PERANCANGAN SISTEM PENGAIRAN TANAMAN OTOMATIS
MENGGUNAKAN
GROVE MOISTURE SENSOR
SEN0100 BERBASIS
ARDUINO LEONARDO DAN
MONITORING
MELALUI WIFI
TUGAS AKHIR
RISCI MICHAEL SIREGAR
132408024
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
PERANCANGAN SISTEM PENGAIRAN TANAMAN OTOMATIS
MENGGUNAKAN
GROVE MOISTURE SENSOR
SEN0100 BERBASIS
ARDUINO LEONARDO DAN MONITORING MELALUI WIFI
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
RISCI MICHAEL SIREGAR
132408024
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
LEMBAR PERSETUJUAN I
Judul : Perancangan Sistem Pengairan Tanaman Otomatis Menggunakan Grove Moisture Sensor
SEN0100 Berbasis Arduino Leonardo dan Monitoring Melalui Wifi
Kategori : Tugas Akhir
Nama : Risci Michael Siregar
Nomor Induk Mahasiswa : 132408024
Program Studi : Diploma 3 ( D-3) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Tangerang Selatan, Juni 2016
Disetujui Oleh
Kepala Pusat Penelitian Fisika,
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
Pembimbing,
NIP.196204301988031001
Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng
NIP. 198103122006041002 Prabowo Puranto, M.Si
LEMBAR PERSETUJUAN II
Judul : Perancangan Sistem Pengairan Tanaman Otomatis Menggunakan WiFi dan Grove Moisture Sensor SEN0100 Berbasis Arduino Leonardo dan Monitoring Melalui Wifi
Kategori : Tugas Akhir
Nama : Risci Michael Siregar
Nomor Induk Mahasiswa : 132408024
Program Studi : Diploma 3 ( D-3) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juni 2016
Disetujui Oleh,
Ketua Program Studi, Pembimbing,
D-3 Fisika FMIPA USU
Dr. Susilawati, M.Si Dr. Susilawati, M.Si
NIP. 19741207200122001 NIP. 19741207200122001
PERNYATAAN
PERANCANGAN SISTEM PENGAIRAN TANAMAN
OTOMATIS MENGGUNAKAN
GROVE MOISTURE SENSOR
SEN0100 BERBASIS ARDUINO LEONARDO DAN
MONITORING
MELALUI WIFI
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2016
RISCI MICHAEL SIREGAR NIM. 132408024
i
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur kepadaTuhan Yesus Kristus, dengan limpahan kasih dankarunia-Nya penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan sesuai waktu yang telah ditetapkan.Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah Perancangan Sistem Pengairan Tanaman Otomatis Menggunakan Grove Moisture Sensor Sen0100 Berbasis Arduino Leonardo dan Monitoring Melalui Wifi. Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari doa, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan selaku dosen pembimbing, yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Drs. Perdinan Sinuhaji, M.S, selaku Sekretaris Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Ayah dan Mendiang Ibu terkasih serta saudara-saudari kandung yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan doa yang begitu besar kepada penulis.
6. Bapak Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng., selaku Kepala Pusat Penelitian Fisika, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
ii
7. Bapak Prabowo Puranto, M.Si selaku Pembimbing di Pusat Penelitian Fisika, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
8. Seluruh Staf dan pegawaiPusat Penelitian Fisika Lembaga Penelitian dan Ilmu Pengetahuan Alam.
9. Rekan D-3 Fisika yang mendukung penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
10.Rekan di Pusat Penelitian Fisika-LIPI yang berjuang bersama penulis. 11.Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.Semoga Tugas Akhir ini menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Medan, Juni 2016
Penulis
iii
ABSTRAK
IoT (Internet of Things) menjadi sebuah bidang penelitian tersendiri semenjak berkembangnya teknologi internet dan media komunikasi lain, semakin berkembang keperluan manusia tentang teknologi, maka semakin banyak penelitian yang akan hadir, internet of things salah satu hasil pemikiran para peneliti yang mengoptimasi beberapa alat seperti media sensor, radio frequency identification (RFID), wireless sensor network serta smart object lain yang memungkinkan manusia mudah berinteraksi dengan semua perlatan yang terhubung dengan jaringan internet. Dalam tulisan ini penulis memaparkan tentang perancangan sistem pengairan otomatis menggunakan sensor kelembaban tanah sen0100berbasis arduino yang memanfaatkan konsep IoT sebagai sarana untuk memantau data kelembaban tanah melalui wifi secara realtime. Hal ini akan membantu petani dalam mengontrol keadaan tanaman meskipun tidak berada di daerah pertanian sehingga dapat meningkatkan kualitas panen.
Kata Kunci: IoT, Internet of Things, arduino, kelembaban tanah, sen0100, wifi
iv
ABSTRACT
Internet of thing becomes a field of research since the development of Internet technology and other communications media, growing human needs of the technology, the more research that will be present, internet of things one result of researchers to optimize some of the tools such as media sensor, radio frequency identification (RFID), wireless sensor networks and other smart object that allows humans to easily interact with all the equipment that is connected to the Internet network. In this paper the author describes the design of nrduino based of an automatic irrigation system using grove moisture sensor sen0100 that utilizes the concept of IoT as a means to monitor the data of soil moisture through wifi in realtime. This will help the farmers control the condition of the plant despite not being in the area of agriculture so as to improve the quatlity of the harvest.
