PENGUKURAN KELEMBABAN TANAH DENGAN KADAR
AIR YANG BERVARIASI MENGGUNAKAN SENSOR
KELEMBABAN TANAH SEN0057 DAN VH400
Muhammad Ihsan1,Choliq Komarudin K2, Riandy Surya Irawan3, Diah Prabhandhari4, Helena Novitasari Lasol5
Kelompok 6
Praktikum ke-5 [5 Oktober 2012]
1. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: ihsansitepu@gmail.com NRP: F44100003
2. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: choliq_ps@yahoo.com NRP: F44100015
3. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: ndie_paulwakerz@yahoo.co.id NRP: F44100026
4. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: diah.prabhandhari@gmail.com NRP: F44100041
5. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: helena.lasol@yahoo.com NRP: F44100076
Abstract:. The soil moisture information’s determination is very important for many things and has the main purpose to plan the plant’s treatment and maintenance, so the plant will has a good growth rate. In this modern era, the determination of soil moisture can be done in a simple way such as the use of soil moisture sensors. SEN0057 and VH400 are the example of soil moisture sensors that can be obtained easily in many stores. SEN0057 is the low-tech soil moisture sensor that works depend on the electricity’s resistance of soil. VH400 is the sensor that determines the dielectric constant with transmission-line technique and uses it to determine the humidity of the soil. The test of soil moisture by sensors is done in three conditions for each sensor. The results of the SEN0057 sensor are 3 V for dry soil, 3,31 V for soil with 2 cc of water, and 3,34 V for soil with 4 cc of water. Meanwhile, the results of the VH400 sensor are 1,48 V for dry soil, 1,32 for soil with 2 cc of water, and 1,02 for soil with 4 cc of water. In SEN0057 sensor, if the water content in the soil is getting higher, then the value of soil moisture will get higher too. It’s because SEN0057 reads electrical resistance. But, for the VH400 sensor, if the water content in the soil is getting higher, then the value of soil moisture will get lower. It’s because VH400 reads dielectric constants.
Keywords: SEN0057, Sensor, Soil Moisture, VH400
PENDAHULUAN
Tanah merupakan salah satu media yang digunakan untuk media hidup dari berbagai macam tumbuhan.. Tanaman memerlukan air untuk dapat tumbuh secara optimal. Untuk itulah kondisi kelembaban tanah harus dijaga pada suatu keadaan tertentu yang sesuai dengan kebutuhan tanaman. Kelembaban tanah sering menjadi faktor penentu dari keberhasilan tumbuhnya tanaman disamping faktor lain seperti kandungan mineral tanah. Di sisi lain, keterbatasan indera manusia menyebabkan kondisi kadar air tanah untuk dapat diketahui secara tepat. Kekurangan kadar air atau kelebihan kadar air dapat mengakibatkan tanaman tidak dapat tumbuh dengan baik. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem yang bekerja secara otomatis dan cerdas untuk melakukan penyiraman tanaman. Sistem ini akan menjaga kadar air pada tanah yang sesuai dengan kebutuhan tanaman. Kondisi kadar air tanah diperoleh dari sensor kelembaban tanah dan dipengaruhi juga oleh suhu udara.
robotika, sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan dikelola oleh kontroler sebagai otaknya. Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik berfungsi mengubah besaran fisik, seperti temperatur, gaya, dan kecepatan putaran, menjadi besaran listrik yang proporsional. Sensor kelembaban tanah merupakan sensor yang mampu mendeteksi intensitas air didalam tanah (Pamungkas, 2012). Sensor kelembaban tanah diletakkan pada tanah yang berfungsi mendeteksi kelembaban udara dalam tanah. Jika kelembaban tanah kurang, maka air akan dialirkan untuk menambah kelembaban pada tanah. Sehingga, tujuan percobaan kali ini adalah untuk mengenal berbagai macam tipe sensor kelembaban tanah, mengetahui spesifikasi sensor kelembaban tanah, serta membuat program Arduino untuk membaca output sensor kelembaban tanah.
