Sensor kelembaban tanah multi point nirkabel dengan tampilan grafik

TUGAS AKHIR

SENSOR KELEMBABAN TANAH MULTI POINT NIRKABEL

DENGAN TAMPILAN GRAFIK

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh :

MARKUS HERI SULISTIAWAN NIM : 145114065

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

ii

FINAL PROJECT

SOIL MOISTURE SENSOR MULTI POINT WIRELESS WITH

DISPLAY GRAPHICS

In a partial fulfilment of the requirements For the degree of Sarjana Teknik Department of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University

MARKUS HERI SULISTIAWAN NIM : 145114065

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO :

Barangsiapa ingin mutiara, harus berani terjun di lautan

yang dalam

(Ir Soekrano)

Kegagalan itu sakit, jangan pernah berpikir

tentang kegagalan.

Skripsi ini kupersembahkan untuk…..

Tuhan Yesus Kristus

Bapak G. Purnomo Sekeluarga

Rm. Yusup Gunarto SMM

Wanita Perkasa yang selalu jadi motivasiku

Teman Sanggar Lare Mentes

Sahabat seperjuangan Meka ke TE 2014

Teman teman TE 2014

Dan orang orang yang selalu mengasihiku

vii

viii

INTISARI

Perkembangan teknologi dapat mendukung di segala aspek kehidupan, termasuk juga dalam sektor pertanian. Intensifikasi pertanian adalah pengolahan tanah yang dilakukan sebaik mungkin agar mendapatkan hasil yang maksimal. Intensifikasi pertanian terdiri dari : pengolahan tanah yang baik, pengairan yang teratur, pemilihan bibit unggul, pemupukan, pemberantasan hama dan penyakit, dan pengolahan pasca panen. Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah membatu memonitoring kelembaban tanah di beberapa tempat, tanpa harus ke sawah secara langsung. Dan akan ditampilkan secara langsung dalam bentuk grafik.

Kelembaban merupakan air yang terkandung di permukaan tanah tak jenuh dari Bumi, yang berasal dari curah hujan, dari pencairan salju, atau dengan daya tarik kapiler dari air tanah. Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian besar suatu sistem komputer. Sistem ini memnggunakan komunikasi wireless untuk memantau kelembaban tanah. Sensor yang digunakan adalah moisture sensor yang digunakan untuk membaca kelembaban tanah. Alat ini menggunakan mikrokontroler yang berfungsi sebagai otak dari sistem.

Sistem ini mempunyai 3 client dan 1 server, dimana setiap client memiliki 1 sensor kelembaban tanah.Tanah akan stabil pada kelembaban 55%-65%. Komunikasi antara client

dan server menggunakan komunikasi nirkabel yang menggunakan modul wireless NRF24l01. Jarak paling jauh komunikasi ini 85 m. Tampilan kelembaban tanah pada layar, menggunakan tampilan grafik pada software labview. Selain tampilan pada layar LabView, sistem ini juga mempunyai penyimpanan data (datalogger).

ix

ABSTRACT

The development of technology supported many aspects in our life. One of them was agricultural sector. Agricultural intensification was the good soil processing in order to get the maximum product. Agricultural intensification consisted of: good soil processing, irrigation regularly, the use of superior seed, fertilization, the use of pesticide, and the

processing time after rice harvest. The purpose of this thesis was monitoring soil’s

humidity in many places, without go to the field directly. The result was presented in a form of graphic directly.

Humidity was the water which consisted in the soil surface unsaturated from the Earth, which came from precipitation, snow liquefaction, or capillarity magnetic from the soil. Microcontroller was one of the biggest parts of a computer system. This system used

communication wireless to monitor the soil’s humidity. The sensor used was moisture sensor which was used to detect the soil’s humidity. This instrument used microcontroller

which functioned as the brain of system.

This system has 3 clients and 1 server, whereas every client has 1 soil’s humidity sensor. The Soil humidity sensor will stabilize at 55% -65% humidity. The communication between client and server used module wireless NFR24101, Farthest distance communication is 85 m. The display of soil’s humidity in the screen used graphic at the software lab view. Besides lab view, this system has data logger.

x

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat-Nya. Berkat Kasih dan KaruniaNya selama menjalani proses pembuatan tugas akhir ini,

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Sensor kelembaban tanah multipoint nirkabel dengan tampilan grafik”.

Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T) bagi mahasiswa program S-1 Jurusan Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Selama proses penyusunan proposal ini, penulis banyak mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak Joko Untoro, S.Si., M.T.selaku Dosen Pembimbing tugas akhir yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan.

