TUGAS AKHIR
PENGENDALI MEDIA MICROGREEN BERBASIS IOT
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro Jurus Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia)
Disusun oleh:
ANTONIUS WAHYU PUTRA PERDANA NIM : 185114001
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2022
FINAL PROJECT
MICROGREEN MEDIA CONTROLLERS IOT-BASED
In a partial fulfilment of the requirements for the degree of Sarjana Teknik Department of Electrical Engineering
Faculty of Science and Technology Sanata Dharma University
HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris)
ANTONIUS WAHYU PUTRA PERDANA NIM : 185114001
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
2022
iii
LEMBAR PERSETUJUAN
TUGAS AKHIR
PENGENDALI MEDIA MICROGREEN BERBASIS IOT
(MICROGREEN MEDIA CONTROLLERS IOT-BASED)
Disusun oleh:
ANTONIUS WAHYU PUTRA PERDANA NIM : 185114001
Telah disetujui oleh : Pembimbing I
Ir. Tjendro, M. Kom. Tanggal :………..
iv
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PENGENDALI MEDIA MICROGREEN BERBASIS IOT
(MICROGREEN MEDIA CONTROLLERS IOT-BASED)
Disusun oleh:
ANTONIUS WAHYU PUTRA PERDANA NIM : 185114001
Susunan Tim Penguji
Nama Lengkap Tanda Tangan
Ketua Ir. Th Prima Ari Setiyani, M.T --- Sekertaris Ir. Tjendro, M.Kom --- Anggota Ir. Djoko Untoro Suwarno, S.Si, M.T ---
Yogyakarta, 28 Juli 2022 Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Pjs. Dekan
Ir. Damar Widjaja, Ph.D
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sungguh bahwa tugas akhir ini tidak membuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, Juli 2022
Antonius Wahyu Putra Perdana
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP
MOTTO
“ Terdiam Dan Renungkan,
Bergerak Lalu Selesaikan.”
Skripsi ini saya persembahkan untuk:
Tuhan Yesus Keristus yang selalu memberikan berkat dan menguatkan iman saya, Serta kedua orang tua, adik, dan pacar saya yang selalu memberi semangat dan mendoakan saya, Semua teman – teman , Dosen Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.
vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Antonius Wahyu Putra Perdana
Nomor Mahasiswa : 185114001
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
PENGENDALI MEDIA MICROGREEN BERBASIS IOT
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, Juli 2022
Antonius Wahyu Putra Perdana
viii
INTISARI
Teknologi yang berkembang pada bidang pertanian salah satunya yaitu media microgreen. Budidaya media microgreen memiliki tingkat perawatan yang tidak mudah.
Dari permasalan yang ada maka dibuat alat pengendali media microgreen berbasis IoT untuk memudahkan perawatan. Pada sistem tersebut terdapat pengendali penyiraman agar tanaman mendapatkan kebutuhan air yang cukup dan pengendalian sistem pencahayaan agar tanaman mendapatkan cahaya yang cukup untuk membantu tanaman tumbuh dan berfotosintesis.
Pada suhu ruangan yang termonitor dengan smartphone.
Alat pengendali media microgreen hanya bisa untuk dua tanaman. Pengendali media microgreen menggunakan mikrokontroler ESP 32. Aplikasi blynk yang digunakan untuk mengendalikan dan memonitor (suhu ruangan dan kelembaban tanah). Komponen yang berfungsi sebagai masukan yaitu sensor suhu, sensor kelembaban tanah dan RTC.
Sedangkan komponen yang berfungsi sebagai keluaran yaitu pompa DC, LED, dan motor stepper.
Hasil dari sistem otomatis dan manual pada alat pengendali media microgreen terdapat sistem penyiraman, pencahayaan, penggulungan tirai dan notifikasi waktu panen.
Sistem monitor berfungsi dengan baik dan pengukuran sensor suhu nilai ketepatan sebesar 98%. Sistem monitor sensor kelembaban tanah menunjukkan bahwa nilai nilai persentase dari masing- masing sensor kelembaban tanah mendeteksi tanah kering dengan rentang 0%- 30%, pada kondisi tanah lembab dengan rentang 31%-70%, dan kondisi tanah basah dengan rentang 71%-100%. Pada sistem pengendali media microgreen tersebut dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan baik.
Kata kunci : microgreen, sensor suhu, sensor kelembaban tanah, LED, RTC, motor stepper, IoT
ix
ABSTRAK
One of the technologies that develop in agriculture is microgreen media. The cultivation of microgreen media has a level of care that is not easy. From the existing problems, an IoT-based microgreen media control tool was made to facilitate maintenance.
In the system, there is a watering control so that plants get enough water needs and control of the lighting system so that plants get enough light to help plants grow and photosynthesize.
At room temperature monitored with a smartphone.
The microgreen media control device can only be for two plants. The microgreen media controller uses the ESP 32 microcontroller. Blynk application is used to control and monitor (room temperature and soil moisture). The components that function as inputs are temperature sensors, soil moisture sensors and RTC. While the components that function as output are DC pumps, LEDs, and stepper motors.
As a result of the automatic and manual systems on the microgreen media control device there is a system of watering, lighting, rolling curtains and notification of harvest time. The monitoring system is functioning properly and the temperature sensor measurement values accuracy by 98%. The soil moisture sensor monitoring system shows that the percentage value value of each soil moisture sensor detects dry soil in the range of 0%-30%, in moist soil conditions with a range of 31%-70%, and wet soil conditions with a range of 71%-100%. The microgreen media control system can be controlled remotely well.
Keywords : microgreen, temperature sensor, soil moisture sensor, LED, RTC, stepper motor, IoT
x
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala anugerah yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul PENGENDALI MEDIA MICROGREEN BERBASIS IOT.
Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis menyadari banyak pihak yang memberikan dukungan dan bimbingan, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ir. Damar Widjaja, Ph.d, selaku Pjs Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Tjendro, M. Kom. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro dan dosen pembimbing skripsi yang selalu memberikan bimbingan, nasihat, saran, motivasi dan arahan kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan.
3. Segenap dosen Program Studi Teknik Elektro yang telah membimbing penulis selama studi sebagai calon pendidik.
4. Perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah membantu penulis dalam penyediaan referensi.
5. Keluarga penulis, yang selalu mendoakan dan memberi dukungan selama penulis menyusun hingga terselesaikan.
6. Pacar penulis, Christin Subiyanto yang selalu menemani, memberi masukan, menguatkan, membantu penyusunan dan mendoakan penulis ketika mengerjakan pekerjaan tugas akhir ini.
7. Teman-teman seperjuangan Teknik Elektro 2018 yang selalu memotivasi penulis selama masa perkuliahan.
8. Seluruh staf dan karyawan Universitas Sanata Dharma atas pelayanan yang diberikan kepada penulis selama masa perkuliahan.
9. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.
Semoga Tuhan membalas kebaikan anda.
xi
Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun serta menyempurnakan tulisan. Semoga tugas ini dapat dimanfaatkan dan dikembangkan lebih lanjut oleh peneliti lain sehingga tulisan ini dapat lebih bermanfaat.
