Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan...

16
PROYEK AKHIR PURWARUPA KENDALI IRIGASI TANAMAN CABAI BERBASIS ARDUINO Oleh : ANISA RIZQI 163310018 PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AKAKOM YOGYAKARTA 2019

Transcript of Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan...

Page 1: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

PROYEK AKHIR

PURWARUPA KENDALI IRIGASI TANAMAN CABAI

BERBASIS ARDUINO

Oleh :

ANISA RIZQI

163310018

PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER

AKAKOM

YOGYAKARTA

2019

Page 2: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

i

PROYEK AKHIR

PURWARUPA KENDALI IRIGASI TANAMAN CABAI

BERBASIS ARDUINO

Karya Tulis Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat

Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Komputer

Program Studi Teknik Komputer

Oleh

ANISA RIZQI

163310018

PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER

AKAKOM

YOGYAKARTA

2019

Page 3: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

ii

Page 4: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

iii

Page 5: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

“I am who I am, not who you think I am, not who you want me to be, I am me.”

-Unknown-

“Engineering is achieving function while avoiding failure.”

-Henry Petroski-

Karya ini saya persembahkan untuk…

Bapak Asmuri dan Ibu Ipah tercinta,

Hidayat Murtasidin kakak tersayang,

Bapak Berta Bednar,

Dosen-dosen jurusan TK Bapak Totok, Bapak Yudhi, Bapak Adi, Ibu Ningrum,

Keluarga besar HMJ TK,

Teman-teman seperjuangan TK 2016,

Teman-teman tersayang Aknis, Hany, Eno, Nuri, Yaya,

Serta semua pihak yang selalu mendukung saya.

Page 6: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

v

INTISARI

PURWARUPA KENDALI IRIGASI TANAMAN CABAI

BERBASIS ARDUINO

Oleh

Anisa Rizqi

163310018

Program Studi Teknik Komputer

Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer

AKAKOM Yogyakarta

Proyek akhir yang telah diselesaikan dimaksudkan sebagai solusi dari

masalah yang dialami para petani khususnya dalam menggunakan pengatur waktu

(timer) dalam upaya mengatur penjadwalan irigasi tetes. Cara ini masih kurang

efektif dalam memberi irigasi yang sesuai dengan kebutuhan air tanaman karena

hanya mampu mengatur pemberian irigasi berdasarkan interval waktu yang telah

ditentukan saja, sehingga kelebihan maupun kekurangan air tidak dapat

dikendalikan.

Purwarupa Kendali Irigasi Tanaman Cabai Berbasis Arduino

menggunakan cabai sebagai objek implementasi sistem irigasi. Purwarupa terdiri

dari mikrokontroler Arduino Uno sebagai pengendali katup solenoid valve dan

pengolah data soil moisture sensor YL-69 untuk mendeteksi resistansi

kelembaban tanah. Data akan disimpan dalam bentuk file pada SD card dengan

format ekstensi text document (*.txt) dan ditampilkan ke LCD. Katup solenoid

valve akan terbuka otomatis ketika kadar air tanah berada pada titik krisis dan

tertutup ketika kandungan air lebih tinggi dari kapasitas lapang. Sebagai

penandaan status proses yang dijalankan oleh Arduino Uno, modul SIM800L V2

akan mengirimkan informasi status ke nomor pengguna.

Berdasarkan hasil implementasi dan pengujian purwarupa kendali irigasi,

maka sistem berjalan sesuai rancangan dan mampu mengatur pemberiaan air

irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air

irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS.

Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD Card, Sensor Kelembaban YL-69,

SMS

Page 7: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

vi

ABSTRACT

PURWARUPA CONTROL OF CHILI PLANTS IRRIGATION

BASED ON ARDUINO

By

Anisa Rizqi

163310018

Computer Engineering Study Program College of Informatics and Computer

Management AKAKOM Yogyakarta

The final project that has been completed is intended as a solution to the

problems experienced by farmers, especially in using a timer in an effort to

regulate the scheduling of drip irrigation. This method is still less effective in

providing irrigation in accordance with the water needs of the plant because it is

only able to regulate irrigation based on a predetermined time interval, so that

the excess or lack of water cannot be controlled.