3. Bapak Martanto, M.T., dan Ibu Ir Theresia Prima Ari Setiyani M.T., yang telah memberikan saran dan kritik dalam menyelesaikan penulisan tugas akhir.

4. Seluruh dosen Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada penulis selama kuliah.

5. Bapak, ibu, yang telah memberikan perhatian dan dukungan.

6. Saudara besar Sonto Sutrisno dan Keluarga besar Parto Miharjo yang selalu mendukung saya.

7. Sahabat dari meka lanjut TE angkatan 2014.

8. Seluruh teman-teman prodi Teknik Elektro atas kerjasama dan kebersamaannya selama menjalani studi.

9. Kawan-kawan Sanggar Lare Mentes yang selalu mendukung saya.

10. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu atas bantuan, bimbingan, kritik dan saran.

xii

DAFTAR ISI

Halaman Sampul(Bahasa Indonesia) ... i

Halaman Sampul(Bahasa Inggris) ... ii

Lembar Persetujuan ... iii

Lembar Pengesahan ... iv

Halaman Persembahan ... v

Lembar Pernyataan Keaslian Karya ... vi

Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah ... vii

Intisari ... viii

Abstract ... ix

Kata Pengantar ... x

Daftar Isi ... xii

Daftar Gambar ... xiv

Daftar Tabel ... xviii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan dan Manfaat ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Metodologi Penelitian ... 3

BAB II DASAR TEORI 2.1 Kelembaban Tanah ... 4

2.2 Topologi Jaringan ... 5

2.3 Mikrokontroler ... 6

2.4 Software Arduino ... 10

2.5 Moisture Sensor ... 12

2.6 Teknologi wireless ... 13

2.7 IP addres ... 17

2.8 Server ... 19

2.9 Client ... 19

xiii

BAB III RANCANGAN PENELITIAN

3.1 Perancangan Perangkat Keras ... 23

3.1.1. Rangkaian Server ... 23

3.1.2. Rangkaian Client ... 23

3.2 Perancangan Perangkat Lunak ... 24

3.2.1. Diagram Alir Ulama ... 24

3.2.2. Pemograman Server ... 24

3.2.3. Pemograman Client ... 25

3.3 Tampilan Grafik ... 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Perangkat Keras ... 27

4.1.1 Pembacaan Sensor Pada Client A ... 29

4.1.2 Pembacaan Sensor Pada Client B ... 31

4.1.3 Pembacaan Sensor Pada Client C ... 33

4.1.4. Pembacaan Sensor pada 3 Client secara bersama sama ... 35

4.1.5. Menampilkan sensor dari 3 Client di Labview ... 37

4.1.6. Pengambilan data pada 3 sensor pada tampilan grafik ... 38

4.2 Komunikasi Wireless ... 42

4.2.1. Pembuatan Client ... 42

4.2.2. Komunikasi Wireless NRF24l01 ... 46

BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan ... 58

5.2 Saran ... 58

DAFTAR PUSTAKA ... ... 59 LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Topologi Jaringan WSN ... 5

