ALAT PENYIRAMAN TANAMAN POT OTOMATIS BERDASARKAN KELEMBABAN TANAH BERBASIS ARDUINO UNO TUGAS AKHIR

(1)

ALAT PENYIRAMAN TANAMAN POT OTOMATIS

BERDASARKAN KELEMBABAN TANAH BERBASIS ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

ANGELIA NOVIANDRIAN TARIGAN 162408043

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

MEDAN 2019

(2)

ALAT PENYIRAMAN TANAMAN POT OTOMATIS

BERDASARKAN KELEMBABAN TANAH BERBASIS ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya

ANGELIA NOVIANDRIAN TARIGAN 162408043

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

MEDAN 2019

(3)

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

ALAT PENYIRAMAN TANAMAN POT OTOMATIS BERDASARKAN KELEMBABAN TANAH BERBASIS ARDUINO UNO

LAPORAN TUGAS AKHIR

Saya mengatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 16 Juli 2019

` Angelia Noviandrian Tarigan 162408043

(5)

ALAT PENYIRAMAN TANAMAN POT OTOMATIS

BERDASARKAN KELEMBABAN TANAH BERBASIS ARDUINO UNO

ABSTRAK

Perkembangan pada zaman ini semakin meningkat, manusia mengharapkan sebuah alat atau teknologi yang dapat membantu pekerjaan manusia, sehinga teknologi menjadi kebutuhan bagi manusia.Tugas akhir ini dibuat sebuah perangkat yang dapat melakukan pekerjaan menyiram tanaman secara otomatis.Alat ini bertujuan untuk menggantikan pekerjaan manual menjadi otomatis.Manfaat yang didapat dari alat ini adalah dapat mempermudah pekerjaan manusia dalam menyiram tanaman.Alat ini mengunakan sensor soil moisture /kelembaban tanah yang berfungsi sebagai pendeteksi kelembaban tanah dan mengirim perintah kepada Arduino uno guna menghidupkan driver relay agar pompa dapat menyiram air sesuai kebutuhan tanah secara otomatis.Pembuatan tugas akhir ini dilakukan dengan merancang, membuat dan mengimplementasikan komponen-komponen sistem yang meliputi Arduino Uno sebagai pengendali, driver relay untuk memghidupkan dan mematikan pompa Air, LCD (Linquit Cristal Display) untuk menampilkan nilai kelembaban tanah. Hasil penelitian membuktikan alat yang dibuat dapat berfungsi dengan baik dan dapat dikembangkan sesuai yang diharapkan.

Kata kunci : sebagai pengendali, LCD, arduino

(6)

ALAT PENYIRAMAN TANAMAN POT OTOMATIS

BERDASARKAN KELEMBABAN TANAH BERBASIS ARDUINO UNO

ABSTRACT

The development of this era is increasing, people expect a tool or technology that can help human work, so that technology becomes a necessity for humans. This final task is made sebua device that can do the job of watering the plant automatically.This tool aims to replace the manual work become automatic. Benefits obtained from this tool is to facilitate the work of humans in watering pepper plants. This tool uses a soil moisture / soil moisture sensor that acts as a soil moisture detector and sends an order to Arduino uno to turn on relay drivers so that the pump can flush water according to the soil requirement automatically.This final project is done by designing, creating and implementing system components which include Arduino unos as controller, relay driver to turn on and off Water pump, LCD (linquit Cristal Display) to display humidity value of taha. Result of research prove tool made to work Well and can be developed as expected.

Keywords : as controller, LCD, Arduino UNO

(7)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmatNya, penulis dapat menyelesaikan penyusunan Proyek ini.

Dalam melaksanakan penulisan laporan ini, penulis telah banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari banyak pihak, baik berupa material, informasi baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi dan pembimbing Tugas Akhir saya di jurusan D3 Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si selaku sekertaris Program Studi D3 Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Keluarga tercinta yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.

5. Seluruh Staf Pengajar/ Pegawai Program Studi D3 Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalas kebaikan Bapak/ Ibu sekalian.

Medan, 16 Juli 2019

Angelia Noviandrian Tarigan

(8)

DAFTAR ISI

PENGESAHAN i

PERNYATAAN ii

ABSTRAK iii

ABSTRACT iv

PENGHARGAAN v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR TABEL ix

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penulisan 4

1.5 Manfaat Penulisan 4

1.6 Metodologi 4

1.7 Sistematika Penulisan 5

BAB II LANDASAN TEORI 7

2.1 Pengenalan Tanah 7

2.2 Sensor Kelembaban Tanah 9

2.3 Pengertian Arduino 12

2.4 Mikrokontroler ATMega 328P 13

2.4.1 Konfigurasi Pin ATMega 328P 15

2.4.2 Fitur Mikrokontroler ATMega 328P 16

2.5 LCD (Liquid Cristal Display) 17

2.6 Pengendali atau Kontroler LCD 20

2.7 Bahasa C 21

2.8 Pompa Air 22

2.9 Relay 23

2.10 Power Supply DC 25

(9)

BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM 26

3.1 Perancangan Sistem 26

3.2 Flowchart Sistem 27

3.3 Program Sistem 28

3.4 Perancangan Rangkaian Catu Daya 32

3.5 Rangkaian Sensor YL69 32

3.6 Rangkaian Relay 34

3.7 Perancangan Rangkaian Sistem 34

3.8 Perancangan RangkaianLCD 35

3.9 Rangkaian Keseluruhan Sistem 36

3.10 Pengujian Sistem 37

BAB IV ANALISIS DAN PENGUJIAN 39

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller 39

4.2 Hasil Pengujian Rangkaian LCD 41

4.3 Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor 41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 44

5.1 Kesimpulan 44

5.2 Saran 44

DAFTAR PUSTAKA 45

LAMPIRAN 46

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sensor Soil Moisture/ Kelembaban Tanah 10

Gambar 2.2 Pengujian Sensor Kelembaban 11

Gambar 2.3 Pengujian Sensor Kondisi Tanah Basah 11

Gambar 2.4 Mikrokontroler ATMega328P 14

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMega328P 14

Gambar 2.6 LCD 19

Gambar 2.7 Modul Relay 23

Gambar 3.1 Diagram Blok Keseluruhan 26

Gambar 3.2 Flowchart Sistem 27

Gambar 3.3 Sensor Kelembaban Tanah 33

Gambar 3.4 Sensor YL69 ke Arduino 33

Gambar 3.5 LCD ke Arduino 35

Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem 36

Gambar 4.1 Tampilan LCD 41

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Hasil Pengujian LCD 37

Tabel 3.2 Pengujian Arduino 38

Tabel 3.3 Pengujian Kelembaban Tanah 38

Tabel 4.1 Data Hasil Uji Coba Pengukuran Kelembaban Tanah 42 Tabel 4.2 Data Hasil Uji Coba Sinyal Kendali 43

(12)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penyiraman tanaman merupakan suatu kegiatan yang perlu diperhatikan dalam melakukan pemeliharaan tanaman, dikarenakan tanaman memerlukan asupan air yang cukup untuk melakukan fotosintesis dalam memperoleh kebutuhannya untuktumbuh dan berkembang.Selain itu pemberian air yang cukup merupakan faktor penting bagi pertumbuhan tanaman, karena air berpengaruh terhadap kelembaban tanah. Tanpa air yang cukup produktivitas suatu tanaman tidak akan maksimal.

