PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN PADA RUMAH KACA MENGGUNAKAN SENSOR DHT 11
BERBASIS ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
MAYANG INDRIYANA PAKPAHAN 152408056
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN PADA RUMAH KACA MENGGUNAKAN SENSOR DHT 11
BERBASIS ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
MAYANG INDRIYANA PAKPAHAN 152408056
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
PERNYATAAN ORISINALITAS
PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN PADA RUMAH KACA MENGGUNAKAN SENSOR DHT 11
BERBASIS ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya
Medan, Juli 2018
Mayang Indriyana Pakpahan 152408056
PENGENDALI SUHU DAN KELEMBABAN PADA RUMAH KACA MENGGUNAKAN SENSOR DHT 11 BERBASIS ATMEGA
328
ABSTRAK
Telah dirancang sebuah alat pengendali suhu dan kelembaban pada rumah kaca, alat ini terdiri dari beberapa komponen yaitu ATMega 328 sebagai mikrokontrollernya, Sensor DHT11 untuk mengukur suhu dan kelembaban pada rumah kaca, Mist Maker untuk menaikkan kelembaban, Kipas (fan) untuk menurunkan suhu, Relay 12 Volt untuk mengaktifkan mist maker, Lampu untuk menaikkan suhu, LCD 16x2 sebagai tampilan keluaran suhu dan kelembaban. Alat ini diharapkan dapat membantu para petani untuk mengondisikan suhu dan kelembaban pada rumah kaca. Alat ini juga telah bekerja dengan baik
Kata kunci : ATMega 328, Sensor DHT11, Mist Maker, Lampu, LCD
CONTROLLING TEMPERATURE AND HUMIDITY IN A GREENHOUSE USING A DHT11 SENSOR BASED ON A 328
MICROKONTROLLER
ABSTRAK
Has designed a temperature control device and moisture at home glass tool it consists of several components, ic atmega 328 as its microcontroller, dht11 sensor to measure temperature and humidity in greenhouse, mist maker to raise moisture, fan to lower temperature and humidity, relay 12 volt to enable the mist maker, Light to promote temperature and humidity, 16x2 LCD as the output display of temperature and humidity. This tool is expected to help farmers to condition temperature and moisture in plants. This tool has also worked well.
Keywords : ATMega 328, Light, LCD, Mist Maker, Sensor DHT11
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan Limpahan berkat-nya penyusun Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaikan Tugas Akhir ini yaitu kepada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Drs.Takdir Tambah, M.Eng.Sc. selaku Ketua Jurusan D3 Fisika Universitas Sumatera Utara.
3. Drs. Bisman Perangin-angin, selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Dosen-dosen di Departemen Fisika yang telah memberikan ilmu selama dalam perkuliahan.
5. Pegawai- pegawai di Departemen Fisika yang telah memberikan petunjuk dan arahan selama dalam perkuliahan.
6. Abangda Laidi selaku orang yang membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Orang Tua, Teman- teman dan para Sahabat yang telah memberikan semangat kepada penulis selama ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan laporan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dari para pembaca.
Medan, Juni 2018
Mayang Indriyana Pakpahan 152408056
DAFTAR ISI
Halaman PERYATAAN
PENGESAHAN TUGAS AKHIR ... i
ABSTRAK ... ii
PENGHARGAAN ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... x
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah... 2
1.4 Tujuan Penulisan ... 2
1.5 Metode Penelitian... 2
1.6 Sistematika Penulisan... 3
BAB II DASAR TEORI 2.1 Mikrokontroller ... 5
2.1.1Mikrokontroller ATMega 328... 5
2.2 Sensor DHT11 ... 7
2.3 LCD (Liquid Crystal Display) ... 7
2.4 Bahasa Pemrogaman C ... 12
2.4.1 Kelebihan Bahasa C... 13
2.4.2 Kekurangan Bahasa C ... 13
2.4.3 Struktur Bahasa C ... 13
2.5 Relay ... 15
2.5.1 Pengertian Relay danFungsinya ... 15
2.5.2 Dasar - Dasar Relay ... 16
2.5.3 Fungsi – Fungsi dan Aplikasi Relay ... 17
2.5.4 Prinsip Kerja Relay ... 17
2.5.5 Cara Kerja Relay ... 17
2.6 Kipas Angin (Fan) 12 Volt ... 18
2.7 Potensiometer ... 19
2.7.1 Jenis–Jenis Potensiometer ... 19
2.7.2 Prinsip Kerja Potensiometer ... 20
2.7.3 Fungsi-Fungsi Potensiometer ... 20
2.8 IC Regulator 7805 ... 21
2.8.1 Keunggulan IC Regulator 7805 ... 21
2.8.2 Kekurangan IC Regulator 7805 ... 21
2.8.3 Cara Kerja Rangkaian IC Regulator 7805 ... 22
2.8.4 Fungsi Rangkaian IC Regulator 7805 ... 22
BAB III DASAR TEORI 3.1 Diagram Blok ... 23
3.1.1 Fungsi Masing-masing Blok ... 23
3.2 Rangkaian Mikrokontroller ATMega 328 ... 24
3.3 Perancangan Rangkaian LCD ... 25
3.4 Sensor DHT11 ... 28
3.4.1 Rangkaian Sensor DHT11... 28
3.5 Kipas Angin (Fan) ... 30
3.5.1 Rangkaian Kipas Angin (Fan) ... 31
3.6 Therminal Connector ... 32
3.7 Mist Maker ... 32
3.8 Rangkaian Mist Maker ... 33
3.9 Rangkaian Keseluruhan ... 34
3.10 Flowchart... 35
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Mikrokontroler ATMEGA 328 ... 36
4.2 Pengujian Sensor DHT11 ... 37
4.3 Pengujian LCD ... 38
4.4 Pengujian Keypad ... 39
4.5 Pengujian Kipas Angin (Fan) 12 Volt ... 40
4.6 Pengujian Catu Daya ... 41
4.7 Program Keseluruhan ... 42
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ... 50 5.2 Saran ... 50 DAFTAR PUSTAKA ... 51
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pin Map ATMega 328p ... 6
Gambar 2.2 Sensor DHT 11. ... 7
Gambar 2.3 Fisik LCD 16 x 2 ... 8
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin LCD ... 10
Gambar 2.5 Struktur Sederhana Relay ... 15
Gambar 2.6 Kipas Angin 12 Volt ... 18
Gambar 2.7 Potensiometer ... 19
Gambar 2.8 IC Regulator 7805 ... 21
Gambar 3.1 Diagram blok ... 23
Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Minimum ATMega 328 ... 24
Gambar 3.3 Blok Diagram LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 ... 25
Gambar 3.4 Rangkaian Skematik LCD 16x2 ... 26
Gambar 3.5 LCD Character 16 x 2 ... 27
Gambar 3.6 Sensor DHT 11 ... 28
Gambar 3.7 Blok Diagram Sensor DHT 11 ... 28
Gambar 3.8 Rangkaian Sensor DHT 11 ... 29
Gambar 3.9 Rangkaian Skematik Sensor DHT 11... 29
Gambar 3.10 Kipas Angin (Fan) 12 Volt ... 31
Gambar 3.11 Rangkaian Kipas Angin (Fan) 12 Volt ... 31
Gambar 3.12 Therminal Connector... 32
Gambar 3.13 Mist Maker ... 32
Gambar 3.14 Rangkaian Mist Maker ... 33
Gambar 3.15 Rangkaian Keseluruhan... 34
Gambar 3.16 Flowchart ... 35
Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Mikrokontroller ATMega 328... 36
Gambar 4.2 Hasil Pengujian LCD Display ... 39
Gambar 4.3 Grafik Pengambilan Data ... 51
Gambar 4.4 Gambar Keseluruhan Alat ... 53
Gambar 4.5 Gambar Pada Saat Pengujian Alat ... 53
Gambar 4.6 Hasil Pengujian Tampilan LCD ... 54
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Operasi Dasar LCD ... 10
Tabel 2.2 Konfigurasi Pin LCD ... 11
Tabel 2.3 Pin-Pin LCD ... 27
Tabel 2.4 Pengambilan Data ... 50
Tabel 2.5 Hasil Pengujian Alat ... 52
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Lingkungan merupakan faktor terpenting dalam dunia pertanian karena kondisi lingkungan akan mempengaruhi keberhasilan kualitas dan kuantitas produksi. Oleh sebab itu kondisi lingkungan pertanian sangat diperhatikan sesuai dengan jenis produknya. Salah satu faktor lingkungan adalah udara. Kondisi udara ditentukan oleh kombinasi dua faktor yaitu suhu dan kelembaban. Hampir semua proses pertanian atau pembudidayaan tanaman sangat memperhatikan suhu dan kelembaban.
