RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL KADAR pH pada MEDIA TANAMAN HIDROPONIK BERBASIS ARDUINO UNO

  

RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL KADAR pH pada MEDIA

TANAMAN HIDROPONIK BERBASIS ARDUINO UNO

LAPORAN AKHIR

  Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika

  Oleh:

  

R.A ELIZA APRIANI

061430321164

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

  

2017

  

HALAMAN PENGESAHAN

RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL KADAR pH pada MEDIA

TANAMAN HIDROPONIK BERBASIS ARDUINO UNO

LAPORAN AKHIR

  Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Oleh:

  

R.A ELIZA APRIANI

061430321164

Palembang, Agustus 2017

  

Menyetujui,

  Pembimbing I Pembimbing II Ir. Yordan Hasan.,M.Kom M.Taufik Roseno,S.T.,M.Kom NIP 195910101990031004 NIP 197703232003121002

  

Mengetahui,

  Ketua Jurusan Ketua Program Studi Teknik Elektronika Yudi Wijanarko, S.T., M.T Amperawan, S.T., M.T NIP 196705111992031003 NIP 196705231993031002

KATA PENGANTAR

  Allhamdulillah, puji dan syukur kehadirat Allah SWT. Yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini yang berjudul

  “Rancang Bangun Alat Pengontrol Kadar pH pada Media Tanaman Hidroponik Berbasis Arduino Uno ”. Shalawat beserta

  salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat dan pengikutnya yang istiqomah hingga akhir zaman. Laporan akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro program studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.

  Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua yang selalu mendukung dalam pembuatan laporan akhir ini baik itu berupa moril maupun materil. Selain itu terimakasih juga sebesar-besarnya kepada:

  1. Bapak Ir. Yordan Hasan, M.Kom., selaku Pembimbing I 2. Bapak M.Taufik Roseno, S.T.,M.Kom., selaku Pembimbing II

  Penulis juga mengucapkan terimakasih atas bantuan dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini, kepada :

  1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  3. Bapak H. Herman Yani,S.T.,M.Eng., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  4. Bapak Amperawan,S.T.,M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  5. Seluruh staf Laboratorium dan Bengkel Teknik Elektronika.

  6. Semua dosen dan seluruh staff serta karyawan administrasi di jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  7. Kepala Perpustakaan beserta staff administrasi perpustakaan pusat dan perpustakaan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

  8. Rekan-rekan seperjuangan Teknik Elektronika POLSRI 2014 khususnya kelas ED POLSRI 2014 yang selalu saling memberikan semangat dan motivasi.

  9. Semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu dalam pembuatan laporan akhir ini.

  Dalam penulisan Laporan Akhir ini, penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun guna penyempurnaan dalam penulisan ini.

  Akhirnya penulis berharap semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi mahasiswa Politeknik Negeri Sriwijaya jurusan Teknik Elektro program studi Teknik Elektronika.

  Palembang, Agustus 2017 Penulis

  

vii

  

ABSTRAK

RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL KADAR pH

pada MEDIA TANAMAN HIDROPONIK

BERBASIS ARDUINO UNO

  Dari R.A ELIZA APRIANI 0614 3032 1164

  Keberhasilan di bidang pertanian hidroponik ditentukan oleh beberapa faktor antara lain kualitas bibit dan kualitas air. Tanaman hidroponik adalah jenis tanaman yang menggunakan air sebagai media tanam. pH merupakan salah satu parameter kualitas air yang harus diperhatikan dalam proses pertanian hidroponik. Parameter air yang cocok untuk pertumbuhan tanaman hidroponik berada pada range 6 - 7. Proses pengontrolan pH air tanaman hidroponik menggunakan ATMega 328P yang terintegritas dengan arduino sebagai perangkat kontrol. Pembacaan nilai pH menggunakan sensor analog pH meter v1.0. Apabila nilai pH yang terbaca oleh sensor berada dibawah 6 maka sistem akan memerintahkan untuk mengaktifkan pompa larutan basah dan jika niali pH terbaca berada diatas 7 maka sistem akan memerintahkan untuk mengaktifkan pompa larutan asam.