Yogyakarta, Juli 2022
Antonius Wahyu Putra Perdana
xii
DAFTRA ISI
HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia) ... i
HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris)... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP ... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii
INTISARI ... viii
ABSTRAK ... ix
KATA PENGANTAR ... x
DAFTRA ISI ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR TABEL ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan dan Manfaat ... 2
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Metode Penelitian ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 5
2.1. Microgreen ... 5
2.2. IoT (Internet of Things) ... 6
2.3. Blynk ... 7
2.4. ESP32 ... 10
2.5. Motor Stepper [15] ... 13
2.5.1. Jenis – Jenis Motor Stepper ... 14
2.5.2. Metode Perancangan Rangkaian Lilitan ... 15
2.6. Modul Motor Stepper Driver A4988 [17] ... 17
2.7. Sensor Suhu DS18B20 [18] ... 18
2.8. LED (Light Emitting Diode) ... 18
2.9. Pompa DC ... 20
2.10. Relay [22] ... 20
2.11. RTC S3231 [23] ... 21
2.12. Soil Moisture Sensor [24] ... 22
BAB III RANCANGAN PENELITIAN ... 23
xiii
3.1. Diagram Blok Sistem ... 23
3.2. Rancangan Elektronis ... 24
3.2.1. Rangkaian Elektronis RTC ... 25
3.2.2. Rangkaian Elektronis DS18B20 ... 26
3.2.3. Rangkaian Elektronis Sensor Kelembaban Tanah ... 26
3.2.4. Rangkaian Elektronis Modul A4988 dan Stepper ... 27
3.2.5. Rangkaian Elektronis Modul Relay 4 Channel, Pompa DC dan LED ... 28
3.3. Perancangan Perangkat Keras ... 29
3.4. Flowchart Mikrokontroler dan Aplikasi Blynk ... 31
3.4.1. Sub Sistem Kontrol 1 dan Sub Sistem Kontrol 2 ... 32
3.4.2. Sub Kontrol Penyiraman... 33
3.4.3. Sub Kontrol Pencahayaan ... 34
3.4.4. Sub Kontrol Waktu Panen ... 35
3.4.5. Sub Kontrol Penggulungan Tirai ... 36
3.5. Rancangan GUI pada Aplikasi Blynk ... 37
3.6. Perhitungan Step Pada Stepper Motor ... 37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 39
4.1. Perubahan Perancangan ... 39
4.1.1. Perubahan Flowchart Sub Kontrol Penyiraman ... 39
4.1.2. Perubahan Perhitungan Step pada Stepper Motor ... 40
4.2. Implementasi Perangkat Keras ... 41
4.2.1. Rangkaian Elektronis ... 41
4.2.2. Bentuk Fisik Alat ... 43
4.3. Implementasi GUI pada Blynk ... 46
4.4. Hasil Pengujian Sistem ... 47
Pengujian Alat ... 48
Pengujian Koneksi WiFi dan ESP32 ... 54
Pengujian Koneksi Antara ESP32 dan Blynk ... 55
Pengujian Modul RTC ... 55
Pengujian Sensor Suhu ... 56
Pengujian Sensor Kelembaban Tanah ... 58
Pengujian Motor Stepper ... 60
4.5. Implementasi Perangkat Lunak... 60
4.5.1. Library yang digunakan ... 61
4.5.2. Inisialisasi Variabel dan I/O ... 61
4.5.3. Program Koneksi WiFi ... 62
xiv
4.5.4. Program Proses Pengiriman Data ke Blynk dan Penerimaan Data dari Blynk 63
4.5.5. Program Pembacaan Data ... 64
4.5.5.1. Program Pembacaan Data Waktu Pada RTC ... 65
4.5.5.2. Program Pembacaan Data Suhu ... 65
4.5.5.3. Program Pembacaan Data Kelembaban ... 66
4.5.6. Program Motor Stepper ... 67
4.5.7. Program Penyiraman Otomatis ... 67
4.5.8. Program Pencahayaan Otomatis ... 70
4.5.9. Program Notifikasi Waktu Panen ... 72
4.5.10. Program Penggulungan Tirai Otomatis ... 75
4.5.11. Program Penyiraman dan Pencahayaan Manual ... 75
4.5.12. Program Penggulungan Tirai Manual ... 76
4.5.13. Program Pemilihan Sistem Manual atau Sistem Otomatis ... 77
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 78
5.1. Kesimpulan ... 78
5.2. Saran ... 78
DAFTAR PUTAKA ... 79 LAMPIRAN 1 Listing Program Arduino ... L-1 LAMPIRAN 2 Hasil Percobaan Penanaman Microgreen ... L-24 LAMPIRAN 3 Lembar Monitoring TA ... L-25 LAMPIRAN 4 Bukti KRS ... L-26 LAMPIRAN 5 Lembar Revisi PRA- TA ... L-27
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1 Diagram blok perancangan ... 3
Gambar 2. 1 Contoh tempat media microgreen . ... 5
Gambar 2. 2 Contoh tanaman microgreen... 5
Gambar 2. 3 Spektrum cahaya. ... 6
Gambar 2. 4 Elemen utama internet of things . ... 7
Gambar 2. 5 Logo blynk pada playstore atau apptore ... 7
Gambar 2. 6 Tampilan menu utama pada blynk . ... 9
Gambar 2. 7 Tampilan membuat project baru . ... 9
Gambar 2. 8 Tampilan menu widget ... 10
Gambar 2. 9 Mikrokontroler ESP32 Dev Kit V1 DOIT ... 11
Gambar 2. 10 Pin layout ESP32-WROOM-32 ... 12
Gambar 2. 11 Penampang melintang motor stepper tipe variable reluctance ... 14
Gambar 2. 12 Prinsip motor stepper tipe permanent magnet . ... 14
Gambar 2. 13 Penampang melintang dari motor stepper tipe hybrid ... 15
Gambar 2. 14 Motor stepper dengan lilitan uni polar ... 15
Gambar 2. 15 Motor stepper dengan lilitan bipolar ... 16
Gambar 2. 16 Modul motor driver A4988 ... 17
Gambar 2. 17 Sensor suhu DS18B20. ... 18
Gambar 2. 18 Struktur LED ... 19
Gambar 2. 19 Perbandingan spektrum warna . ... 19
Gambar 2. 20 Pompa DC ... 20
Gambar 2. 21 Struktur relay ... 21
Gambar 2. 22 Pin out modul RTC DS3231 ... 21
Gambar 2. 23 Pin out soil moisture sensor ... 22
Gambar 3. 1 Diagram blok sistem ... 23
Gambar 3. 2 Rancangan elektronis ... 24
Gambar 3. 3Rangkaian elektronis RTC ... 25
Gambar 3. 4 Rangkaian elektronis DS18B20 ... 26
Gambar 3. 5 Rangkaian elektronis sensor kelembaban tanah 1 ... 26
Gambar 3. 6 Rangkaian elektronis sensor kelembaban tanah 2 ... 27
Gambar 3. 7 Rangkaian elektronis modul a4988 dan stepper ... 27
Gambar 3. 8 Rangkaian elektronis modul relay 4 channel... 28
Gambar 3. 9 Media microgreen tampak depan ... 29
Gambar 3. 10 Media microgreen tampak belakang ... 29
Gambar 3. 11 Papan penempatan LED dan misting ... 30
xvi
Gambar 3. 12 Tempat penanaman tanaman microgreen ... 30
Gambar 3. 13 (A).Diagram alir mikrokontroler dan (B) Diaram alir aplikasi blynk ... 31
Gambar 3. 14 (A) Flowchart sistem kontrol 1 (B) Flowchart sistem kontrol 2 ... 32
Gambar 3. 15 Flowchart sub kontrol penyiraman ... 33
Gambar 3. 16 Flowchart sub kontrol pencahayaan ... 35
Gambar 3. 17 Flowchart sub kontrol waktu panen ... 35
Gambar 3. 18 Flowchart sub penggulungan tirai ... 36
Gambar 3. 19 GUI pada aplikasi blynk ... 37
Gambar 4. 1 Perubahan flowchart sub kontrol penyiraman ... 39
Gambar 4. 2 Bagian sistem ... 41
Gambar 4. 3 Rangkaian relay ... 42
Gambar 4. 4 Rangkaian power supply ... 42
Gambar 4. 5 Bentuk fisik alat media microgreen tampak depan ... 43
Gambar 4. 6 Bentuk fisik alat media microgreen tampak belakang ... 44
Gambar 4. 7 Papan bagian atas penempatan misting, sensor suhu, dan LED ... 45
Gambar 4. 8 Tempat penanaman ... 46
Gambar 4. 9 Implementasi GUI pada blynk ... 46
Gambar 4. 10 (a) Notifikasi tepat waktu bilik 1, (b) Notifikasi tidak tepat waktu bilik 1 .. 50
Gambar 4. 11 (a)Notifikasi tepat waktu bilik 2, (b) Notifikasi tidak tepat waktu bilik 2 ... 52
Gambar 4. 12 (a) Notifikasi tirai, (b) Kondisi tirai ... 52
Gambar 4. 13 Notifikasi panen bilik 1 ... 52
Gambar 4. 14 Notifikasi panen bilik 2 ... 53
Gambar 4. 15 (a) Notifikasi kelembaban di bawah 30%, (b) Notifikasi kelembaban di atas 70% ... 53
Gambar 4. 16(a)Sensor kelembaban tanah korosi, (b) Sensor kelembaban tanah tidak korosi ... 54
Gambar 4. 17 Status koneksi WiFi dan ESP 32 ... 55
Gambar 4. 18 (a) Status ESP 32 Online, (b) Status ESP 32 Offline ... 55
Gambar 4. 19 Pengujian RTC... 56
Gambar 4. 20 Kalibrasi sensor suhu ... 56
Gambar 4. 21 Kalibrasi sensor kelembaban tanah ... 58
Gambar 4. 22 Pengukuran tirai yang digulung ... 60
Gambar 4. 23 Library ... 61
Gambar 4. 24 Inisialisasi ... 61
Gambar 4. 25 Inisialisasi dan konfigurasi pin pada ESP 32 ... 62
Gambar 4. 26 SSID dan password... 62
Gambar 4. 27 WiFi begin ... 63
xvii
Gambar 4. 28 Inisialisasi token ... 63
Gambar 4. 29 Blynk begin ... 63
Gambar 4. 30 Blynk run ... 63
Gambar 4. 31 Inisialisasi pin virtual yang digunakan sebagai pengiriman data dari hardware ke blynk ... 64
Gambar 4. 32 Inisialisasi pin virtual yang digunakan sebagai penerimaan data dari blynk 64 Gambar 4. 33 Port serial ... 64
Gambar 4. 34 Program pembaca data waktu ... 65
Gambar 4. 35 Program pembacaan data sensor suhu ... 66