Dalam praktek pembudidayaan tanaman selama ini suhu dan kelembaban sangat sulit untuk di modifikasi atau dikendalikan sesuai dengan kebutuhan. Pembuatan rumah kaca merupakan solusi yang baik untuk media budidaya tanaman dan merekayasa unsur-unsur fisik lingkungan. Permasalahan yang dihadapi dalam pengkondisian keadaan lingkungan tersebut adalah perlunya pengontrolan atau kendali yang dilakukan secara berkelanjutan selama masa budidaya tanaman.Berdasarkan permasalahan yang ada maka dapat dibangun sebuah miniatur atau prototype yang diasumsikan sebagai sebuah Rumah Kaca Miniatur Rumah Kaca ini diterapkan dengan menggunakan sistem kontrol dalam pengujiannya. Sistem kontrol ini merupakan suatu alat kendali otomatis untuk memanipulasi kondisi udara dalam miniatur menyerupai layaknya kondisi lingkungan yang sebenarnya pada tanaman. Pengendalian tersebut dengan mengatur suhu dan kelembaban udara dari dalam miniatur dengan menggunakan mikrokontroler.
Dengan perkembangan teknologi elektronika, dimungkinkan untuk melakukan pengendalian tersebut secara otomatis dan terus menerus. Apabila Suhu dan kelembaban lingkungan berada di luar batas, maka tanaman akan terganggu pertumbuhannya. Setiap golongan tanaman memerlukan kelembaban udara yang berbeda-beda untuk perkembangan optimalnya. Untuk kebanyakan tanaman, kelembaban yang dibutuhkan sekitar 80%.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan yang terdapat pada latar belakang di atas, disusun rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana cara merancang rangkaian dengan input sensor suhu dan kelembaban?
2. Membangun Miniatur rumah kaca menggunakan mikrokontroler dengan sensor suhu dan kelembaban.
3. Bagaimana cara mengatur suhu dan kelembaban pada rumah kacasehingga mencapai suhu dan kelembaban yang ditentukan ?
4. Memberikan keterangan nilai suhu dan kelembaban dengan mikrokontroler ke LCD.
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam pembuatan ini adalah sebagai berikut : 1. Alat ini berupa miniatur rumah kaca dengan sensor DHT11.
2. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMEGA 328.
3. LCD 2x16 menampilkan suhu dan kelembaban pada rumah kaca.
4. Tidak membahas tentang tanaman pada rumah kaca.
5. Untuk melembabkan udara menggunakan mist maker.
1.4 Tujuan Penulisan
Tujuan dari pembuatan alat ini adalah merancang suatu alat dengan sensor suhu dan kelembabanserta kipas angin untuk menurunkan suhu, dan mist maker untuk menaikkan kelembaban, dan dilengkapi dengan LCD display agar memudahkan pengguna dalam melakukan pembacaan.
1.5 Metode Penelitian
Adapun metodelogi yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Perancangan dan pembuatan alat merencanakan peralatan yang dirancang baik hardware maupun software.
2. Pengujian alat
Alat yang dibuat kemudian diuji, apakah telah sesuai dengan apa yang direncanakan.
3. Konsultasi
Konsultasi rutin dengan pembimbing dan berbagai pihak terkait yang berkompeten.
4. Analisis Kebutuhan
Dilaksanakan perancangan sistem otomatisasinya berdasarkan kebutuhan untuk memperoleh bentuk miniature rumah kaca.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja alat Pengendalian suhu dan kelembaban pada rumah kaca dengan sensor DHT11, berbasis Mikrokontroler ATMega 328, penulis menulis laporan ini sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, ruang lingkup, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan acuan tugas akhir, serta komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini.
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler ATMega 328.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian,penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler ATMega 328.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
BAB II DASAR TEORI
2.1 Mikrokontroller
Mikrokontroler merupakan suatu terobasan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer yang merupakan teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang sangat kecil, Lebih lanjut, mikrokontroler merupakan system computer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dengan PC ( Personal Computer ) yang memiliki beragam fungsi. Tidak seperti sistem komputer yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi, mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja, perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM.
Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM nya besar, artinya program- program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin- 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 dalam ROM (bias Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.
2.1.1 Mikrokontroler ATMega 328
ATMega 328 merupakan jenis mikrokontroler yang memiliki performa tinggi dengan konsumsi daya rendah. Mikrokontroler ini merupakan mikrokontroler seri 8 bit yang dimiliki oleh Atmel AVR. ATMega328 memiliki beberapa fitur antara lain :
a) 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
b) 32 x 8-bit register serba guna.
c) Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
d) 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
e) Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
f) Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
g) Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
h) Master / Slave SPI Serial interface.
Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program.Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.Pada gambar 2.1 dapat dilihat PIN MAP ATmega 328P.
