Alat Ukur Parameter Tanah Dan Lingkungan Berbasis Smartphone

Data Pribadi

Nama : Syam Sofyan Nurdin Jenis Kelamin : Laki-laki

Tempat, Tanggal Lahir : Sumedang, 13 November 1990 Kebangsaan : Indonesia

Agama : Islam

Alamat : Ling. Cipameungpeuk RT 01 RW 05 Kel.

Cipameungpeuk Kec. Sumedang Selatan, Sumedang No. Ponsel : 0878 2247 3363

E-mail : syamsfn13@gmail.com

Pendidikan Formal

1997 – 2003 : SDN Ranca Bolang 1 Bandung 2003 – 2006 : SMPN 9 Sumedang

2006 – 2009 : SMAN 1 Sumedang

2009 – 2013 : Diploma Tiga Universitas Komputer Indonesia (Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer – Teknik Komputer)

2013 – 2015 : S1 Universitas Komputer Indonesia (Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer – Teknik Komputer)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanah merupakan salah satu unsur penting dalam kehidupan makhluk hidup. Tanah sangat vital peranannya bagi kehidupan, baik manusia maupun hewan serta tumbuhan. Tanah memiliki peranan penting dalam beberapa bidang, diantarnya dalam bidang pertanian, pemukiman, atau bahkan pariwisata.

Jenis tanah dalam suatu wilayah dapat berbeda jenis tergantung dari kontur dan letak wilayah. Sebagai contoh, pemilihan jenis tanah yang tepat dapat menentukan tingkat keberhasilan bercocok tanam. Faktor yang dapat menjadi parameter keberhasilan diantaranya suhu lingkungan, kelembapan lingkungan, kandungan air dalam tanah, ketinggian lahan, kemiringan kontur tanah, serta lokasi lahan.

Sebuah lahan yang terdiri dari hampir 95% tanah membutuhkan pengkajian yang cukup mendalam agar lahan tersebut dapat digunakan secara optimal. Parameter yang terukur dapat digunakan sebagai data acuan untuk pemilihan lahan yang tepat guna.

Saat ini belum terdapat alat ukur terintegrasi yang dapat mengetahui parameter-parameter yang diperlukan seperti suhu, kelembapan, kandungan air dalam tanah, kemiringan lahan, ketinggian lahan, serta luas dan keliling lahan. Dengan pemilihan lahan yang tepat guna, akan meminimalisir akibat dari penyalahgunaan lahan seperti kerusakan lingkungan.

Berdasarkan hasil observasi ke Dinas Pertanian Provinsi Jawa Barat, diperoleh keterangan bahwa Dinas Pertanian Provinsi Jawa Barat sudah memiliki alat ukur luas tanah berbasis GPS. Namun, alat yang dimiliki masih terbatas pada fitur pengukuran luas saja dengan harga yang relatif mahal.

Berdasarkan permasalahan diatas, diperlukan sebuah alat yang terintegrasi yang dapat digunakan untuk pengukuran paramater yang disebutkan tersebut. Alat

yang akan dibuat yaitu “Alat Ukur Parameter Tanah Dan Lingkungan Berbasis Smartphone”.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas pada tugas akhir ini adalah:

1. Bagaimana merancang sebuah alat yang dapat mengukur luas tanah dan keliling tanah yang berbasis GPS smartphone?

2. Bagaimana merancang alat yang dapat mengukur parameter lingkungan (suhu, kelembapan, kandungan air tanah dan karakter tanah)?

3. Bagaimana merancang sebuah software smartphone yang dapat terintegrasi dengan mikrokontroler?

4. Bagaimana menyajikan data hasil pengukuran sebagai data master agar dapat digunakan oleh pihak yang terkait, seperti Dinas Pertanian ataupun Dinas Tata Wilayah?

1.3 Batasan Masalah

Pada perancangan yang akan dibuat ini terdapat beberapa batasan masalah, yaitu:

1. Pengukuran luas tanah berbasis GPS smartphone dengan menggunakan data latitude dan longitude.

2. Pengukuran kandungan air tanah hanya untuk top soil (tanah lapisan atas, ketebalan ± 10 cm).

3. Hasil pengukuran parameter tanah dan lingkungan meliputi suhu, kelembapan, kandungan air tanah, ketinggian lahan, kemiringan lahan, dan posisi lahan berdasarkan data GPS.

4. Hasil pengukuran ditampilkan di layar smartphone dengan tampilan

Graphical User Interface (GUI).

3

1.4 Metode Penelitian

Metode yang dilakukan untuk membuat alat tugas akhir ini adalah:

a. Studi Literatur

Metode studi literatur dilakukan dengan cara mempelajari sumber referensi yang berhubungan dengan pembuatan tugas akhir, diantaranya melalui internet dan buku.

b. Observasi (Survei lapangan)

Pengumpulan data lapangan, untuk mengetahui apakah sudah terdapat alat sejenis atau belum. Dan jika sudah ada, apa berbedaan dengan alat yang dibuat oleh Penulis. Observasi dilakukan ke Dinas Pertanian Provinsi Jawa Barat.

c. Perancangan

Metode ini meliputi perancangan hardware dan software yang digunakan dalam alat ukur parameter tanah dan lingkungan berbasis

smartphone.

d. Pengujian

Pengujian dilakukan secara modular dan secara keseluruhan pada alat yang telah selesai dibuat. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah alat sudah berfungsi dengan baik atau belum.

e. Wawancara

Wawancara dilakukan untuk mendapat komentar atau saran dari pihak yang berhubungan dengan alat yang dibuat. Dengan tujuan untuk penyempurnaan fungsi alat. Dalam hal ini sudah dilakukan wawancara dengan Dinas Pertanian Provinsi Jawa Barat.

f. Dokumentasi

Dalam metode ini dilakukan dokumentasi tugas akhir berupa menyusun laporan dari awal perancangan sampai menyimpulkan hasil kerja alat yang telah dibuat. Bukti dokumentasi disimpan pada link

1.5 Sistematika Penulisan

Agar mempermudah Penulis dalam menyusun laporan akhir secara lebih jelas dan sistematis, maka dilakukan pembagian dalam sistematika penulisan yang terdiri dari beberapa bab pembahasan. Urutan bab pembahasan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang pemilihan judul, rumusan masalah, batasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisi uraian teori-teori yang berhubungan dengan hardware dan

software yang dibuat.

BAB III PERANCANGAN SISTEM

Dalam bab ini akan dipaparkan perancangan hardware dan software, mulai dari komponen yang digunakan, perancangan desain hardware, pembuatan program, dan cara menggunakan atau menjalankan hardware dan

software.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Bab ini berisi hasil dan bahasan yang ditekankan pada perumusan masalah, yaitu tentang pengujian lapangan, serta prinsip kerja dari alat tersebut.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan kesimpulan dari hasil pembahasan serta saran yang diberikan Penulis kepada mahasiswa yang akan mengembangkan Tugas Akhir ini.

5

BAB II

TEORI PENUNJANG

2.1 Pengukuran Luas Tanah

Ilmu ukur tanah adalah cabang dari ilmu Geodesi yang khusus mempelajari sebagian kecil dari permukaan bumi dengan cara melakukan pengukuran-pengukuran guna mendapatkan peta. Pengukuran yang dilakukan terhadap titik-titik detail alam maupun buatan manusia meliputi posisi horizontal (x,y) maupun posisi vertikal (z) yang direferensikan terhadap permukaan air laut rata-rata. Agar titik – titik di permukaan bumi yang tidak teratur bentuknya dapat dipindahkan ke atas bidang datar maka diperlukan bidang perantara antara lain: bidang ellipsoid, bidang bulatan dan bidang datar. Dalam pengertian yang lebih umum pengukuruan tanah dapat dianggap sebagai disiplin yang meliputi semua metode untuk menghimpun dan melakukan proses informasi dan data tentang bumi dan lingkungan fisis. Dengan perkembangan teknologi saat ini metoda terestris konvensional telah dilengkapi dengan metode pemetaan udara dan satelit yang berkembang melalui program – program pertanahan dan ruang angkasa.

