PROTOTYPE PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS

BERBASIS MIKROKONTROLLER

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh :

MUHAMMAD RENI SEHAFFUDIN

TE.14.00044

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK MUHAMMADIYAH PEKALONGAN

2015/2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan seribu jalan, sejuta langkah serta melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga laporan Skripsi Penulis dapat berjalan dengan baik dan selesai dengan semestinya.

Tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu persyaratan dalam memperoleh gelar Diploma III (DIII). Sebagai bahan penulisan, penulis mengambil data berdasarkan hasil observasi, wawancara, survey serta studi pustaka yang mendukung penulisan ini.

Hati kecil ini pun menyadari bahwa tanpa bimbingan dan dorongan dari semua pihak penyusunan laporan Tugas Akhir ini tidak akan berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Oleh karena itu pada kesempatan yang singkat ini, izinkanlah penulis menyampaikan selaksa pujian dan terimakasih kepada :

1. Bapak Aslam Fathudin S.Kom, selaku Direktur Politeknik Muhammadiyah Pekalongan.
2. Bapak Nurul Huda S.Kom, Bapak Titis Adji Wicaksono S.Kom selaku Wakil Direktur Politeknik Muhammadiyah Pekalongan.
3. Bapak Ghoni Musyahar S.T, selaku kepala Program Studi Teknik Elektro di Politeknik Muhammadiyah Pekalongan yang telah berkenan memberikan bimbingan dan arahan dalam pembuatan Tugas Akhir  ini
4. Bapak Nurul Huda S.Kom selaku Dosen Pembimbing yang telah berkenan memberikan bimbingan dan konsep dalam pembuatan Tugas Akhir ini.
5. Bapak dan Ibu Dosen Politeknik Muhammadiyah Pekalongan yang telah memberikan ilmunya selama penulis menuntut ilmu di Perguruan Tinggi Raharja
6. Bapak Muslim dan Ibu Tumirah selaku kedua orang tua tercinta yang tanpa lelah memberikan segala dukungan moral, materi dan spiritual, “Semoga Allah SWT senantiasa memberikan limpahan rahmat kepada beliau, Amin.”
7. kakak tercinta yang telah memberikan doa, dukungan moril maupun materil serta doa untuk keberhasilan penulis.
8. Aan, Hery, Aziz, selaku Rekan-rekan dan sahabat yang telah memberikan dukungan semangat untuk dapat menyelesaikan penulisan ini tepat waktu
9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penyusunan laporan ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun, penulis harapkan sebagai pemicu untuk dapat berkarya lebih baik lagi. Semoga Laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.

ABSTRAK

Sehaffudin, Muhammad Reni, 2015. Prototype penyiram tanaman otomatis berbasis mikrokontroler. Tugas akhir, jurusan teknik elektro politeknik muhammadiyah pekalongan . pembimbing (1). Ghoni Musyahar  S.T,  (2). Nurul Huda S.T

Kata kunci: penyiram tanaman, sensor kelembapan tanah, pompa air, tanaman, mikrokontroler.

        Penyiram tanaman sering dijumpai di masyarakat baik perkebunan maupun pertanian yang melakukan  perawatan terhadap tumbuhan produksi. Pada umumnya penyiraman tanaman dilakukan oleh tenaga manusia dan dilakukan terjadwal setiap hari.

        Beberapa tanaman produksi dalam pengoptimalan air tidak boleh kekurangan atau kelebihan air. Jika tanaman kekurangan air maka tanaman akan kering , dan jika tanaman kelebihan air maka akarnya mudah membusuk dan daunya pada rontok

        Pembutan prototype alat peyiram otomatis berbasis mikrokontroler berfungsi mengotomatisasi penyiraman pada tanaman. Penyiraman dibutuhkan berdasarkan pada kebutuhan tanaman akan air melalui kelembapan tanah  tertentu yang membutuhkan air maka secara otomatis, pompa akan melakukan penyiraman dan berhenti pada batas kelembapan yang ditentukan , dan dilakukan pada pagi dan sore hari yang diatur oleh clock mikrokontroler.

ABSTRACT

Sehaffudin, Muhammad Reni, 2015. Prototype Watering Plant Automatic Based Microcontroller. Thesis, Electrical Engineering Polytechnic Muhammadiyah Pekalongan . Preceptor (1). Ghoni Musyahar  S.T,  (2). Nurul Huda S.T

Key word: watering plant, humidity earth censor, water pump, plant, microcontroller.