Keywords: IoT, Internet of Things, arduino, soil moisture, sen0100, wifi
v
1.6. Sistematika Penulisan ... 6
BAB 2. LANDASAN TEORI ... 7
2.1. Pengenalan Tanah ... 8
2.1.1. Tanah Kompos ... 9
2.1.2. Kelembaban ... 10
2.2. Irigasi ... 10
2.3. Mikrokontroler ... 11
2.3.1. ArduinoLeonardo ... 12
2.4. Komunikasi Serial ... 22
2.4.1. Perintah Mengirim Data ... 24
vi
2.4.2. Perintah Menerima Data ... 24
2.4.3. Perintah Recheck Data ... 25
2.5. Bahasa Pemograman C ... 25
2.5.1. Struktur Bahasa C ... 27
2.5.2. Pengenal ... 28
2.5.3. Tipe Data ... 28
2.5.4. Konstanta Dan Variabel ... 30
2.5.5. Identifier ... 30
2.6. Grove Moisture Sensor SEN0100 ... 31
2.7. LCD (Liquid Crystal Display) ... 33
3.1. Diagram Blok Sistem ... 53
3.1.1. Fungsi Tiap Blog Diagram ... 54
3.2. Rangkaian Arduino Mega2560 ... 55
3.3. Rangkaian Grove Moisture Sensor SEN0100 ... 56
3.4. Rangkaian Power Supply ... 57
3.5. Rangkaian Liquid Crystal Display ... 58
3.6. Perancangan Wifi ... 59
3.7. Flowchart Sistem ... 60
vii
BAB 4. PENGUJIAN RANGKAIAN ... 62
4.1. Pengujian Rangkaian Power Supply ... 63
4.2. Pengujian Arduino Mega2560 ... 64
4.3. Interface LCD ke Arduino ... 64
4.4. Pengujian Grove Moisture Sensor SEN0100 ... 66
4.5. Pengujian Pompa (Mini Water Pump 12V) ... 70
4.6. Pengujian WiFi ... 71
4.7. Pengujian Pengiriman data ke Server Ubidots ... 73
4.7. Pengujian Penyiraman Otomatis ... 76
BAB V. PENUTUP ... 79
5.1. Kesimpulan ... 79
5.2. Saran ... 80
DAFTAR PUSTAKA ... 81
LAMPIRAN Lampiran (1) Datasheet Grove Moisture Sensor ... 83
Lampiran (2) Datasheet Wifi WG1300-BO ... 87
Lampiran (3) Datasheet Mini Water Pump RS-360SH ... 89
Lampiran (4) Gambar Skematik Keseluruhan Sistem ... 90
Lampiran (5) Dokumentasi ... 91
Lampiran (6) Listing Program ... 92
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Tanah Kompos ... 8
Gambar 2.2 Arduino Leonardo ... 12
Gambar 2.3 Papan Modul WiDO ... 12
Gambar 2.4 Pemetaan Pin Arduino Leonardo ... 17
Gambar 2.5 Tampilan Arduino IDE... 22
Gambar 2.6 Grove Moisture Sensor SEN0100 ... 32
Gambar 2.7 Tampilan LCD 20x4 ... 33
Gambar 2.8 Relay... 38
Gambar 2.9 Konstruksi Relay Posisi NC ... 39
Gambar 2.10 Konstruksi Relay Posisi NO ... 39
Gambar 2.11. Mini Water Pump DC 12V... 41
Gambar 2.12 Motor DC ... 42
Gambar 2.13 Transistor ... 45
Gambar 2.14 Transistor NPN ... 46
Gambar 2.15 Transistor PNP ... 47
Gambar 2.16 Trafo ... 48
Gambar 2.17 Hubungan Primer – Sekunder ... 48
Gambar 2.18 Saklar Open dan Close ... 49
Gambar 2.19 Ubidots Website... 52
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian ... 53
Gambar 3.2 Sistem Minimum Arduino Leonardo ... 55
Gambar 3.3. Grove Moisture Sensor SEN0100 ... 56
Gambar 3.4. Rangkaian Grove Moisture Sensor SEN0100 ... 56
Gambar 3.5 Rangkaian Power Supply ... 57
Gambar 3.6 Rangkaian LCD 20x4 ... 58
Gambar 3.7 Skematik WiFI WG1300-BO ... 59
Gambar 3.9 Flowchart Sistem ... 60
Gambar 4.1 Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran 5V ... 62
Gambar 4.2 Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran 12V ... 63
ix
Gambar 4.3Hasil Keluaran Sensor pada Serial Monitor Arduino IDE ... 64
Gambar 4.4 Tampilan LCD ... 65
Gambar 4.5 Pengujian Kelembaba tanah di tiga titik pada wadah ... 67
Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Tegangan dengan Kelembaban Tanah .. 69
Gambar 4.7 Tampilan Ubidots pada Android ... 75
Gambar 4.8 Tampilan Ubidots pada PC ... 76
Gambar 4.9 Lokasi pengujian penyiraman otomatis... 77
Gambar 4.10 Grafik Pengukuran Kelembaban Tanah selama 3 hari ... 78
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Daftar Pin Arduino Leonardo ... 15
Tabel 2.2 Tipe Data ... 30
Tabel 2.3 Spesifikasi Grove Moisture Sensor SEN0100 ... 32
Tabel 2.4 Konfigurasi Pin LCD 20x4 ... 34
Tabel 4.1 Pengujian Grove Moisture Sensor SEN0100 ... 67
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Grove Moisture Sensor SEN0100 ... 69
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Debit Air ... 71
Tabel 4.4 Pengujian jangkauan WiFI WG1300-BO di dalam ruangan ... 72
Tabel 4.5 Pengujian jangkauan WiFI WG1300-BO di luar ruangan ... 72
Tabel 4.6 Pengujian Penyiraman Otomatis ... 77
