RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN, SISTEM KONTROL DAN PEMANTAUAN PADA TANAMAN TOMAT
BERBASIS IOT MENGGUNAKAN WEMOS D1 MINI
SKRIPSI
HENNY PRAMITA SARI 170801077
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
2021
RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN, SISTEM KONTROL DAN PEMANTAUAN PADA TANAMAN TOMAT
BERBASIS IOT MENGGUNAKAN WEMOS D1 MINI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
HENNY PRAMITA SARI 170801077
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
2021
PERNYATAAN ORISINALITAS
Rancang Bangun Sistem Penyiraman, Sistem Kontrol dan Pemantauan Pada Tanaman Tomat Berbasis IOT Menggunakan
Wemos D1 Mini
SKRIPSI
Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 25 Agustus 2021
Henny Pramita Sari 170801077
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, taufik dan hidayah-Nya, penyusunan skripsi yang berjudul “RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN, SISTEM KONTROL DAN PEMANTAUAN PADA TANAMAN TOMAT BERBASIS IOT MENGGUNAKAN WEMOS D1 MINI”
dapat diselesaikan dengan baik. Shalawat serta salam tidak lupa kita curahkan kepada junjungan nabi besar kita Nabi Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan dalam menjalankan setiap aktifitas sehari–hari sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam menyelesaikan studi program strata satu (S1) Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
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 :
Kedua orang tua saya yang tercinta Ayahanda Alm. Leo Hendratno dan ibu saya Rahaya yang selalu mendoakan saya dimanapun berada, memberikan motivasi, semangat, materi, dan banyak hal lain yang tidak mampu saya sebutkan. Terimakasih atas segalanya.
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 Lukman Hakim, S.Si., M.Si sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan saran, masukan, serta ide-ide selama penulis mengerjakan skripsi ini.
Alm.Bapak Drs. Takdir Tamba, 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.
Adik kandung saya Dea Dwiya Hendratno dan Agung Triya Hendratno yang telah membantu, memotivasi, memberi semangat dalam mengerjakan skripsi saya.
Sahabat saya Utari dan Anisah Amini Nasution yang telah membantu, menemani, memotivasi saya hingga saat 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.
Tugas Akhir ini penulis dedikasikan untuk mereka sebagai ungkapan penghargaan atas keikhlasan, kesabaran, kebaikan dan kasih sayang yang teramat dalam dan hanya Allah SWT 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, 25 Agustus 2021
Henny Pramita Sari
RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN, SISTEM KONTROL DAN PEMANTAUAN PADA TANAMAN TOMAT
BERBASIS IOT MENGGUNAKAN WEMOS D1 MNI
ABSTRAK
Pertumbuhan tanaman tomat dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan yaitu seperti suhu, kelembaban tanah dan tidak tahan terhadap curah hujan yang terjadi terus menerus. Oleh karena itu dibuat alat yaitu Rancang bangun sistem penyiraman, sistem kontrol dan pemantauan pada tanaman tomat berbasis IOT menggunakan Wemos D1 Mini. Alat ini di rancang untuk penyiraman tanaman tomat dalam cakupan pot menggunakan sensor Capacitive Soil Moisture untuk mengetahui kelembaban tanah pada tomat agar kondisi tanah tidak terlalu basah dan tidak terlalu kering. Alat ini juga di rancang untuk dapat memantau suhu menggunakan sensor DS18B20 dan adanya hujan menggunakan sensor Raindrop. Pada alat ini terdapat juga media atap yang dapat terbuka dan tertutup berdasarkan suhu dan hujan pada tanaman tomat agar tanaman ini dapat tumbuh dengan optimal karena tanaman tomat jika terpapar sinar matahari dengan suhu > 28 °C maka tanaman tomat akan layu hingga mati dan jika tanaman tomat terkena curah hujan yang terus menerus akar tanaman ini akan membusuk. Alat ini juga dirancang dapat melakukan pemantauan dengan website Thingspeak dan aplikasi Blynk melalui smartphone dengan memanfaatkan teknologi IOT. Pengujian dilakukan dengan menempatkan sensor Capacitive Soil Moisture di dalam media tanah, sensor suhu diletakkan di sekitar tanaman tomat dan sensor Raindrop di letakkan di atas atap tanaman. Hasil pengujian menunjukkan bahwa alat ini dapat mengontrol kelembaban tanah pada kelembaban tanah <60% maka pompa akan hidup dan >= 60% pompa akan mati.
Pengujian juga dilakukan pada atap dimana akan terbuka jika kondisi suhu <=28 °C dan tidak hujan, dan jika terjadi hujan maupun suhu >28 °C maka atap secara otomatis akan tertutup. Dengan demikian, alat ini dapat melakukan penyiraman otomatis, pemeliharaan tanaman tomat dengan baik dan pemantauan jarak jauh berbasis IOT menggunakan Wemos D1 Mini.
Kata Kunci : Capacitive Soil Moisture, DS18B20, IOT, Raindrop, Wemos D1 Mini
DESIGN AND CONSTRUCTION OF A WATERING SYSTEM, CONTROL AND MONITORING SYSTEM IN IOT-
BASED TOMATO PLANTS USING WEMOS D1 MNI
ABSTRACT
The growth of tomato plants is influenced by several environmental factors, such as temperature, soil moisture and cannot withstand continuous rainfall.
Therefore, a tool was made, namely the design of a watering system, control and monitoring system on IOT-based tomato plants using Wemos D1 Mini. This tool is designed to water tomato plants within coverage using a Capacitive Soil Moisture sensor to determine soil moisture so that the soil conditions are not too wet and not too dry. This tool is also designed to be able to combine temperature using the DS18B20 sensor and rainfall using the Raindrop sensor. In this tool there is also a roof media that can be opened and closed based on temperature and rainfall on tomato plants so that these plants can grow optimally because tomato plants if exposed to sunlight with temperatures >28 °C then tomato plants will be exposed to death and if tomato plants are exposed to continuous rainfall the roots of this plant will rot. This tool can also perform monitoring with the Thingspeak website and the Blynk application via smartphones by utilizing IoT technology. This is done by placing the Capacitive Soil Moisture sensor in the soil medium, the temperature sensor placed around the tomato plant and the Raindrop sensor in place on the roof of the plant test. The test results show that this tool can control soil moisture at <60%
soil moisture then the pump will turn on and >= 60% the pump will turn off. Tests are also carried out on the roof which will open if the temperature conditions are
<=28 °C and it is not raining, and if it rains or the temperature is >28 °C, the roof will automatically close. Thus, this tool can perform automatic watering, proper maintenance of tomato plants and IoT-based remote monitoring using the Wemos D1 Mini.
