Sistem Penyiraman Tanaman Otomatis Dengan Menggunakan Sensor Kelembaban Tanah Berbasis Arduino
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Sejalan dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat dan juga dengan bertambahnya
populasi manusia, menyebabkan terjadinya krisis kebutuhan air karena penggunaan secara
terus menerus dalam jumlah besar oleh manusia. Ironisnya air merupakan kebutuhan yang
paling utama bagi seluruh mahluk hidup. Pada saat musim kemarau keberadaan air semakin
langka untuk digunakan pada lahan pertanian. Untuk mendapatkan hasil pertanian yang
maksimal dan mengurangi penggunaan air yang sia- sia, pemberian air pada lahan pertanian
tidak boleh kurang atau lebih. Karena pemberian air yang kurang atau berlebihan pada
tumbuhan dapat menyebabkan tumbuhan tersebut kering atau busuk. Salah satu cara untuk
mengetahui apakah air yang dibutuhkan tanaman sesuai dengan kebutuhannya, dapat dilihat
dari kelembaban tanahnya.
Alat ukur kelembaban tanah yang ada sekarang di pasaran umumnya relatif mahal,
karena harga sensor soil moisture yang mahal. Oleh karena itu, muncul ide untuk membuat
alat ukur kelembaban tanah yang relatif murah dengan hasil pengukuran yang baik
menggunakan sensor soil moisture yang relatif murah. Berbagai isu lingkungan telah menarik
perhatian masyarakat luas, terutama yang berkaitan dengan permasalahan akibat perubahan
kondisi lingkungan seperti banjir, kekeringan, pemanasan global, dan lain-lain.
Krisis
lingkungan yang telah terjadi dalam skala nasional maupun global tersebut, telah
mengancam keberadaan seluruh makhluk hidup di bumi.
Perkembangan
suatu
wilayah
umumnya
diikuti
oleh
perubahan
kondisi
Universitas Sumatera Utara
lingkungannya sebagai konsekuensi pembangunan dan
segala
aktivitas
penduduknya.
Kelembaban tanah merupakan salah satu variabel kunci dalam proses hidrologi yang
berperan penting dalam menentukan ketersediaan air sebagai unsur yang sangat fundamental
dalam kehidupan manusia. Secara umum, kelembaban tanah adalah air yang ditahan pada ruang
di antara partikel tanah.
Kelembaban tanah merupakan salah satu parameter penting untuk banyak proses
hidrologi, biologi dan kimia. Informasi kelembaban tanah diperlukan untuk kalangan luas di
pemerintahan maupun swasta yang antara lain berkaitan erat dengan cuaca dan iklim, potensi
runoff dan kontrol banjir, erosi tanah dan kemiringan lereng, manajemen sumber daya air, geoteknik, dan kualitas air. Informasi kelembaban tanah juga biasa digunakan untuk prediksi
cuaca, peringatan awal kekeringan, penjadwalan irigasi, dan perkiraan panen.
Penentuan kadar air tanah dapat dilakukan dengan beberapa cara, salah satunya adalah
metode gravimetrik. Metode gravimetrik merupakan metode konvensional yang memiliki
akurasi yang cukup baik. Dalam metode gravimetrik dilakukan pengukuran berat tanah
sebagai variabel dalam pengukuran kelembaban tanah.
Prinsip metode ini adalah
membandingkan berat air tanah terhadap berat tanah kering. Meskipun cara ini sederhana,
namun metode gravimetrik harus dilakukan di laboratorium sehingga penerapannya
membutuhkan waktu dan tenaga yang banyak untuk mendapatkan satu nilai kelembaban
tanah.
Sensor kelembaban tanah adalah sensor yang digunakan untuk melakukan pengukuran
kelembaban tanah. Prinsip kerja sensor kelembaban tanah ini adalah memberikan luaran
berupa besaran listrik sebagai akibat adanya air yang berada di antara lempeng kapasitor
silinder. Keunggulan metode ini yaitu pengukuran dapat langsung dilakukan secara mudah
di lapangan dan nilai kelembaban tanah langsung dapat diketahui. Berdasarkan pemaparan
di atas, maka penelitian yang akan dilakukan adalah pembuatan sensor kelembaban
Universitas Sumatera Utara
tanah menggunakan sensor probe.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan
tersebut
uraian
kedalam
diatas,
Proyek
ini
penulis
dengan
tertararik
judul
untuk
mengangkat permasalahan
“ SISTEM PENYIRAM TANAMAN
OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR KELEMBABAN TANAH BERBASIS
ARDUINO” . Pada alat ini akan digunakan sebuah sensor yang menggunakan dua probe,
sebuah mikrokontroler ATMega 328P yang berfungsi untuk mengontrol dan Arduino Promini
untuk membaca data.