Pengukuran tanah sangat diperlukan dalam kehidupan modern, terutama oleh masyarakat karena hasil – hasil pengukuran dapat digunakan untuk:

- Memetakan bumi (daratan dan perairan).

- Menyiapkan peta navigasi perhubungan darat, laut dan udara.

- Memetakan batas – batas pemilikan tanah baik perorangan maupun perusahaan dan tanah negara.

- Merupakan bank data yang meliputi informasi tata guna lahan dan sumber daya alam untuk pengelolaan lingkungan hidup.

- Menentukan fakta tentang ukuran, bentuk, gaya berat dan medan magnet bumi.

Di bidang teknik sipil maupun pertambangan sangat memerlukan data yang akurat untuk pembangunan jalan, jembatan, saluran irigasi, lapangan udara, pehubungan cepat, sistem penyediaan air bersih, pengkavelingan tanah perkotaan,

jalur pipa, pertambangan, dan terowongan. Semua itu diperlukan pengukuran tanah yang hasilnya berupa peta untuk perencanaan. Agar hasilnya dapat dipertanggungjawabkan maka pengukuran harus dilakukan secara benar, tepat, dan akurat.

2.2 Suhu dan Kelembapan

2.2.1 Suhu Udara

Suhu udara adalah ukuran energi kinetik rata-rata dari pergerakan molekul

– molekul. Pengukuran suhu dinyatakan dalam skala derajat Celcius (°C), derajat Reamur (°R), derajat Fahrenheit (°F), atau Kelvin (K). Suhu tertinggi di permukaan bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator). Beberapa faktor yang mempengaruhi suhu di permukaan bumi diantanya adalah:

a. Jumlah radiasi yang diterima per tahun, per bulan, per hari, dan per musim. b. Pengaruh daratan atau lautan.

c. Pengaruh ketinggian tempat. d. Pengaruh angin.

e. Pengaruh panas laten, yaitu panas yang disimpan dalam atmosfer.

f. Penutup tanah, yaitu tanah yang ditutupi vegetasi yang mempunyai temperatur yang lebih rendah dari pada tanah tanpa vegetasi.

g. Tipe tanah, tanah gelap indeks suhunya lebih tinggi. h. Pengaruh sudut datang matahari.

2.2.2 Kelembapan Relatif

Kelembapan relatif atau Nisbi atau Relative Humidity (RH) adalah rasio tekanan parsial uap air terhadap kesetimbangan uap air pada suhu yang sama. Kelembapan relatif membandingkan antara kandungan uap air aktual dengan keadaan jenuh atau pada kapasitas udara untuk menampung uap air. Sebaran kelembapan relatif terbagi menjadi 2 yaitu:

a. Sebaran kelembapan relatif menurut waktu

Pada siang hari, jika suhu tinggi maka kelembapan rendah. Berbeda pada malam hari, jika suhu rendah maka kelembapan tinggi. Pada daerah tropis nilai rata-rata kelembapan harian/bulanan berkisar 60% (http://www.bmkg.go.id),

7

karena variasi suhu di daerah tropis tergolong kecil. Sedangkan pada daerah sub tropis nilai rata-rata kelembapan harian/bulanan bervariasi karena perubahan suhu yang besar.

b. Sebaran kelembapan relatif menurut tempat:

Pada wilayah dataran tinggi, nilai kelembapan yang besar disebabkan oleh nilai suhu yang rendah.

2.3 GPS

GPS adalah singkatan dari Global Positioning System yang merupakan sistem untuk menentukan posisi dan navigasi secara global dengan menggunakan satelit. Sistem ini pertama kali dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika yang digunakan untuk kepentingan militer maupun sipil (survei dan pemetaan).

Sistem GPS atau disebut dengan NAVSTAR GPS (Navigation Satelit

Timming and Ranging Global Positioning System), mempunyai tiga segmen yaitu:

satelit, pengontrol, dan penerima/pengguna. Satelit GPS yang mengorbit bumi, dengan orbit dan kedudukan yang tetap, seluruhnya berjumlah 24 satelit dimana 21 satelit aktif bekerja dan 3 buah sisanya adalah cadangan. Satelit ini bertugas untuk menerima dan menyimpan data yang ditransmisikan oleh stasiun-stasiun pengendali, menyimpan dan menjaga informasi waktu berketelitian tinggi (ditentukan dengan jam atomic di satelit), dan memancarkan sinyal dan informasi secara kontinyu ke perangkat penerima (receiver) dari pengguna. Segmen pengendali bertugas untuk mengendalikan satelit dari bumi baik untuk mengecek kesehatan satelit, penentuan dan prediksi orbit dan waktu, sinkronisasi waktu antar satelit, dan mengirim data ke satelit. Sedangkan untuk segmen penerima bertugas menerima data dari setelit dan memprosesnya untuk menentukan posisi (posisi tiga dimensi yaitu koordinat di bumi dan ketinggian), arah, jarak dan waktu yang diperlukan oleh pengguna.

Satelit GPS memancarkan dua sinyal yaitu frekuensi L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1 dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A (Coarse/Aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode yang unik sehingga

penerima (GPS Receiver) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada

saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya

dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y. Penghitungan posisi dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan kode C/A dan kode P(Y). GPS receiver menghitung jarak antara GPS receiver dengan satelit (pseudorange)

2.3.1 Penentuan Posisi dengan GPS

Pada dasarnya penentuan posisi dengan GPS adalah pengukuran jarak secara bersama – sama ke beberapa satelit (yang koordinatnya telah diketahui) sekaligus. Untuk menentukan suatu titik di bumi, GPS receiver setidaknya membutuhkan 4 satelit yang sinyalnya dapat ditangkap dengan baik. Secara

default posisi atau koordinat yang diperoleh mengacu ke global datum yaitu

World Geodetic System 1984.

Secara garis besar penentuan posisi dengan GPS ini dibagi menjadi dua metode yaitu metode absolut dan metode relatif.

a. Metode absolut atau juga dikenal sebagai point positioning, menentukan posisi hanya berdasarkan pada 1 pesawat penerima (receiver) saja. Ketelitian posisi dalam beberapa meter (tidak berketelitian tinggi) dan umumnya hanya diperuntukan bagi keperluan navigasi.

b. Metode relatif atau sering disebut differential positioning, menentukan posisi dengan menggunakan lebih dari sebuah receiver. Satu GPS dipasang pada lokasi tertentu di muka bumi dan secara terus menerus menerima sinyal dari satelit dalam jangka waktu tertentu dijadikan sebagai acuan bagi yang lainnya. Metode ini menghasilkan posisi dengan ketelitian tinggi dan diaplikasikan untuk keperluan survei geodesi ataupun pemetaan yang memerlukan ketelitian tinggi.

