Sistem Pemupukan Otomatis Berdasarkan Kandungan Unsur Hara Dari Tingkat Kelembaban Tanah

KELEMBAHAN TANAH

TUGAS AKHIR

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada

Program Studi Strata Satu Sistem Komputer Di Jurusan Teknik Komputer

Oleh

Ardy Sandry Singgalen 10210068

Pembimbing Ayub Subandi, M.T

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

2015

v

KATA PENGANTAAR

Segala puji dan syukur bagi Tuhan Yesus Kristus, oleh karena rahmat, serta kemurahan yang selalu dilimpakan, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa pada proses penyusunan Tugas Akhir tidak luput dari bantuan, dorongan, serta masukan yang membangun dari berbagai pihak, sehingga penulis dapat merasa sangat dibantu. Untuk itu dikesempatan ini, Penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer,

2. Dr. Wendi Zarman, M.Si. selaku Ketua Program Studi Teknik Komputer, 3. Ayub Subandi, M.T selaku dosen pembimbing yang telah membimbing,

dan memberikan masukan kepada Penulis sehingga dapat mengerjakan tugas akhir ini,

4. Susmini Indriani Lestariningati M.T selaku Dosen Wali 10 TK-2 yang selalu memberikan dukungan moral melalui nasihat-nasihat untuk lebih tekun lagi dalam belajar,

5. Kedua Orang tua tercinta, Ayah dan ibu (Junskar Ridolof Singgalen dan Juliati Sondak) yang selalu memberikan dukungan lewat doa, dana dan motivasi sehingga membuat pengerjaan tugas akhir ini dapat terlaksana, 6. Kawan - kawan seperjuangan tugas akhir, yang tidak bosan memberikan

dukungan moril, masukan bahkan kritikan selama perkuliahan pada tugas akhir ini,

7. Saudara saya Rinaldo Singgalen, yang telah menyumbangkan waktu, perhatian serta tenaga, mulai dari proses awal sampai pada akhir perngerjaan tugas akhir,

8. Teman-teman yang sudah saya anggap seperti saudara sendiri, Roby dan Ramesh, yang sudah membantu saya dalam pembuatan makanis pada tugas akhir ini.

vi

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

Bandung, Agustus 2015

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... i

LEMBAR PERNYATAAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Maksud dan Tujuan ... 2

1.5 Metodologi Penelitian ... 3

1.6 Sistematika Penulisan Laporan... 3

BAB II TEORI PENUNJANG ... 5

2.1 Pemupukan ... 5

2.2 Unsur Hara dan Hubungannya dengan Kelembaban... 6

2.3 Mekanisme Spidercam ... 6

2.4 Mikrokontroler AVR ATmega8535 ... 7

2.5 Mikrokontroler ATtiny2313 ... 9

2.6 Moisture Sensor ( Sensor Kelembaban ) ... 11

2.7 Catu Daya ... 12

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 13

3.1 Perancangan Mekanik ... 14

3.1.1 Bagian Pengontrol ... 14

3.1.2 Bagian Lahan ... 15

3.1.2.1 Bagian Pemupuk ... 15

3.1.2.2 Bagian Pengontrol Tali ... 16

3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 17

viii

3.2.2 Microkontroler Attiny2313 ... 18

3.2.3 Motor Servo Continous ... 19

3.2.4 Moisture Sensor ( Sensor Kelembaban ) ... 21

3.2.5 Driver Motor DC ... 22

3.2.6 Selenoid Valve ... 23

3.2.7 Konsep Pergerakan Sistem... 24

3.2.7.1 Pergerakan Sumbu X dan Y ... 25

3.2.7.2 Pergerakan Sumbu Z ... 31

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 31

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 38

4.1 Pengujian pada Pergerakan Motor... 38

4.1.1 Pergerakan pada Sumbu X dan Y ... 38

4.1.2 Pergerakan pada Sumbu Z ... 41

4.2 Pengujian pada Sensor Kelembaban Tanah(Moisture Soil) ... 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 45

5.1 Kesimpulan ... 45

5.2 Saran ... 46

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semakin lama teknologi mengambil peranan penting dalam kehidupan manusia. Teknologi dalam perkembangannya, selalu digunakan untuk memudahkan manusia untuk mengatasi setiap permasalahan dalam berbagai bidang, seperti bidang pertahanan dan keamanan, bidang kesehatan, bidang pendidikan, bidang pertanian dan lain sebagainya.

Proses pemupukan tanah yang efisien merupakan salah satu permasalahan dalam bidang pertanian. Biasanya para petani hanya melakukan pemupukan secara merata tanpa memperhatikan kondisi dari tanah tersebut masih subur atau tidak. Dalam hal ini kita dapat beranggapan bahwa adanya kekurangan dalam efisiensi pemupukan yang mungkin akan mengakibatkan pemborosan dalam penggunaan pupuk. Untuk mengatasi hal ini, penulis mencoba untuk merancang sebuah sistem yang bisa menebarkan pupuk secara efisien melalui Tugas Akhir yang berjudul ”SISTEM PEMUPUKAN OTOMATIS BERDASARKAN KANDUNGAN UNSUR HARA DARI TINGKAT KELEMBABAN TANAH”. Sistem ini berkerja dengan cara memberikan pupuk pada tanah yang terdeteksi memiliki kandungan unsur hara (kesuburan) yang rendah saja. Dengan menggunakan sensor khusus, kita dapat mengukur seberapa subur tanah tersebut. Nilai yang merepresentasikan kandungan unsur hara pada tanah yang didapat dari sensor akan dijadikan sebagai tolak ukur untuk mengambil keputusan. pengambilan keputusan dalam hal ini adalah memberikan pupuk atau tidak. Jika kandungan unsur hara pada tanah di mana tanaman tumbuh merepesentasikan tanah tersebut membutuhkan pupuk, maka sistem akan memupuk tanah tersebut. Jika tidak, maka sistem akan terus bergerak untuk mengukur kandungan unsur hara tanah yang ada pada tanaman selanjutnya.

Sistem ini menggunakan konsep pergerakan yang hampir sama seperti sistem spidercam, yang dapat bergerak melintasi seluruh area dalam suatu ruangan berdasarkan arah yang ditentukan oleh input yang berupa sumbu X,Y dan Z Dengan demikian diharapkan sistem ini dapat membantu meningkatkan efisiensi dalam penyebaran pupuk pada tanah, serta menghemat penggunaan pupuk.

1.2 Rumusan Masalah

Agar penelitian ini menjadi terarah, maka perlu dirumuskan masalah yang akan diteliti. Berdasarkan identifikasi masalah di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah.

1. Apakah kinerja dari sistem lebih efisien dari pada kinerja manual dalam hal penebaran pupuk?

2. Bagaimana cara sistem bekerja dalam mewujudkan kinerja yang efisien pada proses pemupukan?

3. Bagaimana cara kerja sistem membedakan tanah yang membutuhkan pupuk dan tanah yang tidak membutuhkan pupuk?

4. Bagaimana cara kerja sistem dapat bergerak dan melintas jalur tanaman yang akan dideteksi.

1.3 Batasan Masalah

Agar permasalah yang akan dibahas dapat terfokus dan tidak melebar kemana-mana, maka disini hanya akan membahas mengenai :

1. Bentuk sistem berupa prototype.

2. Tanah yang dipupuk adalah tanah sudah ditanami tanaman..

3. Ruang lingkup area yang akan digunakan dalam penelitian, adalah prototype lokasi penanaman tanaman yang ada dalam ruangan, dan pada hal ini dibatasi berukuran untuk penelitian awal.

4. Jarak antar tanaman yang digunakan dalam percobaan berjarak 15 cm.

5. Menganalisis kinerja pemupukan yang efisiean dari sisi penggunaan pupuk menggunakan sistem yang dibuat..

1.4 Maksud dan Tujuan

Adapun maksud dari penelitian ini adalah merancang dan membuat sistem pemupukan otomatis yang dapat memupuk tanah berkualitas rendah yang dideteksi menggunakan sensor kelembaban.

Tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini, yaittu membuat sistem dapat bekerja sedemikian rupa sehingga diharapkan dapat mencapai kinerja yang efisien, disbanding proses pemupukan secara manual dalam hal pemupukan tanah dalam hal pemberian pupuk.

1.5 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang akan digunakan untuk pengerjaan / penyusunan tugas akhir ini adalah :

1. Studi Literatur

Metoda ini digunakan untuk mendapatkan informasi dan pengetahuan dari literatur-literatur yang sudah ada, baik dari buku,jurnal dan internet.

2. Observasi

Metoda ini dilakukan untuk melakukan observasi terhadap landasan teori apa saja yang digunakan dalam perancangan sistem pemupukan otomatis dengan berbekal informasi dan pengetahuan yang sudah didapatkan dari studi literatur.

3. Perancangan Model Sistem

Metoda ini dilakukan untuk menerapkan informasi yang sudah didapatkan dari studi literatur dan pengalaman dalam observasi ke dalam model sistem yang akan dirancang.

4. Pengujian dan Analisis Sistem

Untuk mengetahui kinerja dari sistem, maka model sistem yang telah dirancangan akan di uji apakah hasil yang dihasilkan telah sesuai seperti yang telah direncanakan, dan selanjutnya akan dianalisa untuk mengetahui performa sistem pemupukan otomatis yang telah dirancang. Analisis data yang didapat dari hasil pengujian sistem. Kesimpulan yang diambil dari penelitian yang dilakukan.

1.6 Sistematika Penulisan Laporan

Sistematika penulisan skripsi ini disusun untuk memberikan gambaran umum tentang penelitian yang dijalankan. Sistematika penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut.

BAB I PENDAHULUAN

Menguraikan latar belakang, identifikasi masalah, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, kegunaan penelitian, metoda penelitian, dan sistematika penulisan laporan yang digunakan dalam pembuatan laporan ini.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini berisi tentang teori-teori penunjang yang berkaitan dengan masalah yang dibahas.

BAB III PERANCANGAN SISTEM

Bab ini berisi tentang perancangan hardware maupun software dari sistem yang akan dibuat.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Bab ini berisi tentang hasil uji coba sistem, baik hardware maupun software

secara keseluruhan serta hasil analisanya BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dari pembahasan serta analisa yang diperoleh, untuk meningkatkan mutu dari sistem yang telah dibuat serta saran-saran untuk perbaikan dan penyempurnaan sistem.

5

BAB II

TEORI PENUNJANG

1.1 Pemupukan

Pemupukan adalah tindakan memberikan tambahan unsur-unsur hara pada komplek tanah, baik langsung maupun tak langsung dapat menyumbangkan bahan makanan pada tanaman. Tujuannya untuk memperbaiki tingkat kesuburan tanah agar tanaman mendapatkan nutrisi yang cukup untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas pertumbuhan tanaman. [2]

Dalam aplikasinya, pemupukan dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya sebagai berikut.[4]

1 Pemupukan dengan cara Penaburan atau Penebaran

Pemupukan ini menggunakan jenis pupuk butiran (granule) atau serbuk. Biasanya cara ini diterapkan pada tanaman yang jarak tanamnya rapat atau tidak teratur dan pada tanaman yang sistem perakarannya dangkal seperti tanaman padi.

