ALAT PEMANTAU DAN PENGENDALI LAHAN PERTANIAN MENGGUNAKAN PERANGKAT IOT LONG RANGE (LORA)
Oleh
Gabriel Raymond Dimpudus NIM: 612015016
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana Sakatiga
Juli 2020
Deddy Susilo
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan kuasa-Nya, penulis dapat menempuh Pendidikan hingga di penghujung perkuliahan. Saat ini penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Penulis berharap laporan yang penulis susun ini bermanfaat bagi pembaca yang mana nantinya dapat digunakan sebaik-baiknya. Tidak hanya itu, semoga nantinya laporan ini dapat dikembangkan lebih lanjut sehingga di capai teknologi tepat guna dan efisien untuk diaplikasikan ke dalam kehidupan sehari-hari khusunya di bidang elektronika. Pada kesempatan ini tanpa mengurangi rasa hormat penulis ingin hendak mengucapkan terima kasih kepada banyak pihak yang telah berkontribusi secara langsung maupun tidak secara langsung membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
1. Pieter Sam Dimpudus dan Deebby R Takapente selaku orang tua penulis serta kedua kakak penulis, Teddy M Dimpudus dan Natalia C Dimpudus yang selalu memberi dukungan dan mendoakan penulis dalam segala hal.
2. Bapak Deddy Susilo M.Eng. dan Bapak Ir. F. Dalu Setiaji, M.T. selaku pembimbing I dan pembimbing II yang sudah membantu dan meluangkan waktunya untuk memberi bimbingan, masukan dan kritik kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini.
3. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, yang turut andil dalam proses pengerjaan skripsi ini.
4. Teman-teman khususnya yang membantu dan mendorong untuk segera lulus, Denta, Adiono, Jeje, Gidion, Jason, Hannes, dan angkatan 2015, terima kasih banyak atas semua pengalaman kuliah selama di FTEK 5. Teman-teman Boanerges yaitu terlebih khusus Fandy, Milka, Shasa,
Lidya dan Ucup yang telah mendukung dan selalu mendoakan penulis.
6. Teman-teman SMA N 3 Binsus Tondano khususnya Melan, Ryo, Christy, Incot, Bill dan seluruh kelas B yang sudah mendoakan dan mendukung penulis.
7. Teman-teman Manado yang bersama-sama berkuliah di UKSW khususnya Tesa, Nia, Oliv yang sudah selaluu mengingatkan penulis untuk mengerjakan skripsi dan menyemangati penulis.
8. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurnaan karena keterbatasan yang penulis miliki. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi perbaikan di masa yang akan datang. Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis dapat berguna bagi kemajuan Teknik elektronika.
Salatiga, Mei 2020
Penulis
ABSTRACT
The agriculture sector is one of the fields which is an important resource of people's lives. Human needs originating from agriculture are very complex and include basic needs in terms of food, industrial raw materials, energy sources and for environmental management. The field of agriculture that is very important for people's lives makes the field of agriculture should receive special attention. But agricultural productivity is still far from expectations. One of the factors causing the lack of agricultural productivity is human resources that are still low in processing agricultural land and the results. The majority of farmers in Indonesia use a manual system in processing agricultural land.
In this design what will be measured and displayed on the monitoring function are temperature and humidity, soil moisture, wind speed, wind direction, and rainfall intensity, as well as the controller function using a relay as an actuator.
In this tool used Long Range (LoRa) an Internet of Things (IoT) device to be placed on a large agricultural area and as the main controller is the Arduino Mega 2560 microcontroller. The data obtained is sent using the LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) platform, namely The Things Network (TTN) and displayed on the Cayenne MyDevice website which can be viewed on a PC or smart phone with the Cayenne application. This tool is equipped with a 18650 battery with a capacity of 5000mAh with solar panel power sources. Even the control system can work automatically by setting triggers from the data used on Cayenne. data stored on Cayenne can be downloaded and opened in txt or microsoft excel format to make analysis on agriculture.