        Watering plant often occur in society plantation or agriculture which do  threadment production plant. At general watering plant  doing by power of human and working every day with schedule.

        Some production plant in optimizazion water should not deficiency or more water. If the plant deficiency water then the plant should dry , and plant excess water should the root to decay and the leaf deciduous.

        Making Prototype Watering Plant Automatic Based Microcontroller function automate  to watering to plant. watering need base on  needs plant will water by earth  humidity some needs water then automate, pump will watering and stop working at limit humidity is depended , and working at morning and  afternoon is depended by clock mikrokontroler.

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

        Pertanian  merupakan  salah  satu  sektor yang sangat  penting bagi  kehidupan

masyarakat  Indonesia. Sektor  pertanian berperan sebgia penunjang ketersediaan bahan

pangan  bagi  masyarakat seperti sayuran. Dikarenakan masih  kuranganya

teknologi  yang  lebih  modern  yang  dapat meningkatkan  produktifitas  hasil  panen  sayur.

Teknologi  yang dipakai  petani  saat  ini kebanyakan  masih  menggunakan  teknologi

manual,  sehingga  akan  menambah  biaya produksi dari  pembuatan  bibit  sayur sampai sayur bisa dipanen  dan  waktu  yang dibutuhkan dalam penyiraman akan lebih lama. Sehingga untuk mendapatkan hasil yang optimal dalam pengendalian kelembapan tanah kita bisa menggunaka alat  penyiram otomatis

Pekembangan  IPTEK  khususnya komputer sudah  demikian majunya merambah setiap  bidang kehidupan.  Hampir  semua aktifitas  kegiatan  manusia menggunakan teknologi  oderen,  mulai  dari  dari  dunia industri,  rumah  tangga bahkan  bidang pertanian.  Banyaknya penggunaan  dan pemanfatan teknologi  komputer adalah karena komputer  mampu  melakukan  pekerjaan yang berulang secara  terus-    menerus,  tanpa mengenal  waktu,  hal  ini dapat  dimanfatkan untuk  membantu  manusia menegrjakan pekerjaan  yang rutinitas.  Pemanfaatan teknologi  moderen  pada  bidang pertanian diharapkan dapat meningkatkan hasil pertanian

dan perekonomianya.

2. Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa permasalahan yang timbul adalah:

1. Perencanaan dan pembuatan bangun fisik prototype penyiram tanaman otomatis berbasis mikrokontroler.
2. Pencanaan dan dan pembuatan software.
3. Prinsip kerja alat penyiram otomatis ini.

3. Batasan Masalah

Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, pembahasanya dibatasi oleh beberapa hal, yaitu sebagai berikut:

1. Bagaimana desain perencanaan dan pembuatan hardware ini.
2. Bagaimana pencanaan dan dan pembuatan software ini.
3. Bagaimana cara kerja alat penyiram otomatis ini bekerja.

4.  Maksud

Sedagkan manfaat penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Membantu petani tanaman produksi menguragi pembusukan tanaman akibat terlalu banyak air dalam penyiraman tanaman serta membantu memaksimalkan hasil panen cabai melalui cara penyiraman yang tepat.
2. Membantu petani dalam efektivitas dan efisiensi waktu yang digunakan dalam penyiraman tanaman.

5. Tujuan

Adapun maksud dari penyusunan tugas akhir ini adalah  membuat suatu alat  untuk penyiram tanaman secara otomatis yang menggunakan mikrokontroler dan alat-alat lainya.

Tujuan dibuatnya alat ini adalah merubah sistem manual pada pembudidayaan tanaman dan optimalisasi tanaman agar hasil produksi tanaman menghasilkan hasil yang optimal.

BAB II

LANDASAN TEORI

1. Sistem Penyiram Tanaman Otomatis

Penyiram tanaman sering dijumpai di masyarakat baik perkebunan maupun pertanian yang melakukan  perawatan terhadap tumbuhan produksi. Pada umumnya penyiraman tanaman dilakukan oleh tenaga manusia dan dilakukan terjadwal setiap hari, cara manual jika dipakai terus-menerus kurang efektif, agar lebih efektif dalam perawatan tumbuhan produksi maka diciptakan alat penyiram otomatis dengan kelengkapan lainnya yang digunakan untuk meningkatkan hasil produksi bahkan menghemat waktu maupun tenaga manusia dalam pengelolaan tanaman produksi yang di budidaya sehingga waktu maupun tenaga manusia bisa digunakan untuk kegiatan lainnya.