Keywords : Capacitive Soil Moisture, DS18B20, IOT, Raindrop, Wemos D1 Mini
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN...i
PERNYATAAN...ii
PENGHARGAAN...iii
ABSTRAK...v
ABSTRACT...vi
DAFTAR ISI…...vii
DAFTAR TABEL...x
DAFTAR GAMBAR…...xi
DAFTAR LAMPIRAN………...…….xiv
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan Penelitian ... 3
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Mikrokontroller ... 4
2.1.1 Wemos D1 Mini ... 4
2.2 Multiplexer 74HC4067 ... 5
2.3 Tanaman Tomat ... 6
2.4 Tipe Tanah ... 7
2.4.1 Tanah Humus ... 8
2.4.1.1 Karakteristik Tanah Humus ... 9
2.5 Sensor Capacitive Soil Moisture ... 10
2.6 DS18B20 ... 10
2.6.1 Spesifikasi ... 11
2.7 Raindrop Sensor ... 12
2.8 Water Pump ... 12
2.9 Relay Wemos...13
2.10 Servo...14
2.11 Adaptor 5V...15
2.12 Arduino IDE...16
2.12.1 Bagian-bagian Arduino IDE...16
2.13 Software Proteus...17
2.14 Smartphone...17
2.15 WIFI...18
2.16 Internet Of Things...19
2.17 Blynk...20
2.18 Thingspeak...21
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ... 23
3.1 Diagram Blok ... 23
3.1.1 Penjelasan Fungsi Tiap Dari Diagram Blok Sistem ... 23
3.2 Rangkaian Mikrokontroller Wemos D1 Mini ... 24
3.3 Rangkaian Multiplexer 74HC4067 ... ……25
3.4 Rangkaian Sensor Raindrop ... …..25
3.5 Rangkaian Sensor Capacitive Soil Moisture.………...26
3.6 Rangkaian Sensor DS18B20………27
3.7 Rangkaian Servo………...27
3.8 Rangkaian Relay Ynag Dihubungkan Ke Pompa Air………..28
3.9 Rangkaian Lengkap Alat………..28
3.10 Setting Aplikasi Blynk Pada Smartphone………...29
3.11 Pembuatan Channel Pada Website Thingspeak………..32
3.12Teknik Kalibrasi dan Analisa Data………...…………..35
3.13 Diagram Alir (Flowchart)………..37
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 38
4.1 Pengujian Power Supply ... 38
4.2 Pengujian Mikrokontroller Wemos D1 Mini………...39
4.3 Pengujian Multiplexer 74HC4067………...40
4.4 Pengujian Sensor Raindrop ………....41
4.5 Pengujian Sensor DS18B20………….………...42
4.6 Pengujian Sensor Capacitive Soil Moisture………44
4.7 Pengujian Relay………...47
4.8 Pengujian Servo………...48
4.9 Pengujian Aplikasi Thingspeak …….………..49
4.10 Pengujian Aplikasi Blynk ………..50
4.11 Pengujian Alat Secara Keseluruhan………...52
BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 54
5.1 Kesimpulan ... 54
5.2 Saran ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 56
LAMPIRAN………..…….58
DAFTAR TABEL
NO JUDUL HALAMAN
4.1 Hasil Pengujian Sensor Raindrop 41
4.2 Hasil Pengujian Sensor DS18B20 Dengan Pembanding Termometer
42
4.3 Hasil Perhitungan Standar Deviasi Sensor DS18B20 42 4.4 Hasil Pengujian Sensor Capacitive Soil Moisture Dengan
Pembanding Alat ukur Kelembaban Tanah
45
4.5 Hasil Perhitungan Standar Deviasi Sensor DS18B20 45
4.6 Hasil Pengujian Keseluruhan Alat 53
DAFTAR GAMBAR
NO JUDUL HALAMAN
2.1 Wemos D1 Mini 5
2.2 Multiplexer 74HC4067 6
2.3 Tanaman Tomat 7
2.4 Tanah Humus 8
2.5 Sensor Capacitive Soil Moisture 10
2.6 DS18B20 11
2.7 Raindrop Sensor 12
2.8 Water Pump 13
2.9 Relay Wemos 14
2.10 Servo 15
2.11 2.12
Adaptor 5V Arduino IDE
15 16
2.13 Software Proteus 17
2.14 Smartphone 18
2.15 Wifi 18
2.16 Internet Of Things 19
2.17 Blynk 21
2.18 Thingspeak 22
3.1 Diagram Blok 23
3.2 Rangkaian Mikrokontroller Wemos D1 Mini 24
3.3 Rangkaian Multiplexer 74HC4067 25
3.4 Rangkaian Sensor Raindrop 26
3.5 Rangkaian Sensor Capacitive Soil Moisture 26
3.6 Rangkaian Sensoe DS18B20 27
3.7 Rangkaian Servo 27
3.8 Rangkaian Relay Yang Dihubungkan Ke Pompa Air 28
3.9 Rangkaian Lengkap Alat 28
3.10 Aplikasi Blynk 29
3.11 Tampilan Blynk 29
3.12 Select Hardware di Aplikasi Blynk 30
3.13 Connection Type di Aplikasi Blynk 30
3.14 Kode token akan dikirim ke alamat email 30
3.15 Kode token proyek 31
3.16 Penambahan Gauge Pada Widget Box 31
3.17 Penambahan Notification Pada Widget Box 32
3.18 Tampilan Pemantauan Aplikasi Blynk 32
3.19 Pembuatan Akun Thingspeak 33
3.20 Pembuatan Channel baru 33
3.21 Tampilan isi form dalam pembuatan Channel 34 3.22 Tampilan Monitoring dalam bentuk grafik 34
3.23 Channel ID Thingspeak 35
3.24 Kode Write dan Read API KEYS 35
3.25 Diagram Alir 37
4.1 Pengujian Power Supply 38
4.2 Pengujian Tegangan Wemos D1 Mini 39
4.3 Pengujian Wemos D1 Mini 39
4.4 Pengujian Multiplexer 74HC4067 40
4.5 Pengujian Sensor Raindrop 41
4.6 Grafik Pengujian Sensor DS18B20 43
4.7 Program Pengujian Sensor DS18B20 44
4.8 Grafik Pengujian Sensor Capacitive Soil Moisture 46 4.9 Program Pengujian Sensor Capacitive Soil Moisture 46
4.10 Pengujian relay pada saat pinLED LOW 47
4.11 Pengujian relay pada saat pinLED HIGH 47
4.12 Pengujian Servo 48
4.13 Tampilan Grafik Suhu Pada Thingspeak 49
4.14 Tampilan Grafik Soil Moisture Pada Thingspeak 49
4.15 Tampilan Grafik Hujan Pada Thingspeak 50
4.16 Tampilan Notifikasi dari Aplikasi Blynk 51 4.17 Tampilan Pemantauan Tanaman di Aplikasi Blynk 51
LAMPIRAN
NOMOR LAMPIRAN
JUDUL HALAMAN
1 Gambar Keseluruhan Alat 58
2 Gambar Keseluruhan Rangkaian Lengkap Alat 59 3 Tampilan Pemantauan Tanaman Pada Aplikasi
Blynk
59
4 Tampilan Pemantauan Tanaman Pada Website Thingspeak
60
5 Program Pengujian 61
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tomat merupakan sumber vitamin C yang berguna untuk meningkatkan kekebalan tubuh serta mengobati berbagai macam penyakit, seperti sariawan.
Vitamin A yang berguna untuk mencegah dan mengobati xeropthalmia pada mata juga banyak terkandung dalam tomat. Sebagai sumber mineral, tomat mengandung Fe (zat besi) yang berguna untuk pembentukan sel darah merah atau hemoglobin. Tomat juga mengandung serat untuk membantu penyerapan makan dan pencernaan serta mengandung potasium yang bermanfaat untuk menurunkan tekanan darah tinggi (Mukhlis, M. 2018).
Kemampuan tomat untuk dapat menghasilkan buah sangat tergantung pada interaksi antara pertumbuhan tanaman, genetik dan kondisi lingkungannya.
Secara teknis berbagai faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi produktivitas tanaman tomat, seperti suhu, kelembaban udara, dan kelembaban tanah. Tomat membutuhkan air yang cukup untuk pertumbuhannya dan tidak tahan terhadap curah hujan yang terus menerus karena akan menyebabkan pertumbuhan menjadi kurang optimal, selain itu tomat akan mudah terserang penyakit dan akan menyebabkan buah tomat akan rusak dan gagal panen. Suhu yang paling ideal untuk perkecambahan benih tomat adalah 25-30°C. Sementara itu, suhu ideal untuk pertumbuhan tanaman tomat 24-28°C. Jika suhunya rendah maka pertumbuhannya akan rendah terhambat (Hari, Y, 2017).
Pengecekan kondisi tanah sangat penting bagi pertumbuhan tomat yang harus memiliki kelembapan optimal antara 60% - 80% agar tidak terlalu kering maupun basah. (Ginanjar. R , 2020).
Untuk itu dalam penelitian “RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN, SISTEM KONTROL DAN PEMANTAUAN PADA TANAMAN TOMAT BERBASIS IOT MENGGUNAKAN WEMOS D1 MINI” peneliti melakukan pengembangan sistem otomatisasi pada tanaman tomat dalam penyiraman tanaman tomat untuk membantu pekerjaan manusia
dengan otomatis, juga dapat memantau suhu, kelembaban tanah, dan mendeteksi adanya hujan. Pada rancangan ini juga terdapat fitur atap yang dapat terbuka dan tertutup sebagai media pemeliharaan tanaman tomat ketika cuaca sedang hujan dan suhu sedang tinggi. Pada sistem ini dapat memantau suhu, kelembaban tanah dan adanya hujan pada tanaman tomat melalui smartphone dengan memanfaatkan teknologi berbasis internet of things dimana peneliti menggunakan Thingspeak dan Blynk sebagai media pemantauan jarak jauh.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan, maka dapat dirumuskan beberapa rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang sistem penyiraman, sistem kontrol dan pemantauan pada tanaman tomat?