Pemilik tanaman atau petani biasanya melakukan penyiraman secara manual dengan memberikan air sesuai jadwal. Namun cara ini kurang efektif, karena membutuhkan banyak waktu dan tenaga. Pemilik juga tidak bisa meninggalkan tanaman dalam kurun waktu yang lama, karena tanaman dapat kekurangan air dan menyebabkan kematian.

Kelembaban tanah merupakan salah satu parameter penting untuk proses hidrologi, biologi, dan biogeokimia. Informasi kelembaban tanah diperlukan untuk kalangan luas seperti pemerintahan maupun swasta yang berkaitan erat dengan cuaca dan iklim, kontrol banjir, erosi tanah dan kemiringan lereng, manajemen sumber daya air, geo teknik, dan kualitas air.Informasi kelembaban tanah juga bisa digunakan untuk prediksi cuaca, peringatan aal kekeringan, penjadwalan irigasi dan perkiran panen.

Penyiraman tanaman merupakan suatu kegiatan yang perlu diperhatikan dalammelakukan pemeliharaan tanaman, dikarenakan tanaman memerlukan asupan air yangcukup untuk melakukan fotosintesis dalam memperoleh kebutuhannya untuk tumbuhdan berkembang.Biasanya petani melakukan penyiraman secara manual dengan memberikan air sesuai jadwal. Namun cara ini kurang efektif, karena membutuhkan banyak waktu dan tenaga.

Berdasarkan kelembabantanah yang sudah di set sesuai kebutuhan tanamani, alat ini juga dilengkapi LCD(Linquid Cristal Display) yang dapat menampilkan kondisi tanah apakah lembabatau kering sesuai dengan pembacaan dari sensor kelembaban tanah dalam bentuknilai pada LCD. Alat ini juga dilengkapi dengan

(13)

pompa Air guna penyiraman. Alat ini sangat bermanfaat bagi manusia sekarang ini, karena dengan alat ini manusia tidak perlu lagi menyiram tanaman secara manual setiap harinya, untuk itu alat ini bisa diaplikasikan pada manusia yang suka menanam di dalam ruangan atau menanam di kebun kecil di depan teras rumah dan di tempat lain nya yang besifat tertutup. Alat ini sangat bermanfaat bagi manusia sekarang ini, karena dengan alat ini manusia tidak perlu lagi menyiram tanaman secara manual setiap harinya, untuk itu alat ini bias diaplikasikan pada manusia yang suka menanam didalam ruangan atau menanam dikebun kecil didepan teras rumah dan di tempat lainnya yang besifat tertutup.

Saat ini kemudahan dan efisiensi waktu serta tenaga menjadi pertimbangan utama manusia dalam melakukan aktifitas. Dari waktu ke waktu kita dihadapkan pada perkembangan teknologi yang begitu pesat, sehingga membuat pekerjaan manusia semakin mudah.Oleh karena itu penulis berusaha untuk membuat system penyiram tanaman secara otomatis. Dimana pada alat ini penulis mengunakan sebuah sensor soilmoisture / kelembaban tanah dan arduino uno sebagai kendali dan kontrol utama dalam alat tersebut.

Alat ini dibuat berfungsi untuk menyiram tanaman secara otomatis mengunakan sensor kelembaban tanah dan arduino uno. Berdasarkan PH tanah yang sudah diset sesuai kebutuhan tanaman, alat ini juga dilengkapi LCD (Linquid Cristal Display) yang dapat menampilkan kondisi tanah apakah lembab atau kering sesuai dengan pembacaan dari sensor kelembaban tanah dalam bentuk nilai pada LCD.

Tanaman merupakan tumbuhan yang dibudidayakan agar dapat diambil manfaatnya.Budidaya tanaman sendiri pada dasarnya dapat menjadi peluang usaha yang menjanjikan.Mulai dari budidaya tanaman hias, sayur mayur dan lain sebagainya.Penyiraman tanaman secara manual dapat mengganggu efisiensi waktu dan tenaga.Penyiraman pada tanaman dengan kelebihan atau kekurangan air dapat pula mengurangi daya tahan maupun menyebabkan kematian pada tanaman itu sendiri.Sehingga berpotensi kerugian pada petani tanaman.Perkembangan teknologi khususnya komputer sudah demikian majunya merambah setiap bidang kehidupan.Pemanfaatan teknologi modern pada bidang pertanian diharapkan dapat meningkatkan hasil pertanian terutama budidaya tanaman.Yang diharapkan dapat

(14)

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang,maka permasalahan yang dikaji adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana sistem kerja dari Alat penyiraman tanaman pot otomatis berdasarkan kelembaban tanah berbasis arduino Uno?

2. Bagaimana cara perancangan dan pembuatan Alat penyiraman tanaman pot otomatis berdasarkan kelembaban tanah berbasis arduino Uno?

3. Bagaimana mengaplikasikan mikrokontroller arduino uno sebagai pengontrol, penerima, dan pengolah data pada sistem elektronika pada Alat penyiraman tanaman pot berdasarkan kelembaban tanah berbasis arduino Uno?

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini diberikan batasan-batasan masalah sebagai berikut :

1. Perancangan dan pembuatan alat ini berbasis mikrokontroller arduino Uno.

2. Pada alat Tugas Proyek, Output akhir dari sistem pendeteksi debu dan asap adalah dengan menggunakan buzzer sebagai indikator.

3. Pada alat Tugas Akhir, akan dikembangkan dengan menambah kipas sebagai aktuator penetral debu dan asap.

4. Sensor yang digunakan adalah sensor YL69 yang berfungsi untuk mendeteksi kelembaban, jika kelembaban dalam suatu pot bernilai kecil atau besar maka sensor akan mengirimkan data yang nantinya akan diproses oleh arduino Uno.

5. Alat ini diterapkan pada ruangan tertutup.

(15)

1.4 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Memanfaatkan sensor YL69 sebagai pendeteksi kelembaban.

2. Mengetahui dan memahami mikrokontroller arduino Uno secara umum, sensor yang digunakan, serta komponen yang terdapat pada pembuatan alat.

3. Mengembangkan pengaplikasian dari arduino Uno sebagai mikrokontroller pada rancang bangun Penyiraman tanaman pot otomatis berdasarkan kelembaban berbasis arduino Uno.

4. Melakukan penelitian untuk membuat suatu perncangan sistem penyiraman tanaman otomatis.

1.5 Manfaat

Manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Menciptakan budidaya tanaman dalam pot yang bekerja secara otomatis.

