RANCANG BANGUN ALAT PENGATURAN KELEMBABAN …
Transcript of RANCANG BANGUN ALAT PENGATURAN KELEMBABAN …
RANCANG BANGUN ALAT PENGATURAN KELEMBABAN TANAHDAN PENYIRAMAN OTOMATIS PADA BUDIDAYA
TANAMAN CABAI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 DALAM RUMAH KACA
SKRIPSI
TIARLIN NADAPDAP
140801026
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2018
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
RANCANG BANGUNALATPENGATURAN KELEMBABAN TANAHDAN PENYIRAMAN OTOMATIS PADA BUDIDAYA
TANAMAN CABAI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 DALAMRUMAH KACA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugasdan memenuhi syarat mencapai
gelar Sarjana Sains
TIARLIN NADAPDAP
140801026
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2018
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERNYATAAN
RANCANG BANGUNALATPENGATURAN KELEMBABAN TANAHDAN PENYIRAMAN OTOMATIS PADA BUDIDAYA
TANAMAN CABAI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 DALAM RUMAH KACA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,Agustus 2018
Tiarlin Nadapdap
140801026
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGHARGAAN
Segala Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Bapa atas segala berkat,
kasih karunia dan penyertaan-Nya selama penulis melaksanakan studi hingga
menyelesaikan skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan. Selama
kuliah sampai penyelesain tugas akhir ini, penulis mendapatkan banyak bantuan
dalam bentuk moril, materi, dorongan, serta bimbingan dari berbagai pihak oleh
karena itu dengan sepenuh hati, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-
besarnya :
1. Kepada Bapak Dr.Bisman Perangin-angin, M.Eng. selaku Dosen Pembimbing
yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dan
memberikan kepercayaan kepada penulis dalam melaksanakan penelitian
hingga penyelesaian penulisan skripsi ini.
2. Kepada Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS selaku Ketua Departemen Fisika,
dan Drs. AwanMagfirah, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika FMIPA
USU, Kak Tini, selaku staf Departemen Fisika, seluruh dosen, staf dan
pegawai Departemen Fisika FMIPA USU yang telah membantu dan
membimbing dalam menyelesaikan skripsi ini. Dan juga kepada semua staf,
pegawai dan dosen – dosen Universitas Sumatera Utara mulai dari staf
tertinggi hingga terendah dimana penulis menimba ilmu selama ini.
3. Kepada Keluarga Penulis, yaitu kedua Orangtua yang selalu mengingatkan
tanpa henti memberikan dukungan moril , doa dan juga semangat.
4. Kepada teman-teman di GEMATALAS FMIPA USU yang selalu bersedia
untuk memberikan dukungan dan menemani dikala stuck.
5. Kepada teman-teman KMK BETA DILLON ARDEN yang tiada hentinya
memberikan dukungan doa dalam proses pengerjaan skripsi ini.
6. Kepada teman-teman Seperjuangan PHISYC IMMORTAL (Fisika 2014)
Atasdukungan untuk menyelesaikan penulisan skripsi ini. Semoga kita semua
sukses. Amin.
7. Kepada teman-teman Asisten Laboratorium Elektronika Lanjutan atas
dukungan dan kerjasamanya selama ini.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
8. Kepada sahabat penulis; Mia Debora Manullang yang bersedia menemani
penulis dikala suka dan duka dalam proses pengerjaan skripsi ini.
9. Kapada Abang –Kakak Penulis Fisika Stambuk 2011: Diana, Putri, Ancela
Simbolon,Randy Kaban, Steven Sitorus, Simon Simangunsong, Hendra
Nababan.
10. Kepada IMF yang menyediakan wadah bagi penulis sebagai improvisasi diri.
11. Kepada adik adik penulis : Fisika 2015 , Fisika 2016, Fisika 2017 , Gematalas
angkatan ke 2 dan Gematalas angkatan ke 3.
12. Kepada setiap Orang yang Tinggal dibumi ini , sehingga aku tidak sendiri.
13. Terkhusus kepada orang yang akan menemaniku kelak, terimakasih karena
kau alasanku memperjuangkan skripsiku ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu
penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan isi
dan analisa yang disajikan. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi yang
membutuhkannya.
Medan, 1 Agustus 2018
Penulis
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
RANCANG BANGUNALATPENGATURAN KELEMBABAN TANAHDAN PENYIRAMAN OTOMATIS PADA BUDIDAYA
TANAMAN CABAI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 DALAM RUMAH KACA
ABSTRAK
Telah dirancang suatu alat pengaturan kelembaban dalam rumah kaca dengan
menggunakan mikrokontroler ATMega 8535. Alat ini berfungsi untuk mengukur
dan menormalkan kelembaban tanah tanaman cabai dengan menggunakan
pemanas yaitu kipas atau menambah air dengan menggunakan pompa air. Alat ini
menggunakan sensor kelembaban tanah (soil moisture sensor). Program yang
digunakan pada alat ini adalah bahasa pemograman C. Cara kerja alat ini adalah
saat sensor kelembaban tanah mendeteksi kelembaban dibawah 60 % maka
mikrokontroler akan mengaktifkan pompa, saat sensor mengukur kelembaban
tanah diatas 80 % maka mikrokontroler akan mengaktifkan kipas. Seluruh
informasi menghidupkan dan mematikan pompa/kipas akan ditampilkan di LCD.
Kata Kunci: Mikrokontroler ATMega 8535, Sensor Kelembaban Tanah (Soil Moisture Sensor), Pemanas, Pompa Air, Software C-AVR
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DESIGN OF SOIL MOISTURE REGULATION AND AUTOMATIC WATERING ON THE CULTIVATION OF CHILI PLANTS BASED ON ATMEGA 8535 MICROCONTROLLER IN
CLOSED ROOM
ABSTRACT
A humidity in the green house by using a microcontroller ATMega 8535 have been designed. This device is used for measure and normalize soil moisture of chili plants by fan heater or add water with water pump. It is using soil moisture sensor. The program that is used in this device is C programming language. The working of this device is when the soil moisture detects moisture below 60 % then microcontroller will activate the pump, when the sensor detect moisture above 80 % then the microcontroller will activate the fan. All of activity about turn on and turn off water pump/ fan data will be displayed on LCD.
Keywords: ATMega 8535 Microcontroller ,
(Soil Moisture Sensor), fan, water pump, C-AVR Software.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan i
Pernyataan ii
Penghargaan iii
Abstrak v
Abstrac vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel ix
Daftar Gambar x
Daftar Singkatan xi
Daftar Lampiran xii
Bab 1. Pendahuluan
1.1. LatarBelakang 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan Masalah 2
1.4. Tujuan Penelitia 2
1.5. Manfaat Penelitian 3
1.6. Sistematika Penulisan 3
Bab 2. Tinjauan Pustaka
2. 1 Rumah Kaca (Greengouse) 4
2. 2 Cabai 4
2.2.1 Karakteristik Tanaman Cabai 5
2.2.2 Syarat Tanah 5
2. 3 Sensor 5
2.3.1 Sensor Kelembaban Tanah 6
2. 4 Mikrokontroler 7
2.4.1 Mikrokontroler ATmega 8535 7
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2.4.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega 8535 8
2.4.3 Fitur Mikrokontroler ATmega 8535 8
2.4.4 Arsitektur Atmega 8435 9
2.4.5 Deskripsi Pin Mikrokontroler ATmega 8535 10
2.4.6 Peta Memori ATmega 8535 11
2.4.7 Memori Program dan Data 12
2.4.8 Status Register 13
2. 5 LCD (Liquid Crystal Display) 14
2. 6 Relay 16
2. 7 Pompa Air 19
2. 8 Pemanas 19
2. 9 Bahasa Pemograman C 20
2. 10 Motor Servo 21
2.10.1 Konstruksi Motor Servo 23
2.10.2 Jenis Motor Servo 24
2.10.3 Pulsa Kendali Motor Servo 24
2. 11 Motor Stepper 25
Bab 3. Perancangan Sistem
3. 1 Diagram Blok Sistem 27
3. 2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535 28
3. 3 Rangkaian Motor Stepper 29
3. 4 Rangkaian Motor Servo 29
3. 5 Rangkaian LCD 30
3. 6 Rangkaian Sensor Kelembaban 30
3. 7 Rangkaian Power Supplay 31
3. 8 Rangkaian Pompa 31
3. 9 Rangkaian Kipas 32
3. 10 Rangkaian Lengkap 32
3. 11 Diagram Alir 33
Bab 4 Pengujian Alat dan Program
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535 34
4.2 Pengujian Rangkaian LCD 34
4.3 Pengujian Motor Stepper 36
4.4 Pengujian Motor Servo 36
4.5 Pengujian Rangkaian Sensor 38
4.6 Pengujian Kipas 39
4.7 Pengujian Pompa 40
4.8 Pengujian Alat Secara Keseluruhan 41
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 42
5.2 Saran 42
Daftar Pustaka
Lampiran
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR TABEL
Halaman
Table 2.1 Deskripsi pin-pin AVR ATMega 8535 10
Tabel 2.2 Fungsi Pin-pin pada Liquid Crystal Display 15