1.3 Batasan Masalah
Pembatasan masalah dalam Tugas Akhir ini hanya mencakup beberapa point
utama, diantaranya adalah sebagai berikut:
1.
Bagaimana membantu petani untuk menyiram tanaman dengan bantuan teknologi modern
sehingga menjadi efektif dan efesien
2.
Pembahasan
sensor
kelembaban
tanah
bertipe
yl
69
sebagai pengukur
kelembaban tanah
3.
Mikrokontroller yang digunakan adalah ATMega 328P yang hanya difungsikan sebagai
pengontrol dari tegangan yang masuk
1.4 Tujuan Penulisan
1.
Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (DIII) Metrologi dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
2.
Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang Ilmu instrumentasi pengontrolan
dan elektronika sebagai bidang yang diketahui.
3.
Mengetahui cara kerja sensor kelembaban tanah berbasis Mikrokontroler AtMega
328P.
1.5.
Sistematika Penulisan
Untuk
mempermudah
pembahasan
dan
pemahaman,
penulis
membuat sistematika
penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari pengukuran alat ukur kelembaban tanah
berbasis mikrokontroler ATMega 328P, maka penulis menulis tugas akhir ini dengan urutan
sebagai berikut :
BAB I
: PENDAHULUAN
Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, sistematika
penulisan dari penulisan tugas akhir ini.
BAB II : LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan
dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain
Atmega
328P,
sensor yl 69,
bahasa program yang
tentang
dipergunakan,
Mikrokontroler
serta
cara
dari mikrokontroler Atmega 328P dan komponen pendukung.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas tentang perencanaan dan pembuatan system secara keseluruhan.
Universitas Sumatera Utara
kerja
BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat.dll
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan kemungkinan
pengembangan alat.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Sejalan dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat dan juga dengan bertambahnya
populasi manusia, menyebabkan terjadinya krisis kebutuhan air karena penggunaan secara
terus menerus dalam jumlah besar oleh manusia. Ironisnya air merupakan kebutuhan yang
paling utama bagi seluruh mahluk hidup. Pada saat musim kemarau keberadaan air semakin
langka untuk digunakan pada lahan pertanian. Untuk mendapatkan hasil pertanian yang
maksimal dan mengurangi penggunaan air yang sia- sia, pemberian air pada lahan pertanian
tidak boleh kurang atau lebih. Karena pemberian air yang kurang atau berlebihan pada
tumbuhan dapat menyebabkan tumbuhan tersebut kering atau busuk. Salah satu cara untuk
mengetahui apakah air yang dibutuhkan tanaman sesuai dengan kebutuhannya, dapat dilihat
dari kelembaban tanahnya.
Alat ukur kelembaban tanah yang ada sekarang di pasaran umumnya relatif mahal,
karena harga sensor soil moisture yang mahal. Oleh karena itu, muncul ide untuk membuat
alat ukur kelembaban tanah yang relatif murah dengan hasil pengukuran yang baik
menggunakan sensor soil moisture yang relatif murah. Berbagai isu lingkungan telah menarik
perhatian masyarakat luas, terutama yang berkaitan dengan permasalahan akibat perubahan
kondisi lingkungan seperti banjir, kekeringan, pemanasan global, dan lain-lain.
Krisis
lingkungan yang telah terjadi dalam skala nasional maupun global tersebut, telah
mengancam keberadaan seluruh makhluk hidup di bumi.
Perkembangan
suatu
wilayah
umumnya
diikuti
oleh
perubahan
kondisi
Universitas Sumatera Utara
lingkungannya sebagai konsekuensi pembangunan dan
segala
aktivitas
penduduknya.
Kelembaban tanah merupakan salah satu variabel kunci dalam proses hidrologi yang
berperan penting dalam menentukan ketersediaan air sebagai unsur yang sangat fundamental
dalam kehidupan manusia. Secara umum, kelembaban tanah adalah air yang ditahan pada ruang
di antara partikel tanah.