Beberapa tanaman produksi dalam pengoptimalan air tidak boleh kekurangan atau kelebihan air. Jika tanaman kekurangan air maka tanaman akan kering dan dalam pertumbuhanya tidak optimal. Biasanya tanaman dengan keadaan tanah yang agak kering pertumbuhannya terhambat dedaunannya pun terlihat kusut dan kurang segar. Dan jika tanaman kelebihan air maka akarnya mudah membusuk bahkan sampai ke batangnya bahkan tanaman pun bisa mati karena layu kelebihan air dan daunnya pun rontok bahkan buah yang dihasilkan sebelum waktu pemetikan juga bisa rontok

Pembutan prototype alat peyiram otomatis berbasis mikrokontroler berfungsi mengotomatisasi penyiraman pada tanaman. Penyiraman dibutuhkan berdasarkan pada kebutuhan tanaman akan air melalui sensor kelembapan tanah  tertentu yang membutuhkan air maka secara otomatis, pompa akan melakukan penyiraman dan berhenti pada batas kelembapan yang ditentukan , dan dilakukan pada pagi dan sore hari yang diatur oleh clock mikrokontroler. Dalam sistem penyiraman otomatis ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan yaitu suhu dan kelambapan tanah agar bisa terjaga dalam pengoptimalan pada tanaman.

1. Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :

• Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas
• Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi
• Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak

Untuk merancang sebuah sistem berbasis mikrokontroler, kita memerlukan perangkat keras dan perangkat lunak, yaitu:

1. sistem minimal mikrokontroler

2. software pemrograman dan kompiler, serta downloader

Yang dimaksud dengan sistem minimal adalah sebuah rangkaian mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi. Sebuah IC mikrokontroler tidakakan berarti bila hanya berdiri sendiri. Pada dasarnya sebuah sistem minimal mikrokontroler AVR memiliki prinsip yang sama, yang terdiri dari 4 bagian, yaitu :

1. prosesor, yaitu mikrokontroler itu sendiri

2. rangkaian reset agar mikrokontroler dapat menjalankan program mulai dari awal

3. rangkaian clock, yang digunakan untuk memberi detak pada CPU

4. rangkaian catu daya, yang digunakan untuk memberi sumberdaya

Pada mikrokontroler jenis2 tertentu (AVR misalnya), poin2 pada no 2 ,3 sudah tersedia didalam mikrokontroler tersebut dengan frekuensi yang sudah diseting dari vendornya (biasanya 1MHz,2MHz,4MHz,8MHz), sehingga pengguna tidak perlu memerlukan rangkaian tambahan, namun bila ingin merancang sistem dengan spesifikasi tertentu (misal ingin komunikasi dengan PC atau handphone), maka pengguna harus menggunakan rangkaian clock yang sesuai dengan karakteristik PC atau HP tersebut, biasanya menggunakan kristal 11,0592 MHz, untuk menghasilkan komunikasi yang sesuai dengan baud rate PC atau HP tersebut.

2. Jenis-jenis Mikrokontroller

Secara teknis, hanya ada 2 macam mikrokontroller. Pembagian ini didasarkan pada kompleksitas instruksi-instruksi yang dapat diterapkan pada mikrokontroler tersebut. Pembagian itu yaitu RISC dan CISC.

∙ RISC merupakan kependekan dari Reduced Instruction Set Computer. Instruksi yang dimiliki terbatas, tetapi memiliki fasilitas yang lebih banyak.

∙ Sebaliknya, CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer. Instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya.

Masing-masing mempunyai keturunan atau keluarga sendiri-sendiri.

Sekarang kita akan membahas pembagian jenis-jenis mikrokonktroler yang telah umum digunakan.

1.  Keluarga MCS51

Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock.

Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal, sebuah mode perluasan telah mengizinkan sebuah ROM luar 64KB dan RAM luar 64KB diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan chip yang terpisah untuk akses program dan memori data.

Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic Control).

2. AVR

Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi.

Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx.

3. PIC

Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadi Programmable Intelligent Computer.

PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640. Sekarang Microhip telah mengumumkan pembuatan PIC-nya yang keenam.

PIC cukup popular digunakan oleh para developer dan para penghobi ngoprek karena biayanya yang rendah, ktersediaan dan penggunaan yang luas, database aplikasi yang besar, serta pemrograman (dan pemrograman ulang) melalui hubungan serial pada komputer.