2.3.2 Sistem Koordinat

Sistem koordinat global yang biasa digunakan dalam sistem GPS disebut sebagai koordinat geografi. Koordinat ini diukur dalam lintang dan bujur dalam besaran derajat desimal, derajat menit desimal, atau derajat menit detik. Lintang diukur terhadap ekuator sebagai titik NOL (0° sampai 90° positif kearah utara dan 0° sampai 90° negatif kearah selatan). Adapun bujur diukur berdasarkan titik NOL

9

di Greenwich NOL (0° sampai 180° kearah timur dan 0° sampai 180° kearah barat). Titik 180° dari kedua bujur ini berada di daerah Samudra Pasifik. Koordinat geografi ini dapat dipetakan ke koordinat XY dengan sumbu X sebagai bujur dan sumbu Y sebagai lintang. Koordinat XY dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar II.1 Sistem koordinat Lintang dan Bujur

2.4 Formula Haversine

Formula Haversine adalah persamaan penting dalam sistem navigasi, memberikan jarak lingkaran terjauh antara dua titik pada bumi dari latitude dan

longitude. Secara umum bentuk formula Haversine adalah sebagai berikut:

(2.1)

2.5 Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan sebuah IC (integrated circuit) yang di dalamnya terdapat CPU, ROM, RAM, dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut maka mikrokontroler dapat melakukan proses berfikir berdasarkan program yang telah diberikan kepadanya. Mikrokontroler umumnya digunakan pada peralatan elektronik sebagai alat yang otomatis dalam melakukan tugasnya. Mikrokontroler juga disebut sebagai komputer yang berukuran kecil sehingga sebuah baterai dapat memberikan daya. Mikrokontroler terdiri dari beberapa bagian seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini:

Gambar II.3 Blok diagram mikrokontroler

Pada gambar II.3 diatas tampak suatu mikrokontroler standar yang tersusun atas komponen – komponen sebagai berikut :

a) Central Processing Unit (CPU)

CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada mikrokontroler ada yang berukuran 8 bit ada pula yang berukuran 16 bit. CPU ini akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan melaksanakannya.

b) Read Only Memory (ROM)

ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulisi. Dalam dunia mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi mikrokontroler tersebut. Program tersimpan dalam format biner (‘0’ atau

11

‘1’). Susunan bilangan biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler

akan memiliki arti tersendiri.

c) Random Acces Memory (RAM)

Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler ada semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut bekerja. Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam memori. Isi pada RAM akan hilang jika catu daya listrik hilang.

d) Input / Output (I/O)

Untuk berkomunikasi dengan perangkat luar, maka mikrokontroler menggunakan terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau keluaran.

e) Komponen lainnya

Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang sesuai dengan tugas mikrokontroler akan sangat membantu perancangan sehingga dapat mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen komponen tersebut belum ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya

2.6 Sensor

Sensor atau tranduser adalah sebuah alat yang mengubah satu bentuk daya menjadi bentuk daya lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan ukuran atau informasi (misalnya, sensor tekanan). Transduser dapat berupa peralatan listrik, elektronik, elektromekanik, elektromagnetik, fotonik, atau fotovoltaik.

Suatu definisi mengatakan “transduser adalah sebuah alat yang bila digerakkan oleh energi di dalam sebuah sistem transmisi, menyalurkan energi dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi

kedua”. Transmisi kedua ini dapat berupa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau termal (panas).

Sebagai contoh, definisi transduser yang luas ini mencakup alat – alat yang mengubah gaya atau perpindahan mekanis menjadi sinyal listrik. Alat – alat ini membentuk kelompok transduser yang sangat besar dan sangat penting yang lazim ditemukan dalam instrumentasi industri dan ahli instrumentasi terutama berurusan dengan jenis pengubahan energi ini.

Banyak parameter fisis lainnya (seperti panas, intensitas cahaya, kelembaban) juga dapat diubah menjadi energi listrik dengan menggunakan transduser. Transduser-transduser ini memberikan sebuah sinyal keluaran bila diransang oleh sebuah masukan yang bukan mekanis. Sebuah transmistor bereaksi terhadap variasi temperatur, sebuah fotosel bereaksi terhadap perubahan intensitas cahaya, sebuah berkas elektron terhadap efek-efek maknetik, dan lain-lain. Namun dalam semua hal, keluaran elektris yang diukur menurut metoda standar memberikan besarnya besaran masukan dalam bentuk ukuran elektris analog. Berikut adalah salah satu jenis sensor yang mengukur suhu dan kelembapan serta

probe sensorkelembapan tanah (soil moisture).

Gambar II.4 Sensor suhu dan kelembapan (DHT-22)

13

2.7 Komunikasi Serial

Pada prinsipnya, komunikasi serial ialah komunikasi dimana pengiriman data dilakukan per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi paralel seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali detak. Beberapa contoh komunikasi serial adalah mouse, scanner dan sistem akuisisi data yang terhubung ke port COM1/COM2.

Terdapat dua cara dalam komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi data serial secara sinkron dan komunikasi data serial secara asinkron. Pada komunikasi data serial secara sinkron, clock dikirimkan bersama – sama dengan data serial. Sedangkan pada komunikasi data asinkron, clock tidak dikirimkan bersama data serial, tetapi dibangkitkan secara terpisah baik pada bagian pengirim maupun pada bagian penerima. Kecepatan pengiriman data dan fase clock pada bagian pengirim dan bagian penerima harus sinkron, untuk itu diperlukan sinkronisasi antara dua bagian tersebut.

Salah satu caranya adalah dengan mengirimkan bit ‘start’ dan bit ‘stop’.

Untuk bit ‘start’ adalah data biner 0 dan untuk bit ‘stop’ adalah data biner 1.

Setelah pengiriman bit ‘start’ maka akan diikuti oleh data yang akan dikirim,

selanjutnya diakhiri dengan bit ’stop’.

Kecepatan pengiriman data (baud rate) bervariasi, mulai dari 110, 135, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, dan 9600 (bit/detik). Pada komunikasi data serial baud rate dari kedua bagian harus diatur pada kecepatan yang sama. Setelah itu harus ditentukan panjang datanya, apakah 6, 7 atau 8 bit, juga apakah data disertai dengan paritas genap, paritas ganjil atau tidak menggunakan paritas.

Perangkat pada komunikasi serial port dibagi menjadi 2 kelompok yaitu

Data Communication Equipment (DCE) dan Data Terminal Equipment (DTE).

Contoh dari DCE ialah modem, plotter, dan scanner. Sedangkan contoh dari DTE adalah terminal di komputer. Spesifikasi elektronik dari serial port merujuk pada

Electronic Industry Association (EIA) :

1. “Space” (logika 0) ialah tegangan antara + 3 hingga +25 V.

2. “Mark” (logika 1) ialah tegangan antara –3 hingga –25 V.

4. Tegangan open circuit tidak boleh melebihi 25 V. 5. Arus hubungan singkat tidak boleh melebihi 500mA.

Gambar II.6 Perangkat komunikasi serial (USB – TTL converter)

2.8 Smartphone

Smartphone atau ponsel cerdas adalah telepon genggam yang mempunyai

kemampuan dengan pengunaan dan fungsi yang menyerupai komputer. Belum ada standar pabrik yang menentukan arti ponsel cerdas. Bagi beberapa orang, ponsel cerdas merupakan telepon yang bekerja menggunakan seluruh perangkat lunak sistem operasi yang menyediakan hubungan standar dan mendasar bagi pengembang aplikasi. Bagi yang lainnya, ponsel cerdas hanyalah merupakan sebuah telepon yang menyajikan fitur canggih seperti surel (surat elektronik), internet, dan kemampuan membaca buku elektronik (e-book) atau terdapat papan ketik (keyboard) dan penyambung VGA. Dengan kata lain, ponsel cerdas merupakan komputer kecil yang mempunyai kemampuan sebuah telepon.

15

2.9 Baterai

Baterai adalah sebuah alat yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat elektronik. Hampir semua perangkat elektronik portabel seperti handphone, laptop, senter, ataupun

remote control menggunakan baterai sebagai sumber listriknya.

Setiap baterai terdiri dari terminal positif (katoda) dan terminal negatif (anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang

(rechargeable battery). Beberapa jenis baterai primer diantanya adalah:

a. Baterai Zinc – Carbon b. Baterai Lithium

c. Baterai Silver Oxide d. Baterai Alkaline

Gambar II.8 Jenis baterai primer

Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat diisi ulang atau

rechargeable battery. Reaksi kimia pada baterai sekunder ini dapat berbalik

(reversible). Pada saat baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada

terminal baterai (discharge), elektron akan mengalir dari negatif ke positif. Sedangkan pada saat sumber energi luar (charger) dihubungkan ke baterai sekunder, elektron akan mengalir dari positif ke negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis baterai yang dapat diisi ulang diantaranya adalah:

a. Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium) b. Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) c. Li-Ion (Lithium-Ion)

Gambar II.9 Jenis baterai sekunder

2.10 Perangkat Lunak Arduino Editor

Arduino editor adalah sebuah editor yang berfungsi untuk menulis listing

program meng-compile dan men-download-nya ke mikrokontroler. Berikut ini tampilan dari software editor yang digunakan dalam pemrograman Arduino.