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Alat Secara Keseleruhan 40
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sensor kelembaban Tanah 7
Gambar 2.2 Mikrokontroler Atmega 8535 7
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin Atmega 8535 8
Gambar 2.4 Arsitektur Atmega 8535 9
Gambar 2.5 Memori AVR Atmega 8535 13
Gambar 2.6 Status Register 13
Gambar 2.7 LCD M1632 15
Gambar 2.8 Relay 17
Gambar 2.9 Konstruksi Relay Elektromekanik NO 18
Gambar 2.10 Konstruksi Realay Elektromekanik NC 18
Gambar 2.11 Pompa Air 19
Gambar 2.12 Motor Servo 21
Gambar 2.13 Konstruksi Motor Servo 23
Gambar 2.14 Penampang Melintang Motor Stepper 25
Gambar 2.15 Motor stepper 26
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 27
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 28
Gambar 3.3 Rangkaian Motor Stepper 29
Gambar 3.4 Rangkaian Motor Servo 29
Gambar 3.5 Rangkaian LCD 30
Gambar 3.6 Rangkaian Skema Sensor kelembaban Tanah 30
Gambar 3.7 Rangkaian Power Supplay 31
Gambar 3.8 Rangkaian Pompa 32
Gambar 3.9 Rangkaian Kipas 32
Gambar 3.10 Rangkaian Lengkap 32
Gambar 3.11 Diagram Alir 33
Gambar 4.1 Pengujian LCD 35
Gambar 4.2 Tampilan pada LCD Pengujian Sensor 38
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 4.3 Hasil Pengujian Ketika RH diatas Setpoint ditampilkan di LCD 40
Gambar 4.4 Hasil Pengujian ketika RH dibawah Setpoint ditampilkan di LCD 41
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR SINGKATAN
AC = Analog Comparator
ADC = Analog to Digital Converter
ASCII = American Standart Code for Information Interchange
EEPROM = Electrical Erasable Programmable Read Only Memory
GND = Ground
I/O = Input/Output
IC = Intergrated Circuit
LCC = Leadless Chip Carrier
LCD = Liquid Crystal Display
LSB = Least Significant Byte
MSB = Most Significant Byte
MHz = Mega Heartz
NSS = Network Switching Subsystem
OSS = Operation Switching Subsystem
RAM = Random Acces Memory
ROM = Read Only Memory
RISC = Reduced Instruction Set Computing
RH = Relative Humidity
RTS = Request to Send
SCK = Serial Clock
VCC = Voltage Collector Collector
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1. Listing Program dari seluruh system
2. Data Sheet Atmega 8535
3. Data Sheet Motor Servo mg 995
4. Data Sheet Motor Stepper NEMA 17 Bipolar
5. Data Sheet Easy Driver
6. Gambar alat secara keseluruhan
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Zaman modern yang dinikmati manusia sekarang ini adalah era dimana dunia
komputer dan elektronika mengalami kemajuan yang sangat pesat melalui sarana
ataupun medianya. Teknologi komputer turut serta memberikan kontribusi yang
penting bagi kehidupan manusia diberbagai bidang. Berbagai jenis peralatan telah
dibuat untuk memenuhi kebutuhan manusia dalam menjalankan segala aktivitas,
mendukung sektor – sektor usaha manusia, dan berbagai aspek kehidupan lainnya.
Sektor pertanian merupakan sektor yang mempunyai peranan strategis dan
struktur pembangunan perekonomian nasional.Perjalanan pembangunan pertanian
Indonesia hingga saat ini belum menunjukkan hasil yang maksimal jika dilihat
dari tingkat kesejahteraan petani dan kontribusinya pada pendapatan
nasional.Pembangunan pertanian di Indonesia dianggap penting dari keseluruhan
pembangunan nasional.Pembangunan pertanian di masa lalu mempunyai beberapa
kelemahan, yakni hanya berfokus pada usaha tani, lemahnya kebijakan usaha
makro, serta pendekatannya yang sentralistik.Akibatnya usaha pertanian di
Indonesia sampai saat ini masih banyak didominasi oleh usaha dengan skala kecil,
serta penggunaan teknologi yang sederhana.
Salah satu sektor pertanian yang sangat menguntungkan adalah pertanian
cabai.Cabai merupakan salah satu komoditas pertanian paling atraktif.Pada saat-
saat tertentu, harganya bisa naik berlipat-lipat. Tanaman cabai menjadi salah satu
kebutuhan masyarakat indonesia sejak dahulu sehingga permintaannya pun ada
setiap hari. Secara umum cabai ditanam di areal sawah,didaratan tinggi maupun
rendah. Namun demikian ada beberapa persyaratan yang diperlukan agar tanaman
cabai dapat tumbuh dengan baik seperti tanah, air, iklim dan kelembaban tanah
maupun udara.Kelembaban tanah dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan
tanaman cabai baik berupa pertumbuhan daun, tinggi, dan lebar batang
cabai.Kelembaban tanah yang sesuai dengan karakteristik tanaman cabai adalah
sekitar 60%-80%. Semakin rendah kelembaban tanahnya maka pertumbuhan
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
tanaman cabai tidak akan maksimal (mengalami kekerdilan ) dan semakin tinggi
kadar kelembaban tanahnya maka tanaman cabai akan busuk. Pada pertanian
dengan sistem konvesional, petani cabai hanya mengandalkan kondisi cuaca dan
keadaan alam.Pembuatan alat ini bertujuan untuk dapat menormalkan kelembaban
tanah pada tanaman cabai, sehingga tidak bergantung pada kondisi cuaca.
Alat ini diperlukan untuk mendeksi kelembaban tanah dengan
memanfaatkan soil moisture sensor yang apabila dideteksi kelembabanya kurang
dari yang diharapkan maka akan memerintahkan pompa untuk menyiram tanaman
cabai sehingga didapatkan kelembaban yang diinginkan.
Maka dari itu penulis mengangkat judul “Rancang Bangun alat
Pengaturan Kelembaban Tanah dan Penyiraman Otomatis Pada Budidaya
Tanaman Cabai Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535 pada Rumah
Kaca.”
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah sebelumnya, maka penulis
merumuskan masalah dalam penelitian ini, yaitu :Bagaimana merancang alat
untuk mengatur kelembaban tanah tanaman cabai dengan sensor kelembaban
tanah(soil moisture sensor)dan menyiramnya secara otomatis ketika
kelembabannya dibawah normal 60 % dan mengeringkannya ketika
kelembabannya diatas normal yaitu 80%.
1.3 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan,
maka perlu ada pembatasan masalah penelitian :
1. Rancangan alat pengaturan kelembaban tanah pada tanaman cabai dan
penyiraman otomatis dalam rumah kaca.
2. RancanganAlatinimenggunakan AVR ATmega 8535
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari pembuatan alat ini adalah :
1. Membuat alat untuk mendeteksi kelembaban tanah tanaman cabai dan
penyiraman secara otomatis berbasis mikrokontroler Atmega 8535.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2. Dapat mengkondisikan kelembaban tanah pada lahan cabai agar tetap
normal.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari pembuatan alat ini adalah :
1. Dapat memberikan kemudahan kepada petani cabai dalam
membudidayakan tanaman cabai sehingga dapat memberikan hasil panen
yang lebih maksimal dari sebelumnya.
2. Bermanfaat bagi masyarakat perkotaan yang ingin membudidayakan cabai
tanpa pengaruh faktor alam.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk kemudahan penyusunan tugas akhir ini, maka penulisan laporan dapat
dibagi menjadi beberapa bab yaitu sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Meliputi latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian,
mamfaat penelitian, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Meliputi tinjauan pustaka maupun literatur seputar alat alat yang
digunakan dalam merancang rancang bangun ini.
BAB III PERANCANGAN ALAT
Meliputi diagram blok,diagram alir, dan gambar rangkaian
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
Berisi program dan pengujian manual komponen- komponen untuk
membuat alat dan keseluruhan alat.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Meliputi kesimpulan yang merupakan jawaban dari tujuan dalam
penelitian yang telah dilakukan, serta saran yang mungkin dapat
bermanfaat untuk penelitian selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2. 1 Rumaha Kaca (Greenhouse)
Rumah kaca memiliki bentuk yang menyerupai dengan rumah-rumahan yang
tertutup dan transparan yang bisa ditembus oleh cahaya matahari.Lalu cahaya
matahari dimanfaatkan untuk menanam tanaman agar tanaman tersebut tumbuh
secara optimal tanpa dipengaruhi adanya iklim luar.Untuk tujuan tersebut, rumah
kaca sebaiknya mempunyai transmisi cahaya yang tinggi, konsumsi panas yang
rendah, ventilasi yang cukup dan efisien, struktur yang kuat, kontruksi, dan biaya
operasional yang murah serta berkualitas tinggi.