3. Arduino Uno

Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin digunakan sebagai output PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB, jack catu daya eksternal, header ICSP, dan tombol reset. Ini semua berisi hal-hal yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler; sederhana saja, hanya dengan menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan dengan adaptor AC-DC dan atau baterai untuk memulai menggunakan papan arduino.

Arduino Uno Revisi 3 memiliki fitur-fitur baru berikut:

• 1.0 pinout: ditambahkan pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya yang ditempatkan dekat dengan pin RESET, sedangkan IOREF digunakan sebagai perisai untuk beradaptasi dengan tegangan yang tersedia pada papan. Kedepannya, perisai akan dibuat kompatibel dengan dua jenis papan yang menggunakan AVR yang beroperasi pada tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi pada tegangan 3.3V. Sedangkan 2 pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan masa depan.
• Sirkuit RESET handal.
• Atmega 16U2 menggantikan 8U2.

Ringkasan Spesifikasi

Tabel 2.1 spesifikasi arduino uno

Gambar 2.1 Arduino Uno R3 Bagian depan dan Bagian Belakang

Pin tegangan yang tersedia pada papan Arduino adalah sebagai berikut:

• VIN : Adalah input tegangan untuk papan Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal (sebagai ‘saingan’ tegangan 5 Volt dari koneksi USB atau sumber daya ter-regulator lainnya). Anda dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika memasok tegangan untuk papan melalui jack power, kita bisa mengakses/mengambil tegangan melalui pin ini.
• 5V : Sebuah pin yang mengeluarkan tegangan ter-regulator 5 Volt, dari pin ini tegangan sudah diatur (ter-regulator) dari regulator yang tersedia (built-in) pada papan. Arduino dapat diaktifkan dengan sumber daya baik berasal dari jack power DC (7-12 Volt), konektor USB (5 Volt), atau pin VIN pada board (7-12 Volt). Memberikan tegangan melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung tanpa melewati regulator dapat merusak papan Arduino.
• 3V3 : Sebuah pin yang menghasilkan tegangan 3,3 Volt. Tegangan ini dihasilkan oleh regulator yang terdapat pada papan (on-board). Arus maksimum yang dihasilkan adalah 50 mA.
• GND : Pin Ground atau Massa.
• IOREF : Pin ini pada papan Arduino berfungsi untuk memberikan referensi tegangan yang beroperasi pada mikrokontroler. Sebuah perisai (shield) dikonfigurasi dengan benar untuk dapat membaca pin tegangan IOREF dan memilih sumber daya yang tepat atau mengaktifkan penerjemah tegangan (voltage translator) pada output untuk bekerja pada tegangan 5 Volt atau 3,3 Volt.

Memori

Prosessor ATmega328 memiliki memori sebesar 32 KB yang mana sebesar 0,5 KB digunakan untuk menyimpan file bootloader. ATmega328 juga memiliki 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan perpustakaan EEPROM).

Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode() , digitalWrite() , dan digitalRead(). Semua pin beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (terputus secara default) sebesar 20-50 kOhm. Selain itu beberapa pin memiliki fungsi khusus, yaitu:

• Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung ke pin korespondensi dari chip ATmega8U2 Serial USB-to-TTL.
• External Interrupt (Interupsi Eksternal): Pin 2 dan pin 3 ini dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai. Baca rincian fungsi attachInterrupt() (belum diterbitkan saat artikel ini ditulis).
• PWM : Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan fungsi analogWrite().
• SPI : Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI .
• LED : Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino Uno. LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin diset bernilai HIGH, maka LED menyala, dan ketika pin diset bernilai LOW, maka LED padam.

Arduino Uno memiliki 6 pin sebagai input analog, diberi label A0 sampai dengan A5, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default pin ini dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Selain itu juga, beberapa pin memiliki fungsi yang dikhususkan, yaitu:

• TWI : Pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Yang mendukung komunikasi TWI menggunakan perpustakaan Wire.

Masih ada beberapa pin lainnya pada Arduino Uno, yaitu:

• AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference().
• RESET : Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Jalur ini biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino.