2 Pemupukan dengan Memanfaatkan Pembuatan Larikan

Langkah-langkah yang harus dilakukan pada cara pemupukan ini adalah dengan membuat larikan di samping tanaman, meletakan pupuk pada larikan, dan menutup kembali larikan dengan tanah agar pupuk yang ditanam tidak menguap. Pemupukan ini dilakukan pada tanaman yang jarak tanamnya lebar dan teratur seperti jagung, kacang tanah, dan lain-lain. 3 Pemupukan dengan Memanfaatkan Lubang Tanam

Digunakan untuk tanaman tahunan (tanaman yang hidup sepanjang tahun) yang sebelumnya diawali dengan pembuatan lubang tanam. Kemudian masukkan pupuk ke dalam lubang lalu tutup kembali dengan tanah. [5] 4 Pemupukan menggunakan Pupuk Cair (pupuk yang dilarutkan dengan air)

Diterapkan jenis cair atau padat yang pemberiannya dilarutkan dulu dalam air. Keuntungan memupuk cara ini adalah pemupukan langsung diserap oleh akar tanaman yang kemudian diolah oleh daun.

1.2 Unsur Hara dan Hubungannya dengan Kelembaban

Unsur hara adalah unsur-unsur kimia yang dibutuhkan oleh tanaman untuk proses tumbuh kembangnya. Berdasarkan tingkat kebutuhannya, unsur hara dapat dikelompokan menjadi 2 bagian, yaitu:

1 Unsur Hara Makro

Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah besar. Contoh : N, P, K, Ca, Mg, S.[10]

2 Unsur hara mikro adalah unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah kecil. Contoh : Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B, Na, Cl

Kelembaban dan suhu sangat mempengaruhi kandungan unsur hara pada tanah. Kelembaban tanah yang rendah akan berpengaruh terhadap menurunnya jasad yang berada di dalam tanah itu sendiri. Apabila hal itu terjadi maka akan mempengaruhi proses-proses kimiawi dan aktivitas jasad-jasad yang dapat merombak unsur hara dalam tanah yang merupakan asupan yang penting bagi proses pertumbuhan pada tanaman. [8]

1.3 Mekanisme Spidercam

Spidercam adalah sistem yang memungkinkan film dan televisi kamera untuk bergerak baik secara vertikal dan horizontal di daerah yang telah ditentukan, biasanya lapangan bermain dari acara olahraga seperti lapangan sepak bola atau lapangan tenis. Nama Spidercam merupakan merek dagang. Perangkat spidercam, digunakan untuk menghasilkan view tiga dimensi atau 3D dalam pertandingan. Spidercam merupakan perangkat kamera yang mampu bergerak tanpa dibatasi oleh kendala di atas tanah. Kamera ini dengan mudah dan dengan tenang mengikuti perintah pilot atau operator. Teknologi inilah yang membuat penonton menjadi lebih dekat dengan lapangan, sehingga bisa melihat pergerakan pemain.

Pengoperasiannya menggunakan empat motor derek yang ditempatkan di setiap sudut lapangan. Operator menggunakan remote control untuk menggerakkan kamera yang dipasang pada kawat baja yang terhubung ke kamera

carrier-gyro-stabil, atau dolly, dengan menggunakan sistem robot. Pergerakan bukan hanya pada kamera, tetapi juga pada penggeraknya. Hal inilah yang

memungkinkan kamera mengambil angle atau sudut pengambilan gambar dari berbagai titik. Spidercam dilatih khusus oleh operator kamera yang bertanggung jawab atas semua masalah yang terjadi pada kamera. [9]

(a) (b)

Gambar 2.1(a) Mekanisme spidercam pada lapangan basket[8], (b) Rancangan Mekanisme Spidercam beserta ukuran [9]

Dalam hal ini sistem mekanisme seperti gambar 2.1.(a) atau gambar 2.1.(b), akan menjadi acuan bagi perancangan sistem pemupukan ini. Hal ini dilakukan agar sistem mampu mencapai seluruh area tanah tanaman yang merupakan salah satu faktor penentu dalam mencapai kinerja yang sistem efisien dari sisi pergerakan sistem.

1.4 Mikrokontroler AVR ATmega8535

Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) ATmega8535 adalah mikrokontroler yang menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program.[3]

Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap. Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dan lain-lain. Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan untuk belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitas dalam penggunaan mikrokontroler ATmega8535.

Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai berikut:

1 Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D. 2 ADC internal sebanyak 8 saluran.

3 Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4 CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5 SRAM sebesar 512 byte.

6 Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 7 Port antarmuka SPI

8 EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 9 Antarmuka komparator analog.

10 Port USART untuk komunikasi serial.

11 Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz. [3]

AVR ATMEGA 8535 mempunyai 40 kaki, 32 kaki yang digunakan untuk keperluan port paralel setiap port terdiri dari 8 pin, sehingga terdapat 4 port, yaitu port A, port B, portC, port D. seperti gambar 2.2 :

Gambar2.2 Kofigurasi Pin AVR ATMEGA 8535[16]

Tabel 2.1 Penjelasan tiap Pin ATMEGA 8535[17]

Pin Keterangan

VCC Tegangan Supply (5 volt)

GND Ground

pulsa minimum akan menghasilkan reset, walaupun clock

sedang berjalan.

XTAL1 Input penguat osilator inverting dan input pada rangkaian operasi clock internal.

XTAL2 Output dari penguat osilator inverting.

AVCC Pin tegangan supply untuk port A dan ADC. Pin ini harus dihubungkan ke VCC walaupun ADC tidak digunakan, maka pin ini harus dihubungkan ke VCC melalui low passfilter. AREF Pin referensi tegangan analaog untuk ADC.

Port A (PA0-PA7)

Port A berfungsi sebagai input analog ke ADC. Port A juga dapat berfungsi sebagai port I/O 8 bit yang bersiafat

bidirectional, jika ADC tidak digunakan maka pin port dapat menyediakan resistor pull-up internal(dipilih untuk setiap bit).

Port B (PB0-PB7)

Port B merupakan I/O 8 bit yang bersifat biderectional

dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit) Port C

(PC0-PC7)

Port C merupakan I/O 8 bit yang bersifat biderectional

dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit) Port D

(PD0-PD7)

Port D merupakan I/O 8 bit yang bersifat biderectional

dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit)

1.5 Mikrokontroler ATtiny2313

ATtiny 2313 merupakan mikrokontroller 8-bit AVR dengan kapasitas memory maksimum sebesar 2 Kbytes yang tersimpan di dalam Memory Flash-nya. ATtiny 2313 merupakan chip IC produksi ATMEL yang termasuk golongan single chip microcontroller, dimana semua rangkaian termasuk memori dan I/O tergabung dalam satu paket IC. Dalam pemrogramannya kontroller ini dapat dijalankan menggunakan 2 bahasa yaitu bahasa Assembly atau bahasa C, sehingga memungkinkan pengguna dapat mengoptimalkan kinerja sistem yang dibuat secara fleksibel.[3]

Gambar 2.3 ATtiny2313[19]

IC ATtiny 2313 seperti yang terlihat pada gamber 2.3 memiliki 2 jenis yaitu jenis PDIP/SOIC (berbentuk prisma segi empat) dan jenis VQFN/MLF (berbentuk kotak) yang pada dasarnya memiliki fungsi yang sama, hanya saja memiliki bentuk yang berbeda.

Gambar 2.4 Kofigurasi Pin ATtiny2313[18]

Gambar 2.4 merupakan konfigurasi pin dari ATTiny 2313. Secara keseluruhan memiliki total 20 pin. Pada tabel 2.2 berikut ini menjelaskan secara garis besar dari konfigurasi tiap-tiap pin-pin :

Tabel 2.2 Penjelasan tiap Pin Attiny2313[18]

Pin Keterangan

VCC Tegangan Supplay (5 volt)

GND Dihubungkan pada Ground. Referensi nol suplai tegangan digital.

RESET Reset berfungsi untuk menyusun ulang routing program dari awal. Biasanya RESET bersifat Active Low, yaitu aktif saat

logika bernilai nol “0”. Sinyal LOW pada pin ini dengan lebar minimum 1,5 mikrodetik akan membawa mikrokontroler ke kondisi Reset, meskipun clock tidak running. Sinyal dengan lebar kurang dari 1,5 mikrodetik tidak menjamin terjadinya kondisi Reset.

XTAL1 XTAL1 adalah masukan ke inverting oscillator amplifier dan input ke internal clock operating circuit.

XTAL2 XTAL2 adalah output dari inverting oscillator amplifier. PORTA

(PA0-PA2)

Pada PORT A hanya terdapat tiga (3) buah pin saja atau 3 bit pin I/O, dimana ketiga pin tersebut (seluruh pin PORT A) digunakan untuk keperluan membuat sistem minimum, yaitu PA.0 dan PA.1 untuk input clock (nama komponen adalah kristal), dan PA.2 untuk input tombol RESET.

PORTB (PB0-PB7)

Pada PORT B terdapat delapan (8) buah pin atau 8 bit pin I/O. Dan juga pada PORT B ini terdapat port SPI(Serial Peripheral Interface), yaitu pin komunikasi untuk

men-download program secara serial syncronous dari komputer ke mikrokontroler, pin-pin tersebut adalah MOSI(PORTB.5), MISO(PORTB.6), SCK(PORTB.7).

PORTD (PD0-PD6)

Pada PORT D terdapat tujuh buah pin atau 7 bit pin I/O.

1.6 Moisture Sensor ( Sensor Kelembaban )

Moisture sensor seperti pada gambar 2.5 adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Sensor ini sangat sederhana, tetapi ideal untuk memantau taman kota, atau tingkat air pada tanaman pekarangan anda. Sensor ini terdiri dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar).

Sensor ini sangat membantu Anda untuk mengingatkan tingkat kelembaban pada tanaman Anda atau memantau kelembaban tanah di kebun Anda. [20]

Gambar 2.5 Funduino Soil Sensor[22]

1.7 Catu Daya

Setiap rangkaian elektronik didesain untuk beroperasi pada tegangan tertentu dalam keadaan konstan. Regulator tegangan menyediakan output

tegangan dc yang konstan dan secara terus menerus menahan tegangan output

pada nilai yang diinginkan. Regulator ini hanya dapat bekerja jika tegangan input

lebih besar daripada tegangan output . Biasanya perbedaan tegangan input dengan

output yang direkomendasikan tertera pada datasheet komponen tersebut.

Dalam hal ini sumber tegangan yang diperoleh berasal dari luar yang terhubung dengan dua buah regulator yang dirangkai secara paralel, yaitu regulator untuk mikrokontroler dan regulator untuk motor servo. Regulator ini dibuat terpisah agar pada saat motor servo dapat mengambil arus yang besar, sehingga sumber arus yang dipergunakan oleh mikrokontroler tidak berkurang[23]. Rangkaian power supply yang digunakan sistem ini dapat dilihat pada gambar 2.6.

13

Bab ini akan membahas tentang perancangan sistem pemupukan otomatis berdasarkan kandungan unsur hara dari tingkat kelembaban pada tanah. Komponen yang akan dibangun untuk pembuatan sistem ini, dirancang dalam bentuk gambar diagram blok secara keseluruhan dari sebuah sistem seperti gambar 3.1.