17

Gambar II.11 Tombol compile dan upload program arduino editor

Gambar II.12 Proses pembuatan program di area arduino editor

Untuk melihat hasil debug dari program klik pada bagian tools > Serial Monitor atau dapat juga menggunakan keyboard dengan menekan Ctrl + Shift + M, maka hasilnya akan tampil jendela seperti dibawah ini.

19

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Sistem

Secara umum sistem yang dibangun dijelaskan dalam diagram blok sistem berikut:

Mikrokontroler

Sensor: - GPS

Sensor Suhu dan Kelembapan

Soil Moisture Sensor

2

3

4

5 6

Baterai

1

Gambar III.1 Diagram blok sistem

Keterangan:

1. Baterai (Catu daya)

2. Sensor suhu dan kelembapan (DHT-22)

3. Soil Moisture Sensor/ Sensor kelembapan tanah

4. Mikrokontroler Arduino Dreamer Nano 5. USB OTG (On The Go)

Penjelasan dari digram blok sistem yang dibuat adalah sebagai berikut:

1. Sensor suhu dan kelembapan (DHT-22) akan membaca kondisi suhu dan kelembapan lingkungan saat pengukuran.

2. Sensor kelembapan tanah berfungsi untuk mengindera kandungan air dalam tanah saat pengukuran.

3. Mikrokontroler Arduino Dreamer Nano berfungsi untuk mengolah data sensor yang masuk, dan mengirim kembali hasil pengolahan data ke

smartphone.

4. USB OTG (On The Go) berfungsi sebagai media penghubung antara mikrokontroler dengan smartphone.

5. Smartphone Android berfungsi untuk melakukan pengukuran luas dan

keliling berdasarkan data latitude dan longitude GPS.

6. Hasil pengukuran luas, keliling, suhu, kelembapan lingkungan, kelembapan tanah, karakter tanah, lokasi pengukuran, dan ketinggian lokasi akan tampil di layar smartphone.

7. Data hasil pengukuran disimpan di database smartphone.

8. Catu daya bersumber dari baterai smartphone, berfungsi untuk menyuplai tegangan untuk mikrokontroler dan sensor.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Pada perancangan perangkat keras ini meliputi pemilihan mikrokontroler, sensor, dan desain kemasan alat. Penjelasan tentang perancangan perangkat keras adalah sebagai berikut:

3.2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler

Mikrokontroler yang dipilih untuk mengolah data sensor dalam alat ini adalah jenis Arduino Dreamer Nano. Arduino Dreamer Nano yang digunakan adalah reflika yang dibuat oleh DFRobot. Fitur yang terdapat dalam Arduino Dreamer Nano adalah sebagai berikut:

- Menggunakan prosessor Atmega32u4 - Voltase kerja 5V

- Voltase input 6-12V - 20 pin digital I/O

21

- 7 kanal PWM - 12 pin input analog

- Arus DC per I/O pin: 40 mA - 32 KB flash memory

- 16 MHz clock speed

- Ukuran board 45x20x20 mm

Pemilihan mikrokontroler jenis ini berdasarkan kemampuan mikrokontroler untuk mengolah data sensor dan bentuk yang kecil yang sesuai dengan desain yang dibuat. Setiap pin memiliki fungsi masing-masing, berikut adalah konfigurasi pin yang digunakan dalam perancangan alat:

Tabel III.1 Konfigurasi pin mikrokontroler

No Pin Arduino Fungsi

1 D1 Tx Serial Tx ke USB OTG

2 D0 Rx Serial Rx dari USB OTG

3 A0 Input sensor soil moisture

4 D2 Input sensor DHT-22

3.2.2 Perancangan Sensor DHT-22

Sensor suhu yang digunakan dalam perancangan alat ini adalah jenis DHT-22. Output DHT-22 dikalibrasi dalam sinyal digital. Sensor DHT-22 menggunakan 3 pin masukkan, yaitu Vcc, Data, dan Gnd.

Sensor DHT-22 menggunakan teknik ekslusif pengumpulan sinyal digital dan teknologi sensor kelembapan. Sensor ini sangat handal dan stabil. Element sensor terhubung dengan 8-bit single chip computer.

Gambar III.2 Skema sensor DHT-22

3.2.3 Perancangan Sensor Soil Moisture

Sensor soil moisture digunakan untuk mengetahui kadar air di suatu tanah.

Sensor ini menggunakan dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah. Output

dari sensor soil moisture ini berupa data analog. Tegangan kerja sensor yang digunakan adalah 5V DC. Sensor soil moisture memiliki jarak pengukuran sebagai berikut:

- 0 ~ 300 : tanah kering - 300 ~ 700 : tanah lembap - 700 ~ 950 : tanah basah

23

3.2.4 Perancangan Komunikasi

Untuk perancangan komunikasi dari mikrokontroler ke smartphone

digunakan jenis komunikasi serial. Media komunikasi yang digunakan adalah modul USB to TTL converter. Modul ini menggunakan IC USB to serial bridge

controller seri PL-2303HX untuk mengkonversi data.

Gambar III.4 Skema USB-TTL converter

3.2.5 Perancangan Catu Daya

Catu daya dibutuhkan untuk memberi tegangan pada semua rangkaian elektronik yang dirangkai. Catu daya yang digunakan dalam alat ini adalah bersumber dari smartphone. Jenis baterai smartphone yang digunakan adalah baterai Lithium-ion dengan spesifikasi tegangan sebesar 3,7V dan arus sebesar 2250 mAh.

3.2.6 Perancangan Desain Kemasan Alat

Desain alat ukur dirancang untuk mudah dibawa (portable) dan mudah untuk digunakan. Berdasarkan tujuan tersebut, kemasan alat akan berbentuk seperti koper kecil. Dimensi desain kemasan alat yang dibuat adalah sebagai berikut:

Lebar : 20 cm

Tinggi : 7 cm

Berat : 740 gram

Bahan : plastik poly propylene

Gambar desain bentuk yang dibuat adalah sebagai berikut:

Gambar III.5 Desain kemasan alat tampak luar

25

Gambar III.7 Desain kemasan alat tampak samping kiri

Keterangan gambar:

- Gambar III.5 merupakan alat tampak luar, pada cover kotak terdapat lubang kamera yang berfungsi untuk memberikan pencahayaan pada kamera smartphone pada saat pengambilan gambar.

- Gambar III.6 menunjukan tata letak smartphone dan kabel USB OTG didalam kotak kemasan alat.

- Gambar III.7 menunjukan tata letak dari sensor DHT-22 dan ext-connector

dari soil moisture sensor.

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Pada perancangan perangkat lunak ini meliputi flowchart rancangan sistem dan perancangan aplikasi pengukuran luas dan keliling pada program Android.

3.3.1 Flowchart Rancangan Sistem

Untuk mendapat hasil pengukuran dari sensor-sensor yang digunakan maka dibutuhkan sebuah alur kerja yang akan menjelaskan tahapan proses tersebut. Berikut adalah flowchart sistem secara umum.