Gambar 2.1 Pin Map ATmega 328
2.2 Sensor DHT11
DHT11 adalah sensor Suhu dan Kelembaban, dia memiliki keluaran sinyal digital yang dikalibrasi dengan sensor suhu dan kelembaban yang kompleks.Teknologi ini memastikan keandalan tinggi dan sangat baik stabilitasnya dalam jangka panjang.mikrokontrolerterhubung pada kinerja tinggi sebesar 8 bit.Setiap sensor DHT11 memiliki fitur kalibrasi sangat akurat dari kelembaban ruang kalibrasi. Koefisien kalibrasi yang disimpan dalam memori program OTP, sensor internal mendeteksi sinyal dalam proses, kita harus menyebutnya koefisien kalibrasi. Sistem antarmuka tunggal-kabel serial terintegrasi untuk menjadi cepat dan mudah.Kecil ukuran, daya rendah, sinyal transmisi jarak hingga 20 meter, sehingga berbagai aplikasi dan bahkan aplikasi yang paling menuntut. Produk ini 4-pin pin baris paket tunggal. Koneksi nyaman, paket khusus dapat diberikan sesuai dengan kebutuhan pengguna.
Gambar 2.2Sensor DHT 11
2.3 LCD
Liquid Crystal Display (LCD) 16x2 Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu system dengan menggunakan mikrokontroler. LCD (Liquid Crystal Display) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. Pada Tugas Akhir ini, LCD yang digunakan adalah LCD 16 x 2 yang artinya lebar display
2 baris 16 kolom dengan 16 Pin konektor. Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin- pin LCD antara lain:
VCC (Pin 1)
Merupakan sumber tegangan +5V.
GND 0V (Pin 2)
Merupakan sambungan ground.
VEE (Pin 3)
Merupakan input tegangan Kontras LCD.
RS Register Select (Pin 4)
Merupakan Register pilihan 0 = Register Perintah, 1 = Register Data.
R/W (Pin 5)
Merupakan read select, 1 = read, 0 = write.
Enable Clock LCD (Pin 6)
Merupakan masukan logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data.
D0 D7 (Pin 7 Pin 14) Merupakan Data Bus 1 -7
Anoda ( Pin 15)
Merupakan masukan tegangan positif backlight
Katoda (Pin 16)
Merupakan masukan tegangan negatif backlight
Gambar 2.3 Fisik LCD 16 x2 Setiap memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri:
a. DDRAM
DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan. Contohnya karakter ‗A„ atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut di alamat 40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.
b. CGRAM
CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola seluruh karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang.
c. CGROM
CGROM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola tersebut ditentukan secara permanendari HD44780 sehingga arah yang melalui transistor.
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan.Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna.Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, karena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. 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.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. Daerah-daerah tertentu pada cairan akanberubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latardan pola elektroda yang terdapat pad sisi dalam lempeng kaca bagian depan. Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari. Di bawah sinar cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus dipasang dibelakang layar tampilan. LCD yang digunakan adalah jenis LCD
yang menampilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. 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.
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin LCD
Tabel 2.1 Operasi Dasar LCD
RS RW OPERASI
0 0 Input Instruksi ke LCD
0 1 Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter (DB0 ke DB6)
1 0 Menulis Data
1 1 Membaca Data
Tabel 2.1 Operasi Dasar LCD Pin
No.
Keterangan Konfigurasi Hubung
1 GND Ground
2 VCC Tegangan + 5VDC
3 VEE Ground
4 RS Kendali RS
5 RW Ground
6 E Kendali E/Enable
7 D0 Bit 0
8 D1 Bit 1
9 D2 Bit 2
10 D3 Bit 3
11 D4 Bit 4
12 D5 Bit 5
13 D6 Bit 6
14 D7 Bit 7
15 A Anoda (+5VDC)
16 K Katoda (Ground)
Tabel 2.2 Konfigurasi Pin LCD
Pin Bilangan Biner Keterangan
RS 0 Inisialisasi
1 Data
RW 0 Tulis LCD / W (write)
1 Baca LCD / R (read)
E 0 Pintu data terbuka
1 Pintu data tertutup
Lapisan film yang berisis Kristal cair diletakkan di antara dua lempengkaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Saat teganga dicatukan pada beberapa pasang elektroda, molekul – molekul Kristal cair akan menyusun diri agar cahaya yang mengenainya akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil pemantulan atau
penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang di aktifkan. LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain seperti Global Positioning System (GPS), paragraph display dan multimeter digital. LCD umumnya dikemas dalam bentukDual In Line Package (DIP) dan mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening. Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua. Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD).
2.4 Bahasa Pemograman C
Bahasa C dikembangkan pada Lab Bell pada tahun 1978, oleh Dennis Ritchi dan Brian W. Kernighan. Pada tahun 1983 dibuat standar C yaitu stnadar ANSI (American National Standards Institute ), yang digunakan sebagai referensi dari berbagai versi C yang beredar dewasa ini termasuk Turbo C. Dalam beberapa literature, bahasa C digolongkan bahasa level menenganh karena bahasa C mengkombinasikan elemen bahasa tinggi dan elemen Bahasa rendah. Kemudahan dalam level rendah merupakan tujuan diwujudkanya Bahasa C. pada tahun 1985 lahirlah pengembangan ANSI C yang dikenal dengan C++ (diciptakan oleh Bjarne Struostrup dari AT % TLab). Bahasa C++ adalah pengembangan dari bahasa C.
bahasa C++ mendukung konsep pemrograman berorientasu objek dan pemrograman berbasis windows. Sampai sekarang bahasa C++ terus berkembang dan hasil perkembangannya muncul bahasa baru pada tahun 1995 (merupakan keluarga C dan C++ yang dinamakan java). Istilah prosedur dan fungsi dianggap sama dan disebut dengan fungsi saja. Hal ini karena di C++ sebuah prosedur pada dasanya adalah sebuah fungsi yang tidak memiliki tipe data kembalian (void). Ada pun kekurangan dan Kelebihan Bahasa C sebagai berikut :
2.4.1 Kelebihan Bahasa C:
Bahasa C tersedia hampir di semua jenis computer.
Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis computer.
Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci. hanya terdapat 32 kata kunci.
Proses executable program bahasa C lebih cepat
Dukungan pustaka yang banyak.
C adalah bahasa yang terstruktur
Bahasa C termasuk bahasa tingkat menengah penempatan ini hanya menegaskan bahwa c bukan bahasa pemrograman yang berorientasi pada mesin.yang merupakan ciri bahasa tingkat rendah.Melainkan berorientasi pada obyek tetapi dapat dinterprestasikan oleh mesin dengan cepat.secepat bahasa mesin.inilah salah satu kelebihan c yaitu memiliki kemudahan dalam menyusun programnya semudah bahasa tingkat tinggi namun dalam mengesekusi program secepat bahasa tingkat rendah.