Keywords: Long Range, LoRa, The Things Network, Cayenne MyDevice, Weather Station
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRACT ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Tujuan ... 1
1.2 Latar Belakang Masalah ... 1
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II DASAR TEORI 2.1 Internet of Things ... 4
2.2 Long Range (LoRa)/ Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) 5 2.2.1 Topologi Jaringan LoRa dan LoRaWAN ... 5
2.2.2 Keamanan LoRaWAN ... 6
2.2.3 The Things Network ... 6
2.2.4 LoRaWAN Gateway / Dragino LG308 ... 7
2.3 Mikrokontroler... 7
2.3.1 Arduino ... 8
2.4 Sensor ... 9
2.4.1 Fungsi Sensor ... 9
2.4.2 Sensor DHT-22 ... 9
2.4.3 Soil Moisture ... 10
2.4.4 Sensor Intensitas Curah Hujan / Rain Gauge ... 11
2.4.5 Anemometer ... 12
2.4.6 Wind Vane ... 12
2.5 Baterai Lithium Ion ... 13
2.6 Modul Charger TP4056 ... 14
2.7 Panel Surya ... 14
2.8 Relay ... 15
BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Diagram Blok Sistem ... 17
3.2 Diagram Alur Perangkat Lunak ... 19
3.2.1 Membuat dan Mengatur Kanal pada The Things Network .... 20
3.2.2 Membuat dan Mengintegrasikan dashboard Cayenne dengan The Things Network ... 25
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS 4.1 Pengujian Sensor ... 28
4.1.1 Pengujian Sensor Wind Vane ... 28
4.1.2 Pengujian Anemometer ... 29
4.1.3 Pengujian Sensor Suhu dan Kelembaban ... 30
4.1.4 Pengujian Sensor Kelembaban Tanah ... 32
4.1.5 Pengujian Rain Gauge ... 33
4.2 Pengujian Jarak ... 34
4.3 Pengujian Daya Baterai... 35
4.4 Pengujian Panel Surya ... 36
4.5 Pengujian Pengendali Otomatis ... 37
4.6 Melihat Data pada MyDevice Cayenne ... 38
4.6.1 Melalui Website cayenne.mydevice.com ... 38
4.6.2 Melalui aplikasi Cayenne pada smart phone ... 40
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 41
5.2 Saran ... 42
DAFTAR PUSTAKA ... 43
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konsep Internet of Things ... 4
Gambar 2.2 LoRa RFM95/SX1276 ... 5
Gambar 2.3 LoRaWAN Gateway Dragino LG308 ... 7
Gambar 2.4 Arduino Mega ... 8
Gambar 2.5 DHT-22 ... 10
Gambar 2.6 Soil Moisture ... 11
Gambar 2.7 Sensor Intensitas Curah Hujan ... 11
Gambar 2.8 Anemometer ... 12
Gambar 2.9 Wind Vane dan Switches ... 13
Gambar 2.10 Baterai Lithium Ion ... 13
Gambar 2.11 Modul Charger TP4056 ... 14
Gambar 2.12 Skema Panel Surya ... 15
Gambar 2.13 Relay Elektro Mekanik... 15
Gambar 2.14 Relay pada saat NO (kiri) dan NC (kanan) ... 16
Gambar 3.1 Diagram Blok Perangkat Keras ... 17
Gambar 3.2 Perangkat Utama ... 18
Gambar 3.3 Flow Chart Perangkat Lunak... 19
Gambar 3.4 Halaman awal The Things Network... 20
Gambar 3.5 Buat akun TTN ... 21
Gambar 3.6 Halaman TTN ... 21
Gambar 3.7 Halaman Console ... 21
Gambar 3.8 Halaman daftar Gateway ... 22
Gambar 3.9 Halaman Gateway ... 22
Gambar 3.10 Halaman Console ... 23
Gambar 3.11 Halaman daftar application ... 23
Gambar 3.12 Halaman daftar device ... 24
Gambar 3.13 Halaman device ... 24
Gambar 3.14 Halaman integration ... 25
Gambar 3.15 Halaman Sign Up Cayenne ... 25
Gambar 3.16 Halaman daftar device cayenne... 26
Gambar 3.17 Halaman daftar device ... 26
Gambar 3.18 Tampilan Web ... 27
Gambar 4.1 Pengujian menggunakan pengering rambut ... 29
Gambar 4.2 Pengujian HTC-1 dan DHT-22 diluar ruangan ... 30
Gambar 4.3 (A) DHT-22 dan HTC-1 diuji dalam lemari pendingin... 31
Gambar 4.3 (B)&(C) DHT-22 dan HTC-1 diuji menggunakan pengering rambut 31
Gambar 4.4 (A) Pengujian sensor kelembaban tanah menggunakan tisu ... 32
Gambar 4.4 (B) Penguajian dilakukan dengan menaruh sensor kedalam air ... 32
Gambar 4.5 Pengujian Sensor Intensitas Curah Hujan / Rain Gauge ... 33
Gambar 4.6 Pengujian Daya Baterai ... 36
Gambar 4.7 Halaman Cayenne ... 39
Gambar 4.8 Halaman Tampilan Web Node 1 ... 39
Gambar 4.9 Halaman Tampilan Grafik data Temperature/Suhu ... 39
Gambar 4.10 Tampilan format .txt data Temperature/Suhu ... 40
Gambar 4.11 Tampilan format excel data Temperature/Suhu ... 40
Gambar 4.12 Halaman Data ... 41
Gambar 4.13 Halaman Aplikasi Cayenne pada Smartphone ... 41
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Mega 2560 ... 8
Tabel 2.2 Spesifikasi DHT-22... 10
Tabel 2.2 Spesifikasi Soil Moisture ... 11
Tabel 3.1 Pengkabelan perangkat keras dengan Arduino ... 18
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Arah Mata Angin ... 28
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Kecepatan Angin ... 29
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Suhu dan Kelembaban dengan 2 Buah Sensor 30 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Suhu dan Kelembaban tertinggi dan terendah . 31 Tabel 4.5 Hasil Pengujian sensor kelembaban tanah ... 32
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Sensor Curah Hujan ... 33
Tabel 4.7 Hasil Pengukuran jarak pengiriman data pada alat ... 34
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Daya Baterai ... 35
Tabel 4.9 Hasil Pengukuran Panel Surya ke-1 ... 36
Tabel 4.10 Hasil Pengukuran Panel Surya ke-2 ... 37
Tabel 4.11 Hasil Pengujian Kendali Otomatis Node 1 ... 38
Tabel 4.12 Hasil Pengujian Kendali Otomatis Node 1 dan Node 2 ... 38