2. Bagaimana merancang sebuah sistem yang dapat terhubung ke smartphone melalui website Thingspeak dan aplikasi Blynk dengan menggunakan Wemos D1 Mini?
3. Bagaimana membuat algoritma program untuk rancangan sistem ini agar dapat bekerja sesuai fungsinya?
1.3 Batasan Masalah
1. Mikrokontroller yang digunakan untuk pengendali keseluruhan sistem dalam penelitian ini Wemos D1 Mini.
2. Multiplexer atau selector data yang digunakan dalam penelitian ini Multiplexer 74HC4067.
3. Relay yang digunakan untuk menghidupkan dan mematikan pompa air dalam penelitian ini Relay Wemos.
4. Sensor yang digunakan untuk mengetahui suhu dalam penelitian ini sensor DS18B20.
5. Sensor yang digunakan untuk mengetahui kelembaban tanah dalam penelitian ini sensor Capacitive Soil Moisture.
6. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi hujan dan air dalam penelitian ini sensor Raindrop.
7. Tanaman tomat hanya dalam cakupan pot.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah:
1. Merancang alat sistem penyiraman, sistem kontrol dan pemantauan pada tanaman tomat berbasis IOT menggunakan Wemos D1 Mini.
2. Merancang alat sistem penyiraman terhubung dengan website Thingspeak dan aplikasi Blynk.
3. Mengetahui persamaan regresi serta nilai korelasi pada sensor DS18B20 dengan pembanding termometer.
4. Mengetahui persamaan regresi serta nilai korelasi pada sensor Capacitive Soil Moisture dengan pembanding alat ukur kelembaban.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Memberikan kemudahan bagi petani dan masyarakat dalam melakukan penyiraman tanaman.
2. Memberikan kemudahan bagi petani dan masyarakat untuk memonitoring tanaman melalui smartphone.
3. Dapat menciptakan inovasi baru berupa rancangan alat tepat guna yang dapat bermanfaat bagi masyarakat.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikrokontroller
Mikrokontroler merupakan chip mikrokomputer yang secara fisik berupa sebuah (IC) Integrated Circuit. Mikrokontroler biasanya digunakan dalam sistem yang kecil, murah dan tidak membutuhkan perhitungan yang sangat kompleks seperti dalam aplikasi di PC. Mikrokontroler banyak ditemukan dalam peralatan seperti microwave, oven, keyboard, CD player, VCR, remote control, robot dll.
Mikrokontroler berisikan bagian-bagian utama& yaitu (CPU) Central Processing Unit, (RAM) Random-Access Memory, (ROM) Read-Only Memory dan port (I/0) Input/Output. Selain bagian-bagian utama tersebut, terdapat beberapa perangkat keras yang dapat digunakan untuk banyak keperluan seperti melakukan pencacahan, melakukan komunikasi serial, melakukan interupsi dll. Mikrokontroler tertentu bahkan menyertakan (ADC) Analog-To-Digital Converter, USB controller, (CAN) Controller Area Network.
Mikrokontroler bekerja berdasarkan perangkat lunak yang ditanamkan didalamnya, dan program tersebut dibuat sesuai dengan aplikasi yang diinginkan.
Aplikasi mikrokontroler normalnya terkait pembacaan data dari luar dan atau pengontrolan peralatan diluarnya. Umumnya IC mikrokontroler dapat bekerja pada tegangan 5V, namun demikian, sebagian IC mikrokontroler seperti ATMEGA16L dapat dioperasikan dengan tegangan 3V.
2.1.1 Wemos D1 Mini
Mikrokontroller Wemos D1 Mini merupakan modul perangkat embedded system yang fungsinya hampir sama dengan arduino khususnya untuk mendukung konsep (IoT) Internet of Things. Wemos D1 Mini mampu berjalan secara stand- alone, tanpa membutuhkan mikrokontroller khusus sebagai pengontrol atau pengendali pada rangkaian elektronik disebabkan Wemos D1 mini pada embedded sistemnya sudah dilengkapi dengan Central Processing Unit (CPU). Pada modul Wemos D1 mini dilengkapi dengan PIN digital dan analog, salah satu input output
pada modul Wemos D1 yang paling dikenal adalah pin digital, walaupun pada dasarnya pin analog juga memiliki fungsi yang sama. Pin tersebut dapat dikonfigurasikan secara input maupun output.
Perangkat Wemos dilengkapi dengan 2 buah chipset yang difungsikan sebagai otak kerja diantaranya:
1. Chipset ESP8266 ESP8266 adalah sebuah chip yang memiliki fitur koneksi wireless yang mendukung protocol TCP/IP. Dengan modul ini, mikrokontroler dapat terhubung kedalam jaringan wireless dan membuat koneksi TCP/IP cukup dengan perintah yang sangat sederhana. Dengan teknologi clock 80 MHz perangkat ini dibekali dengan RAM Eksternal dengan kapasitas 4 Mega Byte dan mendukung format IEEE 802.11 a/b/g/n sehingga dengan mudah melakukan koneksi terhadap jaringan wifi konvensional.
2. Chipset CH340 CH340 merupakan chipset yang memiliki fungsi mengubah USB menjadi serial interface, contohnya adalah aplikasi converter ke Infrared Data Association (IDA) atau USB converter ke perangkat Printer. Dalam mode serial interface, CH340 mengirimkan sinyal komunikasi seperti yang digunakan modem pada umumnya. CH340 didesain untuk merubah perangkat serial interface umum untuk berhubungan dengan port USB secara langsung. Berikut adalah gambar Wemos D1 Mini yang di tampilkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Wemos D1 Mini
2.2 Multiplexer 74HC4067
Multiplexer atau selektor data adalah suatu rangkaian logika yang menerima beberapa input data dan untuk suatu saat tertentu hanya mengijinkan satu dari data
input tersebut untuk diteruskan pada output. Jalur yang akan ditempuh dari input data yang diinginkan ke output dikontrol oleh pemilih input selector dan sebaliknya untuk prinsip kerja demultiplekser. Rangkaian 16 bit multiplekser terdiri dari rangkaian 16 to 1 Multiplexer yang dibuat dalam satu rangkaian sehingga dibutuhkan suatu Enable yang berfungsi untuk menentukan rangkaian tersebut berfungsi sebagai multiplekser atau demultiplekser. Sesuai dengan syarat perancangan multiplekser dan demultiplekser yaitu m 2n dimana m adalah masukan atau keluaran dan n adalah sinyal kontrol, maka untuk merancang sebuah rangkaian 16 bit multiplekser dan demultiplekser dibutuhkan sebanyak 4 buah sinyal kontrol.
Berikut spesifikasi multiplexer 74HC4067 : 1. Tegangan kerja 3V-18V.
2. Pin input 16.
3. Pin data selector 4.
4. Pin SIG 1.
5. Pin Enable 1.
6. HC Type High CMOS Level.
Berikut adalah gambar multiplexer 74HC4067 yang di tampilkan pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Multiplexer 74HC4067
2.3 Tanaman Tomat
Tanaman tomat merupakan tanaman yang dapat tumbuh di semua tempat, dari dataran rendah sampai tinggi (pegunungan). Tanaman tomat tidak menyukai tanah yang tergenang air atau becek. Tanah yang keadaannya demikian menyebabkan akar tomat mudah busuk dan tidak mampu menghisap zat-zat hara dari
dalam tanah karena sirkulasi udara dalam tanah disekitar akar tomat kurang baik, akibatnya tanaman akan mati.
Tanaman tomat sangat membutuhkan sinar matahari yang penuh sepanjang hari untuk produksi yang menguntungkan, tetapi sinar matahari yang terik tidak disukainya. Daerah dengan kondisi demikian memungkinkan tanaman mudah terserang penyakit cendawan busuk daun Phytophtora infestans dan sebagainya.