Rumah kaca merupakan media yang digunakan untuk mengendalikan dan
menjaga keadaan iklim, serta lingkungan di dalam suatu ruangan atau bisa disebut
dengan iklim buatan untuk menjaga kelembapan udara, tanah, suhu, dan intensitas
cahaya. Sehingga besarnya suhu, tingkat kelembapan, dan kadar asam dalam
tanah di dalam rumah kaca tersebut akan berbeda dengan kondisi suhu,
kelembapan, dan tanah diluarnya. Beberapa parameter yang diperhatikan didalam
rumah kaca, diantaranya adalah suhu ruangan, suhu tanah, kelembapan udara,
pengairan, pemupukan, kadar cahaya, dan pergerakan sirkulasi udara (ventilasi).
Dan pada penelitian ini parameter yang digunakan adalah kelembaban. Serta
bentuk rumah kaca yang akan di desain adalah dalam bentuk kotak yang memiliki
ventilasi untuk pergerakan sirkulasi udara.
2.2 Cabai
Cabai atau lombok (capsium annum) termasuk sukusolanaceae dan
merupakan tanaman yang mudah ditanam didaratan rendah ataupun daratan
tinggi. Cabai merupakan tanaman perdu dari famili terung terungan
(solonaceae).Tanaman cabai banyak mengandung Vitamin A dan Cserta
mengandung minyak atsiri, yang rasanya pedas dan memberikan kehangatan
panas bila kita gunakan untuk rempah-rempah (bumbu dapur).
Tanaman cabai berasal dari dunia tropika dan subtropika benua Amerika,
khususnya Colombia, Amerika Selatan dan terus menyebar ke Amerika
Latin.bukti budidaya cabai ditemukan pertamakali dalam tapak galian sejarah
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Peru dan sisaan biji yang telah berumur lebih dari 5000 tahun SM didalam gua di
Tehuacan, Meksiko. Penyebaran cabai keseluruh dunia termasuk negara-negara di
Asia, seperti Indonesia dilakukan oleh pedagang Spanyol dan Portugis.
(Dermawan, 2010, budidaya cabai unggul)
2.2.1 Karakteristik Tanaman Cabai
Cabai merupakan tanaman hortikultura sayur-sayuran buah semusim untuk
rempah-rempah yang diperlukan oleh seluruh lapisan masyarakat sebagai
penyedap makanan dan penghangat badan.Pada umumnya tanaman cabai dapat
ditanam didaerah daratan tinggi maupun didaratan rendah yaitu lebih dari 200
mdpl.
2.2.2 Syarat Tanah
Tanah merupakan lapisan permukaan bumi yang berasal dari bebatuan yang
telah mengalami serangkaian pelapukan oleh gaya-gaya alam, sehingga
membentuk regolith/ lapisan partikel halus.Hampir semua jenis tanah yang cocok
untuk budidaya pertanian, cocok pula bagi tanaman cabai. Untuk mendapatkan
kualitas dan kuantitas hasil yang tinggi, cabai mengkehendaki tanah yang subur,
gembur, kaya akan organik, tidak mudah becek (menggenang), bebas cacing
(nematoda)dan penyakit tular tanah.
Kelembaban tanah yang ideal untuk pertumbuhan dan hasil cabai merah
berkisar antara 60 % - 80 %.(Sarwani, Teknologi budidaya Cabai
Merah).Kelembaban tanah yang melebihi 80% memacu pertumbuhan cendawan
yang berpotensi menyerang dan merusak tanaman.Sebaliknya, apabila
kelembaban tanah kurang dari 60 % membuat cabai kering dan mengganggu
pertumbuhan generatifnya terutama saat pembentukan bunga, penyerbukan, dan
pembentukan buah.
2.3 Sensor
Sensor adalah suatu perangkat yang dapat mengubah besaran non-elektrik menjadi
elektrik.Atau dapat disebut juga sebagai alat untuk mendeteksi / mengukur suatu
besaran fisis berupa variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia dengan
diubah menjadi tegangan dan arus listrik.Sensor itu sendiri terdiri dari transduser
dengan atau tanpa penguat/pengolah sinyal yang terbentuk dalam satu sistem
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
pengindera. Sensor merupakan transducer yang digunakan untuk mendeteksi
kondisi suatu proses. Yang dimaksud transducer yaitu perangkat keras untuk
mengubah informasi suatu bentuk energi ke informasi bentuk energi yang lain
secara proporsional. D Sharon, dkk (1982), mengatakan sensor adalah suatu
peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang
berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi
kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya.
2.3.1 Sensor kelembaban Tanah (soil moisture sensor)
Soil moisture sensor adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi
kelembaban dalam tanah. Sensor ini sangat sederhana, tetapi idealuntuk
memantau taman kota, atau tingkat air pada tanaman pekarangan anda. Sensor ini
terdiri dari 2 probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca
resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakinbanyak air
membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan
tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi Besar). (Dfrobot,
2014, Moisture Sensor ).
Sensor ini sangat membantu untuk meningkatkan tingkat kelembaban pada
tanamanatau memantau kelembaban tanah di kebun. Berikut spesifikasi dari
moisture soil sensor ini :
1. Power Suplay:3,3 V atau 5V
2. Output Voltage Signal: 0 - 4,2V
3. Current: 35mA
Pin definition:
1. Analog Output(blue Wire)
2. GND (black Wire)
3. Power (Red Wire)
4. Size : 60x20x5mm
Value range:
1. 0 ̴ 300 bit : Dry soil
2. 300 -700 bit : Humid soil
3. 700 -950 bit : in water
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 2.1 Sensor Kelembaban Tanah
2.4 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah suatu sistem komputer lengkap dalam satu chip.
Lengkap dalam artian memiliki unit CPU, port I/O (paralel dan serial), timer,
counter, memori RAM untukpenyimpanan data saat eksekusi program, dan
memori ROM tempat dari mana perintah yang akan dieksekusi. Dan merupakan
suatu komponen elektronik kecil yang mengendalikan operasi komponen
elektronik lain pada suatu sirkuit elektronik.
2.4.1 Mikrokontroler ATMega 8535
Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) memiliki
arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian
besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan teknologi
RISC (Reduced Instruction Set Computing).Secara umum, AVR dapat
dikelompokan ke dalam 4 kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan
AT86RFxx.Pada dasarnya yang membedakan masing-masing adalah kapasitas
memori, peripheral dan fungsinya (Heryanto, dkk, 2008:1). Dari segi arsitektur
dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Berikut ini
gambar Mikrokontroler Atmega8535.
Gambar 2.2 Mikrokontroler ATMega 8535
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2.4.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535
Mikrokontroler AVR ATMega memiliki 40 pin dengan 32 pin diantaranya
digunakan sebagai port paralel. Satu portparalel terdiri dari 8 pin, sehingga
jumlah port pada mikrokontroler adalah 4 port, yaitu port A, port B, port C dan
port D. Sebagai contoh adalah port A memiliki pin antara port A.0 sampai dengan
port A.7, demikian selanjutnya untuk port B, port C, port D. Diagram pin
mikrokontroler dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin ATMega 8535
2.4.3 Fitur Mikrokontroler ATMega8535
Adapun kapabilitas detail dari ATmega8535 adalah sebagai berikut,
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM
(Electrically Erasable Programmable Read Only Memori) sebesar 512
byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep untuk menghemat penggunaan daya listrik.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2.4.4 Arsitektur ATMega 8535
Gambar 2.4Arsitektur ATMega 8535
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2.4.5 Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler ATMega8535
Untuk keterangan lebih lanjut dibawah ini merupakan sebuah tabel yang
menjelaskan konfigurasi pin mikrokontroler ATmega 8535 secara rinci, yaitu:
Tabel 2.1Deskripsi pin-pin ATmega8535
No.Pin Nama Pin Keterangan
10 VCC Catu daya
11 GND Ground
40 – 33 Port A : PA0-
PA7 (ADC0-
ADC7)
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull
up resistor. Port ini juga dimultipleks
dengan masukan analog ke ADC 8 kanal
1-7
Port B : PB0 –
PB7
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull
up resistor.Fungsi lain dari port ini masing
masing adalah :
PB0 : To (timer/counter0 external counter
input)
PB1 : T1 (timer/counter1 external conter
input)
PB2 : AIN0 (analog comparator positive
input)
PB3 : AIN1 (analog comparator positive
input)
PB4 : SS (SPI slave select input)
PB5 : MOSI (SPI bus master input/slave
input)
PB6 : MISO (SPI bus master input/slave
input)
PB7 : SCK (SPI bus serial clock)
22 – 29 Port C : PC 0 –
PC 7
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull
up resistor. Dua pin yaitu PC6 dan PC7
berfungsi sebagai osilator eksternal untuk
timer/counter 2.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
14-21 Port D : PD0 –
PD7
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull
up resistor. Fungsi lain dari port ini masing
masing adalah :
PD0 : RXD (UART input line)
PD1 : TXD (UART input line)
PD2 : INT0 (eksternal interrupt 0 input)
PD3 : INT 1 (eksternal interrupt 1 input)
PD4 : OC1B ( timer/counter 1 output
compare B match input)
PD5 : OC1A ( timer/counter 1 output
compare A match input)
PD6 : ICP (timer/counter1 input capture
pin)
PD7 : OC2 (timer/counter2 output compare
match output)
9 RESET Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin
ini diberi logika low melebihi periode
minimum yang diperlukan.
