SIMULASI IRIGASI SAWAH OTOMATIS BERBASIS
MIKRO KONTROLER
Ahmad
Teknik Informatika STMIK Dipanegara Makassar
Jalan Perintis Kemerdekaan Km. 9, telp.(0411)587194 Fax.(0411)588284 Makassar
ahmadjabbareng@gmail.com
ABSTRAK
Pengairan merupakan salah satu faktor yang penting dalam pertanian. Sistem irigasi konvensional dengan buka atau tutup pintu irigasi manual yang banyak digunakan saat ini, terlalu banyak waktu dan tenaga yang tersita untuk mengairi sawah. Apa lagi jika kondisi cuaca tidak menentu, dapat juga mempengaruhi pasokan air. Karenanya dibutuhkan sebuah alat yang dapat membantu meringankan pekerjaan para petani dalam mengairi sawahnya agar pasokan air tetap tercukupi setiap saat sesuai kebutuhan. Penelitian ini bertujuan membuat suatu alat simulasi berbasis mikrokontroler yang dapat memberikan gambaran dari proses pengairan secara otomatis.Metode yang digunakan ialah rancang bangun kelak dapat dikembangkan menjadi alat yang sesungguhnya yang bisa membantu dan memberi kemudahan bagi para petani untuk mengontrol saluran air irigasi untuk mengairi sawah mereka. Diharapkan dengan adanya alat ini dapat meringankan pekerjaan dari petani bagaimana mengontrol pintu air irigasi secara otomatis sehingga air pada saluran irigasi dapat selalu mencukupi pasokan air untuk sawah. Hasil output perancangan berupa pergerakan motor Direct Current (DC) yang berfungsi untuk menggerakkan pintu saluran irigasi dan sensor elektroda sebagai input untuk mendeteksi air pada saluran primer dan sekunder.
Kata kunci : Mikrokontroler, Sensor Elektroda, Irigasi
ABSTRACT
Irrigation is one of the important factors in agriculture.Conventional irrigation systems with open or closed manual irrigation doors are widely used today, too much time and energy is consumed to irrigate the fields. What's more if the weather conditions are uncertain, it can also affect the water supply. Therefore needed a tool that can help alleviate the work of farmers in irrigating rice fields so that the water supply remains sufficient at any time as needed. This research aims to create a microcontroller based simulation controller that can provide an overview of the irrigation process automatically. The method used is research and development. The future can be developed into a real controller that can help and provide convenience for farmers to control irrigation water channels to irrigate their fields . It is hoped that this tool can ease the work of farmers how to control the irrigation water gates automatically so that water in the irrigati on can always supply water for the rice fields. The design output results in the movement of Direct Current (DC) motors which act to drive the irrigation channel and electrode sensor as inputs to detect wat er in the primary and secondary channels.
Keywords : Microcontroller, Electrode Sensor, Irrigation.
1. PENDAHULUAN
Seiring perkembangan teknologi informasi dan elektronika saat ini yang mencakup segala aspek kehidupan, tidak menutup kemungkinan perkembangan teknologi dalam dunia pertanian juga semakin berkembang. Namun, untuk saat ini alat maupun teknik yang ada di dunia pertanian masih ada yang sederhana dalam hal pengunaannya. Sebagai contohnya sistem pengairan pada sawah yang masih manual. Alat yang dirancang merupakana simulasi. Simulasi adalah proses implementasi model menjadi program komputer (software) atau rangkaian elektronik dan mengeksekusi software tersebut sedemikian rupah sehingga perilakunya menirukan atau menyerupai sistem nyata (Sridadi,2010 ). Mikrokontroler merupakan otak dari rangkaian. Fungsi utama mikrokontroler sebagai sistem kontrol rangkaian. Mikrokontroler
menggunakan tegangan DC dengan batas tegangan maksimal 5 volt, tetapi dapat digunakan untuk mengontrol perangkat – perangkat elektronik yang memiliki tegangan yang lebih tinggi(Arifianto, 2011 ). Sensor elektroda sebagai saklar . Prinsip kerja dari rangkaian ini adalah, dimana pada saat air mengenai sensor elektroda, air akan bertindak sebagai penghubung antara sensor sehingga jalur yang diputus akan disambungkan oleh air(Astuti, 2011 ), (Setiawan, 2011 ).
Motor yang menggerakkan penutup pintu air irigasi (menutup/membuka) adalah motor DC. Motor arus searah (motorDC) merupakan salah satu jenis motor listrik yang bergerak dengan menggunakan arus searah (Irsal, 2017)
Dalam pengolahannya, pengairan merupakan salah satu faktor yang penting. Sistem irigasi konvensional yang banyak digunakan saat ini, terlalu banyak waktu dan tenaga yang tersita untuk mengairi sawah karena dilakukan secara manual. Apa lagi kondisi cuaca saat ini yang tidak menentu, dapat juga mempengaruhi pemasokan air. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah alat yang dapat membantu meringankan pekerjaan para petani dalam hal mengairi sawahnya agar pasokan air tetap dapat tercukupi setiap saat sesuai dengan kebutuhan.