Angin kering dan udara panas kurang baik bagi pertumbuhannya karena sering menyebabkan kerontokan bunga. Suhu yang paling ideal untuk perkecambahan benih tomat adalah 25-30°C. Sementara itu, suhu ideal untuk pertumbuhan tanaman tomat 24-28°C. Jika suhunya rendah maka pertumbuhannya akan rendah terhambat.
Demikian juga pertumbuhan dan perkembangan bunga dan buahnya yang kurang sempurna. Pengecekan kondisi tanah sangat penting bagi pertumbuhan tomat yang harus memiliki kelembaban optimal antara 60%- 80% agar tidak terlalu kering maupun basah. Berikut adalah gambar tanaman tomat yang di tampilkan pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Tanaman Tomat
2.4 Tipe Tanah
Tanah adalah bagian yang terdapat pada kerak bumi yang tersusun atas mineral dan bahan organik. Tanah sangat mendukung kehidupan tanaman yang menyediakan hara dan air di bumi. Tanah memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda-beda seperti tanah yang berwarna merah, hitam, kelabu, serta bertekstur
pasir, debu,liat, dan lain sebagainya. Untuk membedakan sifat tanah tersebut diperlukannya klasifikasi jenis tanah. Tanaman tomat pada umumnya tidak menyukai kondisi tanah yang terlalu lembab dalam waktu lama. Tanah yang mengandung partikel liat tinggi (sifat berat) tidak cocok untuk tomat. Apalagi tanah berat tersebut mengandung bahan organik yang rendah Tanah berat di rincikan oleh sifatnya yang lengket dan mudah menggumpal. Sebaliknya, tomat menyukai tanah dengan sifat porositas yang baik. Artinya, pori-pori tanah tersebut dalam kondisi yang sempurna, sehingga meskipun tersiram air terlalu banyak (baik sengaja maupun terkena hujan lebat) akan cepat terserap tanah dan tidka menggenang. Tanah dengan sifat ringan mengandung partikel liat yang rendah, tetapi mengandung partikel pasir dan debu yang tinggi sehingga sangat cocok untuk tomat. Tanah tersebut akan lebih ideal jika mengandung bahan organic tinggi. Tanah ringan dicirikan oleh sifatnya yang gembur (remah), tidak lengket, dan tidak mudah menggumpal.
2.4.1 Tanah Humus
Tanah humus merupakan tanah yang paling subur untuk tumbuh- tumbuhan karena memiliki komposisi yang mirip dengan pupuk kompos. Hal ini karena tanah humus merupakan tanah yang terbentuk dari pelapukan- pelapukan dedaunan dan juga batang pohon, serta ada percampuran dari kotoran hewan. Humus juga dikenal sebagai sisa- sisa dari tumbuhan dan juga hewan- hewan yang mengalami perombakan oleh organisme yang ada di dalam lapisan tanah. Berikut adalah gambar tanah humus yang di tampilkan pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Tanah Humus
2.4.1.1 Karakteristik Tanah Humus
Untuk mengetahui suatu tanah termasuk tanah humus bisa kita lihat dari beberapa ciri atau karakteristik tanah tersebut. Tanah humus mempunyai berbagai ciri- ciri khusus yang bisa dibedakan dengan ciri-ciri tanah humus yang lainnya. Ciri- ciri atau karakteristik dari tanah humus adalah sebagai berikut:
1. Berwarna gelap, yakni coklat maupun kehitam- hitaman. Tanah humus ini memiliki warna yang gelap antara coklat hingga kehitam- hitaman. Selain mempunyai warna gelap, di tanah humus ini juga terdapat bintik- bintik yang berwarna putih.
2. Memiliki tekstur yang gembur. Tanah humus memiliki tekstur yang sangat gembur dan tidak keras seperti tanah liat ataupun tanah yang lainnya.
3. Biasanya terdapat pada lapisan bagian atas tanah, sehingga bersifat tidak stabil.
Sifat tidak stabil ini terutama terlihat ketika ada perubahan suhu, tingkat kelembaban, ataupun aerasi.
4. Tanah humus bersifat kolodial dan amorfous. Sifat kolodial dan armofous ini artinya bersifat menyerupai tanah liat, namun sifat daya serapnya lebih tinggi daripada tanah liat.
5. Bersifat sangat subur. Tanah humus memiliki sifat yang sangat subur karena terbentuk dari pelapukan- pelapukan dedaunan dan juga bercampur dengan kotoran hewan dan semacamnya.
6. Mempunyai daya serap yang tinggi. tanah humus ini mempunyai kemampuan daya serap yang tinggi dalam hal menyerap air, dan hal ini merupakan sifat yang baik bagi pertumbuhan tanaman.
7. Mempunyai kemampuan menambah atau meningkatkan kandungan berbagai unsur hara (magnesium, kalsium, dan kalium).
8. Merupakan sumber energi bagi jasad mikro. Tanah humus pembentukannya dari berbagai pelapukan dedaunan dan juga ranting- ranting pohon, sehingga merupakan sumber energi bagi jasad- jasad renik.
9. Banyak dijumpai di daerah tropis. Tanah humus merupakan tanah yang banyak dijumpai di daerah tropis, seperti di Indonesia. Terutama wilayah yang paling sering didapati tanah humus adalah wilayah jenis jenis hujan seperti hujan tropis dimana banyak ditemukan pepohonan disana.
2.5 Sensor Capacitive Soil Moisture
Kelembaban tanah pada dasarnya adalah jumlah/kandungan air yang ada di dalam tanah. Ini dapat diukur dengan menggunakan sensor kelembaban tanah baik resistif atau kapasitif. Sensor ini mengukur kandungan volumetrik air di dalam tanah dan memberi kita tingkat kelembaban sebagai output. Sensor kelembaban tanah ini mengukur tingkat kelembaban tanah dengan penginderaan kapasitif daripada penginderaan resistif seperti sensor lain di pasaran. Itu terbuat dari bahan tahan korosi yang memberikan kehidupan pelayanan yang sangat baik. Masukkan ke dalam tanah di sekitar tanaman Anda dan pantau data kelembaban tanah secara real-time.
Modul ini mencakup regulator tegangan onboard yang memberikan rentang tegangan operasi 3,3 ~ 5,5V. Sangat cocok untuk mikrokontroler tegangan rendah dengan catu daya 3.3V dan 5V.
Spesifikasi
1. Tegangan Operasi: 3,3 ~ 5,5 VDC 2. Tegangan Keluaran: 0 ~ 3.0VDC 3. Arus Operasi: 5mA
4. Antarmuka: PH2.0-3P
5. Dimensi: 3,86 x 0,905 inci (L x W) 6. Berat: 15g
Berikut adalah gambar sensor Capacitive Soil Moisture yang di tampilkan pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 Sensor Capacitive Soil Moisture
2.6 Sensor DS18B20
Kebanyakan sensor suhu memiliki tingkat rentang terukur yang sempit serta akurasi yang rendah namun memiliki biaya yang tinggi. Sensor suhu DS18B20
dengan kemampuan tahan air (waterproof) cocok digunakan untuk mengukur suhu pada tempat yang sulit, atau basah. Karena output data sensor ini merupakan data digital, maka kita tidak perlu khawatir terhadap degradasi data ketika menggunakan untuk jarak yang jauh. Gambar Sensor suhu DS18B20 diperlihatkan pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 DS18B20
DS18B20 menyediakan 9 bit hingga 12 bit yang dapat dikonfigurasi data.
Karena setiap sensor DS18B20 memiliki silicon serial number yang unik, maka beberapa sensor DS18B20 dapat dipasang dalam 1 bus. Hal ini memungkinkan pembacaan suhu dari berbagai tempat. Meskipun secara datasheet sensor ini dapat membaca bagus hingga 125°C, namun dengan penutup kabel dari PVC disarankan untuk penggunaan tidak melebihi 100°C.
