SISTEM PENYIRAM AIR OTOMATIS MENGGUNAKAN
SENSOR SOIL MOUISTURE BERBASIS
MIKROKONTROLER
ATMEGA 328 DENGANCOMPILER
ARDUINO NANO
SKRIPSI
NURIL AKHYAR
140821020
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
MEDAN
2016
SISTEM PENYIRAM AIR OTOMATIS MENGGUNAKAN
SENSOR SOIL MOUISTURE BERBASIS
MIKROKONTROLER
ATMEGA 328 DENGAN COMPILER
ARDUINO NANO
SKRIPSI
Diajukan Untuk Melengkapai Tugas dan Memenuhi Syarat
Mencapai Gelar Sarjana Sains
NURIL AKHYAR
140821020
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
PERSETUJUAN
Judul : Sistem Penyiram Air Otomatis Menggunakan
Sensor Soil Mouisture Berbasis Mikrokontroler ATMega 328 Dengan Compiler Arduino Nano
Kategori : Skripsi
Nama : Nuril Akhyar
Nomor Induk Mahasiswa : 140821020
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juli 2016
Pembimbing I Pembimbing II
Dr.Marhaposan Situmorang Junedi Ginting, S. Si, M. Si
NIP.195510301980031003 NIP.197306222003121001
Diketahui/disetuji oleh
Ketua,
Dr.Marhaposan Situmorang
NIP.195510301980031003
PERNYATAAN
SISTEM PENYIRAM AIR OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR SOIL MOUISTURE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328
DENGANCOMPILERARDUINO NANO
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi iniadalah karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2016
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirabbil’alamiin, puji dan syukur kepada Allah SWT, atas segala nikmat, karunia dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini dengan judul Perancangan Kontrol Pencahayaan Pada Ruang Baca Berbasis Mikrokontroler Arduino dan Sensor Cahaya. Shalawat dan salam kepada junjungan kita Rasulullah Muhammad SAW, semoga kita mendapatkan syafa’atnya dikemudian hari kelak. Aamiin.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan rasa hormat maupun ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya skripsi ini. Terimakasih penulis ucapkan terkhusus untuk kedua
orang tua tercinta Ayahanda Suherman dan Ibunda Esti Maharani, atas do’a,
kepercayaan, dukungan, semangat, dan materi yang telah diberikan kepada penulis selama penulis mengenyam pendidikan di bangku perkuliahan hingga terselesaikanya skripsi ini. Kepada adik-adik tersayang Paranita Herdian, Yuni
Adinda dan Handika Rahman, atas do’a, dukungan dan semangat yang telah
diberikan kepada penulis selama penulis menyelesaikan skripsi ini. Dan tak lupa pula penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Dr.Marhaposan Situmorang, sebagai dosen pembimbing yang telah
bekontribusi membantu penulis dalam memberikan ide, saran, kritik dan bimbingannya kepada penulis selama penulis mengerjakan skripsi ini
2. Bapak dosen penguji, Drs.Kurnia Brahmana,M.Si, Drs.Takdir Tamba,
M.Eng.SC, Drs.Herli Ginting,MS, atas saran dan masukkannya dalam
pengerjaan skripsi ini.
3. Ibu Dr.Susilawati,M.Si, selaku dosen di Departmen Fisika FMIPA USU yang
telah memberikan saran dan masukkan kepada penulis selama ini
4. Bang Johaiddin Saragih, S.Si,M.Si, selaku staf pegawai departemen Fisika FMIPA USU yang telah memberikan saran dan masukkan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini
5. Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Robotik SIkonek USU, sebagai tempat
penulis belajar mengenai ilmu elektronika, programming, dan semua teman-teman UKM Robotik yang telah memberikan semangat dan bantuannya kepada penulis selama penulis menyelesaikan skripsi ini
6. Bang Oki Handinata,S.Si, Dolly H Manik, Nuril Akhyar, yang telah
membantu penulis dalam berdiskusi ketika penulis mengalami kebingungan, yang telah membantu dalam bagian elektronika, mekanik dan program dari skripsi yang penulis kerjakan
7. Teman-teman sejawat dan seperjuangan Faqih Harseno Sabil, Jepri Purwanto,
8. Lingkaran Halaqoh Hafizhotunnisaa, kak Titin sebagai Murabbi tercinta, terimakasih banyak kak atas nasihat-nasihatnya selama ini. Dian, Septia, Wanda, Aida, Eka, Ilin, Etika, Sisy terimakasih atas semangat dan dukunganya.
9. Serta pihak-pihak lain yang telah ikut serta membantu penulis yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dari para pembaca.Semoga hasil skripsi ini menjadi Ibadah bagi penulis dan bermanfaat bagi pembaca.
Aamiin Ya Rabbal’alamin.