13 XTAL 1 Masukan ke inverting oscillator amplifier
dan masukan ke rangkaian internal clock.
12 XTAL 2 Keluaran dari inverting oscillator amplifier
30 AVCC Catu daya untuk port A dan ADC
31 AGND Analog Ground
32 AREF Refrensi masukan analog untuk ADC
2.4.6 Peta Memori ATmega 8535
Mikrokontroler AVR ATmega 8535 memiliki dua jenis memori yaitu (1)
memori data (SRAM) dan (2) memori program (memori Flash). Di samping itu
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
juga dilengkapi dengan EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only
Memory) untuk penyimpanan data tambahan yang bersifat non-volatile. Memori
EEPROM ini mempunyai lokasi yang terpisah dengan sistem register alamat,
register data dan register kontrol yang dibuat khusus untuk EEPROM.
2.4.7 Memori Program dan Data
Mikrokontroler ATmega 8535 memiliki On-Chip In-
SystemReprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan
keamanan, memori program dibagimenjadi dua bagian yaitu (1) Boot Flash
Section dan (2) Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk
meyimpan program Boot Loade, yaitu program yang harus dijalankan pada saat
AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section digunakan
untuk menyimpan progam aplikasi yang dibuat pengguna. Mikrokontroler AVR
tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebelum menjalankan Boot Loader.
Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024
word tergantung setting pada konfigurasi bit di-register BOOTSZ. Jika Boot
Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah
aman.
Memori data dibagi menjadi tiga yaitu :
1. Terdapaat 32 register keperluan umum (general purpose register_GPR
biasa)
2. Terdapat 64 register untuk keperluan input/output (I/O register)
3. Terdapat 512 byte SRAM internal. Selain itu, terdapat pula EEPROM 512
byte sebagai memori data yang dapat diprogram saat beroperasi. I/O
register dan memori SRAM pada mikrokontroler AVR ATmega 8535.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 2.5 Memori AVR ATmega8535
2.4.8 Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi
yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakanbagiandariinti
CPU mikrokontroler.
Status Register
Gambar 2.6 Status Register
1. Bit7 I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk meng-enable
semua jenis interupsi.
2. Bit6 T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T
sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah
register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan
sebaliknya bit T dapat disalin kembali kesuatu bit dalam register GPR
dengan menggunakan instruksi BLD.
3. Bi5 H (Half Cary Flag)
4. Bit4 S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag –N
(negative) dan flag V (complement overflow).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
5. Bit3 V (Two’s Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk
mendukung operasi matematis.
6. Bit2 N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi
matematis menghasilkan bilangan negatif.
7. Bit1 Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi set apabila hasil operasi
matematis menghasilkan bilangan 0.
8. Bit0 C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi
menghasilkan carry.(Lingga, 2011)
2.5 Liquid Crystal Display (LCD)
LCD berfungsi menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau
menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler.LCD yang digunakan adalah
jenis LCD M1632.LCDM1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2
baris dengan konsumsi daya rendah.
M1632 adalah merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris
dengan konsumsi daya yang rendah.Kegunaan LCD banyak sekali dalam
perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler.
LCD dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor,
menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler.Gambar
2.12 berikut ini adalah Pin LCD M1632.
Sebagaimana terlihat pada kolom deskripsi (symbol and functions),
interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan
dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD.Kode
ASCII yang ditampilkan sepanjang 8 bit dikirim ke LCD secara 4 atau 8 bit pada
satu waktu. Jika mode 4 bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk
membuat sepenuhnya 8 bit (pertama dikirim 4 bit MSB lalu 4 bit LSB dengan
pulsa clock EN setiap nibblenya)
Tabel 2.2 Fungsi pin-pin pada Liquid Crystal Display
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 2.12 berikut adalah contoh LCD (2×16) yang umum digunakan :
Gambar 2.7LCD M1632
Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller
mengirimkan data ke LCD.Untuk mengirim data ke LCD program harus menset
EN ke kondisi high (1) dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan
R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus. Saat jalur lainnya sudah siap,
EN harus diset ke 0 dan tunggu beberapa saat (tergantung pada datasheet LCD),
dan set EN kembali ke high (1). Ketika jalur RS berada dalam kondisi low (0),
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi
khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high
atau 1, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar.
Misal, untuk menampilkan huruf pada layar maka RS harus diset ke 1.
Jalur kontrol R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data
bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high (1), maka
program akan melakukan query (pembacaan) data dari LCD. Instruksi pembacaan
hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya merupakan
instruksi penulisan.Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W
selalu diset ke 0.Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang
dipilih pengguna), mereka dinamakan DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6
dan DB7.Mengirim data secara parallel baik 4 atau 8 bit merupakan 2 mode
operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode
operasi merupakan hal yang paling penting. Mode 8 bit sangat baik digunakan
ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya
minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan
mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7 bit (3 pin untuk kontrol, 4 untuk data).
Aplikasi dengan LCD dapat dibuat dengan mudah dan waktu yang singkat,
mengingat koneksi parallel yang cukup mudah antara kontroller dan LCD.
2.6 Relay
Relay adalah saklar mekanik yang dikendalikan atau dikontrol secara elektronik
(elektromagnetik). Saklar pada relay akan terjadi perubahan posisi OFF ke ON
pada saat diberikan energi elektromagnetik pada armature relay tersebut. Relay
pada dasarnya terdiri dari 2 bagian utama yaitu saklar mekanik dan sistem
pembangkit elektromagnetik (induktor inti besi). Saklar atau kontaktor relay
dikendalikan menggunakan tegangan listrik yang diberikan ke induktor
pembangkit magnet untuk menarik armature tuas saklar atau kontaktor relay.
Relay yang ada dipasaran terdapat berbagai bentuk dan ukuran dengan tegangan
kerja dan jumlah saklar yang bervariasi.
Relay dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus
interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
supply nya. Secara fisik anatar saklar atau kontaktor dengan elektromagnet relay
terpisah sehingga antara beban dan sistem control terpisah. Bagian utama relay
elektro mekanik adalah sebagai berikut.
Gambar 2.8Relay
• Kumparan elektromagnet
• Saklar atau kontaktor
• Swing armature
• Spring (pegas)
Dilihat dari desain saklar relay maka relay dibedakan menjadi :
1. Single Pole Single Throw (SPST), relay ini memiiki 4 terminal yaitu 2
terminal untuk input kumparan elektromagnet dan 2 terminal saklar. Relay ini
hanya memiliki posisi NO (Normally Open) saja.
2. Single Pole Double Throw (SPDT), relay ini memiliki 5 terminal yaitu
terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 3 terminal
saklar. Relay jenis ini memiliki 2 kondisi NO dan NC.
3. Double Pole Single Throw (DPST), relay jenis ini memiliki 6 terminal yaitu
terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 4 terminal
saklar untuk 2 saklar yang masing-masing saklar hanya memiliki kondisi NO
saja.
4. Double Pole Double Throw (DPDT), relay jenis ini memiliki 8 terminal
yang terdiri dari 2 terminal untuk kumparan elektromagnetik dan 6 terminal
untuk 2 saklar dengan 2 kondisi NC dan NO untuk masing-masing saklarnya
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Dari konstruksi relay elektro mekanik diatas dapat diuraikan sistem kerja atau
proses relay bekerja. Pada saat elektromagnet tidak diberikan sumber tegangan
maka tidak ada medan magnet yang menarik armature, sehingga scalar relay
tetap terhubung ke terminal NC (Normally Close) seperti terlihat pada gambar
konstruksi diatas. Kemudian pada saat elektromagnet diberikan sumber tegangan
maka terdapat medan magnet yang menarik armature, sehingga saklar relay
terhubung ke terminal NO (Normally Open) seperti terlihat pada gambar dibawah.
Gambar 2.9 Konstruksi Relay Elektromekanik NO
Konstruksi relay elektro mekanik posisi NO (Normally Open). Relay
elektro mekanik memiliki kondisi saklar atau kontaktor dalam 3 posisi.
Gambar 2.10 Konstruksi Relay Elektromekanik NC
Ketiga posisi saklar atau kontaktor relay ini akan berubah pada saat relay
mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya. Ketiga posisi saklar relay
tersebut adalah
1. Posisi Normally Open (NO), yaitu posisi saklar relay yang terhubung ke
terminal NO (Normally Open). Kondisi ini akan terjadi pada saat relay mendapat
tegangan sumber pada elektromagnetnya.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2. Posisi Normally Close (NC), yaitu posisi saklar relay yang terhubung ke
terminal NC (Normally Close). Kondisi ini terjadi pada saat relay tidak mendapat
tegangan sumber pada elektromagnetnya.