Prototype of Arduino Based Chili Crop Irrigation Control using chili as

an object of implementation of irrigation systems. Prototype consists of an

Arduino Uno microcontroller as a solenoid valve valve controller and a YL-69

data soil moisture sensor processor to detect soil moisture resistance. Data will

be stored as a file on the SD card in the format of the text document (*. Txt)

extension and displayed on the LCD. The solenoid valve will open automatically

when the soil water content is at a crisis point and is closed when the water

content is higher than the field capacity. As a process status tagging run by

Arduino Uno, the SIM800L V2 module will send status information to the user

number.

Based on the results of the implementation and testing of irrigation control

prototypes, the system runs according to design and is able to regulate the

provision of irrigation water according to crop needs (efficiency of irrigation

water use) and status information will be sent via SMS.

Keywords: Arduino Uno, Drop Irrigation, SD Card, Soil Moisture Sensor YL-69,

SMS

Page 8: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Laporan Proyek

Akhir yang berjudul “Purwarupa Kendali Irigasi Tanaman Cabai Berbasis

Arduino” ini dapat diselesaikan.

Penyusunan Laporan Proyek Akhir dari awal hingga akhir tentu tidak

lepas dari bantuan berbagai pihak. Dengan adanya bantuan tersebut, penulis

hendak menyampaikan terimakasih kepada beberapa pihak diantaranya sebagai

berikut:

1. Bapak Ir. Totok Suprawoto, M.M., M.T., selaku Ketua Sekolah Tinggi

Manajemen Informatika dan Komputer AKAKOM Yogyakarta.

2. Bapak Ir. M Guntara, M.T., selaku Wakil Ketua I Sekolah Tinggi

Manajemen Informatika dan Komputer AKAKOM Yogyakarta.

3. Bapak Adi Kusjani, S.T., M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik

Komputer Diploma 3 Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan

Komputer AKAKOM Yogyakarta.

4. Bapak Drs. Berta Bednar, M.T., selaku dosen pembimbing Proyek Akhir

yang tidak pernah jenuh dalam membimbing dan mengarahkan penulis

ketika mengalami permasalahan setiap saat.

5. Kedua orang tua beserta seluruh keluarga yang telah memberikan

semangat dan dukungan berupa doa dan restu sehingga Proyek Akhir ini

dapat terselesaikan.

6. Seluruh dosen dan karyawan Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan

Komputer AKAKOM Yogyakarta.

7. Keluarga besar HMJ Teknik Komputer Sekolah Tinggi Manajemen

Informatika dan Komputer AKAKOM Yogyakarta.

8. Teman-teman satu angkatan yang turut membantu dan memberikan

semangat dalam tersusunnya Proyek Akhir ini.

Laporan ini penulis susun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi

jenjang Diploma Tiga (D3) Program Studi Teknik Komputer dan untuk

Page 9: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

viii

memperoleh gelar Ahli Madya Komputer pada Sekolah Tinggi Manajemen

Informatika dan Komputer AKAKOM Yogyakarta.

Penulis menyadari bahwa Laporan Proyek Akhir ini tentu terdapat banyak

kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran sehingga

dapat menjadi lebih baik lagi. Semoga Laporan Proyek Akhir ini memberikan

manfaat bagi penulis dan bagi pembaca.

Yogyakarta, Juli 2019

Penulis

Page 10: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ................................. iv

INTISARI .......................................................................................................... v

ABSTRACT .......................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ..................................................................................... vii

DAFTAR ISI .................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xv

DAFTAR LISTING PROGRAM .................................................................. xvi

BAB I ................................................................................................................. 1