ABSTRAK
Saat ini penyiraman tanaman secara tradisional sudah kurang efisien dikarenakan
memerlukan waktu yang lebih lama.Selain itu, penyiraman tanaman secara
tradisional membutuhkan sangat banyak tenaga yang cukup tinggi. Hal ini
menyebabkan pemilik tersebut tidak dapat melakukan aktivitas lain dalam waktu
yang lama, karena tanaman dapat kekurangan air. Karena itu, alat ini bertujuan
untuk membantu pemilik tanaman untuk menyiram tanaman tanpa harus disiram
secara manual. Perancangan sistem penyiraman otomatis ini menggunakan sistem
minimum Arduino Nano yang akan memproses Sensor Soil Moisture yang
digunakan sebagai pengukur kadar air tanah, sensor ini terdiri dua probe untuk
melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk
mendapatkan nilai tegangan keluarannya yang nantinya akan diubah menjadi nilai
digital, dan penambahan LCD 16x2 sebagai penampil hasil dari masukan sensor.
Dari hasil pengujian, keseluruhan bagian sistem dapat bekerja dengan baik sesuai
dengan rancangan.Sistem ini dapat melakukan penyiraman secara otomatis jika
nilai refrensi sesuai dengan nilai refrensi yang sudah diatur pada sistem. Alat ini
dapat bekerja disaat penghuni rumah tidak berada di rumah, sehingga tanaman
ABSTRACT
This Time watering plats have traditionally been less efficienr because it requires
a longer time. In additional, watering a plant traditionally requires very energy.
This led to the owner is not able to leave the plant in a long time, because plants
can be watering the plats without having to be watered annually. Desing of the
Automatic watering system uses minimum system Arduino Nano processing
Sensor Soil Moisture are used as measuring water content of the soil, it consists of
two sensor probe to pass current through the ground, then read the value to get the
value of the output voltage will be converted into digital value, and get the value
of the output voltage will be converted into digital values, and the additional of
LCD 16x2 as a result of viewer feedback sensor. From the test results, the overall
systemcan work well in accordance with the draft. This system can do the
watering automatically if the value of the references according to the references
whices regerences whichis set up on the system. This tool can work when
DAFTAR ISI
1.6.Sistematika Penulisan ... 4
Bab 2 Tinjauan Pustaka ... 5
2.4.Pemograman Arduino Nano ... 10
2.5.LCD (Liquid Crystal Display) ... 11
2.6. Keypad ... 13
2.7. Motor Servo ... 16
2.7.1. Prinsip Kerja Motor Servo ... 17
2.8. Relay ... 18
2.9. Pompa Air ... 21
Bab 3 Metodologi Penelitian dan Perancangan Alat ... 23
3.1. Diagram Blok ... 23
3.2. Perancangan Pengendalian Sistem ... 25
3.4. Perancangan Kontruksi Alat ... 31
Bab 4 Hasil dan Pembahasan ... 32
4.1. Pengujian Blok Rangkaian ... 32
4.1.1. Pengujian Mikrokontroler Arduino dan LCD ... 32
4.1.2. Pengujian Sensor ... 33
4.2. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensoir Soil Moisture ... 37
4.3. Pengujian Alat Secara Keseluruhan ... 37
Bab 5 Kesimpulan dan Saran ... 39
5.1. Kesimpulan ... 39
5.2. Saran ... 39
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Sensor Soil Moisture ... 6
Gambar 2.2. Skematik Arduino Nano ... 7
Gambar 2.3. Gambar Konfirugarasi Pin Arduino Nano ... 7
Gambar 2.4. LCD (Liquid Crystal Display) ... 11
Gambar 2.11. Kontruksi Relai Elektro Mekanik Posisi NC (Normally Close) . 19 Gambar 2.12. Kontruksi Relai Elektro Mekanik Posisi NO (Normally Open) .. 20
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem ... 23
Gambar 3.2. Gambaran Rangkaian Keseluruhan ... 25
Gambar 3.3. Sistem Kerja Rangkaian Sensor Soil Moisture ... 26
Gambar 3.4. Rangkaian Skematik Sistem Minimum ATMega 328 (Arduino Nano ... 26
Gambar 3.5. Sistem Kerja Rangkaian Motor Servo ... 28
Gambar 3.6. Diagram Alir (Flowchart) ... 29
Gambar 3.9. Gambar Kontruksi Penyiram Air Otomatis ... 31
Gambar 4.1. Kode Program Pengujian Blok LCD ... 32
Gambar 4.2. Pengujian Blok LCD ... 32
DAFTAR SINGKATAN
LCD = Liquid Crystal Display LED = Light Emiting Diode USB = Universal Serial Bus SRAM = Statik RAM
EEPROM = Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory IC = Integrated Circuit
PWM = Pulse Width Modulator ADC = Analog to Digital Converter PC = Personal Computer
IDE = Integrated Development Environment TWI = Two Wire Interface
SPI = Serial Pheripheral Interface ICSP = In-Circuit Serial Programming OOP = Object Oriented Programming
BASIC = Beginner’s All-purpose Symbol Instruction Code DB = Data Bus
RS = Register Select DC = Direct Current AC = Alternating Current NC = Normally Close NO = Noemally Open CO = Change Over
SPST = Single Pole Throw
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Skematik Keseluruhan Rangkaian ... 42 Lampiran 2 Kode Program Dengan Software Arduino IDE ... 43 Lampiran 3 Gambar Alat Secara Keseluruhan dan Saat Pengujian ... 46 Lampiran 4 Datasheet Arduino Nano