Start

Smartphone ON, mikrokontroler ON

Open Port USB

Data sens or

suh u, senso r humidity, senso r

mo is ture, & luas

Enable GPS, Enable Port USB

Yes

Data pengukuran

Simpan data ke memori external Stop A A No a b c d e f g h

Gambar III.8 Flowchart sistem umum

Adapun penjelasan dari setiap poin diagram diatas adalah sebagai berikut:

Tabel III.2 Penjelasan flowchart sistem umum

Indeks Keterangan

A Memulai sistem

B Smartphone dan mikrokontroler On

C GPS dan port USBsmartphone dibuat enable

D Cek kondisi port USB? bila port sudah terbuka, masuk ke proses selanjutnya, jika belum terbuka, kembali ke indeks c

E Baca data sensor DHT-22, soil moisture sensor, dan data GPS F Simpan data hasil pengukuran di database

G Simpan database di memori eksternal H Semua proses selesai

27

3.3.2 Flowchart Pengukuran

GPS akan memberikan data latitude dan longitude saat pengukuran luas. Data latitude dan longitude akan dikonversi kedalam bentuk sumbu y dan x. Berikut adalah alur proses pengukuran luas dan keliling sebuah lahan.

Start

Latitude, longitude GPS Enable? Map Enable?

Konversi lat -> y, Konversi long -> x,

Hitung Luas, Hitung Keliling, Buat Marker dan Path

Data pengukuran Stop Yes No a b c d e f

Gambar III.9 Flowchart pengukuran

Adapun penjelasan dari setiap poin diagram diatas adalah sebagai berikut:

Tabel III.3 Penjelasan flowchart pengukuran

Indeks Keterangan

A Memulai sistem

b Cek kondisi GPS dan peta. Jika GPS telah aktif data latitude dan

c Sistem menerima data masukan berupa nilai latitude dan longitude

d

- Konversi data latitude ke koordinat sumbu y, - Konversi data longitude ke koordinat sumbu x,

- Hitung luas dan keliling berdasarkan koordinat sumbu (y,x), - Buat marker dan path di peta digital

e Simpan data hasil pengukuran ke database

f Proses pengukuran selesai

Perhitungan haversine yang dilakukan dalam perancangan ini ditunjukan seperti pada gambar III.10. Gambar III.10 menunjukan perhitungan luas wilayah Monumen Nasional di Jakarta dengan cara memasukan masing-masing titik acuan

latitude dan longitude ke dalam sel excel.

Gambar III.10 Perhitungan haversine pada excel

3.3.3 Perancangan Program Mikrokontroler

Dalam perancangan program mikrokontroler dibutuhkan program yang dapat membaca nilai output dari masing-masing sensor. Untuk pembacaan data,

baudrate yang digunakan adalah 9600. Setiap nilai output sensor akan disimpan dalam sebuah variabel terpisah.

Format pengiriman data yang dilakukan mikrokontroler adalah dengan diawali header “#”, kemudian diikuti dengan nilai sensor, dan diakhiri dengan

29

“*”. Masing – masing variabel dipisahkan dengan koma “,”. Secara lengkap, format data yang dikirim mikrokontroler adalah (#, t, H, sensorValue, *). Berikut adalah deklarasi variabel dan tipe data yang digunakan dalam perancangan alat.

Tabel III.4 Variabel dan tipe data

Deklarasi variabel Tipe data Keterangan

sensorValue Integer Soil moisture sensor

H Float Humidity

t Float temperature

3.3.4 Perancangan Aplikasi Android

Sebagai visualisasi pengukuran, maka dibutuhkan desain Graphical User

Interface untuk memudahkan pengukuran dengan menggunakan alat yang dibuat.

Aplikasi yang dibuat memiliki tampilan dasar berupa tab – tab dalam satu layar. Berikut adalah interface dari program yang telah dibuat.

Gambar III.11 Tampilan tab pengukuran

Keterangan:

Dalam tab pengukuran, data GPS maupun data – data dari sensor akan ditampilkan bersamaan.

Gambar III.12 Tampilan tab capture

Keterangan:

Tab capture berfungsi untuk mengambil sampel foto tanah atau foto

lingkungan lahan yang diukur.

Gambar III.13 Tampilan tab path

Keterangan:

Tab path berfungsi untuk memvisualkan hasil pengukuran luas dan keliling yang telah dilakukan. Peta yang digunakan dalam aplikasi ini bersifat

offline karena menggunakan library OSMdroid, sehingga ketika tidak terdapat

31

Gambar III.14 Tampilan tab data

Keterangan:

Tab data berfungsi untuk melihat hasil pengukuran yang telah disimpan didalam database smartphone.

Gambar III.15 Tampilan tab web

Keterangan:

Tab web berfungsi untuk melihat data yang telah dikirim dari smartphone

3.3.5 Perancangan Database

Dalam perancangan database ini software yang digunakan adalah SQLiteStudio. Database yang dirancang berfungsi untuk menyimpan data hasil pengukuran yang telah dilakukan untuk keperluan pelaporan dan analisis yang lebih lanjut berdasarkan data yang telah diperoleh. Berikut rancangan database yang telah dibuat.

Tabel III.5 Perancangan database

Nama field Tipe data

Id Integer

log_id Text

Waktu Time

Tanggal Date

Latitude Double

Longitude Double

Altitude Double

Suhu Double

kelembapan Double

kemiringan Double

moisture Double

jenis_tanah Text

Luas Double

Keliling Double

Picture Blob

lat_0 Double

long_0 Double

....

lat_20 Double

33

3.3.6 Perancangan SKPL

Perancangan SKPL (Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Lunak) untuk aplikasi Alat Ukur Parameter Tanah dan Lingkungan meliputi Context Diagram dan Data

Flow Diagram.

Diagram konteks (Context Diagram) adalah diagram yang terdiri dari suatu proses dan menggambarkan ruang lingkup suatu sistem. Diagram konteks merupakan level tertinggi dari DFD yang menggambarkan seluruh input ke sistem atau output dari sistem. Diagram konteks akan memberi gambaran tentang keseluruan sistem. Berikut adalah diagram konteks yang dibuat untuk aplikasi sistem informasi pengukuran:

Sistem Informasi

Pengukuran Tanah 1. Data GPS

1. Menu Utama 2. Data GPS

3. Data sensor suhu & kelembapan 4. Data sensor soil moisture

5. Data pengukuran luas dan keliling 6. Database pengukuran

1. ID user 2. Save data 3. Reset data 4. Delete data 5. Path lokasi

1. Reset data 2. Save Data 3. Delete data 4. Path lokasi 5. Data sensor

User Smartphone Mikrokontroler Sensor DHT22 Soil Moisture Sensor

Terima data sensor

Data Suhu & Kelembapan Data kelembapan

tanah

Kirim data sensor

Gambar III.16 Konteks diagram

DFD (Data Flow Diagram) merupakan salah satu diagram yang mengunakan notasi – notasi untuk menggambarkan arus dari data sistem. Penggunaan DFD sangat membantu untuk memahami sistem secara logika, terstruktur dan jelas. Berikut adalah DFD untuk aplikasi Sistem Informasi Pengukuran:

1. Pengukuran luas dan keliling

User

1. ID user 2. Path lokasi

Pengukuran Hasil pengukuran

Hasil pengukuran

Smartphone

1. Data GPS Mikrokontroler 2. Pengukuran parameter tanah & lingkungan 3. Pembacaan sensor Data sensor Sensor DHT22 Soil Moisture Sensor Data sensor Perintah baca sensor Data kelembapan tanah Data suhu & kelembapan

Hasil pengukuran

35

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

Dalam bab ini akan dijelaskan hasil pengujian yang telah dilakukan pada

hardware dan software yang telah dibuat. Pengujian tersebut meliputi pengujian sensor DHT22, sensor soil moisture, pengujian baca data serial di smartphone, serta pengujian pengukuran luas dan keliling. Pengujian dilakukan dalam skala laboratorium dan skala lapangan. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengukur fungsional, akurasi pengukuran, dan kehandalan dari alat yang sudah dibuat. Adapun hasil pengujian yang Penulis lakukan adalah sebagai berikut.