Pemetaan Pin

Dibawah ini pemetaan pin ATmega168 pada Arduino Uno

Gambar 2.2 pin atmega 168 pada arduino uno

2. Soil Moisture Sensor

Modul pendeteksi kelembaban / kadar air dalam tanah(soil moisture sensor). Dalam satu set  sensor  moisture    tipe  YL-  69  terdapat sebuah  modul yang didalamnya terdapat  IC LM393   yang berfugsi  untuk  proses pembading offset renda yang lebih rendah dari kumparan medan untuk diubah menjadi energi   5mV,  yang sangat  stabil  dan  presisi. Sensitivitas  pendeteksian dapat diatur dengan dc disebut  stator  (bagian  yang  tidak  berputar) memutar potensiometer yang terpasang di modul pemroses.  Untuk  pendeteksian  secara presisi  menggunakan  mikrokontroler  atau arduino,  dapat  menggunakan  keluaran  analog

(sambungan  dengan  pin  ADC atau  analog input pada   mikrokontroler   )    yang akan memberikan  nilai  kelembaban  pada  skala  0 V(relatif terhadap GND) hingga vcc (tegangan catu daya). Modul ini dapat menggunakan catu

daya antara 3,3  volt hingga 5  volt sehingga fleksibel  untuk  digunakan  pada  berbagai macam  microcontroller  /  development  board.

Bentuk dari sensor terdapat pada gambar 2.3

Gambar 2.3  bentuk soil moisture sensor

3. Rangkaian Serial LCD 16X2

Serial  LCD  16X2  digunakan  untuk menghemat  penggunaan  pin  pada  LCD, apabila tidak  menggunakan  serial  maka harus menggunakan  lima  p digital.  Ketika menggunakan serial LCD hanya menggunakan pin  sda dan  scl.  Gambar  3.6  merupakan konfigurasi  pin  serial  LCD  16X2  pada  board arduino  Uno  R3.  LCD  16X2  digunakan sebagai  penampil  informasi  proses  yang

sedang berjalan  seperti  nilai  sensor  dan  menu untuk  penambahan  pwm  motor  dc. Dan

penggamplikasian  serial lcd  dengan   LCD 16X2 seperti gambar dibawah ini.

Gambar 2.4 rangkaian serial lcd 16x2

4. Driver motor L298N

L298N  adalah  driver motor  berbasis  H-bridge  mampu  menangani  beban  hingga 4  A pada tegangan 6V  – 46V. Dalam chip terdapat dua rangkaian   H-bridge.  Fungsi  dari  driver motor  ini digunakan  untuk  mengerakan  motor pada mekanik.

Gambar 2.6  bentuk dari driver motor

5. Perancangan Skalar Limiting Switch 

Saklar  digunakan  untuk  membalikan arah  motor  dc agar  pengaturan  motor  dc lebih  mudah  karena penggunanya tinggal mengatur  kecepatan  motor  saja.  Pin  yang digunakan  oleh  Arduino  UNO  R3   sebagi input 2  saklar  adalah  pin  7  ,  10. Konfigurasi rangkaian tombol ini dirangkai menggunakan  mode Aktif  High,  jadi sakalar dikatakan  aktif  jika  menyentuh tegangan  (+)  5  Volt,  dan  scalar  dikatakan tidak aktif ketika tersambuang ke ground(-).  Gambar  8.  merupakan  contoh konfigurasi  rangkaian  skalar  dengan  mode

aktif high.

Gambar 2.7  merupakan contoh konfigurasi

rangkaian skalar

6. Catu Daya

Catu  daya adalah sebuah  rangkaian elektonik  yang mem         keluaran  tegangan yang teregulasi  untuk  memberikan  tegangan pada  rangkian  elektronik  lain.  Dalam penelitian  ini Catu  daya yang dibuat menggunakan  transformator berkemampuan 3A  dan  difungsikan  untuk  menurunkan tegangan dari sumber PLN AC 220 V.  Bagian catu  daya memiliki  2  buah  output   tegangan, yaitu tegangan 12V, dan 8V. Skema rangkaian catu daya ditunjukkan pada Gambar 2.8

Gambar 2.8 Skema rangkaian catu daya

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

1.  Konsep Perencanaan dan Pembahasan

Pada perancangan di sini yang dimaksudkan meliputi perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras yang akan digunakan meliputi: mikrokontroler arduino uno, soil moisture sensor, rangkaian serial LCD 16X2, driver motor L298N, perencanaan saklar limiting switch, catu daya, pompa air dc, serta rangkaian sistem control Prototype penyiram tanaman otomatis serta mekaniknya. Perancangan perangkat kerasnya menggunakan Modul Arduino uno sebagai media untuk menanamkan program dan perancangan perangkat lunak dilakukan dengan menggunakan program Ide Arduino.