Gambar 4. 36 Program pembacaan data kelembaban soil moisture 1 ... 66
Gambar 4. 37 Program pembacaan data kelembaban soil moisture 2 ... 66
Gambar 4. 38 Motor stepper ... 67
Gambar 4. 39 Program penyiraman otomatis tanaman 1 ... 68
Gambar 4. 40 Program penyiraman otomatis tanaman 2 ... 69
Gambar 4. 41 Program pencahayaan otomatis tanaman 1 ... 70
Gambar 4. 42 Program pencahayaan otomatis tanaman 2 ... 71
Gambar 4. 43 Program notifikasi waktu panen tanaman 1 ... 73
Gambar 4. 44 Program notifikasi waktu panen tanaman 2 ... 74
Gambar 4. 45 Program penggulungan tirai otomatis ... 75
Gambar 4. 46 Program penyiraman dan pencahayaan manual untuk tanaman 2 ... 76
Gambar 4. 47 Program penyiraman dan pencahayaan manual untuk tanaman 2 ... 76
Gambar 4. 48 Program penggulungan manual ... 77
Gambar 4. 49 Program pemilihan sistem otomatis atau sistem manual ... 77
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konfigurasi pin ESP32-WROOM-32 ... 12
Tabel 2. 2 (Lanjutan) Konfigurasi pin ESP32-WROOM-32 ... 13
Tabel 2. 3 Spesifikasi motor stepper nema 17HS2408 . ... 17
Tabel 2. 4 Data pembacaan soil moistrure ... 22
Tabel 3. 1 Pinout pada ESP32 ... 25
Tabel 3. 2 Waktu jadwal penyiraman ... 34
Tabel 3. 3 Waktu Jadwal Pencahayaan ... 34
Tabel 3. 4 Jadwal Panen ... 36
Tabel 4. 1 Hasil perhitungan keliling as ... 40
Tabel 4. 2 Pengujian otomatis penyiraman bilik 1 ... 48
Tabel 4. 3 (Lanjutan) Pengujian otomatis penyiraman bilik 1 ... 49
Tabel 4. 4 Pengujian pencahayaan otomatis bilik 1 ... 49
Tabel 4. 5 Pengujian Penyiraman Bilik 2 ... 50
Tabel 4. 6 (Lanjutan) Pengujian Penyiraman Bilik 2 ... 51
Tabel 4. 7 Pengujian Pencahayaan Otomatis Bilik 2 ... 51
Tabel 4. 8 Data persentase kelembaban dengan kondisi pompa ... 53
Tabel 4. 9 Pengujian Alat Manual ... 54
Tabel 4. 10 Pengujian sensor suhu ... 57
Tabel 4. 11 Pengujian sensor kelembaban tanah 1 ... 58
Tabel 4. 12 (Lanjutan) Pengujian sensor kelembaban tanah 1 ... 59
Tabel 4. 13 Pengujian sensor kelembaban tanah 2 ... 59
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Di zaman modern ini banyak teknologi yang berkembang termasuk di bidang pertanian. Teknologi yang berkembang pada bidang pertanian salah satunya yaitu media microgreen. Media microgreen pertama kali muncul di California pada awal tahun 80an.
Media microgreen saat ini banyak diminati oleh orang yang hobi menanam dan orang yang ingin menanam sayuran tetapi tidak memiliki banyak waktu untuk bercocok tanam. Hal tersebut dikarenakan tipe tanaman microgreen berasal dari biji-bijian dan dapat dipanen pada umur 7-14 hari. Microgreen merupakan jenis sayuran yang dapat dimakan secara langsung, dapat di masak, dan mempunyai kandungan gizi yang tinggi dibandingkan dengan sayuran yang ditanam biasa dan dijual di pasar atau swalayan [1].
Dalam media microgreen menjumpai permasalahan dalam perawatan media microgreen tersebut diantaranya berjamur, mudah rebah, lambat berkecambah, pertumbuhan tidak merata, dan tidak tumbuhnya benih microgreen [1]. Membuat orang yang ingin menanam dengan media microgreen kesulitan merawat tanaman. Permasalahan tersebut di sebabkan oleh beberapa kondisi seperti kelembapan pada mediatanam tidak terkontrol, pencahayan yang kurang, dan suhu pada ruangan terlalu tinggi.
Penelitian yang dilakukan oleh Raditia, Nikodimus dan Michael Rico (2021), yang membahas tentang sistem pemberian air pada tanaman hydroponik otomatis. Dalam tugas akhir yang dipaparkan, tujuannya untuk membantu merawat dan memperhatikan tanamannya. Hal tersebut menggunakan modul smart modular watering system pada modul tersebut akan dimonitor dari smartphone melalui aplikasi blynk. Pada sistem tersebut dapat ditanami sembilan tanaman dengan jenis yang sama. Dengan waktu penanaman dan waktu panen tanaman sama [2].
Sedangkan Labiro, Andika pada tahun (2021), telah membuat “Smart Garden Berbasis Internet of Things dengan Jaringan Bluethooth”. Alat yang dibuat merupakan prototipe smart garden menggunakan mikrokontroler arduino yang menggunakan kendali Bluetooth (PAN) melalui aplikasi smartphone. [3].
Penelitian yang dilakukan oleh Efendi,Yoyon (2018), membahas tentang Internet of things (IoT) yang mempunyai tujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet.
Penelitian ini membangun sebuah prototype dan aplikasi berbasis mobile. Dalam penelitian ini terdapat fitur kendali satu lampu yang digunakan untuk menghidupkan satu lampu dan yang kedua untuk menghidupkan secara bersamaan [4].
Dari penelitian yang sudah dilakukan oleh beberapa peneliti ada berbedaan dari peneliti sebelumnya dengan peneliti yang dilakukan sekarang. Peneliti yang dilakukan oleh Raditia, Nikodimus dan Michael Rico 2021, lebih pada tanaman hydroponic sedangan yang dilakukan peneliti sekarang microgreen, namun aplikasi yang digunakan sama menggunakan aplikasi blynk Pada peneliti kedua yang dilakukan oleh Labiro, Andika pada tahun 2021, alat tersebut menggunakan bluetooth untuk menyambungkan ke aplikasi dan mikrokontrolernya menngunakan arduino uno, sedangakn peneliti sekarang menggunakan ESP 32 dan mengunakan koneksi wifi. Pada peneliti Efendi,Yoyo (2018), IoT digunakan untuk menghidupkan lampu, namun penelitian saat ini IoT dimanfaatkan untuk pengendali media microgreen.
Dari permasalah yang sering dijumpai pada saat penanaman dan merawat microgreen.
Penulis akan membuat alat pengendali media microgreen berbasis IOT yang dapat memonitoring kelembaban dan suhu pada media microgreen. Penulis juga membuat penyiraman, pencahayaan media microgreen secara otomatis dan manual untuk mempermudahkan menanam dan merawat tanaman microgreen tersebut.
1.2.
Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini yaitu, pembuatan alat untuk mengendalikan penyiraman dan pencahayaan pada media microgreen secara manual dan otomatis, memonitor kelembapan dan suhu pada media microgreen dari jarak jauh.
Manfaat dari penelitian ini, yaitu:
1. Memudahkan petani microgreen dan orang yang ingin mencoba menanam microgreen dalam penanaman dan perawatan tanaman microgreen.
2. Memudahkan petani microgreen dan orang yang ingin mencoba menanam microgreen dalam pengontrol penyiraman dan pencahayaan media microgreen dari jarak jauh.
3. Memudahkan petani microgreen dan orang yang ingin mencoba menanam microgreen memonitor suhu dan kelembapan media microgreen.
1.3.
Batasan Masalah
a. Sistem dapat dikendalikan secara manual atau otomatis.
b. Menggunakan kontroller ESP32 sebagai pengendali sistem.
c. Mengendalikan dan monitor menggunakan aplikasi blynk.
d. Membuka dan menutup plastik UV menggunakan motor stepper.
e. Pencahayaan menggunakan LED (menggantikan sinar matahari).
f. Penyiraman menggunakan pompa DC.
g. Mendeteksi suhu menggunakan sensor suhu.
h. Percobaan menggunakan dua jenis tanaman sayuran biji kecil dan biji besar.
1.4.
Metode Penelitian
Metode yang akan digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah 1. Studi literatur
Mencari referensi yang sesuai dengan perancangan tugas akhir ini, yang berada di internet, buku–buku, jurnal-jurnal, dan datasheet. Referensi yang dicari tentang microgreen, IoT (Internet of Things), aplikasi blynk, mikrokontroler ESP32, motor stepper, modul motor stepper driver a4988, sensor suhu ds18B20, LED, pompa DC, relay, dan RTC ds3231.
2. Perancangan alat
Gambar 1. 1 Diagram blok perancangan
Bagian perancangan ini untuk mempersiapkan dan merancang alat yang akan digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini yang ditunjukkan pada gambar 1.1. Dalam tugas akhir ini penulis menggunakan mikrokontroler ESP 32 sebagai kontroler. Aplikasi yang digunakan untuk mengendalikan dan memonitor menggunakan aplikasi blynk. Penulis juga menggunakan beberapa komponen sebagai masukan dan keluaran. Komponen yang berfungsi sebagai masukan yaitu sensor suhu, sensor kelembaban tanah dan RTC, untuk komponen yang berfungsi sebagai keluaran yaitu pompa DC, LED, dan motor stepper.