Gambar 2.2 Tampilan Arduino Uno R3 ... 8

Gambar 2.3. Alokasi Penempatan Pin Arduino Uno ... 9

Gambar 2.4. Tampilan arduino software (arduino IDE) ... 11

Gambar 2.5. Moisture sensor ... 12

Gambar 2.6. Tampilan ESP8266- 12E ... 16

Gambar 2.7. Gambar Diagram Block ESP ... 16

Gambar 2.8. Arduino Uno beserta ESP8266-12E ... 17

Gambar 2.9. Gambar front panel ... 20

Gambar 2.10. Blok Diagram... 20

Gambar 2.11. Control Palette... 21

Gambar 2.12. Function Pallet. ... 21

Gambar 3.1.Konsep Perancangan ... 22

Gambar 3.2.Koneksi ESP8266 ke Arduino ... 23

Gambar 3.3. Gambar rangkaian Client ... 24

Gambar 3.4. Diagram alir.. ... 25

Gambar 3.5. Diagram alur Komunikasi..... 26

Gambar 3.6. Tampilan grafik ... 26

Gambar 4.1. Gambar 3 Client ... 27

Gambar 4.2. Tampilan LabView ... 28

Gambar 4.3. Rangkaian Pembaca sensor client A ... 29

Gambar 4.4. Program Pembacaan Sensor Client A ... 30

Gambar 4.5. Hasil Pembacaan Sensor Client A ... 30

Gambar 4.6. Rangkaian Pembacaan Sensor Client B ... 31

Gambar 4.7. Program Pembacaan Sensor Client B ... 32

Gambar 4.8. Hasil Pembacaan Sensor Client B ... 32

Gambar 4.9. Rangkaian Pembacaan Sensor Client C ... 33

Gambar 4.10. Program Pembacaan Sensor Client C ... 34

Gambar 4.11. Hasil Pembacaan Sensor Client C ... 34

Gambar 4.12. Pembacaan 3 sensor pada client secara bersama sama ... 35

xv

Gambar 4.14. Hasil pembacaan 3 sensor secara bersama-sama ... 36

Gambar 4.15. Program arduino pembaca 3 sensor dan mengirim ke LabView ... 37

Gambar 4.16.Tampilan LabView ... 38

Gambar 4.17. Program LabView ... 38

Gambar 4.18. Pengkabelan saat pengambilan data ... 39

Gambar 4.19. grafik kondisi tanah belum disemprot air. ... 39

Gambar 4.20. grafik kondisi tanah setelah disemprot air 100 x. ... 41

Gambar 4.21. Grafik kelembaban tanah ... 41

Gambar 4.22. Penyimpanan datalogger ... 42

Gambar 4.23. Penyoldiran pada ESP 8266... 43

Gambar 4.24. Pemograman ESP 8266 ... 44

Gambar 4.25. Rangkaian pada client ... 43

Gambar 4.26. Kalibrasi koneksi handphone. ... 45

Gambar 4.27. Hasil pemanggilan 1 ... 45

Gambar 4.28. Hasil pemanggilan 2 ... 45

Gambar 4.29. Modul wireless nrf24l01 ... 46

Gambar 4.30. Pengkabelan pada client ... 47

Gambar 4.31. Program pengirim sinyal. ... 46

Gambar 4.32. Penerima sinyal ... 47

Gambar 4.33. Program penerima data ... 49

Gambar 4.34. Program pengiriman data ... 49

Gambar 4.35. Rangkian hardware pengirim ... 51

Gambar 4.36. Rangkaian hardware penerima ... 52

Gambar 4.37. Program penerima ... 51

Gambar 4.38. Data dikirim ... 52

Gambar 4.39. Data diterima ... 52

Gambar 4.40. Grafik tampilan Labview ... 54

Gambar 4.41. Tampilan grafik ... 55

Gambar 4.42. Gambar program LabView ... 56

Gambar 4.41. 3 client membaca kelembaban tanah secara wireless ... 56

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Keterangan Alokasi Penempatan Pin Arduino Uno R3 ... 7

