perpustakaan.fmipa.unpak.ac.idperpustakaan.fmipa.unpak.ac.id/file/final skripsi.docx · Web viewBAB...
Transcript of perpustakaan.fmipa.unpak.ac.idperpustakaan.fmipa.unpak.ac.id/file/final skripsi.docx · Web viewBAB...
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada saat ini dunia teknologi berkembang sangat cepat dan berperan penting
untuk memudahkan manusia dalam kehidupan sehari-hari. Seiring dengan kemajuan
teknologi tersebut membuat manusia berusaha untuk menggunakan dan ikut
mengembangkan teknologi yang ada. Sehingga membuat teknologi tidak akan pernah
berhenti berkembang seperti halnya sifat manusia yang tidak pernah puas dengan apa
yang sudah diraih.
Namun dengan semakin sibuknya manusia, sehingga kadang melupakan hal
yang paling penting dalam kehidupan sehari-hari, yaitu penggunaan air. Air
merupakan salah satu elemen penting dalam hidup manusia. Dengan adanya
perubahan iklim dan pemanasan global maka curah hujan menjadi tidak menentu dan
ketersediaan air menjadi berkurang.
Dengan demikian keperluan air bagi umat manusia dan pertanian harus
semakin dihemat. Penghematan dibidang pertanian, yaitu dengan melakukan
pengendalian pengairan sesuai dengan kebutuhan tanaman.Dalam pembuatan alat ini
ada beberapa tujuan yang ingin dicapai oleh penulis, yaitu :
Dapat membuat suatu alat yang bisa mengendalikan pengairan secara
otomatis.Membuat alat untuk mengefisienkan penggunaan air, sehingga dapat
menghemat penggunaan air.Meningkatkan hasil produksi pertanian karena pengairan
sesuai dengan kebutuhan tanaman.Mampu mengairi lahan pertanian yang lebih luas
dengan cadangan air yang sama.Mengurangi upah atau penggunaan tenaga kerja
sehingga keuntungan bisa lebih besar dan hasil produksi pertanian bisa bersaing di
dunia.
Berdasarkan hal tersebut diatas penulis membahas mikrokontroler, dengan
judul : ”OTOMATISASI PENGENDALIAN PENGAIRAN MENGGUNAKAN
DIGITAL PRESSURE SENSOR BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA16”
1
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat aplikasi Otomatisasi
Pengendalian Pengairan Menggunakan Digital Pressure Sensor Berbasis
Mikrokontroler ATmega16.
1.3 Ruang Lingkup
Perancangan dan pembuatan alat pengendalian pengairan menggunakan
mikrokontroler ATmega16.
Menganalisa sistem kerja dari sebuah mikrokontroler untuk proses
pengendalian pengairan.Merancang mekanisme pengendalian pengairan untuk
kebutuhan pertanian.
Perangkat lunak yang digunakan pada penelitian ini antara lain Code Vision
AVR sebagai programer downloader. Serta menggunakan perangkat lunak ISIS 7
Professional sebagai perancang skematik rangkaian. Bahasa pemrograman yang
dipakai adalah bahasa C.
1.4 Manfaat
Berdasarkan pengamatan dan mempelajari latar belakang yang ada, maka
penulis melakukan penelitian dan penganalisaan masalah dalam membuat otomatisasi
pengendalian pengairan menggunakan digital pressure sensor berbasis mikrokontroler
ATmega16. Yang mana kedepannya dapat dibuat alat pengairan secara otomatis
sesuai dengan kadar air tanah atau kebutuhan tanaman agar penggunaannya bisa lebih
praktis dan efisien.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengenalan Mikrokontroler
Processor, memory, clock, dll. Mikrokontroler adalah piranti elektronik berupa
IC ( Integrated Circuit ) yang memiliki kemampuan manipulasi data ( informasi )
berdasarkan suatu urutan instruksi ( program ) yang dibuat oleh programmer.
Mikrokontroler merupakan contoh suatu sistem komputer sederhana yang masuk
dalam kategori embedded komputer. Dalam sebuah struktur mikrokontroller akan
kita temukan juga komponen-komponen seperti
2.1.1 ATMEL AVR ATmega16
Mikrokontroler AVR merupakan salah satu jenis arsitektur mikrokontroler
yang menjadi andalan ATMEL. Arsitektur ini dirancang memiliki berbagai kelebihan
dan merupakan penyempurnaan dari arsitektur mikrokontroler-mikrokontroler yang
sudah ada.
Berbagai seri mikrokontroler AVR telah diproduksi oleh ATMEL dan
digunakan di dunia sebagai mikrokontroler yang bersifat low cost dan high
performance. Di Indonesia, mikrokontroler AVR banyak dipakai karena fiturnya yang
cukup lengkap, mudah untuk didapatkan, dan harganya yang relatif terjangkau.
Antar seri mikrokontroler AVR memiliki beragam tipe dan fasilitas, namun
kesemuanya memiliki arsitektur yang sama, dan juga set instruksi yang relatif tidak
berbeda. Berikut tabel perbandingan beberapa seri mikrokontroler AVR buatan
ATMEL.
3
Tabel 2.1 Perbandingan Seri Mikrokontroler AVR Buatan ATMEL
ATMEL AVR RISC memiliki fasilitas dan kefungsian yang lengkap dengan
harga yang relatif murah.
- Kecepatan maksimum eksekusi instruksi mikrokontroller mencapai 16 MIPS
(Million Instruction per Second), yang berarti hanya dibutuhkan 1 clock untuk 1
eksekusi instruksi.
- Konsumsi daya yang rendah jika dibandingkan dengan kecepatan eksekusi instruksi.
- Ketersediaan kompiler C (CVAVR) yang memudahkan user memprogram
menggunakan bahasa C.
Tabel 2.2 Perbandingan Kecepatan Processor dan Efisiensi Eksekusi
Dari tabel di atas dapat dilihat, ketika bekerja dengan kecepatan clock yang
sama AVR 7 kali lebih cepat dibandingkan dengan PIC16C74, 15 kali lebih cepat
daripada 68 HC11, dan 28 kali lebih cepat dibanding 8051. Dari kemampuan dan
fasilitas yang dimiliki, AVR RISC cocok dipilih sebagai mikrokontroller untuk
membangun bermacam-macam aplikasi embedded sistem. Oleh karena itu, penulis
memilih salah satu jenis AVR RISC sebagai mikrokontroler dalam pembuatan robot,
yaitu ATmega16.
Berikut adalah fitur-fitur mikrokontroler seri ATmega16:
4
Memori Flash 8 Kbytes untuk program
Memori EEPROM 512 bytes untuk data
Memori SRAM 512 bytes untuk data
Maksimal 32 pin I/O
Satu 16-bit timer dan dua 8-bit timer
8 channel ADC 10 bit
Chip AVR ATmega16 memiliki 40 pin kaki, berikut konfigurasi pin AVR
ATmega16,
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin AVR ATmega16
ATmega16 memiliki 4 buah port input/output 8 bit, yaitu PORTA, PORTB,
PORTC, dan PORTD.
