TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN
TANAMAN ANGGREK DENDROBIUM BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328PU
I GUSTI NGURAH AGUNG SWANTARA BUDI DARMA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
2015
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN
TANAMAN ANGGREK DENDROBIUM BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328PU
I GUSTI NGURAH AGUNG SWANTARA BUDI DARMA NIM. 0904405025
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
2015
ABSTRAK
Penyiram tanaman anggrek dendrobium berbasis mikrokontroler ATmega 328PU merupakan sistem penyiram tanaman otomatis. Dioperasikan berdasarkan waktu menggunakan sensor DS1307 sebagai RTC (Real Time Clock), suhu dan kelembaban menggunakan Sensor DHT11.
Metode dalam pembuatan tugas akhir ini adalah membuat rancang bangun perangkat keras penyiram tanaman anggrek dendrobium. Perangkat ini menggunakan mikrokontroler ATmega 328PU terdiri dari sensor suhu dan kelembaban, LDR (Light Dependent Resistor) serta RTC (Real Time Clock).
Hasil dari perangkat sistem penyiram tanaman anggrek dendrobium berbasis mikrokontroler ATmega 328PU ini adalah meringankan pemeliharaan terhadap tanaman anggrek dendrobium. Perangkat ini dapat membuat pertumbuhan yang baik dari tanaman anggrek.
Pada tugas akhir ini berhasil direalisasikan sistem penyiram tanaman anggrek dendrobium berbasis mikrokontroler ATmega 328PU. Sebagai inputan dari sensor kelembaban dan suhu DHT11, level switch, sensor LDR (Light
Dependent Resistor), dan juga dari RTC (Real Time Clock) DS1307. Dengan
keluaran berupa angka digital yang ditampilkan pada LCD (Liquid Crystal
Display).
Kata kunci : Penyiram tanaman, anggrek dendrobium, sensor DHT11, sensor DS1307, Mikrokontroler ATmega 328PU
ABSTRACT
Dendrobium orchid watering based 328PU ATmega microcontroller is an automatic watering system. Operated by time using DS1307 sensor as an RTC (Real Time Clock), temperature and humidity sensors using DHT11.
The method in making this final project is to make the hardware design watering dendrobium orchids. The device uses ATmega 328PU microcontroller and consists of a temperature and humidity sensor, LDR (Light Dependent Resistor) and RTC(Real Time Clock).
Results from the watering system dendrobium orchids based ATmega 328PU microcontroller is ease of maintenance against dendrobium orchids. This device can make a good growth of orchid plant .
The final project was successfully realized watering system dendrobium orchids based ATmega 328PU microcontroller. As the input of humidity and temperature sensor DHT11, level switches, sensors LDR (Light Dependent Resistor), and also from the RTC (Real Time Clock) DS1307, the output of the digital numbers are displayed on the LCD (Liquid Crystal Display).
Keywords: Watering plants, orchid dendrobium, DHT11 sensor, DS1307 sensor,
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas anugerah-Nya, sehingga Tugas Akhir yang berjudul ʻʻRancang Bangun Sistem Penyiraman Tanaman Anggrek Dendrobium Berbasis Mikrokontroler ATmega 328PU” ini dapat diselesaikan dengan tepat waktu. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehingga pada kesempatan ini perkenankan penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT., Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT selaku ketua jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3. Bapak I.G.A.P Raka Agung, ST., MT Selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama penyusunan laporan.
4. Bapak Pratolo Rahardjo, ST., MT Selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama penyusunan laporan.
5. Bapak, Ibu dan keluarga terima kasih atas do’a, dukungan, serta saran-saran yang selalu diberikan.
6. Rekan - rekan mahasiswa Konsentrasi Elektronika Terapan 2009 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
7. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang diberikan sehingga laporan ini bisa selesai tepat pada waktunya.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih kurang sempurna, karena keterbatasan kemampuan dan pengalaman yang dimiliki penulis. Oleh karena itu setiap saran dan kritik yang konstruktif sangat diharapkan oleh penulis demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mohon maaf kepada semua pihak, apabila dalam Tugas Akhir terdapat kekeliruan. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi para pembaca.