3. Posisi Change Over(CO), yaitu kondisi perubahan armature saklar relay yang
berubah dari posisi NC ke NO atau sebaliknya dari NO ke NC. Kondisi ini terjadi
data sumber tegangan diberikan ke elektromagnet atau saat sumber tegangan
diputus dari elektromagnet relay.
2.7 Pompa Air
Pompa air adalah alat atau mesin untuk memindahkan atau menaikkan
cairan dari satu tempat ketempat lainya. Berikut spesifikasinya :
1. Power: 18 watt
2. Qmax.: 1400 liter/ jam
3. Hmax.: 1.50 meter
Gambar pompa air dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.11 Pompa Air
2.8 Pemanas
Pemanas merupakan salah satu komponen yang penting , yang harusada
untuk pengendalian inkubator. Lampu dipilih sebagai pemanas karena harganya
yang murah, perawatan yang mudah dan mendapatkannya yang mudah.Lampu
pijar menghasilkan keluaran panas yang linear dan stabil.Antara suhu dan daya
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
memiliki hubungan tegak lurus.Semakin besar daya, semakin besar suhu
dikeluarkan.
2.9 Bahasa Pemrograman C
Bahasa pemrograman C merupakan salah satu bahasa pemrograman
komputer. Dibuat pada tahun 1972 oleh Dennis Ritchie untuk Sistem Operasi
Unix di Bell Telephone Laboratories. Meskipun C dibuat untuk memprogram
sistem dan jaringan komputer namun bahasa ini juga sering digunakan dalam
mengembangkan software aplikasi.C juga banyak dipakai oleh berbagai jenis
platform sistem operasi dan arsitektur komputer, bahkan terdapat beberapa
compiler yang sangat popular telah tersedia.C secara luar biasa memengaruhi
bahasa popular lainnya, terutama C++ yang merupakan extensi dari C.
Dalam pembuatan program yang menggunakan fungsi atau aritmatika,
Bahasa C menawarkan kemudahan dengan menyediakan fungsi-fungsi khusus,
seperti : pembuatan konstanta, operator aritmatika, operator logika, operator
bitwise dan operator Assignment. Selain itu bahasa C menyediakan program
kontrol seperti : Percabangan (if dan if…else), Percabangan switch, looping(for,
while, dan do…while), Array, serta fungsi-fungsi lainnya.
Struktur dari program C dapat dilihat sebagai kumpulan dari sebuah atau
lebih fungsi-fungsi. Fungsi pertama yang harus ada di program C sudah
ditentukan namanya, yaitu bernama main(). Suatu fungsi di program C dibuka
dengan kurung kurawal ({) dan ditutup dengan kurung kurawal tutup (}). Diantara
kurung-kurung kurawal dapat dituliskan pernyataan-pernyataan program C.
struktur bahasa pemrograman C, antara lain :
a. Header File adalah berkas yang berisi prototype fungsi definisi konstanta dan
definisi variable. Fungsi adalah kumpulan kode C yang diberi nama dan ketika
nama tersebut dipanggil maka kumpulan kode tersebut dijalankan.
b. Preprosesor Directive (#include) adalah bagian yang berisi pengikut sertaan file
atau berkas-berkas fungsi maupun pendefinisian konstanta.
c. Void artinya fungsi yang mengikutinya tidak memiliki nilai kembalikan
(return).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
d. Main () adalah fungsi yang pertama kali dijalankan ketika program dieksekusi,
tanpa fungsi main suatu program tidak dapat dieksekusi namun dapat dikompilasi.
e. Statement adalah instruksi atau perintah kepada suatu program ketika program
itu dieksekusi untuk menjalankan suatu aksi.
Bahasa C dikatakan sebagai bahasa pemrograman terstruktur, karena
strukturnya menggunakan fungsi-fungsi sebagai program-program bagian
(subroutine).Fungsi-fungsi selain fungsi utama merupakan program-program
bagian. Fungsi-fungsi ini dapat ditulis setelah fungsi utama atau diletakkan di
filepustaka (library). Jika fungsi-fungsi diletakkan di file pustaka dan akan dipakai
disuatu program, maka nama file judulnya (header file) harus dilibatkan di dalam
program yang menggunakannya dengan preprocessor directive #include
(Hartono, 1992).
2.10 Motor Servo
Motor Servo adalah suatu alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Motor Servo merupakan perangkat atau actuator putar (motor) yang
mampu bekerja dua arah (Clockwise dan Counter Clockwise) dan dilengkapi
rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi pada motor
tersebut (Kharisma Handant, 2014 :Motor Servo DC).
Magnit permanent motor DC servo mengubah energi listrik ke dalam energi
mekanik melalui interaksi dari dua medanmagnit. Salah satu medandihasilkan
oleh magnit permanent dan yang satunya dihasilkan oleh arus yang mengalir
dalam kumparan motor.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 2.12 Motor Servo
Motor servo merupakan sebuah motor DC kecil yang diberi system gear dan
potensio meter sehingga dia dapat menempatkan horn servo pada posisi yang
dikehendaki.
Motor servo ini jelas menggunakan sistem close loop sehingga posisi horn yang
dikehendaki bisa dipertahankan (Budiarto, 2010).
Adapun datasheet dari motor servo HS-311 adalah sebagai berikut :
- Control System : +Pulse Width Control 1500usec Neutral
- Required Pulse : 3 – 5 Volt Peak to Peak Square Wave
- Operating Volatge : 4.8 – 6.0 Volts
- Operating Temperature Range : -20 to +60 Degree C
- Operating Speed (4.8V) : 0.19sec/60o at no load
- Operating Speed (6.0V) : 0.15sec/60o at no load
- Stall Torque (4.8V) : 42 oz/in (3.0 kg/cm)
- Stall Torque (6.0V) : 51 oz/in (3.7 kg/cm)
- Current Drain (4.8V) : 7.4mA/idle, 160mA no load operating
- Current Drain (6.0V) : 7.7mA/idle, 180mA no load operating
- Dead Band Width : 5usec
- Operating Angle : 45o one side pulse traveling 450usec
- Direction :Multi-directional
- Motor Type :Cored Metal Brush
- Potentiometer Drive : 4 Slider/Direct Drive
- Bearing Type :Top Resin Bushing
- Gear Type :Nylon
- 360 Modifiable :Yes
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
- Connector Wire Length : 11.81” (300mm)
- Weight : 1.52oz (43g)
Motor servo biasanya mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontiniu
seperti motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk beberapa
keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Motor
servo memiliki 3 jenis input yaitu merah untuk power (6 volt), hitam untuk
ground, dan kuning untuk sinyal pengendalian servo yang dihubungkan dengan
mikrokontroler (Budiharto Widodo, 2006 : 8).
Secara umum terdapat 2 jenis motor servo, yaitu motor servo standard dan
motor servo continous. Motor servo standard sering dipakai pada sistem robotika
misalnya untuk membuat “Robot Arm” (Robot Lengan) sedangkan motor servo
continous sering dipakai untuk mobile robot.
Penggunaan motor servo untuk bidang robotika tentu ada alasannya.
Pertama adalah motor servo memiliki putaran yang lambat torsi yang kuat. Hal ini
cocok dengan bidang robotika, bandingkan misalnya dengan motor DC biasa yang
memiliki putaran cepat namun torsi rendah. Poros motor DC yang dihubungkan
langsung dengan roda, tidak akan kuat untuk menggerakkan mobile robot
tersebut, demikian pula dengan motor stepper. Kedua jenis motor ini harus
dihubungkan terlebih dahulu dengan system gear agar dapat dipergunakan.
Namun poros servo dapat dihubungkan langsung dengan roda. Kedua system
control untuk motor servo relatif sedikit (diperlukan hanya 1 jalur data saja). Hal
ini tentunya berbeda misalnya jika kita menggunakan motor stepper yang
memerlukan jalur control lebih dari 1 jalur. Oleh karena itu tantangannya adalah
bagaimana mengontrol motor servo yang hanya menggunakan 1 jalur tersebut.
Oleh karena itu hanya digunakan 1 jalur data untuk mengontrol motor servo, maka
digunakan teknik PWM (Pulse Width Modulation).
2.10.1 Konstruksi Motor Servo
Motor Servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variable resistor
(VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol.
.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 2.13 Kontruksi Motor Servo
Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran
sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur
berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo
2.10.2 Jenis Motor Servo
1. Motor Servo Standar 180
Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan
defleksi masing-masing sudut mencapai 90
o
o sehingga total defleksi sudut dari
kanan-tengah-kiri adalah 180o
2. Motor Servo Continuous
.
Motor Servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan
defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).
2.10.3 Pulsa Kendali Motor Servo
Operasional motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa sebuah pulsa
selebar ± 20 ms, diaman selebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir
dari range sudut maksimum.
Apabila motor servo diberikan pulsa dengan 1.5 ms mencapai gerakan 90o,
maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0o dan bila
kita beirkan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180o
Motor servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya
diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan
frekuensi 50 Hz tersebut pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari
motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0
.
o
Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5 ms,
maka rotor akan berputar ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock Wise,
/ netral).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
CCW) dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty
cycle, dan akan bertahan di posisi tersebut.
Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari
1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW) dengan
membentuk sudut yang linier pula terhdap besarnya ton duty cyc, dan bertahan
diposisi tersebut.
2.11 Motor Stepper
Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah
pulsaelektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak
berdasarkan urutan pulsayang diberikan kepada motor. Karena itu, untuk
menggerakkan motor stepper diperlukanpengendali motor stepper yang
membangkitkan pulsa-pulsa periodik.
Pada dasarnya ada 3 jenis motor stepper yaitu :
1. Motor stepper tipe Variable reluctance (VR)
Motor stepper jenis ini telah lama ada dan merupakan jenis motor yang secara
struktural paling mudah untuk dipahami. Motor ini terdiri atas sebuah rotor besi
lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator. Ketika lilitan stator diberi
energi dengan arus DC, kutub-kutubnya menjadi termagnetasi. Perputaran terjadi
ketika gigi-gigi rotor tertarik oleh kutub-kutub stator.
Gambar 2.14Penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance
(VR)
2. Motor stepper tipe Permanent Magnet (PM)
Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng bundar
(tincan) yang terdiri atas lapisan magnet permanen yang diselang-seling dengan
kutubyang berlawanan . Dengan adanya magnet permanen,makaintensitas fluks
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
magnet dalam motor ini akan meningkat sehingga dapatmenghasilkan torsi yang
lebih besar. Motor jenis ini biasanya memiliki resolusilangkah (step) yang rendah
yaitu antara 7,50 hingga 150 per langkah atau 48 hingga24 langkah setiap
putarannya. Berikut ini adalah ilustrasi sederhana dari motorstepper tipe
permanent magnet:
3. Motor stepper tipe Hybrid (HB)
Motor stepper tipe hibrid memiliki struktur yang merupakan kombinasi dari
keduatipe motor stepper sebelumnya.
Motor stepper tipe hibrid memiliki gigi-gigi seperti pada motor tipe VR dan juga
memiliki magnet permanen yang tersusun secara aksial pada batang porosnya
seperti motor tipe PM. Motor tipe ini paling banyak digunkan dalam berbagai
aplikasi karena kinerja lebih baik. Motor tipe hibrid dapat menghasilkan resolusi
langkah yang tinggi yaitu antara 3,60 hingga0,90 per langkah atau 100-400
langkah setiap putarannya. Berikut ini adalahpenampang melintang dari motor
stepper tipe hibrid:
Berdasarkan metode perancangan rangkain pengendalinya, motor stepper dapat
dibagimenjadi jenis unipolar dan bipolar. Rangkaian pengendali motor stepper
unipolar lebih mudahdirancang karena hanya memerlukan satu switch / transistor
setiap lilitannya. Untukmenjalankan dan menghentikan motor ini cukup dengan
menerapkan pulsa digital yanghanya terdiri atas tegangan positif dan nol (ground)
pada salah satu terminal lilitan (wound)motor sementara terminal lainnya dicatu
dengan tegangan positif konstan (VM) pada bagiantengah (center tap) dari lilitan.
Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa yang
berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Jadi pada setiap terminal
lilitan (A & B) harus dihubungkan dengan sinyal yang mengayun dari positif ke
negatif dan sebaliknya.
Gambar 2.15Motor Stepper
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
BAB 3
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok Sistem
Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang
diperlihatkan pada gambar 3.1 berikut ini :
Sensor Kelembaban Tanah (Soil moisture Sensor)
Driver Motor Stepper
Motor Stepper
Motor Servo
Driver Relay Relay Pompa
Driver Kipas
LCD
ATMEGA 8535
Kipas
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem
Gambar diatas merupakan gambar diagram blok dari seluruh sistem yang akan
dirancang. Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa setelah sistem diaktifkan
maka dilakukan setpoint kelembaban sesuai dengan yang dibutuhkan oleh
tanaman cabai pada rumah kaca, Setelah selesai maka mikrokontroler akan
menyimpan data hasil set point yang telah ditentukan, serta sensor kelembaban
akan langsung bekerja mendeteksi kelembaban pada lingkungan sekitar. Hasil
dari pembacaan sensor tersebut akan diolah oleh mikrokontroler dan langsung
ditampilkan di LCD.
Setpoint yang diatur dalam rangkaian ini adalah 60% - 80 % yaitu
kelembaban yang dibutuhkan tanaman cabai tumbuh optimal. Apabila yang
dideteksi sensor kelembaban melebihi set point kelembaban yaitu > 80%, maka
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
mikrokontroler akan memberikan perintah untuk menghidupkan kipas. Setelah
kelembaban dalam rumah kaca sudah kembali ke keadaan normal maka secara
otomatis kipas akan berhenti dengan sendirinya. Ketika kelembaban yang
dideteksi sensor < 60% maka mikrokontroler akan memberikan perintah
menghidupkan motor stepper dan motor servo dan relay dalam keadaan NC
(Normaly close) sehingga pompa akan hidup untuk menyiram tanaman.
3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535 dapat dilihat pada
gambar 3.2 di bawah ini :
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh system yang
ada.Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler
ATMega8535.Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga
rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Pin 12 dan 13
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
dihubungkan ke XTAL 4 MHz. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan
mikrokontroler ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam
program.
3.3 Rangkaian Motor Stepper
Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah
pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Pada rangkaian ini rangkaian
motor stepper berfungsi untuk menggerakkan pompa maju dan mundur.
Gambar 3.3 Rangkaian Motor Stepper
3.4 Rangkaian Motor Servo
Motor servo adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah
pulsaelektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Pada rangkaian ini motor servo
berfungsi untuk menggerakkan pompa air ketika bergerak kesamping kiri dan
kanan alat.
Gambar 3.4Motor Servo
3.5 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2
cm. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat
memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver
untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.
Gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke
mikrokontroler.
Gambar 3.5Rangkaian LCD
Rangkaian ini terhubung ke PC1, PC2, PC3, PC4, PC5,PC6, PC7, yang
merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, sebagai pengiriman data
secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat
dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535.
3.6 Rangkaian Sensor Kelembaban Tanah ( Soil Moisture Sensor)
Pada alat ini, sensor yang digunakan adalah sensor kelembaban tanah yang
berfungsi untuk mendeteksi nilai kelembaban pada tanaman cabai. Gambar 3.6
Berikut merupakan gambar rangkaian sensor kelembaban tanah yang
dihubungkan pada mikrokontroler
Gambar 3.6Rangkaian Skema Sensor kelembaban Tanah
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa pin 2 terhubung ke mikrokontroler
yang berfungsi untuk mengirikan data hasil pengukuran dari sensor ke
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
mikrokontroler. Dalam mikrokontoler tersebut data akan diolah dan kemudian di
tampilkan pada LCD.
3.7 Rangkaian Power Suplay
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang
ada.. Rangkaian power supplay dapat ditunjukkan pada gambar 3.6 seperti
dibawah ini.
Gambar 3.7Rangkaian PowerSuplay
Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan
dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan
dengan menggunakan dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh
kapasitor 2220μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar
keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan
masukannya.
3.8 Rangkaian Pompa
Pompa dalam rangkaian ini berfungsi untuk menyiram tanah ketika
kelembabannya kurang dari nilai kelembaban yang diinginkan yaitu 60%. Pompa
terhubung dengan relay , dimana ketika pompa bekerja , relayakan Normaly
Close. Pompa akan berhenti menyiram ketika kelembaban yang dideteksi oleh
sensor 60%.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 3.8Rangkaian Pompa
3.9 Rangkaian Kipas
Kipas dalam rangkaian ini berfungsi untuk menormalkan kembali
kelembaban tanah dengan cara mengeringkan tanah.
Gambar 3.9 Rangkaian Kipas
3.10 Rangkaian Lengkap
Berdasarkan uraian-uraian yang telah diterangkan pada bagian sebelumnya, maka
dibuat rangkaian lengkap dari peralatan. Adapun rangkaian lengkap dari
perancangan sistem ini dapat dilihat pada gambar 3.10 berikut ini:
Gambar 3.10Rangkaian Lengkap
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
3.11 Diagram Alir
Start
Inisiasi
Motor Stepper
Kembali ke 0
Read RH
Tanah
Proses Data
IF RH Tanah < 60%
Pompa Hidup
Motor SerVo Hidup
Motor Stepper
Mati
Motor servo Mati
Kipas Mati
Motor Stepper Hidup
Pompa Mati
IF RH Tanah >60%
IF RH Tanah < 80%
ya
Tidakya
Tidak
IF RH Tanah > 80% Kipas Hidup
Start
ya
Tidak
Gambar 3.11Diagram alir sistem
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
BAB 4
PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Rangkaian LCD dihubungkan ke PC1, PC2, PC3, PC4, PC5,PC6, PC7, yang
merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, sebagai pengiriman data
secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat
dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535. Pada bagian ini,
mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD. Pada LCD Hitachi -
M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler
menjadi tampilan karakter. Pengujian rangkaian LCD dilakukan dengan
memberikan program pada mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada
display LCD. Programnya adalah sebagai berikut :
#include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystal lcd(23, 21, 20, 19, 18, 17); void setup() { pinMode(22,OUTPUT); digitalWrite(22,LOW); pinMode(16,OUTPUT); digitalWrite(16,HIGH); lcd.begin(16, 22); lcd.print("Tiarlin"); } void loop() { } Jika program diatas di jalankan maka dilayar LCD akan tampil kata “Tiarlin”.