1.1. Latar BelakanG ..................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................. 2

1.3. Tujuan .................................................................................................. 2

1.4. Batasan Masalah ................................................................................... 2

BAB II ............................................................................................................... 3

2.1. Irigasi Tetes .......................................................................................... 3

2.2. Tanaman Cabai ..................................................................................... 4

2.3. Soil Moisture Sensor / Sensor Kelembaban (YL-69) ............................. 5

2.4. Arduino Uno .......................................................................................... 6

2.5. Library Arduino .................................................................................... 7

2.6. Modul GSM SIM800L V2 .................................................................... 8

2.7. GPRS ................................................................................................... 9

2.8. Solenoid Valve 12 V DC .................................................................... 10

2.9. Modul RTC ........................................................................................ 10

2.10. MicroSD Card Adapter ....................................................................... 11

2.11. Transistor TIP120 ............................................................................... 12

2.12. Liquid Crystal Display (LCD) 16x2 I2C .............................................. 14

Page 11: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

x

2.13. Komunikasi Serial Peripheral Interface (SPI) ..................................... 14

2.14. Komunikasi Inter-Integrated Circuit (I2C) ......................................... 16

2.15. Sistem Kontrol Tertutup ..................................................................... 16

BAB III ............................................................................................................ 18

3.1. Deskripsi Kerja Sistem ....................................................................... 18

3.2. Rancangan Diagram Blok Sistem ........................................................ 18

3.3. Rancangan Hardware ......................................................................... 19

3.4. Rancangan Software ........................................................................... 20

3.4.1. Diagram Alir Arduino Untuk Sistem Irigasi Tetes ........................... 20

3.5. Rancangan Tampilan LCD .................................................................. 21

3.6. Rancangan layout SMS ....................................................................... 21

BAB IV ............................................................................................................ 23

4.1. Implementasi Perangkat Keras ............................................................ 23

4.1.1. Soil Moisture Sensor YL-69 ............................................................ 24

4.1.2. RTC ................................................................................................ 25

4.1.3. LCD 16x2 I2C ................................................................................. 26

4.1.4. Micro SD ........................................................................................ 27

4.1.5. Modul GSM SIM800L V2 .............................................................. 28

4.2. Implementasi Perangkat Lunak ........................................................... 29

4.2.1. Pemanggilan Library ....................................................................... 29

4.2.2. Inialisasi modul-modul .................................................................... 30

4.2.3. Inialisasi variabel ............................................................................ 30

4.2.4. Konfigurasi PIN ............................................................................... 30

4.2.5. Pengecekan Modul RTC .................................................................. 31

4.2.6. Pengecekan SD card ........................................................................ 31

4.2.7. Pembacaan data sensor .................................................................... 32

4.2.8. Menampilkan waktu dan nilai sensor pada LCD I2C ....................... 32

4.2.9. Logic kondisi tanah kering .............................................................. 33

4.2.10. Logic kondisi tanah lembab ............................................................. 33

4.2.11. Logic kondisi tanah basah ............................................................... 34

4.2.12. Notifikasi SMS ................................................................................ 34

Page 12: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

xi

4.2.13. Penyimpanan ke SD card ................................................................. 35

4.3. Pengujian ............................................................................................ 36

4.3.1. Kalibrasi Sensor .............................................................................. 36

4.3.2. Solenoid valve ................................................................................. 37

4.3.3. Keseluruhan Sistem ......................................................................... 38

BAB V .............................................................................................................. 44

KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 44

5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 44

5.2. Saran .................................................................................................. 44

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 45

LAMPIRAN .................................................................................................... 46

Page 13: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Fungsi Setiap Pin Modul GSM SIM800L V2 ..................................... 9

Tabel 2.2. Fungsi Pin Modul RTC .................................................................... 11

Tabel 4. 1. Pengujian Ketika Tanah Kering ....................................................... 39

Tabel 4. 2. Pengujian Ketika Tanah Lembab ..................................................... 42

Tabel 4. 3. Pengujian Ketika Tanah Basah ........................................................ 44

Page 14: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

xiv

DAFTAR GAMBAR

Hal.