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Pemupukan Otomatis berdasarkan kandungan NPK pada tanah

Keterangan gambar :

 Mikrokontroller Master : Sebagai pusat control dari sistem.

 Sensor Moisture : Mendeteksi Kandungan unsur hara yang dihitung melalui hubungannya dengan tingkat ph dan kelembaban tanah, dengan kata lain merupakan input sistem.

 Motor Driver : Komponen pengatur gerak motor DC.

Input Proses _Output

Mikokontroller Atmega8535

Master

Sensor

Moisture Motor driver

Solenoid valve

Motor Servo 3

Motor Servo 2

Motor Servo 4

Motor servo 1 Kontroller

Attiny231 Kontroller Attiny231 Kontroller Attiny231 Kontroller Attiny231

 Motor DC : pengatur pergerakan sensor agar dapat berkontak langsung pada tanah pada tahap pemerikasaan kandungan unsur hara.

 Motor servo : pengatur pergerakan tali yang diaplikasikan dalam gerak tarik dan gerak ulur.

 Selenoid valve : komponen yang digunakan untuk membuka dan menutup katup saluran pupuk .

Berdasarkan diagram blog sistem yang dipaparkan pada gambar 3.1, perancangan sistem ini dibagi menjadi tigabagian, yaitu:

1. Perancangan mekanik.

2. Perancangan perangkat keras. 3. Perancangan perangkat lunak. 1.1 Perancangan Mekanik

Perancangan mekanik sistem, dirancang dirancang dalam dua bagian, yaitu : 1.1.1 Bagian Pengontrol

Bagian ini merupakan bagian yang terdiri dari catu daya, microcontroller, driver, yang akan mengatur pergerakan sistem secara keseluruhan. Berikut ini merupakan rancangan mekanik dari sistem kontrol, yang dilihat dari sisi atas. Bentuk dari kontroler dapat dilihat seperti gambar 3.2.

15 cm

Power supply

Atmega8535 Master

Bus data

Attiny2313-pengontrol

motor 1- 4 Driver _motor Port _Output 35 cm

1.1.2 Bagian Lahan

Bagian ini merupakan bagian yang menyatu dengan area lahan dimana terdapat tanaman yang akan dipupuk, yang didesain dengan komponen-komponen elektronik seperti motor Servo, motor servo dan sensor kelembaban yang memiliki peran penting dalam menunjang kinerja sistem untuk memupuk tanah tanaman. Bagian lahan terbagi atas dua bagian, yaitu :

1.1.2.1 Bagian Pemupuk

Merupakan bagian yang terdiri dari sensor pendeteksi kandungan unsur hara, motor servo pengontrol katup aliran pupuk, serta motor Servo unipolar yang akan menggerakan sensor agar dapat berkontak langsung dengan tanah. Berikut ini merupakan rangcangan mekanik bagian pemupuk yang dapat di lihat dari sisi samping. Bentuk dari bagian pemupuk tampak samping dapat dilihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3 Bagian pemupuk tampak samping

Servo Motor

DC Saluran

pupuk

Kaki Penumpuh

Saluran pupuk Katup Saluran

25 cm

12 cm

Selenoid valve

1.1.2.2 Bagian Pengontrol Tali

Pada gambar 3.4 menggambarkan secara keseluruhan tentang bagian pengontrol tali. Bagian yang terdiri dari bentuk mekanik spidercam dan motor Servo ini dirancang sedemikian rupa, sehingga dapat memiliki kinerja yang optimal dalam mengendalikan pergerakan sistem dengan meontrol panjang tali yang ditarik atau diulur. Berikut ini merupakan perancangan mekanik bagian pengontrol tali yang dilihat dari sisi atas seperti pada gambar 3.5.

Gambar 3.4 Bagian pengontrol tali tampak samping

Gambar 3.5 Bagian pengontrol tali tampak atas

Motor Servo 2

Motor Servo, 1

Motor Servo 3 Motor Servo 4

1.2 Perancangan Perangkat Keras

Pada bagian ini akan membahas tentang perangkat keras yang akan digunakan dalam merancang sistem ini.

1.2.1 Mikrokontroler AVR ATmega8535

Mikrokontroler yang digunakan dalam perancangan sistem pemupukan ini menggunakan mikrokontroler AVR Atmega8535 , dengan 32 pin yang dapat digunakan sebagai saluran input atau output. Alasan dari pemilihan mikrokontroler ini adalah karena AVR Atmega8535 mempunyai beberapa fitur yang dibutuhkan dalam perancangan sistem pemupukan berdasarkan fungsi kerjanya, dalam hal ini adalah fitur ADC (Analog to Digital Converter) dan port input atau output. Selain itu, mikrokontroler ini memiliki kemudahan dari sisi pemrogramannya, karena tidak membutuhkan downloader seperti mikrokontroler pada generasi sebelumnya, karena dapat langsung diprogram melalui sistem minimumnya. Bahasa pemrograman untuk membuat program pada mikrokontroler ini juga dapat menggunakan bahasa tingkat rendah (assembly) dan bahasa tingkat tinggi.

Pada perancangan sistem pemupukan ini, mikrokontroler digunakan untuk membaca data sensor, pengontrolan motor servo melalui pengiriman data pada mikrokontroler yang menggerakan motor DC dan motor servo. Berikut ini merupakan konfigurasi port yang digunakan pada mikrokontroler Atmega8535, seperti yang dapat dilihat pada tabel 3.1

Tabel 3.1 Konfigurasi pin yang digunakan pada mikrokontroler Atmega8535 bagian Master

Nama Pin No. Pin Fungsi Keterangan

PortA-0 40 Input Digunakan sebagai Input masukan sensor yang nilainya akan oleh mikrokontroler diolah segabai pemicu kinerja sistem. PortD-3 dan

PortD-4

33 Output Digunakan untuk mengontrol gerak motor DC yang mengarahkan sensor dan ujung saluran pupuk ke permukaan tanah, dan kembali pada sistem.

PortB-3 3 Output

Digunakan untuk mengontrol gerak motor servo yang akan membuka dan menutup katup saluran pupuk.

PortC-0 s/d

PortC-7 22 -29 Output

Digunakan sebagai output yang memicu ke-empat kontroler untuk mengontrol putaran motor Servo sesuai dengan nilai yang dikonfigurasikan, agar bergerak berdasarkan sumbu x dan y.

PortD-1 dan

PortD-2 14-21

Output Digunakan sebagai output yang memicu ke-empat kontroler untuk mengontrol putaran motor Servo sesuai dengan nilai yang dikonfigurasikan, agar bergerak berdasarkan sumbu z.

1.2.2 Microkontroler Attiny2313

Mikrontroler ini digunakan untuk mengontrol motor servo sesuai dengan instruksi yang diberikan oleh mikrokontroler Master. Karena ada empat buah motor servo yang digunakan agar sistem ini dapat bekerja sesuai dengan fungsinya, maka perlu digunakan empat buah mikrokontroler jenis ini. Hal ini dikarenakan motor yang dikontrol harus bergerak secara bersamaan, sedangkan jika motor servo dikontrol hanya dengan satu mikrokontroler, maka akan akan menimbulkan delay (karena instruksi dieksekusi secara berurutan) dari pergerakan masing-masing motor servo yang akan menggangu pergerakan dari sistem. Sehingga menyebabkan penggunaan empat buah motor servo sangat beralasan.

Alasan penggunaan mikrokontoler ini dalam mengontrol motor servo adalah karena mikrokontroler ini sangat sederhana, serta memiliki fitur yang dibutuhkan dalam pengontrolan motor servo (timer,port input atau output). Bentuknya yang mini, serta jumlah port input atau output yang terbatas, membuat mikrokontroler ini tidak terlihat boros hal efisiensi dalam penggunaan komponen.

Berikut ini merupakan konfigurasi port yang digunakan pada mikrokontroler Attiny2313, dari mikrokontroler yang mengontrol motor servo 1 sampai motor kontroler 4, seperti yang dapat dilihat pada tabel 3.2

Tabel 3.2 Konfigurasi pin yang digunakan pada mikrokontroler Attiny 2313 bagian Kontrol 1-4.

Nama Pin No. Pin

Fungsi Keterangan

PortA-0 dan 1 4 dan 5 Input Menerima Data dari Master sebagai input pemicu pergontrolan gerak berdasarkan sumbu z (naik dan turun)

PortD-0 s/d PortD-3

2 dan 3-5

Input

Menerima Data dari Master sebagai input pemicu pergontrolan gerak sumbu x dan y.

PortB-0 s/d

PortB-7 12-15

Output kombinasi Keluaran data output yang digunakan untuk menggerakan motor Servo

1.2.3 Motor Servo Continous

Servo motor banyak digunakan sebagai akuator pada mobile robot atau lengan robot. Servo motor umumnya terdiri dari servo continuous dan servo standart. Servo continuous dapat berputar seberasr 360 derajat, sedangkan servo motor tipe standart hanya mampu berputar 180 derajat.

Untuk menggerakan servo motor ke arah kanan atau ke arah kiri, tergantung dari nilai delay yang kita berikan. Untuk membuat servo pada posisi center, berikan pulsa 1,5ms. Untuk memutar servo ke kanan, berikan pulsa <=1,3ms, dan pulsa >=1,7ms untuk berputar ke kiri dengan delay 20ms, seperti ilustrasi yang digambarkan pada gamber 3.6.

Gambar 3.6 Ilustrasi pergerakan servo[21]

Karena konfigurasi dari gerak servo adalah putar kiri, putar kanan, dan netral, maka perlu adanya penyesuaian berdasarkan tataletak servo, sehingga dapat mempunyai relasi dengan konfigurasi tarik ulur

Tali a Servo 1

Servo 3

Tali c

Tali b Servo 2

Tali d Servo 4

Berdasarkan gambar 3.7 yang menggambarkan tata letak dari servo diatas, dapat diperoleh hubungan antara konfigurasi gerak servo ( putar kiri, putar kanan), dan konfigurasi tarik-ulur tali seperti yang digambarkan pada tabel berikut ini.

Tabel 3.3 Hubungan Konfigurasi gerak dasar servo dengan konfigurasi tarik ulur sistem berdasarkan tata letak servo

Motor servo

Konfigurasi Gerak

Putar kanan Putar kiri

Servo 1 Ulur tali Tarik tali

Servo 2 Tarik tali Ulur tali

Servo 3 Tarik tali Ulur tali

Servo 4 Ulur tali Tarik tali

1.2.4 Moisture Sensor ( Sensor Kelembaban )

Moisture sensor adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Rangkaian sensor (gambar 3.8) ini terdiri dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Rangkaian dari Moisture sensor Semakin banyak air membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar).

Sensor ini sangat membantu dalam memantau kelembaban tanah, dan dapat diaplikasikan untuk fungsi lain jika dikombinasikan dengan beberapa komponen, asalkan berkaitan dengan kelembaban tanah .spesifikasi dan nilai sensor dapat dilihat pada tabel 3.4 dan 3.5.