Secara umum pada perancangan alat ini adalah seperti yang di tunjukkan pada diagram Blok pada gambar 3.1. Alat yang dirancang akan membentuk suatu sistem yang berjudul “PROTOTYPE PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER”.

1. Alat dan Bahan

Perancangan sistem secara keseluruhan memerlukan beberapa alat dan bahan yang digunakan dengan deskripsi alat dan bahan sebagai berikut:

A. Alat yang digunakan meliputi:

1. Personal Computer (PC).
2. Tang
3. Power Supply
4. Solder timah.
5. Solder karet.
6. Lem tembak
7. Software Arduino Compiler.
8. Modul Arduino Uno
9. Bor PCB

B. Sedangkan bahan-bahan yang digunakan:

1. Tanaman
2. Tanah
3. Polybag
4. Driver Motor L298N IC regulator (LM7805, LM7806)
5. Rangkaian serial LCD 16X2
6. Sensor Kelembapan Tanah
7. Catu Daya
8. Heatshink (alumunium pendingin).
9. Switch On/Off.
10. Timah Solder.
11. Elektrolit Condensator
12. resistor
13. Kabel Konektor.
14. Pin Header.
15. Dioda
16. Pompa Air
17. Printed Circuit Board.

Proses  penelitian  dan  perancangan dilakukan   melalui  berbagai  tahap secara sistematis,  agar  diperoleh  data  dan  informasi yang  akurat.  Mulai  dari  pengumpulan  data, perancangan,  pembuatan  alat,  pengujian, hingga analisis hasil sistem.

Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Alat

Proses  perancangan  alat  terdiri  atas  dua bagian,  yaitu   Perancangan  hardware   dan program prototype 

2. Perancangan Hardware

Sesuai dengan namanya, sistem atau alat ini berupa   prototype  yang  berati alat  ini baru sebuah  contoh  alat  sistem  penyiram  tanaman pesemaian  secara otomatis.  Alat ini dikendalikan  sebuah  board  Arduino  UNO  R3 dan  semua  rangkian  terpasang didalam  box, yang terdapat  diluar  hanya pompa,  sensor kelembaban  tanah  dan motor  DC  sebagai penggerak mekaniknya

Gambar 3.2. Perancangan Dan Bentuk Prototype

3.   Perangkat Lunak Arduino

 Perangkat  lunak  yang digunakan  pada prototype ini menggunakan  Arduino Compiler  versi  1.0.6,  perangkat  lunak digunakan  sebagai  pembuatan  program  serta compiling   script  program  menjadi  bahasa mesin  agar  perintah  yang  diketikkan  pada program  dapat  dibaca dan  dilaksanakan  oleh chip  ATMEGA328  yang terdapat  pada board Arduino  UNO  R3.  Arduino  compiler juga dapat  melakukan  proses  uploading  program yang ditanamkan  pada chip  ATMEGA diboard arduino UNO R3. Keunggulan  lainnya bahasa pemrograman  arduino  adalah  bahasa pemrograman  arduino  yang digolongkan bahasa pemograman yang lebih mudah  dari bahasa C lainya.  Serta software   arduino compiler  sangat  kompatibel  dengan  system operasi  Windows  XP,  Windows  Seven  dan Windows 8.

2. Tujuan Perancangan

Tujuan dari perancangan sistem adalah untuk memenuhi kebutuhan user mengenai gambaran yang jelas tentang perancangan sistem yang akan dibuat serta diimplementasikan. Untuk mulai membangun sebuah program sistem kontrol dengan menggunakan mikrokontroler yang berfungsi untuk menanamkan suatu program sehingga menjadi suatu system embedded, maka penulis terlebih dahulu merencanakan alur kerja berdasarkan kebutuhan user yang akan menggunakan sebuah sistem ini.

3.  Cara Kerja

Rancangan alat terdiri dari 3 bagian utama, yaitu  bagian  input,  proses  dan  output.  Pada bagian  input terdapat   satu  buah  sensor kelembaban  tanah  yang  berfugsi  untuk membaca kadar  air  dalam  tanah  persemaian dan  terdapat  sebuah  potensiometer   yang digunakan  untuk  mengatur  kecepatan  pwm motor  DC  dari  luar. Kemudian  data yang diinputkan  selanjutnya akan  diproses  oleh board  Arduino  UNO  R3  dan  dikeluarkan  oleh LCD  16X2  sebagi  tampilan  visual,  motor  DC dan  pompa  aquarium  berfungsi  ketika sensor sudah  membaca kelembaban  tanah  dalam keadaan  kering.  Bagian  tersebut merupakan bagian  output.  Gambar  1  menunjukkan  blok diagram perancangan alat.