Tabel 2.2. Keterangan tombol pada tampilan Arduino IDE ... 10

Tabel 2.3. Tabel Perbandingan teknologi nirkabel ... 13

Tabel 2.4. Variasi perancangan spesifikasi IEEE 802.11 ... 13

Tabel 2.5. Tabel pembagian kelas IP address ... 18

Tabel 3.1. Tabel hasil pengukuran menggunakan sensor ... 23

Tabel 4.1. Keterangan Rangkain Pembacaan Sensor pada client A ... 29

Tabel 4.2. Keterangan Rangkain Pembacaan Sensor pada client B ... 31

Tabel 4.3. Keterangan Rangkain Pembacaan Sensor pada client C ... 33

Tabel 4.4 . Kelembaban Tanah ... 40

Tabel 4.5. Tabel hubungan ESP ... 42

Tabel 4.6. Koneksi NRF24l01 ... 49

Tabel 4.7. Data Pengaruh jarak terhdap komunikasi 2 client ... 50

Tabel 4.8. Perbandingan data dikirim dan diterima ... 52

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi dapat mendukung di segala aspek kehidupan, termasuk juga dalam sektor pertanian. Tidak dapat dipungkiri lagi bahwa pemilihan bibit yang baik, dan perawatan tanaman yang baik akan dapat menghasilkan padi yang baik, dan meningkatkan hasil padi yang baik. Selain itu untuk meningkatkan hasil pertanian banyak cara yang bisa dilakukan, diantaranya: dengan intensifikasi pertanian, ekstensifikasi pertanian, diversifikasi pertanian, mekanisme pertanian dan rehabilitasi pertanian. Intensifikasi pertanian adalah pengolahan tanah yang dilakukan sebaik mungkin agar mendapatkan hasil yang maksimal. Intensifikasi pertanian terdiri dari : pengolahan tanah yang baik, pengairan yang teratur, pemilihan bibit unggul, pemupukan, pemberantasan hama dan penyakit, dan pengolahan pasca panen [1]. Humidity adalah kelembaban udara yang berhubungan dengan kadar uap di udara yang juga berpengaruh pada proses pertumbuhan tanaman, sedangkan Moisture merupakan kelembaban tanah yang dipengaruhi jumlah partikel partikel air yang berpengaruh pada tingkat kelembaban tanah. Pengairan yang teratur juga akan berpengaruh dengan kelembaban tanah, apabila pengairan terlalu banyak maka akan terlalu tinggi kelembabannya, sehingga diperlukan alat untuk mengukur kelembaban tanah yang akan membantu petani dalam mengetahui kelembaban tanah tanpa harus mengukur secara langsung, melainkan bisa mengukur jarak jauh.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Stevanus, Setiadikarunia, 2013, berjudul “Alat Pengukur Kelembaban Tanah Berbasis Mikrokontroler PIC 16F84” [2] di jelaskan bahwa sistem dibuat untuk memonitoring kelemababan tanah, dan diharapkan juga mengendalikan kelembaban tanah dengan memberi keluaran situasi on-off dengan berdasarkan input dari keypad dan akan di tampilkan pada LCD ( Liquid Crystal Display), kelemahan sistem ini tidak bisa menampilkan jumlah persen kelembaban, dan juga sensor yang di gunakan keakuratannya masih di pertanyakan karena sensor buatan sendiri.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Priyanto, A., 2015, berjudul “Pemanfaatan Jaringan Sensor Nirkabel Untuk Memantau Kelembaban Tanah Pada Budidaya Tanaman

Cabai“ [3] di jelaskan bahwa sistem yang dibuat ini digunakan untuk memantau kelembaban tanah secara nirkabel dan memiliki tiga kondisi keluaran yaitu : high,normal,

dan low yang mewakili kondisi kelembaban tanah, kelemahan alat yang dibuat ini pada hasil pembacaan yang hanya berupa kondisi keluaran low, normal, dan high sehingga ketika di perlukan pembacaan kelembaban tidak bisa.

Pada Penelitian Haris,R., Jusak, Susanto, P., 2014, yang berjudul “Rancangan Bangun Aplikasi dan Gateway Wireless Sensor Network Untuk Pemantauan Tanaman

Jarak” [4] di jelaskan bahwa sistem ini menggunakan Wireless Sensor Network (WSN) yang menggabungkan beberapa sensor yang bertujuan untuk memonitoring kelembaban tanah dan suhu di sekitar area tanaman jarak, kelemahan dari alat ini hanya mampu melakukan komunikasi nirkabel dengan jarak 100 meter, setelah 100 meter maka komunikasi akan terputus, dan juga data yang di tampilan tidak di simpan, sehingga ketika ingin melihat data yang sudah lama tidak bisa.

Berdasarkan data dari alat yang sudah ada, maka di rancanglah alat yang bisa mengukur kelembaban tanah, menampilkan, dan menyimpan datanya dengan komunikasi nirkabel.

Untuk membuat alat yang dapat mengukur secara jarak jauh peneliti ingin mengembangkan sistem pengukuran dengan komunikasi nirkabel antar pengendali sistem utama atau Server dengan sistem tambahan atau client. Pada sistem ini tugas dari client

mengambil data kelembaban tanah menggunakan sensor kelembaban. Setelah mendapat data, maka data dari client akan dikirim ke Server secara nirkabel. Ketika data sudah di

Server, data akan diolah dan akan ditampilkan di layar dalam bentuk grafik. Di sistem ini terdapat 1 Server dan 3 client yang akan bekerja dengan cara yang sama.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah Memonitoring kelembaban tanah di beberapa tempat, secara langsung dari jarak jauh tanpa harus terjun ke tempat yang ingin diukur secara langsung.

Manfaat penelitian ini adalah:

a. Memonitor kelembaban tanah untuk menunjang proses penanaman. b. Mendukung proses produksi pertanian.

c. Memberikan kemudahan pada petani dalam memantau kelembaban tanah.

1.3. Pembatasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : a. Menggunakan arduino sebagai mikrokontroler.

c. Grafik di tampilkan dilayar monitor dalam software Labview.

d. Komunikasi dari Client ke Server menggunakan modul wifi ESP 8266. e. Menggunakan Moisture sensor.

f. Terdapat 3 titik lokasi sensor.

