sensor DHT 11 dengan alat

ukur standart.

31

4.3

Hasil pengujian pompa air

34

4.4

Hasil pengujian debit air (L/s).

35

4.5

Hasil pengujian pengaruh tegangan gate mosfet terhadap pompa

35

4.6

Hasil pengujian secara keseluruhan

38

DAFTAR GAMBAR

NO JUDUL HALAMAN

2.1

Mikrokontroler ATMega8535

6

2.2

Konfigurasi Pin ATMega8535

7

2.3

Arsitektur Atmega 8535

10

2.4

Display LCD 2x16

11

2.5

Nodemcu ESP8266 12E

13

2.6 Maping Pin Nodemcu V3 Lolin 2.2

14

2.7

Modul sensor DHT 11

14

2.8

Tampilan Arduino IDE

16

2.9

Pompa DC 12 V

21

3.1

Diagram Block Sistem

23

3.2

Rangkaian Keseluruhan Sistem

24

3.3

Rangkaian Sensor DHT 11

25

3.4

Rangkaian Pompa Air

25

3.5

Rangkaian Esp 8266 node mcu terhubung pada mikrokontroler Atmega 8538

26 3.6

Rangkaian display LCD pada mikrokontroler Atmega 8535

26

3.7

Flowchart sistem

27

4.1

Prototipe rumah kaca dalam ukuran miniatur

29 4.2

Tampilan perbandingan pengukuran oleh sensor DHT 11

dengan alat ukur standart

31 4.3

Tampilan Hari I perbandingan rancangan alat dengan Alat

ukur standart

32 4.4

Tampilan Hari II perbandingan rancangan alat dengan

Alat ukur standart

32

4.5

Tampilan Hari III perbandingan rancangan alat dengan

Alat ukur standart

33

4.6

Tampilan Hari IV perbandingan rancangan alat dengan Alat ukur standart

33 4.7

Tampilan Hari V perbandingan rancangan alat dengan

Alat ukur standart

34 4.8

Pengujin driver mosfet dengan input 4,94V(High)

36

4.9

Tampilan display LCD

37

5.0

Kondisi aktif alat moisturizer saat kelembaban udara dibawah

38

5.1

Kondisi non aktif alat moisturizer saat kelembaban diatas 70%.

39

5.2

Tampilan display LCD pada jam 15:07

39

5.3

Kondisi lampu pijar dan moisturizer aktif pada jam 5 pagi

40

5.4

Tampilan pada Telegram

40

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertanian di Indonesia masih menggunakan sistem pertanian tradisional dan tergantung pada perubahan iklim yang terjadi. Perubahan iklim yang tidak menentu pada akhir-akhir ini menyebabkan prediksi petani menjadi meleset dan banyak yang mengalami kerugian berupa gagal panen. Tidak teraturnya perubahan iklim dan perubahan seperti musim kemarau dan musim hujan membuat para petani begitu sulit untuk merencanakan masa tanam dan masa panen (S.Wahono, S.Sugiyanto).

Tanaman palawija sebenarnya diperuntukkan bagi tanaman pada tanaman pangan yang biasa ditanam disawah pada saat musim kemarau. Jenis tanaman palawija ini antara lain padi, jagung, kedelai, ubi kayu, ubi jalar, kacang tanah, dan kacang hijau.

Namun saat sekarang, tanaman palawija tidak hanya ditanam pada musim kemarau, tetapi juga pada musim hujan di lahan kering (tidak hujan) atau di lahan pasang surut yang diolah pada sistem surjan. Secara ekonomis, tanaman ini berperan penting bagi kehidupan manusia. Hal ini karena tanaman tersebut dapat sebagai bahan pangan dan sumber makanan (Zakaria, A.K. 2011).

Berdasarkan ilmu pengkondisian udara hal tersebut dapat dibuat kondisi seperti musim pada tanaman tertentu sesuai yang diharapkan, yaitu dengan mengatur nilai kelembaban dan suhunya. Pengaturan kelembaban dan suhu ini dilakukan pada sistem pertanian yang menggunakan rumah tanaman. Metodologi yang digunakan dalam pengaturan suhu dan kelembaban ini adalah dengan membuat alat kontrol iklim dan variasi metode eksperimen pada rumah tanaman. Pembuatan alat kontrol iklim berguna untuk menambah nilai kelembaban tanaman pada rumah tanaman.

Dikarenakan Hal tersebut penulis ingin membuat suatu alat yang dapat membantu para petani dalam mengelolah pertanian untuk medapatkan hasil panen yang makasimal dan tidak tergantung pada perubahan iklim dengan “Rancang Bangun Pengontrol Suhu Dan Kelembapan Pada Tanaman Palawija Berbasis Nodemcu Dengan Aplikasi Telegram” yang digunakan untuk mengontrol kelembaban untuk tanaman palawija dalam ruang tertutup yang bekerja otomatis dan dapat dipantau dari jarak

jauh. Membantu petani dalam meningkatkan dan mengelolah pertumbuhan tanaman palawijaya.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana membuat sebuah sistem pengontrol suhu dan kelembaban tanaman palawija yang bekerja secara otomatis.

2. Bagaimana merealisasikan sistem dengan komponen elektronik dan mikrokontroler ATMega8535.

3. Merancang komunikasi sistem internet of things dengan menggunakan node MCU.

4. Bagaimana membuat program untuk mengontrol sistem kontrol jarak jauh 1.3 Batasan Masalah

1. Sistem yang dirancang adalah rangkaian elektronik berbasis mikrokontroler ATMega8535.

2. Tidak membahas secara mendalam proses membudidaya tanaman palawija.

3. Menggunakan modul node MCU untuk merealisasikan sistem Internet of Things.

4. Penelitian ini membahas tentang rancang bangun sistem kontrol jarak jauh.

1.4 Tujuan

1. Merancang dan merakit rangkaian kontrol dengan basis mikrokontroler ATMega8535

2. Tujuan dari Penelitian adalah membangun sebuah sistem pengontrolan temperatur dan kelembaban untuk tanaman palawija dalam ruang tertutup yang bekerja otomatis dan dapat dipantau dari jarak jauh.