2.4.2 Kekurangan Bahasa C:
· Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang- kadangmembingungkan pemakai.Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer.
2.4.3 Struktur Bahasa C
a. Program bahasa C tersusun atas sejumlah blok fungsi.
b. Setiap fungsi terdiri dari satu atau beberapa pernyataan untuk melakukan suatu proses tertentu.
c. Tidak ada perbedaan antara prosedur dan fungsi.
d. Setiap program bahasa C mempunyai suatu fungsi dengan nama “main”(Program Utama).
e. Fungsi bisa diletakkan diatas atau dibawah fungsin “main”.
f. Setiap statemen diakhiri dengan semicolon (titik koma).
Tipe Data
Tipe data merupakan suatu hal yang penting untuk kita ketahui pada saat belajar bahasa pemrograman.Kita harus dapat menentukan tipe data yang tepat untuk menampung sebuah data, baik itu data berupa bilangan numerik ataupun karakter.Hal ini bertujuan agar program yang kita buat tidak membutuhkan pemesanan kapling memori yang berlebihan. Seorang programmer yang handal harus dapat memilih dan menentukan tipe data apa yang seharusnya digunakan dalampembuatan sebuah program. Secara garis besar tipe data pada bahasa C dibagi menjadi beberapa bagian antara lain sebagai Berikut
Macam-Macam Tipe Data Pada Bahasa C : 1. Tipe Data Karakter
Sebuah karakter, baik itu berupa huruf atau angka dapat disimpan padasebuah variabel yang memiliki tipe data char dan unsigned char. Besarnya data yang dapat disimpan pada variabel yang bertipe data char adalah -127 - 127. Sedangkan untuk tipe data unsigned char adalah dari 0 - 255. Pada dasarnya setiap karakter memiliki nilai ASCII, nilai inilah yang sebetulnya disimpan pada variable yang bertipe data karakter ini.
2. Tipe Data Bilangan Bulat
Tipe data bilangan bulat atau dapat disebut juga bilangan decimal merupakan sebuah bilangan yang tidak berkoma.Pada bahasa C terdapat bermacam-macam tipe data yang dapat kita gunakan untuk menampung bilangan bulat. Kita dapat menyesuaikan penggunaan tipe data dengan terlebih dahulu memperhitungkan seberapa besar nilai yang akan kita simpan. Contohnya seperti berikut, kiata akan melakukan operasi penjumlahan nilai 300 dan 100 dan hasilnya akan disimpan pada variabel c. Jika dilihat, hasil dari penjumlahan tersebut nilainya akan lebih besar dari 255 dan nilainya pasti positif, oleh karena itu sebaiknya kita menggunakan tipe data unsigned int. Namun berbeda halnya jika saya ingin melakukan operasi pengurangan -5 - 300, jika dilihat hasilnya akan negatif maka selayaknyadigunakan variabel dengan tipe data int.
3. Tipe Data Bilangan Berkoma
Pada bahasa C terdapat dua buah tipe data yang berfungsi untuk menampung data yang berkoma. Tipe data tersebut adalah float dan double. Double lebih memiliki
panjang data yang lebih banyak dibandingkan float. Tipe data double dapat digunakan jika kita membutuhkan variabel yang dapat menampung tipe data berkoma yang bernilai besar.
2.5 Relay
2.5.1 Pengertian Relay dan Fungsinya
Pengertian Relay dan Fungsinya – 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 Kontak Saklar/Switch). Relay adalah komponen listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi medan elektromagnetis. Jika penghantar di aliri oleh arus listrik, maka disekitar penghantar tersebut timbul medan magnet. Medan magnet tersebut kemudian di induksikan ke logam. Relay relative merupakan alat elektromagnetik yang sederhana, dapat terdiri dari sebuah kumparan atau selenioda.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3.Switch Contact Point (Saklar) 4.
Spring
Gambar 2.5 Struktur Sederhana Relay Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
1. Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
2. Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.
Relay yang paling sederhana adalah relay elektromekaniks yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energy listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut :
1. Alat yang menggunakan gaya elekreomagnetik untuk menutup atau membuka kontak saklar.
2. Saklar yang digerakkan secara mekanis oleh daya atau energy listrik.
Sebagai komponen elektronika, relay mempunyai peran penting dalam sebuah system rangkaian elektronika dan rangkaian listrik untuk menggerakkan sebuah perangkat yang memerlukan arus besar tanpa terhuvung langsung dengan perangkat pengendali yang mempunyai arus kecil. Dengan demikian relay dapat berfungsi sebagai pengaman.
2.5.2 Dasar – Dasar Relay
Penemu relay pertama kali adalah Joseph Henry pada tahun 1835. Dalam pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan sebuah diode yang diparalel dengan lilitannya dan dipasang terbalik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya. Penggunaan relay perlu memperhatikan tegangan pengontrolannya serta kekuatan relay men-switch arus/tegangan. Biasanya ukurannya tertera pada body relay.
2.5.3 Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay
Beberapa fungsi Relay yang digunakan pada pembuatan alat ini diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :
1. Relay digunakan untuk menurunkan suhu 2. Relay digunakan untuk menaikkan kelembaban
2.5.4 Prinsip Kerja Relay
Relay merupakan komponen listrik yang memiliki prinsip kerja magnet dengan induksi listrik. Relay terdiri atas bagian-bagian utama sebagai berikut : 1. Coil atau Kumparan, merupakan gulungan kawat yang mendapat arus listrik
adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil.
2. Contact atau Penghubung adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil.
2.5.5 Cara Kerja
Cara kerja relay sangat sederhana. Cara kerja relay adalah apabila kita memberi tegangan pada kaki 1 dan kaki 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 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. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik.
2.6 Kipas Angin DC 12 Volt
Kipas angin dipergunakan untuk menghasilkan angin.Fungsi yang umum adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas).Kipas angin juga ditemukan di mesin penyedot debu dan berbagai ornamen untuk dekorasi ruangan.Kipas angin secara umum dibedakan atas kipas angin tradisional antara lain kipas angin tangan dan kipas angin listrik yang digerakkan menggunakan tenaga listrik. Perkembangan kipas angin semakin bervariasi baik dari segi ukuran, penempatan posisi, serta fungsi.Ukuran kipas angin mulai kipas angin mini (Kipas angin listrik yang dipegang tangan menggunakan energi baterai), kipas angin Kipas angin digunakan juga di dalam Unit CPU komputer seperti kipas angin untuk mendinginkan processor, kartu grafis, power supply dan Cassing.Kipas angin tersebut berfungsi untuk menjaga suhu udara agar tidak melewati batas suhu yang di tetapkan.Kipas angin yang digunakan pada percobaan ini adalah kipas angina DC 12 volt seperti yang terlihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 Kipas Angin 12 volt
2.7 Potensiometer
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor.Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.