2. Adanya alat atau sistem cerdas yang dapat memberi informasi, peringatan, dan penanganan tepat pada tanaman pot.

3. Menambah pengetahuan dan pengalaman penulis dalam bidang elektronika dan karya nyata.

1.6 Metodologi

Metodologi yang digunakan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini meliput : 1. Studi Literatur

Studi literatur dimaksudkan untuk mencari referensi dan mempelajarinya guna mendukung dalam perancangan Tugas Akhir.

2. Perancangan Sistem

Pada tahap ini dilakukan perancangan rangkaian sistem dan blok diagram.

3. Perancangan dan Pembuatan Alat

Pada tahap ini dilakukan perancangan dan pembuatan alat Penyiraman tanaman pot otomatis berdasarkan kelembaban tanah berbasis arduino Uno.

(16)

4. Analisis dan Pengujian

Analisa dan pengujian dimaksudkan unuk mengetahui sejauh mana alat yang dibuat pada Tugas Akhir ini dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan.

5. Penyusunan Laporan

Tahap akhir pada Tugas Akhir ini adalah penyusunan laporan dengan tahap-tahap diatas.

1.7 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, penulis membuat sistematika penulisan maka penulismenulis laporan tugas akhir ini dengan urutan sebagai berikut :

1. BAB I PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, sasaran Tugas Akhir, metode Tugas Akhir, dan sistematika penulisan.

2. BAB II LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untukpembahasan yang berhubungan dengan sistem yang akan dibuat dan juga yang akan digunakan untuk kepentingan analisis dan perancangan.

3. BAB III PERANCANGAN SISTEM

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan system secara keseluruhan. Dimana tentang perancangan prototype alat, pembuatan rangkaian prototype alat, blok diagram, pengukuran dan cara kerja rangkaian yang dapat menghasilkan Alat penyiraman tanaman pot otomatis berdasarkan kelembaban tanah berbasis arduino Uno.

4. BAB IV ANALISIS DAN PENGUJIAN

Bab ini membahas hasil dari analisis dan pengujian dari Alat Penyiraman Pot Otomatis Berdasarkan kelembaban berbasis arduino Uno.

(17)

5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Merupakan kesimpulan dari pengujian dan saran masukan untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun untuk masa yang akan mendatang.

(18)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengenalan Tanah

Tanah sangat vital peranannya bagi semua kehidupan di bumi karena tanah mendukung kehidupan tumbuhan dengan menyediakan hara dan air sekaligus sebagai penopang akar. Struktur tanah yang berongga-rongga juga menjadi tempat yang baik bagi akar untuk bernapas dan tumbuhan.Tanah juga menjadi habitat hidup berbagai mikroorganisme. Bagi sebagian hewan darat, tanah menjadi lahan untuk hidup dan bergerak. Ilmu yang mempelajari berbagai aspek mengenai tanah dikenal sebagai ilmu tanah. Dari segi klimatologi, tanah memegang peranan penting sebagai penyimpan air dan menekan erosi, meskipun tanah sendiri juga dapat erosi.

Komposisi tanah yang berbeda-beda pada satu lokasi dengan lokasi yang lain.

Air dan udara merupakan bagian dari tanah.Pedologi Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan organism, membentuk tubuh unik yang menutupi batuan.

Proses pembetukan tanah dikenal sebagai “pedogenesis”. Prosesyang unik ini membentuk tanah sebagai tubuh alam yang terdiri atas lapisan-lapisanatau disebut sebagai horizon tanah. Setiap horizon menceritakan mengenaiasal dan proses-proses fisika, kimia, dan biologi yang telah dilalui tubuh tanahtersebut.Hans Jenny (1899- 1992), seorang pakar tanah asal Swiss yang bekerja diAmerika Serikat, menyebutkan bahwa tanah terbentuk dari bahan induk yangtelah mengalami modifikasi/pelapukan akibat dinamika faktor iklim, organism (termasuk manusia), dan relief permukaan bumi (topografi) seiring denganberjalannya waktuTubuh tanah (solum) tidak lain adalah batuan yang melapuk danmengalami proses pembentukan lanjutan. Usia tanah yang ditemukan saat initidak ada yang lebih tua daripada periode Tersier dan kebanyakan terbentuk darimasa Pleistosen.Tubuh tanah terbentuk dari campuran bahan organik dan mineral. Tanah non-organik atau tanah mineral terbentuk dari batuan sehingga mengandung mineral. Sebaliknya, tanah organik (organosol/humosol) terbentuk dari pemadatan terhadap bahan organik yang terdegradasi. Tanah organik berwarna hitam dan merupakan pembentuk utama lahan gambut dan kelak dapatmenjadi batu bara. Tanah organik cenderung memiliki keasaman tinggi karena mengandung beberapa asam organik (substansi humik) hasil

(19)

de komposisi berbagai bahan organic Kelompok tanah ini biasanya miskin mineral, pasokan mineral berasal dari aliran air atau hasil de komposisi jaringan makhluk hidup.Tanah organik dapat ditanami karena memiliki sifat fisik gembur (sarang) sehingga mampu menyimpan cukup air namun karena memiliki keasaman tinggis ebagian besar tanaman pangan akan memberikan hasil terbatas dan di bawah capaian optimum.Tanah non-organik didominasi oleh mineral.Mineral ini membentuk partikel pembentuk tanah.Tekstur tanah demikian ditentukan olehkomposisi tiga partikel pembentuk tanah: pasir, lanau (debu), dan lempung. Tanah pasiran didominasi oleh pasir, tanah lempungan didominasi oleh lempung.Tanah dengan komposisi pasir, lanau, dan lempung yang seimbang dikenal sebagai geluh(loam).Warna tanah merupakan ciri utama yang paling mudah diingatorang.Warna tanah sangat bervariasi, mulai dari hitam kelam, coklat, merah bata,jingga, kuning, hingga putih. Selain itu, tanah dapat memiliki lapisan- lapisandengan perbedaan warna yang kontras sebagai akibat proses kimia (pengasaman)atau pencucian (leaching). Tanah berwarna hitam atau gelap seringkalimenandakan kehadiran bahan organik yangtinggi, baik karena pelapukan vegetasimaupun proses pengendapan di rawa-rawa. Warna gelap juga dapat disebabkanoleh kehadiran mangan, belerang, dan nitrogen. Warna tanah kemerahan ataukekuningan biasanya disebabkan kandungan besi teroksidasi yang tinggi;

warnayang berbeda terjadi karena pengaruh kondisi proses kimia pembentukannya.Suasana aerobik/oksidatif menghasilkan warna yang seragam atau perubahanwarna bertahap, sedangkan suasana anaerobik/reduktif membawa pada pola warnayang bertotol-totol atau warna yang terkonsentrasi.Struktur tanah merupakan karakteristik fisik tanah yang terbentuk darikomposisi antara agregat (butir) tanah dan ruang antaragregat. Tanah tersusun daritiga fasa: fasa padatan, fasa cair, dan fasa gas. Fasa cair dan gas mengisi ruangantaragregat.Struktur tanah tergantung dari imbangan ketiga faktor penyusun ini.Ruang antaragregat disebut sebagai porus (jamak pori). Struktur tanah baik bagiperakaran apabila pori berukuran besar (makropori) terisi udara dan poriberukuran kecil (mikropori) terisi air. Tanah yang gembur (sarang) memilikiagregat yang cukup besar dengan makropori dan mikropori yang seimbang.