Berdasarkan permasalahan di atas maka dapat disimpulkan bahwa petani yang mempunyai sawah harus selalu mengecek setiap saat kondisi air pada saluran irigasi jika ingin mengairi sawah mereka.
2. METODE PENELITIAN
a. Metode Eksperimental dan Comperative Testing, yaitu melakukan perancangan sistem, kemudian melakukan pengujian pada sistem yang dibangun dan dibandingkan antara hasil pengujian dengan sistem yang diharapkan (Ahmad, 2017).
b. Library research, yaitu penelitian yang dilakukan dengan cara membaca buku dan referensireferensi lainnya untuk memperoleh pengetahuan dan landasan teori yang berhubungan dengan permasalahan yang dibahas (Ahmad, 2017)
Langkah-langkah perancangan, yaitu :
a. Studi Literatur; langkah awal dari proses suatu perancangan adalah studi literatur, hal ini berguna sebagai landasan teori penelitian, baik itu dalam proses perancangan awal hingga proses penyelesaian akhir. Studi literatur berguna dalam pemahaman spesifikasi cara kerja alat.
b. Perancangan Perangkat Keras; untuk mendukung rancangan system kontrol iniagar dapat berfungsi secara maksimal, maka diperlukan teknologi yang dapat mendukung pengontrolan secara maksimal dan memadai. Dalam implementasi perancangan system kontrol, konfigurasi / spesifikasi alat dan bahan.
c. Perancangan Perangkat Lunak; Spesifikasi perangkat lunak: 1) Sistem operasi yang digunakan pada saat merancang program adalah Windows7. 2) Bahasa pemrograman yang digunakan pada perancangan sistem adalah bahasa C, pemilihan bahasa C dalam perancangan sistem ini karena kemudahan pengaksesan port secara langsung dan merupakan salah satu bahasa pemrograman yang terstruktur, banyak fungsi-fungsi pada bahasa C yang memberi kemudahan. 3) Penggunaan aplikasi CodeVisionAVR karena mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program dapat dilakukan menggunakan compiler yang di sediakan oleh CodeVisionAVR.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan alat ini menggunakan beberapa rangkaian untuk menjadi sebuah alat sehingga alat yang dirancang dapat bekerja secara optimal.
3.1 Perancangan
Langkah-langkah perancangan ini dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu : a. Studi literatur
b. Pembuatan diagram blok rangkaian c. Perancangan mekanik
d. Perancangan perangkat keras (Elektronika) e. Perancangan perangkat lunak (Program) f. Pengujian
3.2 Studi Literatur
Langkah awal dari proses suatu perancangan adalah studi literatur, hal ini berguna sebagai landasan teori penelitian, baik itu dalam proses perencanaan awal hingga proses penyelesaian akhir. Studi literatur berguna dalam pemahaman spesifikasi cara kerja dari alat secara keseluruhan. Untuk memudahkan perancangan secara keseluruhan, maka dibuat blok diagram keterhubungan antara perangkat keras dan perangkat lunak pada sistem ini diperlihatkan pada gambar berikut ini :
Gambar 3.1
Blok Diagram Pengontrolan simulasi irigasi sawah otomatis 3.3 Perancangan Mekanik
Perancangan mekanik dalam perancangan irigasi sawah otomatis ini sangat penting, dengan perancangan mekanik yang tepat memberikan gambaran dalam proses kinerja motor DC (motor dirrect current) dalam melakukan tugasnya. Sesuai dengan pembahasan sebelumnya bahwa rancangan mekanik simulasi irigasi sawah otomatis ini memiliki sistem otomatis dimana pengaturannya menggunakan mikrokontroler. Berikut gambar rancangan mekanik simulasi irigasi sawahotomatis.
Gambar 3.2
3.4 Rangkaian Regulator
Rangkaian ini berfungsi untuk mengubah tegangan yang dihasilkan dari catu daya menjadi tegangan rendah sesuai dengan jumlah tegangan yang akan dibutuhkan rangkaian lain.
Gambar 3.3 Rangkaian Regulator
3.5 Rangkaian Sensor Elektroda
Prinsip kerja dari rangkaian sensor Elektroda adalah, dimana pada saat air mengenai sensor elektroda, air akan bertindak sebagai penghubung antara sensor sehingga jalur yang diputus akan disambungkan oleh air. Air termasuk kedalam cairan elektrolit yaitu cairan yang dapat menghantarkan arus listrik, meskipun sangat kecil dan proses ini akan menyebabkan keadaan aktif yang akan menghasilkan tegangan dan tegangan inilah yang akan dikirim oleh sensor ke mikrokontroler kemudian mikrokontroler menjalankan perintah yang telah dirancang.