2.6.1 Spesifikasi
1. Tegangan yang dibutuhkan sensor dari 3.0V sampai 5.5V power/data 2. Akurasinya ±0.5°C sampai -10°C, dan -10°C sampai +85°C
3. Batas temperatur sensor dari -55 sampai 125°C atau -67°F sampai +257°F 4. menyediakan 9 bit hingga 12 bit yang dapat dikonfigurasi data
5. Menggunakan 1 kabel Antarmuka (Interface) dan hanya 1 digital pin untuk komunikasi
6. Data pengenalan Identitas yang disimpan 64 bit 7. Memiliki batas peringatan jika suhu tinggi 8. Temperature-limit alarm system
9. Waktu tunggu data masuk 750ms 10. kabel antarmuka (Interface)
11. Kabel merah :VCC Kabel hitam : GND Kabel putih : DATA 12. Bahan Stain less steel silinder 6mm diametenya panjang 35mm 13. Diameter kabel : 4mm, Panjang kabel : 90 cm
2.7 Raindrop Sensor
Raindrop sensor adalah sebuah alat yang dapat mendeteksi hujan atau adanya cuaca hujan yang berada di sekitarnya, sensor ini dapat digunakan sebagai switch, saat adanya tetesan air hujan yang jatuh melewati raining board yang terdapat pada sensor, selain itu Raindrop sensor dapat juga digunakan untuk mengukur intensitas curah hujan. Cara kerja dari sensor ini adalah ketika sensor terkena air hujan maka jalur port dan jalur ground terhubung sehingga tidak ada tegangan karena port langsung terhubung dengan ground. Air yang jatuh kepapan deteksi dapat dilihat ketika air menyentuh kedua elektroda (tembaga) maka tegangan 5V akan terhubung dengan output dan sebagian tegangan akan berkurang karena air berfungsi sebagai penghantar. Untuk mendeteksi air hujan dengan kawasan yang besar maka elektroda dibuat berliku-liku, dengan metode berliku-liku seperti itu akan mengurangi hambatan dari air hujan. Berikut adalah gambar Raindrop sensor yang di tampilkan pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Raindrop sensor
Spesifikasi : Bekerja di tegangan 5V, output format : Digital switching output (0 and 1) and analog voltage output A0, Ukuran papan PCB kecil : 3.2cm x 1.4cm;
Konfigurasi Pin : 1. VCC : 5V DC 2. GND : ground 3. D0 : high/low output 4. A0 : analog output
2.8 Water Pump
Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan darisuatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara
terus menerus. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenagamekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis(kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran. Suatu peralatan mekanik yang digerakkan oleh suatu sumber tenaga yang digunakkan untuk memindahkan cairan (fluida) dari suatu tempat ketempat lain, dimana cairan tersebut hanya mengalir apabila terdapat perbedaan tekanan. Pompa juga dapat diartikan sebagai alat untuk memindahkan energi dari suatu pemutar atau penggerak kecairan berbejana yang bertekanan yang lebih tinggi. Selain dapat memindahkan cairan, pompa juga berfungsi untuk meningkatkan kecepatan, tekanan, dan ketinggian cairan. Berikut adalah gambar water pump yang di tampilkan pada gambar 2.8.
Gambar 2.8 Water Pump
2.9 Relay Wemos
Rangkaian papan Wemos D1 Mini adalah salah satu tambahan terbaru untuk ekosistem IoT berbasis ESP8266. Wemos D1 Mini Relay Shield menyertakan relay SPDT berdaya tinggi yang memungkinkan anda mengontrol perangkat listrik yang beroperasi pada tegangan AC hingga 250VAC atau 30VDC. Perisai relay Mini Wemos D1 dirancang agar pin D1 pada papan Wemos D1 Mini terhubung ke sisi kontrol relay. Ini berarti bahwa pengaturan pin D1 ke status HIGH akan memberi daya pada koil relai dan mengaktifkan relai (menghubungkan pin Biasanya Terbuka dan Umum). Sebaliknya, menyetel pin D1 ke status LOW akan menonaktifkan relay.
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat KontakSaklar/Switch).
Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik
yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untukmenghantarkan listrik 220V 2A.
Cara kerja relay adalah apabila kita memberi tegangan pada kaki 1 dankaki ground pada kaki 2 relay maka secara otomatis posisi kaki (CO) Change Over pada relay akan berpindah dari kaki (NC) Normally close ke kaki (NO) Normally Open.
Relay juga dapat disebut komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yangterjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka.
Berikut adalah gambar relay yang di tampilkan pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Relay Wemos 2.10 Servo
Motor servo adalah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor.
Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Berikut adalah gambar servo yang di tampilkan pada gambar 2.10.
Gambar 2.10 Servo
2.11 Adaptor 5V
Secara umum istilah catu daya berarti suatu sistem penyearah-filter yang mengubah ac menjadi dc murni. Sumber DC seringkali dapat menjalankan peralatan- peralatan elektronika secara langsung, meskipun mungkin diperlukan beberapa cara untuk meregulasi dan menjaga suatu ggl agar tetap meskipun beban berubahubah.
Energi yang paling mudah tersedia adalah arus bolak-balik, harus diubah atau disearahkan menjadi dc berpulsa (pulsating dc), yang selanjutnya harus diratakan atau disaring menjadi tegangan yang tidak berubah-ubah.Tegangan dc juga memerlukan regulasi tegangan agar dapat menjalankan rangkaian dengan sebaiknya.
Peralatan elektronika yang kita gunakan sekarang ini sebagian besar membutuhkan arus DC dengan tegangan yang lebih rendah untuk pengoperasiannya.
Oleh karena itu, hampir setiap peralatan Elektronika memiliki sebuah rangkaian yang berfungsi untuk melakukan konversi arus listrik dari arus AC menjadi rangkaian Elektronika-nya. Rangkaian yang mengubah arus listrik AC menjadi DC ini disebut dengan DC Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu daya DC. DC Power Supply atau Catu Daya ini juga sering dikenal dengan nama
“Adaptor”. Berikut adalah gambar adaptor yang di tampilkan pada gambar 2.11.
Gambar 2.11 Adaptor 5V
2.12 Arduino IDE
Arduino (IDE) Integrated Development Environment adalah software yang di gunakan untuk memprogram di arduino, dengan kata lain Arduino IDE sebagai media untuk memprogram board Arduino. Arduino IDE bisa di download secara gratis di website resmi Arduino IDE.
Arduino IDE ini berguna sebagai text editor untuk membuat, mengedit, dan juga mevalidasi kode program. bisa juga digunakan untuk meng-upload ke board Arduino. Kode program yang digunakan pada Arduino disebut dengan istilah Arduino “sketch” atau disebut juga source code arduino, dengan ekstensi file source code.
2.12.1 Bagian-bagian Arduino IDE
Editor Programming pada umumnya memiliki fitur untuk cut / paste dan untuk find / replace teks, demikian juga pada Arduino IDE. Pada bagian keterangan aplikasi memberikan pesan balik saat menyimpan dan mengekspor serta sebagai tempat menampilkan kesalahan. Konsol log menampilkan teks log dari aktifitas Arduino IDE, termasuk pesan kesalahan yang lengkap dan informasi lainnya. Pojok kanan bawah menampilkan port serial yang di gunakan. Tombol toolbar terdapat ikon tombol pintas untuk memverifikasi dan meng-upload program, membuat, membuka, dan menyimpan sketch, dan membuka monitor serial. Berikut adalah gambar arduino ide yang di tampilkan pada gambar 2.12.
Gambar 2.12 Arduino IDE
2.13 Software Proteus
Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang juga dilengkapi dengan simulasi pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik diupgrade ke PCB (Falany dan Budi, 2015).
Proteus merupakan software yang dibuat oleh Labcenter Electronics, yang dapat digunakan untuk melakukan simulasi VSM, dan PCB. Pada saat ini proteus menyediakan hamper 800 Variasi mikrokontroler yang langsung dapat di gunakan untuk simulasi.
Beberapa fitur proteus, yaitu:
1. Simulasi VSM
2. Membuat desain PCB 3. Visual Desainer
Berikut adalah gambar software proteus yang di tampilkan pada gambar 2.13.