4.1 Pengujian Perangkat Keras

4.1.1 Pengujian Soil Moisture Sensor

Pengujian soil moisture sensor dilakukan dalam skala lab dengan mengambil beberapa sample tanah yang ada disekitar lab. Pengujian dilakukan pada tiga jenis sampel tanah yang berbeda. Waktu pengujian dilakukan pada tanggal 10 Maret 2015 pukul 09.00 – 10.00. Cara pengujian yaitu dengan memasukan probe sensor (terhubung ke mikrokontroler) kedalam wadah yang berisi tanah, kemudian pembacaan sensor dilihat pada menu debug didalam PC. Untuk pengukuran tegangan keluaran dilakukan dengan multimeter digital dikaki keluaran sensor. Berikut hasil pengujian yang telah dilakukan:

Tabel IV.1 Pengujian soil moisture sensor

No. Tegangan (volt) Output sensor Kondisi tanah Lokasi

1 2,6 675 Basah Lab. Elka

2 1,29 325 Lembap Lab. Elka

4.1.2 Pengujian Sensor DHT22

Pengujian sensor DHT22 dilakukan di beberapa tempat yang berbeda dengan tujuan untuk mengetahui tingkat sensitifitas dan respone sensor. Sebelum melakukan pengujian, sensor sudah terhubung dengan mikrokontroler yang akan membaca keluaran sensor yang sudah terkalibrasi dalam derajat Celcius (°C). Berikut hasil pengujian yang dilakukan pada sensor DHT22:

Tabel IV.2 Pengujian Sensor DHT22

No. Waktu Output DHT22 / suhu (°C)

Output DHT22 /

Humidity (%) Lokasi

1 21.00 28,7 56,70 Lab. Elka

2 13.30 30,2 47,66 Lapangan

Batununggal

3 19.20 24,3 62,47 Cikole, Lembang

4 07.10 26,7 60,22 Dago Pakar

4.2 Pengujian Perangkat Lunak

4.2.1 Pengujian Pengukuran Luas dan Keliling

Pengujian pengukuran luas dan keliling dilakukan pada beberapa lokasi yang berbeda. Pengujian dilakukan sebanyak 10 kali pada masing-masing area yang diukur. Data yang ditampilkan dalam masing – masing tabel dibawah ini adalah bersumber dari database yang tersimpan dalam smartphone selama pengujian luas dan keliling dilakukan. Database yang terdapat dalam smartphone

dikonversi kedalam bentuk CSV (Comma Separated Values) agar mudah untuk dibaca. Berikut hasil pengukuran luas dan keliling yang telah dilakukan

37

Tabel IV.3 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-1

Pengukuran

ke-Waktu Pengambilan

Data

Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas

(m2)

Selisih keliling (m)

1 16:43:59 -6,863511 107,914033 480,1 482,000 91,100 151,971 9,502

2 16:51:20 -6,863331 107,914059 490,2 432,958 86,645 102,929 5,048

3 16:56:10 -6,863302 107,914099 490,3 343,756 96,838 13,727 15,240

4 16:59:36 -6,863318 107,913921 483,7 238,264 78,803 91,765 2,795

5 17:03:01 -6,863225 107,914020 485,0 456,224 99,543 126,195 17,945

6 17:09:52 -6,863357 107,913938 482,7 267,458 65,667 62,571 15,931

7 17:14:03 -6,863317 107,913953 484,7 245,808 68,015 84,221 13,583

8 17:17:21 -6,863303 107,913934 484,7 252,067 67,719 77,962 13,879

9 17:19:56 -6,863296 107,913939 484,5 348,891 84,902 18,862 3,305

10 17:23:07 -6,863247 107,913926 486,3 232,865 76,743 97,164 4,854

330,029 81,598 82,737 10,208

Rata-rata

Grafik IV.1 Pengujian lokasi ke-1

39

40

Tabel IV.4 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-2

Pengukuran

ke-Waktu Pengambilan

Data

Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas

(m2)

Selisih keliling (m)

1 9:56:58 -6,863740 107,914602 487,5 700,887 125,844 38,616 0,140

2 10:03:31 -6,863734 107,914575 486,8 631,173 119,784 31,098 6,200

3 10:09:38 -6,863741 107,914594 487,8 652,142 124,881 10,129 1,103

4 10:15:14 -6,863739 107,914600 488,7 691,47 126,683 29,199 0,699

5 10:20:31 -6,863746 107,914589 489,3 697,799 127,733 35,528 1,749

6 10:26:10 -6,863757 107,914579 488,4 695,084 126,851 32,813 0,867

7 10:31:14 -6,863760 107,914609 488,8 638,85 130,125 23,421 4,141

8 10:36:20 -6,863759 107,914586 492,3 635,433 124,091 26,838 1,893

9 10:40:58 -6,863754 107,914598 489,7 631,019 125,059 31,252 0,925

10 10:47:07 -6,863756 107,914604 492,4 648,855 128,79 13,416 2,806

662,271 125,984 27,231 2,052

Rata-rata

41

Grafik IV.2 Pengujian lokasi ke-2

43

Tabel IV.5 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-3

Pengukuran

ke-Waktu Pengambilan

Data

Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas

(m2)

Selisih keliling (m)

1 10:09:32 -6.854.744 107.916.970 499,9 1760,862 183,432 78,777 0,744

2 10:14:21 -6.854.745 107.916.977 501,9 1798,965 180,28 40,674 3,896

3 10:20:12 -6.854.747 107.916.988 500,5 1763,49 180,805 76,149 3,371

4 10:26:00 -6.854.744 107.916.981 502 1815,742 183,479 23,897 0,697

5 10:31:22 -6.854.745 107.916.991 500,4 1829,354 182,295 10,285 1,881

6 10:36:19 -6.854.750 107.916.976 502,1 1813,267 181,686 26,372 2,490

7 10:41:02 -6.854.751 107.916.998 499,8 1940,026 190,377 100,387 6,201

8 10:45:48 -6.854.769 107.916.987 498 1747,403 177,433 92,236 6,743

9 10:50:30 -6.854.771 107.916.990 498,9 2096,355 195,416 256,716 11,240

10 10:55:59 -6.854.766 107.916.979 496,6 1830,924 186,557 8,715 2,381

1839,639 184,176 71,421 3,964

Rata-rata

Grafik IV.3 Pengujian lokasi ke-3

45

46

Tabel IV.6 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-4

Pengukuran

ke-Waktu Pengambilan

Data

Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas

(m2)

Selisih keliling (m)

1 15:56:33 -6,863490 107,913810 487,8 335,71 85,681 11,177 1,565

2 16:00:17 -6,863482 107,913781 489,1 346,021 85,12 21,488 2,126

3 16:04:03 -6,863503 107,913802 488,6 288,575 89,761 35,958 2,515

4 16:08:21 -6,863498 107,913796 488,9 364,959 80,515 40,426 6,731

5 16:12:23 -6,863498 107,913809 488,7 338,868 88,612 14,335 1,366

6 16:16:32 -6,863504 107,913784 489,4 289,102 84,285 35,431 2,961

7 16:20:02 -6,863509 107,913790 490,4 325,286 90,033 0,753 2,787

8 16:24:07 -6,863505 107,913783 491,4 314,038 87,515 10,495 0,269

9 16:28:21 -6,863503 107,913786 491,9 321,993 96,39 2,540 9,144

10 16:32:53 -6,863506 107,913773 490,3 320,774 84,551 3,759 2,695

324,533 87,246 17,636 3,216

Rata-rata

47

Grafik IV.4 Pengujian lokasi ke-4

49

Tabel IV.7 Pengujian pengukuran luas dan keliling lokasi ke-5

Pengukuran

ke-Waktu Pengambilan

Data

Latitude Longitude Altitude Luas (m2) Keliling (m) Selisih Luas

(m2)

Selisih keliling (m)