  

Kata Kunci : Tanaman hidroponik, Pengontrol pH, ATMega 328P, Analog pH

  meter v1.0

  

ABSTRACT

DESIGN of pH LEVEL CONTROLLER

for HYDROPONIC PLANTS MEDIA

BASED ON ARDUINO UNO

  

By:

  R.A ELIZA APRIANI 0614 3032 1164

  

Success in the field of hydroponic agriculture is determined by several factors

such as seed quality and water quality. Hydroponics is a type of plant that uses

water as a planting media.

PH is one of the water quality parameters that must be considered in the

hydroponic farming process. Water parameters suitable for hydroponic plant

growth are in the range 6-7.

Process control of hydroponic plant water pH using ATMega 328P integrated

with arduino as control device. The pH value reading using pH meter v1.0

analogue sensor. If the pH value read by the sensor is below 6 then the system

will command to activate the wet solution pump and if the pH value reads above 7

then the system will be ordered to activate the acid solution pump.

  

Keywords: Hydroponic plant, pH controller, ATMega 328P, Analog pH meter

v1.0 v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

  

Air mata dan tangisan adalah hal yang lumrah dalam kehidupan tapi

jangan larut dalam kesedihan. Cukup bangun dan kerjakan, ingat

senyuman orang-orang yang kau sayang. -R.A Eliza Apriani -

“Allah tidak membebani seseorang itu melainkan sesuai dengan

kesanggupannya.” (Q.s. Al–Baqarah: 286) kupersembahkan kepada : Allah Swt. yang telah memberikan nikmat

• kesempatan dan kemudahan bagi saya untuk dapat membuat laporan akhir ini serta Nabi Muhammad SAW.
• Mama Ana Yumarni yang selalu memberikan dukungan moril dan materil, dalam suka dan duka dan mendoakanku selalu.

  Kedua orang tuaku, Papa R.M Aliamin dan

• Lingga Syaputra, beserta keluarga besarku yang selalu memberi dukungan dan semangat.

  Kakakku R.A Liana Anggraini dan adikku R.M

• khususnya kelas ED POLSRI 2014.

  Teman seperjuangan Elektronika 2014

• memberi saran serta menyemangati.

  Teman basecamp yang sudah membantu dan

• yang selalu ada dalam suka duka, saling menyemangati dan saling membantu.

  Iis Setiawati, Hartini dan Nurlaila Febriani

• yang saya hormati.

  Para dosen dan staff di Teknik Elektronika

• Almamaterku.

  DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN ................................................................... ii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................................ iii ABSTRAK ................................................................................................. iv ABSTRACT ................................................................................................ v KATA PENGANTAR ............................................................................... vi DAFTAR ISI .............................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR ................................................................................. x DAFTAR TABEL ..................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xii

  BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .....................................................................................

  1 1.2 Tujuan dan Manfaat ..............................................................................

  2 1.2.1.

  2 Tujuan ........................................................................................

  1.2.2.

  2 Manfaat ......................................................................................

  1.3 Rumusan Masalah .................................................................................

  2 1.4 Batasan Masalah ...................................................................................

  3 1.5 MetodologiPenulisan ............................................................................

  3 1.5.1 Metode Studi Pustaka ...................................................................

  3 1.5.2 Metode Observasi.........................................................................

  3 1.5.3 Metode Wawancara ......................................................................

  3 1.6 Sistematika Penulisan ...........................................................................

  4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Hidroponik ...........................................................................

  5

  2.2 Kadar pH Air.......................................................................................... 6 2.3 Sensor ....................................................................................................

  7 2.3.1 Sensor pH ....................................................................................

  9 2.4 Mikrokontroler ......................................................................................

  11 2.4.1 Sejarah Arduino ..........................................................................

  12 2.4.2 Pengertian Arduino .....................................................................

  13 2.4.3 Arduino uno .................................................................................

  14

  2.4.4 Bagian

• – Bagian Arduino uno ...................................................... 15 2.4.5 Komponen Utama Arduino uno ..................................................

  15 2.4.6 Software Arduino Uno IDE ..........................................................

  17 2.5 Pompa Air .............................................................................................

  18 2.6 Elektronik Relay ...................................................................................

  21 2.7 LCD (Liquid Crystal Display) ..............................................................

  25

  viii

  BAB III RANCANG BANGUN ALAT 3.1 Perancangan ..........................................................................................

  BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Tujuan Pengukuran Alat .......................................................................

  43 DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................

  43 5.2 Saran .....................................................................................................

  41 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ..........................................................................................

  39 4.7 Analisa ...................... .................................................................. .........

  39 4.6 Data Hasil Pengukuran ..........................................................................

  38 4.5 Metode Pengukuran ..............................................................................

  38 4.4 Prosedur Pengukuran dan Analisa Peralatan ........................................

  38 4.3 Peralatan Pengukuran ............................................................................

  37 4.2.2 Rangkaian Penguji Driver Relay ..................................................

  4.2 Rangkaian Penguji................................................................................. 37 4.2.1. Rangkaian Penguji Sensor pH .....................................................

  37

  3.6.1 Perancangan Prototype alat ......................................................... 35

  26 3.2 Diagram Blok ................................. ......................................................

  35

  34 3.6 Perancangan Mekanik ..........................................................................

  33 3.5.6 Skematik Rangkaian Keseluruhan Alat ......................................

  31 3.5.5 Rangkaian LCD dengan 12C ......................................................

  31 3.5.4 Rangkaian Modul Sensor pH v1.1 ..............................................

  30 3.5.3 Rangkaian Arduino Uno ...............................................................

  29 3.5.2 Perancangan rangkaian Driver Relay ...........................................

  29 3.5.1 Perancangan Catu Daya ..............................................................

  29 3.5 Perancangan Elektronik ........................................................................

  28 3.4 Pearancangan Alat ................................................................................

  27 3.3 Perancangan Perangkat Lunak ..............................................................

  44 LAMPIRAN................................................................................................ 46 ix

  DAFTAR GAMBAR

  24 Gambar 2.16 Bentuk fisik LCD .................................................................

  38

  37 Gambar 4.2 Rangkaian Driver Relay ..........................................................

  35 Gambar 4.1 Rangkaian Penguji Sensor PH ................................................

  34 Gambar 3.9 Prototype Alat .........................................................................

  33 Gambar 3.8 Skema Rangkaian Keseluruhan ...............................................

  32 Gambar 3.7 Skema Rangkaian LCD dengan 12C .......................................

  31 Gambar 3.6 Skema Rangkaain Modul Sensor pH v1.1 ..............................

  30 Gambar 3.5 Skema Arduino Uno ................................................................

  29 Gambar 3.4 skema Rangkaian Driver Relay ...............................................

  28 Gambar 3.3 Skema Rangkaian Catu Daya ................................................

  27 Gambar 3.2 Diagram Alir Sistem ..............................................................

  25 Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem .............................................................

  22 Gambar 2.15 Jenis Relay.............................................................................

  Halaman

  22 Gambar 2.14 Bagian-bagian Relay ............................................................

  19 Gambar 2.13 Bentuk dan Simbol Relay .....................................................

  19 Gambar 2.12 Bagian-bagian Pompa ...........................................................

  18 Gambar 2.11 Pompa Air Jet Pump .............................................................

  16 Gambar 2.10 Pompa Air .............................................................................

  16 Gambar 2.9 Blok Diagram Mikrokontroller Atmega 328 .........................

  15 Gambar 2.8 Pin Mikrokontroller Atmega 328 ...........................................

  14 Gambar 2.7 Bagian-bagian Arduino ...........................................................

  11 Gambar 2.6 Arduino Uno ............................................................................

  10 Gambar 2.5 Proses Pertukaran Ion ..............................................................

  9 Gambar 2.4 Skema Sistem Elektroda Kaca ...............................................

  8 Gambar 2.3 Sensor pH ...............................................................................

Gambar 2.1 Skala pH................................................................................... 7 Gambar 2.2 bagan Sensor ..........................................................................

  x

  DAFTAR TABEL

  Halaman Tabel 2.1 Kadar pH pada Tanaman Hidroponik ......................................

  6 Tabel 2.2 Konfigurasi Pin Arduino Uno ....................................................

  15 Tabel 4.1 Tabel Pengujian Rangkaian Sensor pH ......................................

  39 Tabel 4.2 Tabel Pengujian Driver Relay ....................................................

  40 Tabel 4.3 Kerja Pompa Saat Rangkaian Bekerja........................................ 41

  

xi