Gambar 2.7 Potensiometer 2.7.1 Jenis-jenis Potensiometer
Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu :
1. Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.
2. Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut.
3. Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya.
Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.
2.7.2 Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer
Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya.Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive).Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon). Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).
2.7.3 Fungsi-fungsi Potensiometer
Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :
1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply 3. Sebagai Pembagi Tegangan
4. Aplikasi Switch TRIAC
5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser 6. Sebagai Pengendali Level Sinyal
2.8 IC Regulator 7805
Regulator ini menghasilkan tegangan output stabil 5 Volt dengan syarat tegangan input yang diberikan minimal 7-8 Volt (lebih besar dari tegangan output) sedangkan batas maksimal tegangan input yang diperbolehkan dapat dilihat pada datasheet IC 78XX karena jika tidak maka tegangan output yang dihasilkan tidak akan stabil atau kurang dari 5 Volt.
Gambar 2.8 IC Regulator 7805
2.8.1 Keunggulan IC Regulator 7805 :
Jika dibandingkan dengan regulator tegangan lain, seri 78XX ini mempunyai keunggulan di antaranya:
1. Untuk regulasi tegangan DC, tidak memerlukan komponen elektronik tambahan.
2. Aplikasi mudah dan hemat ruang
3. Memiliki proteksi terhadap overload (beban lebih), overheat (panas lebih), dan hubungsingkat
4. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 78XX tidak hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya.
2.8.2 Kekurangan IC Regulator 7805
Tegangan input harus lebih tinggi 2-3 Volt dari tegangan output sehingga IC 7805 kurang tepat jika digunakan untuk menstabilkan tegangan battery 6 Volt menjadi 5 Volt.Seperti halnya regulator linier lain, arus input sama dengan arus
output. Karena tegangan input harus lebih tinggi dari tegangan output maka akan terjadi terjadi panas pada IC regulator 7805 sehingga diperlukan heatsink (pendingin) yang cukup.
2.8.3 Cara kerja rangkaian IC Regulator 7805
Ketika switch (S1) ditutup (On), arus dari sumber DC 12 Volt akan mengalir menuju fuse (F1) yang berfungsi sebagai pengaman hubungsingkat, kemudian akan mengalir melalui dioda (D1) yang berfungsi sebagai pengaman polaritas.
Condensator C1 yang berfungsi sebagai filter dapat dihilangkan jika tegangan input merupakan tegangan DC stabil misalnya dari sumber battery (accu/aki).Setelah melalui IC 7805, tegangan akan diturunkan menjadi 5 Volt stabil. Fungsi C2 adalah sebagai filter terakhir yang berfungsi mengurangi noice (ripple tegangan) sedangkan LED1 yang dipasang seri dengan resistor (R1) berfungsi sebagai indikator.
2.8.4 FungsiRangkaian IC Regulator 7805
Rangkaian regulator ini dapat dipakai untuk menurunkan tegangan 12 Volt aki (accu) pada sebuah perangkat elektronika atau pada sebuah kendaran menjadi 5 Volt stabil.
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok
Sensor DHT11 akan membaca suhu dan kelembaban pada rumah kaca, kemudian akan mengirim sinyal informasi kepada mikrokontroler yang akan di kalkulasi dan ditampilkan suhu dan kelembabannya ke display LCD, kemudian mikrokontroler akan memutuskan apakah kipas akan dinyalakan jika suhu perlu diturunkan, dan kelembaban dinaikkan. Tiap tiap bagian dari rancangan alat ini dapat dilihat pada diagram blok alur sistem berikut :
Gambar 3.1blok alur system 3.1.1 Fungsi Masing-masing Diagram Blok
1. Sensor DHT11 berfungsi sebagai pengukur suhu dan kelembaban.
2. Mikrokontroler ATMega 328 berfungsi sebagai pemroses data.
3. LCD berfungsi sebagai tampilan suhu dan kelembaban pada rumah kaca.
4. Driver berfungsi sebagai penggerak (penguat tegangan).
5. Relay 1 berfungsi untuk mengaktifkan mist maker dan menaikkan kelembaban.
6. Relay 2 berfungsi untuk menghidupkan kipasdan menurunkan suhu.
7. Relay 3 berfungsi untuk menghidupkan Lampu.
8. Mist Maker berfungsi untuk menaikkan kelembaban.
9. Fan / Kipas 1 berfungsi untuk menurunkan suhu.
10.Fan / Kipas 2 berfungsi untuk menaikkan kelembaban.
FAN/
KIPAS 1 LCD
SENSOR DHT11
RELAY 1
RELAY 2 ATMEGA
328
MIST MAKER
FAN/
KIPAS 2
RELAY
3 LAMPU
DRIVER
DRIVER
DRIVER
3.2 Rangkaian Mikrokontroller ATMega 328
e Gambar 3.2 Rangkaiansystem minimum ATMEGA 32`8
Dari gambar 3.2, Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega 328.Semua program diisikan pada memori ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.Mikrokontroler ini diprogram dalam Bahasa C dengan bantuan software Arduino.Pada rancangan ini, Mikrokontroler tersebut berfungsi sebagai pengendali utama, yaitu untuk mengatur suhu dan kelembaban sesuai dengan keinginan.
3.3 Perancangan Rangkaian LCD ( Liquid Crystal Display )
Gambar 3.3 Blok Diagram LCD 16x2
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu display dari bahan cairan keistal yang pengopersiannya menggunakan system dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari alat-alat elektronika, seperti kalkulator, multimeter digital, ham digital, dan sebagainya. Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2.LCD 16x2 sebagai modul output untuk penampil hasil dari pengukuran suhu dan kelembaban. Menggunakan Port C pada Mikrokontroller ATMega 328 yang digunakan sebagai pemroses data.
M I K R O K O N T R O L E R
LCD
Gambar 3.4 Rangkaian Skematik LCD 16x2
Display LCD 2x16 berfungsi sebagai penampil nilai yang terukur oleh alat.
LCD yang digunakan pada alat ini mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD Character 2x16, dengan 16 pin konektor, yang didifinisikan sebagai berikut:
Gambar 3.5 LCD Character 16 x 2
Modul LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua teks yang kita tuliskan ke modul LCD akan disimpan didalam memory ini, dan modul LCD secara berturutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke modul LCD itu sendiri.
Gambar 3.6 Peta Memory LCD character 2x16
Pada peta memori diatas, daerah yang berwarna biru (00 s/d 0F dan 40 s/d 4F) adalah display yang tampak. Jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris dengan dua baris.Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi dari layar.Dengan demikian dapat dilihat karakter pertama yang berada pada posisi baris pertama menempati alamat 00h dan karakter kedua yang berada pada posisi baris kedua menempati alamat 40h. Agar dapat menampilkan karakter pada display maka posisi kursor harus terlebih dahulu diset. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h dengan demikian untuk menampilkan karakter, nilai yang terdapat pada memory harus ditambahkan dengan 80h.