- PORT A (PORTA.0 – PORTA.7)
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register PORT A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum PORT A
digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin PORT A yang
bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan pin
PORT A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D converter.5
- PORT B (PORTB.0 – PORTB.7)
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer PORT B dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register PORT B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum PORT B
digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin PORT B yang
bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin-pin PORT B juga
memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel
berikut.
Tabel 2.3 Fungsi Khusus Pada PORT B
- PORT C (PORTC.0 – PORTC.7)
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer PORT C dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register PORT C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu sebelum PORT C
digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin PORT C yang
bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin PORT C
( PC.6 dan PC.7 ) juga memiliki fungsi alternatif sebagai oscillator untuk
timer/counter 2.- PORT D (PORTD.0 – PORTD.7)
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer PORT D dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register PORT D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum PORT D
digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin PORT D yang
6
bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin PORT D
juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam
tabel berikut.
Tabel 2.4 Fungsi Khusus Pada PORT D
- RESET (Reset Input)
RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan
low selama minimal 2 machine cycle maka sistem akan di-reset.
- XTAL1 (Input Oscillator)
XTAL1 adalah input ke inverting oscillator amplifier.
- XTAL2 (Output Oscillator)
XTAL2 adalah output dari inverting oscillator amplifier.
- AVCC
AVCC adalah kaki masukan tegangan bagi A/D Converter. Kaki ini harus
secara eksternal terhubung ke Vcc melalui lowpass filter.
- AREF
AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Converter. Untuk
operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan AVCC harus diberikan
ke kaki ini.
- AGND
7
AGND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND,
kecuali jika board memiliki analog ground yang terpisah.
2.2 Sensor
Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan
lingkungan fisik atau kimia. Sensor juga merupakan piranti yang digunakan untuk
mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan atau
arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan
pengukuran atau pengendalian. Di dunia industri, sensor berguna untuk monitoring,
controlling, dan proteksi variabel keluaran dari sensor yang dirubah menjadi besaran
listrik disebut transducer. Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran
sangat kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang sangat kecil ini sangat
memudahkan pemakaian dan menghemat energi.
Jenis-jenis sensor :
- Sensor fisika
Sensor fisika mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum-hukum fisika.
Contoh sensor fisika adalah sensor jarak, sensor cahaya, sensor suara, sensor kimia,
sensor gaya, sensor kecepatan, sensor percepatan dan sensor suhu.
Sensor kimia mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah
besaran kimia menjadi besaran listrik. Biasanya melibatkan beberapa reaksi kimia.
Contoh sensor kimia adalah Sensor pH, sensor Oksigen, sensor ledakan dan sensor
gas.
2.2.1 Digital Pressure Sensor
Digital pressure sensor adalah sensor kontak yang dihubungkan dengan
pengukur tekanan bila nilainya positif, jika digunakan untuk pengukuran vakum
(hampa udara) nilainya negatif. Pada digital pressure sensor terdapat transducer yang
merupakan suatu alat untuk mengubah besaran tekanan atau vacuum (hampa udara)
8
secara linier ke tegangan DC rendah 1-5 V. Digital pressure sensor adalah sensor yang
bekerja berdasarkan prinsip adanya perubahan tekanan udara, nilainya positif atau
negative. Dimana sensor menghasilkan tegangan rendah 1-5 V, yang kemudian
dirubah menjadi besaran tekanan. Satuanya bermacam-macam ( kPa, Psi, mmHg,
mmH2O, inHg, bar ). Jenis objek yang dapat diinderanya adalah perubahan tekanan
udara.
Gambar 2.2 Digital Pressure Sensor
Tabel 2.5 Karakteristik Digital Pressure Sensor
Catu Daya 12-24 VDC
Arus 50 mA max
Frekuensi 50 KHZ
Jangkaun minimum 0 kPa
Jangkaun maximum -101,3 kPa
SensitifitasMampu mengukur tekanan air tanah dari 0 kPa sampai -
101,3 kPa
Output Analog 1-5 VDC
(Respon Time) 2,5 Ms – 500 Ms
2.3 Tensiometer9
Tensiometer adalah suatu alat sederhana yang digunakan untuk menunjukkan
bagaimana sulitnya suatu tanaman mengambil air dari tanah. Alatnya terdiri atas
tabung ( pipa plastik/PVC/logam ) berisi air yang ujung bawahnya terbuat dari bahan
keramik yang berpori khusus ( ukuran pori = 2 micron ) dan ujung atasnya dipasang
sumbat karet atau vakum meter.
Gambar 2.3 Tensiometer
Table 2.6 Interpretasi pembacaan tensiometer
Pembacaan
\tensiometer (kPa/ cb)
Interpretasi
0 – 5 Tanah jenuh (0). Terus menerus pembacaan rendah, menunjukkan
tanah jenuh dengan air. Tanaman akan menderita karena
kekurangan O2 pada daerah perakarannya.
8/10 Kapasitas lapang.
8/10-25 Kondisi air tanah dan aerasi terbaik.
25-35 Dianggap pemberian air pada stadia kritis dari siklus pertanaman.
35-50 Stress ringan pada tanah-tanah dengan drainase yang baik.
> 50 Tanah terlalu kering : akan mempengaruhi hasil dan kemungkinan
kualitas hasil (buah).
80 – 100 Udara yang masuk ke tensiometer sangat berlebihan . Kadang-
kadang kolom air di dalam tabung kosong, dan vakumnya tidak ada
lagi. Tensiometer akan terbaca angka 0 walaupun tanah sangat
kering. Jika hal ini terjadi, maka cabutlah tensiometer, kemudian
dibersihkan. Setelah itu direndam (dikalibrasi) dan dipasang lagi.
2.4 Komponen Pendukung
10
Dalam pembuatan rangkain pengendalian pengairan ini dibentuk atas
komponen – komponen pendukung lainnya, seperti :
2.4.1 Solid State Relay HSR-2D10
Solid State Relay adalah suatu komponen yang berfungsi untuk mengubah
tegangan agar bisa mengoperasikan suatu alat. Tegangan inputnya 5-24 volt DC,
tegangan beban 10 A.
Gambar 2.4 Solid State Relay HSR-2D10
Tabel 2.7 Karakteristik solid state relay (SSR)
Tegangan input 5-24 V d.c.
Arus bocor 10 mA
Tegangan output 85-264 V a.c.
Arus output 10 A
Suhu kerja -20 – 80 C
Indikator Led hijau
2.4.2 Pompa Air
11
Fungsi utama pompa adalah untuk mentransfer energi dari sebuah sumber
tenaga ke suatu cairan (fluid). Sebagai hasil akhir yaitu terciptanya aliran,
pengangkatan atau tekanan yang lebih besar pada cairan. Dengan kata lain suatu
pompa dapat berperan dalam tiga tipe energi hidrolik terhadap suatu cairan, yaitu:
daya angkat, daya tekan dan percepatan. Di dalam sistem pengairan dan drainase,
pompa air umumnya digunakan untuk mengangkat air dari suatu tempat yang
elevasinya lebih redah ke elevasi yang lebih tinggi dan/atau memenambah tekanan
terhadap aliran air
.