3. Pembuatan alat
Dalam pembuatan alat dibagi menjadi dua bagian, perangkat keras dan perangkat lunak. Pembuatan perangkat keras berkaitan tentang rangkaian elektronis dan kerangka media microgreen. Pembuatan perangkat lunak berkaitan flowchart dan perancangan GUI pada aplikasi blynk.
4. Proses pengambilan data
Proses pengambilan data dilakukan dengan menguji respon alat, dengan membandingkan yang diperintahkan. Mengambil data waktu yang sudah diatur untuk penyiraman, pencahayaan, penggulungan tirai dan notifikasi panen lalu membandingkan dengan waktu RTC.
5. Analisis dan kesimpulan
Dalam bagian analisis dan kesimpulan, menganalisis respon alat, menganalisis ketepatan sensor dan membandingkan waktu yang sudah diatur dengan waktu RTC dengan waktu sesungguhnya. Setelah mendapatkan hasil data dari analisis penulis membuat kesimpulan.
5
BAB II
DASAR TEORI
2.1.
Microgreen
Microgreen adalah tanaman muda lunak, serta tanaman yang dapat dimakan secara langsung atau bisa disebut sebagai tanaman bibit. Tanaman ini ditanam untuk tahapan daun sejati pertama. Biasanya microgreen digunakan sebagai salad, sandwich, ataupun tanaman hias. Produksi microgreen membutuhkan perlindungan, seperti rumah kaca, dan bisa di dalam ruangan dibawah pencahayaan buatan seperti gambar 2.1.
Gambar 2. 1 Contoh tempat media microgreen [1].
Sejumlah tanaman agronomis dan varietas tanaman dapat digunakan untuk budidaya microgreen seperti gambar 2.2. Yang dimaksud agronomis ialah pemanfaatan tumbuhan untuk bahan pangan. Varietas merupakan tanaman yang memiliki keunggulan seperti pada warna, rasa, tekstur, dan permintaan pasar. Beberapa tanaman yang bisa digunakan bibit microgreen bayam, kemangi, kangkung, seledri, lobak dan sebagainya [5].
Gambar 2. 2 Contoh tanaman microgreen
Tanaman memerlukan cahaya untuk berfotosintesis, cahaya yang diperlukan berwarna biru dengan panjang gelombang antara 440 - 470nm. Cahaya berwana merah dengan panjangan gelombang 640 – 660nm penting untuk pertumbuhan generatif tanaman seperti perkecambahan dan berbunga, yang ditunjukkan pada gambar 2.3 spektrum cahaya yang dapat di serap oleh tanaman [6]. Selain cahaya juga memerlukan suhu antara 24o-29oC.
jika suhu berada di luar rentang tersebut maka proses pertumbuhan dapat terhenti dan menimbulkan kerusakan pada tanaman. Kelembaban tanah pada media tanam microgreen juga harus dijaga dengan kelembaban antara 30%-80%. Jika kelembaban terlalu lembab (lebih dari 80%) atau kering (kurang dari 30%), maka tanaman microgreen tidak tumbuh [5].
Gambar 2. 3 Spektrum cahaya.
Pada penyemaian tanaman diletakkan di ruangan atau tempat yang teduh. Untuk menjaga kelembaban media, benih yang disemai sebaiknya ditutup kurang lebih tiga hari sampai daun pertama muncul [7]. Waktu dari benih hingga panen bervariasi sekitar tujuh sampai empat belas hari. Microgreen dipanen pada tahapan daun sejati pertama, hanya batang dengan daun yang dipanen.
2.2.
IoT (Internet of Things)
Definisi dari Internet of Things dapat dilihat dari dua kata yakni “Internet” dan
“Things”. Internet sendiri didefinisikan sebagai sebuah jaringan komputer yang menggunakan protokol-protokol internet yang digunakan untuk berkomunikasi dan berbagi informasi dalam lingkup tertentu. Sementara “Things” diartikan sebagai objek-objek fisik yang diambil dari data sensor-sensor yang kemudian dikirim melalui Internet. Oleh karena itu untuk mewujudkan Internet of Things diperlukan tiga komponen pendukung yakni Internet, Things, dan Semantic [8].
Semua barang fisik yang dapat dimonitor dan dikendalikan jarak jauh menggunakan internet bisa disebut Internet of Things. Konsep dan cara kerja Internet of Things sebetulnya cukup sederhana dengan cara kerja tiga elemen utama yang ditunjukkan pada gambar 2.4 yaitu:
a. Barang fisik yang dilengkapi modul Internet of Things.
b. Perangkat koneksi ke internet seperti modem (terhubung jaringan internet).
c. Cloud data center tempat untuk menyimpan aplikasi beserta data base.
Gambar 2. 4 Elemen utama internet of things [9].
2.3.
Blynk
Blynk adalah salah satu platfrom untuk aplikasi OS Mobile yang tersedia untuk iOS dan Android logo blynk ditunjukkan pada gambar 2.5. Blynk berfungsi untuk mengendalikan dan monitoring board Arduino, Raspberry Pi, ESP8266, WEMOS D1, dan modul lainya melalui jaringan internet. Blynk tidak terikat pada papan atau modul tertentu.
Dari platfrom aplikasi ini dapat mengendalikan dari jarak jauh, dimanapun dan kapanpun dengan catatan terhubung internet dengan koneksi yang stabil [10].
Gambar 2. 5 Logo blynk pada playstore atau apptore [11]
Langkah-langkah penggunaan aplikasi blynk.
1. Download dan instal aplikasi blynk melalui PlayStore untuk pengguna Android atau AppStore untuk pengguna Apple.
2. Buka aplikasi blynk dan silahkan login mengunakan Facebook atau sing up.
3. Buatlah new project, dan pilih salah satu module yang digunakan yang berfungsi untuk terhubung ke internet.
4. Geser ke kiri , drag dan widget yang akan digunakan.
2.3.1. Ketentuan Menjalankan Blynk [12]
Aplikasi blynk ini hanya bisa digunakan di sebuah smartphone Android yang menggunakan OS Android versi 4.2+ atau Apple yang menggunakan iOS versi 9+. Aplikasi blynk tidak bisa digunakan di Windows, Blackberry, dan platfrom lama. Untuk menjalankan di laptop atau komputer bisa digunakan dengan emulator. Untuk Hardware blynk dapat berjalan di lebih 400 modul Hardware dengan beberapa yang sering digunakan adalah:
1. ESP8266.
2. ESP32..
3. NodeMCU.
4. Arduino.
5. Raspberry Pi.
6. Particle.
Koneksi internet yang bisa menghubungkan Hardware dengan internet, bisa memilih modul built-in atau external shields. Koneksi yang mendukung diantaranya adalah:
1. WIFI 2. Ethernet
3. Seluler (GSM, 2g, 3g, 4g, LTE) 4. Serial
5. USB melalui PC Anda 6. Bluetooth (BETA)
2.3.2. User-Interface Aplikasi Blynk [11]
Pada gambar 2.6 menunjukan tampilan menu utama pada aplikasi blynk. Pada menu utama terdapat tiga pilihan pertama new project untuk membuat project yang diinginkan,
kedua ada my app untuk mengubah project menjadi aplikasi seluler, dan ketiga community tempat dimana pengguna blynk shareing.
Gambar 2. 6 Tampilan menu utama pada blynk [11].
Pada gambar 2.7 menunjukan tampilan untuk membuat new project. Pada menu ini pemberian nama project, lalu memilih jenis hardware yang digunakan, memilih tipe koneksi, dan disertai pilihan tema gelap dan terang. Setelah semua pilihan diisi maka tekan
“Create Project” untuk membuat project.
Gambar 2. 7 Tampilan membuat project baru [11].
Gambar 2. 8 Tampilan menu widget [11].
Pada gambar 2.8 menunjukkan tampilan pada menu widget box. Pada menu widget memiliki beberapa fungsi seperti sebagai controler, displays, notification, device management dan sebagainya. Widget controler mempunyai beberapa komponen yaitu pushbutton, slider, vertical slider dan sebagainya. Widget display mempunyai beberapa komponen yaitu velue display, LCD, LED dan sebagainya. Widget box notification, device management memiliki fungsi tersendiri, untuk memilih widget dengan cara drag dan drop.
2.4.
ESP32
ESP32 adalah mikrokontroler yang dikenalkan oleh Espressif System merupakan generasi penerus dari mikrokontroler ESP8266. Mikrokontroler ini memiliki modul WIFI sehingga memudahkan dalam membuat sistem aplikasi Internet of Things [13].