3.4 Sensor DHT11
DHT11 adalah sensor Suhu dan Kelembaban, dia memiliki keluaran sinyal digital yang dikalibrasi dengan sensor suhu dan kelembaban yang kompleks.Teknologi ini memastikan keandalan tinggi dan sangat baik stabilitasnya dalam jangka panjang.mikrokontrolerterhubung pada kinerja tinggi sebesar 8 bit.Setiap sensor DHT11 memiliki fitur kalibrasi sangat akurat dari kelembaban ruang kalibrasi.
Koefisien kalibrasi yang disimpan dalam memori program OTP, sensor kalibrasi.
Sistem antarmuka tunggal-kabel serial terintegrasi untuk menjadi cepat dan mudah.Kecil ukuran, daya rendah, sinyal transmisi jarak hingga 20 meter, sehingga berbagai aplikasi dan bahkan aplikasi yang paling menuntut. Produk ini 4-pin pin baris paket tunggal. Koneksi nyaman, paket khusus dapat diberikan sesuai dengan kebutuhan pengguna.
Gambar 3.6Sensor DHT 11
3.5.1 Rangkaian Sensor DHT11
Sensor ini dilengkapi dengan tiga kabel: merah (ke vcc), biru (ke pin 2) dan hitam (ground). Apabila terjadi perubahan suhu dan kelembaban pada daerah sekitar sensor DHT11 , maka tegangan output yang diberikan oleh sensor DHT11 akan mengalami perubahan yang linear sehingga apabila dilakukan kalibrasi yang tepat nilai dari suhu dan kelembaban disekitar sensor dapat diketahui.
Gambar 3.7Blok Diagram Sensor DHT11
M I K R O K O N T R O L E R
DHT11
Gambar 3.8 Rangkaian Sensor DHT11
DHT11 sebagai input untuk pengukuran suhu dan kelembaban. Menggunakan Port PC0/PCINT8 pada Mikrokontroler ATMega 328 yang digunakan sebagai pemroses data.
Gambar 3.9 Rangkaian Skematik Sensor DHT11
DHT11 merupakan sensor dengan kalibrasi sinyal digital yang mampu memberikan informasi suhu dan kelembaban. Sensor ini tergolong komponen yang memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik. Sensor dengan kualitas terbaik, respon pembacaan yang cepat, dan kemampuan anti-interference.DHT11 memiliki fitur kalibrasi yang sangat akurat. Koefisien kalibrasi ini disimpan dalam OTP program memory, sehinnga ketika internal sensor mendeteksi sesuatu, maka sensor ini membaca koefisien sensor tersebut. Ukuranya sangat kecil, dengan transmisi sinyal hingga 20 meter, membuat produk ini cocok digunakan untuk banyak aplikasi-aplikasi pengukuran suhu dan kelembaban.
3.5 Kipas Angin ( Fan ) 12 Volt
Kipas angina atau Fan dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi yang umum adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas). Kipas angin juga ditemukan di mesin penyedot debu dan berbagai ornamen untuk dekorasi ruangan.
Kipas angin secara umum dibedakan atas kipas angin tradisional antara lain kipas angin tangan dan kipas angin listrik yang digerakkan menggunakan tenaga listrik.
Perkembangan kipas angin semakin bervariasi baik dari segi ukuran, penempatan posisi, serta fungsi. Ukuran kipas angin mulai kipas angin mini (Kipas angin listrik yang dipegang tangan menggunakan energi baterai), kipas angin Kipas angin digunakan juga di dalam Unit CPU komputer seperti kipas angin untuk mendinginkan processor, kartu grafis, power supply dan Cassing.Kipas angin tersebut berfungsi untuk menjaga suhu udara agar tidak melewati batas suhu yang di tetapkan. Kipas angin yang digunakan pada percobaan ini adalah kipas angina DC 12 volt seperti yang terlihat pada gambar 3.10
Gambar 3.10 Kipas Angin (Fan) 12 volt
3.5.1 Rangkaian Kipas Angin ( Fan )
Kipas Angin ( Fan ) berfungsi untuk menurunkan suhu dan menaikkan kelembaban pada rumah kaca.
Gambar 3.11 Kipas Angin ( Fan ) 12 volt
3.6 Therminal Connector
Therminal Connector berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan Mist Maker dan untuk menghubungkan Mist Maker dengan Relay.
Gambar 3.12 Therminal Connector
3.7 Mist Maker
Gambar 3.13 Mist Maker
3.9.1 Rangkaian Mist Maker
Gambar 3.14 Rangkaian Mist Maker
Mist Maker berfungsi untuk menaikkan kelembaban, pada percobaan ini, mist maker digunakan untuk menambah tingkat kelembaban udara didalam rumah kaca, karena biasanya tumbuhan memerlukan kelembaban yang tinggi, sekitar 80%.
3.10 Rangkaian Keseluruhan
Dibawah ini merupakan rangkaian keseluruhan pengendali suhu dan kelembaban pada rumah kaca menggunakan sensor dht11 berbasismikrokontroller atmega 328.
Gambar 3.15 Rangkaian Keseluruhan
3.11 Flowchart
Tidak
Tidak
Gambar 3.16 Flowchart Pengendali Suhu dan Kelembaban Pada Rumah Kaca START
SET AWAL
READ SENSOR
IF SUHU
> SET KALKULASI
SENSOR
TAMPILAN LCD KIPAS NON AKTIF LAMPU
AKTIF
SELESAI
KIPAS AKTIF
& LAMPU NON AKTIF
IF RH>
SET Yes
MIST MAKER AKTIF
MIST MAKER NON AKTIF
Yes
BAB IV
PENGUJIAN DAN HASIL
4.1 Pengujian Mikrokontroler ATMEGA 328
Pengujian sistem Mikrokontroler ATMega 328 dilakukan dengan memprogram sistem ATMega 328.Pengujian sistem ATMega 328 ini memastikan bahwa sistem atmega 328 yang digunakan pada penelitian ini tidak rusak.Sehingga program yang dibuat pada mikrokontroler mampu untuk mengendalikan suhu dan kelembaban pada rumah kaca seperti yang diharapkan. Pengujian mikrokontroler dapat dilakukan dengan membuat rangkaian seperti gambar 4.1 lalu menghubungkan rangkaian ke komputer via USB dan memasukan program awal seperti berikut :
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian Mikrokontroler ATmega 328P
Hasil yang di tampilkan pada pengujian rangkaian diatas Led akan menyala secara periodik setiap 1 detik.