Gambar 2.5 Pompa Air
2.4.3 Resistor
Resistor adalah suatu komponen elektronik yang memberikan hambatan
terhadap perpindahan elektron (muatan negatif). Satuan pengukur resistor adalah ohm
() dengan simbol huruf R.
Gambar 2.6 Lambang Resistor
2.4.4 Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai switching
(sakelar) dan dapat pula berfungsi sebagai inverter (pembalik).
Gambar 2.7 Lambang Transistor
2.4.5 Kapasitor
12
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.
Satuan pengukur kapasitor adalah farad (f) dengan simbol huruf C.
Gambar 2.8 Lambang Kapasitor
2.4.6 LED ( Light Emiting Diode )
LED adalah dioda yang memancarkan cahaya bila dipanjar maju. LED dibuat
dari semikonduktor campuran seperti Galium arsenida fosfida (GaAsP), Galium
fosfida (GaP), Galium indium fosfida (GaInP), Galium aluminium arsenida (GaAlAs)
dsb.
Cara kerja dioda LED sama seperti dioda biasa. LED mengeluarkan cahaya
berwarna bila sedang menghantarkan pada arah maju. LED biasa dipakai sebagai
lampu indikator atau sebagai tanda pada suatu rangkaian elektronik. Tegangan sangat
kecil antara 1,6 Volt dan 2,4 Volt tergantung pada tipenya. Arus yang dibutuhkan
sebesar (15 – 25) mA. Kaki katoda dapat kita kenal dengan kaki pendek dan anoda
kaki panjang.
Gambar 2.9 Simbol LED
2.5 Pengenalan Code Vision AVR ( CVAVR )
Pemrograman mikrokontroler menggunakan compiler bahasa yang lebih dekat
dengan manusia ( bahasa tingkat tinggi ) akan mempermudah pemakai dibandingkan
dengan menggunakan bahasa tingkat rendah. Salah satu compiler bahasa tingkat tinggi
yang sering digunakan adalah bahasa C. Bahasa C luas digunakan untuk pemrograman
berbagai jenis perangkat, termasuk mikrokontroler. Bahasa ini sudah merupakan high
level language, dimana memudahkan programmer menuangkan algoritmanya. Untuk
mengetahui dasar bahasa C dapat dipelajari sebagai berikut.
13
Gambar 2. 10. Alur pemograman AVR menggunakan Code Vision AVR
Gambar 2.11. Tampilan Program Code Vision AVR
2.5.1 Perintah Dasar CVAVR
2.5.1.1 Struktur Penulisan Program
14
#include < [library1.h] > // Opsional
#include < [library2.h] > // Opsional
#define [nama1] [nilai] ; // Opsional
#define [nama2] [nilai] ; // Opsional
[global variables] // Opsional
[functions] // Opsional
void main(void) // Program Utama
{
[Deklarasi local variable/constant]
[Isi Program Utama]
}
2.5.1.2 Tipe Data CVAVR
Masing – masing tipe variabel mempunyai kapasitas memory yang berbeda.
Adapun variabel tersebut adalah :
char : 1 byte ( -128 s/d 127 )
unsigned char : 1 byte ( 0 s/d 255 )
int : 2 byte ( -32768 s/d 32767 )
unsigned int : 2 byte ( 0 s/d 65535 )
long : 4 byte ( -2147483648 s/d 2147483647 )
unsigned long : 4 byte ( 0 s/d 4294967295 )
float : bilangan desimal
array : kumpulan data-data yang sama tip
2.6 ISIS 7 Professional
15
Isis 7 Professional merupakan software yang dipergunakan untuk simulator
rangkaian dan bisa dipergunakan untuk mendesain rangkaian
(http://www.labcenter.co.uk/products/schematic.cfm). Software ini digunakan sebagai
simulator sebelum pada tahap implementasi hardware. Simulator ini dilengkapi dengan
animasi hardware-hardware yang terdapat di dalam library. Penggunaan simulator ini
bertujuan untuk mengurangi error hardware yang dijalankan oleh software yang terinstall
di dalam mikrokontroler
Gambar 2.12. Tampilan program ISIS 7 Profesional
BABIII
16
METODE PENELITIAN
3.1 Metode penelitian
Metodologi yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan
rancangan hadrware dan software:
Gambar 3.0.Diagram Otomatisasi Pengendalian pengairan
3.1.1 perencanaan proyek penelitian (project planing)
17
Project planning
Researce Part testing
Electrical designMecanical design Software design
Function test
integration
aplication
optimization
succsess
Overal testing
Dalam perencanaan in, menentukan topik dari penelitian yang akan
dilaksanakan:
Topik penelitian ini adalah perencanaan untuk pembuatan program otomatisasi
pengendalian pengairan menggunakan digital pressure sensor berbasis
mikrokontroler ATmega16 terdiri dari 2 bagian utama yaitu program
pengiriman data lalu di proses dan terakhir menggerakan pompa.
Estimasi kebutuhan alat dan bahan :
Untuk pembuatan alat ini di butuhkan beberapa komponen hardware dan
software,diantaranya:
Hardware
1. Rangkaian Mikrokontroler ATmega16
2. Digital Pressure Sensor
3. Tensiometer
4. Pompa
5. Power supply
Software
1. Windows XP SP2/3
2. Code Vision AVR yaitu bahasa pemrograman yang berbasiskan pada bahasa C
yang khusus digunakan untuk pemrograman mikrokontroler AVR
3. Downloader CVAVR(1 Paket)
.
Estimasi anggaran
18
Tabel 2,8.Estimasi Anggaran
NO Nama Komponen Harga
1 Rangkaian Mikrokontroler
ATmega16
.........
2 Digital Pressure Sensor ........
3 Tensiometer ........
4 Pompa ........
5 Power supply ......
6 Resistor,dioda,transistor, IC
LM7812
......
7 Kabel .......
Jumlah ......
3.1.2 Penelitian(research)
Setelah tahap perencanaan selesai,di lanjutkandengan penelitian awal dari
aplikasi yang akan di buat,di mulai dari pemilihan dan pengetesan komponen serta
menentukan rancangan awal dan akhir dari hardware yang di buat.
3.1.3 Pengetesan komponen(parts testing)
Dalam pengetesan komponen dilakukan pengetesan alat terhadap fungsi kerja
komponen berdasarkan kebutuhan aplikasi yang akan di buat.pengetesan alat ini
antara lain Mikrokontroler ATmega16,Digital Pressure Sensor,Tensiometer,Pompa,
Power supply
3.1.4 Desain Sistem mekanik(mecanical design)
19
Dalam perancangan perangkat keras, dalam pembuatan alat ini meliputi
komponen-komponen pembentuk otomatisasi pengendalian pengairan menggunakan
digital pressure sensor berbasis mikrokontroler ATmega16.