Gambar 2.1. Skema Irigasi Tetes ........................................................................ 4

Gambar 2.2. Tanaman Cabai ............................................................................... 5

Gambar 2.3. Soil Moisture Sensor (YL-69) ......................................................... 5

Gambar 2.4. Arduino Uno ................................................................................... 6

Gambar 2.5. Arduino IDE ................................................................................... 7

Gambar 2.6. Library Arduino .............................................................................. 8

Gambar 2.7. Modul GSM SIM800L V2 .............................................................. 9

Gambar 2.9. Solenoid Valve ............................................................................. 10

Gambar 2.10. RTC DS3231 .............................................................................. 11

Gambar 2.11. MicroSD Card Adapter ............................................................... 12

Gambar 2.12. Skema Rangkaian Switch Transistor TIP 120 .............................. 13

Gambar 2.13. LCD 16x2 I2C Tampak Depan ................................................... 14

Gambar 2.14. LCD 16x2 I2C Tampak Belakang ............................................... 14

Gambar 2.15. Bus SPI ....................................................................................... 15

Gambar 2.16. Blok sistem kontrol tertutup ........................................................ 17

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem .................................................................................. 18

Gambar 3.2. Diagram Blok Hardware ............................................................... 19

Gambar 3.3. Diagram Alir Program .................................................................. 20

Gambar 3.4. Rancangan Tampilan Awal LCD .................................................. 21

Gambar 3.5. Rancangan Tampilan Kondisi Tanah ............................................. 21

Gambar 3.6. Rancangan Layout SMS Tanah Kering ......................................... 21

Gambar 3.7. Rancangan Layout SMS Tanah Basah .......................................... 22

Gambar 4. 1 Skema Rangkaian Keseluruhan Sistem ........................................ 23

Gambar 4. 2 Rangkaian Soil Moisture Sensor YL-69 ....................................... 24

Gambar 4. 3 Rangkaian RTC dan Arduino ....................................................... 25

Gambar 4. 4 Rangkaian Arduino Uno dan LCD 16x2 I2C ................................ 27

Gambar 4. 5 Skema MicroSD Card Adapter .................................................... 28

Gambar 4. 6 Skema SIM800L V2 .................................................................... 29

Page 15: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

xv

Gambar 4. 7 Kalibrasi sensor ........................................................................... 36

Gambar 4. 8 Hubungan Nilai Kelembaban Sensor dengan Tegangan Output ..... 37

Gambar 4. 9 Pengujian Keseluruhan Sistem ..................................................... 38

Gambar 4. 10 Tampilan LCD ketika Tanah Kering ........................................ 38

Gambar 4. 11 Tampilan LCD ketika solenoidPin bernilai HIGH .................... 39

Gambar 4. 12 Pesan ketika Tanah Kering dan Irigasi Berjalan ........................ 40

Gambar 4. 13 Rekaman data pada DATA.txt .................................................. 41

Gambar 4. 14 Hasil Percobaan Irigasi pada Tanaman Cabai ........................... 41

Gambar 4. 15 Tampilan LCD ketika Tanah Lembab ....................................... 42

Gambar 4. 16 Tampilan LCD ketika solenoidPin bernilai LOW ..................... 42

Gambar 4. 17 Tampilan LCD ketika Tanah Basah .......................................... 43

Gambar 4. 18 Tampilan LCD ketika ketika solenoidPin bernilai LOW ........... 43

Gambar 4. 19 Pesan ketika Tanah Basah ........................................................ 43

Page 16: Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS. Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD

xvi

DAFTAR LISTING PROGRAM

Skrip Program 4.1 Pemanggilan Library ........................................................... 29

Skrip Program 4.2 Inialisasi modul-modul ........................................................ 30

Skrip Program 4.3 Inialisasi variabel ................................................................ 30

Skrip Program 4.4 Konfigurasi PIN .................................................................. 30

Skrip Program 4.5 Pengecekan modul RTC ...................................................... 31

Skrip Program 4.6 Pengecekan SD card ............................................................ 31

Skrip Program 4.7 Pembacaan data sensor ........................................................ 32

Skrip Program 4.8 Menampilkan waktu dan nilai sensor pada LCD .................. 32

Skrip Program 4.9 Logic kondisi tanah kering .................................................. 33

Skrip Program 4.10 Logic kondisi tanah lembab ............................................... 33

Skrip Program 4.11 Logic kondisi tanah basah .................................................. 34

Skrip Program 4.12 Notifikasi SMS .................................................................. 34

Skrip Program 4.13 Penyimpanan ke SD card ................................................... 35