Gambar 2.13 Software Proteus 2.14 Smartphone
Smartphone Android Menurut Nazrudin Safaat H (2011:1, “Android adalah sebuah sistem operasi untuk perangkat mobile berbasis linux yang mencakup sistem operasi, middleware, dan aplikasi.”. Android adalah sistem operasi untuk telepon seluler yang berbasis Linux. Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk membuat aplikasi mereka sendiri. Pada awalnya dikembangkan oleh Android Inc, sebuah perusahaan pendatang baru yang membuat perangkat lunak untuk ponsel yang kemudian dibeli oleh Google Inc. Untuk pengembangannya, dibentuklah Open Handset Alliance (OHA), konsorsium dari 34 perusahaan
perangkat keras, perangkat lunak, dan telekomunikasi termasuk Google, HTC, Intel, Motorola, Qualcomm, T-Mobile, dan Nvidia. Berikut adalah gambar smartphone yang di tampilkan pada gambar 2.14.
Gambar 2.14 Smartphone 2.15 WIFI
Wifi adalah singkatan dari Wireles Fidelity, yaitu seperangkat standar yang digunakan untuk komunikasi jaringan lokal tanpa kabel (Wireless Local Area Networks - WLAN), yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. Standar terbaru spesifikasi 802.11a atau b, seperti 802.16g. saat ini sedang dalam penyusunan.
Spesifikasi terbaru menawarkan banyak peningkatan mulai dari luas cakupan yang lebih jauh hingga kecepatan transfernya.
Pada umumnya peralatan wifi hotspot menggunakan standarisasi WLAN IEEE 802.11b atau IEEE 802.11g. Teknologi WLAN ini mampu memberikan kecepatan akses yang tinggi hingga 11 Mbps (IEEE 802.11 b) dan 54 Mbps (IEEE 802.11 g) dalam jarak hingga 100 meter. Berikut adalah gambar wifi yang di tampilkan pada gambar 2.15.
Gambar 2.15 Wifi
2.16 Internet Of Things
Internet of things Menurut Coordinator and support action for global RFID- related activities and standadisation menyatakan internet of things (IoT) sebagai sebuah infrastruktur koneksi jaringan global, yang mengkoneksikan benda fisik dan virtual melalui eksploitasi data capture dan teknologi komunikasi. Infrastruktur IoT terdiri dari jaringan yang telah ada dan internet berikut pengembangannya. Hal ini menawarkan identifikasi obyek, identifikasi sensor dan kemampuan koneksi yang menjadi dasar untuk pengembangan layanan dan aplikasi koperatif yang berdiri secara independen, juga ditandai dengan tingkat otonomi data capture yang tinggi, event transfer, konektivitas pada jaringan dan juga interoperabilitas.
Menurut (IEEE) Institute of Electrical and Electronics Engineers Internet of things (IoT) didefinisikan sebagai sebuah jaringan dengan masing-masing benda yang ternanam dengan sensor yang terhubung kedalam jaringan internet.
Konsep internet of things mencangkup 3 elemen utama yaitu: benda fisik atau nyata yang telah diintegrasikan pada modul sensor, koneksi internet, dan pusat data pada server untuk menyimpan data ataupun informasi dari aplikasi. Penggunaan benda yang terkoneksi ke internet akan menghimpun data yang kemudian terkumpul menjadi „big data‟ untuk kemudian diolah, dianalisa baik oleh instansi pemerintah, perusahaan terkait, maupun instansi lain kemudian di manfaatkan bagi kepentingan masing-masing. Berikut adalah gambar internet of things yang di tampilkan pada gambar 2.16.
Gambar 2.16 Internet Of Things
2.17 Blynk
Blynk dikenal sebagai platform lOT paling ramah pengguna yang terdiri dari pembuat aplikasi yang dapat dijalankan di sistem operasi iOS dan Android, dan satu set pustaka untuk membangun aplikasi lOT yang luar biasa dalam hitungan menit dengan platform perangkat keras favorit Anda. Ini memungkinkan Anda dengan cepat membangun antarmuka hanya dengan menyeret dan melepas widget untuk mengontrol dan memantau proyek perangkat keras Anda dari perangkat iOS dan Android Anda.
Blynk mendukung platform perangkat keras seperti Arduino, Raspberry Pi, dan papan mikrokontroler serupa untuk membangun perangkat keras untuk proyek Anda. Berikut ini adalah daftar beberapa papan mikrokontroler yang dapat digabungkan dengan Blynk:
1. Espressif (ESP8266, ESP32, NodeMCU, Wemos D1, Adafruit HUZZAH, SparkFun Blynk Board, SparkFun ESP8266 Thing)
2. Linux (C ++) (Raspberry Pi, Ubuntu) 3. Arduino
4. Particle (particle core, particle photon, particle electron)
Jenis koneksi Blynk mendukung jenis koneksi berikut untuk menghubungkan papan mikrokontroler Anda (perangkat keras) dengan Blynk Cloud dan server pribadi Blynk:
1. Ethernet 2. Wi-Fi 3. Bluetooth 4. Seluler 5. Serial
Arsitektur Blynk Platform Blynk mencakup komponen berikut:
A. Pembuat aplikasi Blynk: Memungkinkan Anda membangun aplikasi untuk proyek Anda menggunakan berbagai widget. Ini tersedia untuk platform Android dan iOS.
B. Server Blynk: Bertanggung jawab atas semua komunikasi antara perangkat seluler Anda yang menjalankan aplikasi Blynk dan perangkat keras. Anda dapat menggunakan Blynk Cloud atau menjalankan server Blynk pribadi Anda secara lokal,
Ini open source, dapat dengan mudah menangani ribuan perangkat, dan bahkan dapat diluncurkan pada Raspberry Pi.
C. Perpustakaan Blynk: Mengaktifkan komunikasi dengan server dan memproses semua perintah masuk dan keluar dari aplikasi Blynk Anda dan perangkat keras. Mereka tersedia untuk semua platform perangkat keras populer.
Semua komponen yang disebutkan di atas saling berkomunikasi untuk membangun aplikasi loT yang berfungsi penuh yang dapat dikontrol dari mana saja melalui jenis konektivitas yang telah dikonfigurasi sebelumnya. Anda dapat mengontrol perangkat keras Anda dari aplikasi Blynk yang berjalan di perangkat seluler Anda melalui Blynk Cloud atau server pribadi Blynk. Ini berfungsi sama ke arah yang berlawanan dengan mengirimkan baris data yang diproses dari perangkat keras ke aplikasi Blynk Anda. Berikut adalah gambar Blynk yang di tampilkan pada gambar 2.17.
Gambar 2.17 Blynk
2.18 Thinkspeak
Thingspeak adalah sumber IoT API terbuka berbasis web platform informasi yang komprehensif menyimpan data sensor dari berbagai 'aplikasi IoT' dan berkonspirasi keluaran data penginderaan dalam bentuk grafik di web tingkat.
Thingspeak berkomunikasi dengan bantuan internet koneksi yang bertindak sebagai pembawa 'paket data' antara menghubungkan 'sesuatu' dan mengambil cloud Thingspeak, simpan / simpan, analisis, amati dan kerjakan data penginderaan dari sensor yang terhubung ke mikrokontroler host tersebut sebagai 'Arduino, modul TI CC3200, Raspberry-pi dll.
Thingspeak membantu membentuk logging berbasis sensor yang menawan aplikasi, aplikasi penelusuran lokasi / tempat, dan 'sosial jaringan objek / hal dengan status yang diperbarui dan sebagai alternatif kita dapat memiliki kendali atas
'Otomatisasi rumah' produk yang terhubung ke jaringan domain public (via Internet) dari lokasi keberadaan dan terbanyak fitur utama dari fungsionalitas. Thingspeak adalah istilahnya 'Channel' yang memiliki field untuk data, field untuk lokasi, field untuk status untuk berbagai data.
Gambar 2.18 Thinkspeak
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1.1 Diagram Blok
Berikut ini adalah diagram blok sistem yang telah dirancang :
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
3.1.1 Penjelasan Fungsi Tiap Blok Dari Diagram Blok Sistem
1. Blok Adaptor : Sebagai sumber tegangan keseluruhan sistem.
2. Blok Wemos D1 Mini : Sebagai pengendali keseluruhan sistem.
3. Blok Multiplexer : Sebagai penyelektor data yang bekerja berdasarkan command selector switch untuk menampilkan data yang ingin dituju.
4. Blok Sensor Raindrop : Sebagai sensor pendeteksi hujan.
5. Blok Sensor Capacitive
Soil Moisture : Sebagai sensor kelembaban tanah.