Tabel 3.4 Deskripsi nilai sensor Moisture soil (berdasarkan datasheet)

Kisaran nilai Status

0 ~300 Dry soil ( Tanah Kering)

300~700 Humid soil (Tanah Lembab)

700~950 In water(Tanah Berlumpur)

Tabel 3.5 Spesifiksasi pin pada sensor kelembaban

Spesifikasi

Power supply : 3.3v or 5v Output voltage signal : 0~4.2v

Current : 35mA

Size : 60x20x5cm

Pin Definition:

Analog output : (Blue wire)

GND : (Black wire)

Power : (Red wire)

1.2.5 Driver Motor DC

Driver motor DC pada sistem ini digunakan untuk mengontrol pergerakan sensor dan ujung saluran pupuk untuk menuju ke arah permukaan tanah. Output dari driver ini memungkinkan motor DC berputar dua arah, yaitu searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Dengan konfigurasi (tabel 3.6) gerak tersebut, membuat sistem pemupuk dapat mengeluarkan dan memasukan sensor dan ujung salaruan pupuk agar dapat berkontak langsung dengan tanah. Rangkaian driver motor DC dapat dilihat pada gambar 3.9.

Gambar 3.9 Rangkaian Driver Motor DC

Berikut ini adalah output motor driver berdasarkan inputan dari sistem.

Tabel 3.6 Output driver untuk mengontrol gerak motor DC berdasarkan input

Input Output DeskripsiPutaran

0 0 None None Berhenti

0 1 Positif Negative Searah jarum jam

1 0 Negative Positif Berlawanan jarum jam

1.2.6 Selenoid Valve

Solenoid valve merupakan katup yang dikendalikan dengan arus listrik baik AC maupun DC melalui kumparan / selenoida. Solenoid valve ini merupakan elemen kontrol yang paling sering digunakan dalam sistem fluida. Seperti pada sistem pneumatik, sistem hidrolik ataupun pada sistem kontrol mesin yang membutuhkan elemen kontrol otomatis. Contohnya pada sistem pneumatik, solenoid valve bertugas untuk mengontrol saluran udara yang bertekanan menuju aktuator pneumatik(cylinder). Dalam perancangan sistem ini, selenoid valve digunakan untuk mengendalikan katup saluran air yang akan digunakan untuk menyiram tanaman secara otomatis. Gambar 3.10 dibawah ini merupakan rangkaian driver selenoid valve yang akan dihubungkan dengan mikrokontroler.

Gambar 3.10 Rangkaian Driver Selenoid Valve

Pin mikrokontroler yang terhubung dengan driver ini adalah PD3.Jika mendapat nilai logika 1 dari mikrokontroler driver solenoid berupa transistor mendapatkan arus dari mikrokontroler dan transistor sebagai saklar menutup (ON), sehingga arus menuju solenoid dan katup solenoid menutup (ON).

Selanjutnya mikrokontroler mengirimkan data berupa nilai logika 0 kepada driver solenoid dan solenoid valve akan OFF atau membuka, sehingga air yang ada di dalam tempat penyiram akan keluar melalui solenoid valve dan menyiram tanaman.

1.2.7 Konsep Pergerakan Sistem

Konsep pergerakan sistem yang akan diterapkan adalah dengan mengkonfigurasi kombinasi gerakan dari 4 buah motor servo yang digunakan untuk menarik atau mengulur tali yang terhubung dengan sistem pemupuk sehingga dapat bergerak menuju posisi yang diharapkan. Dalam hal ini, ada 9 posisi yang akan dituju oleh sistem pemupuk. Sebagai acuan untuk mengetahui seberapa panjang tali yang akan ditarik atau diulur, maka digunakan konsep koordinaat dimana ukuran dari area tanah yang akan dimanfaatkan untuk menentukan posisi sistem dan panjang tali,yang terhubung dengan motor servo, akan ditarik atau diulur. Sesuai dengan perancangan mekanik, sistem ini rancang agar sistem pemupuk dapat bergerak secara tiga dimensi, yaitu sumbu x, y dan z. Gambar 3.11 berikut ini merupakan penjelasan mengenai pergerakan tiap sumbu.

Gambar 3.11 Arah pergerakan sistem

Keterangan gambar:

Angka 1-9 : merupakan posisi atau area yang akan dilalui oleh sistem pemupuk pada saat bergerak. Urutan angka mewakili urutang pergerakan sistem, mulai dari posisi awal menuju ke posisi 1, sampai posisi 9 menuju ke posisi awal.

Anak panah: menunjukan arah perpindahan sistem. 10 anak panah, mewakili 10 perpindahan.

1.2.7.1 Pergerakan Sumbu X dan Y

Pergerakan ini membuat sistem bergerak berdasarkan sumbu X dan Y, baik ke arah negatif maupun positif tergantung pada posisi yang dituju. Gambar 3.12 dan 3.13 di bawah ini akan menunjukan pengaplikasian konsep kordinat pada sistem untuk menentukan posisi sistem dan panjang tali yang akan ditarik atau diulur.

Gambar 3.13 Posisi pertama sistem (tampak atas)

Keterangan gambar:

 Sumbu a,b,c,d merepresentasikan panjang tali yang berubah-ubah berdasarkah posisi dari sistem pemupuk

 Sumbu (ax, ay,bx,by,cx,cy,dx,dan dy) Merupakan sumbu x dan y yang merepresentasikan panjang garis yang di tarik dari posisi sistem pemupuk sehingga membentuk persegi atau persegi panjang, dimana sumbu x mewakili nilai panjang, dan y mewakili nilai lebar. Tabel 3.7 berisi tentang nilai-nilai dari komponen sumbu x dan y )ax,ay,bx,by,cx,cy,dx,dan dy)

Tabel 3.7 Nilai-nilai ax,ay,bx,by,cx,cy,dx,dan dy

Sumbu Posisi / area

Awal 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Panjang sumbu (cm)

ax 42 12 42 72 12 42 72 12 42 72

ay 39 9 9 9 39 39 39 69 69 69

bx 36 66 36 6 66 36 60 66 36 6

by 39 9 9 9 39 39 39 69 69 69

cx 42 12 42 72 12 42 72 12 42 72

cy 39 69 69 69 39 39 39 9 9 9

dx 36 66 36 6 66 36 60 66 36 6

dy 39 69 69 69 39 39 39 9 9 9

Nilai pada tabel 3.5 akan digunakan untuk mencari panjang tali a,b,c,d berdasarkan persamaan pencarian diagonal

Persamaan pencarian diagonal: a=√

b=√ c=√

d=√ ... (3.1) Dengan persaman (3.1) diatas, kita dapat memperoleh panjang tali a,b,c dan d pada 9 posisi yang sudah ditentukan. Tabel dibawah ini menunjukan nilai panjang tiap tali dari 9 posisi.

Tabel 3.8 Panjang Tali a,b,c,dan d berdasarkan rumus diagonal

Sumbu Posisi / area

Awal 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Panjang sumbu (cm)

a 57.3 15 42.9 72.5 40.8 57.3 81.8 70 80.7 99.7

b 53 66.6 37.1 10.8 76.6 53 39.4 95.4 77.8 69.2

c 57.3 70 57.3 99.7 40.8 57.3 81.8 15 42.9 72.5

d 53 95.4 77.8 69.2 76.6 53 39.4 66.6 37.1 10.8

Kemudian kita dapat menggunakan nilai diatas untuk mengetahui perpindahan posisi dari sistem pemupuk.

Tabel 3.9 Nilai perpindahan posisi

Perpindahan

(Posisi akhir-posisi awal)

Jarak perpindahan

Tal i

Deskripsi Panjang (cm) Hasil (cm)

Perpindahan 1

posisi 1 –Posisi awal a (a) Posisi 1– (a) posisi awal 15 - 57.3 -42.3 b (b) Posisi 1– (b) posisi awal 66.6 - 53 13.6 c (c) Posisi 1– (c) posisi awal 70 - 57.3 12.7 d (d) Posisi 1– (d) posisi awal 95.4 - 53 42.4 Perpindahan 2 posisi 2 –Posisi 1

a (a) Posisi 2– (a) posisi 1 42.9 - 15 27.9 b (b) Posisi 2– (b) posisi 1 37.1 - 66.6 -29.5 c (c) Posisi 2– (c) posisi 1 57.3 - 70 -12.7 d (d) Posisi 2– (d) posisi 1 77.8 - 95.4 -17.6

Perpindahan 3 posisi 3 –Posisi 2

a (a) Posisi 3– (a) posisi 2 72.5 - 42.9 29.6 b (b) Posisi 3– (b) posisi 2 10.8 - 37.1 -26.3 c (c) Posisi 3– (c) posisi 2 99.7 57.3 42.4 d (d) Posisi 3– (d) posisi 2 69.2 - 77.8 -8.6 Perpindahan 4 posisi 4 –Posisi 3

a (a) Posisi 4– (a) posisi 3 40.8 - 72.5 -31.7 b (b) Posisi 4– (b) posisi 3 76.6 - 10.8 65.8 c (c) Posisi 4– (c) posisi 3 40.8 - 99.7 -58.9 d (d) Posisi 4– (d) posisi 3 76.6 - 69.2 7.4 Perpindahan 5 posisi 5 –Posisi 4

a (a) Posisi 5– (a) posisi 4 57.3 - 40.8 16.5 b (b) Posisi 5– (b) posisi 4 53 - 76.6 -23.6 c (c) Posisi 5– (c) posisi 4 57.3 - 40.8 16.5 d (d) Posisi 5– (d) posisi 4 53 - 76.6 -23.6 Perpindahan 6 posisi 6 –Posisi 5

a (a) Posisi 6– (a) posisi 5 81.8 - 57.3 24.5 b (b) Posisi 6– (b) posisi 5 39.4 - 53 -13.6 c (c) Posisi 6– (c) posisi 5 81.8 - 57.3 24.5 d (d) Posisi 6– (d) posisi 5 39.4 - 53 -13.6 Perpindahan 7 posisi 7 –Posisi 6

a (a) Posisi 7– (a) posisi 6 70 - 81.8 -11.8 b (b) Posisi 7– (b) posisi 6 95.4 - 39.4 56 c (c) Posisi 7– (c) posisi 6 15 - 81.8 -66.8 d (d) Posisi 7– (d) posisi 6 66.6 - 39.4 27.2 Perpindahan 8 posisi 8 –Posisi 7

a (a) Posisi 8– (a) posisi 7 80.7 - 70 10.7 b (b) Posisi 8– (b) posisi 7 77.8 - 95.4 -17.6 c (c) Posisi 8– (c) posisi 7 42.9 - 15 27.9 d (d) Posisi 8– (d) posisi 7 37.1 - 66.6 -29.5 Perpindahan 9 posisi 9 –Posisi 8

a (a) Posisi 9– (a) posisi 8 99.7 - 80.7 19 b (b) Posisi 9– (b) posisi 8 69.2 - 77.8 -8.6 c (c) Posisi 9– (c) posisi 8 72.5 - 42.9 29.6 d (d) Posisi 9– (d) posisi 8 10.8 - 37.1 -26.3 Perpindahan 10 posisi awal –Posisi 9

a (a) posisi awal– (a) posisi 9 57.3 - 99.7 -42.4 b (b) posisi awal– (b) posisi 9 53 - 69.2 -16.2 c (c) posisi awal– (c) posisi 9 57.3 - 72.5 -15.2 d (d) posisi awal– (d) posisi 9 53 - 10.8 42.2

Setelah mengetahui nilai perpindahan dari tiap tali, maka akan diketahui seberapa panjang tali harus ditarik atau diulur oleh motor servo, untuk dapat mengarahkan sistem untuk mengerakan sistem kearah yang diinginkan. Berdasarkan tabel di atas, tanda negatif dari hasil perpindahan menandakan bahwa tali tersebut ditarik sepanjang bobot nilai tersebut dan tanda positif dari hasil perpindahan menandakan bahwa tali tersebut diulur sepanjang bobot nilai tersebut.