Hal ini menunjukkan bahwa minimum system dan LCD dapat berjalan dengan
baik. Untuk tampilan pengujian LCD dapat dilihat pada gambar 4.1
Gambar 4.1Tampilan pada LCD
4.2 Pengujian Motor Servo
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah motor servo bekerja. Pengujian
ini dilakukan dengan cara memasukkan program ke mikrokontroler melalui
downloader. Berikut adalah program untuk menghidupkan motor servo.
#include <Servo.h> Servo myservo; int pos; void setup() { myservo.attach(14); } void loop() { for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { myservo.write(pos); delay(15); } for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { myservo.write(pos); delay(15); } Pada pengujian ini pada baris ke-8 dan ke-10 program motor servo akan hidup dengan posisi dari 00 sampai 1800
4.3 Pengujian Rangkaian Motor Stepper
dengan waktu delay dengan waktu delay 15 ms setiap putaran. Motor Servo yang dipakai dihubungkan pada pin 14 mikrokontroller.
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah motor stepper bekerja.
Pengujian ini dilakukan dengan cara memasukkan program ke mikrokontroler
melalui downloader. Berikut program untuk menghidupkan motor stepper.
const int stepPin = 4; const int dirPin = 3; const int en = 2; void setup() { pinMode(stepPin,OUTPUT); pinMode(dirPin,OUTPUT); pinMode(en,OUTPUT); } void loop{ digitalWrite(en,LOW); digitalWrite(dirPin,LOW); for(x = 0; x < 12000; x++) { digitalWrite(stepPin,HIGH); delayMicroseconds(100); digitalWrite(stepPin,LOW); delayMicroseconds(300); } digitalWrite(dirPin,HIGH); for(x = 0; x < 12000; x++) {
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
digitalWrite(stepPin,HIGH); delayMicroseconds(100); digitalWrite(stepPin,LOW); delayMicroseconds(300); } Pada programdiatas pada baris ke -14 dan ke -19 program motor stepper akan bergerak sebanyak 12000 kali sepanjang x. Pin 4 dihubungkan sebagai steppin (bergerak), Pin 3 sebagai dir pin ( arah perputaran) 4.4 Pengujian Rangkaian sensor
Sensor Kelembaban tanah adalah sebuah single chip multisensor untuk sensor
kelembaban yang telah terkalibrasi sempurna sehingga bentuk keluaran sudah
dalam bentuk digital. Pada pengujian bagian ini , sensor kelembaban
dihubungkan dengan sistem minimum agar dapat dilihat pada LCD hasil
pengukuran dari sensor kelembaban. Jika sistem dijalankan maka sensor akan
bekerja mendeteksi lingkungan sekitar, sensor akan mendeteksi kelembaban dari
rumah kaca. Kemudian hasil dari pengukuran sensor akan di tampilkan pada
layar LCD. Untuk tampilan hasil pengukuran sensor pada LCD dapat dilihat pada
gambar 4.3.
Gambar 4.2 Tampilan pada LCD Pengujian Rangkaian Sensor Kelembaban
Pada gambar diatas tegangan yang ditunjukkan adalah 4,99 V yang berarti
tegangan maksimum sensor bekerja 5V. Sensor kelembaban tanah bekerja dengan
metode konduktivitas. Jika semakin banyak air maka resistansi kecil sehinggga
mudah untuk mengahantarkan listrik , begitupula sebaliknya ketika air semakin
sedikit maka resistansinya besar dan sulit menghantarkan arus listrik.Berikut
adalah listing program untuk pengujian sensor kelembaban.
#include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystal lcd(23, 21, 20, 19, 18, 17); void setup() { lcd.begin(16,2); pinMode(22,OUTPUT);
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
digitalWrite(22,LOW); pinMode(16,OUTPUT); digitalWrite(16,HIGH); } void loop() { int sensorValue = analogRead(A1); float volt = sensorValue*0.004887; lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Volt = "); lcd.print(volt); delay(1000); } Pada program diatas baris ke-2 menjelaskan bahwa LCD dihubungkan ke pin 23, 21, 20, 19, 18, 17. 4.5 Pengujian Kipas
Pengujian pada rangkaian ini berfungsi untuk mengontrol kelembaban pada
rumah kaca. Pengujian ini dilakukan dengan cara memasukkan program ke
mikrokontroler melalui downloader.
Pada pengujian ini kipas akan hidup jika kelembaban sudah melebihi dari
kelembaban setpoint yang telah ditentukan sebelumnya Berikut adalah listing
program untuk pengujian kipas.
void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); }
4.6 Pengujian Pompa
Pengujian pada rangkaian ini berfungsi untuk mengontrol kelembaban pada rumah
kaca. Pengujian ini dilakukan dengan cara memasukkan program ke
mikrokontroler melalui downloader. Pada pengujian ini pompa akan hidup jika
nilai kelembaban dibawah dari setpoint yang telah ditentukan sebelumnya Berikut
adalah listing program untuk pengujian pompa.
void setup() {
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
pinMode(15, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(15, HIGH); delay(1000); digitalWrite(15, LOW); delay(1000 } 4.7 Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Pengujian ini dilakukan bertujuan agar dapat diketahui bagaimana alat bekerja
dengan baik dalam pengontrolan suhu dan kelembaban. Prinsip kerja dari alat ini
adalah sistem minimum dihubungkan ke sumber tegangan PLN dengan
menggunakan adaptor, setelah system diaktifkan maka dilakukan setpoint
kelembaban sesuai dengan yang dibutuhkan oleh tanaman pada rumah kaca,
Setelah selesai maka mikrokontroler akan menyimpan data hasil set point yang
telah ditentukan, serta sensor kelembaban tanah akan langsung bekerja
mendeteksi kelembanan pada lingkungan sekitar. Hasil dari pembacaan sensor
tersebut akan diolah oleh mikrokontroler dan langsung ditampilkan di LCD.
Hasil pengujian alat ini akan ditampilkan pada tabel 4.1 berikut ini:
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Alat Secara keseluruhan
No Nilai Kelembaban
Tanah (RH)
Kipas Pompa Motor
Stepper
Motor
Servo
1. 100% Hidup Mati Mati Mati
2. 97 % Hidup Mati Mati Mati
3 60 % Mati Mati Mati Mati
4 70 % Mati Mati Mati Mati
5 15 % Mati Hidup Hidup Hidup
6 33 % Mati Hidup Hidup Hidup
Dari pengujian diatas disimpulkan bahwa, apabila hasil pengukuran
kelembaban melebihi dari 80 % yang telah ditentukan sebelumnya, maka system
akan melakukan pengontrolan dengan menghidupkan kipas. Dan apabila hasil
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
pengukuran dibawah 60% , maka sistem akan melakukan pengontrolan dengan
menghidupkan pompa air untuk menyiram tanah.
Gambar 4.3 Hasil pengujian ketika RH diatas setpointditampilkan di LCD
Pada gambar diatas kelembaban yang terbaca adalah sebesar 100 % , nilai ini
menunjukkan bahwakelembaban yang di set melebihi (> 80%) sehinggga
Pada keadaan tersebut pompa hidup.
Gambar 4.4 Hasil pengujian ketika RH dibawah setpoint ditampilkan pada LCD
Pada gambar diatas kelembaban yang terbaca adalah 5%. Nilai ini menunjukkan
pada setpoin yang telah ditentukan tidak memenuhi syarat (< 60%) sehingga
pada keadaan ini pompa akan bekerja dan kipas dalam keadaan mati.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka
penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain :
1. Telah berhasil dirancang sebuah alat yang dapat mengatur kelembaban
tanah pada budidaya tanaman cabai dalam ruang tertutup.
2. Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, pada alat ini di set dan
kelembaban 60 % -80 %RH, jika hasil pengukuran melebihi dari
setpoint> 80% maka kipas akan hidup dan pompa dalam keadaan mati,
sedangkan ketika hasil pengukuran < 60% maka kipas akan mati dan
pompa akan hidup untuk menyiram tanaman.
5.2 Saran
Setelah melakukan penelitian, diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan
saran untuk dilakukan penelitian lebih lanjut yaitu :
1. Untuk pengembangan lebih lanjut, perlunya dilakukan penambahan
parameter dan sensor pada alat ini.
2. Untuk pengembangan lebih lanjut, perlu dibuat alat yang lebih besar
sesuai dengan rumah kaca yang sesungguhnya.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR PUSTAKA
Haidar, Muhammad. 2014. Rancang Bangun Alat Pengendali Kelembaban Tanah
Buah Tin menggunakan Mikrokontroler AVR. Diploma III. Politeknik Negeri
Sriwijaya. Palembang .