Kelebihan mikrokontroler ESP32 :
1. Memiliki pin out dan pin analog yang banyak.
2. Kapasitas memori yang besar.
3. Terdapat modul WIFI dan modul bluetooth
4. Mudah di program khususnya menggunakan bahasa Arduino
Gambar 2.9 merupakan mikrokontroler ESP32 yang disertai keterangan pada setiap pin, spesifikasi ESP32 sebagai berikut :
a. CPU : Xtensa Dual-Core 32-bit LX6 b. Operasi Tegangan : 2.2 – 3.6 Volt
c. Clock Speed : 80-240 Mhz d. Memori Flash : 4 MB
e. SRAM : 520 KB
f. ROM : 448 KB
g. Wifi : 802.11 b/g/n
h. Bluetooth : 4.2/BLE
Gambar 2. 9 Mikrokontroler ESP32 Dev Kit V1 DOIT
[13]
.Fitur pin ESP32 memiliki pin yang dijadikan masukan maupun keluaran yang biasa digunakan menerima sinyal dari sensor dan menyalakan lampu hingga motor DC sekaligus, pin tersebut terdiri dari:
a. 1 enable pin b. 25 pin GPIO c. 15 pin ADC d. 2 pin DAC e. 9 touch pin f. 3 pin SPI g. 2 pin I2C
h. 2 pin UART i. 25 pin PWM
Gambar 2. 10 Pin layout ESP32-WROOM-32 [14]
Gambar 2.10 merupakan pin layout dari mikrokontroler ESP32-WROOM-32 yang memiliki 38 pin. Definisi dan fungsi dari setiap pin ditunjukkan pada Tabel 2.1 dan 2.2.
Tabel 2.1 Konfigurasi pin ESP32-WROOM-32 [15].
Nama No Tipe Fungsi
GND 1 P Ground
3V3 2 P Power supply
EN 3 I Module-enable signal. Active high.
SENSOR_VP 4 I GPIO36, ADC1_CH0, RTC_GPIO0 SENSOR_VN 5 I GPIO39, ADC1_CH3, RTC_GPIO3
IO34 6 I GPIO34, ADC1_CH6, RTC_GPIO4
IO35 7 I GPIO35, ADC1_CH7, RTC_GPIO5
IO32 8 I/O
GPIO32, XTAL_32K_P (32.768 kHz crystal oscillator input), ADC1_CH4, TOUCH9, RTC_GPIO9
IO33 9 I/O
GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz crystal oscillator output), ADC1_CH5, TOUCH8, RTC_GPIO8
IO25 10
I/O GPIO25, DAC_1, ADC2_CH8, RTC_GPIO6, EMAC_RXD0
IO26 11 I/O GPIO26, DAC_2, ADC2_CH9, RTC_GPIO7, EMAC_RXD1
Tabel 2. 2 (Lanjutan) Konfigurasi pin ESP32-WROOM-32 [15]
Nama No Tipe Fungsi
IO27 12 I/O GPIO27, ADC2_CH7, TOUCH7, RTC_GPIO17,
EMAC_RX_DV
IO14 13 I/O GPIO14, ADC2_CH6, TOUCH6, RTC_GPIO16, MTMS, HSPICLK, HS2_CLK, SD_CLK, EMAC_TXD2 IO12 14 I/O GPIO12, ADC2_CH5, TOUCH5, RTC_GPIO15, MTDI,
HSPIQ, HS2_DATA2, SD_DATA2, EMAC_TXD3
GND 15 P Ground
IO13 16 I/O GPIO13, ADC2_CH4, TOUCH4, RTC_GPIO14, MTCK, HSPID, HS2_DATA3, SD_DATA3, EMAC_RX_ER SHD/SD2* 17 I/O GPIO9, SD_DATA2, SPIHD, HS1_DATA2, U1RXD SWP/SD3* 18 I/O GPIO10, SD_DATA3, SPIWP, HS1_DATA3, U1TXD SCS/CMD* 19 I/O GPIO11, SD_CMD, SPICS0, HS1_CMD, U1RTS SCK/CLK* 20 I/O GPIO6, SD_CLK, SPICLK, HS1_CLK, U1CTS SDO/SD0* 21 I/O GPIO7, SD_DATA0, SPIQ, HS1_DATA0, U2RTS SDI/SD1* 22 I/O GPIO8, SD_DATA1, SPID, HS1_DATA1, U2CTS IO15 23 I/O GPIO15, ADC2_CH3, TOUCH3, MTDO, HSPICS0,
RTC_GPIO13, HS2_CMD, SD_CMD, EMAC_RXD3
IO2 24 I/O GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH2, RTC_GPIO12,
HSPIWP, HS2_DATA0, SD_DATA0
IO0 25 I/O GPIO0, ADC2_CH1, TOUCH1, RTC_GPIO11,
CLK_OUT1, EMAC_TX_CLK
IO4 26 I/O
GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH0, RTC_GPIO10, HSPIHD, HS2_DATA1, SD_DATA1,
EMAC_TX_ER
IO16 27 I/O GPIO16, HS1_DATA4, U2RXD, EMAC_CLK_OUT
IO17 28 I/O GPIO17, HS1_DATA5, U2TXD,
EMAC_CLK_OUT_180
IO5 29 I/O GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK
IO18 30 I/O GPIO18, VSPICLK, HS1_DATA7
2.5.
Motor Stepper [15]
Motor stepper merupakan jenis motor dc yang dikendalikan dengan pulsa – pulsa digital. Motor stepper mempunyai prinsip kerja yakni bekerja dengan mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Gerakan mekanis diskrit akan bergerak berdasarkan urutan pulsa yang akan diberikan kepada motor stepper. Karena itu, mengerakkan motor stepper diperlukan pengendali yang membaktikan pulsa – pulsa periodik.
2.5.1. Jenis – Jenis Motor Stepper
Motor stepper memiliki tiga jenis yaitu, tipe variabel reluctance (VR), tipe permanent magnet (PM), dan tipe hybrid (HB). Pada tipe variable reluctance merupakan jenis motor yang mudah dipahami dari segi struktural. Pada motor stepper tipe variable reluctance terdapat rotor besi lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator. Lilitan stator tersebut diberi energi dengan arus DC, akan terjadi magnetisasi di setiap kutub- kutubnya. Ketika berputaran gigi-gigi rotor tertarik oleh kutub-kutub stator. gambar 2.11 merupakan penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance.
Gambar 2. 11 Penampang melintang motor stepper tipe variable reluctance [15].
Motor stepper tipe permanent magnet memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng bundar, yang dilapisi magnet permanen yang diselang-seling dengan kutub yang berlawanan seperti pada gambar 2.12. Magnet permanen membuat intensitas fluks magnet dalam motor akan meningkat akan menghasilkan torsi yang lebih besar. Dalam jenis ini, motor memiliki resolusi langkah yang rendah yaitu 7,5o hingga 15o per langkah atau 48 hingga 24 langkah setiap putaran.
Gambar 2. 12 Prinsip motor stepper tipe permanent magnet [15].
Motor stepper tipe hybrid memiliki struktur kombinasi dari dua tipe motor stepper sebelumnya. Tipe hybrid memiliki gigi seperti pada motor tipe VR dan memiliki magnet permanen yang disusun secara ax sial pada batang porosnya seperti tipe PM seperti pada gambar 2.13. Motor tipe ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, karena kinerjanya lebih baik dan menghasilkan resolusi yang tinggi. Hasil resolusi yang tinggi diantaranya 3,6o hingga 0,9o per langkah atau 100-400 langkah setiap putaran.
Gambar 2. 13 Penampang melintang dari motor stepper tipe hybrid [15].
2.5.2. Metode Perancangan Rangkaian Lilitan
Berdasarkan metode perancangan rangkaian lilitan, dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu uni polar dan bipolar. Dalam rangkaian motor stepper uni polar lebih mudah dirancang, hanya memerlukan satu skalar atau transistor pada setiap lilitannya. Menjalankan motor stepper cukup dengan menerapkan pulsa digital yang terdiri dari tegangan positif dan ground pada salah satu terminal lilitan motor stepper, untuk terminal lainnya dengan cara memberi tegangan positif konstan pada bagian tengah (center tap) dari lilitan pada gambar 2.14 merupakan tipe lilitan uni polar.
Gambar 2. 14 Motor stepper dengan lilitan uni polar [15].
Pada motor stepper dengan lilitan bipolar akan menggunakan sinyal pulsa yang berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Pada setiap terminal lilitan (A & B) harus menampilkan sinyal yang mengayun dari positif ke negatif dan sebaliknya seperti gambar 2.15 . Hal tersebut membutuhkan pengendali yang lebih kompleks dari pada pengendali rangkaian motor uni polar. Motor stepper bipolar lebih unggul dibandingkan dengan motor stepper uni polar dalam hal torsinya untuk ukuran yang sama.
Gambar 2. 15 Motor stepper dengan lilitan bipolar [15].
Persamaan perhitungan keliling lingkaran AS menggunakan persamaan 2.1:
𝐾𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 = 𝜋 𝑥 𝐷 (2.1)
Keterangan persamaan 2.1:
π = 3.14
D = Diameter lingkaran
Persamaan banyaknya putaran ditunjukkan pada persamaan 2.2:
𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 = 𝐿
𝐾𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 (2.2)
Keterangan persamaan 2.2:
L = Lebar tirai yang digulung Keliling lingkaran = Keliling lingkaran AS
Persamaan menentukan banyaknya step 1 putaran ditunjukkan pada persamaan 2.3:
𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑠𝑡𝑒𝑝 1 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 = 360𝑜
𝑆𝑡𝑒𝑝 𝐴𝑛𝑔𝑒𝑙 (2.3)
Keterangan persamaan 2.3:
3600 = Sudut satu putaran penuh Step Angel = Sudut 1 step
Untuk menentukan step yang dibutuhkan menggunakan persamaan 2.4:
𝑆𝑡𝑒𝑝 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑘𝑎𝑛 = 𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑝𝑢𝑡𝑟𝑎𝑛 𝑋 𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑠𝑡𝑒𝑝 1 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 (2.4) Motor stepper yang digunakan adalah tipe hybrid yaitu nema 17HS2408 phase hybrid stepper motor. Spesifikasi motor stepper ini ada pada tabel 2.3.