(20)

Kelembaban tanah merupakan salah satu parameter penting untuk proses hidrologi, biologi, dan biogeokimia. Informasi kelembaban tanah diperlukan untuk kalangan luas seperti pemerintahan maupun swasta yang berkaitan erat dengan cuaca dan iklim, kontrol banjir, erosi tanah dan kemiringan lereng, manajemen sumber daya air, geo teknik, dan kualitas air.Informasi kelembaban tanah juga bisa digunakan untuk prediksi cuaca, peringatan aal kekeringan, penjadwalan irigasi dan perkiran panen.

Penyiraman tanaman merupakan suatu kegiatan yang perlu diperhatikan dalammelakukan pemeliharaan tanaman, dikarenakan tanaman memerlukan asupan air yangcukup untuk melakukan fotosintesis dalam memperoleh kebutuhannya untuk tumbuhdan berkembang.Biasanya petani melakukan penyiraman secara manual dengan memberikan air sesuai jadwal. Namun cara ini kurang efektif, karena membutuhkan banyak waktu dan tenaga.

2.2 Sensor Kelembaban Tanah

Sebagian petani di Indonesia masih tergantung dengan musim hujan untuk bercocok tanam. Hal ini menyebabkan produksi hasil petanian tidak bias stabil setiap saat. Pada musim kemarau harga-harga hasil pertanian bias mengalami kenaikan yang sangat signifikan karena produksinya yang sedikit. Sedangkan di saat musim hujan produksi melimpah sehingga harga nya murah bahkan sampai busuk tidak laku dijual kepasar karena stoknya masih berlimpah.Hal inilah yang menyebabkan petani banyak mengalami kerugian dan akhirnya frustasi karena kecewa. Saat musim kemarau para petani yang ingin tetap bercocok tanam harus mengeluarkan tenaga dan biaya ekstra melakukan penyiraman secara manual agar tanamannya bias tumbuh subur dan bias panen. Untuk mengatasi kendala tersebut maka diperlukan suatu alat penyiram tanaman otomatis yang bias bekerja baik pada musim kemarau maupun musim penghujan. Alat ini menggunakan Chip microcontroller yang diprogram berdasarkan deteksi sensor kelembaban tanah lahan pertanian. Saat kondisi tanah kering maka alat akan secara otomatis berfungsi menyiram tanaman. Sebaliknya jika kondisi tanah sudah basah maka alat tidak akan menyiram, sehingga tanaman bias.

(21)

Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan professional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang bias disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan Steven Jendri Sokop Yang berjudul

“Trainer Periferal Antarmuka Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno” Arduino Uno adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328.

Sensor kelembaban tanah merupakan sensor yang mampu mendeteksi intensitasair di dalam tanah ( moisture ). Sensor ini terdiri dua probe untuk melewatkanarus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilaitingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat tanah lebih mudahmenghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulitmenghantarkan listrik (resistansi besar). Kedua probe ini merupakan media yangakan menghantarkan tegangan analog yang nilainya relatif kecil. Tegangan ininantinya akan diubah menjadi tegangan digital untuk diproses ke dalammikrokontroler.tumbuh dengan baik karena kebutuhan unsure airnya terpenuhi setiap saat. Pada penelitian ini dirancang alat penyiram tanaman otomatis menggunakan sensor kelembaban tanah. Produk ini diharapkan bias dikembangkan dan membantu para petani dalam mengatasi permasalahan dalam mengairi tanaman mereka.

Gambar 2.1 Sensor Soil moisture/Kelembaban Tanah

(22)

Pengujian ini bertujuan untuk menganalisiskelembaban tanah dan kinerja sensor YL- 69 apakah telah bekerja sesuai dengan program yang dibuat.Jika tanah sudah mulai kering atau pH tanah dibawah netral 6,5 maka, sensor akan memberi sinyal ke arduino uno untuk menyalakan pompa air melalui relay agar dapat menyiram tanaman supaya kelembaban tanah tetap terjaga dan tanaman mendapat kualitas tanah yang baik. Pengambilan data dapat dilihat pada gambar 16 dan tabel II dibawah ini.Pada tampilan layar android menunjukkan kondisi tanah kering (retak-retak), dengan nilai kelembaban 4,64%. Pada gambar 17 dilakukan uji kelembaban terhadap tanah pada kondisi basah dengan nilai kelembaban 63,17%. Setelah melakukan pengujian terhadap sensor kelembaban YL-69 didapatkan data seperti yang ada pada tabel 2 dibawah, dimana sensor bekerja dengan baik dan kelembaban tanah yang ditentukan sama dengan hasil yangterbaca pada software IDE Arduino. Namun, dalampengujian ini didapatkan beberapa kendala, dimana kabelsensor tidak boleh terkena air karena jika terkena air makadata yang dikirim akan tidak akurat dengan keadaan tanahtersebut.

Gambar 2.2 Pengujian Sensor Kelembaban dengan Arduino

Gambar 2.3 Pengujian sensor kondisi tanah basah

(23)

2.3 Pengertian Arduino

Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yangbersifat open source.Arduino juga merupakan kombinasi dari hardware, bahasapemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih.

IDEadalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, mengcompilemenjadi kode biner dan mengunggah ke dalam memory Mikrokontroler.Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifatopen source.Arduino juga merupakan kombinasi dari hardware, bahasapemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih.

IDEadalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, mengcompilemenjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory Mikrokontroler.

Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan professional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul- modulpendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang bias disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platformkarena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan Steven Jendri Sokop Yang berjudul

“TrainerPeriferal Antarmuka Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno” Arduino Unoadalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328.

Nama Project ini adalah Alat Penyiraman Otomatis.Sesuai dengan namanya, alat ini dapat melakukan penyiraman secara otomatis terhadap tanah yang telah dipasangi dengan alat ini.Alat ini bekerja dengan mengetahui kelembaban tanah yang ada.Kelembaban tersebut dapat diketahui dari dipasangkannya sensor kelembaban yang dapat mengukur kelembaban tanah yang ada. Sensor ini akan memisahkan 2 kategori nantinya, yaitu tanah mana yang memiliki kelembaban kering dan tanah mana yang memiliki kelembaban basah.