3. Merancang sistem kontrol suhu dan kelembapan dengan menggunakan aplikasi telegram.

1.5 Manfaat

Manfaat yang diharapkan dari penelitian adalah:

1. Dapat memberikan hasil yang optimal pada budi daya tanaman palawija.

2. Memberikan efisiensi dalam mengatur temperatur dan kelembaban udara pada ruang tertutup.

3. Bagi penulis adalah untuk mendalami dan mengimplementasikan teori pengaturan otomatis sehingga menghasilkan sesuatu yang bermanfaat.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematikan pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari Rancang Bangun Pengontrol Suhu Dan Kelembapan Pada Tanaman Palawija Berbasis NodeMCU Dengan Aplikasi Telegram Maka penulis menulis skripsi ini dengan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan permasalahan yang ada beserta solusi yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan tersebut. Penjelasan tersebut akan di bagi-bagi menjadi sub bab yaitu latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dari pembuatan tugas akhir, manfaat yang diperoleh, dan sistematika penulisan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas tentang teori-teori dasar yang di pakai untuk menyelesaikan permasalahan, yaitu teori-teori yang bekaitan dengan sistem aplikasi yang dibuat.

BAB III

METODE PENELITIAN

Bab ini membahas tentang gambaran umum dan rencanaan dari aplikasi pengajaran yang dibuat. Perencanaan aplikasi seperti konsep aplikasi seperti konsepn aplikasi, desain system aplikasi, user-interface, dan lain sebagainya.

BAB IV

HASIL DAN ANALISIS

Bab ini menjelaskan tentang bagaimana aplikasi yang telah jadi dan dapat dijalankan telah di uji coba, untuk mengetahui apakah aplikasi tersebut telah menyelesaikan permasalahannya dan sesuai dengan konsep yang dibuat.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab penutup yang berisikan kesimpulan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA

Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber literatur yang digunakan dalam pembuatan Laporan ini.

LAMPIRAN

Pada bagian ini akan dipaparkan tentang datasheet komponen, kode program yang dirancang dan data pendukung yang digunakan dalam pembuatan sistem dan laporan ini. Pada bagian ini juga akan dipaparkan tentang data lengkap dari penulis.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Palawija

Tanaman palawija merupakan tanaman yang rentan terhadap kekurangan atau kelebihan air, dan relatif lebih sedikit membutuhkan air dibandingkan tanaman padi.

Pada lahan kering yang umumnya mengandalkan air hujan, tanaman palawija diusahakan ada saat musim hujan sehingga peluang terjadinya kelebihan air cukup besar. Pada umumnya pembuatan saluran drainase untuk membuang kelebihan saluran air umumnya telah dilaksanakan petani. Sedangkan untuk penanaman palawija pada musim kemarau sangat rentan terhadap kekeringan. Untuk itu maka perlu pengairan untuk tanaman dapat berasal dan sumur atau pompa air di sekitar areal pertanaman dan dikontribusikan bantuan pompa air. Ketersediaan air untuk pertanian berkurang karena kegiatan keperluan rumah tangga dan industri, degradasi sistem hidrologi kawasan usaha tani yang berdampak terhadap susahnya produksi cadangan air hujan yang tersedia (Zakaria, A.K. 2011).

Pertanian di Indonesia sedang berada di persimpangan jalan. Sebagai penunjang kehidupan berjuta-juta masyarakat Indonesia, sektor pertanian memerlukan pertumbuhan ekonomi yang kukuh dan pesat. Sektor ini juga perlu menjadi salah satu komponen utama dalam program dan strategi pemerintah untuk mengentaskan kemiskinan. Di masa lampau, pertanian Indonesia telah mencapai hasil yang baik dan memberikan kontribusi penting dalam pertumbuhan ekonomi Indonesia, termasuk menciptakan lapangan pekerjaan dan pengurangan kemiskinan secara drastis. Hal ini dicapai dengan memusatkan perhatian pada bahan-bahan pokok seperti beras, jagung, gula, dan kacang kedelai. Akan tetapi, dengan adanya penurunan tajam dalam jumlah produksi panen dari hampir seluruh jenis bahan pokok, ditambah mayoritas petani yang bekerja di sawah kurang dari setengah hektar, aktifitas pertanian kehilangan potensi untuk menciptakan tambahan lapangan pekerjaan dan peningkatan penghasilan.

Pertanian di Indonesia masih menggunakan sistem pertanian tradisional dan tergantung pada perubahan iklim yang terjadi. Perubahan iklim yang tidak menentu pada akhir-akhir ini menyebabkan prediksi petani menjadi meleset dan banyak yang

mengalami kerugian berupa gagal panen dll. Iklim merupakan salah satu faktor pembatas dalam proses pertumbuhan dan produksi tanaman. Jenis - jenis dan sifat - sifat iklim dapat menentukkan jenis - jenis tanaman yang tumbuh pada suatu daerah serta produksinya. Metodologi yang digunakan dalam pengaturan suhu dan kelembaban ini adalah dengan membuat alat kontrol iklim dan variasi metode eksperimen pada rumah tanaman. Pembuatan alat kontrol iklim berguna untuk menambah nilai kelembaban pada rumah taanaman (S. Wahono, S. Sugiyanto).

2.2 Mikrokontroler Atmega 8535

Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus dan biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika. Seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) Atmega8535 yang menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas 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. Mikrokontroler AVR Atmega8535 telah dilengkapi PWM (Pulse Width Modulation) yang merupakan teknik untuk mengontrol output digital pada mikrokontroler (Zeniati, 2013). Berikut ini gambar Mikrokontroler ATMega8535 :

Gambar 2.1 Mikrokontroler ATMega8535

2.2.1 Konfigurasi Pin Atmega8535

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Atmega8535

Konfigurasi pin Atmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar 2.2. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2. GND merukan pin Ground.

3. Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan ADC.

4. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B

Pin Fungsi Khusus

PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output) PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input) PB4 SS (SPI Slave Select Input)

PB3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output) PB2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)

INT2 (External Interrupt 2 Input)

PB1 T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input) PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output)

1. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pinfungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C

Pin Fungsi khusus

PC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2) PC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1) PC5 Input/Output

PC4 Input/Output PC3 Input/Output PC2 Input/Output

PC1 SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line) PC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)

2. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin

fungsi khusus, seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D

Pin Fungsi khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output) PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output) PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input) PD1 TXD (USART Output Pin) PD0 RXD (USART Input Pin)

3. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

4. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

5. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

6. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

2.2.2 Arsitektur Atmega 8535

AVR termasuk kedalam jenis mikrokontroler RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit. Berbeda dengan mikrokontroler keluarga MCS-51 yang berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Pada mikrokontroler dengan teknologi RISC semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bits words) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 clock, sedangkan pada teknologi CISC seperti yang diterapkan pada mikrokontroler MCS-51, untuk menjalankan sebuah instruksi dibutuhkan waktu sebanyak 12 siklus clock.