Adapun komponen-komponen utama yang digunakan untuk membuat otomatisasi
pengendalian pengairan menggunakan digital pressure sensor berbasis mikrokontroler
Atmega16 antara lain :
1. Rangkaian Mikrokontroler ATmega16
2. Digital Pressure Sensor
3. Tensiometer
4. Pompa
5. Power supply
3.1.5 Desain Sistem Listrik(electrical design)
Dalam desain sistem listrik dan mekanis terdapat beberapa hal yang harus di
perhatikan antara lain:
1. Sumber catu daya Catu daya yang akan di gunakanpada rangkayan ini sebesar
12V Kontroler yang akan di gunakan pada aplikasi dan rangkayan ini adalah
Mikrokontroler ATmega16. ATmega16 memiliki 4 buah port input/output 8 bit,
yaitu PORTA, PORTB, PORTC, dan PORTD.PORT A (PORTA.0 – PORTA.7)
2. Desain driver untuk pendukung aplikasi dalam desain pendukung ynag akan di
gunakan menggunakan beberapa software ,diantaranya Perangkat lunak yang
digunakan dalam otomatisasi pengendalian pengairan ini menggunakan bahasa
pemrograman Code Vision AVR. Penggunaan bahasa pemrograman ini
dikarenakan kemudahan yang dimiliki bahasa pemrograman tersebut dalam
melakukan kontrol terhadap proses kerja mikrokontroler
AVR ATmega16.
3. Dsain sistemkontrol yang akan di terapkan Perangkat lunak yang digunakan
dalam otomatisasi pengendalian pengairan ini menggunakan bahasa pemrograman
Code Vision AVR. Penggunaan bahasa pemrograman ini dikarenakan kemudahan
yang dimiliki bahasa pemrograman tersebut dalam melakukan kontrol terhadap proses
kerja mikrokontroler AVR ATmega16
20
3.1.6 Skmatik Pengendalian Pengairan Menggunakan Digital Pressure Sensor
Berbasis ATmega16
sistem kerja dari otomatisasi pengendalian pengairan menggunakan digital
pressure sensor berbasis mikrokontroler ATmega16. Pembahasan terdiri dari dua
bagian utama, yaitu perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak
(software). Berikut adalah diagram blok otomatisasi pengendalian pengairan
menggunakan digital pressure sensor berbasis ATmega16.
Gambar.3.1
.Skmatik Pengendalian Pengairan Menggunakan Digital Pressure Sensor Berbasis
ATmega16
pembuatan program otomatisasi pengendalian pengairan menggunakan digital
pressure sensor berbasis mikrokontroler ATmega16 terdiri dari 2 bagian utama
yaitu program pengiriman data lalu di proses dan terakhir menggerakan pompa.21
Pada bagian awal program merupakan pengiriman data ke PORT A, setelah itu
data pada PORT A dicocokan dengan data jarak atau data yang diberi inisial (n)
pada mikrokontroler kemudian otomatis PORT C akan mengaktifkan relay dan
akan menggerakan pompa dengan sendirinya.
Gambar 3.2
Flowchart Pengendalian Pengairan Menggunakan Digital Pressure
3.1.7 Desain Software(Software design)
22
mulai
Baca data analog digital
pressure
Menampilkan data ke terminal
Jika n>29
Pompa matiPompa
menyala
end
Jika tidak
Jika ya
Perangkat lunakyang pada umum nya di butuhkan dalam perancangan
perangkat keras
Antara lain,software untuk sistem kontrol aplikasi
3.1.8 Tes fungsional(fungcional test)
Tes fungsional dilakukan terhadap integrasi sistem listrik,mekanis dan
software yang telah di desain.hal ini di lakaukan untuk mengetahui dimana letak
kesalahan dari desain yang telah di buat.bila semua desain sistem telah selesai maka
dapat dilakukan proses perakitan
3.1.9 Perakitan(integration)
Modul listrik yang telah di rangkai dengan software didalam komponenya,di
integrasi dalam struktur mekanik yang telah di rancang lalau di lakukan tes fungsional
keseluruh sistem
3.1.10 Tes fungsional keseluruhan sistem (overall testing)
Pada tahapan ini dilakukan pengetesan fungsi dari keseluruhan sistem,apakah
berfungsi dengan baik atau masih ada kekurangan dalam merakit,jika masih ada
kekurangan maka dilakukan pengecekan komponen dan rangkaian.
3.1.11 optimasi sistem(optimazation)
Jika telah sesuai dengan rancangan dan berhasil maka dilakukan optimasi
untuk meningkatkan performa dari aplikasi yang dibuat
3.1.12 aplocation(aplikasi)
Setelah di optimasi sistem keseluruhan tahap selanjutnya adalah penggunaan
Dari aplikasi yang di buat
BAB IV
23
RANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
Pada bab ini akan dibahas mengenai sistem kerja dari otomatisasi
pengendalian pengairan menggunakan digital pressure sensor berbasis mikrokontroler
ATmega16. Pembahasan terdiri dari dua bagian utama, yaitu perancangan perangkat
keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Berikut adalah diagram blok
otomatisasi pengendalian pengairan menggunakan digital pressure sensor berbasis
ATmega16.
4.1 Perencanaan proyek penelitian(project planing)
Dalam perencanaan proyek penelitian,terdapat beberapa hal penting yang
harus ditentukan dan di pertimbangkan antara lain:
Penentuan topik permasalahan
Dalam hal ini didasarkan pada permasalahan sistem kerja dari otomatisasi
pengendalian pengairan menggunakan digital pressure sensor berbasis
mikrokontroler ATmega16.
Estimasi kebutuhan alat dan bahan
Untuk pembuatan alat ini di butuh kan beberapa komponen hardware dan
software diantaranya:
Rangkaian Mikrokontroler ATmega16
Digital Pressure Sensor
Tensiometer
Pompa
Power supply
Windows XP SP2/3
Code Vision AVR yaitu bahasa pemrograman yang berbasiskan pada bahasa C
yang khusus digunakan untuk pemrograman mikrokontroler AVR.
Downloader CVAVR(1 Paket)
Kemungkinan penerapan dari aplikasi yang akan dirancang
Dalam penerapan sistem aplikasi ini akan menggunakan sebuah miniatur alat
yang didalam nya terdapat beberapa komponen Digital Pressure Sensor Tensiometer
24
Pompa sbagai alat untuk menyalakan pengendalian pengairan untuk studi kasus
dilakukan di workshop ilmu komputer unpak bogor.
4.2 Penelitian(research)
Setelah tahap perencanaan selesai,di lanjutkan dengan penelitian awal dari
aplikasi yang akan di buat,di mulai dari pemilihan dan pengetesan komponen serta
menentukan rancangan awal dan akhir dari hardware yang di buat.dengan melakukan
survey pada tempat penelitian
4.2.1. Gambaran Umum Sistem
Berdasarkan pengamatan dan mempelajari latar belakang yang ada, maka
penulis melakukan penelitian dan penganalisaan masalah dalam membuat otomatisasi
pengendalian pengairan menggunakan digital pressure sensor berbasis mikrokontroler
ATmega16. Yang mana kedepannya dapat dibuat alat pengairan secara otomatis
sesuai dengan kadar air tanah atau kebutuhan tanaman agar penggunaannya bisa lebih
praktis dan efisien.