Project ini dibuat untuk mempermudah melakukan penyiraman tanaman serta untuk menghemat air, karena dengan mengetahui tanah mana yang memiliki kelembaban masuk dalam kategori kering atau basah, kita tidak perlu melakukan penyiraman tanah yang sia-sia.Penyiraman tanaman juga dapat dilakukan secara

(24)

Cara kerja sensor ini adalah sebagai berikut :

 Sensor kelembaban akan ditanamkan ke dalam tanah. Dari sensor tersebut akan diketahui kelembaban yang ada pada tanah.

 Dari pengukuran yang didapat melalui sensor tersebut, akan didapat 2 kondisi, yaitu tanah yang memiliki kelembaban yang kering serta tanah yang memiliki kelembaban yang basah.

 Jika hasil pengukuran dari sensor kelembaban mengukur tanah itu kering, maka pompa air otomatis akan menyala dan menyiram air. Hal ini berlaku sebaliknya, jika kondisi tanah memiliki kelembaban yang basah, maka pompa air akan otomatis dalam keadaan mati.

2.4 Mikrokontroler ATMega328P

Mikrokontroler merupakan suatu terobasan teknologi mikroprosesordan mikrokomputer yang merupakan teknologi semikonduktor dengan kandungantransistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang sangat kecil.Mikrokontroler merupakan system computer yang mempunyai satu ataubeberapa tugasyang sangat spesifik, berbeda dengan PC (Personal Computer)yang memiliki beragam fungsi.Tidak seperti sistem komputer yang mampu menangani berbagai macamprogram aplikasi, mikrokontrler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasitertentu saja, perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Padasistem komputer perbandingan RAM dan ROM nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkanrutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil,Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM –nya yang besar,artinya program kontrol disimpan dalm ROM (bias Masked ROM atau FlashPEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagaitempat penyimpanan sementara , termasuk register-register yang digunakn padamikrokontroler yang bersangkutan.

Mikrokontroler adalah sebuah system computer fungsional dalam sebuah chip.Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM,memori program, atau keduanya),dan perlengkapan inputoutput.

(25)

Dengan kata lain, mikro control adalah suatu alat elektronika digitalyang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus,cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Mikro kontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut“pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti ICTTL dan CMOS dapat direduksi / diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikro kontroler ini.

Gambar 2.4Mikrokontroler ATMega328P

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMega328P

(26)

2.4.1 Konfigurasi Pin ATMega328P

ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai peripheral lainnya.

1. Port B

Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.

a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.

b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai c. keluaran PWM (Pulse Width Modulation).

d. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur e. komunikasi SPI.

f. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).

g. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai h. Sumber clock external untuktimer.

i. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroler.

2. Port C

Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikansebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut.

a) ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analogmenjadi data digital) I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC.I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yangmemiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometernunchuck.

(27)

3. Port D

Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapatdifungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D jugamemiliki fungsi alternatif dibawah ini.

a) USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial denganlevel sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial,sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untukmenerima data serial.

b) Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagaiinterupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dariprogram, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadiinterupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akanmenjalankan program interupsi.

c) XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namunkita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, seh gga tidak perlumembutuhkan external clock.

d) T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1dan timer 0.

e) AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.

2.4.2 Fitur Mikrokontroler ATMega328P

ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyaiarsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proseseksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction SetComputer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:

1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanenkarena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

(28)

3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse WidthModulation) output.

4. 32 x 8-bit register serba guna.

5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.

6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satusiklus clock.

2.5 LCD (Liquid Cristal Display)

Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (LiquidCristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat denganteknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

LCD adalah lapisan dari campuran organic antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organic yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertical depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.

Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen.Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahayahorisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati

(29)

molekul-molekul yang telah menyesuaikan diridan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter datayang ingin ditampilkan.

LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair).Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya.Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya.Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih.Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.

Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah :

 Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)

 Elektroda Positif (Positive Electrode)

 Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)

 Elektroda Negatif (Negative Electrode)

 Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)

 Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)

LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi,kalkulator, atau pun layar komputer.Pada postingan aplikasi LCD yangdugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCDsangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untukmenampilkan status kerja alat.

(30)

Gambar 2.6 LCD (Liquid Crystal Display)

Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan.LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya.Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom.Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan.Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD. Keuntungan dari LCD ini adalah :

1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.

2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control.

3. Ukuran modul yang proporsional.

4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.

Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik.Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data.Perintah utama LCD adalah

(31)

Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan warna.

2.6 Pengendali atau Kontroler LCD (Liquid Cristal Display)

Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat mikrokontroller yangberfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).

Mikrontroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memoridan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :

1. DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memoritempat karakter yang akan ditampilkan berada.

2. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakanmemori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk darikarakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

3. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memoriuntuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebutmerupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen olehpabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehinggapengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapatmerubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

4. Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah.Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah darimikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat prosespenulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display)dapat dibaca pada saat pembacaan data. Register data yaitu register untukmenuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamatyang telah diatur sebelumnya.

Sedangkan pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid

(32)

a. Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang inginditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapatdihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontrolerdengan lebar data 8 bit.

b. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yangmenentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah.

Logika lowmenunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika highmenunjukan data.

c. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika lowtulis data, sedangkan high baca data. Pin E (Enable) digunakan untukmemegang data baik masuk atau keluar.

d. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pinini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakandihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5Volt.

2.7 Bahasa C

Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang digunakan pada software CodeVision AVR.Bahasa pemrograman ini yang dapat dikatakan berada antarabahasa tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin) dan bahasa tingkat tinggi (bahasa yang berorientasi pada manusia).Seperti yang diketahui, bahasa tingkat tinggi mempunyai kompatibilitas antara platform dan karenanya amat mudah untuk membuat program pada berbagai mesin.Berbeda dengan menggunakan bahasa mesin, sebab setiap perintahnya sangat bergantung pada jenis mesin.Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchiepada tahun 1972. Bahasa C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi programnya dalam bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program.

Program yang ditulis dengan bahasa Cmudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal inikarena adanya standarisasi bahasa C berupa standar ANSI (American National Standard Institute) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler jenis mesin.

(33)

Kelebihan Bahasa C:

a. Bahasa C tersedia hampir di semua jenis komputer.

b. Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jeniskomputer.

c. Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci hanya terdapat 32kata kunci.

d. Proses executable program bahasa C lebih cepat e. Dukungan pustaka yang banyak.

f. C adalah bahasa yang terstruktur Kekurangan Bahasa C:

a. Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program.

b. Membingungkan pemakai.

2.8 Pompa Air

Muhammad Irwansyah dan Didi Istardi, M.Sc.2013. “Pompa Air AquariumMenggunakan Solar Panel”.5(1):86 menjelaskan Pompa adalah mesin atauperalatan mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan dari dataran rendah kedataran tinggi atau untuk mengalirkan cairan dari daerah bertekanan rendah kedaerah yang bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju aliran pada suatusistem jaringan perpipaan. Hal ini dicapai dengan membuat suatu tekanan yangrendah pada sisi masuk atau suction dan tekanan yang tinggi pada sisi keluar ataudischarge dari pompa.Pompa juga dapat digunakan pada proses-proses yang membutuhkan tekanan hidraulik yang besar. Hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan peralatan berat. Dalam operasi, mesin-mesin peralatan berat membutuhkan tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yangrendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari kedalaman tertentu,Sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluidauntuk naik sampai pada ketinggian yang diinginkan dan pada penggunaanpompapada saat ini adalah pompa Air Aquarium yang di gunakan untuk daerah indor saja.