1.4. Metodologi Penelitian

Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan adalah: 1. Studi literature berupa pengumpulan refrensi buku, internet, jurnal dan artikel,

yang berkaitan dengan materi yang menunjang pembuatan tugas ahkir.

2. Studi kasus terhadap alat yang sudah ada atau memiliki cara kerja yang sama dengan tugas akhir dan memahami prinsip kerjanya.

3. Perancangan sistem hardware dan software yang bertujuan supaya bisa mendapatkan sistem yang paling baik dengan mempertimbangkan berbagai faktor masalah dan kebutuhan yang diperlukan.

4. Pembuatan sistem hardware dan software dengan acuan perancangan sistem yang sudah dibuat. Server akan menerima input dari 3 client secara wireless dan data yang diterima di Server akan di tampikan dalam bentuk grafik.

5. Pengujian alat menggunakan potensio sabagai masukan dan led sebagai keluaran, ini di gunakan untuk menguji koneksi nirkabelnya.

6. Analisa dibuat dengan membandingkan data yang dikirim dengan data yang diterima.

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1

Kelembaban Tanah

Kelembaban tanah secara umum didefinisikan sebagai air yang terkandung di permukaan tanah tak jenuh dari Bumi, yang berasal dari curah hujan, dari pencairan salju, atau dengan daya tarik kapiler dari air tanah. Kadar tanah air adalah komponen penting dari sistem iklim, hidrologi, dan ekologi. perkiraan klasik kelembaban tanah global sekitar 70 × 103 km3 (0,005% dari total volume bumi), dengan waktu perpanjangan 280 hari. Hal ini telah lama dikenal sebagai variabel keadaan kunci dari siklus energi dan air global karena kontrol terhadap pertukaran energi dan materi dan proses fisik, khususnya, partisi energi yang tersedia di permukaan bumi menjadi laten (LE) dan masuk akal (H) pertukaran panas dengan atmosfer. Kadar air tanah juga langsung berdampak pada bursa jejak gas di darat, termasuk karbon dioksida dan sangat mempengaruhi umpan balik antara permukaan tanah dan iklim, yang pada gilirannya mempengaruhi dinamika lapisan batas atmosfer dan dengan demikian cuaca dan iklim global. Hidrologis, air yang disimpan di darat adalah variabel kunci mengendalikan permukaan tanah dan umpan balik kunci berbagai proses dalam sistem iklim. Derajat kejenuhan sebelumnya adalah kontrol penting pada respon terhadap hujan atau pencairan salju dan generasi banjir berikutnya, terutama oleh partisi curah hujan dalam infiltrasi dan limpasan dan juga dengan berkontribusi terhadap limpasan sendiri, aliran darat akan lebih besar dan akan terjadi lebih cepat pada tanah basah dan di daerah tangkapan mana bidang tanah jenuh (misalnya, di posisi terendah topografi dan dekat sungai) yang lebih luas. Pengetahuan tentang distribusi spasial kelembaban tanah sehingga dapat membantu kita dalam menentukan potensi infiltrasi, aliran permukaan, banjir, dan erosi serta dampak yang dihasilkan pada aliran, waduk, infrastruktur, dan yang paling penting, kehidupan manusia. Selain itu, dapat menginformasikan pengelolaan berkelanjutan sumber daya air, studi tentang ekosistem dan proses ekologis, kebutuhan air tanaman, pertumbuhan tanaman dan produktivitas, serta pengelolaan irigasi dan memutuskan kapan untuk melaksanakan prosedur budidaya atau penanaman [5]. Standar atau acuan dalam mengukur kelembaban tanah, yaitu American Standard Method (ASM). Prinsip dari metode ini adalah dengan cara melakukan perbandingan antara massa air

dengan massa butiran tanah (massa tanah dalam kondisi kering), yang ditunjukkan oleh persamaan berikut :

Rh = (ma-mt) x 100% (2.1) Keterangan :

Rh = Kelembaban Tanah (%) ma = Massa Air (Gram) mt = Massa Tanah (Gram)

Massa butiran tanah diperoleh dengan menimbang tanah kering. Sedangkan massa air adalah selisih dari massa butiran tanah yang telah diberi air dengan massa butiran tanah [6].