Gambar 2.3 Arsitektur Atmega 8535

Secara garis besar, arsitektur mikrokontroler Atmega8535 terdiri dari : 1. 32 saluran I/O (Port A, Port B, Port C dan Port D) 2. 10 bit 8 Channel ADC (Analog to Digital Converter) 3. 4 Channel PWM

4. 6 Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-Down,Standby and Extended Standby

5. 3 buah timer/counter.

6. Analog Compararator

7. Watchdog timer dengan osilator internal 8. 512 byte SRAM

9. 512 byte EEPROM

10. 8 kb Flash memory dengan kemampuan Read While Write

2.3. Display LCD

Display LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven- segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.

Gambar 2.4 Display LCD 2x16

Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).

Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah:

1. DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.

2. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

3. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola

tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

2.3.1 Konfigurasi pin LCD

Pin jalur input dan kontrol LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah:

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

4. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

5. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.

2.4 NodeMCU ESP8266 versi 12E.

NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat opensource terdiri dari perangkat keras berupa system on Chip ESP8266 dari ESP8266 buatan Esperessif System.

Gambar 2.5 Nodemcu ESP8266 12E

NodeMCU bisa dianalogikaan sebagai board arduino yang terkoneksi dengan ESP8622. NodeMCU telah me-package ESP8266 ke dalam sebuah board yang sudah terintergrasi dengan berbagai feature selayaknya microkontroler dan kapalitas ases terhadap wifi dan juga chip komunikasi yang berupa USB to serial. Sehingga dala pemograman hanya dibutuhkan kabel data USB.

Karena Sumber utama dari NodeMCU adalah ESP8266 khusunya seri ESP-12 yang termasuk ESP-12E. Maka fitur – fitur yang dimiliki oleh NodeMCU akan lebih kurang serupa dengan ESP-12. Beberapa Fitur yang tersedia antara lain:

1. 10 Port GPIO dari D0 – D10 2. Fungsionalitas PWM

3. Antarmuka I2C dan SPI 4. Antaruka 1 Wire

5. ADC

Gambar 2.6 Maping Pin Nodemcu V3 Lolin 2.2

2.5 Sensor DHT 11

Sensor yang digunakan untuk mengindera suhu dan kelembaban adalah modul sensor DHT11. Sensor ini memiliki output digital yang sudah terkalibrasi. Koefisien kalibrasinya telah diprogramkan ke dalam OTP memori. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengkalibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran.

DHT11 menggunakan single write serial interface yang cukup cepat dan mudah.

Ukuran sensor yang kecil, kebutuhan konsumsi daya yang rendah dan mampu mentransmisikan output-nya dalam jarak 20 meter (D-robotics UK, 2010).

Gambar 2.8 diabawah ini merupakan Modul sensor DHT 11.

Gambar 2.7 Modul sensor DHT 11.

DHT11 merupakan sensor yang cukup murah dan mudah didapatkan dipasaran.

Sensor ini memiliki spesifikasi diantaranya:

1. HumidityRange: 20-90% RH

2. HumidityAccuracy: ±5% RH 3. TemperatureRange: 0-50 °C 4. TemperatureAccuracy: ±2% °C 5. OperatingVoltage: 3V to 5.5

2.6 Telegram

Telegram Messenger adalah aplikasi pengiriman pesan yang berfungsi melalui internet. Itu berarti Anda dapat mengirim pesan secara gratis dengan menggunakan koneksi wi-fi atau penyisihan data seluler Anda. Menurut Telegram, layanan ini memiliki lebih dari 200 juta pengguna aktif bulanan. Ini diluncurkan pada 2013.

Telegram dapat digunakan pada smartphone, tablet, laptop dan komputer desktop.

Dengan keberadaan IoT, diharapkan akan lebih mudah untuk mengakses perangkat yang digunakan pada tanaman palawija dengan hanya mengirim pesanan melalui Aplikasi Telegram, dan juga dapat menerima pemberitahuan tentang keadaan tanaman palawija itu sendiri.

Proses pembuatan bot telegram:

1. Buat bot Telegram baru menggunakan Father Bot.

2. Beri bot Telegram nama yang ramah dengan nama pengguna yang unik.

3. Ketika pengguna menyelesaikan akan ada nomor token yang digunakan oleh pengguna menghubungkan telegram dengan perangkat (F.Z. Rachman, 2015)

2.7 Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Developtment Enviroenment) merupakan sebuah software yang digunakan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan mengunggah ke dalam memori mikrokontroler pada Arduino, dapat dilihat pada gambar. Arduino IDE menggunakan bahasa pemrograman C++ dengan versi yang telah disederhanakan, sehingga menjadi lebih mudah dalam penggunaan. Sebuah kode program Arduino pada umumnya biasa disebut dengan sketch.

Arduino IDE dibuat dari bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE dilengkapi dengan library C/C++ yang biasanya disebut wiring, sehingga operasi input dan output menjadi lebih mudah. Arduino IDE dikembangkan dari software processing menjadi

Arduino IDE khusus untuk pemrograman Arduino. Arduino IDE (Integrated Developtment Enviroenment) merupakan sebuah software yang digunakan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan mengunggah ke dalam memori mikrokontroler pada Arduino. Arduino IDE menggunakan bahasa pemrograman C++ dengan versi yang telah disederhanakan, sehingga menjadi lebih mudah dalam penggunaan. Sebuah kode program Arduino pada umumnya biasa disebut dengan sketch. Arduino Software (IDE) diciptakan untuk para pemula bahkan yang tidak memiliki basic bahasa pemrograman sama sekali karena menggunakan bahasa C++ yang telah dipermudah melalui library. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan IDE (Samsugi, S., & Burlian, A. 2019).