4.2.2. Prinsip Kerja Sistem
1. Sumber catu daya Catu daya yang akan di gunakanpada rangkayan ini sebesar
12V Kontroler yang akan di gunakan pada aplikasi dan rangkayan ini adalah
Mikrokontroler ATmega16. ATmega16 memiliki 4 buah port input/output 8 bit,
yaitu PORTA, PORTB, PORTC, dan PORTD.PORT A (PORTA.0 – PORTA.7)
2. Desain driver untuk pendukung aplikasi dalam desain pendukung ynag akan
di gunakan menggunakan beberapa software ,diantaranya Perangkat lunak yang
digunakan dalam otomatisasi pengendalian pengairan ini menggunakan bahasa
pemrograman Code Vision AVR. Penggunaan bahasa pemrograman ini
dikarenakan kemudahan yang dimiliki bahasa pemrograman tersebut dalam
melakukan kontrol terhadap proses kerja mikrokontroler
AVR ATmega16.
3. Dsain sistemkontrol yang akan di terapkan Perangkat lunak yang digunakan
dalam otomatisasi pengendalian pengairan ini menggunakan bahasa pemrograman
Code Vision AVR. Penggunaan bahasa pemrograman ini dikarenakan kemudahan
25
yang dimiliki bahasa pemrograman tersebut dalam melakukan kontrol terhadap
proses kerja mikrokontroler AVR ATmega16
4.3. Pengetesan Komponen (Parts Testing)
Dalam pengetesan komponen dilakukan pengetesan alat terhadap fungsi kerja
komponen berdasarkan kebutuhan dari aplikasi yang akan didesain, diantaranya :
1.Mikrokontroler ATMEGA16 Pengetesan awal komponen ini dengan
merangkai sesuai dengan skematik sistem minimum mikrokontroler. Kemudian
dilakukan proses pembacaan dan penulisan program pada mikrokontroler dengan
menggunakan modul downloader AVR910. Hasil tes mikrokontroler ATMEGA16 ini
berhasil dibaca dan ditulis program. Hasil pembacaan flash pada mikrokontroler ini
dibaca oleh program CVAVR. Pada mikrokontroler yang kosong maka memori yang
terbaca pada alamat register adalah bernilai FFFF(16) (65535(10)). Seperti pada gambar
no.33
Gambar 3.3 . Proses pembacaan memori ATMEGA16
4.4 Downloader CVAVR
Downloader CVAVR dites dengan dihubungkan pada port serial kemudian
diberikan tegangan 5Volt. Setelah itu dibaca pada CodeVision AVR dengan
26
menggunakan fasilitas programmer’s firmware version. Tes ini berhasil dimana versi
firmware downloader dapat dibaca.
Gambar 3.4 Proses pembacaan firmware Downloader.
Resistor, dioda, kapasitor dan transistor Komponen-komponen ini dites
menggunakan multimeter digital dan berfungsi dengan baik.Relay
Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan
oleh arus listrik. Secara prinsip, relai merupakan tuas saklar dengan lilitan
kawat pada batang besi(solenoid)didekatnya
Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya
magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat
arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan
kontak saklar kembali terbuka. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan
arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan
memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Dalam
pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan
sebuah dioda yang di-paralel dengan lilitannya dan dipasang terbalik yaitu anoda
pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengantisipasi
sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak
merusak komponen di sekitarnya.
4.4.0 Desain Sistem Mekanik (Mechanical Design)
27
Dalam perancangan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal penting
yang harus dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan aplikasi terhadap desain
mekanik antara lain:
Bentuk dan ukuran PCB (Printed Circuit Board)
Ukuran PCB yang akan digunakan sesuai dengan jumlah komponen yang
dibutuhkan dalam perancangan alat sekitar 3 buah modul.
Ketahanan dan fleksibilitas terhadap lingkungan
Ketahanan alat yang akan digunakan disesuaikan dengan lingkungan
sekitarnya. Untuk pelindung modul alat hanya menggunakan penutup saja.
4.4.1. Perancangan Hardware (Alat)
Perancangan hardware secara umum digambarkan pada blok diagram seperti
yang terlihat pada gambar berikut ini :
Gambar.3.5
.Skmatik Pengendalian Pengairan Menggunakan Digital Pressure Sensor Berbasis
ATmega16
4.4.2 Catu Daya
Sumber catu daya memberikan supply tegangan pada rangkaian modul
mikrokontroler ATMEGA16 modul relay,Sumber catu daya ini mempunyai tegangan
9 volt DC. Yang akan diturunkan menjadi 5volt DC menggunakan regulator IC 7805.
Penggunaan IC 7805 ini dikarenakan modul mikrokontroler beroperasi pada
tegangan 5 Volt DC. Komponen rentan terhadap lonjakan tegangan yang berlebih, 28
R10
10k
Q5
2N3904
Demodulator
IRL1IRLINK
B112V
oleh karena itu digunakan regulator IC 7805 agar output tegangan stabil. Output
dari IC 7805 ini digunakan sebagai sumber daya untuk mikrokontroler
Sedangkan untuk relay membutuhkan daya 12V DC untuk bekerja, sehingga
nantinya akan membutuhkan tegangan input tersendiri dari power suplly 12V.
Gambar 3.6.
Skematik Rangkaian Catu Daya (a) 9V DC dan (b) 12V DC
4.4.2.1 modul syistem otomatisasi pengendalian pengairan menggunakan digital
pressure sensor berbasis mikrokontroler ATmega16.
Gambar 3.7.modul sistem keaseluruhan alat
4.4.3.2 Digital pressure sensor
29
BATTERY9V
VI1 VO 3
GN
D2
IC 78057805
Digital pressure sensor adalah sensor kontak yang dihubungkan dengan
pengukur tekanan bila nilainya positif, jika digunakan untuk pengukuran vakum
(hampa udara) nilainya negatif. Pada digital pressure sensor terdapat transducer yang
merupakan suatu alat untuk mengubah besaran tekanan atau vacuum (hampa udara)
secara linier ke tegangan DC rendah 1-5 V. Digital pressure sensor adalah sensor yang
bekerja berdasarkan prinsip adanya perubahan tekanan udara, nilainya positif atau
negative. Dimana sensor menghasilkan tegangan rendah 1-5 V, yang kemudian
dirubah menjadi besaran tekanan. Satuanya bermacam-macam ( kPa, Psi, mmHg,
mmH2O, inHg, bar ). Jenis objek yang dapat diinderanya adalah perubahan tekanan
udara.
4.4.4.3 Solid State Relay HSR-2D10
Solid State Relay adalah suatu komponen yang berfungsi untuk mengubah
tegangan agar bisa mengoperasikan suatu alat. Tegangan inputnya 5-24 volt DC,
tegangan beban 10 A.
4.4.5.4 LED ( Light Emiting Diode )
LED adalah dioda yang memancarkan cahaya bila dipanjar maju. LED dibuat dari
semikonduktor campuran seperti Galium arsenida fosfida (GaAsP), Galium fosfida
(GaP), Galium indium fosfida (GaInP), Galium aluminium arsenida (GaAlAs) dsb.