4. Diagram Alir Sistem

         Pada  gambar  11  dijelaskan  bahwa  ketika Prototype  ini dinyalakan  dan sensor ditancapkan  pada  bidang tanah  , kemudian   sensor  tanah  akan  mescanning kadar kelembaban  tanah  dilahan tempat persemian.  Lalu  hasil  dari  pembacaan sensor akan  tertampil  pada layar LCD,  Kemudian apabila hasil  pembacaan  dari  sensor menunjukan  kelembaban  dibawah  50% yang berarti  tanah  dalam  keadaan  kering.  Maka arduino  akan  memberikan  perintah kepada relay untuk  menyalakan pompa  air  dan   akan menyalakan  motor  DC  sebagi  pengerak dari mekanik prototype ini supaya dalam penyiraman  bisa  merata.  Kemudian  apabila sensor  sudah  membaca kelembaban  dalam

tanah  itu  sudah  mencapai  diatas  60% yang berarti tanah dalam keadaan basah maka relay dan  Motor  DC  akan  berhenti sampai  nanti sensor  membaca kelembaban  tanah  dibawah  50% atau  tanah  dalam  keadaan  kering kembali.

Gambar  3.3. diagram aliran sistem

.

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS

1. Hasil Penelitian

Penelitian  yang  dilakukan  adalah membuat  Prototype  penyiraman  tanaman produksi,  yang dapat  memberikan kemudahan  petani  dalam  penyiraman  sayur-sayuran.  Bentuk Prototype  dapat  dilihat  pada  gambar  4.1. Terdapat  beberapa  bagian  dari  prototype  yang penulis  buat  yang ditunjukkan  pada  Gambar 4.2  sampai  Gambar  4.5, yaitu  bagian  tempat display hasil  pembacaan  sensor  ,  bagian pengatur  PWM,  bagian  sensor  kelembaban tanah, bagian penggerak motor DC.

Gambar 4.1 Bentuk Keseluruhan Prototype

Gambar 4.2 Bagian Display Hasil Pembacaan Sensor

Gambar  4.3 Bagian Pengatur PWM

Gambar 4.4 Bagian Sensor Kelembaban Tanah

Gambar 4.5 Bagian Pengerak Mekanik

Penggunaan  prototype  ini dapat  dilakukan dengan langkah- langkah sebagi berikut:

1. Menghidupkan  kit kontroler  dengan menghubungkan  adaptor control  pada stop  kontak  listrik  lalu  menekan tombol  power  “ on”,  jika  kit kontroler sudah  aktif  akan ditunjukan   lampu pada  indikator  lampu  pada  power  on dan pada tampilan LCD akan menyala .
2.  Terdapat  2  tampilan  dalam  prototype ini yaitu  tampilan  hasil  pembacaan kelembaban  tanah  dan  tampilan kecepatan  putar motor  DC  (PWM). Gambar  4.6  adalah  hasil  tampila dari LCD.
3. Jika     ingin  menggubah  kecepatan motor bisa langsung memutar potensio yang terdapat  pada kit kontroler yang seperti pada Gambar 4.3. Dan hasilnya akan  tertampil  pada  display LCD seperti Gambar 4.8.

1. Pengujian Sensor Kelembaban tanah YL 69

Sensor  kelembaban tanah  pada  alat  ini digunakan  sebagai  inputan  utama sebagai pembacaan  kelembaban tanah  dalam  tempat persemaian.  Sensor  tersebut  mempunyai outputan/keluaran  berupa nilai  analog.  Disini penulis  melakukan  pengujian  nilai  ADC pada pada  tanah  yang  mempunyai kadar kelembaban  tanah  yang sedikit  dan  kadar kelembaban  tanah  yang tinggi.  Untuk  sampel tanah  yang penulis  gunakan  adalah  tanah dalam  keadaan  kering  dan  basah. Tanah dikatakan  kering  bila tanah  itu  terlihat  sangat kering dan tak terlihat basah sedikitpun, dalam percobaan tanah diambil dalam keadaan kering dibawah  terik  matahari  selama  sehari, sehingga tanah dalam  keadaan  yang angat kering.  Tanah  dikatakan basah  apabila tanah terlihat sangat basah dan masih ada air di atas tanah,  karena penulis  ingin  mendapatkan  data ADC dari  tanah  basah yang benar-   benar basah.  Dan bisa  dilihat  bukti sampel  tanah kering dan basah pada gambar 4.6.