6. Blok Sensor DS18B20 : Sebagai sensor pengukur suhu.
7. Blok Servo : Sebagai output untuk membuka dan menutup atap.
8. Blok Relay : Untuk menghidupkan dan mematikan water pump.
9. Blok Water Pump : Sebagai mesin yang digunakan untuk memindahkan air melalui pipa dimana akan mengalirkan air ke tanaman.
10. Blok Wifi : Sebagai perangkat standar untuk komunikasi jaringan tanpa kabel menghubungkan smartphone dengan Wemos D1 Mini.
9. Blok Smartphone : Sebagai media perangkat elektronik aplikasi blynk dan thinkspeak.
11. Blok Blynk : Sebagai tampilan output pada rangkaian di aplikasi smartphone dan terdapat juga fitur notifikasi.
12. Blok Thinkspeak : Sebagai tampilan output pada rangkaian berupa grafik.
3.2 Rangkaian Mikrokontroller Wemos D1 Mini
Rangkaian sistem minimum mikrokontroller Wemos D1 Mini dapat dilihat pada gambar 3.2 :
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroller Wemos D1 Mini
Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC
Mikrokontroller Wemos D1 Mini. Program atau perangkat lunak di isi pada memory pada IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan. Board Wemos D1 Mini membutuhkan tegangan input pada pin Vin antara 4-6 Volt DC.
3.3 Rangkaian Multiplexer 74HC4067
Rangkaian Multiplexer 74HC4067 dapat dilihat pada gambar 3.3 :
Gambar 3.3 Rangkaian Multiplexer 74HC4067
Pada rangkaian ini terdapat multiplexer yang mempunyai fungsi sebagai penyelektor data yang berkerja berdasarkan command selector switch untuk menampilkan data yang ingin dituju. IC ini merupakan ic analog yang memilik 16 inputan dengan 4 input data (S0,S1,S2,S3) , 1 pin SIG (Z) sebagai pengendali selector dan 1 input Enable untuk mengaktifkan. Multiplexer ini membutuhkan tegangan input pada pin Vcc antara . Pin multiplexer yang digunakan untuk menghubungkan dengan Wemos D1 Mini yaitu pin Z sebagai penyelektor data yang dihubungkan ke pin A0. Pin S3, S2, S1, S0 sebagai inputan data yang dihubungkan ke D5, D6, D7,D8.
3.4 Rangkaian Sensor Raindrop
Rangkaian sensor Raindrop di bawah ini kaki satu terhubung pada pin Y1 multiplexer dimana Z yang berfungsi sebagai penyelektor data akan dihubungkan ke pin A0 Wemos D1 Mini sehingga data sensor akan terbaca. Sensor ini bermaterial dari FR04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi. Rangkaian sensor Raindrop ini akan mendeteksi apabila terjadi
hujan atau air membasahi permukaan sensor dan ketika tidak mendeteksi adanya hujan. Rangkaian Sensor Raindrop dapat dilihat pada gambar 3.4 :
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Raindrop
3.5 Rangkaian Sensor Capacitive Soil Moisture
Sensor capacitive soil moisture adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Rangkaian sensor Capacitive Soil Moisture pin kaki satu terhubung pada pin Y0 multiplexer dimana Z yang berfungsi sebagai penyelektor data akan dihubungkan ke pin A0 Wemos D1 Mini sehingga data sensor akan terbaca. Rangkaian Sensor Capacitive Soil Moisture dapat dilihat pada gambar 3.5 :
Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Capacitive Soil Moisture
3.6 Rangkaian Sensor DS18B20
Sensor DS18B20 merupakan sensor suhu yang memiliki keluaran digital berfungsi sebagai mengukur suhu dan di tampilkan pada blynk dan thingspeak.
Konfigurasi pin pada DS18B20 dihubungkan dengan resistor 4k7 lalu dihungkan dengan pin D2 pada Wemos D1 Mini, pin 3 pada DS18B20 dihubungkan juga pada resistor 4k7 lalu ke Vin 5v, kemudian pin 1 ground dihungkan ke ground. Rangkaian Sensor DS18B20 dapat dilihat pada gambar 3.6 :
Gambar 3.6 Rangkaian Sensor DS18B20
3.7 Rangkaian Servo
Rangkaian servo diatur agar bergerak secara otomatis. Rangkaian ini berfungsi sebagai penggerak motor servo yang dikendalikan oleh mikrokontroler Pin VCC sensor servo 1 dan servo 2 terhubung ke pin 5V Wemos dan pin GND servo 1 dan servo 2 terhubung ke pin GND Wemos. Data keluaran dari servo 1 dihubungkan dengan pin D3 sedangkan servo 2 dihungkan dengan pin D4 Wemos. Rangkaian servo dapat dilihat pada gambar 3.7 :
Gambar 3.7 Rangkaian Servo
3.8 Rangkaian Relay Yang Dihubungkan Ke Pompa Air
Pada rangkaian ini relay berfungsi sebagai menghidupkan dan menghentikan pompa air. Relay Wemos yang digunakan merupakan module relay yang di buat khusus untuk board Wemos D1 Mini sehingga relay wemos dapat di pasang di atas board Wemos D1 Mini tersebut. Konfigurasi pin COM dan NC pada relay dihubungkan secara seri ke pompa air dan tegangan 220V. Rangkaian relay yang dihubungkan ke pompa air dapat dilihat pada gambar 3.8 :
Gambar 3.8 Rangkaian Relay ke Pompa air
3.9 Rangkaian Lengkap Alat
Berdasarkan uraian-uraian yang telah diterangkan pada bagian sebelumnya, maka dibuat rangkaian lengkap dari peralatan. Adapun rangkaian lengkap alat dari perancangan sistem ini dapat dilihat pada gambar 3.9 :
Gambar 3.9 Rangkaian Lengkap Alat
3.10 Setting Aplikasi Blynk pada Smartphone
Untuk mendapatkan aplikasi Blynk dan setting aplikasi nya di smartphone yaitu downloud aplikasi “Blynk” di Play Store. Buka Play Store di smartphone lalu ketik “Blynk” dan instal seperti pada gambar 3.10 :
Gambar 3.10 Aplikasi Blynk
Jika aplikasi Blynk sudah terinstal maka buka aplikasinya kemudian masukkkan email dan password untuk registrasi pertama kali. Untuk membuat proyek baru klik “+New Project” seperti pada gambar 3.11 :
Gambar 3.11 Tampilan Blynk
Selanjutnya ketikkan project name yang ingin dibuat lalu pilih device nya, klik bagian choose device pilih Wemos D1 Mini (gulir kebawah untuk mencarinya), kemudian klik OK seperti pada gambar 3.12 :
Gambar 3.12 Select Hardware di Aplikasi Blynk
Bagian “connection type” pilih WiFi, kemudian klik tombol create seperti pada gambar 3.13 :
Gambar 3.13 Connection Type di Aplikasi Blynk
Setelah pilih “Create” maka sebuah lembar proyek baru siap dipakai dan kode token akan dikirim ke alamat email yang telah di registrasi pertama kali create seperti pada gambar 3.14 :
Gambar 3.14 kode token akan dikirim ke alamat email
Token adalah sebuah kode yang terdiri dari susunan angka dan huruf yang unik, di pakai ketika proses pemrograman. Setiap proyek mempunyai token yang berbeda dengan proyek lainnya maka catat dan simpan nomor token nya. Nomor token yang dikirim ke email seperti pada gambar 3.15 :
Gambar 3.15 kode token proyek
Berikutnya muncul halaman proyek baru. Klik tanda “+” yang ada di atas – kanan klik pada widget Gauge, selanjutnya sebuah widget Gauge(tampilan monitoring) untuk pemantauan suhu, kelembaban tanah dan hujan telah ditambahkan ke proyek seperti pada Gambar 3.16 :
Gambar 3.16 Penambahan Gauge Pada Widget Box
Klik tanda “+” yang ada di atas – kanan lagi lalu klik pada widget Notification, selanjutnya sebuah widget Notification untuk memberikan notifikasi pada smartphone cuaca sedang hujan telah ditambahkan ke proyek seperti pada Gambar 3.17 :
Gambar 3.17 Penambahan Notification Pada Widget Box
Kembali ke tampilan utama atur setiap widget gauge, button, dan notification sesuai yang diinginkan dan aplikasi blynk sudah siap digunakan dengan menekan tombol yang sudah dibuat seperti pada Gambar 3.18 :
Gambar 3.18 Tampilan Pemantauan Aplikasi Blynk
3.11 Pembuatan Channel Pada Website Thingspeak
Pada sistem perancangan ini menggunakan ThingSpeak Cloud sebagai tempat untuk penyimpanan seluruh data sensor dan sebagai sebuah ‘media’ bagi Smartphone ataupun laptop untuk mendapatkan data sensor yang dikirimkan oleh sensor Capacitive Soil Moisture, DS18B20 dan juga Rain Drop. Ada beberapa tahapan dalam pembuatan Channel ThingSpeak untuk menggunakan API Keys yang digunakan pada program pengiriman data, diantara nya sebagai berikut:
1. Membuat akun ThingSpeak pada https://thingspeak.com/users/sign_up dengan memasukkan data berupa alamat email, lokasi, nama depan, nama belakang kemudian verifikasi email dan buat password akun thingspeak seperti pada Gambar 3.19 :
Gambar 3.19 Pembuatan Akun Thingspeak
2. Setelah pembuatan akun selesai, selanjutnya pengguna telah dapat membuat channel baru dengan cara masuk ke Homepage lalu pilih My Channel seperti pada Gambar 3.20 :