Tabel 2. 3 Spesifikasi motor stepper nema 17HS2408 [16].
Step Angle (deg) 1.8o
Motor Length 28 mm
Rated current 0.6 A Phase Resistance 8 ohm Phase Inductance 10 mH Holding Torque 12 N.m Min Detent Torque 1.6 N.cm Max Rotor Inertia 34 g.cm2
Lead Wire 4
Motor Weight 150g 2.6.
Modul Motor Stepper Driver A4988 [17]
Modul motor stepper driver A4988 adalah modul penggerak yang digunakan untuk mengendalikan motor stepper mulai dari full step, half step, 1/4 step, 1/8 , dan 1/16 step.
Karena dapat melakukan hingga 1/16 step untuk ketelitian setiap step bertambah atau sangat teliti. Modul ini memiliki internal sircuit protection meliputi thermal shutdown, undervoltage lockout dan crossover-current protection. Dengan adanya sircuit protection membuat modul lebih aman. Berikut pin-pin pada modul motor stepper yang di tunjukkan pada gambar 2.16.
Gambar 2. 16 Modul motor driver A4988
2.7.
Sensor Suhu DS18B20 [18]
Sensor suhu DS18B20 adalah sensor suhu digital dengan interface one wire. Sensor suhu DS18B20 dikemas menyerupai probe tahan air untuk melindungi saat mengukur suhu di bawah tanah seperti gambar 2.17. Kelebihan pada sensor suhu DS18B20 mendeteksi suhu dengan presisi, tidak memerlukan komponen eksternal untuk bekerja, dan hanya membutuhkan satu pin untuk jalur komunikasi data.
Gambar 2. 17 Sensor suhu DS18B20.
Spesifikasi sensor suhu DS18B20 [19]:
1. Bekerja di tegangan 3V hingga 5V 2. Penggunaan arus 1mA.
3. Mengukur suhu kisaran -55 oC sampai +125 oC.
4. Akurasi ±0.5 oC.
5. Waktu mengkonversi <750ms 2.8.
LED (Light Emitting Diode)
Dalam LED terdapat satu diode pemancar cahaya yang digunakan sebagai lampu indikator. Ada juga kegunaan LED sebagai pencahayaan suatu ruangan, seperti yang LED berwarna putih memancarkan cahaya yang cukup terang yang sering digunakan. Selain warna putih, terdapat berbagai warna LED misalnya, merah, biru, hijau, dan warna lainnya LED untuk tujuan pencahayaan dikategorikan sebagai high-brightness, high-power, high- output, or high-intensity. Cahaya yang dipancarkan sebanding dengan lampu pijar dan juga sangat menghemat energi [20]. Gambar 2.18 merupakan struktur dari LED.
Gambar 2. 18 Struktur LED [20]
Gambar 2. 19 Perbandingan spektrum warna [6].
Pada gambar 2.19 menunjukan beberapa perbandingan spektrum warna yang di hasilkan oleh matahari dan juga beberapa jenis lampu. Daylight merupakan spektrum warna yang dihasilkan oleh cahaya matahari, ada beberapa spektrum lagi yaitu incandescent spektrum warna dari cahaya lampu pijar, fluoresen spektrum warna dari cahaya lampu neon putih, halogen spektrum warna dari cahaya lampu hologen, cool white LED dan warm white LED [6]. LED yang digunakan berupa LED strip yang berwarna cool white. LED strip ini di beri tegangan 220V AC.
2.9.
Pompa DC
Pompa merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk memindahkan benda cairan dari suatu tempat ke tempat lainya. Pompa air DC ialah jenis pompa yang menggunakan motor dc dan menggunakan sumber tegangan searah. Putaran dari motor dc memutarkan baling-baling di dalam benda cair, lalu memberikan dorongan kepada benda cair untuk mengalir [21]. Gambar 2.20 merupakan pompa air DC.
Gambar 2. 20 Pompa DC
2.10.
Relay [22]
Relay adalah saklar yang di operasikan secara listrik dan merupakan suatu komponen elektromekanik yang terdapat dua bagian yang utama yaitu elektromagnet (coil) dan mekanik (seperangkat kontak saklar). Prinsip kerja relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar, ketika kumparan diberikan arus listrik terjadi medan magnet pada bagian elektromagnet yang menarik lengan besi ke kumparan dan menghubungkan kontak saklar. Relay terdiri lima komponen dasar yaitu, elektromagnet, coil, lengan besi, saklar, dan spring yang ditunjukan pada gambar 2.21.
Beberapa fungsi relay:
1. Relay digunakan untuk menjalankan fungsi logika.
2. Relay digunakan untuk memberikan penundaan waktu.
3. Relay digunakan untuk mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan bantuan sinyal tegangan rendah.
Gambar 2. 21 Struktur relay [22]
2.11.
RTC S3231 [23]
RTC merupakan kependekan dari real time clock, RTC DS3231 modul yang tertanam chip DS3231 yang sangat akurat. Dalam modul ini mengelola semua fungsi waktu dengan tepat dan fitur interface yang sederhana dengan dua buah kabel dihubungkan dengan mikrokontroler. Pada chip tersebut menyimpan informasi detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, dan tahun. Format jam pada modul ini dua puluh empat jam atau dua belas jam dengan indikator PM/AM. Memiliki baterai cadangan saat daya utama ke perangkat terputus.
Gambar 2.22 menunjukan pin out modul RTC DS3231,
Gambar 2. 22 Pin out modul RTC DS3231 [23]
Definisi pin pada modul RTC DS3231 : 1. 32K : 32K oscilator output.
2. SQW : Square wave output pin.
3. SCL : Serial Clock pin (I2C interface).
4. SDA : Serial data pin (I2C interface).
5. VCC : Pin tegangan catu daya.
6. GND : Pin ground.
2.12.
Soil Moisture Sensor [24]
Soil moisture sensor yang ditunjukan pada gambar 2.23 merupakan sensor untuk mendeteksi kelembaban pada tanah. Sensor kelemban tanah berbentuk seperti garpu, yang digunakan sebagai resistor variabel yang resesistensinya bervariasi sesui dengan kadar air di tanah. Sensor ini dilengkapi dengan modul yang mengunakan comparator LM393 untuk mengirimkan sinyal digital. Tabel 2.4 merupakan pembacaan data analog dari soil moisture sensor.
Gambar 2. 23 Pin out soil moisture sensor [24]
Definisi pin pada soil moisture sensor:
1. AO = Analog Output 2. DO = Digital Output
3. VCC = Pin tegangan catu daya 4. GND = Pin ground
Tabel 2. 4 Data pembacaan soil moistrure Data Analog Nilai Range
DA<1600 Basah
DA >1600 dan DA <3400 Lembab
DA >3400 Kering
Persamaan mengubah data analog menjadi persentase:
𝑃𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎𝑠𝑒 = 100 − ( 𝐷𝐴
(2𝑛− 1)) 𝑥 100 % (2.5)
Keterangan persamaan 2.5 DA = Data analog
n = Output data digital
23
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
Pada bab ini menjelasan mengenai perancangan sistem pengendali media microgreen berbasis IoT. Perancangan yang akan dibahas yaitu diagram blok sistem, perancangan elektronis, perancangan perangkat keras, flowchart, perancangan GUI pada aplikasi blynk dan perhitungan step pada stepper motor.
3.1.
Diagram Blok Sistem
Gambar 3. 1 Diagram blok sistem
Gambar 3.1 merupakan diagram blok dari pengendali media microgreen berbasis IoT yang akan dirancang. Pada perancangan sistem ini terdapat beberapa komponen perangkat keras seperti, ESP32, sensor suhu, sensor kelembaban tanah, modul RTC, motor stepper, LED, dan pompa DC. Blynk server merupakan komponen perangkat lunak berkomunikasi dengan ESP32. Data-data yang didapat dari sensor dan modul RTC dikirimkan dan diolah oleh ESP32. Data tersebut digunakan untuk memberi perintah kepada motor stepper, LED, dan pompa DC.
3.2.
Rancangan Elektronis
Rancangan elektronis yang digunakan dalam pembuatan alat pengendali media microgreen ditunjukan pada gambar 3.2. Dalam rancangan tersebut memakai kompone- komponen seperti ESP32, modul RTC, sensor suhu, sensor kelembaban tanah, relay, LED, pompa dc, driver stepper, dan stepper. VCC pada komponen modul RTC, sensor suhu, dan sensor kelembaban tanah yang membutuhkan tegangan 3.3V diambil dari pin 3.3V ESP32.