Gambar 2.8 dibawah ini merupakan gambar Tampilan Arduino IDE

Gambar 2.8 Tampilan Arduino IDE

Pada tampilan arduino IDE terdapat beberapa menu yang dibuat untuk mempermudah dalam pemrograman. Berikut fungsi-fungsi pada menu arduino IDE sebagai berikut:

1. Verify berfungsi untuk melakukan kompilasi program yang saat dieditor.

2. New berfungsi untuk membuat program baru dengan mengosongkan isi jendela editor saat ini.

3. Open berfungsi untuk membuka program yang ada dari sistem file.

4. Save berfungsi untuk menyimpan program saat ini.

5. Upload berfungsi untuk menyalin hasil pemrograman dari komputer ke memori board arduino. Saat melakukan upload, harus melakukan pengaturan jenis arduino dan port com yang digunakan.

6. Serial monitor berfungsi untuk melihat hasil pemrograman yang tersimpan dalam memori arduino.

Berikut beberapa hal yang diperlukan dalam pemrograman arduino IDE, diantaranya adalah:

1. Struktur

Struktur bahasa pemrograman pada arduino, terdiri dari dua bagian yaitu Void setup ()

{

//statement }

Void loop () {

//statement }

Void setup () berfungsi untuk memanggil satu kali ketika program dijalankan. Sedangkan void loop() berfungsi untuk mengeksekusi perintah yang akan dijalankan berulang-ulang selama arduino dinyalakan.

2. Syntax

Syntax merupakan bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan:

a. // (komentar satu baris) digunakan untuk memberi catatan dari kode kode pemrograman yng telah dituliskan. Dengan menuliskan // maka apapun yang ditulis di belakangnya akan diabaikan atau tidak akan dibaca oleh program.

b. /*...*/ (komentar banyak baris) berfungsi untuk memberi catatan beberapa garis sebagai komentar

c. { ...} atau kurawal berfungsi untuk mendefinisikan blok diagram saat mulai dan berakhir, digunakan juga pada fungsi pengulangan.

d. ; atau titik koma berfungsi untuk mengakhiri setiap baris kode program yang ditulis.

3. Variabel

Variabel adalah nama yang dibuat dan disimpan dalam mikrokontroler.

Variabel memiliki nilai yang berubah-ubah sewaktu-waktu saat program dijalankan sehingga perlu ditentukan jenis tipe datanya. Deklarasi variabel dapat dilakukan dengan memberi nilai awal ataupun dengan tidak memberi nilai awal. Dalam pemrograman dikenal dengan 2 maca variabel, diantaranya yaitu:

a. Variabel global, berfungsi untuk mendeklarasikan diluar fungsi, dan berlaku secara umum dan dapat diakses dimana saja.

b. Variabel lokal, berfungsi untuk mendeklarasikan didalam fungsi dan hanya bisa diakses oleh pernyataan yang ada di dalam fungsi.

4. Tipe data

Tipe data yang digunakan dalam program ada bermacam-macam, diantaranya sebagai berikut:

a. Int (integer), berfungsi untuk menyimpan angka 2 byte atau 16 bit. Tidak memiliki angka desimal, dan dapat menyimpan nilai dari -

23.767 hingga 32767.

b. Boolean, berfungsi untuk menyimpan nilai benar atau salah.

c. Long, berfungsi untuk menyimpan angka 4 byte atau (jika data integer tidak mencukupi) yang mempunyai rentan -2.147.482.648 hingga 2.147.483.648.

d. Float, berfungsi untuk menyimpan angka desimal 4 byte yang mempunyai rentan -3.4028235E+38 sampai 3,40282335+38.

e. Char atau karakter berfungsi untuk menyimpan 1 karakter byte dari RAM

5. Operator matematika

Operator matematika yang digunakan untuk memanipulasi angka (seperti matematika sederhana)

a. Sama dengan (=), berfungsi untuk membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain.

b. Persen (%), berfungsi menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka.

c. Tambah (+), sebagai operasi penambahan.

d. Kurang (-), sebagai operasi pengurangan.

e. Asteris (*), sebagai operasi perkalian.

f. Garis miring (/), sebagai operasi pembagian 6. Operasi Pembanding

a. == (sama dengan) b. != (tidak sama dengan) c. < (lebih kecil dari) d. > (lebih besar dari) e.

f.

g. ! (boolean not) h. && (boolean and) i. || (boolean or) 7. Struktur pengaturan

a. If. ... else dengan format seperti dibawah : If (kondisi) { ... }

Else if (kondisi) { ... } Else { }

Program tersebut dapat digunakan untuk mementukan suatu kondisi, dan saat kondisi telah terpenuhi maka akan dilaksanakan sesuai dengan perintah yang telah ditentukan. Begitu juga saat kondisinya tidak terpenuhi.

b. Switch

Pernyataan switch yaitu sebuah variabel yang beurutan diuji oleh beberapa konstanta bilangan bulat atau karakter sintaks perintah switch

c. Looping

Yaitu pengulangan satu atau bebrapa perintah hingga mencapai keadaan tertentu. Berikut beberapa perintah looping, diantaranya:

1) For...

2) While...

3) Do...while...

8. Kode digital

Kode digital berfungsi untuk mengatur pin-pin digital pada arduino a. PinMode (Pin,mode)

Kode ini befungsi untuk mengatur mode pin. Pin disini merupakan nomor pin yang akan digunakan pada board arduino uno, yang terdapat pada pin digital 0 hingga 13, dan mode sendiri dapat berupa input ataupun output.

b. DigitalWrite (pin,value)

Kode ini berfungsi untuk pin input yang membaca nilai sensor yang ada pada pin. Nilai sebatas 1 atau 0, benar atau salah.

c. DigitalRead (pin)

Kode ini digunakan sebagai pin input, dapat menggunaka kode ini untuk mendapatkan nilai HIGH (+5V) atau LOW (ground)

9. Kode analog

Digunakan saat menggunakan pin analog pada arduino. Pin analog dimulai dari A0 hingga A5. Dan hanya dapat digunakan sebagai input. Dalam penulisan program tidak perlu menuliskan pinMode pad avoid setup.

a. analogRead (pin)

Digunakan saat pin analog ditetapkan sebagai input, dapat membaca keluaran voltasenya. Keluaran berupa angka 0 untuk 0V dan 1024 untuk 5V.

b. analogWrite (pin).

Digunakan untuk beberapa pin arduino yang mendukung PWM yaitu pada pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Dapat merubah pin on atau off.