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Elektroda 3.6 Rangkaian Minimum System Mikrokontroler
Rangkaian ini berfungsi untuk mengelola data yang diterima dari komparator kemudian memberikan keluaran yang sesuai dengan kondisi data yang masuk dengan program yang telah dibuat dan diisikan didalamnya.
Gambar 3.5
Rangkaian minimum system Mikrokontroler 3.7 Rangkaian Driver Motor
Rangkaian ini berfungsi untuk menjalankan perintah data yang diterima Driver mikrokontroler dan kemudian melanjutkannya pada motor DC yang hendak dikontrol. Dimana kondisi motor Dc akan mengalami dua kondisi yaitu berotasi sesuai arah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Berikut skema rangkaiannya.
Gambar 3.6
Skema Rangkaian Driver Motor 3.8 Perancangan Perangkat Lunak
Untuk perancangan perangkat lunaknya yang telah dibuat dalam bentuk Flowchart dapat di lihat pada lampiran. Untuk perancangan perangkat lunak yang telah dibuat mengunakan Aplikasi CAVR yaitu program untuk simulasi irigasi sawah ada pada lampiran.
3.9 Pengujian Perangkat Keras
Pengujian perangkat keras dilakukan apabila rangkaian elektronika telah selesai. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur tegangan keluaran dari rangkaian. Pengujian ini penting untuk mengetahui apakah rangkaian yang dirancang dapat bekerja sesuai tujuan. Selain itu juga untuk mengetahui ada tidaknya salah satu komponen yang rusak. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Avometer (Multimeter). Untuk tahap pengujiannya sebagai berikut
a. Semua komponen dialiri tegangan yang sesuai dengan kebutuhannya.
b. Program yang diinputkan pada mikrokontroler memerintahkan alat untuk bekerja sebagai pendeteksi air pada simulasi irigasi sawah otomatis .
c. Jika kondisi tersebut belum sesuai dengan yang dikehendaki maka akan dilakukan pengecekan dan penyetingan ulang pada mekanik dan program yang diinputkan pada mikrokontroler
d. Pengujian dilakukan hingga kondisi yang diharapkan sesuai.
Pengujian alat dilakukan apabila rangkaian elektronika dan perangkat lunak telah selesai. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah alat yang dirancang dapat bekerja sesuai kehendak. Selain itu juga untuk mengetahui apakah perangkat keras dan perangkat lunak telah terkoneksi dengan baik. Untuk tahap pengujiannya sebagai berikut :
Tabel 3.1 Hasil Pengujian Alat
Tabel 3.2 Pengujian Sens or Elektroda
Jenis Air Keterangan
Aktif Tidak Air Jernih Ya Air Alkohol Ya Air Gula Ya Air Kotor Ya Air Garam Ya Air Lumpur Ya Air Sabun Ya
Pada tabel 3.2 pengujian sensor elektroda menggunakan beberapa jenis air yang berbeda dengan tujuan untuk mengetahui apakah sensor dapat bekerja dengan baik pada setiap jenis air yang berbeda. Dari hasil
pengujian sensor, ada beberapa jenis air yang t ernyata tidak dapat menghantarkan listrik karena di sebabkan oleh tidak adanya proses ionisasi (terurai menjadi ion positif dan ion negatif) sehingga walaupun sensor terkena air, sensor tetap tidak aktif sehingga tidak ada data inputan yang bisa terkirim ke mikrokontroler untuk di proses.
4. PENUTUP
Berdasarkan hasil perancangan, pembahasan dan pengujian, disimpulkan bahwa alat simulasi irigasi sawah otomatis yang telah dirancang dan dibuat dapat berfungsi sesuai yang diharapkan. Sensor elektroda yang digunakan hanya bisa aktif pada air yang mengalami proses ionisasi. Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa konstruksi mekanik yang digunakan tidak presisi.
5. DAFTAR PUSTAKA
[1]. Ahmad, 2017, Ayunan Bayi Otomatis Berbasis Arduino Uno dan Smartphone, Prosidings SMDI 125 November 2017, p-ISSN:2598-4969 e-ISSN:2598-5191
[2]. Arifianto, Deni, 2011, “Kumpulan Rangkaian Elektronika Sederhana”, Surabaya, Kawan Pus taka. [3]. As tuti ,Budi, 2011,”Pengantar Teknik Elektro”,Yogjakarta, Graha Ilmu.
[4]. Irsal dkk, 2017, Sistem Informasi Real Time Lokasi Kebakaran Menggunakan Mokrokontroler Berbasis GPS-GPRS dan Android, Prosidings SMDI 1 25 November 2017, ISSN:25984969 p-ISSN:2598-5191.
[5]. Setiawan, Afrie, 2011, “20 Aplikas i Mikrokontroler ATMEGA8535 dan ATMEGA16 menggunakan Bascom-AVR”, Yogyakarta, Penerbit Andi.