Vcc pada komponen driver stepper dan relay yang membutuhkan tegangan 5V diambil dari VIN ESP32. VCC pada komponen pompa dc dan VMOT driver stepper yang membutuhkan tegangan 12V diambil dari power supply 12V. Pada lampu LED menggunakan tegangan 220V Penjelasan pin out dalam ESP32 ada pada tabel 3.1.
Gambar 3. 2 Rancangan elektronis
Tabel 3. 1 Pinout pada ESP32 Pin Keterangan
D25 Relay IN 1 D26 Relay IN 2 D27 Relay IN 3 D14 Relay IN 4
D34 A0 (Sensor Kelembaban Tanah 1) D35 A0(Sensor Kelembaban Tanah 2) D15 Sensor Suhu DS18B20
D22 SCL (Modul RTC) D21 SDA (Modul RTC) D33 DIR (Modul Stepper) D32 STP (Modul Stepper)
3.2.1. Rangkaian Elektronis RTC
Pada rangkaian elektronis RTC seperti gambar 3.3, modul RTC yang terhubung dengan ESP 32 digunakan untuk memberikan data waktu yang datanya dapat di olah oleh ESP 32. Sumber tegangan modul RTC berasal dari pin 3,3V pada ESP 32. Pin SCL (Serial Clock) pada RTC dihubungkan dengan ESP pada pin D22 yang merupakan pin SCL pada ESP 32. Sedangkan pin SDA (Serial Data) pada RTC dihubungkan pada ESP 32 pada pin D21 yang merupakan pin SDA pada ESP 32.
Gambar 3. 3Rangkaian elektronis RTC
3.2.2. Rangkaian Elektronis DS18B20
Pada rangkaian elektronis sensor suhu DS18B20 seperti gambar 3.4, sensor suhu DS18B20 yang terhubung dengan ESP 32 digunakan untuk memberikan data digital suhu yang datanya dapat di olah oleh ESP 32. Sumber tegangan sensor suhu DS18B20 berasal dari pin 3,3V pada ESP 32. Pin DQ pada sensor suhu DS18B20 dihubungkan dengan ESP pada pin D15 yang merupakan pin masukan pada ESP 32.
Gambar 3. 4 Rangkaian elektronis DS18B20
3.2.3. Rangkaian Elektronis Sensor Kelembaban Tanah
Pada rangkaian elektronis sensor kelembaban tanah satu seperti gambar 3.5 dan rangkaian elektronis sensor kelembaban tanah dua seperti gambar 3.6, sensor kelembaban tanah yang terhubung dengan ESP 32 digunakan untuk memberikan data analog dan kemudian di olah. Sumber tegangan sensor kelembaban tanah berasal dari pun 3,3V pada ESP 32. Pin AO pada sensor kelembaban tanah satu dihubungkan dengan ESP pada pun D34 yang merupakan pun ADC1_6 pada ESP 32 dan pun AO pada sensor kelembaban tanah dua dihubungkan dengan ESP pada pun D35 yang merupakan pun ADC1_7 pada ESP 32.
Gambar 3. 5 Rangkaian elektronis sensor kelembaban tanah 1
Gambar 3. 6 Rangkaian elektronis sensor kelembaban tanah 2
3.2.4. Rangkaian Elektronis Modul A4988 dan Stepper
Rangkaian elektronis pada modul a4988 dan stepper seperti gambar 3.7, modul a4988 berfungsi sebagai menerima perintah dari ESP 32 selanjutnya akan menjalankan stepper sesuai perintah yang diberikan. Tegangan pada modul a4988 berasal dari sumber VIN pada ESP 32 yang tegangan sumbernya menggunakan adaptor 5V. Pin step merupakan pin yang digunakan untuk menerima masukan berapa langkah putaran, yang dihubungkan dengan pin D32 yang merupakan pin GPIO32. Pin direction merupakan pin yang digunakan untuk memberi masukan arah putaran pada stepper, yang dihubungkan dengan pin D33 yang merupakan pin GPIO33. Pin RST dan SLP di sambungkan agar driver a4988 tetap aktif dan berada pada mode full wave. Tegangan pada pin VMOT digunakan untuk mengaktifkan stepper tegangan sumbernya dari power supply 12V dan selanjutnya pin OUT_A1, OUT_A2, OUT_B1, dan OUT_B2 dihubungkan dengan ujung koil pada stepper.
Gambar 3. 7 Rangkaian elektronis modul a4988 dan stepper
3.2.5. Rangkaian Elektronis Modul Relay 4 Channel, Pompa DC dan LED
Pada rancangan elektronis modul relay empat channel yang digunakan sebagai kontak hidup dan mati pompa dc dan LED, ditunjukkan pada gambar 3.8. Tegangan masukan modul relay berasal dari sumber VIN pada ESP 32 yang tegangan sumbernya menggunakan adaptor 5V. Pin kontak yang digunakan pada relay menggunakan NO (normaly open) supaya kondisi awal pompa dc dan LED dalam keadaan mati. Untuk tegangan pada pompa dc menggunakan 12 V yang berasal dari power supply yang diputus oleh relay. Untuk tegangan pada LED menggunakan 220 V yang berasal dari listrik PLN yang diputus oleh relay atau yang disambungkan dengan kontak NO. Pin IN pada modul relay dihubungkan pada ESP 32 pin IN1 dihubungkan dengan pin D25 merupakan pin GPIO25, pin IN2 dihubungkan dengan pin D26 merupakan pin GPIO26, pin IN3 dihubungkan dengan pin D27 merupakan pin GPIO27, dan pin IN1 dihubungkan dengan pin D14 merupakan pin GPIO14.
Gambar 3. 8 Rangkaian elektronis modul relay 4 channel
3.3.
Perancangan Perangkat Keras
Pada gambar 3.9 merupakan rancangan media microgreen tampak depan dan gambar 3.10 rancangan media microgreen tampak belakang. Rancangan ini dibuat untuk merancang kerangka dan posisi komponen yang digunakan, dengan panjang 800 mm, lebar 400 mm, dan tinggi keseluruhan 700 mm
Gambar 3. 9 Media microgreen tampak depan Keterangan gambar 3.9 :
A = Tirai.
B = Bilik 1 untuk penanaman tanaman 1 C = Sensor kelembaban tanah 1
D = Motor setepper E = Box mikrokontroler
F = Bilik 2 untuk penanaman tanaman 2 G = Sensor kelembaban tanah 2
Gambar 3. 10 Media microgreen tampak belakang
Keterangan gambar 3.10:
A = Pompa DC 2.
B = Pompa DC 1.
C = Wadah air untuk penyiraman.
Gambar 3.11 rancangan penempatan LED dan juga misting, untuk lampu yang berwarna coklat dan terdapat dua misting pada setiap bilik yang ditunjukkan berwarna unggu. LED digunakan untuk pencahayaan dan misting digunakan untuk penyiraman tanaman.
Keterangan gambar 3.11:
A = LED 1
B = Misting pada bilik 1 C = LED 2
D = Sensor suhu
E = Misting pada bilik 2
Gambar 3. 11 Papan penempatan LED dan misting
Gambar 3. 12 Tempat penanaman tanaman microgreen
Gambar 3.12 merupakan gambar tempat penanaman tanaman microgreen. Pada tempat penanaman terdiri dari dua bagian yang ditunjukkan oleh huruf A merupakan tempat penanaman microgreen dan yang ditunjukkan oleh huruf B merupakan tempat penampungan air sisa dari penyiraman.
3.4.
Flowchart Mikrokontroler dan Aplikasi Blynk
Gambar 3. 13 (A).Diagram alir mikrokontroler dan (B) Diaram alir aplikasi blynk Pada gambar 3.13 (A) diagram alir mikrokontroler mempunyai beberapa proses.
Diawali dengan inisialisasi pada mikrokontroler, menginisialisasi WIFI, token aplikasi blynk, RTC, waktu penyiraman, dan waktu pencahayaan, waktu penggulungan tirai, waktu panen, sensor suhu, pin yang digunakan sebagai masukan dan keluaran. Selanjutnya pemindaian perangkat WIFI, pada saat WIFI terhubung maka menuju proses selanjutnya jika tidak terhubung maka proses kembali pada proses pemindaian. Pembacaan data dari RTC, sensor suhu, dan sensor kelembaban tanah. Selanjutnya mengirimkan data real time
mikrokontroler ke aplikasi blynk, data yang dikirimkan berupa data hari, tanggal, jam, sensor suhu dan sensor kelembaban tanah. Pada sistem kontrol satu dan sistem kontrol dua terdapat proses penyiraman, proses pencahayaan, dan proses waktu panen. Selanjutnya kontrol proses penggulungan tirai. Setelah semua proses berjalan maka selanjutnya mengirimkan notifikasi ke aplikasi blynk, isi notifikasi tersebut memberikan informasi, penyiraman, pencahayaan, penggulungan tirai dan waktu panen. Proses pada diagram alir mikrokontroler selesai.