2.8 Pompa DC 12 V

Gambar 2.9Pompa DC 12 V

Water Pump/ pompa air adalah alat untuk menggerakan air dari tempat bertekanan rendah ke tempat bertekanan yang lebih tinggi. Pada darsarnya water pump sama dengan motor DC pada umumnya, hanya saja sudah di-packing sedemikian rupa sehingga dapat digunakan di dalam air. Pada tugas akhir ini digunakan water pump DC 12 volt untuk menyemprotkan air. Berikut ini gambar dari water pump 12 volt.

BAB III METODOLOGI 3.1. Alat dan Bahan Penelitian

3.1.1. Alat Penilitan

1. Peralatan komputer atau Laptop 2. Alat ukur /Digital voltmeter 3. Toolset atau perkakas listrik 4. Smartphone Android

5. Alat ukur temperatur dan kelembaban udara digital

6. Software pendukung seperti: Proteus, Arduino IDE, MS office dll.

7. Aplikasi chat Telegram

3.1.2. Bahan Penelitian

1. IC mikrokontroler ATEMEGA 8535 2. Modul node MCU

3. Display LCD

4. Kapasitor, Resistor, Dioda 5. Alat pembuat uap air/Humidifier 6. Pompa air

7. Lampu Pijar 8. Sensor dht 11 9. Selang air 10. Pot tanaman 11. Wadah rumah kaca 12. PCB rangkaian dan casis

3.2 Blok diagram

Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut ini:

suhu dan kelembaban

udara

Sensor Mikro Kontroler penguat Output

Uap air

Aliran air

Gambar 3.1 blok diagram

Gambar 3.1 menunjukkan diagram blok yaitu diagram yang menggambarkan bagian-bagian dari sistem mulai dari input, proses dan bagian output. Pada rancangan ini input atau masukan berasal dari sensor temperatur dan kelembaban udara yaitu DHT11. Input sensor adalah temperatur dan kelembaban udara disekitar sensor. Sensor akan mengubah besaran tersebut menjadi suatu output digital yaitu nilai temperatur dan kelembaban yang telah terkalibrasi. Output tersebut diberikan pada sebuah

Moisturizer

Driv

Lampu Pijar Driv

LCD

Pompa air

Driv

Power Supply DHT 11

ATEMEGA 8535

Wifi Server Telegram NODE MCU

Smartphone

mikrokontroler yaitu ATEMEGA 85355 .Mikrokontroler membaca masukan tersebut dan dijadikan acuan untuk menentukan waktu pengairan dan pengembunan. Terdapat 2 komponen pada output selain display LCD yaitu pengairan dan pengembunan yang dilakukan pompa air dan pengembun uap air. Display LCD berfungsi menampilkan nilai temperatur dan kondisi kelembaban udara yang terdeteksi oleh sensor. Selain kontrol otomatis yang dilakukan oleh Mikrokontroler berdasarkan nilai sensor, sistem pengairan juga dapat dilakukan oleh user dari jarak jauh melalui jaringan internet yaitu dengan smartphone yang dibantu oleh server Telegram. User dapat memantau kondisi sensor dan mengontrol pompa atau pengembun melalui sebuah smartphone atau pun komputer pribadi (PC).

Gambar 3.2 Rangkaian Keseluruhan Sistem

3.2.1 Rangkaian Sensor DHT 11

Sensor yang digunakan dalam rancangan ini adalah sensor temperatur dan kelembaban udara yaitu DHT 11. Bentuk sensor berupa Modul yang pasang ditengah- tengah ruang yang dipantau. Cara kerja sensor adalah membaca temperatur dan kelembaban udara atau kandungan uap air diudara dan mengubahnya menjadi besaran

C3

2200u/ 50V

SW1 U1

7805

5V

SW- SPST

V2 ^{1 VI VO 3}

L1

C1

SOURC E

220u/25

C2

10u

BR1

LCD1

LCD 16X2 1N4002

L2

220V

12V 12V

RL1 ^5V

POMPA AIR Q1

Humidifier

IRFZ44E

Q3

Q2 U2

1 PB0/T 0/XC K PA0/ADC0 40 2 PB1/T1 PA1/ADC1 39

3 38

BD139 IRFZ44E 4 PB2/AIN0/INT2 PA2/ADC2 37

5 PB3/AIN1/OC0 PA3/ADC3 36 6 PB4/ SS PA4/ADC4 35 7 PB5/MO SI PB6/MI SO PA5/ADC5 PA6/ ADC6 34

5V 8 PB7/SC K

U3

1 80 > VDD

2 27

DHT11 DATA 4

GND

14 PD0/RXD 15 PD1/TXD 16 PD2/INT 0 17 PD3/INT 1 18 PD4/OC 1B 19 PD5/OC 1A 20 PD6/ICP1 21 PD7/OC 2 13

PA7/ADC7 33 PC0/SC L 22 PC1/SD A 23 PC2 24 PC3 25 PC4 26 PC5 27 PC6/TO SC1 28 PC7/TO SC2 29

5V 12 XTAL1

32

9 XT AL2 AREF 30 3. 3V

RESET AVCC

ATMEGA8535

Vcc TXD RXD node MCU

Ground 12V

2GND VSS VDD VEERS RWE D0 D1D2D3 D4D5 D6D7

sebenarnya. Data keluaran sensor tidak perlu dikalibrasi lagi karena telah berupa nilai yang sebenarnya. Mikrokontroler hanya perlu membaca dan membandingkannya dengan nilai acuan untuk proses pengairan.

Gambar 3.3 Rangkaian Sensor DHT 11

3.2.2 Rangkain Pompa Air

Pompa air merupakan suatu komponen yang berfungsi memindahkan massa atau volume air dari satu titik ketitik lain dengan cara menghisap dan menyemburkan air . Tipe pompa yang digunakan adalah pompa air DC. Pompa digerakkan oleh listrik arus searah sehingga dibutuhkan driver yang sesuai. Pompa dialirkan dari wadah air ke selang kemudian disebarkan ke tanah.

Gambar 3.4 Rangkaian Pompa Air 3.2.3 Komunikasi Internet

Bagian ini berfungsi menyediakan hotspot internet dengan perantara WiFi.

ESP8266 digunakan sebagai perantara yaitu rangkaian atmega 8535 dan hotspot seperti modem atau router.