METODOLOGI
Percobaan penentuan nilai kelembaban tanah ini dilakukan di Laboratorium Kualitas Udara, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB. Alat yang digunakan meliputi sensor kelembaban tanah tipe SEN0057 dan tipe VH400, mikrokontroller Arduino Uno, laptop, kabel USB, pipet volumetric, dan gelas plastik. Sedangkan bahan yang digunakan pada percobaan, yaitu tanah dan air. Langkah percobaan yang dilakukan adalah mikrokontroller Arduino Uno disiapkan. Setelah itu, koneksi USB dihubungkan ke dalam port USB laptop, dengan tujuan untuk komunikasi serial dengan laptop dan memberikan daya pada Arduino Uno agar tetap bekerja.
Langkah selanjutnya adalah kabel sensor kelembaban tanah bertipe SEN0057 disiapkan. Pada dasarnya, prinsip kerja dari sensor kelembaban tanah tipe SEN0057 dengan VH400 sama, tetapi yang membedakan adalah pengkoneksian kabel ke Arduino Uno dan hasil outputnya. Pada SEN700, kabel merah dikoneksikan pada power, kabel hitam dikoneksikan pada GND, dan kabel biru dikoneksikan pada analog. Sedangkan untuk VH400, kabel merah dikoneksikan pada power 3.3-20 V DC, kabel hitam dikoneksikan pada output, dan kabel biru dikoneksikan pada ground, seperti pada gambar berikut.
(a) (b)
Gambar 1. Arduino Uno yang dikoneksikan dengan sensor kelembaban tanah
(a)tipe VH400 dan (b)tipe SEN0057
upload dipilih.
Langkah selanjutnya adalah tanah awal ditambahkan air sebanyak 2 cc. Kemudian, tanah tersebut diaduk agar airnya tercampur secara merata dan didapatkan hasil kelembaban yang maksimal. Lalu, sensor kelembaban tanah SEN0057 ditancapkan pada tanah yang sudah diberi takaran air 2 cc. Untuk tipe VH400, langkah praktikum sama dengan SEN0057. Setelah itu, menu compile
dipilih, lalu menu upload dipilih.
Langkah berikutnya adalah tanah ditambahkan air kembali sebanyak 2 cc. Kemudian, tanah tersebut diaduk agar airnya tercampur secara merata dan didapatkan hasil kelembaban yang maksimal. Selanjutnya, sensor kelembaban tanah SEN0057 ditancapkan pada tanah yang sudah diberi takaran air 4 cc. Untuk tipe VH400, langkah praktikum sama dengan SEN0057. Setelah itu, menu
compile dipilih, lalu menu upload dipilih.
Rumus untuk mengkonversi nilai keluaran sensor yang terbaca pada serial monitor menjadi satuan voltase adalah sebagai berikut:
Voltase =Bit
1024×5 V ... (1)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembacaan nilai kelembaban pada tanah dengan dua jenis sensor, yaitu sensor SEN0057 dan VH400 dilakukan dengan menghubungkan sensor dengan mikro-kontroller Arduino. Program dibuat secara manual seperti yang terdapat pada lampiran 1 oleh pengguna mikrokontroller Arduino agar nilai kelembaban tanah yang terbaca sensor dapat ditampilkan pada monitor. Program tersebut bekerja dengan melakukan perintah looping yang bertujuan mengeksekusi perintah yang diinginkan secara berulang-ulang. Program tersebut mencetak “Nilai Kelembaban Tanah :” dan nilai yang terbaca sensor pada setiap proses looping, kemudian dilanjutkan dengan jeda 10 detik sebelum proses looping berikutnya dilakukan. Pembacaan nilai sensor kelembaban SEN0057 yang dilakukan setiap 10 detik selama 100 detik pada tanah dengan campuran air 0 cc (kering), 2 cc, dan 4 cc disajikan melalui tabel berikut.