(34)

2.9 Relay

Menurut penelitian yang dilakukan Caesar Pats Yahwe, dkk yang berjudul“Rancang Bangun Prototype System Monitoring Kelembaban Tanah Melalui SmsBerdasarkan Hasil Penyiraman Tanaman Studi Kasus Tanaman Cabai Dan Tomat”menyebutkan Relay adalah 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 yang terjadi 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.

Gambar 2.7 Modul Relay 5 Volt

Secara umum relay digunakan untuk menentukan fungsi- fungsi berikut : 1. Remote control : dapat menyalakan dan mematikan alat dari jarak jauh.

2. Penguat daya : menguatkan arus atau tegangan

Kontak ada dua jenis :

1. Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open) 2. Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close)

Secara prinsip kerja dari relay: ketika Coil mendapat energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan contact akan menutup.

Seperti saklar, relay juga dibedakan berdasar pole dan throw yang dimilikinya. Pole merupakan banyaknya contact yang dimilik ioleh relay. Sedangkan

(35)

Throw adalah banyaknya kondisi (state) yang mungkin dimiliki contact. Berikut ini penggolonganrelayberdasarkan jumlah poledan tharow :

1. DPST (DoublePoleSingleThrow) 2. SPST (SinglePoleSingleThrow) 3. SPDT (SinglePoleDoubleThrow) 4. DPDT (DoublePoleDoubleThrow) 5. 3PDT (ThreePoleDoubleThrow) 6. 4PDT (FourPoleDoubleThrow)

(36)

2.10Power Supply DC (Adaptor)

Prinsip Kerja DC Power Supply (Adaptor) adalah : Arus Listrik yang kita gunakan di rumah, kantor dan pabrik pada umumnya adalah dibangkitkan,dikirim dan didistribusikan ketempat masing-masing dalam bentuk Arus Bolak-balik atau arus AC (Alternating Current). Hal ini dikarenakan pembangkitan dan pendistribusian arus Listrik melalui bentuk arus bolak-balik (AC) merupakan cara yang paling ekonomis dibandingkan dalam bentuk arus searah atau arus DC (Direct Current). Akan tetapi,peralatan elektronika yang kita gunakan sekarang ini sebagian besar membutuhkan arus DC dengan tegangan yang lebih rendah untuk pengoperasiannya. Oleh karena itu, hamper setiap peralatan Elektronika memiliki sebuah rangkaian yang berfungsi untuk melakukan konversi arus listrik dari arus AC menjadi arus DC dan juga untuk menyediakan tegangan yang sesuai dengan 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”. Sebuah DC Power Supply atau Adaptor pada dasarnya memiliki 4 bagian utama agar dapat menghasilkan arus DC yang stabil. Keempat bagian utama tersebut diantaranya adalah Transformer, Rectifier, Filter dan Voltage Regulator.

Sebelum kita membahas lebih lanjut mengenai Prinsip Kerja DC Power Supply, sebaiknya kita mengetahui Blok-blok dasar yang membentuk sebuah DC Power Supply atau Pencatu daya ini.

(37)

BAB III

PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1 Perancangan Sistem

Sensor YL69 atau biasa di kenal sebagai sensor kelembaban tanahsensor ini menghasilkan tegangan output sebesar 3,3 sampai 5 volt untuk range 0sampai 1024.

Sistem output ini kemudian di baca oleh arduino sebagai inputandimana nilai akan berubah – ubah sesuai dengan kadar kelembaban tanah. Yangkemudian akan mengaktifkan pompa untuk memberikan air kepada tanamanapabila keadaan kelembaban tanah kurang dari standar yang ditentukan dansebaliknya akan mematikan popa apabia melebihi dari standar yang di inginkan.Diagram blok memrupakan salah satu cara yang paling sederhana untukmenjelaskan cara kerja dari suatu system. Dengan diagram blok kita dapatmenganalisa cara kerja rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuatsecara umum. Rancangan sistem saklar lampu otomatis ini terbagi atas 3 bagian ;bagian sensor YL69, mikrokontroler pada arduino, powersupply dan relay.Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang, seperti yang diperlihatkan padagambar 3. 1

Gambar 3.1 Diagram Blok Keseluruhan ADAPTOR

A R D U U N I O

N O

LCD

RELAY 5 V DC

POMPA AIR 12 V DC Sensor

YL96

BUZZER

(38)

3.2Flowchart Sistem

Diagram alir (flowchart) adalah sebuah penjelasan berupa gambar proses kerja sebuah sistem yang tujuannya untuk mempermudah pembaca untuk memahami langkah langkah serta cara kerja sistem yang dibuat. Dari pembuatan sistem yang dilakukan menghasil flowchart sebagai berikut.

Tidak

YA

Gambar 3.2 Flowchart Sistem MULAI

INISIALISASI SISTEM

JIKA 0 >

KELEMBAB AN < 50 %

POMPA MATI

POMPA MENYALA TAMPILKAN KE LCD

SELESAI BACA SENSOR YL69

(39)

3.3Program Sistem

#include<LiquidCrystal.h>

LiquidCrystallcd(3, 4, 5, 6, 7, 8);

int sensor1 = A0;

int sensor2 = A1;

int sensor3 = A2;

int sensor4 = A3;

int sensor5 = A4;

int sensor6 = A5;

int nilai1;

int nilai2;

int nilai3;

int nilai4;

int nilai5;

int nilai6;

int rata;

int rata2;

intpompa = 9;

//int buzzer = 13;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(sensor1, INPUT);

pinMode(pompa, OUTPUT);

(40)

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("ANGELIA TARIGAN");

lcd.print("162408043");

delay(3000);

lcd.clear();

lcd.print("PENYIRAMAN");

lcd.print("TANAMAN POT");

delay(3000);

lcd.clear();

lcd.print("OTOMATIS");

lcd.print("ARDUINO UNO R3");

delay(3000);

}

void loop(){

//digitalWrite(buzzer, HIGH);

int nilai1 = analogRead(sensor1);

Serial.print ("Sensor1 =");

Serial.print (nilai1);

Serial.println ();

(41)

Serial.println (nilai4);

Serial.println ();

int rata = ((nilai1+nilai2+nilai3+nilai4+nilai5+nilai6)/60);

int rata2 = (100 - rata );

lcd.clear();

/*

lcd.print(nilai1);

lcd.print(nilai2);

lcd.print(nilai3);

lcd.print(nilai4);

(42)

lcd.print(nilai5);

lcd.print(nilai6);*/

lcd.print("KELEMBABAN TANAH");

lcd.print(rata2);

lcd.print(" %");

if(rata2 > 0 && rata2 < 50){

lcd.clear();

lcd.print(rata2);

lcd.print(" %");

lcd.print("POMPA MENYALA");

digitalWrite(pompa, HIGH);

delay(2000);}

else {digitalWrite(pompa, LOW);}

delay(500);

}

(43)

3.4Perancangan Rangkaian Catu Daya

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan keseluruh rangkaian yang ada. Rangkaian Catu daya (Power Supply Adaptor) ini terdiri dari satu keluaran, yaitu 5 volt. Keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke rangkaian mikrokontroller AVR Atmega 328P ,sensor kelembaban. Rangkaian catu daya ditunjukkan pada gambar 3.2 . Baterai merupakan sumber tegangan C,selanjutnya akan diratakan oleh kapasitor 220 μ F. Regulator tegangan 5 volt digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya.