4.2 Sensor DHT11
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah sensor ini sudah terhubung dengan rangkaian atmega 328 dan untuk mengetahui apakah sensor bekerja sesuai fungsinya.Pengujian sensor dilakukan dengan memasukkan program dibawah ini kemudian hasil output speed sensor akan di baca oleh mikrokontroller dan data dibaca melalui monitoring port pada laptop. Berikut adalah program yang di upload pada mikrokontroller.
//
// FILE: dht11_test1.pde
// PURPOSE: DHT11 library test sketch for Arduino //
#include <dht11.h>
dht11 DHT;
#define DHT11_PIN 12
void setup(){
Serial.begin(9600);
Serial.println("DHT TEST PROGRAM ");
Serial.print("LIBRARY VERSION: ");
Serial.println(DHT11LIB_VERSION);
Serial.println();
Serial.println("Type,\tstatus,\tHumidity (%),\tTemperature (C)");
}
void loop(){
int chk;
Serial.print("DHT11, \t");
chk = DHT.read(DHT11_PIN); // READ DATA switch (chk){
case DHTLIB_OK:
Serial.print("OK,\t");
break;
case DHTLIB_ERROR_CHECKSUM:
Serial.print("Checksum error,\t");
break;
case DHTLIB_ERROR_TIMEOUT:
Serial.print("Time out error,\t");
break;
default:
Serial.print("Unknown error,\t");
break;
}
// DISPLAT DATA
Serial.print(DHT.humidity,1);
Serial.print(",\t");
Serial.println(DHT.temperature,1);
delay(1000);
}
4.3 Pengujian LCD
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD 16 x 2 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan.LCD dihubungkan langsung ke Port D dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN,RW dan RS: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data.
Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low
“0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin
RW selalu diberi logika low ( 0 ) Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program
yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut :
//YWROBOT
//Compatible with the Arduino IDE 1.0 //Library version:1.1
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
void setup() {
lcd.init(); // initialize the lcd lcd.init();
// Print a message to the LCD.
lcd.backlight();
lcd.setCursor(3,0);
lcd.print("Hello, world!");
lcd.setCursor(2,1);
lcd.print("Ywrobot Arduino!");
lcd.setCursor(0,2);
lcd.print("Arduino LCM IIC 2004");
lcd.setCursor(2,3);
lcd.print("Power By Ec-yuan!");
}
void loop() {
}
Hasil yang di tampilkan pada layar LCD adalah sebagai berikut :
Gambar 4.2 Hasil Pengujian LCD display
Program di atas akan menampilkan “Hello, world ! 5171” pada display LCD 16x2. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan suhu dan kelembaban pada rumah kaca.
4.4 PengujianKeypad
Pengujian keypad dilakukan untuk mengetahui keypad dapat bekerja dengan baik.
Untuk pengujian keypad dapat menggunakan program sebagai berikut:
if (key=='A'){
lcd.clear();
lcd.print("Setting set RH");
delay(1000);
lcd.clear();
lcd.print("SP= ");
lcd.write(1);
lcd.blink();
lcd.setCursor(3,0);
byte kursor=3;
byte selesai=1;
do{
key=customKeypad.getKey();
if(key != NO_KEY){
if (key!='A' && key!='B' && kursor<5){
lcd.print(key);
key=key-48;
SPkeypad=SPkeypad*10;
SPkeypad=SPkeypad+key;
kursor++;
lcd.setCursor(kursor,0);
}else if (key=='B' && kursor==5){
selesai=0;
} }
if(kursor==5){
lcd.noBlink();
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Save tekan B");
} }
while(selesai);
setPointRH = SPkeypad;
SPkeypad = 0;
f_awal=0;
lcd.clear();
lcd.print("Set point OK!");
delay(1000);
lcd.clear();
} } }
4.5 Pengujian Kipas ( Fan )
Pengujian kipas (fan) dilakukan untuk mengetahui kipas (fan) dapat bekerja dengan baik. Pada rangkaian kipas (fan) memerlukan sebuah transistor untuk swiching (saklar).Uuntuk pengujian Kipas (fan) dapat menggunakan program sebagai berikut:
int kipas = 13;
int uap = 10;
digitalWrite(kipas,HIGH);
f_awal=1;
}
if(setPoint>=suhu){
digitalWrite(kipas,LOW);
}
if((setPointRH-1)<lembab){
digitalWrite(uap,HIGH);
f_awal==1;
}
if( setPointRH>=lembab) {
digitalWrite(uap,LOW);
}
delay(1000);
4.6 Pengujian Catu Daya
Pengujian catu daya dilakukan untuk mengetahui catu daya dapat bekerja dengan baik. Untuk supply daya pada alat ini digunakan IC Regulator 7805. IC Regulator 7805 dengan tegangan masukan sebesar 12 Volt tegangan keluaran 5 Volt dihubungkan ke Mikrokontroller ATMega 328.Apabila rangkaian aktif (arus mengalir pada rangkaian alat) maka IC Regulator 7805 berhasil memberi masukan tegangan kedalam alat ini.