Gambar 3.20 Pembuatan Channel baru
3. Pada satu Channel pengguna dapat membuat field sebanyak delapan buah.
Adapun isi form dalam pembuatan Channel ialah nama Channel, deskripsi singkat tentang Channel yang akan digunakan, kemudian nama data yang akan ditampilkan pada Thingspeak seperti pada Gambar 3.21 :
Gambar 3.21 Tampilan isi form dalam pembuatan Channel
4. Setelah pembuatan channel baru, pengguna dapat melihat tampilan monitoring dalam bentuk grafik seperti pada Gambar 3.22 :
Gambar 3.22 Tampilan Monitoring dalam bentuk grafik
5. Mendapatkan Channel ID yang digunakan untuk menghubungkan perangkat dengan thingspeak seperti pada Gambar 3.23 :
Gambar 3.23 Channel ID Thingspeak
6. Mendapatkan kode Write dan Read yang digunakan pada program pengiriman dan pembacaan data dari API Keys seperti pada Gambar 3.24 :
Gambar 3.24 kode Write dan Read API Keys
3.12 Teknik Kalibrasi dan Analisa Data
Setelah membuat alat, langkah selanjutnya adalah menguji alat dengan mengkalibrasi alat dan mengambil data serta menganalisis data. Tujuan kalibrasi adalah untuk mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil dari pengukuran dapat ditelusuri ke standar yang lebih akurat. Dalam melakukan kalibrasi dapat diketahui seberapa jauh perbedaan atau penyimpangannya antara harga yang benar dan harga yang ditunjukkan oleh alat ukur. Selain itu juga dilakukan kalibrasi untuk menentukan nilai ketidakpastian. Untuk mengetahui nilai atau harga ketidakpastian, yaitu dengan langkah pertama, mencari nilai standar deviasi dengan menggunakan persamaan 1.
δ = √∑(𝑥−𝑥)̅̅̅2
𝑛−1 (1) Langkah kedua adalah menghitung nilai ketidakpastian pada hasil pengukuran (UA1) dengan menggunakan persamaan 2
UA1 = 𝛿
√𝑥 (2) Langkah ketiga adalah menghitung nilai ketidakpastian dari pendekatan regresi (UA2). Tahapan untuk menemukan nilai ketidakpastian pendekatan regresi (UA2) yaitu terlebih dahulu menggunakan persamaan regresi (Yreg), seperti pada persamaan 3.
Yreg = ɑ + bx (3) Untuk menghitung nilai persamaan regresi (Yreg), sebelumnya cari nilai a dan b.
Tapi untuk mencari nilai, anda harus mencari nilai b terlebih dahulu. Seperti pada persamaan 4.
b = 𝑛∑𝑥𝑦 − ∑x∑y
𝑛∑𝑥2−(∑𝑥)2 (4)
Diakui setelah nilai b diakui, maka nilai a dihitung dengan persamaan 5
a = 𝑦̅- b𝑥̅ (5)
Setelah nilai persamaan regresi (Yreg) dihitung, kemudian dicari nilai residual sum square (SSR), persamaan untuk mencari SSR seperti pada persamaan 6.
SSR = ∑(R)2 (6)
Setelah nilai residual sum square (SSR) diketahui, dapat dilanjutkan dengan menghitung nilai ketidakpastian dari pendekatan regresi (UA2), dengan menggunakan persamaan 7.
UA2 =√𝑆𝑆𝑅
𝑛−2 (7) Rumus Persamaan Regresi Sederhana
Dimana : Y = Variabel dependen X = Variabel Independen a = Konstanta
b = Koefisien Regresi dengan b = 𝑛∑𝑥𝑦 − ∑x∑y
n∑𝑥2−(∑𝑥)2
a = ∑𝑌∑𝑋 − ∑X∑XY n∑𝑥2−(∑𝑥)2
y = a + bx Korelasi
Analisis korelasi berkaitan erat dengan regresi, tetapi secara konsep berbeda dengan analisis regresi. Analisis korelasi adalah mengukur suatu tingkat atau kekuatan hubungan linear antara dua variabel. Koefisien korelasi adalah mengukur kekuatan hubungan linear.
Rumus Koefien Korelasi
Dimana : X = Variabel Independen Y = Variabel Dependen n = Banyaknya Sampel Dengan r = 𝑛∑(XY)−∑𝑋∑𝑌
√(𝑛∑𝑋2−(∑(𝑋)2(n∑𝑌2−(∑𝑌)2)
3.13 Diagram Alir (Flowchart)
Diagram alir rangcangan sistem terlihat pada gambar 3.25 :
Gambar 3.25 Diagram Alir
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Power Supply
Pengujian power supply dilakukan bertujuan untuk mengetahui berapa tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Output pada rangkaian ini di sesuaikan dengan kebutuhan pada mikrokontroller yaitu 5V dengan arus minimal 10mA. Maka dilakukanlah pengukuran dan setelah dilakukan pengukuran tegangan power supply maka diperoleh tegangan keluaran sebesar 5,16V. Hal ini dilakukan agar dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +5 Volt maka hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni. Selain itu, tegangan jala-jala listrik yang digunakan tidak stabil. Pada pengujian power supply, tegangan yang dibutuhkan sebesar 5 volt, pertama masuk tegangan AC sebesar 220 volt dari PLN, kemudian disalurkan ke travo sehingga tegangan menjadi 5 volt AC, disaring lagi ke dioda sehingga menjadi 5 volt DC. Pengujian power Supply di tampilkan pada gambar 4.1.
Gambar 4.1 Pengujian Power Supply
4.2 Pengujian Mikrokontroller Wemos D1 Mini
Pengujian pada mikrokontroller Wemos D1 Mini ini dilakukan untuk menguji fungsi input maupun output dapat bekerja dengan baik dengan memasukkan program kedalamnya sehingga diketahui apakah berfungsi dengan baik dan terhubung ke jaringan internet atau tidak. Kemudian diproses dan melakukan eksekusi terhadap perangkat output yang telah berjalan sesuai dengan fungsinya. Berikut gambar 4.2 pengujian tegangan pada Wemos D1 Mini bahwa keluaran tegangan pada Wemos D1 Mini 4,99 V dimana seharusnya keluaran tegangan sebesar 5V kemungkinan hal ini dikarenakan kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni, selain itu tegangan jala-jala listrik yang digunakan tidak stabil.
Gambar 4.2 Pengujian Tegangan Wemos D1 Mini
Berikut gambar 4.3 dilakukan pengujian Wemos D1 Mini dihubungkan melalui Wifi ke aplikasi Blynk dengan menggunakan pemrograman ArduinoIDE.
Gambar 4.3 Pengujian Wemos D1 Mini