Dalam sebuah system yang menggunakan komponen elektronika tentunya memerlukan arus listrik agar system dapat bekerja,arus listrik yang dimaksud disini berbeda dengan penggunaan arus listrik sederhana seperti menyalakan sebuah lampu.

Dalam system ini terdapat beberapa komponen utama yang memerlukan suplai listrik dengan kebutuhan besar arus yang berbeda–beda. Berdasarkan hal ini penulis membuat sebuah system kecil didalam system besar yang berfungsi sebagai penyuplai daya bagi komponen – komponen yang memerlukan arus listrik seperti, mikrokontroler Arduino, Driver Relay,dan tentunya output–output yang digunakan dalam sistem.

Sistem penyuplai daya ini disebut sebagai power supply, sebuah system yang fungsinya adalah untuk memberikan kebutuhan besaran daya sesuai yang dibutuhkan oleh tiapkomponen utama maupun pendukung dalam system ini.Berdasarkan hal ini penulis membuat sebuah rangkaian catu daya yang dapat memberikan suplai arus dengan jumlah output arus listrik yang bervariasi, mulai dari6 volt untuk Arduino dan 5 volt untuk Driver Relay dan LCD.

3.5 Rangkaian Sensor YL69

Moisture Probeadalah suatu alat yang terbuat dari materi logam denganbahan tertentu.Moisture Probeyang terbuatdari logam ini digunakan sebagaisensor untuk pengukurankadar air di dalam tanah.Moisture Probeyang dibuatterdiri dari dua batang logam tembaga, seperti pada gambar 3.3.Moisture probeiniberperan seperti sebuah kapasitor dengan tanah sebagai dielektriknya.Moistureprobeini disebutjuga

(44)

harganya relatif murah. Prinsip kerja penggunaan sensor ini untuk pengukuran kelembaban tanah adalah sebagai berikut, moisture probe dimasukkan dalam tanah yang akan diukur kelembabannya dan dihubungkan dengan generator sinyal. Bila kadar air (kelembaban) anah berubah, maka probe akan menghasilkan perubahan nilai kapasitansi, akibat permitivitas dielektriknya berubah. Perubahan nilai kapasitansi (impedansi) ini akan mengubah besarnya frekuensi gelombang keluaran generator sinyal. Dengan demikian, frekuensi gelombang keluaran generator sinyal akan berubah sesuai dengan kelembaban tanah. Perubahan frekuensi yang terjadi ini selanjutnya akan diproses untuk mengetahui persentase kelembaban di dalam tanah.

Gambar 3.3 Sensor kelembaban tanah

Gambar 3.4 Sensor YL69 ke Arduino

(45)

3.6 Rangkaian Relay

Relay adalah suatu peranti yang menggunakan elektromagnet untukmengoperasikan seperangkat kontak sakelar. Susunan paling sederhana terdiri darikumparan kawat penghantar yang dililit pada inti besi. Bila kumparan inidienergikan, medan magnet yang terbentuk menarik armatur berporos yangdigunakan sebagai pengungkit mekanisme sakelar magnet.

3.7 Perancangan Rangkaian Sistem

Perangkaian sistem dimulai dari pemasangan pin pada output sensor soilmoisture yang berubah sesuai dengan pembacaan sensor itu sendiri. Dapat dikategorikan dalam 2 outputan yaitu logika 0 dan 1 yang nantinya akan dihubungkan pada pin digital input arduino promini. Pada rangkaian ini pin out dariPIR di hubungkan pada pin 7 digital input. Kemudian dari arduino sendiri akanditeruskan pada relay melalui pin digital output ( pin 8) yang di hubungkan padacoil terminal relay. Kemudian pompa sendiri akan di hubungkan pada terminalnormaly close dari relay dan common terminal dicatu 220 volt tegangan ac. Untukmasing masing perangkat ( arduino, se nsor YL69, Relay ) akan di hubungkanpada Vcc dan Ground dari catu daya sebesar 5 Volt.

(46)

3.8 Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)

Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD. Berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke Arduino Uno.

Gambar 3.5 LCD 16 x 2 ke Arduino

(47)

3.9 Rangkaian Keseluruhan Sistem

Gambar dibawah adalah gambar keseluruhan rangkaian sistem alat Penyiraman Pot Otomatis Berdasarkan Kelembaban Tanah Berbasis Arduino sebagai pengatur setiap komponen yang digunakan.

Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem

(48)

3.10Pengujian Sistem

3.10.1 Pengujian LCD

Pengujian LCD ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan. Berikut hasil pengukuran kaki pada LCD :

No. Keterangan Tegangan (V)

1 GND 0

2 VCC 4,99

3 Contrast 1,12

4 RS 4,95

5 RW 0,01

6 EN 0,02

7 D0 4,96

8 D1 4,90

9 D2 4,90

10 D3 4,90

11 D4 0,11

12 D5 0,22

13 D6 0,15

14 D7 0,03

15 A 4,99

16 K 0

Tabel 3.1 Hasil Pengujian LCD

(49)

3.10.2 Pengujian Arduino

No PIN Fungsi PIN Status

1 A0 LM35 Berfungsi

2 A1 YL69 Berfungsi

3 A2 YL69 Berfungsi

4 8 Relay Berfungsi

5 9 Relay Berfungsi

6 Tx Ethernet Berfungsi

7 Rx Ethernet Berfungsi

Tabel 3.2 Pengujian Arduino

3.10.3 Pengujian Kelembaban Tanah Pengujian Ke Tampilan

Kelembaban (%)

Keterangan Tanah

Kondisi Pompa Air

1 5,28 Tanah Kering Pompa

Menyala

6 54,12 Tanah Basah Pompa Mati

7 65,34 Tanah Basah Pompa Mati

Tabel 3.3 Pengujian Kelembaban Tanah

(50)