Cara kerja dioda LED sama seperti dioda biasa. LED mengeluarkan cahaya
berwarna bila sedang menghantarkan pada arah maju. LED biasa dipakai sebagai
lampu indikator atau sebagai tanda pada suatu rangkaian elektronik.
Tegangan sangat kecil antara 1,6 Volt dan 2,4 Volt tergantung pada tipenya.
Arus yang dibutuhkan sebesar (15 – 25) mA. Kaki katoda dapat kita kenal
dengan kaki pendek dan anoda kaki panjang.
4.6.0 Desain Sistem Listrik (Electrical Design)
Dalam desain sistem listrik dan mekanis terdapat beberapa hal yang harus
diperhatikan, antara lain:
4.6.1 Sumber catu daya
30
Catu daya yang akan digunakan pada rangkaian ini sebesar 12v. Dimana
pemakaian mikrokontroler ATMEGA16 bekerja pada 12v untuk menyalakan digital
pressuere sensor
4.6.2 Kontroler yang akan digunakan
Pada aplikasi dalam rangkaian ini akan menggunakan ATMEGA16 keluaran
Atmel dengan 4 port (port A, portB, port C, port D) dan ADC terintegrasi.
4.6.3 Desain driver untuk pendukung aplikasi
Dalam desain driver pendukung yang akan digunakan menggunakan beberapa
software, diantaranya:
Menggunakan Code Vision AVR untuk mengkonversi bahasa C ke dalam
bentuk hex. yang akan ditransfer ke dalam mikrokontroler melalui komunikasi serial.
Menggunakan ISIS Profesional sebagai simulator rangkaian minimum sebelum
dilakukan perakitan rangkaian untuk mengurangi error.
Desain sistem kontrol yang akan diterapkan
Untuk mendesain sistem kontrol yang akan digunakan terdiri dari 2 bagian,
diantaranya :
Sistem kontrol menggunakan bahasa C untuk mengontrol nomor sesuai
kebutuhan yang diinputkan oleh user melalui digital pressure control yang akan
diproses oleh mikrokontroler.
4.6.4 Flowchart Perancangan Sistem digital pressure control
Gambar 3.8.flowcart Perancangan Sistem digital pressure control
Untuk pembuatan flowchart sistem hanya terdiri dari 1 bagian. Pada sistem
digital pressure control
secara umum harus menerima input terlebih dahulu melalui keypad dengan
memasukan nomor PIN yang akan ditampilkan di LCD digital pressure control31
Atmega16 Digital pressure
tensiometer
finis
. Kemudian PIN yang telah diinput akan diproses ke modul mikrokontroler
untuk menggerakan relay 1 agar electronic on hidup, dan relat 2 untuk menghidupkan
pompa hidup secara otomatis.
4.7. Desain Software (Software Design)
Perangkat lunak yang pada umumnya dibutuhkan dalam perancangan
perangkat keras antara lain, software untuk sistem kontrol alat (aplikasi).
Gambar.3.9
Flowchart Pengendalian Pengairan Menggunakan Digital Pressure Sensor
4.8 Tes Fungsional (Functional Test)
32
Tes fungsional dilakukan terhadap integrasi sistem listrik, mekanis dan
software yang telah didesain. Hal ini dilakukan untuk mengetahui dimana letak
kesalahan dari desain yang telah dibuat. Bila semua desain sistem telah selesai maka
dapat dilakukan proses perakitan.
4.9 Integrasi atau Perakitan (Integration)
Pada proses integrasi ini dilakukan proses perakitan berdasarkan dari proses
desain, baik desain mekanis, elekronik maupun desain software. Terdapat dua tahap
yang dilakukan pada integrasi yaitu Material Collecting dan Assembling.
4.9.1 Material Colecting
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan alat dan bahan yang akan digunakan
untuk pembuatan hardware yang meliputi mikrokontroler ATMEGA16, relay,
digital presure dan pompa DC. Juga mengumpulkan software-software penunjang
seperti ISIS 7 Profesional sebagai skematik rangkaian dan Code Vision AVR sebagai
compiler dan downloader.
Gambar 4.0
4.10. Hardware
33
4.10.1. Pengumpulan alat dan bahan pembuatan prototipe miniatur
Alat yang digunakan diantaranya : pisau cutter, gunting, obeng, tang,
penggaris, dll. Sedangkan bahan yang dibutuhkan meliputi : kabel berukuran 1 meter.
4.10.2 Pengumpulan komponen dasar
A) Mikrokontroler ATMega16 sebagai kontrol utama sistem
Gambar.4.1
B)Solid State Relay HSR-2D10 D)Tensiometer
Gambar.4.2 gambar 4.3
C )Digital Pressure Sensor E)Pompa
Gambar.4.4 Gambar.4.5
4.10.3 Pengumpulan alat dan bahan pembuatan rangkaian34
Alat yang digunakan meliputi : solder, solder pump, catu daya 5-12 volt, bor
pcb dan mata bor, obeng, tang, dll. Sedangkan bahan yang digunakan antara lain :
papan pcb, socket ic, resistor, led, jumper, kabel, timah, dll.
4.10.4 Software
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan software-software penunjang yang
akan digunakan untuk mengimplementasikan kontrol pada Sistem Kontrol Pintu
Otomatis. Software-software tersebut adalah CVAVR sebagai compilerlisting
program bahasa C menjadi Intel Hex.
4.10.5 Assembly
Tahap assembley (pembuatan) merupakan tahap dimana seluruh obyek dibuat,
baik secara hardware (miniatur dan rangkaian driver) serta secara software yang
merupakan compiler.
Rangkayan miniatur: Rangkayan driver
Gambar 4.5.1
4.11. Hardware
Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada tahap ini, yaitu :
35
4.12. Pembuatan Box mikrokontroler:
A) Setelah dikumpulkan alat dan bahan yang akan digunakan pada pembuatan
miniatur box di ukur sesuai rancangan dan kebutuhan
B) Setelah box di buat secara demikian rupa membentuk miniatur sesuai
dengan perancangan lalu dipaku dan di sekrup pada bagian-bagian tertentu.
C) Setelah modul mikrokontroller terbentuk sesuai dengan perancangan maka,
modul mikrokontroller tersebut diberikan baud dan mur untuk merekatkan
pada box. Sehingga sesuai dengan rancangan. Untuk hasilnya dapat dilihat
pada gambar berikut.
Gmbar 4.6
Hasil Rakitan Miniatur Atmega16
4.13. Pembuatan modul digital presure dan tensiometer
36
A ) Membuat jalur pada papan pcb dengan kabel jumper halus untuk menghubungkan
tiap titik dari komponen sesuai dengan rancangan.
B ) Merakit socket-socket untuk mikrokontroler, relay, digital pressure, tansiometer,
catu daya maupun socket-socket jumper pada Atmega16 yang telah berjalur untuk
selanjutnya disolder dengan timah.
C) Apabila semua rangkayan suudah tersusun rapih dan bisa di jalan kan maka kita
mencoba jalur yang di hubungkan ke alat tersebut ada alat tersebut di antara nya
tensiameter yang ter hubung ke tanah yang akan membaca kelembaban kadar
tanah lalu akan di proses secara digital oleh.digital presure yang langsung di
hubungkan ke ATmega16 untuk di proses
Gambar.4.7
hasil rakitan miniatur digital presure dan tansiometer
4.14. Software
37
CVAVR sebagai compiler
Untuk compiler listing sistem kontrol keamanan dan starter sepeda motor
menggunakan CVAVR 1.25 untuk dibuat menjadi file Intel Hex yang akan
didownload ke mikrokontroler. Langkah-langkah Intel Hex pada program ini secara
garis besar dapat dilihat sebagai berikut :
A. Klik tombol start pada taskbar sistem operasi windows :
Gambar.4.8 CVAVR sebagai compiler
38
B. Pilih CodeVisionAVR C Compiler kemudian akan muncul tampilan seperti
dibawah ini :
Gambar 4.9. Tampilan CVCVR
C. Pilih create a new file dengan File Type berupa Project dan setelah itu akan
tampil CodeWizardAVR untuk pembuatan listing program. Kemudian pilih pada menu
Chip ATMega8535L. Selanjutnya dikonfigurasi juga port-port mana saja yang akan
digunakan sebagai input output.
(A) (B)
Gambar 4.10. Tampilan Konfigurasi CodeWizardAVR
39
(a) Pemilihan tipe Chip ATMega8535L
(b) Konfigurasi pin untuk Output maupun Input
D. Setelah konfigurasi CodeWizardAVR selesai maka diklik File kemudian pada
dropdown menu pilih Generate, Save and Exit sehingga muncul tampilan seperti
dibawah ini:
Gambar 4.11 Konfigurasi CodeWizardAVR
Gambar 4.12. Tampilan CVAVR untuk pembuatan listing program
Setelah project CodeWizardAVR tampil maka listing program sistem siap
untuk dikerjakan. Setelah proses penulisan listing program telah selesai maka listing
program dicompile menggunakan CVAVR. Jika sudah tidak ada lagi error pada listing
program maka hasil compile kemudian dibuat (make) projectnya. Berikut adalah
gambar listing dicompile dan dibuat projectnya.
40
Gambar 4.13 Tampilan Compile dan Make Project CodeWizardAVR
(1) Listing program builld all
Hasil dari compile dan make project ini akan menghasilkan file Intel .Hex
yang nantinya akan di download ke mikrokontroler.
41
Tidak ada errors
Tidak ada peringatan
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam tahap ini akan dibahas mengenai dimensi keseluruhan alat, pembahasan
dan pengujian sistem sebagai hasil implementasi sistem yang terbagi menjadi tiga
bagian, yaitu :
5.1 Keterangan Alat dan Dimensi Alat
Sistem yang dibuat langsung di masukkan box. Adapun penempatan
komponen hardware dan miniatur dirancang sebagai berikut :
Gambar 5.14. Modul mikrokontroller terletak pada box.
Seperti pada gambar diatas, penempatan modul mikrokontroler ditempatkan di
dalam box lalu digabung dengan digital pressure dan tensiometer yang berada diatas
tumpukan, sehingga mudah digunakan pada saat
Pada saat sistem starter otomatis dinyalakan pertama kali, maka pada LCD
akan tampil tulisan misalkan(-44)atau sesuai dengan kebutuhan yang kita ingin kan
42
sesuai kelembaban tanah dan akan di transver ke Atmega16 lalu akan di proses ke
realy dan akan di proses lagi ke pompa untuk menyiram air ke sebuah farm(kebun)
Setelah itu relay 1 akan melakukan inisialisasi dengan melakukan putaran
relay akan electronic on. Berikut penggalan listing program yang menjalankan
perintah tersebut :
Gambar 5.15
Lalu apabila pompa telah hidup putaran relay akan membaca kebutuhan tanah
atau kelembaban tanah yang di baca digital presure dan tensiometer dimana keadaan
tanah sudah di rasa cukup lembab atau basah maka angka akan berkurang semisal
dari(-44*)keadaan kering apabila(-22*)keadaan basah lalu dibaca lagi oleh digital
presure dan tensiometer dan data akan di transver ke Atmega16 lalu di tranver lagi
data ke rilay untuk mematikan pompa
.
Berikut penggalan listing program yang mematikan perintah tersebut
melakukan perintah tersebut :
Gambar 5.16
43
pompa_elec_on = 1; // digital presure sesuai ==> Elektrinik pompa ON
i=0;
buzzer=0;
pompa_elec_of = 0; // digital presure sesuai ==> Elektrinik pompa of
i=0;
buzzer=0;
5.2 Pembahasan
5.2.1. Tes Fungsional Keseluruhan Sistem (Overall Testing)
Pada tahapan ini dilakukan pengetesan fungsi dari keseluruhan sistem. Apakah
dapat berfungsi sesuai dengan konsep atau tidak. Bila ada sistem yang tidak dapat
bekerja dengan baik maka harus dilakukan proses perakitan ulang setiap bagian
sistemnya. Uji coba ini meliputi uji coba struktural, fungsional dan uji coba
validasi.
Pada tahap pembahasan ini akan dibahas mengenai bagaimana
sistem bekerja mulai dari tahap awal pemberian catu daya 12 volt bekerja. Pada
tahap awal sistem diberikan catu daya LCD sebagai display akan memberikan
tampilan berupa tulisan Tulisan ini menandakan bahwa sistem telah mendapat
catu daya. Tampilan tulisan pada LCD sesuai dengan gambar dibawah.
Gambar 5.17. Tes Fungsional Keseluruhan Sistem
5.2.2. Pengujian Struktural
Tahapan ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah sistem yang
sudah dibuat sesuai dengan rancangan yang sudah ada. Pada pengujian ini alat
yang digunakan adalah multimeter digital.
44
5.2.3. Blok Rangkaian Sistem otomatisasi pengendalian pengairan menggunakan
digital pressure sensor berbasis mikrokontroler ATmega16
Gambar5.18
Blok Rangkaian Sistem otomatisasi pengendalian pengairan menggunakan digital
pressure sensor berbasis mikrokontroler ATmega16
5.2.4 Pengujian Fungsional
Pada tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui apakah
uji coba yang dilakukan sudah berjalan dengan baik dan sesuai dengan sistem
yang ada. Pada pengujian ini yaitu pengujian penrangkat keras Solid State Relay
adalah suatu komponen yang berfungsi untuk mengubah tegangan agar bisa
mengoperasikan suatu alat. Tegangan inputnya 5-24 volt DC, tegangan beban 10
A.
Gambar 5.19 Solid State Relay HSR-2D10
45
Tabel 2.9 Karakteristik solid state relay (SSR)
Tegangan input 5-24 V d.c.
Arus bocor 10 mA
Tegangan output 85-264 V a.c.
Arus output 10 A
Suhu kerja -20 – 80 C
Indikator Led hijau
5.2.5 Pengujian falidasi
Tahap ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui sistem yang dibuat
sudah bekerja dengan benar atau tidak. Dimana pengujiannya dilakukan dengan
cara memasukan tensiometer dan digital pressure yang sudah di rancang
sedemikian rupa sehingga bekerja secara maksimal Tahap ini dilakukan dengan
tujuan untuk mengetahui sistem yang dibuat sudah bekerja dengan benar atau
tidak.