Tabel 1. Nilai ADC tanah kering dan basah

seperti pada Gambar 4.3. Dan hasilnya akan  tertampil  pada  display LCD seperti Gambar 4.8.

Untuk  menentukan  range  atau  pembatas alat  ini ketika harus  berhenti dan apan  harus berjalan  ditentukn  dengan  menggunakan percobaan dengan sampel tanah dan didukung dengan  pengalaman penulis  yang sudah mempunyai pengalaman  dalam  pembibitan benih.  Sehingga dalam  penentuan  batas  bisa disesuikan  dengan  kenyataan  dan  pengalaman pertanian  di  daerah  penelitia atau  percoban dari  penulis.  Dalam  hal  ini diperlukan  empat sampel  tanah yaitu  tanah  kering tanah, setenggah  kering,  basah dan  sangat  basah  .

Sampel tanah bisa dilihat pada gambar 4.6

2. Pengujian relay untuk menghidupkan

pompa air  Relay   digunakan untuk  menghidupkan pompa  air  pada   prototype ini.  Pengujian dilakukan dengan cara memberi nilai High dan juga nilai  Low ada  keluaran  menuju  relay. Relay  yang untuk  menghidupkan  pompa  air terkoneksi  dengan  pin   3  pada  board Arduino UNO  R3.  Hasil  pengujian  relay  terdapat ada

Tabel 2 pengujian relay

3. Pengujian prototype secara keseluruhan

        Prototype penyiraman  tanaman persemaian berbasis arduino ini diuji selama 5 hari.  Pengujian  dilakukan  di dekat halaman rumah dan  langsung diuji  di tempat  .  Gambar  4.7 merupakan  tempat penelitian  dilakukan,  dan  tabel  3  menujukan

Gambar 4.9 merupakan tempat penelitian

Gambar 4.7 tempat penelitian yang dilakukan

Tabel 3 Hasil Percobaan selama 5 hari

Pada  tabel  4.4  dan  tabel  4.5  merupakan hasil  percobaan  prototype  penyiraman  tanaman ini  dengan  menggunakan  sensor kelembaban  tanah  berbasis arduino.  Yang membuktikan  bahwa  ketika sensor  membaca

nilai  kelembaban  38         alat  akan  berkerja untuk  menyiram  tanaman persemian  dan ketika sensor  membaca nilai  kelembaban 61  - 62 alat akan berhenti menyiram.  Dan hasilnya bisa dilihat pada tabel 4.4 dan tabel 4.5 diatas.

BAB V

PENUTUP

1. Kesimpulan

Setelah penulis melakuakan penelitian melalui tahap perancangan, implementasi dan pengujian baik dari sisi perangkat input maupun perangkat output, maka didapat kesimpulan bahwa prototype system menggunakan mikrokontroler telah berhasil membantu user dalam penyiraman tanaman dan dapat diatur melalui pemrograman komputer yang dapat dibaca hasil dari pembacaan sensor melaui display.

2. Saran

        Setelah dilakukan pengujian prototype system berbasis mikrokontroler dan diperoleh kesimpulan yang tidak lepas dari kekurangan, maka saran untuk pengembangan prototype penyiraman tanaman otomatis untuk tanaman cabai berbasis mikrokontroller selanjutnya adalah berikut:

1. Prototype system bisa ditambahkan dan kembalikan lagi untuk satu kebun tanaman cabai sehingga bisa langsung diterapkan di dunia pertanian.
2. System penyiraman tanaman ini dapat dikembangkan bisa dalam dua musim yaitu kemarau dan penghujan
3. Sensor kelembapan bisa diganti dengan sensor yang lebih peka terhadap kelembapan tanah.

DAFTAR PUSTAKA

http://digilib.uinsuka.ac.id/15738/1/BAB%20I,%20VII,%20DAFTAR%20PUSTAKA.pdf

http://widuri.raharja.info/index.php?title=SI1131469514

http://www.hendriono.com/blog/post/mengenal-arduino-uno

http://eprints.ums.ac.id/36628/