BAB IV

ANALISIS DAN PENGUJIAN

4.1. Pengujian RangkaianMikrokontrolerATMega328P

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega328P ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian inidengan rangkaian power supply sebagai sumber tegangan.Kaki40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5volt, sedangkan kaki 20 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar 4,9volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler ATMega328P, program yang diberikan adalah sebagai berikut :

const int analogInPin =A0;

intsensorValue= 0;

intPOMPA= 10;B

intkeadaanKering= 800; intkeadaanBasah = 300; void setup() { Serial.begin(9600);

PinMode(POMPA,OUTPUT);

PinMode(LED,OUTPUT);

}

Voidloop() {

(51)

SensorValue= analogRead(analogInPin);

if (sensorValue> keadaanKering)

{

DigitalWrite(POMPA,HIGH);

DigitalWrite (LED,HIGH);

}

else if (sensorValue<keadaanBasah)

{

DigitalWrite(POMPA,LOW);

` `DigitalWrite(LED,LOW);

}

Serial.print("sensor ="); Serial.print(sensorValue); Serial.Print("\n");

delay(200);

}

(52)

4.2 Hasil Pengujian Rangkaian LCD

Setelah seluruh komponen telah dipasang dengan baik maka hasil pengujian pada LCD akan dihasilkan tampilan sebagai berikut :

Gambar 4.1 Tampilan LCD

4.3 Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Kelembaban Tanah

Sebagai standar atau acuan dalam mengukur kadar air (kelembaban) tanah, pada penelitian ini digunakan American Standard Method (ASM). Prinsip dari metoda ini adalah dengan cara melakukan perbandingan antara massa air dengan massa butiran tanah (massa tanah dalam kondisi kering).

Massa butiran tanah diperoleh dengan cara memasukkan contoh tanah ke dalam pemanggang dengan lamanya waktu pemanggangan ditentukan dari massa contoh tanah yang akan dipakai untuk percobaan. Sedangkan massa air adalah selisih dari massa butiran tanah yang telah diberi air dengan massa butiran tanah. Hasil realisasi dari Alat Pengukur Kelembaban Tanah.

(53)

MassaButiranTanah(kg) MassaButiranTanah+air(kg)

KelembabanTanah(%)

PerbedaanHasilPengukuran% % R a l a t A S M AlatYangDibuat

0 , 2 9 0 , 3 3 , 4 48 2 1 , 4 4 8 0,99941995 0,29 0 , 3 1 6 , 8 97 8 1 , 1 0 3 0,99884008 0,29 0 , 3 2 10,345 1 0 0 , 3 4 5 0,99903335 0,29 0 , 3 3 13,793 1 4 0 , 2 0 7 0,99894992 0,29 0 , 3 4 17,241 1 7 0 , 2 4 1 0,99901398 0,29 0 , 3 5 2 0 , 69 2 1 0 , 3 1 0,01498308 0,29 0 , 3 6 24,138 2 3 1 , 1 3 8 0,99904715 0,29 0 , 3 7 27,586 2 6 1 , 5 8 6 0,99905749 0,29 0 , 3 8 31,034 3 0 1 , 0 3 4 0,99903332 0,29 0 , 3 9 34,483 3 5 0 , 5 1 7 0,99898501 0,29 0 , 4 37,931 3 7 0 , 9 3 1 0,99902455 0,29 0 , 4 1 41,379 4 0 1 , 3 7 9 0,99903333 0,29 0 , 4 2 44,828 4 3 1 , 8 2 8 0,99904078 0,29 0 , 4 3 48,276 4 8 0 , 2 7 6 0,99900572 0,29 0 , 4 4 51,724 5 0 1 , 7 2 4 0,99903333 0,29 0 , 4 5 55,172 5 5 0 , 1 7 2 0,99900312 0,29 0 , 4 6 58,621 5 8 0 , 6 2 1 0,99901059 0,29 0 , 4 7 62,069 6 4 1 , 9 3 1 0,99896889 0,29 0 , 4 8 65,517 6 5 0 , 5 1 7 0,99900789

(54)

Tabel 4.1 merupakan data percobaan hasil pengukuran dari alat yang dibuat dibandingkan dengan hasil pengukuran berdasarkan American Standard Method.

Dari Tabel 4.1 ini dapat dilihat bahwa rata–rata perbedaan hasil pengukuran dari alat yang dibuat terhadap American Standard Method adalah sebesar 1,042%. Rata–rata perbedaan hasil pengukuran ini dapat diperkecil dengan menggunakan ADC yang memiliki jumlah bit lebih besar.

Bataspembacaan Sensor (%)

Hasilkendalion-o ff

20 Hidup

40 Hidup

50 Mati

70 Mati

Tabel 4.2 Datahasil uji coba sinyal kendali on/ off

Tabel 4.2 merupakan data hasil percobaan sinyal kendali on–off yang dihasilkan alat, dengan batas minimum= 40%dan batas maksimum=60%. Dari percobaan sinyal kendali on–off ini, keluaran logika yang dihasilkan sesuai dengan batas nilai minimum dan maksimum yang telah ditentukan. Keluaran logika pada alat dapat digunakan untuk mengendalikan perangkat luar, misalnya pompa air.

Dari data hasil percobaan pada Tabel 4.1 danTabel 4.2, diperoleh bahwa alat ukur kelembaban tanah yang dibuat dengan menggunakan sensor soilmoisture yang terbuat dari dua batang logam dapat bekerja dengan baik. Ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan sensor yang relatif murah, berhasil dibuat alat ukur kelembaban tanah dengan hasil pengukuran yang relatif baik. Rata-rata perbedaan hasil pengukuran alat yang dibuat sebesar 1,042% terhadap American Standard Method.

(55)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Alat penyiram tanaman otomatis berbasis Arduino UNO R3 ini dibuat untuk mempermudah pekerjaanmanusia dalam hal menyiram tanaman menggunakan sensorkelembaban tanah YL-69 kemudian diproses oleh arduino uno dan diinstruksikan kepada android untuk menampilkannilai kelembaban tanah sesuai dengan pH tanah, apakahkering, lembab atau basah sesuai dengan pembacaan dari sensor kelembaban tanah.

Setelah dilakukan pengujian hasil pembacaan kelembaban tanah untuk mengetahui kelembaban tanah dengan SensorYL69, dapat diambil beberapa kesimpulan:

1.Semakin kecil tegangan darisensor, makasemakin besar Voutyangdihasilkan op-amp modulsensor karenafaktor penguatyangterdapatpadaop-amp.

2. HasilpengukurandenganAmericanStandardMethode terhadapalatyangtelah dirancang sudah ditentukan.

3. SensorYL-69 sangatsensitiveterhadapperubahanlingkungandikarenakan pahan padaYLdilapisidengan bahanantikarat.

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

1.Penempatan sensor diperhatikan, agar sensor aman dari kerusakan yang diakibatkan oleh aquator seperti sensor harus ditempatkan agar tidak terkena langsung air.

2. Pengembangan projek ini dapat diperluas menjadi pengukuran kelembaban anah yang bias diaplikasikan sebagai sensor peringatan bencan alam seperti longsor.