U2

40

PB1/T 1 39

PB2/AIN0/INT2 38

37

5V

PB4/ SS 36

PB5/MO SI 35

PB6/MI SO 34

PB7/ SCK 33

14 PD 0/R XD PC0/SC L 22

U3 ¹⁵ PD 1/T XD PC1/SD A 23

80 >

2 27

DHT11 4 GND

PD2/INT 0 PD3/INT 1 PD4/OC 1B PD5/OC 1A PD6/ICP1 PD7/OC 2 13

24 25 26 27 28 29

5V 12 XT AL1

32

XT AL2 AREF 30

RESET AVCC

ATMEGA8535

Gambar 3.5. Esp 8266 node mcu terhubung pada mikrokontroler Atmega 8538.

3.2.4 Display LCD

Display yang digunakan pada rancangan ini adalah display LCD .Display LCD berfungsi menampilkan nilai sensor dan status atau proses yang sedang berjalan.

Tujuan menggunakan display adalah agar dapat dipantau nilai sensor dari dekat.

Display memiliki kapasitas 2x16 karakter sehingga dapat menampilkan nilai sensor dht 11 yaitu temperatur dan kelembabannya. Display dikendalikan oleh mikrokontroler secara langsung melalui PIN 2 hingga PIN 6. Display M1632 memiliki input paralel yaitu 8 bit data dan 3 buah bit kontrol . Data dikirim melalui bus data sedangkan bus kontrol hanya untuk mengontrol aliran data .

Gambar 3.6 Rangkaian display LCD pada mikrokontroler Atmega 8535

U2

RXD

2 GND VSSVDDVEERSRWED0D1D2D3D4D5D6D7

3.3 Flowchart

Gambar 3.6 Flowchart Sistem Mulai

Inisialisasi dan nilai awal

T Wifi Terhubung ?

Ya

Baca kelembaban udara dan Suhu

Tampilkan output pada LCD

Kelembapan

<60%? Suhu <28⁰?

Ya Ya

Tidak Tidak

Lampu on &

pompa off

Kelembapan

>70%?

Suhu >31⁰?

Kirim data ke node MCU Tidak

Sensor dinonaktifkan?

Ya

Off kan system

Selesai Moisturizer off

lampu on &

pompa off Moisturizer on

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil penelitian

Sebuah sistem pertanian modern mengandalkan teknologi untuk mendukung produktifitas bercocok tanam dan memaksimalkan kualitas serta waktu panen yang singkat. Rancangan ini dibuat dan direalisasikan untuk itu dan diterapkan pada rumah kaca dengan memanfaatkan teknologi mikrokontroler dan IoT. Sebuah sistem pengairan dan pengaturan kelembaban udara pada rumah kaca telah berhasil dibangun dalam ukuran prototipe. Dengan menggunakan sensor kelembaban sekaligus temperature untuk mendeteksi suhu dan kelembabam ruang rumah kaca maka otomatisasi pengaturan terhadap dua parameter tersebut dapat dilakukan. Pusat kendali dari alat adalah sebuah mikrokontroler Arduino, sedangkan untuk input adalah sensor DHT 11 yaitu mengubah nilai kelembaban dan temperatur ruang menjadi data digital yang diberkan pada mikrokontroler.

Pada bagian output terdapat sebuah pompa air, sebuah mist maker dan sebuah display LCD. Pompa air berfungsi untuk membuat hujan buatan yaitu mengairi dan menurunkan suhu mistmaker atau moisturizer berfungsi meningkatkan kelembaban udara dan display berfungsi untuk menampilkan data hasil deteksi sensor. Sistem dilengkapi dengan fasilitas Internet of things sehingga dapat dipantau dan dikontrol melalui internet. Aplikasi untuk IoT tersebut menggunakan media sosial yaitu Telegram Chat sehingga dapat dengan mudah diakses seperti halnya chatting dengan seseorang. Berikut adalah gambar hasil rancangan dan penelitian yang dilakukan yaitu prototipe sistem rumah kaca dalam ukuran miniatur. Selanjutnya untuk mengetahui kinerja dan fungsi masing-masing bagian akan dilakukan uji coba atau pengukuran terhadap komponen-komponen utama misalnya sensor, mikrokontroler, display dan output serta aplikasi IoT yang digunakan.

Gambar 4.1 Prototipe rumah kaca dalam ukuran miniatur

4.2. Pengujian sistem

4.2.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya

Catu daya merupakan sumber daya yang utama untuk menghidupkan sistem pengairan yang dirancang. Nilai tegangan keluaran yang dibutuhkan dari catu daya adalah 5V dan 12V DC. Tegangan 12V diperoleh dari adaptor sedangkan untuk mendapatkan tegangan 5V telah tersedia di board Arduino sebuah regulator an7805.

Regulator digunakan untuk mendapatkan tegangan yang stabil sebagai tegangan masukan pada mikrokontroler. Setelah catu daya dihubungkan pada mikrokontroler kemudian catu daya diukur beberapa kali dan hasilnya seperti yang terlihat pada Tabel 4.1. Nilai tegangan keluaran dari catudaya telah memenuhi nilai tegangan yang dibutuhkan untuk menjalankan mikrokontroler dan komponen lainnya.

Tabel 4.1. Hasil pengukuran Tegangan keluaran catu daya Pengukuran Tegangan 7805 Tegangan Adaptor

1 5,06 V 12,21V

2 5,01V 12,14 V

3 5,02 V 12,17 V

Dari pengukuran diatas yang memberikan nilai yang hamper sama maka dapat dinyatakan bahwa catu daya tersebut telah memenuhi syarat untuk digunakan pada alat dan pengujian catu daya berhasil dilakukan.

4.2.2 Pengujian sensor temperatur dan kelembaban udara

Sensor untuk mendeteksi kelembaban dan temperatur udara adalah sensor dht 11. Sensor merupakan sensor yang memiliki output digital yang telah terkalibrasi, sehingga dalam pengujian ini dilakukan pembacaan sensor dan membandingkan nya dengan alat ukur umum. Untuk menguji sensor tersebut maka harus dibuat program di mikrokontroler kemudian dibaca melalui display LCD. Hasil pengujian sensor kelembaban dan temperatur adalah sebagai berikut.

Tabel 4.2 Hasil pengukuran sensor DHT 11 dengan alat ukur standart.