Karena nilai perpindahan telah diperoleh, dan waktu yang dibutuhkan oleh sistem untuk bergerak dari satu posisi ke posisi yang lainnya ditentukan sesuai dengan keinginan, dimana setiap tali akan akan ditarik atau diulur oleh motor dan akan berhenti secara bersamaan, maka dapat diprediksi bahwa setiap motor memiliki kecepatan putaran yang berbeda.

Berdasarkan persamaan kecepatan (3.2):

……….(3.2) Dimana :

V = kecepatan linear (m/s) s = jarak (meter)

t = waktu (detik)

Serta persamaan konversi nilai kecepatan ke nilai rad/s (3.3):

………..(3.3) V = kecepatan linear (m/s)

= kecepatan sudut (rad/s) r = jari-jari (cm)

Maka dapat diperoleh kecepatan putaran tiap-tiap motor untuk menari dan mengulur tali, agar dapat memungkinkan sistem pemupuk untuk mencapai posisi tertentu. Berdasarkan informasi dari datasheet mengenai kecepatan maksimum motor servo sebesar 60 rpm pada tegangan input tegangan 4.8V, dan jari penarik tali 0,25 cm, maka kita dapat menentukan waktu putaran servo yang dapat memungkinkan terjadinya perpindahan yang telah dirancang sebelumnya dengan ketentuan bahwa, waktu putaran ditentukan sedemikian rupa sehingga kecepatan putaran tidak melebihi kecepatan maksimum motor servo. Berikut ini merupakan tabel (tabel 3.10) yang menggambarkan nilai perpindahan, konfigurasi tarik-ulur tali dari tiap motor, kecepatan putaran dalam satuan cm/s dan kecepatan putaran dalam satuan rpm.

V =

Tabel 3.10 Konfigurasi gerak tarik ulur dan kecepatan putaran dalam cm/s dan rpm

Perpindahan

Tali Hasil (cm)

Deskripsi Waktu putaran (s) Kecepatan linear (cm/s) Kecepatan putaran (rpm) Perpindahan 1

a -42.3 Tarik 42.3 cm 15 2.8 56.4

b 13.6 Ulur 13.6 cm 15 0.9 18.1

c 12.7 Ulur 12.7 cm 15 0.8 16.9

d 42.4 Ulur 42.4 cm 15 2.8 56.5

Perpindahan 2

a 27.9 Ulur 27.9 cm 15 1.9 37.2

b -29.5 Tarik 29.5 cm 15 2.0 39.3

c -12.7 Tarik 12.7 cm 15 0.8 16.9

d -17.6 Tarik 17.6 cm 15 1.2 23.5

Perpindahan 3

a 29.6 Ulur 29.6 cm 15 2.0 39.5

b -26.3 Tarik 26.3 cm 15 1.8 35.1

c 42.4 Ulur 42.4 cm 15 2.8 56.5

d -8.6 Tarik 8.6cm 15 0.6 11.5

Perpindahan 4

a -31.7 Tarik 31.7 cm 15 2.1 42.3

b 65.8 Ulur 65.8 cm 15 4.4 87.7

c -58.9 Tarik 58.9 cm 15 3.9 78.5

d 7.4 Ulur 7.4 cm 15 0.5 9.9

Perpindahan 5

a 16.5 Ulur 16.5 cm 15 1.1 22.0

b -23.6 Tarik 23.6 cm 15 1.6 31.5

c 16.5 Ulur 16.5 cm 15 1.1 22.0

d -23.6 Tarik 23.6 cm 15 1.6 31.5

Perpindahan 6

a 24.5 Ulur 24.5 cm 15 1.6 32.7

b -13.6 Tarik 13.6 cm 15 0.9 18.1

c 24.5 Ulur 24.5 cm 15 1.6 32.7

d -13.6 Tarik 13.6 cm 15 0.9 18.1

Perpindahan 7

a -11.8 Tarik 11.8 cm 15 0.8 15.7

b 56 Ulur 56 cm 15 3.7 74.7

c -66.8 Tarik 66.8 cm 15 4.5 89.1

d 27.2 Ulur 27.2 cm 15 1.8 36.3

Perpindahan 8

a 10.7 Ulur 10.7 cm 15 0.7 14.3

b -17.6 Tarik 17.6 cm 15 1.2 23.5

c 27.9 Ulur 27.9 cm 15 1.9 37.2

d -29.5 Tarik 29.5 cm 15 2.0 39.3

Perpindahan 9

a 19 Ulur 19 cm 15 1.3 25.3

b -8.6 Tarik 8.6 cm 15 0.6 11.5

c 29.6 Ulur 29.6 cm 15 2.0 39.5

d -26.3 Tarik 26.3 cm 15 1.8 35.1

Perpindahan 10

a -42.4 Tarik 42.4 cm 15 2.8 56.5

b -16.2 Tarik 26.2 cm 15 1.1 21.6

c -15.2 Tarik 15.2 cm 15 1.0 20.3

Dari nilai diatas, diperoleh acuan untuk mengkonfigurasi pergerakan motor untuk memenuhi kinerja sistem yang dapat bergerak menuju posisi yang sudah ditentukan.

Agar lebih mudah mengkonfigurasi gerak servo dalam pembuatan program, maka perlu dilakukan alokasi konfigurasi gerak berdasarkan tiap motor servo dengan menggunakan referensi yang sudah dibahas pada subbab motor servo continuous. Konfigurasi gerak untuk mempermudah program dapat dilihat pada tabel 3.11.

Tabel 3.11 Nilai konfigurasi gerak tiap motor.

Motor Servo

Perpindahan

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Servo 1 Rpm 56.4 37.2 39.5 42.3 22.0 32.7 15.7 14.3 25.3 56.5

putaran Kiri kanan kanan kiri kanan kanan kiri kanan kanan kiri

Servo 2 Rpm 56.4 39.3 35.1 87.7 31.5 18.1 74.7 23.5 11.5 21.6

putaran kiri kanan kanan kiri kanan kanan kiri kanan kanan kanan

Servo 3 Rpm 56.4 16.9 56.5 78.5 22.0 32.7 89.1 37.2 39.5 20.3

putaran kiri kanan kiri kanan kiri kiri kanan kiri kiri kanan

Servo 4 Rpm 56.4 23.5 11.5 9.9 31.5 18.1 36.3 39.3 35.1 56.3

putaran kanan Kiri kiri kanan kiri kiri kanan kiri kiri kanan

1.2.7.2 Pergerakan Sumbu Z

Pergerakan ini memungkinkan sistem bergerak kearah bawah menuju ke tanah dan kembali ke posisi awal. Dengan mengulurkan atau menarik tali dengan kecepatan dan waktu yang sama dari putaran tiap motor Servo,tentunya pada nilai tertentu berdasarkan jarak antara tanah dan sistem pada posisi awal. Dengan

1.3 Perancangan Perangkat Lunak

Setelah dalam pembuatan perangkat keras selesai, bagian yang paling penting dalam pembuatan tugas akhir ini yaitu dalam merancang suatu perangkat lunak. Perancangan algoritma sangat penting untuk setiap sistem kendali. Sehingga dibuat algoritma keseluruhan untuk sistem kendali agar dapat berjalan

sesuai dengan keinginan. Dalam tugas akhir ini, perancangan flowchart dibagi menjadi enam bagian yaitu:

1. Program Master

Gambar 3.14 adalah algoritma Program pada mikrokontroler Master dalam bentuk flowchart seperti dibawah ini:

Jika posisi=0 Posisi = 0

Jika posisi=1 Jika posisi=2 Jika posisi=3 Jika posisi=4 Jika posisi=5 Jika posisi=6 Jika posisi=7 Jika posisi=8 Out_portC = 0 Out_portC = 1 Out_portC = 2 Out_portC = 3 Out_portC = 5 Out_portC = 6 Out_portC = 7 Out_portC = 8 Out_portC = 4 tidak ya

tidak tidak tidak

ya ya ya ya

tidak tidak tidak A delay Jika posisi<=9 Out_portC = 9 Out_portC = 9

Apakah posisi = 0 A Inc posisi A tidak e 0 l q f k g n s x h m i p u w tidak tidak

ya _ya ya _{ya ya} z

r

y

t v

aa

ah

ab ac ad

ag Inisialisasi program Start Inisialisasi sensor Inisialisasi delay End (Servo Turun) pinD1=1 Cek sensor Bandingkan data Jika data<=?? (Selenoid Buka) pinB3=1 delay (Selenoid tutup) pinB3=0 (Servo Naik)

pinD2=1 Posisi > 9 ya tidak ya tidak a b c d ae af aj ak j B ai ya tidak al B delay an am (Servo berhenti) Out_portC = 10

(Servo berhenti) Out_portC = 10

(Servo berhenti) Out_portC = 10 ao ap aq (Motor DC berhenti) pinD3-D4 =10 (Motor DC naik) pinD3-D4 =00 (Motor DC berhenti) pinD3-D4 =00 (Motor DC turun) pinD3-D4 =01

ar as at au

am

Gambar 3.14 Flowchart Program Master

Tabel 3.12 adalah penjelasan algoritma Program pada mikrokontroler Master seperti dibawah ini:

Tabel 3.12 Penjelasan Program Bagian Master

No Keterangan

a Memulai awal program

b Pendeklarasian Program. Pengarut nama kompiler, konvigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

c Inisialisasi sensor kelembaban, agar siap digunakan. d Inisialisasi delay (PWM).

e Pemberian nilai awal dari variabel posisi = 0 f Pengecekan jika variabel posisi = 0

g Pengecekan jika variabel posisi = 0, maka keluarkan nilai 0 dari portC.

h Pengecekan jika variabel posisi = 1

i Pengecekan jika variabel posisi = 1, maka keluarkan nilai 1 dari portC.

j Pengecekan jika variabel posisi = 2

k Pengecekan jika variabel posisi = 2, maka keluarkan nilai 2 dari portC.

l Pengecekan jika variabel posisi = 3

m Pengecekan jika variabel posisi = 3, maka keluarkan nilai 3 dari portC.

n Pengecekan jika variabel posisi = 4

o Pengecekan jika variabel posisi = 4, maka keluarkan nilai 4 dari portC.

p Pengecekan jika variabel posisi = 5

q Pengecekan jika variabel posisi = 5, maka keluarkan nilai 5 dari portC.

r Pengecekan jika variabel posisi = 6

s Pengecekan jika variabel posisi = 6, maka keluarkan nilai 6 dari portC.

t Pengecekan jika variabel posisi = 7

portC.

v Pengecekan jika variabel posisi = 8

w Pengecekan jika variabel posisi = 8, maka keluarkan nilai 8 dari portC.