1 9:03:22 -6,871880 107,920130 485,7 1034,402 127,975 0,277 1,220

2 9:15:45 -6,871880 107,920130 487,3 1042,141 129,708 8,016 0,513

3 9:30:10 -6,871893 107,920142 483 983,747 125,633 50,378 3,562

4 9:43:44 -6,871893 107,920142 487,6 997,685 128,135 36,440 1,060

5 9:50:34 -6,871892 107,920131 486,3 1078,956 129,274 44,831 0,079

6 10:03:22 -6,871895 107,920138 485 1072,221 127,700 38,096 1,495

7 10:16:02 -6,871888 107,920127 487,3 1082,287 129,842 48,162 0,647

8 10:28:37 -6,871889 107,920153 486,8 979,056 128,236 55,069 0,959

9 10:41:19 -6,871895 107,920147 485,9 1022,114 131,573 12,011 2,378

10 10:53:49 -6,871893 107,920139 487,4 1048,636 133,878 14,511 4,683

1034,125 129,195 30,779 1,660

Rata-rata

Grafik IV.5 Pengujian lokasi ke-5

51

Gambar IV.10 Plotting pengukuran lokasi ke-5

4.2.2 Pengujian Penerimaan Data Di Smartphone

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui hasil pembacaan sensor oleh mikrokontroler. Data yang terdapat dalam mikrokontroler akan dikirim secara serial ke smartphone melalui kabel USB OTG. Format data yang dikirim dari mikrokontroler berupa (#, temperature, humidity, sensorValue, *). Berikut hasil pengujian yang telah dilakukan:

Tabel IV.8 Pengujian pengiriman data ke smartphone

No Data yang dikirim mikrokontroler

Data yang diterima

smartphone Status

1 #,28.7,56.70,345,* #,28.7,56.70,345,* Terkirim 2 #,30.2,47.66,233,* #,30.2,47.66,233,* Terkirim 3 #,24.3,62.47,38,* #,24.3,62.47,38,* Terkirim 4 #,26.7,60.22,441,* #,26.7,60.22,441,* Terkirim 5 #,27.3,65.31,377,* #,27.3,65.31,377,* Terkirim 6 #,27.8,65.73,15,* #,27.8,65.73,15,* Terkirim 7 #,32.3,41.62,10,* #,32.3,41.62,10,* Terkirim 8 #,32.5,41,60,18,* #,32.5,41,60,18,* Terkirim 9 #,25.9,58.35,645,* #,25.9,58.35,645,* Terkirim 10 #,25.0,55.36,678,* #,25.0,55.36,678,* Terkirim

Persentase keberhasilan untuk pengiriman data dari mikrokontroler ke smartphone dengan media kabel USB OTG adalah sebagai berikut:

(4.1)

4.3 Analisa

Dari data hasil pengujian diatas maka Penulis melakukan analisa untuk mengetahui apakah kualitas dan tujuan dari perancangan alat tersebut telah tercapai atau tidak. Adapun analisa yang dilakukan adalah sebagai berikut:

Tabel IV.9 Rata-rata hasil pengukuran luas dan keliling

Lokasi

ke-Luas rata-rata (m2)

Keliling rata-rata (m)

Lokasi dan kondisi lahan pengukuran

Waktu pengukuran

1 330,029 81,598 Kolam, Dsn. Sepat; Area

terbuka, cuaca mendung 16.43 - 17.28

2 662,271 125,984

Pesawahan, Dsn. Sepat; Area terbuka, lahan berundak-undak, cuaca

cerah

09.56 - 10.47

3 1839,639 184,176

Lapangan, Sumedang; Area dikelilingi pohon

pinus, cuaca cerah

10.09 - 10.55

4 324,533 87,246

Perbukitan, Dsn. Sepat; Area dikelilingi pohon,

cuaca cerah berawan

15.56 - 16.32

5 1034,125 129,195

Pesawahan, Jl. Gunung Puyuh; Area terbuka,

cuaca cerah

09.03 - 10.53

Tabel IV.9 menunjukan rata-rata hasil pengukuran luas dan keliling dari kelima lokasi yang berbeda serta durasi waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 10 kali pengukuran. Dari 10 kali pengujian dalam satu lokasi, dibutuhkan waktu

53

antara 40 – 110 menit. Hasil ini menunjukan daya tahan baterai dapat digunakan selama ± 2 jam.

Dari nilai luas dan keliling, diperoleh hasil pengukuran dengan selisih nilai yang cukup bervariasi. Sebagai contoh, dalam Tabel IV.7 diperoleh hasil pengukuran rata-rata di lokasi ke-5 dengan nilai luas sebesar 1034,125 m2 dan nilai keliling sebesar 129,195 m. Jika masing-masing luas dikurangkan dengan luas rata-rata maka selisih terbesar mencapai nilai 55, 069 m2 dan selisih terkecil mencapai nilai 0,277 m2.

Selisih nilai atau bervariasinya nilai hasil pengukuran tersebut dapat disebabkan oleh beberapa faktor seperti :

- Kondisi lahan pengukuran; misal lahan dikelilingi pohon atau bangunan yang dapat mempengaruhi carrier band GPS.

- Cuaca saat pengukuran; cerah atau berawannya kondisi langit saat pengukuran dapat mempengaruhi carrier band GPS.

- Waktu pengukuran.

- Akurasi data GPS; pengaruh dari chipset GPS dan error correction yang tertanam dalam chipset GPS.

54

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan analisis yang dilakukan pada Alat Ukur Parameter Tanah dan Lingkungan Berbasis Smartphone ini dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Alat ukur parameter tanah dan lingkungan yang berbasis smartphone sudah berhasil dibuat. Alat yang berhasil dibuat sudah dapat melakukan pengukuran luas dan keliling lahan, pengukuran suhu lingkungan, pengukuran kelembapan lingkungan, dan mengukur kandungan air tanah. 2. Disisi perangkat lunak, sudah berhasil dibuat aplikasi mobile berbasis

Android yang berfungsi untuk user interface saat pengukuran. Aplikasi Android yang dibuat sudah dapat menampilkan data – data hasil pengukuran parameter tanah dan lingkungan, menampilkan foto sampel pengukuran, menampilkan visualisasi pengukuran luas dan keliling di peta offline, dan menampilkan data yang tersimpan di database.

3. Data yang bervariasi dari hasil pengukuran dapat disebabkan oleh beberapa faktor seperti kondisi lahan, cuaca, dan waktu saat pengukuran, serta akurasi data GPS (pengaruh chipset GPS dan error corretion yang tertanam dalam

chipset).

4. Ditunjukan pada tabel IV.9, daya tahan baterai yang digunakan seperti yang dijelaskan dalam perancangan sistem dapat bertahan selama ± 2 jam.

5.2 Saran

Untuk tambahan fungsi dari alat ukur ini, penulis memberikan saran sebagai berikut:

1. Perbaikan akurasi dapat dilakukan dengan penggantian chip GPS yang digunakan, atau dengan penggunaan algoritma RTK (Real Time Kinematic).

55

2. Penambahan sensor pH tanah dan sensor gas CO2 akan melengkapi data

pengukuran yang memenuhi kebutuhan data pertanian.

3. Data – data hasil pengukuran dapat dikirim ke webserver untuk diolah sebagai data master, yang kemudian ditampilkan dalam sebuah laman

website. Data master ini dapat digunakan oleh pihak terkait seperti Dinas Pertanian ataupun Dinas Tata Wilayah

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada

Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer

oleh

Syam Sofyan Nurdin 10209750

Pembimbing Agus Mulyana, M.T.