Berdasarkan data pada tabel 1, nilai yang dibaca oleh sensor kelembaban SEN0057 menghasilkan nilai yang kecil pada tanah dengan kandungan air yang rendah dan menghasilkan nilai yang tinggi pada tanah dengan kandungan air yang lebih banyak. Sensor SEN0057 merupakan sensor sederhana dengan dua lengan yang membaca nilai kelembaban berdasarkan tingkat resistansi listrik yang dimiliki tanah saat dialiri listrik oleh sensor (Anonim, 2012). Salah satu lengan SEN0057 berfungsi untuk mengalirkan listrik ke tanah dan lengan lainnya menangkap listrik yang telah melalui tanah. Oleh karena itu pada saat sensor dimasukkan ke tanah kering nilai yang terbaca lebih kecil daripada nilai yang terbaca sensor pada tanah yang memiliki kadar air lebih tinggi, karena tanah kering memiliki resistansi listrik lebih besar dari tanah basah. Lebih jelas lagi, hubungan antara nilai kelembaban tanah dengan jumlah air disajikan melalui gambar berikut.
Gambar 3. Kurva Hubungan antara Kelembaban Tanah dan Volume Air dalam Tanah pada SEN0057
Pembacaan nilai sensor kelembaban VN400 yang dilakukan setiap 10 detik selama 100 detik pada tanah dengan campuran air 0 cc (kering), 2 cc, dan 4 cc disajikan melalui tabel berikut.
Tabel 2. Hasil Pembacaan Nilai Kelembaban Tanah dengan Menggunakan Sensor VH400
rendah dan sebaliknya, menghasilkan nilai yang kecil pada tanah dengan kandungan air yang lebih banyak. Sensor VH400 merupakan sensor yang membaca nilai kelembaban berdasarkan konstanta dielektrik tanah yang diukur dengan transmission-line technique saat dialiri listrik oleh lengan sensor (Anonim, 2012). Oleh karena itu, pada saat sensor dimasukkan ke tanah kering nilai yang terbaca lebih besar daripada nilai yang terbaca sensor pada tanah yang memiliki kadar air lebih rendah, karena nilai konstanta dielektrik berbanding terbalik dengan kandungan air tanah. Lebih jelas lagi, hubungan antara nilai kelembaban tanah dengan jumlah air disajikan melalui gambar berikut.
Gambar 4. Kurva Hubungan antara Kelembaban Tanah dan Volume Air dalam Tanah pada VH400
KESIMPULAN
Hasil pembacaan sensor kelembaban tanah SEN0057 adalah sebesar 3 V untuk tanah kering; 3,31 V untuk tanah dengan kadar air sebesar 2 cc; dan 3,34 V untuk tanah dengan kadar air sebesar 4 cc. Sedangkan hasil pembacaan sensor kelembaban tanah VN400 adalah sebesar 1,48 V untuk tanah kering; 1,32 V untuk tanah dengan kadar air sebesar 2 cc; dan 1,02 V untuk tanah dengan kadar air sebesar 4 cc. Pada sensor SEN0057, semakin tinggi kadar air dalam tanah maka semakin tinggi nilai kelembaban tanah. Hal ini dikarenakan SEN0057 membaca resistansi listrik. Namun, sebaliknya pada sensor VN400, semakin tinggi kadar air dalam tanah maka semakin rendah nilai kelembabannya. Hal ini dikarenakan VN400 membaca konstanta dielektrik.
DAFTAR PUSTAKA
[Anonim]. 2011. VG400. [Terhubung Berkala] http://www.vegetronix.com/Pro-ducts/VG400/ [8 Oktober 2012].
[Anonim]. 2012. Soil Moisture Sensor. [Terhubung Berkala] http://www.famosa-studio.com/sensors/soil-moisture-sensor [8 Oktober 2012].
Pamungkas, Harly Yoga. 2012. Alat Monitoring Kelembaban Tanah dalam Pot
Berbasis Mikrokontroler ATmega 168 dengan Tampilan Output pada Situs
Jejaring Sosial Twitter untuk Pembudidayaan dan Penjual Tanaman Hias
Anthurium. [Terhubung Berkala]
http://www.eepisits.edu/uploadta/down-loadmk.php?id=1426 [8 Oktober 2012].
Riyadi, Slamet. 2011. Macam-macam Sensor Suhu. [Terhubung Berkala] http: http://www.slem354.net.tc/2011/09/macam-macam-sensor-suhu.html [6 Oktober 2012].
Kode Program
Kadar
Air SEN0057 VH400
Kering
2 cc