Harpenas, Asep & R. Dermawan. 2010. Budidaya Cabai Unggul. Penebar
Swadaya. Jakarta.
Nasrullah, Emir dkk. 2012. Rancang Bangun Sistem Penyiraman Tanaman Secara
Otomatis Menggunakan Sensor Suhu LM35 Berbasis Mikrokontroler
ATMega8535 ( http://jurnal.fp.unila.ac.id diakses pada tanggal 8 April 2018)
Juniardy, Viktorianus Ryan dkk. 2014. Prototype Alat Penyemprot Air Otomatis
Pada Kebun Pembibitan Sawit Berbasis Sensor Kelembaban dan Mikrokontroler (
jurnal.untan.ac.id/index.php/jcskommipa diakses tanggal 8 April 2018)
Widodo, Ira Niken. 2013. Prototype Alat Pengontrol dan Monitoring Suhu Serrta
Kelembaban Pada Ruang Budidaya Jamur Tiram. Diploma III. Politeknik Negeri
Sriwijaya. Palembang
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LAMPIRAN Lampiran 1. Listing Program dariSeluruhSistem
// defines pins numbers // Perintah constintstepPin = 4; // Pin masukan jenis karakter untuk motor pada pin 4 constintdirPin = 3; //Pin keluaran arah perputaran motor pin 3 constinten = 2; // Pin masukan eneble di pin 2 unsigned long previousMillis = 0; // Waktu tunda menggunakan milli sekon const long interval = 1000; // perputaran motor setelah 1000 milli sekon long x; // Jaraktempuh Motor stepper intpos = 0; // Posisi di 0 int set = 60; // Pengaturan posisi di 60int sensor; // Pengenalan Sensor
0
floatrh; // Karakter Sensor “rh” intsiram; // Perintah siram intkipas = 13; // Pin yang digunakan untuk kipas pin13 floatrata_rata; // Hasil Pengukuran bernama “rata-rata” #define pump 15 // Pin pompa pin 15 bool setting = 0; // Setting awal 0 int counter = 50; // Setting perhitungan intset_nol; // Kembali ke pengaturan awal #include <Servo.h> // Pengaturan motor servo Servo myservo; // Nama pengenalan motor servo #include <LiquidCrystal.h> // Pengenalan LCD 16x2 cm LiquidCrystallcd(23, 21, 20, 19, 18, 17); //pin yang digunakan 23,21,20,19,18,17 void setup() { // Perintah set pengulangan
myservo.attach(14); // Servo yang digunakan pin 14
lcd.begin(16,2); // Memulai penampilan ke LCD pinMode(22,OUTPUT); // Pengenalan pin perintah keluaran pinMode(pump,OUTPUT); // Perintah keluaran pompa pinMode(kipas,OUTPUT); // Perintah keluaran kipas digitalWrite(22,LOW); // Pin 22 mati pinMode(16,OUTPUT); // Pin 16 sebagai keluaran digitalWrite(16,HIGH); // Pin 16 off
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
pinMode(stepPin,OUTPUT); // Perintah keluaran motor Stepper pinMode(dirPin,OUTPUT); // Arahperputaran motor stepper pinMode(A7,INPUT); // Pin A7 sebagai masukan pinMode(en,OUTPUT); // Eneble keluaran digitalWrite(A7,HIGH); // A7 / Pin mikro menyala atau aktif lcd.clear(); // LCD dibersihkan lcd.setCursor(0,0); // Posisi karakter pada baris 0 dan kolom 0 lcd.print("set Nol"); // Keluaran pada LCD “set Nol” lcd.setCursor(0,1); // Posisi karakter pada baris 0 dan kolom 1 lcd.print("booting"); // Keluaran pada LCD “booting” set_nol = digitalRead(A7); // Pembacaan sensor dari A7 digitalWrite(dirPin,HIGH); // Arah Stepper menyala digitalWrite(en,LOW); //Eneble mati while (set_nol!=0){ // Posisi set LCD = 0 digitalWrite(stepPin,HIGH); // Perintah keluaran stepper menyala delayMicroseconds(100); // Waktu tunda 100 milli sekon digitalWrite(stepPin,LOW); // Perintah stepper mati delayMicroseconds(500); // Waktu tunda mati 500 milli sekon set_nol = digitalRead(A7); // Pembacaan sensor di analog 7 } digitalWrite(en,HIGH); // Perintah keluaran enablestepper menyala delay(1000); // waktu tunda 1000 milli sekon digitalWrite(en,LOW); // Perintah keluaran eneble mati digitalWrite(dirPin,LOW); // Perintah keluaran perputaran motor mati for(x = 0; x < 20; x++) { // Mulai dari x=0 sampai x<20 digitalWrite(stepPin,HIGH); // Motor stepper hidup delayMicroseconds(500); // Waktu tunda 500 milli sekon digitalWrite(stepPin,LOW); // Motor stepper mati delayMicroseconds(1000); // Waktu tunda 1000 milli sekon }
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
lcd.clear(); // Bersihkan layar LCD myservo.write(25); // Motor servo pada pin 25 } void loop() { // Perintah pengulangan unsigned long currentMillis = millis(); // dalamwaktumillisekon if (currentMillis - previousMillis>= interval) { // jika waktu sebelum – waktu sesudah >= interval waktu sesudah = waktu sebelumnya previousMillis = currentMillis; // Pengenalan sensor _sensor(); }
if (rata_rata< set){ // Jika kelembaban lebih kecil daripada set
siram = 1; // Siram hidup digitalWrite(pump,HIGH); // Pompa hidup // lcd.setCursor(8,1); // Karakter pada kolom 8 baris 1 // lcd.print("J"); // Keluaran “J” } else if (rata_rata> set+20){ // Jika kelembaban lebih dari 80 siram = 0; // Siram mati digitalWrite(kipas,HIGH); // Kipas hidup digitalWrite(en,HIGH); // Eneble hidup digitalWrite(pump,LOW); // Pompa mati // lcd.setCursor(8,1); // Karakter berada pada kolom 8 baris 1 // lcd.print("B"); // Keluaran “B” myservo.write(25); // Motor servo pada pin 25 } if (rata_rata< set+20){ // Jika kelembaban lebih kecil dari 80 digitalWrite(kipas,LOW); // Kipas mati } if (siram == 0){ // Jika siram berkelanjutan mati digitalWrite(en,LOW); // Eneble mati digitalWrite(dirPin,LOW); // Arah putar mati for(x = 0; x < 12000; x++) { // Untuk x<12000, x=0 pos = x/1000; // Posisi x/1000 if (pos%2==0){myservo.write(0);} // Posisidari 2% dariposisi yang telah di set else {myservo.write(50);} // motor servo di posisikan 50digitalWrite(stepPin,HIGH); // Motor servo dalam posisi menyala
0
delayMicroseconds(100); // Waktutunda 100 millisekon digitalWrite(stepPin,LOW); // Arah perputaran motor mati delayMicroseconds(300); // Waktu tunda 300 milli sekon }
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
digitalWrite(dirPin,HIGH); // Arah perputaran motor hidup for(x = 0; x < 12000; x++) { // Ketika x< 1200 x =0, pos = x/1000; // Posisi = x/1000 if (pos%2==0){myservo.write(0);} // Posisi 2 % dari set else {myservo.write(50);} // Motor servo di 50digitalWrite(stepPin,HIGH); // Motor stepper hidup
0
delayMicroseconds(100); // Waktu tunda 100 milli sekon digitalWrite(stepPin,LOW); // Motor stepper mati delayMicroseconds(300); // Waktu tunda 300 milli sekon } _sensor(); // Sensor lcd.clear(); // Membersihkan LCD } } void _sensor(){ // Perintah pembacaan ulang sensor sensor = analogRead(A1) // Pembacaan dari analog 1 rh = sensor * 0.004887; // Kelembaban = hasil baca sensor x 0,0048 rata_rata = rh; // kelembaban dibaca rh rata_rata =197-((rata_rata)*40); // kelembaban = 197 – (kelembaban x 40) if (rata_rata< 0){rata_rata =0;} // Jika kelembaban < 0 , kelembaban =0 else if (rata_rata> 100){rata_rata =100;} // jika kelembaban lebih dari
100 , kelembaban = 100 lcd.setCursor(0,0); // Tampilan di LCD pada baris 0 kolom 0 lcd.print("avarage RH set"); // tampilan pada LCD “average RH set” lcd.setCursor(0,1); // Tampilan pada LCD pada baris 0 kolom 1 lcd.print(rata_rata,0); // Tampilan “rata_rata “ untuk kelembaban 0 lcd.print("% "); // Satuan kelembaban lcd.setCursor(13,1); // tampilan pada LCD pada kolom 13 baris 1 lcd.print(set); // Tampilanpada LCD “set” }
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Lampiran 6. GambarAlatSecaraKeseluruhan
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA