TUGAS AKHIR - repository.bsi.ac.id · dalam b entuk buku yang sederhana. Ad apun judul tugas akhir,...

Prototype Rumah Kaca Untuk

Sayur Berbasis Arduino

ATMega 2560

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan Program Diploma III

Muchamad Adam Abay : 13140625

Danang Untoro : 13141036

Program Studi Teknik Komputer

Akademi Manajemen Iinformatika dan Komputer Bina Sarana Infomatika

Jakarta

2017

xii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang

telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga pada akhirnya penulis dapat

menyelesaikan tugas ini dengan baik. Dimana tugas akhir ini penulis sajikan

dalam bentuk buku yang sederhana. Adapun judul tugas akhir, yang penulis

ambil sebagai berikut, “Prototype Rumah Kaca Untuk Sayur Berbasis

Arduino ATMega 2560”.

Tujuan penulisan tugas akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat

kelulusan program Diploma III AMIK BSI Jakarta. Sebagai bahan penulisan

diambil berdasarkan hasil penelitian (eksperimen), observasi dan beberapa

sumber literatur yang mendukung penulisan ini. Penulis menyadari bahwa tanpa

bimbingan dan dorongan dari semua pihak, maka penulisan tugas akhir ini

tidak akan lancar. Oleh karena itu pada kesempatan ini, izinkanlah penulis

menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Direktur AMIK BSI Jakarta.

2. Ketua Program Studi Teknik komputer AMIK BSI Jakarta.

3. Bapak Pas Mahyu Akhirianto, SPd, MKom. selaku Dosen Pembimbing Tugas

Akhir.

4. Orang tua tercinta yang telah memberikan dukungan moral maupun spiritual

5. Rekan-rekan mahasiswa kelas TK-6D.

Serta semua pihak yang terlalu banyak untuk disebut satu

persatu sehingga terwujudnya penulisan ini. Penulis menyadari bahwa penulisan

tugas akhir ini masih jauh sekali dari sempurna, untuk itu penulis mohon kritik

xiii

dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan penulisan dimasa yang

akan datang.

Akhir kata semoga tugas akhir ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan

bagi para pembaca yang berminat pada umumnya.

Jakarta, 22 Juli 2017

Penulis

Team Penulis

xiv

ABSTRASI

Muchamad Adam Abay (13140625) dan Danang Untoro (13141036),

Pembuatan Alat Prototype Rumah Kaca Untuk Sayur Berbasis Arduino

ATMega 2560.

Mikrokontroler yang kami miliki mencoba membuat sesuatu alat yang dapat

memantau suhu dan kelembaban ruangan alat tersebut dapat diatur melalui sensor

DHT11 yag ada. Sehingga dapat berjalan dengan ketentuan yang diberikan dan

perangkat elektronik lainya dapat dapat beroperasi sesuai yang diinginkan. Dan

juga fasilitas RTC berfungsi mengatur pompa dan jendela. Alat ini menggunakan

komponen utama yaitu : ATmega 2560p, Sensor DHT11, Relay 5V, Sensor RTC,

Motor DC, Pompa Air, Dan IC Regulator. Alat tersebut dapat dipantau dengan

LCD serta dapat mentampilkan Usia tamanan, suhu dan kelembaban, dengan

pendeteksi suhu ruangan kita dapat mengetahui terjadinya peningkatan yang dratis

yang akan ditampilkan di-LCD. Dapat di simpulka bahwa alat ini dapat di

gunakan untuk mempermudah Pemberian Nutrisi pada tanaman melalui Pompa

Air satu kendali yang praktis karena tidak perlu memberi Nutrisi secara Manual.

Kata kunci : Ardunino, Atmega 2560p, Sensor DHT11, Relay 5V, Sensor

RTC, Motor DC, Pompa Air, Dan IC Regulator.

xv

ABSTRACTION

Muchamad Adam Abay (13140625) and Danang Untoro (13141036),

Manufacture of Prototype Greenhouse Equipment for Arduino Mega 2560

Based Vegetable Plant.

The microcontroller we have tried to make something that can monitor the

temperature and humidity of the room can be arranged through the existing

DHT11 sensor. So that it can run with the provisions given and other electronic

devices can be able to operate as desired. And also RTC facility works to arrange

pumps and windows. This tool uses the main components namely: ATmega 2560p,

DHT11 Sensor, Relay 5V, RTC Sensor, DC Motor, Water Pump, And IC

Regulator. The device can be monitored with LCD and can display Age of tuna,

temperature and humidity, with room temperature detector we can know the

happening of drat improvement which will be displayed in-LCD. It can be

concluded that this tool can be used to facilitate the Provision of Nutrition in

plants through the Water Pump a practical control because it does not need to

provide Nutrition Manually.

Keywords: Ardunino, Atmega 2560p, DHT11 Sensor, Relay 5V, RTC Sensor,

DC Motor, Water Pump, And IC Regulator.

xvi

DAFTAR ISI Halaman

Lembar Judul Tugas Akhir ................................................................... i

Lembar Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ...................................................... ii

Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah ................................ iv

Lembar Persetujuan dan Pengesahan Tugas Akhir ........................................................... vi

Lembar Konsultasi Tugas Akhir ............................................................................................ x

Kata Pengantar ......................................................................................................................... xii

Abstrak ............................................................................................................ xiv

Daftar Isi ....................................................................................... xvi

Daftar Simbol ................................................................................ xviii

Daftar Gambar ................................................................................ xxi

Daftar Tabel .......................................................................................... xxiii

Daftar Lampiran .............................................................................................. xxiv

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

1.1. Latar Belakang .......................................................................... 1

1.2. Maksud dan Tujuan ............................................................... 2

1.4. Metode Pengumpulan Data ................................................... 2

1.5. Ruang Lingkup ...................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................... 5

2.1. Teori P e n d u k u n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.1.1. Teori IC (Integrated Circuit) ................................ 5

2.1.2. Komponen Eletronika ................................................. 9

2.1.3. Komponen Input ........................................................................ 20

2.1.4. Komponen Output .............................................. 23

2.1.5. Jenis-Jenis Kredit ......................................................... 27

2.2. Konsep dasar Program ........................................................... 35

2.2.1. Arduino Mega 2560 ............................................................ 35

2.2.2. Bahasa Arduino (Pemrograman) ........................................ 40

2.2.3. Cara memasukan Program ........................................... 45

2.3. Flowchat ................................................................................. 53

BAB III PEMBAHASAN .......................................................................... 55

3.1. Tinjauan Umum Alat .............................................................. 55

3.2. Blok Diagram Alat ................................................................. 55

3.3. Gambar Rangkaian ................................................................. 57

3.3.1. Modul DHT11 .............................................................. 58

3.3.2. modul RTC ................................................................... 59

3.3.3. LCD 16x4 ..................................................................... 59

3.3.4 Board Arduino Mega 2560............................................ 60

3.3.5 Catu Daya ...................................................................... 61

xvii

3.3.6 Relay ............................................................................. 62

3.4. Cara Kerja Alat....................................................................... 63

3.5. perancangan Program ............................................................. 63

3.5.1. Flowchart Program ......................................................... 64

3.5.2. Kontruksi Program (Coding) .......................................... 64

3.6. Hasil percobaan ...................................................................... 73

BAB IV PENUTUP ......................................................................................... 75

4.1. Kesimpulan............................................................................. 74

4.2. Saran ....................................................................................... 76

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................................................... 77

DAFTAR RIWAYAT HIDUP .................................................................... 78

LAMPIRAN-LAMPIRAN ...................................................................... 80

xviii

DAFTAR SIMBOL

a. Simbol Flowchart

xix

b. Simbol Komponen Elektronika

Simbol Komponen Nama Komponen

Resistor

Kapasitor Non Polaritas

Kapasitor Polaritas

Dioda

Kristal

IC Regulator

xx

Soket USB

Transfomator

Atmega 2560

xxi

DAFTAR GAMBAR Halaman

Gambar II.1 IC (Integrated Circuit .................................................................... 8

Gamabr II.2 Transistor ........................................................................................ 10

Gambar II.3 Dioda ............................................................................................. 11

Gambar II.4 Dioda Brigde .................................................................................. 12

Gambar II.5 Resistor .......................................................................................... 13

Gambar II.6 Cara menghitung Resistor 4 warna ................................................ 14

Gambar II.7 Cara menghitung Resistor 5 warna ................................................ 15

Gambar II.8 Kapasitor Keramik ......................................................................... 17

Gambar II.9 Elco ................................................................................................ 18

Gambar II.10 Transfomator ............................................................................... 19

Gambar II.11 Relay ............................................................................................ 20

Gambar II.12 DHT11 ......................................................................................... 21

Gambar II.13 RTC ............................................................................................. 22

Gambar II.14 Kipas DC ..................................................................................... 23

Gambar II.15 Motor DC ..................................................................................... 25

Gambar II.16 LCD ............................................................................................. 26

Gambar II.17 AtMega 2560 ............................................................................... 29

Gambar II.18 Konfigurasi Pin AtMega 2560 ..................................................... 31

Gambar II.19 Arduino Mega 2560 ..................................................................... 36

Gambar II.20 File Master Arduino ..................................................................... 46

Gambar II.21 License Agreement ...................................................................... 46

Gambar II.22 Option Componen......................................................................... 46

Gambar II.23 Pemilihan Local Disk .................................................................. 47

Gambar II.24 Instal Arduino .............................................................................. 47

Gambar II.25 Pemberitahuab Instal Driver Belum Berhasil .............................. 48

Gambar II.26 Update Driver Software ................................................................ 49

Gambar II.27 Option Instalation ........................................................................ 49

Gambar II.28 Pemilihan Lokal Disk .................................................................. 50

Gambar II.29 Option Windows Security ........................................................... 50

Gambar II.30 USB Serial Port ........................................................................... 51

Gambar II.31 Device Manager ........................................................................... 51

Gambar II.32. Sketch Arduino ........................................................................... 52

Gambar II.33 Board Arduino ............................................................................. 52

Gambar II.34 Serial Port Arduino ...................................................................... 53

Gambar II. 35 Uploading Program Arduino ...................................................... 53

Gambar III.1 Blok Diagram Alat ....................................................................... 55

Gambar III.2 Skema Rangkaian Alat ................................................................. 57

Gambar III.3 Modul DHT11 .............................................................................. 57

Gambar III.4 LCD 16x4 ..................................................................................... 58

Gambar III.5 Arduino Mega 2560 ..................................................................... 59

Gambar III.6 Catu Daya 5 Volt .......................................................................... 60

xxii

Gambar III.7 Catu Daya 12 Volt ........................................................................ 61

Gambar III.8 Blok Relay .................................................................................... 62

Gambar III.9 Flowchart ...................................................................................... 63

xxiii

DAFTAR TABEL Halaman

Tabel II.1 Perbedaan Mikrokontroller dan Mikroposesor .................................. 6

Tabel II.2 Kode Warna Cincin Resistor ............................................................. 14

Tabel II.3 Kode Angka dan Huruf Kapasistor ................................................... 18

Tabel II.4 keterangan Pin LCD 16x4 ................................................................. 27

Tabel III.1 Penggunaan Pin Pada Arduino Mega 2560 ...................................... 60

Tabel III.2. Hasil Pengujian suhu ....................................................................... 72

Tabel III.3 Hasil Pengujian sensor RTC penjadwalan Pompa ........................... 72

Tabel III.2 Hasil Pengujian sensor RTC terhadap jendela ................................. 73

xxiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Data Sheet DHT11 .......................................................................................... 78

2 Data Sheet AtMega 2560 .................................................................................. 82

3 Data Sheet LCD 16x4 ..................................................................................... 89

4 Data Sheet RTC ............................................................................................... 90

5 Photo ............................................................................................................... 92

6 Daftar harga ...................................................................................................... 95

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dimasa sekarang ini berbagai permasalahan muncul di sektor

pertanian.keterbatasan lahan,dan iklim cuaca yang tidak menentu mengakibatkan

sering sekali hasil panen menurun bahkan sampai gagal panen, di sisi lain

kebutuhan produk pertanian semakin meningkat karena di barengi oleh jumlah

pertumbuhan penduduk yang tinggi. DiIndonesia permasalahan tersebut menjadi

cukup rumit karena beberapa faktor antara lain: di sektor pertanian yang kurang,

kualitas hasil pertanian lokal masih di bawah spesifikasi produk serupa dari

negara lain. Pengaruh dari perubahan selera para konsumen,serta teknologi sistem

pertanian di Indonesia masih tertinggal dengan negara-negara maju.

Pertanian menggunakan rumah kaca (Green House) mempunyai beberapa

keuntungan yakni, tanaman relatif terlindungi dari serangan hama dan penyakit,

dan lingkungan rumah kaca relatif mudah dikendalikan. Untuk memonitor iklim

di dalam rumah kaca, memerlukan alat yang terintegrasi agar dapat memberikan

produk dan hasil yang optimal. Untuk menunjang hal tersebut maka penulis

membuat alat “Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca Untuk Tanaman

Sayur Berbasis Arduino Mega 2560”. Iklim dan lingkungan yang akan

dikendalikan meliputi temperatur, kelembaban udara, intensitas sinar matahari,

serta mengatur distribusi air dan pupuk pada setiap tanaman. Sistem pada rumah

kaca pada umumnya dinegara maju relatif mahal, sehingga penerapannya

diIndonesia sangat sedikit.

2

1.2. Maksud dan Tujuan

1.2.1. Maksud

Maksud dari penyusunan tugas akhir pembuatan alat ini adalah:

a. Membuat alat menggunakan IC microkontroller ATmega 2560 untuk

mengkontrol Kondisi suhu dan kelembaban serta pengendalian sistem

pengairan dan pemupukan pada rumah kaca untuk tanaman sayuran.

b. Dapat mengkontrol sirkulasi udara dan sinar matahari dengan cara

pemasangan ventilasi udara dan penutup atau tabir cahaya sehingga kondisi

suhu dan kelembaban di dalam rumah kaca dapat terjaga.

c. Dapat memantau suhu dan kelembaban di dalam rumah kaca dengan

pemasangan sensor suhu dan kelembaban,serta pemantauan pertumbuhan

tanaman berdasarkan umur tanaman,dengan menambahkan RTC (Real Time

Clock) Pada mikrokontroller Atmega 2560.

d. Dapat mengontrol system pengairan dan pemupukan tanaman menggunakan

RTC (Real Time Clock) yang di tambahkan pada mikrokontroller ATmega

2560 sesuai waktu yang kita ingin kan.

1.2.2. Tujuan

Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi satu

syarat kelulusan program diploma III (D3) pada program studi teknik komputer di

Akademi Manajemen Informatika dan Komputer Bina Sarana Informatika (AMIK

BSI) pada periode 2017-1.

1.3. Metode Penelitian

Dalam penyusunan laporan ini, penulis melakukan beberapa metode untuk

melengkapi data-data, yaitu sebagai berikut :

3

1. Metode Observasi

Dengan metode ini penulis menganalisis alat, komponen dan menguji alat

untuk memperoleh data hasil kerja alat sebagai hasil Tugas Akhir.

a. Metode Pengumpulan Komponen

Data-data ini diperoleh dari produsen komponen elektronika mengenai

fungsi, karakteristik, dan data-data penting lainnya.

b. Metode Pengujian Alat

Data yang diperoleh melalui metode ini di dapat setelah alat yang dibuat,

diuji, dan diambil kesimpulan setalah dilakukan pengujian tersebut.

2. Metode Studi Pustaka

Metode ini menggunakan buku-buku referensi, jurnal, laporan yang

berkaitan dengan judul yang diangkat sebagai referensi. Buku-buku tersebut di

ambil dari berbagai sumber, baik dari luar maupun dari dalam yang berkaitan

dengan Tugas Akhir ini.

3. Wawancara

Yaitu melakukan konsultasi kepada orang yang lebih ahli dalam bidang

perancangan dan pembuatan alat.

1.4. Ruang Lingkup

Pada dasar pembuatan Tugas Akhir ini penulis membatasi pembahasan

pada:

1. Sensor kendali suhu dan kelembaban.

2. Alat penghitung waktu.

3. Pemantauan umur tanaman.

4. Pengontrolan suhu dan kelembaban.

4

5. Pengontrolan system pengairan dan pemupukan.

6. Pengontrolan sirkulasi udara dan cahaya matahari.

Dari beberapa komponen diatas dapat dihasilkan suatu alat yang dapat

mengendalikan kondisi suhu,kelembaban,system pengairan dan pemupukan

tanaman sayuran didalam rumah kaca.

Dengan pembahasan dan membuat alat yang didukung oleh:

1. Hardware

a. Komponen yang digunakan dan fungsinya.

b. Cara kerja alat.

c. Permasalahan dan pemecahan masalah.

2. Software

a. Software jenis program dan bahasa yang digunakan.

b. Penjelasan program.

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Teori Pendukung

Dalam teori ini akan membahas tentang komponen apa saja yang

digunakan pada alat ini “Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca Untuk

Tanaman Sayur Berbasis Arduino Mega 2560”, fungsi maupun pengertian.

Masing-masing komponen memiliki peranan penting dalam pembuatan alat ini

baik komponen elektronika aktif maupun pasif, selain komponen elektronika juga

akan membahas tentng fungsi ATMega 2560, adapun perangkat lunak yang

digunakan untuk menghasilkan alat ini, dan tidak lupa juga membahas listing

program dan fungsi listing tersebut

2.1.1. IC (Integrated Circuit)

Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:145) menyimpulkan bahwa

“IC (Integrated Circuit) adalah komponen yang di dalamnya terkandung

komponen elektronika yang di buat dengan bahan semikonduktor, tujuan

pembuatan IC untuk menyederhanakan wujud fisik rangkaian aplikasi elektronika

sehingga tampak lebih kecil dan rapi dan memiliki fungsi serta tujuan tertentu”.

IC sendiri di pergunakan untuk bermacam-macam perangkat, termasuk

televisi, telepon seluler, komputer, mesin-mesin industri, serta berbagai

perlengkapan audio dan video.

IC yang di kelompokan berdasarkan jumlah komponen elekronika yang

terkandung di dalamnya adalah sebagai berikut:

6

1. SSI (Small-Scale Integration) : cip dengan maksimum 100 komponen

elektronika.

2. MSI (Medium-Scale Integration) : cip dengan 100 sampai 3.000

komponen elektronika.

3. LSI (Large-Scale Integration) : cip dengan 3.000 sampai 100.000


4. VLSI (Veri Large-Scale Integration) : cip dengan 100.000 sampai

1.000.000 komponen elektronika.

5. ULSI (Ultra Large-Scale Integration) : cip dengan lebih dari 1 juta


IC Mikrokontroler dapat di temukan dan di jumpai pada peralatan

pengendalian otomatis dengan fungsi terbatas, sedangkan IC mikroprosesor dapat

di jumpai dalam CPU (Central Processing Unit) sebuah komputer berikut

perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor dapat di lihat pada Tabel II.1.

Tabel II.1

Perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor

No Perbedaan Mikrokontroler Mikroprosesor

1 Fungsi

memproses utama pada peralatan

kendali (control) sederhana

dengan tujuan khusus/ tertentun

dengan bervariasi.

Memproses utama pada

komputer.

2 Harga Lebih terjangkau. Mahal.

3 Karakter

Dalam penggunannya dapat

berdiri sendiri, karena

mikrokontroler ibarat

mikrokomputer yang terigrasi

dalam sebuah cip tunggal.

Dalam penggunannya

tidak dapat berdiri

sendiri, artinya masih

membutuhkan perangkat

lain yang digunakan.

Sumber: Heri Andrianto& Aan Darmawan (Arduino Belajar Cepat Pemrograman)

7

1. Jenis-jenis IC

a. IC Digital

Berdasarkan teknologi pembuatannya IC Digital dibedakan menjadi dua

jenis, yaitu TTL (Transistor-Transistor Logic) dan CMOS (Complementary Metal

Oxide Semiconductor). Perbedaan antara keduanya adalah pada tegangan catu

daya yang digunakan pada alat ini.

pada IC TTL angka 0 (nol) direpresentasikan dengan tegangan 0 sampai

0,7 Volt, dan pada angka 1 (satu) direpresentasikan dengan tegangan bernilai 3,5

sampai 5 Volt. Dan sedangkan IC CMOS mempunyai ciri dengan input lebih

fleksibel yaitu 3,5 sampai 15 Volt akan tetapi IC CMOS lebih efektif di tegangan

12 Volt jika melebihi tegangan 12 Volt maka akan merusak komponen yg ada

didalam IC CMOS tersebut.

b. IC Analog

Menurut Chandra (2010:25) “IC Analog adalah IC yang tersusun oleh

beberapa rangkaian analog (linier) dan beroperasi dengan menggunakan sinyal

sinusoidal”. Dalam pembuatan alat ini penulis menggunakan IC LM 7805 yang

mempunyai tiga kaki yang digunakan sebagai komponen pendukung dari VCC

untuk menghasilkan tegangan 5 Volt. IC regulator ini berfungsi untuk

menstabilkan tegangan dan dapat berkerja dengan baik jika tegangan input (Vin)

lebih besar dari tegangan out (Vout).

8

Sumber:http://electronicsforu.com/electronics-projects/ic-7805-

voltage-regulator

Gambar II.1

IC LM 7805

IC LM 7805 memiliki kekurangan dan kelebihan, adapun kekurangan dan

kelebihan IC LM 7805 adalah sebagai berikut:

a. Keuntungan

IC seri 78xx tidak memerlukan komponen tambahan untuk menyediakan

tagangan yang konstan, sumber daya yang bisa diatur membuatnya mudah

digunakan, serta penggunaan yang ekonomis serta efesien ruang, regulator

tegangan lainnya mungkin memerlukan komponen tambahan untuk mengatur

tingkat tegangan keluaran atau untuk membantu dalam proses regulasi. Beberap

desain lain seperti model (Switched Power Supply) mungkin perlu keahlian teknik

substansial untuk menggunakannya. IC seri 78xx memiliki built-in protection

untuk mencegah rangkaian memakan terlalu banyak daya listrik. Memiliki

perlindungan terhadap overheating dan short circuit, membuat IC ini cukup bagus

digunakan dalam beberapa aplikasi termasuk powerbank. Dalam beberapa kasus,

9

fitur pembatas arus dari perangkat 78xx dapat memberikan perlindungan tidak

hanya untuk 78xx itu sendiri, tetapi juga untuk bagian lain dari rangkaian

elektronika.

b. Kekurangan

Tegangan input harus selalu lebih tinggi dari tegangan outputnya, dengan

minum 2 volt lebih tinggi, (misalnya, menyalakan sirkuit atau alat yang

membutuhkan tegangan 5 volt tapi menggunakan baterai 6 volt maka tidak akan

bekerja pada IC 7805).

IC ini didasarkan pada desain regulator linear, arus input yang dibutuhkan

adalah selalu sama dengan arus keluaran, sedangkan tegangan input harus selalu

lebih tinggi dari tegangan output, ini berarti bahwa daya total (tegangan dikalikan

dengan arus) masuk ke 78xx akan tetapi lebih besar dari daya keluaran yang

disediakan, sebagaian daya input akan hilang sebagai panas. Ini berati bahwa baik

untuk beberapa aplikasi yang memadai heatsink pada IC harus disediakan, dan

juga sebagian dari daya input yang terbuang selama proses tersebut, membuatnya

menjadi kurang efisien dari pada beberapa jenis model power supply. Ketika

tegangan input secara signifikan lebih tinggi dati tegangan outputnya

2.1.2. Komponen Elektronika

Dalam rangkaian elekronika komponen dibagi menjadi dua jenis bagian

komponen elektronika yaitu komponen pasif dan aktif. Menurut Heri Andrianto

dan Aan Darmawan (2015:5) “Komponen Pasif adalah komponen yang tidak

dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik serta tidak dapat mengubah

10

suatu energi kebentuk lainnya”. Contoh komponen pasif yaitu : resistor, kapasitor

dan induktor.

Dan sedangkan komponen aktif menurut Heri Andrianto dan Aan

Darmawan (2015:6) “Komponen Aktif adalah komponen yang dapat menguatkan

dan menyearahkan sinyal listrik, serta mengubah energi dari satu bentuk kebentuk

lainnya”. Contoh komponen aktif yaitu : dioda, dioda zener, transistor.

1. Komponen Aktif

Menurut Heri Andrian dan Aan Darmawan (2015:6) “Komponen Aktif

adalah komponen yang dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik, serta

mengubah energi dari satu bentuk kebentuk lainnya”.

A. Transistor

Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:32) “Transistor adalah

komponen aktif dengan arus, tegangan atau daya keluaran yang dikendalikan oleh

arus masukan didalam sistem komunikasi, transistor digunakan sebagai penguat

sinyal”. Transsistor dapat berfungsi semacam kran listrik, diman berdasarkan arus

inputnya atau tegangan inputnya, memungkinkan pengaliran listrik yang sangat

akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Sumber : http://sdigital-components.com/transistors/

Gambar II.9

Transistor

11

B. Dioda

Menurut Chandra (2010:20) “Dioda merupakan komponen salah satu jenis

komponen aktif yang berfungsi sebagai komponen penyearah pada dioda silikon

atau merupakan sambungan bahan P-N yang berfungsi utama sebagai penyearah”.

Bahan tipe-P akan menjadi sisi anoda sedangkan tipe-N akan menjadi sisi katoda,

bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya.

Dioda bisa berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anoda

mendapatkan tegangan positif sedangkan katodanya mendapatkan tegangan

negatif) dan berlaku sebagai sebuah saklar terbuka (apabila bagian anodanya

mendapatkan tegangan negatif dan katodanya mendapatkan tegangan positif).

Kondisi tersebut hanya pada dioda ideal-konseptual, dioda yang berbahan

germanium memiliki tegangan hanya sekitar 0,3 Volt.

Sumber : http://elektrokita.com

Gambar II.10

Dioda

Dalam prakteknya jenis dioda dibedakan menjadi tetapi penulis hanya

menggunakan dioda sebagai berikut:

a. Dioda Brige

12

Dioda Brige adalah sebuah komponen elektronika semikonduktor yang

berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik (AC). Disebut dioda brige karena

didalam komponen ini terdapat empat buah dioda yang dihubungkan saling

bertemu satu sama lain (brige rectifier/penyerah jembatan). Dioda bride

merupakan penyerah arus bolak-balik satu gelombang penuh, jadi akan dihasilkan

tegangan DC (searah) yang lebih baik, yang cenderung memiliki noise rendah,

saat ini dioda brige banyak digunkan pada perangkat-perangkat elektronika

modern karena memiliki kinerja yang baik.

Sumber : http://belajarelektronika.net

Gambar II.10

Dioda Brige

2. Komponen Pasif

A. Resistor

Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:14) “Resistor adalah

komponen dasar elektonika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang

mengalir dalam rangkaian”. Hampir semua rangkaian elektronika pada umumnya

menggunakan komponen resistor ini. Satuan resistor adalah Ω (Ohm).

A. Resistor Tetap

13

Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:15) “resitor tetap ini

menyerupai tabung dengan dua kaki dikiri dan dikanan, dan dapat diketahui nilai

hambatan dengan membaca gelang warna dibadannya”. Pada umumnya bentuk

fisik dari resistor jenis ini berbentuk bulat panjang, resistor tetap biasanya terbuat

dari karbon, kawat atau paduan logam, hambatannya dibentuk oleh tebalnya dan

panjangnya lintasan kaarbon. Panjang lintasan karbon tergantung dari alut yang

berbentuk spiral.

Sumber : Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:15)

Gambar II.2.

Gambar dan Simbol Resistor Tetap

Resistor ini memiliki nilai resistansi (hambatan), sebagian nilainya ada

yang dicantumkan langsung pada badannya dan sebagian lagi karena bentuk

fisiknya kecil, maka pencantumannya dituliskan dalam bentuk kode warna yang

melingkari badan resistor tersebut.

14

Tabel II.2

Kode Warna Cincin Resistor

Sumber : http://skemaku.com

Cara menghitung Resistor yang mempunyai gelang 4 warna

Sumber : http://teknikelektronika.com/cara-menghitung-nilai-resistor/

Gambar II.3.

Cara menghitung resistor 4 warna

Gelang ke 1 : Coklat = 1

15

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 (maka 5 nol dibelakang angka gelang ke 2, atau

kalikan 105.

Gelang ke 4 : Perak = dengan nilai toleransi 10%

Maka nilai toleransi tersebut adalah 10*105 = 1000000 Ohm (Ω) atau 1

MOhm (MΩ) dengan toleransi 10%

Penghitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna:

Sumber : Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:16)

Gambar II.4

Penghitungan resistor dengan 5 warna gelang

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5

Gelang ke 4 : Hijau = 5 (maka 5 nol dibelakang angka gelang ke 3, atau

dikalikan 105

Gelang ke 5 : Perak = toleransi berisikan nilai 10%

Maka nilai Resistor tersebut 105*105 = 10500000 Ohm (Ω) atau 10.5

MOhm (MΩ).

16

B. Kapasitor

Menurut Chandra (2010:15) “Kapasitor merupakan komponen elektronika

yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik sementara”. Kapasitor yang

dipakai dalam teknik elektronika ada bermacam-macam bentuk misalnya : bentuk

silender, dll. Tiap kapasitor terdiri dari 2 konduktor yang berdekatan dan

dipisahkan oleh isolator.

Pada dasarnya kapasitor terdiri dari 2 penghantar yang tersekat satu

dengan yang lainnya, diantara kedua penghantar tersebut ada bahan isolasi (udara,

kertas, dan mika). Bahan isolasi ini lazim disebut dielektrik. Kapasitas suatu

kapasitor diukur dengan satuan F (Farad). Kapasitor elektrolit (elco) mempunyai

dua kutub yaitu kutub positif dan kutub negatif (bipolar), sedangkan kapasitor

kering misalnya : kapasitor kertas, mika. Tidak membedakan kutub positif dan

kutub negatif (non bipolar) ada bermacam-macam jenis kapasitor.

1. Kapasitor keramik

Kapasitor keramik ini bahan isolasinya terbuat dari keramik, bentuk

kapasitor keramik bermacam-macam karena sifatnya yang stabil, kapasitor

keramik bagus digunakan pada frekuensi tinggi. Pemasangan kapasitor keramik

pada rangkaian elektronika boleh dibolak-balik. Nilai kapasitasnsi kapasitor

keramik sangat kecil, tetapi bagus digunakan pada jangkauan tegangan yang luas

yaitu 100 volt.

17

Sumber : http://skemaku.com

Gambar II.6

Kapasitor Keramik

2. Kapasitor Elektrolit (Elco)

Menurut Chandra (2010:16) “ Kapasitor elektrolit merupakan jenis

kapasitor polar yang dipasang pada rangkaian elektronika sesuai dengan jenis-

jenis terminal kapasitor”. Terminal positif (+) dan negatif (-) dibadanya, teminal

positif (+) kapasitor dihubungkan kepotensial tinggi (+) rangkaian elektonika, dan

sedangkan teminal negatif (-) kapasitor dihungkan kepotensial rendah (-)

rangkaian elektronika.

Pemasangan yang salah dapat menyebabkan kapasitor rusak atau meledak.

Kutub negatif kapasitor elektrolit ditanda dengan garis berwarna, kapasitor

elektrolit berkapasitas besar biasa digunakan dalam catu daya. Pada body

kapasitor elektrolit tertulis besarnya kapasitas kapasitor elektrolit.

Beberapa bahan yang digunakan dalam pembuatan kapasitor elektrolit

diantaranya mengunakan bahan seperti : tantalum, alumunium, magnesium,

titanium, niobium, zirkonium, dan seng.

18

Sumber : http://www.wikikomponen.com

Gambar II.7

Kapasitor Elektrolik (Elco)

Berikut tabel kode angka dan huruf pada Kapasitor.

Tabel II.3

Kode Angka dan Huruf pada Kapasitor

Sumber : http://rangkaianelektronika.info

Contoh : kode kapasitor 562j 100V artinya kapasitor 56x102pF = 5600pF

besarnya toleransi 5% dan kemampuan tegangan 100 Volt (V).

19

3. Transfomator (Trafo)

Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:264) “Transfomator atau Trafo

adalah komponen kelistrikan yang memiliki kegunaan untuk mengonversikan

tegangan tinggi AC (bolak-balik) menjadi tegangan rendah DC (searah)”.

Transfomator terdiri atas dua buah kumparan (primer dan sekunder) beberapa

lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan atau gulungan,

kumparan tersebut berisikan kumparan primer dan kumparan sekunder yang

berisolasi baik terdapat inti besi maupun terhadapan antar kumparan dengan

isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat

transformasi tegangan dan arus.

Sumber : http://teknikelektronika.com

Gambar II.12

Transfomator (Trafo)

4. Relay

Relay adalah saklar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkain

dengan menggunakan kontrol dari rangkaian atau eletronik lain. Sebuah relay

tersusun atas kumparan , pegas, saklar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak

elektronik (normally close dan normally open).

a. Normally Close (NC)

20

Saklar ini terhubung dengan kontak ini saat relay tidak aktif atau dapat

disebut saklar dalam kondisi tertutup.

b. Normally Open (NO)

Saklar ini terhubung dengan kontak pada saat relay aktif atau dapat disebut

dalam kondisi aktif.

Berdasarkan pada prinsip dasar kerjanya, relay dapat bekerja karena adanya

medan magnet yang digunakan untuk menggerakan saklar. Saat kumparan

diberikan tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet

pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan

yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak

NC kekontak NO atau sebaliknya. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka

medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar

kekontak keposisi semula.

Sumber : http://teknikelektronika.com

Gambar II.14

Relay

2.1.3. Komponen Input

21

1. Sensor DHT11

DHT11 merupakan sensor yang telah teruji keakuratannya dalam

pengukuran suhu dan kelembaban suatu udara. DHT11 memiliki perbedaan dari

sensor-sensor yang lain antara lain dapat mengukur dua faktor sekaligus dalam

satu sensor yaitu suhu dan kelembaban, serta harganya yang terjangkau. Sensor

DHT11 memerlukan resistor 10K pada kaki VCC dan data untuk menghindari

arus langsung yang masuk ke sensor sebelum masuk ke Microcontroller. Berikut

adalah gambar dari alat pendeteksi suhu dan kelembaban DH11

Sumber : http://www.alselectro.com

Gambar II.15

DHT11

Spesifikasi dari sensor suhu dan kelembaban DHT11 sebagai berikut :

1. Pasokan voltage: 5 Volt

2. Rentang temperatur :0-50 ° C kesalahan ± 2 ° C

3. Kelembaban :20-90% RH ± 5% RH error

4. Interface: Digital

1. Sensor Real Time Clock

Real Time Clock disungkat RTC adalah jam dikomputer yang umumnya

berupa sirkuit terpadu yang berfungsi sebagai pemelihara waktu RTC umumnya

22

memilik catu daya terpisah dari catu daya komputer (umumnya berupa baterai

litium) sehingga dapat tetap berfungsi ketika catu daya komputer terputus.

Kebanyakan RTC menggunakan oscilator kristal.

RTC merupakan jenis pewaktu yang menggunakan komunikasi serial untuk

operasi tulis baca, dengan spesifikasi berikut ini:

a. Real Time Clock (RTC) menyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal,

bulan, hari dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100.

b. 56-byte, battery-backed, RAM non-volatile (NV).

c. Antarmuka serial Two-wire (I2C).

d. Sinyal luaran gelombak-kotak terprogram (programmable squarewave).

e. Deteksi otomatis kegagalan-daya (power-fail) dan rangkaian switch.

f. Komsumsi daya kurang dari 500nA menggunakan mode baterai cadangan

dengan operasional osilator.

g. Tersedia fitur industri dengan ketahanan suhu: -40oC hingga +85

oC.

h. Tersedia dalam kemasan 8-pin DIP atau SOI.

Sumber : https://www.mysensors.org

Gambar II.16

Real Time Clock

23

2.1.4. Komponen Output

Komponen output (keluara) pada pembuatan alat ini adalah: Kipas mini

DC sebagai menstabilkan suhu yang berada didalam rumah kaca. Pompa air

sebagai memberikan nutrisi kepada tanaman sayur. Motor DC sebagai pengerak

tirai yang berada didalam rumah kaca. dan LCD 16x4 sebagai penampil karakter

huruf sesuai program pada Mikrokontrolernya.

a. Kipas Mini DC

Kipas yang berfungsi sebagai sirkulasi udara atau suhu dalam rumah kaca

sekaligus menjaga agar suhu didalam rumah kaca t

etap bertahan sesuai dengan kontol yang diinginkan.

Sumber : http://www.creativeelectro.com

Gambar II.17

Kipas Mini DC

b. Pompa Air

Menurut Ali (2015) “Pompa adalah alat untuk memindahkan fluida (zat-

zat yang dapat mengalir) dari tempat satu ketempat lainya yang berkerja atas dasar

energi mekanik yang diberikan alat tersbut digunakan untuk meningkatkan

kecepatan, tekanan atau elevasi (ketinggian)”.

Pemindahan ini dapat juga dimaksudkan untuk membawa bahan yang akan

diolah dari sumber dimana bahan itu diperoleh. Kita tahu bahwa cairan dari

24

tempat yang lebih tinggi akan sendirinya mengalir ketempat yang lebih rendah,

tetapi jika sebaliknya maka perlu dilakukan usaha untuk memindahkan atau

menaikan fluida, alat yang lazim digunakan adalah pompa.

c. Motor DC

Anita (2015) “Sebuah motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi

mekanik. Kebanyakan motor listrik beroperasi melalui interaksi medan magnet

dan konduktor pembawa arus untuk menghasilkan kekuatan, meskipun motor

elektrostatik menggunakan gaya elektrostatik. Proses sebaliknya, menghasilkan

energi listrik dari energi mekanik, yang dilakukan oleh generator seperti

alternator, atau dinamo”. Banyak jenis motor listrik dapat dijalankan sebagai

generator, dan sebaliknya. Misalnya generator/ starter untuk turbin gas, atau motor

traksi yang digunakan untuk kendaraan, sering melakukan kedua tugas. motor

listrik dan generator yang sering disebut sebagai mesin-mesin listrik.

Motor listrik DC (arus searah) merupakan salah satu dari motor DC. Mesin

arus searah dapat berupa generator DC atau motor DC. Untuk membedakan

sebagai generator atau motor dari mesin difungsikan sebagai apa. Generator DC

alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC. Motor DC alat

yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor

DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat

difungsikan sebagai motor DC.

Pada motor DC kumparan medan disebut stator (bagian yang tidak

berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika tejadi

putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul

25

tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga

merupakan tegangan bolak-balik.

Sumber : https://grobotronics.com/dc-gear-motor.html

Gambar : II.18

Motor DC

Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar sebagai

berikut.

1. Kutub medan

Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub

selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-

kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek

terdapat satu atau lebih elektromagnet.

2. Current (Elektromagnet atau Dinamo)

Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk

menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam

medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan

magnet berganti lokasi.

3. Commutator

26

Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah

untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

d. Layar LCD 16x4

Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi

sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid

Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan

teknologi CMOS logic yaSng bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi

memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau

mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD berfungsi sebagai penampil data baik

dalam bentuk karakter, huruf, angka.

Sumber : http://www.winstar.com

Gambar II.19

LCD 16x4

modul LCD dengan tampilan 16 x 4 dengan konsumsi daya rendah. Modul

tersebut dilengkapi dengan pin output yang langsung dapat berkomunikasi dengan

mikrokontroler. Berikut keterangan pin LCD 16 x 4 yang dapat dilihat pada tabel

berikut.

27

Tabel II.4

Keterangan pin LCD 16x4

Pin Nama Keterangan

1 GND (Ground)

2 Power Supply (5V)

3 Contrast Adjustment

4 RS (Data/Intruction Select Signal)

5 RW (Read/Write Select Signal)

6 E (Enable)

7-14 D0-D7 Data bus line (0-7)

15 A Anoda (Back Light)

16 K Katoda (Back Light)

Sumber : Data Sheet LCD 16x4

Pengendali / Kontroler LCD dalam modul LCD terdapat microcontroller

yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD. Mikrokontroler pada

suatu LCD dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan

microcontroler internal LCD adalah : DDRAM (Display Data Random Access

Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.

CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori

untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat

diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

1.1.5. Mikrokontroler

28

Menutut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:264) “Mikrokontroler adalah

sebuah sistem komputer yang dibangun pada sebuah cip tunggal”. Jadi hanya

dengan sebuah keping IC saja dapat dibuat sebuah sistem komputer untuk

mengendalikan suatu peralatan elektronika aplikatif.

Pada saat ini penggunaan mikrokontroler dapat kita temukan pada berbagai

peralatan, misalkan peralatan yang terdapat dirumah seperti : microwave open,

televisi, mesin cuci, system keamanan rumah, dll. Mikrokontroler padat digunakan

untuk berbagai aplikasi misalnya untuk pengendalian, otomatis industri,

telekomunikasi, dll. Menggunakan mikrokontroler yaitu harganya terjakau, dan

dapat diprogram berulang kali serta dapat diprogram sesuai dengan keinginan kita.

Mikrokontroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara

otomatis seperti sistem kontrol mesin, remot kontrol, mesin kantor, peralatan

rumah tangga, alat berat dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya dan

konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor

memori, dan alat input output terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat

kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis. Dengan

penggunaan mikrokontroler ini maka :

a. Sistem elektronik akan lebih ringkas.

b. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagai besar

dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi.

c. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak.

Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut

memerlukan komponen eksternal yang sering disebut sistem minimum. Untuk

membuat sistem minimum paling tidak dibutuhkan clock dan reset, walaupun

29

pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal,

sehinggan tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi.

Yang dimaksud dengan sistem minimum adalah sebuah rangkaian

mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi

sebuah IC mikrokontroler tidak akan berarti bila hanya berdiri sendiri, pada

dasarnya sebuah sistem minimum mikrokontroler memiliki prinsip yang sama.

Sumber : http://www.atmel.com

Gambar II.20

ATmega 2560

Pada gambar diatas merupakan ATmega 2560 terbentuk dari prosessor yang

dikenal dengan mikrokontroler ATMega 2560 memiliki beberapa fitur/spesifikasi

yang menjadikan sebagai solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan.

antara lain :

a. Tegangan Operasi sebesar 5 V.

30

b. Tegangan input sebesar 6-20 V tetapi yang direkomendasikan untuk

ATMega 2560 sebesar 7-20 V.

c. Pin digital I/O sebanyak 54 pin diman 14 pin merupakan keluaran dari

PWM (Pulse Width Modulation).

d. Pin analog sebanyak 16 pin

e. Arus DC pin I/O sebesar 40 mA sedangkan arus DC untuk pin 3.3 V sebesar

50 mA.

f. Flash memory 156 Kb yang mana 8 Kb digunakan oleh bootloader.

g. SRAM 8 Kbyte.

h. EEPROM 4 Kbyte.

i. Serta mempunyai 2 Port UARTs untuk komunikasi.

Mikrokontroler ATmega 2560 memiliki 250 Kbyte on-chip In-system

Reprogrammable Flash Memory sebagai tempat menyimpan program. Memori

flash ini dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program bootloader dan

aplikasi. Bootloader ini bekerja sebagai perantara anatara memori program

dengan software compiler Arduino. Bootloader akan menerima file hasil

kompilasi yang telah diupload ke arduino dan menyimpannya kememori program

kemudian arduino akan mengeksekusi program tersebut.

Memori data pada Arduino Mega2560 terbagi atas SRAM (Static Random

Access Memory) dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only

Memory). SRAM bersifat volatile atau dengan kata lain tidak memiliki

kemampuan untuk menyimpan data secara konsisten setelah catu daya dimatikan

sedangkan EEPROM bersifat nonvolatile atau dengan lain merupakan memory

31

yang datanya dapat ditulis serta dihapus,tetapi akan hilang saat kehilangan power

(kondisi off) serta membutuhkan satu daya dalam mempertahankan memory.

Mikrokontroler ini menjadi komponen utama dari sistem minimum arduino

mega 2560 setiap pin mikrokontroler ATMega 2560 dipetakan sesuai dengan

kebutuhan standar arduino pada umumnya pemetaan pin (pin mapping) ATMega

2560 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Sumber : https://www.sparkfun.com

Gambar II.21

Konfigurasi pin ATmega 2560

a. VCC adalah tegangan catu digital

b. GND

32

c. Port A (PA7..PA0)

Port A adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor

(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port A memiliki karakter

penggerak karakteristik dengan kedua sink (berikan arus negatif) tinggi dan

kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port A eksternal pulled low.

d. Port B (PB7..PB0)

Port B adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal puul-up

resistor (pilih untuk masing-masing bit). Penyangga output port B memiliki

karakter penggerak karakter dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber.

Sebagai input, pin Port A eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up

aktif. Pin port A dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan

jika waktu tidak berjalan.Port B empunyai kemampuan bergerak lebih baik

daripada port lainnya.

e. Port C (PC7..PC0)

Port C adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor

(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port C memiliki karakter

penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber.

Sebagai input, pin Port C eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up

aktif. Pin port C dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan

jika waktu tidak berjalan.

f. Port E (PE7..PE0)

Port E adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor

(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port E memiliki karakter

33


Sebagai input, pin Port E eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up

aktif. Pin port E dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan


g. Port F (PF7..PF0)

Port F disajikan sebagai masukan analog ke A/D converter. Port F juga

menyajikan sebuah port I/O 8 bit dua arah, jika A/D Converter tidak digunakan.

Pin port dapat menyediakan internal pull-up resistor ( dipilih untuk masing-

masing bit). Penyangga output Port F memiliki karakter penggerak karakteristik

dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port F

eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up aktif. Pin port F dinyatakan

tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika waktu tidak berjalan.

Jika antarmuka JTAG mengizinkan, pull-up resistor pada pin PF7(TDI),

PF5(TMS), dan PF4(TCK) akan iaktifkan bahkan jika terjadi reset.Port F juga

menyajikan fungsi dari antarmuka JTAG.

h. Port G (PG7..PG0)

Port G adalah sebuah port I/O 6 bit dua arah dengan internal pull-up resistor

(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port G memiliki karakter


Sebagai input, pin Port G eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up

aktif. Pin port G dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan

jika waktu tidak berjalan

i. Port H (PH7..PH0)

34

Port H adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor

(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port H memiliki karakter


Sebagai input, pin Port H eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up

aktif. Pin port H dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan


j. Port J (PJ7..PJ0)

Port J adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor

(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port J memiliki karakter


Sebagai input, pin Port J eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up

aktif. Pin port J dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan


k. Port K (PK7..PK0)

Port K disajikan sebagai masukan analog ke A/D converter. Port K adalah

sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor (dipilih untuk

masing-masing bit). Penyangga output Port K memiliki karakter penggerak

karakteristik dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin

Port K eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up aktif. Pin port K

dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika waktu tidak

berjalan.

l. Port L (PL7..PL0)

Port L adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor

(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port L memiliki karakter

35


Sebagai input, pin Port L eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up

aktif. Pin port L dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan


m. Reset

Input reset. Sebuah level rendah pada pin ini untuk lebih panjang dari pada

panjang minimum pulsa akan menghasilkan sebuah reset, bahkan jika waktu tidak

berjalan. Panjang minimum pulsa dijelaskan pada “Sistem dan karakter reset”

pada halaman 360. Pulsa terpendek tidak dijamin menghasilkan sebuah reset.

n. XTAL1

Input ke inverting amplifier oscilator dan input ke internal jalur operasi

waktu.

o. XTAL2

Keluaran dari inverting oscilator amplifier.

p. AVCC

AVCC merupakan pin tegangan catu untuk port F dan A/D Converter.

AVCC dapat terhubung secara eksternal ke VCC, bahkan jika ADC tidak

digunakan jika ADC digunakan, ADC akan terhubung ke VCC melalui sebuah

low pass filter.

q. AREF

AREF adalah pin referensi analog untuk A/D Converter.

i. Konsep Dasar Program

2.2.1. Arduino Mega 2560

36

Ada banyak Program yang dapat digunakan sebagai editor dan compiler

program mikrokontroler, salah satunya yaitu Arduino. Menurut ecadio.com (2017)

”Arduino Mega 2560 adalah papan pengembangan mikrokontroller yang berbasis

Arduino dengan menggunakan chip ATmega2560. Board ini memiliki pin I/O

yang cukup banyak, sejumlah 54 buah digital I/O pin (15 pin diantaranya adalah

PWM), 16 pin analog input, 4 pin UART (serial port hardware)". Arduino Mega

2560 adalah tipe jenis Arduino yang cukup populer digunakan. Selain memiliki

pin masukan dan keluaran yang banyak, Arduino jenis ini memiliki kapasitas

memori yang lebih besar dibandingkan dengan beberapa jenis Arduino

lainnya.Untuk ukuran dimensi perangkatnya Arduino Mega 2560 termasuk jenis

Arduino dengan ukuran board yang besar. Gambar II.17 menunjukan bentuk fisik

Arduino Mega 2560.

Sumber : https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

Gambar II.22

Arduino Mega 2560

Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibidang board mikrokontroler yang

lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahas pemrogramannya

sendiri yang berupa bahasa C. Selain memudahkan kita ketika kita memprogram

mikrokontroler didalm arduino. Sedangkan pada kebanyakan board

37

mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah

untuk memasukan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB

tersebut selain untuk loader kerika memprogram, bisa juga difungsikan sebagai

port komunikasi serial.

Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri

untuk kita dalam menggunakan board ini, karena dengan sifat open source

komponen yang digunakan tidak hanya tergantung pada satu merek, namun

memungkinakn kita bisa memakai semua komponen yang ada dipasaran.

Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah

disederhanakan syntax bahasa pemprogramanya sehungga mempermudah kiata

dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroler. Berikut ini adalah konfigurasi

dari arduino mega 2560

a. Mikrokontroler ATmega 2560

b. Beroperasi pada tegangan 5V

c. Tegangan input (rekomendasi) 7-12V

d. Batas tegangan input 6-20V

e. Pin digital input/output 54(14 mendukung output PWM)

f. Pin analog input 16

g. Arus pin per-input/output 40 mA

h. Arus untuk pin 3.3 V adalah 50 mA

i. Flash memory 256KB (ATmega 2560) yang mana 8KB digunakan oleh

boardloader

j. SRAM 8KB (ATmega 2560)

k. EEPROM 4KB (ATmega 2560)

38

l. Kecepatan clock 16MHz

1. Power

Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply.

Power diselect secara otomatis, Power supply dapat menggunakan adaptor DC

atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan mencolok jack adaptor pada

koneksi Port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan

supply dari luar sebesar 6-20V, tegangan diregulator bisa menjadi sangat panas

dan menyebab kan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada pada 7

sampai 12 volt. Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut.

a) Pin

Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar

(seperti yang disebutkan 5 Volt dari koneksi USB atau tegangan yang

diregulasikan). Pengguna dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau

jika tegangn supply menggunakan power jack, aksesnya menggunakan pin

ini.

b) 5V

Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroler dan

komponen lainya pada board 5V dapat memlalui pin menggunakan

regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply regulasi 5V

lainnya.

c) Pin Ground

Berfungsi sebagai jalur ground pada arduino.

2. Memori

39

Memori pada Arduino Mega2560 terbagi atas SRAM dan EEPROM. SRAM

bersifat volatile (merupakan memory yang datanya dapat ditulis

serta dihapus,tetapi akan hilang saat kehilangan power serta membutuhkan satu

daya dalam mempertahankan memory) atau dengan kata lain tidak memiliki

kemampuan untuk menyimpan data secara konsisten setelah catu daya dimatikan

sedangkan EEPROM bersifat nonvolatile (memory yang datanya dapat ditulis dan

dihapus, akan tetapi datanya tidak hilang ketika tidak mendapat daya). SRAM

yang dimiliki Arduino Mega 2560 berukuran 8KB dan EEPROM yang dimiliki

Arduino Mega 2560 berukuran 4KB. Ukuran EEPROM yang dimiliki Arduino

jenis ini adalah ukuran EEPROM.

3. Input dan Output

Arduino Mega 2560 memiliki 54 pin digital yang dapat digunakan sebagai

masukan atau keluaran menggunakan fungsi pinMode(), dan menentukan proses

penulisan atau pembacaan data I/O menggunakan fungsi digitalWrite() dan

digitalRead(). Setiap pin beroperasi pada tegangan 5 volt, mampu menerima atau

menghasilkan arus maksimum sebesar 40 mA dan memiliki 20 - 50 Kohm resistor

pull-up internal (diputus secara default). Pin digital ini selain berfungsi sebagai

masukan dan keluaran digital namun juga dapat berfungsisebagai pin dengan

fungsi khusus seperti untuk komunikasi UART (pin 0 sebagai RX dan pin 1

sebagai TX), komunikasi SPI, komunikasi I2C, external interrupt dan PWM.

Untuk memanfaatkan pin digital Arduino sebagai pin dengan fungsi khusus, maka

register yang terkait dengan fungsi khusus tersebut harus dikonfigurasi terlebih

dahulu. Konfigurasi register-register tersebut telah disediakan di pustaka(library)

40

Arduino. Selain fitur pin digital, Arduino Mega 2560 juga memiliki 16 pin analog

yaitu pin A0 sampai A15 dan setiap pin menyediakan resolusi sebesar 10 bit.

2.2.2. Bahasa Arduino (Pemrograman)

Bahasa rakitan (Assembly Language) merupakan notai untuk menyajikan

bahasa mesin yang lebih mudah dibacan dan dipahami oleh manusia, bahasa ini

sudah menggunakan suatu program yang dapat menerjemahkan program bahasa

arduino sendiri yang menyerupai bahasa C pemrograman bahasa mesin.

Nama jenis pemrograman yaitu bootloader yang telh ditanam IC mikron

didalam arduino ada beberapa struktur paentiung untuk memulai pemrograman

salah satunya adalah setup( ) berfungsi hanya dipanggil satu kali ketika program

pertama kali dijalankan. Ini digunakan untuk pendefinisian mode pin atau

memulai komunikasi serial. Fungsi setup( ) harus diikut sertakan dalam program

walaupun tidak statement yang dijalankan, dan yang kedua loop ( ) dimana setup

bagian untuk inisialisasi yang hanya dijalankan sekali diawal program, sedangkan

loop ( ) untuk mengeksekusi bagian program yang akan dijalankan berulang-ulang

untuk selamanya.

Ada beberapa instruksi didalam bahasa pemrograman Arduino yaitu :

1. Struktru

Setiap program arduino mempunyai dua buah fungsi yang harus ada

diantaranya sebagai berikut :

a. void setup ()

Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika

program arduino dijalankan pertama kalinya.

b. void loop ()

41

Fungsi ini akan dijalankan setealh setup (fungsi void setup) selesai setealah

dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus

menerussampai catu daya dilepaskan.

2. Syntax

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format

penulisan.

a. // (komentar satu baris)

Kadang diperlukan untuk memberikan catatan pada diri sendiri apa arti dari

kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua baris miring (//) dan

adapun yang kita ketikakan dibelakangnya akan diabaikan oelh program.

b. /**/ (komentar banyak baris)

Jika kita punya banyak catatan, maka hal itu dapat dutuliskan pada beberapa

baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak dianatar dua simbol

tersebut akan diabaikan oleh program.

c. (kurung kurawal)

Digunaka untuk mendifinikan kapan blok program mulai dan berakhir

(digunakan juga pada funsi dan pengulangan).

d. ; (titik koma)

Setiap baris kode harus diakhiri dengan titik koma (jiak adak titik koma

yang dihilangkan maka program tidak akan bisa dijalankan).

3. Variable

Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi

untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variable inilah yang akan

digunakan untuk memindahkannya.

42

a. int (integer)

Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16-bit) tidak mempunyai

angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767.

b. long (long)

digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi dan memakai 4 byte (32 bit)

dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan

2,147,483,647.

c. boolean (boolean)

Variable sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai true (benar)

atau false (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari

RAM.

d. float (float)

Digunakan untuk angka desimal (float point) memakai 4 byte (32 bit) dari

RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan 3.4028235E+38.

e. char (character)

Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCCII (misal “A” = 65).

Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

4. Operator Matematika

Opertor yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seprti

matematika yang sederhana).

a. =

Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain (misalnya : x=10*2,

x sekarang sama dengan 20).

b. %

43

Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka yang

lain (misalnya : 12% 10, ini kan menghasilkan angka 2).

c. + (penjumlahan)

d. – (pengurangan)

e. * (pengkalian)

f. / (pembagian)

5. Operator Pembanding

Digunakan untuk membandingkan nilai logika.

a. =

Sama dengan (misalnya : 12 = 10 dalah False (salah) atau 12 = 12 adalah

True (benar)).

b. !=

Tidak sama dengan (misalnya : 12 != 10 adalah True (benar) atau 12 != 12

adalah False (salah)).

c. <

Lebih kecil dari (misalnya : 12 < 10 adalah False (salah) atau 12 < 12

adalah False (salah) atau 12 < 14 adalah True (benar)).

d. >

Lebih besar dari (misalnya : 12 > 10 adalah True (benar) atau 12 > 12

adalah False (salah)).

6. Struktur Pengaturan

Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan

berikutnya, berikut ini adalah elemen-elemen dasar pengaturan (banyak lagi yang

lain dan bisa dicari diinternet).

44

a. if, else, dengan format seperti berikut ini :

if (kondisi)

else if (kondisi)

else (kondisi)

dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang ada

didalam kurung kurawal jika kondisi True, dan jika False maka akan

diperikasa apakah kondisi pada else if dan jika kondisi False maka kode

pada else yang akan dijalankan.

b. for, denagn format seperti berikut ini :

for (int i =0; i <#pengulangan; i++)

Digunakan bila kita ingin melakukan pengulangan kode didalam kurung

kurawal beberapa kali, diganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan

yang diinginkan. Melakukan penghitungan keatas dengan i++ atau kebawah

dengan i-.

7. Digital

a. pinMode (pin, mode)

Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor pin

yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode yang

bisa digunakan adalah INPUT/OUTPUT.

b. digitalWrite (pin, value)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan

HIGH (ditarik menjadi 5 V) atau LOW (diturunkan menjadi GROUND).

c. digitalRead (pin)

45

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka kita dapat menggunakan

kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH (ditarik

menjadi 5 V) atau LOW (diturunkan menjadi GROUND).

8. Analog

Arduino mempunyai kemampuan untuk beroperasi didalam analog. Berikut

ini metode untuk menghadapi hal yang bukan digital.

a. analogWrite (pin, value)

Beberapa pin pada arduino mendukung PWM (Pulse Witdh Modulation)

yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup (on) atau mati (off)

dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya

keluaran analog. Value (nilai) pada format kode tersebut adalah angka 0 (0%

duty cycle ~ 0V) dan 255 (100% duty cycle ~ 5V).

b. analogRead (pin)

Ketika pin analog ditetapkan sebagai Input kita dapat membaca keluaran

Voltase-nya. Keluarannya berupa angka 0 (untuk 0V) dan 1024 (untuk 5V).

2.2.3. Cara Memasukan Program

Sebelum memasukkan program kita harus menginstal software arduino

terlebih dahulu. Berikut akan penulis jelaskan penggunaan arduino mulai dari

mendownload software sampai pada penanaman program pada alat yang dibuat.

1. Penginstal Arduino

a. Mengunduh software arduino terlebih dahulu.

b. Setelah proses selesai kita mulai proses penginstalan dengan double click

pada file “arduino-1.6.7-windows”.

46

Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/

Gambar II.23

File Master Arduino

c. Memilih tombol I agree untuk melajutkan keproses berikutnya.


Gambar II.24

License Agreement

d. Memilih komponen akan diinstal pada arduino (pilih semua) dan Next


Gambar II.25

Option Componen

47

e. Selanjutnya diminta memilih lokal disk secara sebagai tempat penginstallan

(diatur sesuai keinginan) pilih instal.


Gambar II.26

Pemilihan local disk

f. Proses penginstalan selesai (pilih close).


Gambar II.27

Instal Arduino Selesai

48

Kita sudah selesai melakukan penginstalan arduino versi 1.6.7, selanjutnya

kita mencoba menggunakan software arduino untuk menanam sebuah program

pada alatnya. Penulis menggunakan operating system window 7, untuk

mengetahui langkah-langkah yang digunakan operating system lain dapat

mengunjungi situs resmi arduino.

2. Pemasangan Program

a. Selanjutnya kita harus mengkoneksikan board arduino dengan

menggunakan USB dalam contoh ini penulis mengasumsikan

menggunakan arduino uno. Awal mula mengoneksikan board arduino

dengan komputer atau laptop akan tampil pemberitahuan seperti gambar

berikut :


Gambar II.28

Pemberitahuan Instalsi Driver Alat Belum Berhasil

b. Untuk mengatasinya kita harus menginstal driver arduino uno, buka Divice

Manager maka akan terlihat port USB yang belum dapat digunakan. Klik

49

kanan pada port USB serial dan pilih update Driver Software seperti yang

ada gambar dibawah ini.


Gambar II.29

Update Driver Software

c. Selanjutnya akan ada tampilan seperti berikut pilih “browse my computer

for driver software”


Gambar II.30

Option Driver Instalation

50

d. Disini kita diharuskan mencari alamat dari driver yang akan kita instal pilih

browse dan arahkan kealamat berikut “C:\Program Files\arduino.1.6.7-

windows” dan pilih next


Gambar II.31

Pemilihan Lokasi Penginstalan Software

e. Selanjutnya proses penginstalan akan dimulai dan jika muncul tampilan

“Window Security” pilih instal


Gambar II.32

Option Windows Security

51

f. Setelah Windows sukses menginstal driver pilih close


Gambar II.33

USB Serial Port

g. Kita tampilkan kembali device manager untuk memastikan driver sudah

terinstal. Kita melihat bahwa serial port memiliki COM3. Itu menandakan

driver sudah terinstal tidak selalu COM3 pada USB serial port, bisa COM4,

COM5 dan seterusnya.


Gambar II.34

Device Manager

52

h. Kita akan menanamkan program arduino pada board arduino uno, dengan

contoh sebuah program yang diambil dari Examples arduino. Pilih gambar

arduino pada desktop atau menu start.


Gambar II.35

Sketch Arduino

i. Kita memilih contoh “blink”. Kemudian pilih menu “tools” lalu pilih

“board” dan pilih model arduino yang kita gunakan “arduino Mega 2560”


Gambar II.36

Board arduino

53

Dan masih didalam menu “tools” pilih “serial port”\. Lalu kita pilih COM3

sesuai dengan yang kita peroleh sebelumnya pada device manager.


Gambar II.37

Serial Port Arduino

j. Pilih icon yang berwarna putih untuk mulai menanamkan program didalam

“board arduino uno”. Ketika proses sedang berlangsung maka akan berubah

warnanya menjadi orange dan pada bagian bawah akan konfiramsi yang

bertuliskan “done Uploading” ketika proses selesai


Gambar II.38

Uploading Program Arduino

2.3. Flowchart

Menurut Indrajani (2015:36) “Flowchart adalah penggambaran secara grafik

dari langkah-langkah dan urutan prosedur suatu program”. Dengan menggunakan

flowchat akan mempermudah melakukan pengecekan bagian-bagian yang

terlupakan dalam analisa masalah, disamping itu flowchart juga berfungsi sebagai

fasilitas untuk berkomunikasi antara pemogram yang berkerja dalam tim suatu

proyek.

Flowchart dibagi menjadi 2 macam yaitu :

a. Flowchart system

54

Yaitu diagram alir yang menggambarkan suatu sistem peralatan komputer

yang digunakan dalam proses pengolahan data dan berhubungan antar peralatan

tersebut. Flowchart system digunakan untuk menggambarkan urutan langkah

dalam memecahkan masalah, tetapi hanya berisi prosedur dalam sistem yang

dibentuk.

b. Flowchart program

Yaitu bagan yang menggambarkan urutan logika dari suatu prosedur

pemecahan masalah. Symbol yang digunakan adalah american National standard

Inc.s

55

BAB III

PEMBAHASAN

3.1. Tinjaun Umum Alat

Alat Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca Untuk Tanaman sayur

Berbasis Arduino Mega 2560 adalah sebuah prototype yang dapat

mengkendalikan temperatur dan kelembaban dalam rumah kaca menggunakan

sensor DHT 11 dan ditampilkan pada layar LCD. Yang memiliki fungsi sebagai

mengetahui pertumbuhan tanaman sayuran dan memantau usia tanaman sayuran,

yang memanfaatkan sensor RTC sebagai alat kendali pertumbuhan dengan cara

mengatur pemberian nutrisi yang dengan sengaja dijadwalkan kapan pemberian

nutrisi. Nutrisi tersebut berbentuk cair yang nantinya melalui siraman pompa,

disalurkan lewat pipa atau selang yang telah dikondisikan. Sehingga dianggap

dapat diketahui kapan tanaman telah memenuhi nutrisi akhir tanaman sayur akan

dipanen. Penentuan penyiraman berdasarkan pewaktu dan jumlah siram setiap

harinya. Untuk situasi dan kondisi jenis tanaman, dapat dijadwalkan atau

disesuaikan lewat program. Banyaknya jumlah siram dan waktu penyiraman dapat

diketahui akan ditampilkan pada layar LCD.

3.2. Blok Diagram Alat

Blok diagram Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca Untuk Tanaman

sayur Berbasis Arduino Mega 2560 yang dibuat adalah sebagai berikut:

56

Gambar III.1

Blok Diagram Alat

Dari gambar diagram blok rangkaian diatas penulis menguraikan cara kerja

rangkaian sebagai berikut:

1. Input

Blok ini berfungsi sebagai pemberi masukan kebagian sensor. Pada input ini

terdapat dua input yaitu waktu, Suhu dan Nisbi (tingkat kelembaban) yang akan

memberikan masukan kesensor untuk membacanya.

2. Sensor

Sensor merupakan komponen yang akan membaca masukan data dari input

dan akan disalurankan ke Mikrokontroler Arduino mega 2560. Didalam blok ini

menggunakan dua sensor yaitu RTC dan DHT11.

3. Proses

Proses merupakan komponen utama sebagai pengelola data dari input

(masukan), sensor dan akan menghasilkan output, dalam proses ini menggunakan

mikrokontroler Arduino mega 2560. Didalam board arduino mega 2560 terdapat

Comparator Unit dan Generator Unit.

a. Comparator Unit

57

Comparator berfungsi untuk membandingan keluaran dari sensor adalah

low atau high yang kemudian akan diproses kedalam board arduino.

b. Generator Unit

Generator berfungsi untuk untuk menghasilkan pulsa kontrol sehingga didapatkan

arus keluaran yang sesuai dengan arus referensi. Tegangan dan arus yang akan

diproses kedalam board arduino.

4. Driver

Driver merupakan sebuah perangkat yang digunakan pada blok ini untuk

mengendalikan perangakat yang digunakan pada alat ini sehingga dapat berputar

dan mengeluarkan output berupa : hembusan angin, siraman air, gerakan tirai dan

tampilan pada LCD.

5. Output

Blok ini berfungsi untuk pemberi keluaran dari blok proses diantaranya

adalah:

a. Hembusan angin berfungsi untuk menstabilkan suhu yang berada

didalam rumah kaca.

b. Siraman air berfungsi untuk memberikan nutrisi kepada tanaman sayur

dan menstabilkan nisbi pada rumah kaca.

c. Gerakan tirai berfungsi untuk menstabilkan cahaya yang menyinari

rumah kaca.

d. Tampilan layar berfungsi untuk mengetahui usia tanaman sayur.

3.3. Gambar Rangkaian

Skema rangkaian yang dibuat adalah sebagai berikut.

58

Gambar III.2

Skema Rangkaian Alat

Dari skema rangkaian alat diatas dapat dijelaskan bahwa terdapat 6 sub

rangkaian yaitu rangkaian modul sensor DHT11, Modul sensor RTC, LCD, board

arduino mega 2560, catu daya, dan relay.

3.3.1. Modul DHT11

Sumber : Data sheet sensor DHT11

Gambar III.3

Modul DHT11

Pada modul ini terdapat 4 pin, yaitu pada bagian kaki (VCC), dihubungkan

kebagian yang bernilai sebesar 5V pada board arduino dan untuk bagian kaki

GND dihubungkan ke-ground (GND) pada board arduino, sedangkan bagian kaki

data yang merupakan keluaran (Output) dari hasil pengolahan data analog dari

59

sensor DHT11 yang dihubungkan kebagian analog input (pin3), yaitu pada bagian

PWM (Pulse Width Modulator) pada board arduino, dan yang terakhir yaitu pin

NC (Not Connected) yang tidak dihubungkan ke-pin manapun.

3.3.2. Modul RTC

RTC ini mempertahankan detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, dan

informasi tahun, tanggal pada akhir bulan secara otomatis disesuaikan selama

umur tanaman yg berada dirumah kaca dengan sedikit dari 31 hari, termasuk

koreksi untuk tahun kabisat, jam beroperasi baik dalam 24 jam atau dengan format

12 jam PM dan AM.

Akses modul ini dilakukan melalui register pada RTC, dengan demikian

kode program yang sudah dibuat untuk arduino atau mikrokontroler lain dapat

berjalan tanpa perlu dimodifikasi dan untuk terhubung pada arduino

disambungkan ke-pin yang terdapat pada arduino pin Sda pada RTC ke Sda

arduino, Scl pada RTC ke Scl arduino Vcc pada RTC ke Vcc (5v) pada arduino,

dan Gnd RTC ke Gnd Arduino.

3.3.3. LCD 16x4 I2C

Gambar III.5

LCD 16x4 I2C

LCD 16x4 I2C berfungsi sebagai display untuk menampilkan usia

tanaman serta suhu yang berada dirumah kaca, hasil verifikasi dari arduino mega

60

2560. Akses modul ini dilakukan melalui antar muka I2C yang dapat dikatakan

indentik dengan pengalamatan Register pada LCD 16x4.

Pada LCD 16x4 yang terbaca oleh arduino hanya pin SDA dan SCL, SDA

dan SCL mewakili dari pin yang berada di LCD 16x4.

3.3.4. Board Arduino Mega 2560

Gambar III.6

Board Arduino mega 2560

Board arduino mega 2560 dapat beroperasi dengan cara menambahkan

beberapa modul dan komponen elektronika yang berfungsi sebagai komponen

pendukung, pada pembuatan Prototype ini arduino mega 2560 sebagai pusat

pemproses data, DHT11 sebagai sensor suhu dan kelembaban dan RTC sebagai

mengetahui usia tanaman.

Pada board ini memngunakan konverter USB tipe B yang berfungsi untuk

pengisian program ke-arduino mega 2560 secara serial melalui komputer, antar

muka yang digunakan adalh USB.

Selain itu Arduino memliki saluran reset aktif rendah (low) sehingga reset

ini harus dijaga agar tetap berada pada kondisi (high). Pin Reset di gunkana untuk

me-reset program (mulai keadan awal) dengan memberikan sinyal low pada pin

RESET.

61

Tabel III.1

Penggunaan PIN pada Arduino Mega 2560

Nomer Pin Arduino Penggunaan nya

1 VCC Pin Sumber catu daya dari Arduino untuk perangkat external

2 GND Pin Groud Arduino

3 Pin D2 Pin output untuk relay pompa

4 Pin D3 Pin output untuk relay motor ventilasi green house

5 Pin D4 Pin output untuk relay kipas pendingin

6 Pin D6 Pin input dari sensor temperature Dht.11

7 Pin D20 SDA Pin input dari RTC dan I2c LCD

8 Pin D21 SCL Pin input dari RTC dan I2c LCD

3.3.5. Catu Daya

Semua komponen elektronika membutuhkan sumber tegangan (power

supply) atau sering juga disebut catu daya. Asal dari sumber tegangan dapat

berasal dari listrik PLN atau dari Battrai. Arduino mega 2560 beroprasi pada

tegangan 5 volt. Biasanya pembuatan catu daya mikrokontroler menggunakan IC

regulator 7805 agar tegangannya bisa stabil. Untuk menghasilkan tegangan yang

stabil IC regulator dirangkai seperti gambar berikut:

Gambar III.7

Catu Daya 5 Volt

62

Sedangkan catu daya 12 volt digunakan untuk sumber motor dc dan kipas

berikut gambar catu daya 12 volt.

Gambar III.8

Catu daya 12 volt

3.3.6. Relay

Gambar III.9

Blok Relay

63

Relay berfungsi sebagai output yang diterima melalui arduino yang

sebelumnya diterima dari sensor DHT11 dan RTC yang berupa input kemudian

diproses oleh Mikrokontroller atmega 2560.

3.4. Cara Kerja Alat

Pertama-tama rangkaian mendapatkan supply teganggan 5 V dan 12 V

yang berasal dari ic regulator 7805 dan 7812, keluaran 5 V berfungsi untuk

menyalurkan ke board arduino mega 2560, sensor, dan lcd, sedangkan 12 V

berfungsi untuk menyalurkan tegangan ke-motor dc dan kipas.

Arduino mega 2560 yang berfungsi sebagai masukan alat, pada alat ini

menggunakan dua buah sensor dan disaat ini diaktifkan maka rumah kaca akan

berfungsi sensor DHT11 untuk mengukur suhu dan kelembaban yang berada

dirumah kaca jika suhu dan kelembaban lebih dari 29 maka kipas on dan tirai

tertutup, dan jika suhu dan kelembaban maka sebaliknya, dan sensor RTC

berfungsi sebagai memberi nutrisi setiap jam 8.00 WIB, 13.00 WIB dan 17.00

WIB dan masing-masing pemberian nutrisi berdurasi 5 menit dan berfungsi juga

menjadwalkan buka dan tutup jendela.

3.5. Perancangan Program

3.5.1. Flowchat Program

Program diawali dengan nyalah LCD, jika suhu >=29oC kipas nyala dan

tirai tutup dan jika suhu kelembaban <=26oC maka kipas mati dan tirai buka dan

akan ditampilkan ke-LCD, dalam sehari tiga kali pemberian nutrisi maka pompa

menyala di-jam (8.00, 13.00, dan 17.00 WIB) selama 5 menit dan juga

ditampilkan di-LCD, dan penjadwalan jendal terbagi 2 waktu yaitu jam (8.00 –

64

15.59 WIB) maka jendela terbuka dan jam (16.00 – 7.59 WIB) maka jendela

tertutup. Berikut flowchartnya

Gambar III.10

Flowchart

3.5.2. Kontruksi Sistem (Coding)

Dibawah ini adalah listing program (coding) yang merupakan bahasa

arduinonya sendiri sebagai berikut :

65

1. Coding LCD, DHT, dan RTC dalam kondisi awal

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#include "RTClib.h"

#include <dht.h>

#define ON 0

#define OFF 1

char namaHari[7][12] = "Min", "Sen", "Sel", "Rab", "Kam", "Jum",

"Sab";

byte termometerLogo[8] = //logo temperature

B00100,

B01010,

B01010,

B01110,

B01110,

B11111,

B11111,

B01110

;

66

byte humidityLogo[8] = //logo kelembaban

B00100,

B00100,

B01010,

B01010,

B10001,

B10001,

B10001,

B01110,

;

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);

//inisialisasi addres i2c.

RTC_DS3231 rtc;

dht DHT;

int dhtPin=6;

int pinPendingin=4;

int pinVentilasi=3;

int pinPompa1=2;

int totHari=0;

67

boolean statusDay=false;

int Day=0;

char Hour[4],Minute[4];

boolean statusPompa=false;

2. Coding cara kerja sensor

void setup()

Serial.begin(9600);

pinMode(pinPendingin,OUTPUT);

pinMode(pinVentilasi,OUTPUT);

pinMode(pinPompa1,OUTPUT);

digitalWrite(pinPendingin,OFF);

digitalWrite(pinVentilasi,OFF);

digitalWrite(pinPompa1,OFF);

rtc.begin();

if (rtc.lostPower())

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));//supaya dapat di

setting ulang

lcd.begin(20,4);//indentitas lcd 20 x 4 atau 16 x 2 //untuk mengetahui

respon lcd

lcd.backlight();

68

delay(250);

lcd.noBacklight();

delay(250);

lcd.backlight();

lcd.clear();

lcd.createChar(1,termometerLogo); //deklarasi untuk logo temperature

lcd.createChar(2,humidityLogo); // deklarasi untuk logo kelembaban

lcd.setCursor(0,0);

//lcd.print("");

delay(1000);

lcd.setCursor(0,1);

//lcd.print("");

delay(1000);

lcd.clear();

3. Coding perulangan

void loop()

lcd.setCursor(1, 0);

lcd.print("*** GREEN HOUSE ***");

DateTime now = rtc.now();

sprintf(Hour,"%d",now.hour());

if(now.hour() < 10)

sprintf(Hour,"0%d",now.hour());

69

sprintf(Minute,"%d",now.minute());

if(now.minute() < 10)

sprintf(Minute,"0%d",now.minute());

if(now.hour()>=8 && now.hour()<=16)

digitalWrite(pinVentilasi,ON);

else

digitalWrite(pinVentilasi,OFF);

if(now.hour()==7 || now.hour()==13 || now.hour()==17)

if(now.minute()>=0 && now.minute()<=5)

statusPompa=true;

else

statusPompa=false;

if(Day!=now.day())

statusDay=true;

Day=now.day();

70

totHari++;

lcd.setCursor(0,1);

printDigits(now.hour());

lcd.print(":");

printDigits(now.minute());

lcd.setCursor(6,1);

lcd.print(namaHari[now.dayOfTheWeek()]);

lcd.print(" ");

printDigits(now.day());

lcd.print("-");

printDigits(now.month());

lcd.print("-");

printDigits(now.year());

DHT.read11(dhtPin);

if(DHT.temperature>=29)

digitalWrite(pinPendingin,ON);

71

if(DHT.temperature<=26)

digitalWrite(pinPendingin,OFF);

//DHT.humidity


lcd.write(1);


lcd.print((float)DHT.temperature, 1);


lcd.print((char)223);

lcd.print("C");


lcd.write(2);


lcd.print((float)DHT.humidity, 0);

lcd.print("%");

lcd.setCursor(0,3);

lcd.print(" ");

72

lcd.setCursor(1,3);

lcd.print(totHari);

lcd.print(" ");

lcd.print("Hari");

lcd.setCursor(11,3);

lcd.print("Pompa");

lcd.print(" ");

if(statusPompa)

digitalWrite(pinPompa1,ON);

lcd.print("ON");

else

digitalWrite(pinPompa1,OFF);

lcd.print("OFF");

delay(1000);

void printDigits(int digits)

if(digits < 10)

lcd.print('0');

lcd.print(digits);

73

3.6. Hasil Percobaan

Dari hasil uji alat ini terbilang sukses hal itu dikarenakan semua sensor

bekerja dengan semestinya, sensor yang menunjukan keberhasilan alat tersebut

adalah:

a. DHT11

Bekerja disaat suhu dan kelembaban diatas 29oC dan dibawah 26

oC.

Tabel III.2

Hasil pengujian suhu

Percobaan Suhu ruangan Status suhu Kipas tirai

1 >=29oC Suhu panas kipas on Tirai tertutup

2 <=26 Suhu normal Kipas off Tirai buka

b. RTC

Bekerja penjadwalan pemberian nutrisi dan penjadwalan jendela

Tabel III.3

Hasil pengujian sensor RTC penjadwalan pompa

percobaan Jadwal pemberian nutrisi Pompa

1 8.00 WIB Pompa ON

2 8.05 WIB Pompa OFF

3 13.00 WIB Pompa ON


5 17.00 WIB Pompa ON


74

Hasil penyiraman tanaman ini 3 kali sehari melalui metode Obsevasi

menanyakan kepada ahlinya yaitu petani Cabai.

Tabel III.4

Hasil pengujian Sensor RTC terhadap motor jendela

Percobaan Jadwal jendela rumah kaca terbuka Status jendela

1 8.00 – 15.59 WIB Terbuka

2 16.00 – 7.59 WIB tertutup

1. Permasalahan

a. Setiap tirai mau ditutup dan dibuka dengan motor dc, tirai tidak

seimbang saat dijalankan.

b. Benang untuk mentarik tirai dan membuka jendela sering lepas dari

motor dc

2. Pemecahan masalah

a. Pada setiap lubang diantara kayu dan tirai diberikan sebuah potongan

penganjal agar pergerakan tirai seimbang.

b. Diberikan gearbox.

75

BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Dari hasil akhir pembuatan alat Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca

Untuk Tanaman sayur Berbasis Arduino Mega 2560 yang kami buat, padat

diambil beberapa kesimpulan, sebagai berikut.

1. Dibutuhkan suplay daya sebesar 5 Volt pada rangkaian, agar alat berjalan

dengan baik.

2. Sensor DH11 memiliki tingakat sensitifitas yang baik dalam mendeteksi

adanya suhu panas dan kelembab yang ada dalam ruangan rumah kaca.

3. Sensor RTC memiliki perhitungan waktu yang sangat panjang untuk

perhitungan waktu.

4. Suhu lebih dari 29oC maka kipas menyala untuk menstabilkan suhu yang

berada didalam rumah kaca.

5. LCD bekerja dengan baik dengan penampilan usia tanaman, suhu yang

berada didalam rumah kaca.

6. Secara keseluruhan alat berfungsi dengan baik dan bekerja sesuai dengan

fungsi alat tersebut.

76

4.2 Saran

Kami menyadari bahwa alat yang kami buat masih jauh dari sempurna dan

masih banyk kekurangan yang harus diperbaiki. Adapun saran dari kami untuk hal

tersebut antara lain.

1. Untuk pengembangan yang lebih lanjut bisa ditambahkan koneksi internet

untuk memantau usia tamanan lewat smartphone.

2. Selanjutnya dapat juga ditambahkan pengaturan waktu mengunakan tombol

tambahan yang disambung kearduino.

77

Daftar Pustaka

Ali. (2015). Pengertian Pompa. http://eprints.polsri.ac.id (29 September 2015).

Anita (2015). Pengertian Motor DC. http://eprints.polsri.ac.id (21 Agustus 2015).

Arduino.cc.

Chandra, Franky dan Deni Arifianto 2010. Jago Elektronika Rangkaian Sistem

Otomatis. Jakarta. PT Kawan Pustaka.

Heri Andrianto dan Aan Darmawan 2016. Arduino Belajar Cepat dan

Pemrograman. Bandung. Informatika

Indrajani. 2015. Database Design (Case Study All in One). Jakarta: PT Elex

Media Komputindo.

Taufiq, Dwi S.S. 2010. Buku Pintar Robotika Bagaimana Merancang dan

Membuat Robot sendiri. Yogyakarta. ANDI.

77

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

A. Biodata Mahasiswa

N.I.M : 13140625

Nama Lengkap : Muchamad Adam Abay

Tempat & Tanggal Lahir : Bekasi, 14 September 1991

Alamat Lengkap : Kp. Tanah Merdeka Rt. 007/026

Cibitung Bekasi 17520

B. Riwayat Pendidikan Formal & Non-Formal

1. SD Negeri 04 Wanasari, lulus tahun 2004

2. MTs Candangpinggan, lulus tahun 2007

3. SMA Al Ashriyyah Nurul Iman, lulus tahun 2010

C. Riwayat Pengalaman Berorganisasi / Pekerjaan 1. Bekerja di PT. LG Innotek Indonesia sebagai Operator Prod Power

Group tahun 2011 s/d tahun 2014

Jakarta, 20 Desember 2016

Muchamad Adam Abay

Foto

3x4

78

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

A. Biodata Mahasiswa

N.I.M : 13141036

Nama Lengkap : Danang Untoro

Tempat & Tanggal Lahir : Klaten 9 Januari 1984

Alamat Lengkap : Tegalsari Rt.01/Rw.11 Kemudo

Prambanan-Klaten.

B. Riwayat Pendidikan Formal & Non-Formal

4. SD Negeri 2 Lampung Tengah 1993

5. SMP PGRI 3 Lampung,Tengah,lulus tahun 1999

6. SMK WIDYA KUSUMA Prambanan,lulus tahun 2002

C. Riwayat Pengalaman Berorganisasi / Pekerjaan 2. Bekerja di PT.INDOCITRA WIDYATAMA,Karawang,Wire

Manufacturing.Tahun 2003-2005

3. Bekerja di PT.JAYA TEKNIK INDONESIA,General

Kontraktor.Tahun 2006 – sekarang.

Jakarta, 10 Agustus 2017

Danang Untoro

Foto

3x4

80

LAMPIRAN

96

Komponen Harga Rupiah (Rp)

Board arduino mega 250.000

Motor dc 50.000

Kipas dc 25.000

Trafo 25.000

Pompa 70.000

Ic 7805 4.000

Ic 7812 5.000

Gear box 10.000

Tirai 10.000

Dht11 25.000

RTC 35.000

Relay 50.000

Pipa 15.000

Selang 5.000

Kapasitor 4.000

Kapel jumper 25.000

Jumlah 608.000

TUGAS AKHIR - repository.bsi.ac.id · dalam b entuk buku yang sederhana. Ad apun judul tugas akhir,...

Documents

Transcript of TUGAS AKHIR - repository.bsi.ac.id · dalam b entuk buku yang sederhana. Ad apun judul tugas akhir,...