Bukit Jimbaran, November 2015
DAFTAR ISI Halaman JUDUL ... i PERNYATAAN ... iii LEMBAR PENGESAHAN ... iv ABSTRAK ... v ABSTRACT... vi
UCAPAN TERIMA KASIH ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan ... 2
1.4 Manfaat ... 2
1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ... 2
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II KAJIAN PUSTAKA ... 5
2.1 Tinjauan Mutakhir... 5
2.2 Tinjauan Pustaka ... 6
2.2.1 Mikrokontroler ... 6
2.2.2 Sensor Kelembaban dan Suhu DHT-11... 11
2.2.3 LCD (Liquid Crystal Display) dengan Shift Register 74HC595 ... 12
2.2.4 Motor DC ... 13
2.2.5 Sensor LDR (Light Dependent Resistor) ... 17
2.2.6 RTC (Real Time Clock) ... 18
2.2.7 Buzzer ... 19
2.2.9 Transistor Sebagai Saklar (Switching Transistor) ... 21
2.2.10 Tanaman Anggrek ... 22
2.2.11 Arduino IDE ... 23
BAB III METODE DAN PERANCANGAN ... 24
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 24
3.2 Data ... 24
3.2.1 Sumber Data ... 24
3.2.2 Jenis Data ... 24
3.2.3 Teknik Pengumpulan Data... 25
3.2.4 Alat dan Bahan ... 25
3.3 Metode Perancangan ... 27
3.3.1 Gambaran Umum ... 27
3.3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 29
3.3.2.1 Perancangan Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Atmega 328PU ... 29
3.3.2.2 Perancangan Rangkaian Sensor DHT11 ... 31
3.3.2.3 Perancangan Rangkaian LCD ... 32
3.3.2.4 Perancangan Rangkaian RTC ... 34
3.3.2.5 Perancangan Rangkaian Relay ... 36
3.3.2.6 Perancangan Rangkaian Level switch ... 38
3.3.2.7 Perancangan Prototype dan Struktur Perangkat Keras ... 39
3.3.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 39
3.3.3.1 Diagram Alir Sistem Keseluruhan ... 40
3.3.3.2 Diagram Alir Penampungan Air Tangki... 41
3.3.3.3 Diagram Alir Sistem Penyiraman ... 42
3.3.3.4 Diagram Alir Rangkaian Relay ... 43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 44
4.2 Pengujian dan Pembahasan Realisasi rancang bangun sistem penyiraman
tanaman anggrek dendrobium berbasis mikrokontroler ATmega 328PU .. 44
4.2.1 Pengujian Sensor DHT11 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU 45 4.2.2 Pengujian dan Pembahasan Modul DS1307 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU ... 48
4.2.3 Pengujian dan pembahasan level switch dengan Mikrokontroler ATmega 328PU ... 50
4.2.4 Pengujian dan Pembahasan Sensor LDR (Light Dependent Resistor) dengan Mikrokontroler ATmega 328PU ... 52
4.2.5 Cara Operasional Sistem ... 54
BAB V PENUTUP ... 55
5.1 Kesimpulan ... 55
5.2 Saran ... 55
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Konfigurasi ATmega 328PU ... 8
Gambar 2.2 Diagram blok ATmega 328PU ... 10
Gambar 2.3 Sensor DHT11 ... 11
Gambar 2.4 LCD modul seiko M1632 ... 12
Gambar 2.5 IC 74HC595 ... 14
Gambar 2.6 Motor DC pompa air ... 14
Gambar 2.7 Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor ... 15
Gambar 2.8 Simbol dan bentuk sensor cahaya LDR ... 16
Gambar 2.9 Keping DS1307 ... 17
Gambar 2.10 Pin out chip DS1307 ... 17
Gambar 2.11 Buzzer ... 18
Gambar 2.12 Level switch ... 18
Gambar 2.13 Transistor BC547 ... 19
Gambar 2.14 Transistor sebagai saklar (a) dan grafik perbandingan Ic dan VCE (b) ... 19
Gambar 2.15 Aplikasi transistor sebagai switching relay 12Volt ... 21
Gambar 2.16 Anggrek dendrobium sao paulo ungu ... 22
Gambar 2.17 Contoh antarmuka software arduino IDE ... 23
Gambar 3.1 Diagram blok perangkat keras rancang bangun pemeliharaan tanaman anggrek dendrobium otomatis berbasis mikrokontroler ATmega 328PU ... 27
Gambar 3.2 Rangkaian keseluruhan rancang bangun penyiram tanaman anggrek dendrobium berbasis ATmega 328PU... 30
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor DHT11... 31
Gambar 3.4 Rangkaian LCD ... 33 Gambar 3.5 (a)Tampilan LCD yang menampilkan suhu, kelembaban,
setelah tangki penampungan air kosong
... 34
Gambar 3.6 Rangkaian RTC ... 34
Gambar 3.7 Tampilan RTC pada serial port ... 36
Gambar 3.8 Rangkaian relay ... 37
Gambar 3.9 Rangkaian level sensor ... 38
Gambar 3.10 Perancangan prototipe dan struktur perangkat keras... 39
Gambar 3.11 Diagram alir sistem keseluruhan ... 40
Gambar 3.12 Diagram alir pembacaan sensor penampungan air tangki ... 41
Gambar 3.13 Diagram alir sensor DHT11 ... 42
Gambar 3.14 Diagram alir rangkaian relay ... 43
Gambar 4.1 Rangkaian keseluruhan sistem... 44
Gambar 4.2 Diagram blok pengujian keluaran sensor DHT11 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU. ... 45 Gambar 4.3 Pengujian rangkaian DHT11 dengan Mikrokontroler ATmega328PU ... 45
Gambar 4.4 Diagram blok pengujian modul DS1307 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU ... 48
Gambar 4.5 Pengujian rangkaian modul DS1307 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU ... 48
Gambar 4.6 Diagram blok pengujian Capacitive Liquid sensor dengan Mikrokontroler ATmega 328PU ... 50
Gambar 4.7 Pengujian rangkaian Capacitive Liquid sensor dengan Mikrokontroler ATmega 328PU, tampilan saat tangki kosong ... 50
Gambar 4.8 Diagram blok pengujian LDR sensor dengan Mikrokontroler ATmega 328PU ... 52
Gambar 4.9 Pengujian rangkaian LDR sensor dengan Mikrokontroler ATmega 328PU ... 52
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Fungsi pin pada LCD ... 12 Tabel 3.1 Diagram blok rancang bangun pemeliharaan tanaman anggrek
dendrobium otomatis berbasis mikrokontroler ATmega 328PU .... 28
Tabel 3.2 Distribusi port mikrokontroler ATmega 328PU ... 33 Table 4.1 Contoh dari data yang diterima oleh sensor DHT11 ... 47