Kelembaban tanah merupakan salah satu parameter penting untuk banyak proses
hidrologi, biologi dan kimia. Informasi kelembaban tanah diperlukan untuk kalangan luas di
pemerintahan maupun swasta yang antara lain berkaitan erat dengan cuaca dan iklim, potensi
runoff dan kontrol banjir, erosi tanah dan kemiringan lereng, manajemen sumber daya air, geoteknik, dan kualitas air. Informasi kelembaban tanah juga biasa digunakan untuk prediksi
cuaca, peringatan awal kekeringan, penjadwalan irigasi, dan perkiraan panen.
Penentuan kadar air tanah dapat dilakukan dengan beberapa cara, salah satunya adalah
metode gravimetrik. Metode gravimetrik merupakan metode konvensional yang memiliki
akurasi yang cukup baik. Dalam metode gravimetrik dilakukan pengukuran berat tanah
sebagai variabel dalam pengukuran kelembaban tanah.
Prinsip metode ini adalah
membandingkan berat air tanah terhadap berat tanah kering. Meskipun cara ini sederhana,
namun metode gravimetrik harus dilakukan di laboratorium sehingga penerapannya
membutuhkan waktu dan tenaga yang banyak untuk mendapatkan satu nilai kelembaban
tanah.
Sensor kelembaban tanah adalah sensor yang digunakan untuk melakukan pengukuran
kelembaban tanah. Prinsip kerja sensor kelembaban tanah ini adalah memberikan luaran
berupa besaran listrik sebagai akibat adanya air yang berada di antara lempeng kapasitor
silinder. Keunggulan metode ini yaitu pengukuran dapat langsung dilakukan secara mudah
di lapangan dan nilai kelembaban tanah langsung dapat diketahui. Berdasarkan pemaparan
di atas, maka penelitian yang akan dilakukan adalah pembuatan sensor kelembaban
Universitas Sumatera Utara
tanah menggunakan sensor probe.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan
tersebut
uraian
kedalam
diatas,
Proyek
ini
penulis
dengan
tertararik
judul
untuk
mengangkat permasalahan
“ SISTEM PENYIRAM TANAMAN
OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR KELEMBABAN TANAH BERBASIS
ARDUINO” . Pada alat ini akan digunakan sebuah sensor yang menggunakan dua probe,
sebuah mikrokontroler ATMega 328P yang berfungsi untuk mengontrol dan Arduino Promini
untuk membaca data.
1.3 Batasan Masalah
Pembatasan masalah dalam Tugas Akhir ini hanya mencakup beberapa point
utama, diantaranya adalah sebagai berikut:
1.
Bagaimana membantu petani untuk menyiram tanaman dengan bantuan teknologi modern
sehingga menjadi efektif dan efesien
2.
Pembahasan
sensor
kelembaban
tanah
bertipe
yl
69
sebagai pengukur
kelembaban tanah
3.
Mikrokontroller yang digunakan adalah ATMega 328P yang hanya difungsikan sebagai
pengontrol dari tegangan yang masuk
1.4 Tujuan Penulisan
1.
Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (DIII) Metrologi dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
2.
Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang Ilmu instrumentasi pengontrolan
dan elektronika sebagai bidang yang diketahui.
3.
Mengetahui cara kerja sensor kelembaban tanah berbasis Mikrokontroler AtMega
328P.
1.5.
Sistematika Penulisan
Untuk
mempermudah
pembahasan
dan
pemahaman,
penulis
membuat sistematika
penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari pengukuran alat ukur kelembaban tanah
berbasis mikrokontroler ATMega 328P, maka penulis menulis tugas akhir ini dengan urutan
sebagai berikut :
BAB I
: PENDAHULUAN
Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, sistematika
penulisan dari penulisan tugas akhir ini.
BAB II : LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan
dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain
Atmega
328P,
sensor yl 69,
bahasa program yang
tentang
dipergunakan,
Mikrokontroler
serta
cara
dari mikrokontroler Atmega 328P dan komponen pendukung.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas tentang perencanaan dan pembuatan system secara keseluruhan.
Universitas Sumatera Utara
kerja
BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat.dll
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan kemungkinan
pengembangan alat.
Universitas Sumatera Utara