Gambar 5.20 Pengujian Validasi
46
5.2.1 Optimasi (Optimization)
Pada sistem ini sudah tidak ditemukannya kendala dalam perakitan modul
mikrokontroller yang rentan terhadap benturan secara keras. Tetapi secara
keseluruhan sistem berjalan dengan baik maka dapat dilakukan optimasi untuk
meningkatkan performa dari aplikasi yang telah dirancang.
47
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Pada perancangan aplikasi ini,dapat disimpulkan menjadi beberapa beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
Rangkaian pemroses data yang dibuat menggunakan mikrokontroler
ATmega16 digunakan untuk menerima informasi dari digital pressure sensor.
Selain itu mikrokontroler juga digunakan untuk memberikan data ke pompa
melalui solid state relay agar alat bisa bekerja.
Perangkat lunak (software) yang digunakan dalam pembuatan otomatisasi
pengendalian pengairan menggunakan digital pressure sensor berbasis ATmega16
ini adalah Code Vision AVR dimana program tersebut berbasiskan pada bahasa C
yang digunakan untuk pemrograman mikrokontroler.
Digital pressure sensor digunakan untuk membaca kadar air tanah pada
kondisi tertentu.
Seluruh rangkaian sistem alat pengendalian pengairan dan program merupakan
faktor penting yang menentukan kesatuan kinerja beberapa komponen yang tidak
dapat dipisahkan satu sama lain.
6.2 Saran
Dalam metode penelitian dan pengembangan suatu sistem, maka tidak akan
terlepas dari kekurangan dan ketidaktelitian. Sebagai penutup penulis mengajukan
beberapa saran yang diharapkan dapat berguna bagi pengembangan lebih lanjut
48
pada perancangan dan penggunaan alat pengendalian pengairan ini. Saran-
saran tersebut adalah :
Selama proses pembuatan alat pengendalian pengairan harus dilakukan secara
bertahap untuk mencegah kesalahan – kesalahan yang dapat terjadi selama proses.
Setiap komponen harus diperiksa terlebih dahulu sehingga tidak ada kesalahan
dalam pembuatan alat pengendalian pengairan.
Untuk digital pressure sensor bisa juga menggunakan jenis digital pressure
sensor lain, seperti Omron vacuum sensor atau Lutron vacuum sensor.
Pengendalian pengairan ini dapat dikembangkan lebih lanjut, dengan
menggunakan 2 buah tensiometer agar pengukuran kadar air bisa lebih akurat,
untuk itu perbanyaklah referensi – referensi lain.
Saran tersebut sekiranya dapat dipakai sebagai dasar untuk mengembangkan
alat pengendalian pengairan agar dapat bekerja lebih efektif dan efisien sesuai dengan
perkembangan ilmu dan perkembangan teknologi mikrokontroler pada saat ini
maupun masa yang akan datang.
49
DAFTAR PUSTAKA
1. Anonim. 2009a. Introduction to the Atmel AT Mega 16 Microcontroller . http://www.engr.sjsu.edu/bjfurman/courses/ME106/ME106pdf/intro-atmel.pdf
2. Anonim. 2009b. Sensor. Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor
3. Anonim 2009c. Pengendali Mikro. Dari Wikipedia bahasa Indonesia
Ensiklopedia bebas. http://id.wikipedia.org/wiki/Pengendali_mikro
4. Autonics. 2005. Selection Guide, Ver 6.0. Autonics Corp. 107p,.
www.autonics.com.
5. Hanyoung. 2005. Electronic Products. Hanyoung Nux. Co. Ltd. 76p. www.hynux.com.6. Munoz-Carpena, R. and M. D. Dukes. 2005. Automatic Irrigation based on soil
moisture for vegetable crops. Univ. Florida, IFAS Extention. 5p.7. Nyval, J. 1998. Irrigation scheduling with tensiometer. Ministry of Agric. & Food. British Columbia, Order no. 577.100-2. 10 p.
8. Wasito, S. 1987.Pelajaran Elektronika. Teknik Arus Searah. Karya Utama, Jakarta. 287 hal
9. Zoldoshe, D. and D. Jargenser. 1990. Sensors aid irrigation management. California State Univ. Fresno. 4p.
50
/*****************************************************
51
This program was produced by the
CodeWizardAVR V2.03.9 Standard
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2008 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project :Autonic Digital Pressure+Relays
{OTOMATISASI PENGENDALIAN PENGAIRAN MENGGUNAKAN DIGITAL
PRESSURE SENSOR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16}
Version :Pompa
Date : 02/11/2011
Author : Jatnika Praja
Company :Universitas Pakuan
Comments:Skripsi
Chip type : ATmega16
Program type : Application
AVR Core Clock frequency: 8,000000 MHz
Memory model : Small
External RAM size : 0
Data Stack size : 256
*****************************************************/
#include <mega16.h>
#include <stdlib.h>
#include <delay.h>52
#include <stdio.h>
#define ADC_VREF_TYPE 0x00
#define sens0 PINA.0
#define pompa PORTC.0
// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us(10);
// Start the AD conversion
ADCSRA|=0x40;
// Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCW;
}
unsigned char i;
unsigned int rawdata;
unsigned char *str;
// Declare your global variables here
void main(void)
{
// Declare your local variables here
53
// Input/Output Ports initialization
// Port A initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTA=0x00;
DDRA=0x00;
// Port B initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTB=0x00;
DDRB=0x00;
// Port C initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=Out
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=0
PORTC=0x00;
DDRC=0x01;
// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTD=0x00;
DDRD=0x00;
// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 0 Stopped
54
// Mode: Normal top=FFh
// OC0 output: Disconnected
TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00;
OCR0=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 1 Stopped
// Mode: Normal top=FFFFh
// OC1A output: Discon.
// OC1B output: Discon.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer 1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x00;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
55
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 2 Stopped
// Mode: Normal top=FFh
// OC2 output: Disconnected
ASSR=0x00;
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization
// INT0: Off
// INT1: Off
// INT2: Off
MCUCR=0x00;
MCUCSR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=0x00;
// USART initialization
// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity
// USART Receiver: On
// USART Transmitter: On
56
// USART Mode: Asynchronous
// USART Baud Rate: 9600
UCSRA=0x00;
UCSRB=0x18;
UCSRC=0x86;
UBRRH=0x00;
UBRRL=0x33;
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 1000,000 kHz
// ADC Voltage Reference: AREF pin
// ADC Auto Trigger Source: None
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x83;
printf("AVR Ready!");
putchar(0x0d);
putchar(0x0a);
for (i = 0; i < 5; i++)
{
pompa = 0x00;
57
delay_ms(400);
pompa = 0xff;
delay_ms(400);
}
while (1)
{
// Place your code here
rawdata = read_adc(0);
itoa(rawdata, str);
puts(str);
putchar(0x0d);
putchar(0x0a);
delay_ms(500);
if(rawdata<=29)pompa=1;else pompa=0;
};
}
58