Waktu Termometer digital(°C)

Humidity meter (%)

Temperatur dht11 (°)C

Kelembaban dht11 (%)

7:00 27,9 53% 27,7 54%

8:00 28,3 63% 28,7 67%

9:00 29,6 61% 29,2 63%

10:00 30,3 59% 30,2 56%

11:00 31,1 58% 29,9 57%

12:00 31,2 61% 29,9 63%

13:00 31,1 65% 31,3 62%

14:00 30,8 68% 30,1 65%

15:00 30,2 70% 30,3 71%

16:00 28,6 79% 29,7 77%

17:00 30,2 69% 29,9 68%

Keterangan:

Tabel diatas merupakan data pengukuran sensor dht 11 dibandingkan dengan pengukuran manual dengan alat ukur standart. Terlihat perbedaan pengukuran tetapi tidak terlalu besar Dengan demikian dapat dikatakan sensor bekerja dengan baik dalam mendeteksi temperatur dan kelembaban udara.

Gambar 4.2 Tampilan perbandingan pengukuran oleh sensor DHT 11 dengan alat ukur standart.

Tabel 4.3 Hasil pengukuran selama 5 hari sensor DHT 11 dengan alat ukur standart.

Hari Waktu Termometer digital(°C)

Humidity meter (%)

Temperatur dht11 (°)C

Kelembaban dht11 (%)

Hari I 12:17 31,1 99% 32,8 91%

Hari II 12:15 32,6 85% 32,8 84%

Hari III 14:39 30,7 84% 31,7 82%

Hari IV 11:30 30,7 86% 31,8 83%

Hari V 12:17 31,5 87% 31,8 90%

Keterangan:

Tabel diatas merupakan data pengukuran selama 5 hari sensor dht 11 dibandingkan dengan pengukuran manual dengan alat ukur standart. Terlihat perbedaan pengukuran tetapi tidak terlalu besar. Dengan demikian dapat dikatakan sensor bekerja dengan baik dalam mendeteksi temperatur dan kelembaban udara. Berikut Tampilan pengukuran selama 5 Hari :

A. Pengujian hari I

Gambar 4.3 Tampilan Hari I perbandingan rancangan alat dengan Alat ukur standart

B. Pengujian hari ke II

Gambar 4.4 Tampilan Hari II perbandingan rancangan alat dengan Alat ukur standart

C. Pengujian hari ke III

Gambar 4.5 Tampilan Hari III perbandingan rancangan alat dengan Alat ukur standart.

D. Pengujian hari ke IV

Gambar 4.6 Tampilan Hari IV perbandingan rancangan alat dengan Alat ukur standart.

E. Pengujian hari ke V

Gambar 4.7 Tampilan Hari V perbandingan rancangan alat dengan Alat ukur standart

4.2.3 Pengujian sistem pompa air.

Pompa air diuji dengan memberi tegangan dan melihat apakah pompa teraebut bekerja atau tidak. Pompa juga diuji dengan melihat jumlah air yang mengalir setiap menit yang dicatat pada sebuah tabel. Berikut ini adalah hasil pengujian pompa air yang digunakan.

Tabel 4.4 Hasil pengujian pompa air Tegangan Kondisi pompa

0V Tidak aktif

3V Tidak aktif

5V Aktif Pelan

12V Aktif normal

Dapat dilihat bahwa pompa hanya bekerja pada tegangan 12V, tegangan 5V pompa aktif pelan dan dibawah 5V pompa tidak dapat bekerja. Berikut adalah pengujian debit air yang dikeluarkan oleh pompa permenit.

Tabel 4.5 Hasil pengujian debit air (L/s).

Volume(liter) Lama waktu (s) Liter/s

2 56 0,035

4 118 0,033

6 129 0,035

8 221 0,036

10 291 0,034

Rata2 : 0,034

4.2.4 Pengujian driver/relay mosfet

Pengujian driver mosfet dilakukan untuk melihat apakah driver dan pompa bekerja sesuai dengan yang diinginkan atau tidak. Driver digunakan untuk mengaktifkan pompa yaitu sebagai penguat arus. Tahap pertama pengujian adalah melihat pengaruh tegangan masuk terhadap driver. Hasil pengujian menunjukkan saat diberi tegangan pada gate driver mosfet diatas 3 V akan membuat mosfet menjadi On dan pompa akan aktif. Kemudian saat tegangan dibawah 3V, mosfet akan cut off dan mematikan pompa. Pengujian ini dilakukan dengan Regulator LM317 yang dapat mengatur tegangan 0 hingga 5 Volt sebagai input pada gate mosfet.

Tabel 4.6 Hasil pengujian pengaruh tegangan gate mosfet terhadap pompa.

No Tegangan Gate (volt)

Kondisi Pompa

1 0,01 Tidak aktif

2 1,00 Tidak aktif

3 2,01 Tidak aktif

4 3,02 Aktif

5 4,01 Aktif

6 4,94 Aktif

Gambar 4.8 Pengujin driver mosfet dengan input 4,94V(High).

4.2.5. Pengujian display LCD M1608

Pengujian LCD menggunakan program yang dibuat khusus untuk menampilkan sebuah pesan pada LCD oleh mikrokontroler. Program dibuat dengan bahasa C, dan dijalankan pada kontroler dgn kondisi terhubung antara kontroler dengan LCD. Berikut adalah program yg dibuat untuk pengujian tersebut.

Init_lcd(16);

while(1) {

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("ALAT PENGATUR");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("KELEMBABAN RUANG ");

}

Setelah dijalankan pada rangkaian, dan diaktifkan, display akan menampilkan pesan “ALAT PENGATUR KELEMBABAN RUANG” .Dengan tampilan demikian maka pengujian ini dinyatakan berhasil dan bekerja dgn baik. Sehingga display ini dapat diterapkan pada sistem.

Gambar 4.9 Tampilan display LCD.