4.6 Program Keseluruhan
#include <dht11.h>
#include <Wire.h>
//#include <LCD.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Keypad.h>
#define DHT11_PIN 12
int kipas = 13;
int uap = 10;
const byte ROWS = 4; //four rows const byte COLS = 4; //four columns
//define the cymbols on the buttons of the keypads char hexaKeys[ROWS][COLS] = {
{'1','2','3','A'}, {'4','5','6','B'}, {'7','8','9','C'}, {'*','0','#','D'}
};
byte rowPins[ROWS] = {9, 8, 7, 6}; //connect to the row pinouts of the keypad byte colPins[COLS] = {5, 4, 3, 2}; //connect to the column pinouts of the keypad Keypad customKeypad = Keypad( makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // 0x27 = alamat I2C modul dht11 DHT;
int setsuhu;
int setrh;
const int lampu = A0;
char key;
char keyRH;
byte SPkeypad;
byte SPkeypadRH;
byte T,setPoint;
byte RH,setPointRH;
byte setSP,setSPRH, f_awal,f_awalRH;
byte temp;
byte ctr;
void setup() { Serial.begin(9600);
lcd.init();
lcd.begin (16,2); // LCD 16x2 //lcd.setBacklightPin(3,POSITIVE);
lcd.setBacklight(HIGH);
lcd.clear();
lcd.setCursor (2,0);
lcd.print("KONTROL SUHU");
lcd.setCursor (1,1);
lcd.print("DAN KELEMBABAN");
pinMode(kipas, OUTPUT);
pinMode(uap, OUTPUT);
pinMode(lampu, OUTPUT);
digitalWrite(kipas,LOW);
digitalWrite(uap,HIGH);
digitalWrite(lampu,HIGH);
delay(3000);
}
void loop() { // READ DATA)
int chk = DHT.read(DHT11_PIN);
lcd.clear();
lcd.home (); // set cursor to 0,0 lcd.print("T :");
lcd.setCursor (3,0);
lcd.print(DHT.temperature, 1);
lcd.setCursor (0,1);
lcd.print("RH:");
lcd.setCursor (3,1);
lcd.print(DHT.humidity, 1);
lcd.setCursor (9,0);
lcd.print("ST :");
lcd.setCursor (13,0);
lcd.print(setPoint);
lcd.setCursor (9,1);
lcd.print("SRH:");
lcd.setCursor (13,1);
lcd.print(setPointRH);
//delay(2000);
int suhu = (DHT.temperature);
int lembab = (DHT.humidity);
if((setPoint) < suhu || f_awal==0){
digitalWrite(kipas,HIGH);
digitalWrite(lampu,HIGH);
f_awal=1;
}
if((setPoint - 2) >= suhu){
digitalWrite(kipas,LOW);
digitalWrite(lampu,LOW);
}
if((setPointRH) < lembab){
digitalWrite(uap,HIGH);
f_awal==1;
}
if((setPointRH - 2) >= lembab){
digitalWrite(uap,LOW);
}
delay(1000);
bacaKeypad();
}
void bacaKeypad(){
char key=customKeypad.getKey();
if(key != NO_KEY){
if (key=='*'){
lcd.clear();
lcd.print("Seting Set Suhu");
delay(1000);
lcd.clear();
lcd.print("SP= ");
lcd.write(1);
lcd.print("C ");
lcd.blink();
lcd.setCursor(3,0);
byte kursor=3;
byte selesai=1;
do{
key=customKeypad.getKey();
if(key != NO_KEY){
if (key!='*' && key!='#' && kursor<5){
lcd.print(key);
key=key-48;
SPkeypad=SPkeypad*10;
SPkeypad=SPkeypad+key;
kursor++;
lcd.setCursor(kursor,0);
}else if (key=='#' && kursor==5){
selesai=0;
} }
if(kursor==5){
lcd.noBlink();
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Save tekan #");
} }
while(selesai);
setPoint = SPkeypad;
SPkeypad = 0;
f_awal=0;
lcd.clear();
lcd.print("Set point OK!");
delay(1000);
lcd.clear();
}
if (key=='A'){
lcd.clear();
lcd.print("Setting set RH");
delay(1000);
lcd.clear();
lcd.print("SP= ");
lcd.write(1);
lcd.blink();
lcd.setCursor(3,0);
byte kursor=3;
byte selesai=1;
do{
key=customKeypad.getKey();
if(key != NO_KEY){
if (key!='A' && key!='B' && kursor<5){
lcd.print(key);
key=key-48;
SPkeypad=SPkeypad*10;
SPkeypad=SPkeypad+key;
kursor++;
lcd.setCursor(kursor,0);
}else if (key=='B' && kursor==5){
selesai=0;
} }
if(kursor==5){
lcd.noBlink();
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Save tekan B");
} }
while(selesai);
setPointRH = SPkeypad;
SPkeypad = 0;
f_awal=0;
lcd.clear();
lcd.print("Set point OK!");
delay(1000);
lcd.clear();
} } }
4.7 PENGAMBILAN DATA
No. Suhu Ruangan
Kelembaban Ruangan
Suhu Set
Kelembaban Set
Thermometer Ralat
1. 28 ℃ 58 % 30 ℃ 60 % 31 ℃ 1 ℃
2. 31 ℃ 61 % 32 ℃ 64 % 33 ℃ 1 ℃
3. 31 ℃ 61 % 35 ℃ 65 % 34 ℃ 1 ℃
4. 31 ℃ 60 % 30 ℃ 58 % 32 ℃ 2 ℃
5. 34 ℃ 60 % 32 ℃ 61 % 34 ℃ 2 ℃
4.8 Grafik Data
0 10 20 30 40 50 60 70
1 2 3 4 5
KELEMBABAN
SKALA
suhu kelembaban
4.9 Gambar Percobaan
4.9.1 Gambar Keseluruhan Alat
4.9.2GambarPada Saat Pengujian Alat
4.9.3 Hasil Pengujian Tampilan LCD
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5. 1 KESIMPULAN
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Telah berhasil dirancang sebuah alat yang dapat mengendalikan suhu dan kelembaban pada rumah kaca berbasis Mikrokontroller ATMega 328.
2. Sensor suhu dan kelembaban DHT11 dapat bekerja dengan baik pada desain implementasi pengendali suhu dan kelembaban pada rumah kaca Mikrokontroller ATMega 328, hal ini dikarenakan sensor suhu dan kelembaban dihubungkan ke mikrokontroller mampu mengendalikan suhu dan kelembaban pada rumah kaca.
3. Berdasarkan uji coba diperoleh besar ralat 1 ℃ sampai 2 ℃ .
5.2 SARAN
Dari hasil Proyek Akhir ini masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan untuk pengembangan lebih lanjut. Oleh karenanya penulis merasa perlu untuk memberi saran-saran sebagai berikut:
1. Sebaiknya ditambahkan pemanas pada miniatur rumah kaca yang lebih besar agar dapat menaikkan suhu dan kelembaban dengan cepat.
2. Sebaiknya alat ini dapat dikembangkan untuk lebih baik lagi dan dapat menjadi pendorong kemajuan teknologi rumah kaca.
DAFTAR PUSTAKA
Ajie,”Mengukur Suhu dan Kelembaban Udara dengan Sensor DHT11 dan Arduino”.Saptaaji, 2016
Kadir, Abdul.”Buku Pintar Pemrogaman Arduino”.Yogyakarta:MediaKom, 2015.
Sumardi,” MIKROKONTROLER belajar AVR mulai dari nol”. Edisi pertama .Yogyakarta: Graha Ilmu, 2013..
Supriyatna, T. “Belajar Mudah Merangkai Rangkaian Elektronika”.: Kata Pena, 2013.
Tirtamiharja, Samuel.H. “Elektronika Digital”.Yogyakarta: Penerbit ANDI, 1996.
www.digi-ware.com/file/AN-10.pdf,DataSheetRelay.10/05/2011
Diakses Pada : 20 April 2018
http://teknikelektronika.com/pengertian-fungsi-potensiometer/
Diakses Pada : 20 April 2018
http://www.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-42735-8-bit-AVR- Microcontroller-ATmega328-328P_Summary.pdf
Diakses Pada : 20 April 2018
https://www.scribd.com/document/365359892/dht-11
Diakses Pada : 20 April 2018
LAMPIRAN
Rangkaian Keseluruhan
Dibawah ini merupakan rangkaian keseluruhan pengendali suhu dan kelembaban pada rumah kaca menggunakan sensor dht11 berbasismikrokontroller atmega 328.
Gambar Rangkaian Keseluruhan
Gambar Keseluruhan Alat