x Pengecekan jika variabel posisi = 9

y Pengecekan jika variabel posisi = 9, maka keluarkan nilai 9 dari portC.

z Lompat ke flowchart selanjutnya B. aa Delay 8 detik

ab Keluarkan nilai 10 dari portC, untuk menginstruksikan servo berhenti berputar

ac Pengecekan nilai posisi, jika posisi = 0, maka kembali ke flowchart A, jika posisi != 0, maka lanjut ke instruksi berikutnya.

ad Delay Servo Turun, sistem bergerak berdasarkan sumbu Z mengarah ke permukaan tanah

ae Delay 8 detik

Cek inputan sensor kelembaban.

af Keluarkan nilai 10 dari portC, untuk menginstruksikan servo berhenti berputar

ag Motor DC turun, mengarahkan ujung saluran pupuk dan sensor berkontak langsung dengan permukaan tanah

ah Motor DC berhenti ai Cek sensor

aj Bandingkan data yang diperoleh dari senor kelembaban

ak Pengecakan data sensor, jika nilai input lebih kecil dari nilai yang sudah ditetapkan, maka lanjut ke instruksi selanjutnya, dan jika lebih besar dari yang ditetapkan, maka lompat ke instruksi Servo naik (ak) al Selenoid membuka katup untuk mengalirkan pupuk

am Delay 3 detik

an Selenoid menutup kembali saluran pupuk sesuai dengan kinerja sistem

ao Motor DC naik, memasukan ujung saluran pupuk dan sensor kembali pada sistem.

ap Motor DC berhenti

aq Motor Servo naik, berarti sistem siap untuk instruksi berikutnya ar Keluarkan nilai 10 dari portC, untuk menginstruksikan servo berhenti

berputar

as Increament nilai yang ada pada variabel posisi.

At Pengecekan nilai posisi, jika nilai posisi > 9 maka, lanjut ke posisi selanjutnya, jika posisi <= 9 maka kembali lagi ke flowchart A au Program selesai

2. Program Kontrol 1 sampai 4

Gambar 3.15 adalah algoritma Program pada mikrokontroler Master dalam

bentuk flowchart seperti dibawah ini:

Jika portD=0 Inisialisasi Timer Jika portD=1 Jika portD=2 Jika portD=3 Jika portD=4 Jika portD=5 Jika portD=6 Jika portD=7 Jika portD=8 Servo berputar dengan kec =

?? rpm

Servo berputar dengan kec =

?? rpm

Servo berputar dengan kec =

?? rpm

Servo berputar dengan kec =

?? rpm

Servo berputar dengan kec =

?? rpm

Servo berputar dengan kec =

?? rpm Servo berputar dengan kec =

?? rpm Servo berputar dengan kec =

?? rpm

Servo berputar dengan kec =

?? rpm ya A Start Inisialisasi Program Jika portD=9 Servo berputar dengan kec =

?? rpm

Jika pinA0=1 Servo

berputar dengan kec =

?? rpm A a b c Jika pinA0=1 Servo berputar dengan kec =

?? rpm Jika portD=10 Servo berhenti tidak ya tidak ya tidak ya tidak ya tidak ya tidak ya tidak ya tidak ya tidak ya tidak ya tidak ya tidak ya tidak d f h j l n e g i k m o u s q aa y w ac t r p z x v ab

Gambar 3.15 Flowchart Program Kontrol 1-4

Tabel 3.13 adalah penjelasan algoritma Program pada control 1 - 4seperti dibawah ini:

Tabel 3.13 Penjelasan Program Kontrol 1- 4

No Keterangan

a Memulai awal program

b Pendeklarasian Program. Pengarut nama kompiler, konvigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

c Inisialisasi Fitur Timer pada mikrokontroler, agar siap digunakan. d Pengecekan input portD

e Pengecekan jika input portD = 0, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

f Pengecekan input portD

g Pengecekan jika input portD = 1, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

h Pengecekan input portD

i Pengecekan jika input portD = 2, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

j Pengecekan input portD

k Pengecekan jika input portD = 3, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

l Pengecekan input portD

m Pengecekan jika input portD = 4, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

n Pengecekan input portD

o Pengecekan jika input portD = 5, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

q Pengecekan jika input portD = 6, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

r Pengecekan input portD

s Pengecekan jika input portD = 7, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

t Pengecekan input portD

u Pengecekan jika input portD = 8, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

v Pengecekan input portD

w Pengecekan jika input portD = 9, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

x Pengecekan input PinA0

y Pengecekan jika input PinA0=1, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

z Pengecekan input portD

aa Pengecekan jika input portD = 0, maka motor servo berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan tabel kecepatan dan kembali pada flowchart A

ab Pengecekan input portD

ac Pengecekan jika input portD = 10, maka motor servo berhenti berputar dan kembali pada flowchart A

38

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

Pada bab ini akan dibahas mengenai hasil pengujian yang dilakukan pada sistem pemupukan otomatis berdasarkan kandungan unsur hara pada tanah. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah sistem yang telah dirancang dapat berkerja sesuai dengan kinerja yang diharapkan.

Selain melakukan pengujian, juga dilakukan analisis pada hasil pengujian yang akan dibandingkan dengan hasil yang diperoleh secara teoritis. Dalam kasus kali ini, terdapat 2 hal yang akan dianalisis, yaitu pergerakan motor stepper yang mengontrol gerak sistem pemupuk dan kinerja dan pengujian sensor kelembaban dalam fungsinya menentukan kandungan unsur hara pada tanah.

1.1 Pengujian pada Pergerakan Motor

Pengujian pergerakan motor akan dilakukan pada setiap perpindahan posisi. Setiap perpindahan posisi akan dilakukan 10 kali pengujian untuk mendapatkan tingkat keberhasilannya. Berikut ini merupakan tabel yang menggambarkan tingkat keberhasilan dalam mencapai posisi yang diharapkan, yang dilakukan sebanyak 10 kali pengujian pada setiap perindahan posisi.

1.1.1 Pergerakan pada Sumbu X dan Y

Pengujian Pergerakan pada sumbu x dan y diambil dari hasil tiap-tiap perpindahan yang dipaparkan sesuai dengan ketentuan yang dipada bab sebelumnya, tentang konsep pergerakan sistem. Berikut ini merupakan penjelasan dari tiap perindahan.

 Perpindahan 1 : pergerakan sistem dari posisi awal ke posisi 1

 Perpindahan 2 : pergerakan sistem dari posisi 1 ke posisi 2

 Perpindahan 3 : pergerakan sistem dari posisi 2 ke posisi 3

 Perpindahan 4 : pergerakan sistem dari posisi 3 ke posisi 4

Tabel 4.1 Hasil 1 kali pengujian respon motor servo terhadap gerak pada sumbu x dan y pada 5 posisi (posisi 1 s/d posisi 5)

Perpindahan

Tali Intruksi berdasarkan

Program

Respon Motor Servo pada

Sistem

Perpindahan 1

a Tarik 42.3 cm Tarik 46.8 cm

b Ulur 13.6 cm Ulur 15.6 cm

c Ulur 12.7 cm Ulur 13.3 cm

d Ulur 42.4 cm Ulur 44.3 cm

Perpindahan 2

a Ulur 27.9 cm Ulur 25.4 cm

b Tarik 29.5 cm Tarik 24.2 cm c Tarik 12.7 cm Tarik 10.9 cm d Tarik 17.6 cm Tarik 11.3 cm

Perpindahan 3

a Ulur 29.6 cm Ulur 32.6 cm

b Tarik 26.3 cm Tarik 18.5 cm

c Ulur 42.4 cm Ulur 46.3 cm

d Tarik 8.6cm Tarik 6.7cm

Perpindahan 4

a Tarik 31.7 cm Tarik 29.1 cm

b Ulur 65.8 cm Ulur 61.3 cm

c Tarik 58.9 cm Tarik 60.6 cm

d Ulur 7.4 cm Ulur 5.6 cm

Perpindahan 5

a Ulur 16.5 cm Ulur 14.7 cm

b Tarik 23.6 cm Tarik 25.3 cm

c Ulur 16.5 cm Ulur 13.3 cm

Tabel 4.2 Hasil 10 kali percobaan gerak sumbu x dan y

N0 Urutan Percobaan

Perpindahan

1 2 3 4 5

1 Percoban 1 √ √ X √ √

2 Percoban 2 √ X √ √ √

3 Percoban 3 √ √ √ X X

4 Percoban 4 X √ X X √

5 Percoban 5 √ √ √ √ √

6 Percoban 6 √ √ √ √ X

7 Percoban 7 X √ √ X √

8 Percoban 8 √ √ √ X √

9 Percoban 9 √ X √ √ √

10 Percoban 10 √ √ X X X

Total berhasil 8 8 7 5 7

Total gagal 2 2 3 5 3

Keterangan tabel:

√ = “Berhasil” (nilai yang diperoleh sama persis atau tidak terlalu jauh) X = “Gagal” (nilai yang diperoleh terlalu jauh)

Analisis :

Dari data yang di peroleh berdasarkan tabel 4.1 tentang total berhasil dan total gagal pada tiap posisi dalam mencapai posisi yang diinginkan memiliki sifat yang acak dan tidak beraturan. Hal ini dapat dilihat pada tabel 4.1, dimana respon sistem tidak sama dengan apa yang di programkan. Kesalahan tata letak sistem ini dipengaruhi oleh panjang tali yang ditarik atau diulur pada tiap motor. Jika panjang tali yang ditarik tidak sesuai dengan nilai yang ditentukan, maka akan mempengaruhi posisi atau tata letak dari sistem pemupuk. Ketidaksesuaian nilai panjang tali yang ditarik atau diulur, dipengaruhi oleh desain pemutar tali yang terhubung langsung dengan motor servo. Karena semakin tali ditarik, keliling pemutar tali akan bertambah, sehingga menimbulkan ketidakpastian nilai panjang tali yang ditarik atau diulur setiap putaran. Untuk itu diperlukan desain pemutar

tali yang memadai, dimana memperhitungkan ukuran tali yang akan mempengaruhi keliling pemutar tali pada saat ditarik dalam beberapa putaran, serta pembuatan perangkat lunak dan desain mekanik yang cukup kompleks, untuk mengatasi masalah tersebut. Dari hasil percobaan di atas, tingkat keberhasilan pencapaian posisi dapat diukur dengan

Persentase keberhasilan dapat diperoleh dengan rumus:

%keberhasilan =

Berdasarkan data diatas, dapat kita peroleh persentase keberhasilan sebagai berikut

Jumlah keberhasilan = 8 + 8 + 7 + 5 + 7 = 35 Jumlah uji coba = 10 + 10 10 + 10 + 10 =50 %keberhasilan =

= 70%

1.1.2 Pergerakan pada Sumbu Z

Karena pergerakan sumbu z hanya melibatkan dua perpindahan, yaitu :

 Perpindahan 1 : pergerakan sistem dari posisi atas ke posisi bawah

 Perpindahan 2 : pergerakan sistem dari posisi bawah ke posisi atas,

dan menggunakan waktu dan kecepatan yang sama antara satu motor, dengan motor yang lainnya, maka tabel hasil pengujiaan terhadap pergerakan pada sumbu z dapat dilihat pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil pengujian gerak pada sumbu z pada salah satu posisi (posisi 5)

N0 Urutan Percobaan

Perpindahan

1 2

1 Percobaan 1 √ √

2 Percobaan 2 √ √

3 Percobaan 3 √ √

5 Percobaan 5 √ √

6 Percobaan 6 √ √

7 Percobaan 7 √ √

8 Percoban 8 √ √

9 Percoban 9 √ X

10 Percoban 10 √ √

Total berhasil 9 9

Total gagal 1 1

Keterangan tabel:

√ = “Berhasil” mencapai posisi yang ditentukan X = “Gagal” mencapai posisi yang ditentukan Analisis :

Menurut hasil pengujian dari tabel 4.2 diatas, tingkat keberhasilan dari pergerakan pada sumbu z hampir memenuhi kinerja yang baik, karena pergerakan ini memiliki konfigurasi gerak yang cukup sederhana. Konfigurasi gerak pada sumbu z, memanfaatkan kecepatan putaran motor serta waktu putaran yang sama, sehingga tali akan menarik atau mengulur dengan panjang yang sama pada setiap motor. Hal ini akan memungkinkas sistem bergerak ke bawah, jika tali diulur oleh keempat motor secara bersamaan, dan bergerak ke atas jika tali ditarik oleh keempat secara bersamaan. Namun, hal ini tidak memungkinkan pergerakan ini akan terhindar dari masalah pemutar tali, yang sudah dijelaskan sebelumnya, dimana akan menyebabkan perubahan panjang tali yang tidak pasti pada saat ditarik dan diulur, yang akan menyebabkan posisi sistem pemupuk menjadi tidak stabil.