4.2.6 Pengujian Alat Secara Keseluruhan

Pengujian keseluruhan dilakukan setelah semua komponen berhasil dipasang pada rangkaian utama yaitu mikrokontroler. Pengujian dilakukan dengan cara menjalankan sistem kemudian mengamati fungsi kerja dari sistem selama beberapa waktu. Sistem diprogram untuk melakukan pengaturan secara otomatis berdasarkan jadwal dan kondisi kelembaban udara termasuk pengaturan temperatur udara rumah kaca. Terdapat sebuah sensor temperatur dan kelembaban udara yaitu dht 11 yang dipasang dibagian atas rumah kaca. Output sistem adalah display LCD untik menampilkan nilai sensor. Selain output LCD output lain adalah pompa, lampu pijar dan moisturizer atau alat penaik kelambaban udara. Pengujian alat ini dimulai dari jam 5 pagi yaitu saat subuh sistem mulai diaktifkan dan berakhir pada jam 18:30 sore. Data yang dicatat adalah jika mengalami perubahan. Saat sistem diaktifkan program akan mulai bekerja pada mikrokontroler yaitu manampilkan pesan pada display LCD kemudian menampilkan nilai sensor dht 11 yaitu temperatur dan kelembaban udara.

Saat terjadi perubahan temperatur atau kelembaban udara mikrokontroler akan merespon dengan mengaktifkan sistem pompa atau alat moisturizer hingga keadaan normal kembali. Tabel 4.6 menunjukkan hasil pengujian yang dilakukan dari pagi hingga sore. Setiap perubahan dicatat jam-menitnya kemudian data sensor dan outputnya. Demikian lah hasil uji secara keseluruhan dengan hasil seperti tabel berikut ini dan hasil uji akhir dinyatakan berhasil karena telah bekerja sesuai program yang dibuat.

Tabel 4.7 Tabel hasil pengujian secara keseluruhan.

Jam Ternperatu r dht11

(°C)

Kelemba ban dht11

Kondisi Moistu

rizer

Kondisi lampu

Kondisi pompa

5:00 27,2 59% ON ON OFF

5:27 27,7 61% OFF ON OFF

7:05 28,1 59% ON OFF OFF

7:06 28,5 66% OFF OFF OFF

9:30 30,7 65% OFF OFF OFF

11:37 31,2 63% OFF OFF ON

14:22 30,4 61% OFF OFF OFF

15:07 30,1 58% ON OFF OFF

15:07 31,7 65% OFF OFF ON

16:17 31,2 55% ON OFF ON

16:18 30,7 57% ON OFF OFF

16:21 30,2 61% OFF OFF OFF

17:02 30,6 60% OFF OFF OFF

18:23 29,7 56% ON OFF OFF

Keterangan:

Dari tabel pengujian diatas dapat dilihat bahwa temperature dan kelembaban berubah-ubah berdasarkan waktu dan sistem kontrol berusaha menetralkan kembali jika kondisi sensor diluar setpoint. Pada rancangan ini setpoin suhu diatur pada 28°C - 31°C dan kelembaban pada 60%-70%. Saat kelembaban dibawah 60% alat moisturizer akan aktif dan uap akan keluar dari atas dengan ditandai lampu biru (gambar 4.5). Saat kelembaban sudah diatas 70% moisturizer akan mati dengan lampu merah aktif (gambar 4.6).

Gambar 5.0. Kondisi aktif alat moisturizer saat kelembaban udara dibawah

60%.

Gambar 5.1 Kondisi non aktif alat moisturizer saat kelembaban diatas 70%.

Tampilan display LCD akan memberikan nilai temperatur dan kelembaban yang terbaca oleh sensor dht 11. Gambar 4.7 displat LCD menampilkan kondisi sensor pada jam 15:07 dimana temperatur cukup tinggi. Saat ini pompa air akan aktif melakukan pengairan atau hujan buatan agar temperatur kembali normal.

Gambar 5.2 Tampilan display LD pada jam 15:07.

Pada saat jam 5:00 pagi temperatur cukup rendah yaitu dibawah 28°C dan kelembaban dibawah 69%. Kondisi ini membuat mikrokontroler mengaktifkan lampu pijar dan moisturizer agar Kondisi ruang rumah kaca dapat netral kembali sesuai setpoin.

Gambar 5.3 Kondisi lampu pijar dan moisturizer aktif pada jam 5 pagi.

Gambar 5.4 Tampilan pada Telegram

Gambar diatas menunjukan hasil pemantauan melalui telegram dimulai dari saat belum terdeteksi temperatur dan kelembapan, data temperature dan kelembapan dikrim ke telegram. Data di atas terkirim secara terus menerus saat ada perintah ON yang terhubung secara IoT. Pengujian diatas merupakan respon telegram terhadap monitoring kelembapan dan temperature.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Sistem pengontrol suhu dan kelembaban tanaman Palawija dapat dibuat dengan komponen elektronik seperti sensor suhu, sensor kelembaban yang didukung oleh sebuah mikrokontroler AVR serta beberapa output lainnya sebagai plant untuk pengaturan suhu dan kelembaban misalnya lampu pijar, pompa air dan alat moisturizer. Rancangan ini menggunakan sensor DHT 11 untuk deteksi suhu sekaligus kelembaban udara, sedangkan mikrokontroler yang digunakan adalah ATMEGA 8535.

2. Rancang bangun pengontrol suhu dan kelembapan pada tanaman palawija berbasis nodemcu dengan aplikasi telegram dibuat pada sebuah miniatur rumah kaca dimana rangkaian dirakit pada sebuah PCB dan dapat mengontrol suhu dan kelembapan pada tanaman palawija

3. Komunikasi untuk Internet of things dapat dirancang dengan menggunakan node MCU V3 yaitu adapter yang menghubungkan sistem dengan internet menggunakan wifi. Aplikasi IoT yang digunakan adalah Telegram untuk memantau dan mengontrol sistem dari jarak jauh.

5.2 Saran

1. Dibutuhkan penelitian dan pengembangan lebih lanjut agar rancang bangun pengontrol suhu dan kelembapan pada tanaman palawija berbasis nodemcu dengan aplikasi telegram ini dapat diaplikasikan pada budidaya tanaman palawija dalam skala besar.

2. Dibutuhkan wifi atau jaringan yang stabil agar saat pengiriman data dan pengontrolan dengan apalikasi telegram berjalan dengan baik.

3. Rancang bangun pengontrol suhu dan kelembapan pada tanaman palawija berbasis nodemcu dengan aplikasi telegram ini pengontrolan suhu dan kelembapan yang diambil sebagai parameter utama dalam sistem pemantauan tanaman pada rumah tanaman ini. Untuk kedepannya akan lebih baik jika

parameter dan kinerja alat tidak hanya suhu dan kelembaban tanah melainkan ada penambahan pada PH air, serta sensor sensor lain yang dapat menoptimalkan kinerja sistem dan pengambilan data dapat menyeluruh.