Diagram alir aplikasi blynk mempunyai beberapa proses seperti yang di tunjukan pada gambar 3.13 (B). Dalam inisialisasi pada aplikasi blynk, menginisialisasi pin yang digunakan. Menerima data real time yang dikirimkan oleh mikrokontroler dan menampilkan pada widget display. Pengaturan sistem kontrol satu dan sistem kontrol dua, pada pengaturan ini user memilih berapa kali penyiraman, berapa lama pencahayaan, kapan penggulungan tirai, dan kapan waktunya panen. Mengirimkan data yang sudah dipilih oleh user ke mikrokontroler. Menerima notifikasi yang di kirimkan oleh mikrokontroler. Proses pada diagram alir aplikasi blynk selesai.
3.4.1. Sub Sistem Kontrol 1 dan Sub Sistem Kontrol 2
Gambar 3. 14 (A) Flowchart sistem kontrol 1 (B) Flowchart sistem kontrol 2
Gambar 3.14 (A) merupakan gambar flowchart dari sistem kontrol satu dan gambar . 3.14 (B) merupakan gambar flowchart dari sistem kontrol dua. Penjelasan sistem kontrol satu dan sistem kontrol dua sama yang membedakan sub sistem kontrol satu untuk tanaman satu dan sub sistem kontrol dua untuk tanaman dua , terdapat beberapa proses yaitu, proses
penyiraman, proses pencahayaan, proses penggulungan tirai, dan proses waktu panen. Setiap proses memiliki sub yang berisi beberapa kondisi yang akan dijelaskan pada setiap sub.
3.4.2. Sub Kontrol Penyiraman
Gambar 3. 15 Flowchart sub kontrol penyiraman
Sub kontrol penyiraman terdapat beberapa proses seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.15 Diawali dengan pengambilan keputusa, ketika user memilih penyiraman manual selanjutnya baca kondisi button pada saat kondisi button on maka pompa akan hidup.
Namun saat kondisi button off maka kembali pada proses baca kondisi button. Ketika user memilih penyiraman otomatis berapa kali sehari, maka membaca array siram yang sudah diinisialisasi pada awal program setelah itu membaca waktu RTC dan membandingkan isi array dengan waktu RTC. Saat isi array sudah sama dengan waktu RTC atau sensor suhu mendeteksi kelembaban dibawah 30% makan pompa akan hidup dan mengirim notifikasi bahwa pompa hidup. Jika isi array tidak sama dengan waktu RTC atau sensor suhu mendeteksi kelembaban diatas 30% maka akan kembali menjalankan program selanjutnya (return). Pompa akan menyala selama sepuluh detik dan mengirim notifikasi setelah itu
pompa mati dan mengirim notifikasi bahwa pompa mati. Ketika pompa hidup dengan waktu sesuai array maka akan membaca isi array selanjutnya, jika pompa hidup dikarnakan kelembaban dibawah 30% akan kembali menjalankan program selanjutnya (return). Jadwal penyiraman tanaman ditunjukkan pada tabel 3.2.
Tabel 3. 2 Waktu jadwal penyiraman
Penyiraman 2 kali (Jam) Penyiraman 3 kali (Jam)
07.00 07.00
16.00 12.00
16.00
3.4.3. Sub Kontrol Pencahayaan
Sub proses kontrol pencahayaan diawali dengan penganbilan keputusan, ketika user memilih pencahayaan manual selanjutnya baca kondisi button pada saat kondisi button on maka lampu akan hidup, namun ketika kondisi button off maka kembali pada proses baca kondisi button. Ketika user memilih pencahayaan berapa jam, maka membaca array cahaya yang sudah diinisialisasi pada awal program setelah itu membaca waktu RTC dan membandingkan isi array dengan waktu RTC. Saat isi array sudah sama dengan waktu RTC makan lampu akan hidup dan mengirim notifikasi bahwa lampu hidup. Jika isi array tidak sama dengan waktu RTC maka akan kembali menjalankan program selanjutnya (return).
Sesudah lampu hidup akan membaca isi array selanjutnya membaca waktu RTC dan membandingkan isi array dengan waktu RTC. Saat isi array sudah sama dengan waktu RTC akan mematikan lampu dan mengirim notifikasi bahwa lampu mati, jika belum waktunya lampu mati akan akan kembali menjalankan program selanjutnya (return). Ditunjukan pada gambar 3.16 merupakan gambar flowchart sub kontrol pencahayaan. Jadwal pencahayaan dan lama pencahayaan dapat dilihat pada tabel 3.3.
Tabel 3. 3 Waktu Jadwal Pencahayaan
Lama Pencahayaan Jam Hidup Pencahayaan Jam Mati Pencahayaan
16 Jam 08.00 23.00
18 Jam 08.00 01.00
20 Jam 08.00 03.00
Gambar 3. 16 Flowchart sub kontrol pencahayaan
3.4.4. Sub Kontrol Waktu Panen
Diawali dengan pengambilan keputusan, user memilih waktu panen, lalu membaca array panen yang sudah diinisialisasi pada awal program setelah itu membaca waktu RTC dan membandingkan isi array dengan waktu RTC. Ketika isi array sudah sama dengan waktu RTC makan akan memberi notifikasi bahwa tanaman siap panen, jika waktu belum sama dengan RTC akan kembali menjalankan program selanjutnya (return). Gambar 3.17 merupakan flowchart sub kontrol waktu panen dan tabel 3.4 merupakan jadwal hari panen.
Gambar 3. 17 Flowchart sub kontrol waktu panen
Tabel 3. 4 Jadwal Panen Lama Penanaman
9 Hari 11 Hari 13 Hari
3.4.5. Sub Kontrol Penggulungan Tirai
` Gambar 3. 18 Flowchart sub penggulungan tirai
Sub peroses kontrol penggulungan tirai diawali dengan pengambilan keputusan, ketika user memilih penggulungan manual selanjutnya baca kondisi button satu pada saat kondisi button satu on maka tirai akan terbuka , namun ketika kondisi button satu off maka baca kondisi button dua pada saat kondisi button on maka tirai akan tertutup ketika kondisi button dua off maka baca kondisi button satu kembali. Ketika user memilih penggulungan tirai tepat tiga hari setelah penaman, maka membaca array tirai yang sudah diinisialisasi pada awal program setelah itu membaca waktu RTC dan membandingkan isi array dengan waktu RTC. Ketika isi array sudah sama dengan waktu RTC makan akan menggulung tirai dan memberi notifikasi bahwa tirai sudah terbuka. Jika waktu belum sama dengan RTC akan kembali menjalankan program selanjutnya (return). Ditunjukan pada gambar 3.18 merupakan gambar flowchart sub kontrol penggulungan tirai
3.5.
Rancangan GUI pada Aplikasi Blynk
Rancangan GUI pada aplikasi blynk diisi dengan widget-widget dengan fungsinya masing-masing ditunjukkan pada gambar 3.19. Pada widget display ada beberapa kegunaan yakni menampilkan data real time dan data suhu. Widget notifikasi akan menerima notifikasi dari mikrokontroler. Widget push button memiliki kegunaan untuk menghidupkan proses penyiraman secara manual, proses pencahayaan manual, proses penggulungan tirai secara manual, penggulungan tirai otomatis pada hari ketiga, dan mulai untuk menjalankan sistem.
Widget numerik input memiliki kegunaan pada penyiraman menentukan berapa kali penyiraman, pada pencahayaan menentukan berapa jam pencahayaan, dan pada hari panen menentukan kapan waktunya panen.
Gambar 3. 19 GUI pada aplikasi blynk 3.6.
Perhitungan Step Pada Stepper Motor
Pada perhitungan step pada stepper motor pertama penulis menghitung keliling as yang digunakan menggunakan persamaan (2.1), penulis menggunakan as yang berdiameter 8 mm, step angle sesuai spesifikasi stepper yang penulis gunakan 1.80 per satu step, untuk lebar tirai
400mm.
Perhitungan keliling AS
𝐾𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 = 𝜋 𝑥 𝐷 𝐾𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 = 3.14 𝑥 8 𝑚𝑚
𝐾𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 = 25.15 𝑚𝑚
Perhitungan selanjutnya menghitung banyak putaran menggunakan persamaan (2.2)
𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 = 𝐿
𝐾𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 = 400 𝑚𝑚
25.15 𝑚𝑚 𝐵𝑎𝑦𝑎𝑘 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 = 15.9 = 16 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 Perhitungan banyaknya step satu putaran menggunakan persamaan (2.3)
𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑠𝑡𝑒𝑝 1 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 = 360𝑜 𝑆𝑡𝑒𝑝 𝐴𝑛𝑔𝑙𝑒 𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑠𝑡𝑒𝑝 1 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 =360𝑜
1.8𝑜 𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑠𝑡𝑒𝑝 1 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 = 200 𝑠𝑡𝑒𝑝
Perhitungan banyaknya step yang dibutuhkan menggunakan persamaan (2.4) 𝑆𝑡𝑒𝑝 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑘𝑎𝑛 = 𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑝𝑢𝑡𝑟𝑎𝑛 𝑋 𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑠𝑡𝑒𝑝 1 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛
𝑆𝑡𝑒𝑝 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑘𝑎𝑛 = 16 𝑋 200 𝑆𝑡𝑒𝑝 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑘𝑎𝑛 = 3200