Berdasarkan data diatas, dapat kita peroleh persentase keberhasilan sebagai berikut

Jumlah keberhasilan = 9 + 9 = 18 Jumlah uji coba = 10 + 10 =20 %keberhasilan =

1.2 Pengujian pada Sensor Kelembaban Tanah(Moisture Soil)

Pengujian terhadap sensor kelembaban tanah lebih mengarah kepada aksi yang di eksekusi oleh mikrokontroler pada saat menerima input dari sensor kelembaban tanah. Untuk dapat mengetahui sensor sudah bekerja dengan baik, maka perlu diuji pada area yang sudah disediakan, dimana kondisi tanah dari tiap posisi sudah teridentifikasi. Pengujian dilakukan dengan 2 tahap, yaitu pengujian respon sensor tersebut, dan pengujian respon sensor terhadap sistem. Hasil pengujian sensor kelembaban tanah dapat dilihat pada tabel 4.3 dan berdasarkan tabel tersebut dapat dibuat grafik seperti gambar 4.1 yang menggambarkan hasil pengujian sensor.

Tabel 4.4 Hasil pengujian sensor kelembaban tanah

No Sampel

tanah Kondisi Tanah

Nilai Output

Heksa

Nilai Output Desimal

1 Tanah 1 Lembab 22C 556

2 Tanah 2 Tidak Lembab 113 275

3 Tanah 3 Lembab 1B8 440

4 Tanah 4 Lembab 19C 412

5 Tanah 5 Tidak Lembab 0FE 254

6 Tanah 6 Lembab 1DC 476

7 Tanah 7 Tidak Lembab 0DD 221

8 Tanah 8 Tidak Lembab 0FE 254

9 Tanah 9 Lembab 17A 378

Gambar 4.1 Grafik hasil pengujian sensor kelembaban

0 200 400 600

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Pengujian Sensor Kelembaban

Nilai Output Desimal

Setelah melakukan pengujian respon sensor secara terpisah, tabel 4.4 berikut ini menggamberkan hasil pengujian respon sensor terhadap sistem.

Tabel 4.5 Hasil pengujian respon sensor kelembaban tanah pada sistem

No Posisi Kondisi Tanah Aksi Berhasil/tidak berhasil

1 Posisi 1 Lembab Tidak memupuk Berhasil

2 Posisi 2 Tidak Lembab Memupuk Berhasil

3 Posisi 3 Lembab Tidak memupuk Berhasil

4 Posisi 4 Lembab Tidak memupuk Berhasil

5 Posisi 5 Tidak Lembab Memupuk Berhasil

6 Posisi 6 Lembab Tidak memupuk Berhasil

7 Posisi 7 Tidak Lembab Memupuk Berhasil

8 Posisi 8 Tidak Lembab Tidak memupuk Tidak berhasil

9 Posisi 9 Lembab Tidak memupuk Berhasil

Analisis :

Proses pembacaan data yang dilakukan oleh sensor, akan menjadi pemicu aksi pemupukan yang dieksekusi oleh sistem, namun ada beberapa hal yang diperkirakan menjadi faktor penyebab terjadinya error sehingga sistem tidak dapat bekerja dengan baik, yaitu pada saat sensor mendeteksi tanah yang sangat lembab sehingga probe yang merupakan bagian sensor yang masuk ketanah menjadi basah, sehingga ketika mendeteksi kondisi tanah lainnya yang memiliki kondisi tidak lembab, probe yang basah tersebut akan mendeteksi tanah tersebut sebagai tanah lembab, sehingga tanah yang seharusnya dipupuk, tidak dipupuk oleh sistem. Hal lainnya adalah kondisi tanah yang berbatu, yang membuat sensor sulit untuk memeriksa kondisi tanah.

Berdasarkan data diatas, dapat kita peroleh persentase keberhasilan sebagai berikut

Jumlah keberhasilan = 9 Jumlah uji coba = 10 %keberhasilan =

45 1.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perngujian dari sisi kinerja sistem dan perbandingannya dengan hasil yang diperoleh secara teoritis, maka dapat disimpulkan bahwa

1. Sistem pemupukan ini dapat mencapai beberapa posisi tertentu dan melalukan pengecekan terhadap kualitas tanah, dan melakukan aksi pemberian pupuk, pada tanah yang dideteksi kekurangan unsur hara.

2. Sistem pemupuk dapat mencapai posisi tertentu, karena ditunjang oleh konfigurasi gerak motor servo yang menarik dan mengulur tali yang terhubung dengan sistem pemupuk yang berputar dengan nilai kecepatan yang berbeda-beda, sesuai perhitungan khusus.

3. Sistem dapat membedakan yang mengandung unsur hara dan tanah yang kekurangan unsur hara, dari tingkat kelembaban tanah, yang dideteksi oleh sensor kelembaban tanah (Moisture Soil)

4. Tingat keberhasilan yang dicapai oleh sistem saat bergerak berdasarkan sumbu x dan y adalah 70%, berdasarkan sumbu z adalah 90%, dan respon sensor terhadap sistem adalah 90%.

5. Terdapat beberapa error yang menyebabkan sistem tidak dapat bekerja secara makasimal diantaran :

 Error pada pemutar tali:

Diameter pemutar yang terus berubah pada saat tali digulung dan saling menimpa, yang membuat tali yang ditarik dan diulur tidak sesuai dengan perkiraan, yang akan mengakibatkan ketidakstabilan pada sistem dalam melakukan perpindahan posisi.

 Error pada sensor :

Proses pembacaan sensor yang dipengaruhi oleh kondisi tanah yang sebelumnya dibaca, dan kondisi tanah yang kurang memadai.

1.2 Saran

Saran untuk pengembangan dari sistem ini adalah sebagai berikut.

1 Sistem dapat dikembangkan lebih jauh dalam hal perhitungan konfigurasi gerak secara otomatis melalui program yang cukup kompleks.

2 Dapat menggunakan kecerdasaan buatan untuk mengontrol putaran motor, agar dapat menyesuaikan kecepatan dengan diameter pemutar yang terus bertambah karena tali yang menumpuk, sehingga dapat meminimalisir error pada sistem saat menarik dan mengulur tali pada waktu melakukan perpindahan.

47 54). Jakarta : PT. Elex Media Komputindo

[2] Sandra, E., 2004, Kultur Jaringan Anggrek Skala Rumah Tangga (hal.25) Jakarta : AGROMEDIA PUSTAKA

[3] Syahrul, 2014, Pemrograman Mikrikontriler AVR bahasa ASSEMBLY dan C (hal.615-621) Bandung : INFORMATIKA

[4] Novik Kurnianti (2012, 1-12). Pemupukan,. diakses pada tanggal 7 Oktober 2014, dari http://www.tanijogonegoro.com/2012/12/pemupukan.html. [5] Silvi (2011, 3-11). Pemupukan Tanaman, diakses pada tanggal 8 April

2015, dari www.silvikultur.com/pemupukan_tanaman.html.

[6] Fijriani (2013, 5-17). Tanaman Semusim dan Tanaman Tahunan, diakses pada tanggal 8 April 2015, dari:

http://catatankaki06.blogspot.com/2013/09/tanaman-semusim-dan-tanaman-tahunan.html.Mayli

[7] Aries (2012, 22-12) Pengaruh Kelembaban Tanah terhadap Pertumbuhan, diakses pada tanggal 8 april 2015, dari :

http://fumiyonishimuraya.blogspot.com/2012/12/pengaruh-kelembaban-terhadap-pertumbuhan.html.

[8] Joshep Spinelly (2012, 22-12) Operational and Control, diakses pada tanggal 8 april 2015, dari :

http://www95.homepage.villanova.edu/joseph.spinelli/Wildcamf/oac.htm. [9] Roland R. Thompson, Michael S. Blackstone (2005, 29-03)

Three-dimensional moving camera assembly with an informational cover housing diakses pada tanggal 8 april 2015, dari :

http://www.google.com.ar/patents/US6873355.

[10] Darmawijaya, M.I. 1997. Klasifikasi Tanah, Dasar Teori bagi Peneliti Tanah dan Pelaksana Pertanian di Indonesia. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

[12] Oktora, N. (2012, 04-12). Definisi Tanah,Fungsi dan Profil Tanah,. diakses 7 Oktober 2014, dari :

http://nandagokilz1.wordpress.com/2012/12/04/definisi-tanah-fungsi-dan-profil-tanah/

[13] Harianja, C., & Gultom T (2012, 31-05). Pengertian Tanah,. diakses 7 Oktober 2014, dari

http://harianjachrist.wordpress.com/2011/05/31/pengertian-tanah/http. [14] Novik Kurnianti (2012, 1-12). Pemupukan. diakses 7 Oktober 2014, dari

http://www.tanijogonegoro.com/2012/12/pemupukan.html

[15] CircuitsToday (2008, 9-9). 12V & 5V Combo Power Supply,. diakses 9 Agustus 2015, dari

http://www.circuitstoday.com/12v-5v-combo-power-supply

[16] Alfa Robi (2013, 18-3). Microcontroller AVR ATMEGA 8535, diakses 9 Agustus 2015, dari

https://v4z4.wordpress.com/2010/03/18/microcontroler-avr-atmega-8535/ [17] Mikroelektronika (2010,5-5).Deskripsi Hardware Mikrokontroler

Atmega8/8535/16/32. diakses 9 Agustus 2015, dari

https://mikroelektroniika.wordpress.com/2013/05/05/deskripsi-hardware-mikrokontroler-atmega885351632/

[18] Mikroelektronika (2010,5-5),.Deskripsi Mengenal Attiny, diakses 9 Agustus 2015, dari

https://mikroelektroniika.wordpress.com/2013/05/05/mengenal-attiny2313/ [19] Jaycon System ,Atmel - Attiny2313-20PU, diakses 9 Agustus 2015, dari

http://www.jayconsystems.com/atmel-attiny2313-20pu.html

[20] Indo-Ware ,Moisture Sensor Funduino, diakses 9 Agustus 2015, dari http://indo-ware.com/produk-2690-moisture-sensor-funduino.html

[21] Sandy, Memprogram Motor Servo Dengan Code Vision AVR, diakses 9 Agustus 2015, dari http://sandsense.blogspot.com/2012/04/memprogram-motor-servo-dengan-code.html

[22] ICstation ,Moisture Sensor Funduino, diakses 9 Agustus 2015, dari http://www.icstation.com/soil-humidity-sensor-hygrometer-detection-module-arduino-p-3274.html

Data Pribadi

Nama Lengkap : Ardy Sandry Singgalen Tempat/Tanggal Lahir : Tobelo/10 Februari 1992 Jenis Kelamin : Laki-laki

Agama : Kristen Protestan

Status : Belum Menikah

Kewarganegaraan : Indonesia

Alamat : Ds. Gamsungi, Kec. Tobelo, Kab. Halmahera Utara, Prov, Maluku Utara.