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

2015

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

LEMBAR PERNYATAAN ... iii

ABSTRAK ... iv

ABSTRACT ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI... viii

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR GRAFIK ... xiv

BAB I PENDAHULUAN... 1

Latar Belakang ... 1

Rumusan Masalah ... 2

Batasan Masalah ... 2

Metode Penelitian... 3

Sistematika Penulisan... 4

BAB II TEORI PENUNJANG... 5

Pengukuran Luas Tanah ... 5

Suhu dan Kelembapan ... 6

2.2.1 Suhu Udara... 6

2.2.2 Kelembapan Relatif... 6

GPS... 7

2.3.1 Penentuan Posisi dengan GPS... 8

2.3.2 Sistem Koordinat... 8

ix

Komunikasi Serial ... 12

Smartphone... 14

Baterai ... 15

Perangkat Lunak Arduino Editor ... 16

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 19

Diagram Blok Sistem ... 19

Perancangan Perangkat Keras ... 20

3.2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler... 20

3.2.2 Perancangan Sensor DHT-22... 21

3.2.3 Perancangan Sensor Soil Moisture... 22

3.2.4 Perancangan Komunikasi... 23

3.2.5 Perancangan Catu Daya ... 23

3.2.6 Perancangan Desain Kemasan Alat ... 23

Perancangan Perangkat Lunak ... 25

3.3.1 Flowchart Rancangan Sistem... 25

3.3.2 Flowchart Pengukuran ... 27

3.3.3 Perancangan Program Mikrokontroler ... 28

3.3.4 Perancangan Aplikasi Android ... 29

3.3.5 Perancangan Database... 32

3.3.6 Perancangan SKPL... 33

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 35

Pengujian Perangkat Keras... 35

4.1.1 Pengujian Soil Moisture Sensor ... 35

x

Pengujian Perangkat Lunak... 36

4.2.1 Pengujian Pengukuran Luas dan Keliling ... 36

4.2.2 Pengujian Penerimaan Data Di Smartphone ... 51

Analisa... 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 54

Kesimpulan... 54

Saran ... 54

DAFTAR PUSTAKA ... 56

56

[1] Abidin, H. Z., 2011, Survei dengan GPS, Penerbit ITB, Bandung.

[2] Frick, H., 1979, Ilmu dan Alat Ukur Tanah, Kanisius, Yogyakarta.

[3] Hanafiah, Kemas. Ali., 2012, Dasar-dasar Ilmu Tanah, Rajawali Pers, Jakarta.

[4] M. Syahwil, 2013, Panduan Mudah Simulasi & Praktek Mikrokontroler Arduino, Yogyakarta.

[5] Maulana, A., 2013, Tugas Akhir: Perancangan Sistem Pengukuran Warna Tanah dengan Metode Teaching dan Running. Skripsi Unikom: Bandung.

[6] Adafruit, DHT22 Temperature-Humidity Sensor + Extras, diakses pada

tanggal 9 Maret 2015, dari world wide web:

https://www.adafruit.com/products/385

[7] Kho, Dickson., 2014, Pengertian Baterai dan Jenis-jenisnya, diakses pada

28 Juli 2015, dari world wide web:

http://teknikelektronika.com/pengertian-baterai-jenis-jenis-baterai/

[8] Naftali, Y., 2008, GPS (Global Positioning System), diakses pada 29 Juli 2015, dari world wide web: http://www.yohanli.com/gps-global-positioning-system.html

[9] Robot Wiki, 2015, Moisture Sensor (SKU:SEN0114), diakses pada 18

Maret 2015, dari world wide web:

http://www.dfrobot.com/wiki/index.php?title=Moisture_Sensor_(SKU:SE N0114)

vi

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT., Pencipta dan Pemelihara alam semesta, shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW., keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.

Atas rahmat Allah SWT., ahkirnya Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, meskipun proses belajar sesungguhnya tak akan pernah berhenti. Tugas Akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin Penulis sebutkan satu persatu, namun dengan segala kerendahan hati, Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh Dosen Teknik Komputer selama melaksanakan studi dan menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ayah, Ibu, dan keluarga besar yang sudah memberikan dukungan baik

secara moril dan materi, terima kasih atas semua do’a, nasihat, dan

kepercayaan yang diberikan kepada Penulis.

2. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer dan Dosen Wali.

3. Bapak Agus Mulyana, M.T., selaku pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, saran, dan bimbingan kepada Penulis.

4. Bapak dan Ibu Dosen di Jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer Indonesia, yang telah banyak memberikan ilmu, wawasan, motivasi, serta bimbingan, baik secara akademik maupun non akademik.

5. Seluruh staff administrasi di Unikom, terima kasih atas segala pelayanan akademiknya.

6. Teman-teman asisten di Lab. Elektronika Jurusan Teknik Komputer, terima kasih atas semua dukungan dan bantuannya.

7. Semua orang yang telah membantu Penulis dalam mengerjakan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

vii

kata sempurna, untuk itu dengan senang hati penulis menerima segala saran dan kritik yang sifatnya membangun demi lebih baiknya tugas akhir ini.

Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang bermafaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin keilmuan yang Penulis dalami.

Bandung, Agustus 2015

56

DAFTAR PUSTAKA

[1] Abidin, H. Z., 2011, Survei dengan GPS, Penerbit ITB, Bandung. [2] Frick, H., 1979, Ilmu dan Alat Ukur Tanah, Kanisius, Yogyakarta.

[3] Hanafiah, Kemas. Ali., 2012, Dasar-dasar Ilmu Tanah, Rajawali Pers, Jakarta.

[4] M. Syahwil, 2013, Panduan Mudah Simulasi & Praktek Mikrokontroler Arduino, Yogyakarta.

[5] Maulana, A., 2013, Tugas Akhir: Perancangan Sistem Pengukuran Warna Tanah dengan Metode Teaching dan Running. Skripsi Unikom: Bandung. [6] Adafruit, DHT22 Temperature-Humidity Sensor + Extras, diakses pada

tanggal 9 Maret 2015, dari world wide web: https://www.adafruit.com/products/385

[7] Kho, Dickson., 2014, Pengertian Baterai dan Jenis-jenisnya, diakses pada

28 Juli 2015, dari world wide web:

http://teknikelektronika.com/pengertian-baterai-jenis-jenis-baterai/

[8] Naftali, Y., 2008, GPS (Global Positioning System), diakses pada 29 Juli 2015, dari world wide web: http://www.yohanli.com/gps-global-positioning-system.html

[9] Robot Wiki, 2015, Moisture Sensor (SKU:SEN0114), diakses pada 18

Maret 2015, dari world wide web:

http://www.dfrobot.com/wiki/index.php?title=Moisture_Sensor_(SKU:SE N0114)

vi

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT., Pencipta dan Pemelihara alam semesta, shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW., keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.

Atas rahmat Allah SWT., ahkirnya Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, meskipun proses belajar sesungguhnya tak akan pernah berhenti. Tugas Akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin Penulis sebutkan satu persatu, namun dengan segala kerendahan hati, Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh Dosen Teknik Komputer selama melaksanakan studi dan menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ayah, Ibu, dan keluarga besar yang sudah memberikan dukungan baik secara moril dan materi, terima kasih atas semua do’a, nasihat, dan kepercayaan yang diberikan kepada Penulis.

2. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer dan Dosen Wali.

3. Bapak Agus Mulyana, M.T., selaku pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, saran, dan bimbingan kepada Penulis.

4. Bapak dan Ibu Dosen di Jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer Indonesia, yang telah banyak memberikan ilmu, wawasan, motivasi, serta bimbingan, baik secara akademik maupun non akademik.

5. Seluruh staff administrasi di Unikom, terima kasih atas segala pelayanan akademiknya.

6. Teman-teman asisten di Lab. Elektronika Jurusan Teknik Komputer, terima kasih atas semua dukungan dan bantuannya.

7. Semua orang yang telah membantu Penulis dalam mengerjakan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

vii

Penulis menyadari dengan sepenuhnya bahwa dengan keterbatasan ilmu dan kemampuan yang Penulis miliki, penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu dengan senang hati penulis menerima segala saran dan kritik yang sifatnya membangun demi lebih baiknya tugas akhir ini.

Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang bermafaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin keilmuan yang Penulis dalami.

Bandung, Agustus 2015