No.Telepon/Hp : 085240503346 Pendidikan Formal:

1. SD GMIH 4 Tobelo lulus pada tahun 2004. 2. SMP NEGERI I Tobelo lulus pada tahun2007. 3. SMA NEGERI 1 Tobelo lulus pada tahun 2010.

4. Universitas Komputer Indonesia Bandung, Fakultas Teknik dan ilmu computer, jurusan Teknik Komputer.

Demikian daftar riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya dan dapat dipertanggung jawabkan.

44

Setelah melakukan pengujian respon sensor secara terpisah, tabel 4.4 berikut ini menggamberkan hasil pengujian respon sensor terhadap sistem.

Tabel 4.5 Hasil pengujian respon sensor kelembaban tanah pada sistem

No Posisi Kondisi Tanah Aksi Berhasil/tidak berhasil

1 Posisi 1 Lembab Tidak memupuk Berhasil

2 Posisi 2 Tidak Lembab Memupuk Berhasil

3 Posisi 3 Lembab Tidak memupuk Berhasil

4 Posisi 4 Lembab Tidak memupuk Berhasil

5 Posisi 5 Tidak Lembab Memupuk Berhasil

6 Posisi 6 Lembab Tidak memupuk Berhasil

7 Posisi 7 Tidak Lembab Memupuk Berhasil

8 Posisi 8 Tidak Lembab Tidak memupuk Tidak berhasil

9 Posisi 9 Lembab Tidak memupuk Berhasil

Analisis :

Proses pembacaan data yang dilakukan oleh sensor, akan menjadi pemicu aksi pemupukan yang dieksekusi oleh sistem, namun ada beberapa hal yang diperkirakan menjadi faktor penyebab terjadinya error sehingga sistem tidak dapat bekerja dengan baik, yaitu pada saat sensor mendeteksi tanah yang sangat lembab sehingga probe yang merupakan bagian sensor yang masuk ketanah menjadi basah, sehingga ketika mendeteksi kondisi tanah lainnya yang memiliki kondisi tidak lembab, probe yang basah tersebut akan mendeteksi tanah tersebut sebagai tanah lembab, sehingga tanah yang seharusnya dipupuk, tidak dipupuk oleh sistem. Hal lainnya adalah kondisi tanah yang berbatu, yang membuat sensor sulit untuk memeriksa kondisi tanah.

Berdasarkan data diatas, dapat kita peroleh persentase keberhasilan sebagai berikut

Jumlah keberhasilan = 9 Jumlah uji coba = 10 %keberhasilan =

45

1.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perngujian dari sisi kinerja sistem dan perbandingannya dengan hasil yang diperoleh secara teoritis, maka dapat disimpulkan bahwa

1. Sistem pemupukan ini dapat mencapai beberapa posisi tertentu dan melalukan pengecekan terhadap kualitas tanah, dan melakukan aksi pemberian pupuk, pada tanah yang dideteksi kekurangan unsur hara.

2. Sistem pemupuk dapat mencapai posisi tertentu, karena ditunjang oleh konfigurasi gerak motor servo yang menarik dan mengulur tali yang terhubung dengan sistem pemupuk yang berputar dengan nilai kecepatan yang berbeda-beda, sesuai perhitungan khusus.

3. Sistem dapat membedakan yang mengandung unsur hara dan tanah yang kekurangan unsur hara, dari tingkat kelembaban tanah, yang dideteksi oleh sensor kelembaban tanah (Moisture Soil)

4. Tingat keberhasilan yang dicapai oleh sistem saat bergerak berdasarkan sumbu x dan y adalah 70%, berdasarkan sumbu z adalah 90%, dan respon sensor terhadap sistem adalah 90%.

5. Terdapat beberapa error yang menyebabkan sistem tidak dapat bekerja secara makasimal diantaran :

 Error pada pemutar tali:

Diameter pemutar yang terus berubah pada saat tali digulung dan saling menimpa, yang membuat tali yang ditarik dan diulur tidak sesuai dengan perkiraan, yang akan mengakibatkan ketidakstabilan pada sistem dalam melakukan perpindahan posisi.

 Error pada sensor :

Proses pembacaan sensor yang dipengaruhi oleh kondisi tanah yang sebelumnya dibaca, dan kondisi tanah yang kurang memadai.

46

1.2 Saran

Saran untuk pengembangan dari sistem ini adalah sebagai berikut.

1 Sistem dapat dikembangkan lebih jauh dalam hal perhitungan konfigurasi gerak secara otomatis melalui program yang cukup kompleks.

2 Dapat menggunakan kecerdasaan buatan untuk mengontrol putaran motor, agar dapat menyesuaikan kecepatan dengan diameter pemutar yang terus bertambah karena tali yang menumpuk, sehingga dapat meminimalisir error pada sistem saat menarik dan mengulur tali pada waktu melakukan perpindahan.

47 54). Jakarta : PT. Elex Media Komputindo

[2] Sandra, E., 2004, Kultur Jaringan Anggrek Skala Rumah Tangga (hal.25) Jakarta : AGROMEDIA PUSTAKA

[3] Syahrul, 2014, Pemrograman Mikrikontriler AVR bahasa ASSEMBLY dan C (hal.615-621) Bandung : INFORMATIKA

[4] Novik Kurnianti (2012, 1-12). Pemupukan,. diakses pada tanggal 7 Oktober 2014, dari http://www.tanijogonegoro.com/2012/12/pemupukan.html. [5] Silvi (2011, 3-11). Pemupukan Tanaman, diakses pada tanggal 8 April

2015, dari www.silvikultur.com/pemupukan_tanaman.html.

[6] Fijriani (2013, 5-17). Tanaman Semusim dan Tanaman Tahunan, diakses pada tanggal 8 April 2015, dari:

http://catatankaki06.blogspot.com/2013/09/tanaman-semusim-dan-tanaman-tahunan.html.Mayli

[7] Aries (2012, 22-12) Pengaruh Kelembaban Tanah terhadap Pertumbuhan, diakses pada tanggal 8 april 2015, dari :

http://fumiyonishimuraya.blogspot.com/2012/12/pengaruh-kelembaban-terhadap-pertumbuhan.html.

[8] Joshep Spinelly (2012, 22-12) Operational and Control, diakses pada tanggal 8 april 2015, dari :

http://www95.homepage.villanova.edu/joseph.spinelli/Wildcamf/oac.htm. [9] Roland R. Thompson, Michael S. Blackstone (2005, 29-03)

Three-dimensional moving camera assembly with an informational cover housing diakses pada tanggal 8 april 2015, dari :

http://www.google.com.ar/patents/US6873355.

[10] Darmawijaya, M.I. 1997. Klasifikasi Tanah, Dasar Teori bagi Peneliti Tanah dan Pelaksana Pertanian di Indonesia. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

48

[12] Oktora, N. (2012, 04-12). Definisi Tanah,Fungsi dan Profil Tanah,. diakses 7 Oktober 2014, dari :

http://nandagokilz1.wordpress.com/2012/12/04/definisi-tanah-fungsi-dan-profil-tanah/

[13] Harianja, C., & Gultom T (2012, 31-05). Pengertian Tanah,. diakses 7 Oktober 2014, dari

http://harianjachrist.wordpress.com/2011/05/31/pengertian-tanah/http. [14] Novik Kurnianti (2012, 1-12). Pemupukan. diakses 7 Oktober 2014, dari

http://www.tanijogonegoro.com/2012/12/pemupukan.html

[15] CircuitsToday (2008, 9-9). 12V & 5V Combo Power Supply,. diakses 9 Agustus 2015, dari

http://www.circuitstoday.com/12v-5v-combo-power-supply

[16] Alfa Robi (2013, 18-3). Microcontroller AVR ATMEGA 8535, diakses 9 Agustus 2015, dari

https://v4z4.wordpress.com/2010/03/18/microcontroler-avr-atmega-8535/ [17] Mikroelektronika (2010,5-5).Deskripsi Hardware Mikrokontroler

Atmega8/8535/16/32. diakses 9 Agustus 2015, dari

https://mikroelektroniika.wordpress.com/2013/05/05/deskripsi-hardware-mikrokontroler-atmega885351632/

[18] Mikroelektronika (2010,5-5),.Deskripsi Mengenal Attiny, diakses 9 Agustus 2015, dari

https://mikroelektroniika.wordpress.com/2013/05/05/mengenal-attiny2313/ [19] Jaycon System ,Atmel - Attiny2313-20PU, diakses 9 Agustus 2015, dari

http://www.jayconsystems.com/atmel-attiny2313-20pu.html

[20] Indo-Ware ,Moisture Sensor Funduino, diakses 9 Agustus 2015, dari http://indo-ware.com/produk-2690-moisture-sensor-funduino.html

[21] Sandy, Memprogram Motor Servo Dengan Code Vision AVR, diakses 9 Agustus 2015, dari http://sandsense.blogspot.com/2012/04/memprogram-motor-servo-dengan-code.html

[22] ICstation ,Moisture Sensor Funduino, diakses 9 Agustus 2015, dari http://www.icstation.com/soil-humidity-sensor-hygrometer-detection-module-arduino-p-3274.html

Data Pribadi

Nama Lengkap : Ardy Sandry Singgalen Tempat/Tanggal Lahir : Tobelo/10 Februari 1992 Jenis Kelamin : Laki-laki

Agama : Kristen Protestan

Status : Belum Menikah

Kewarganegaraan : Indonesia

Alamat : Ds. Gamsungi, Kec. Tobelo, Kab. Halmahera Utara, Prov, Maluku Utara.

No.Telepon/Hp : 085240503346

Pendidikan Formal:

1. SD GMIH 4 Tobelo lulus pada tahun 2004. 2. SMP NEGERI I Tobelo lulus pada tahun2007. 3. SMA NEGERI 1 Tobelo lulus pada tahun 2010.

4. Universitas Komputer Indonesia Bandung, Fakultas Teknik dan ilmu computer, jurusan Teknik Komputer.

Demikian daftar riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya dan dapat dipertanggung jawabkan.