2.2 Topologi Jaringan

Topologi jaringan atau bentuk jaringan pada wireless sensor network dapat di bedakan menjadi topologi jaringan point to point, topologi jaringan multihop, dan topologi jaringan mesh. Topologi yang pertama yaitu topologi point to point yang sering disebut star, dimana setiap nodenya langsung terhubung ke gateway. Topologi yang ke dua yaitu topologi mutihop atau yang lebih dikenal dengan nama cluster tree, dimana setiap node terhubung dengan node lain yang lebih tinggi dan node tersebut terhubung dengan gateway sehingga berbentuk mirip pohon. Data akan di kirimkan dari node terendah ke gateway. Topologi yang terakhir adalah topology mesh, node dapat saling terhubung ke node yang banyak di dalam sistem dan data akan melalui jalur terbaik. Gambar dari ke tiga macam topologi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.1.

2.3 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian besar suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang lebih kecil dari komputer pribadi muapun komputer mainframe,

mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Seperti komputer pada umumnya, mikrokontroler alat yang mengerjakan intruksi-intruksi yang diberikan. Bisa disimpulkan bahwa bagian terpenting dan utama dari suatu sistem adalah program itu sendiri yang dibuat oleh programmer. Program menginstruksikan computer untuk melakukan jalinan yang panjang untuk aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang dinginkan oleh programmer[8].

Mikrokontroler digunakan untuk mengolah dari masukan (input) menjadi keluaran (output) yang diinginkan. Input mikrokontroler dapat berupa tombol, sensor dan dapat juga berupa data komputer sedangkan output mikrokontroler dapat berupa lampu, motor dan solenoid. Mikrokontroler saat ini mengalami perkembangan yang sangat pesat baik dari bentuk, fungsi, dan kemampuannya sebagai kontroler. Perintah-perintah yang diberikan pada mikrokontroler untuk mengontrol sebuah sistem ditulis dalam bahasa pemrograman. Bahasa pemrograman yang sering digunakan pada mikrokontroler antara lain bahasa C, C++, basic, dan assembly. Pada penelitian ini, penulis menggunakan mikrokontroler Arduino. Arduino adalah sebuah platform elektronik yang open source. Arduino yang digunakan adalah Arduino Uno R3. Bahasa pemrograman yang digunakan oleh Arduino adalah bahasa C [8].

2.3.1 Arduino Uno R3

Arduino Uno R3 seperti Gambar 2.1. adalah board berbasis mikrokontroler pada ATMega 328. Board Arduino Uno R3 seperti yang ditunjukkan Gambar 2.2. memiliki 14 digital input / ouput pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai ouput PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik dan tombol reset. Pin – pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tekanan bisa didapat dari adaptor AC – DC atau baterai untuk menggunakannya (Arduino, Inc., 2009) [8]. Setiap digital pin pada board

arduino Uno R3 beroperasi pada tegangan 5 volt. Pin-pin digital tersebut juga memungkinkan dapat mengeluarkan atau menerima arus maksimal sebesar 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (yang terputus secara default) antara 20 – 50 Kohm [9].

Spesifikasi Arduino Uno R3 ditunjukkan pada alokasi penempatan pin-pin Arduino Uno R3 pada Tabel 2.1

Tabel 2.1. Keterangan Alokasi Penempatan Pin Arduino Uno R3

No Parameter Keterangan

1 ATmega 328 IC mikrokontroler yang digunakan pada

Arduino Uno R3. IC ATmega 328

memiliki flash memory 32 KB (dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader).

ATmega 328 juga memiliki 2 KB

SRAM dan 1 KB EEPROM yang dapat ditulis dan dibaca dengan EEPROM

library [8].

2 Jack USB Untuk komunikasi mikrokontroler dengan

PC

3 Jack Adaptor Masukan power eksternal bila Arduino

bekerja mandiri (tanpa komunikasi dengan PC melalui kabel serial USB). 4 Tombol Reset Tombol reset internal yang digunakan

untuk mereset modul Arduino.

5 SDA dan SCL Komunikasi Two Wire Interface (TWI) atau Inter Integrated Circuit (I2C) dengan menggunakan Wire library.

6 GND dan AREF  GND = Pin ground dari regulator tegangan board Arduino.

 AREF = Tegangan Referensi untuk input analog

7 Pin Digital Pin yang digunakan untuk menerima input

digital dan memberi output berbentuk digital (0 dan 1 atau low dan high)

8 Pin Serial Digunakan untuk menerima dan

mengirimkan data serial TTL (Receiver

(Rx), Transmitter (Tx)). Pin 0 dan 1 sudah terhubung kepada pin serial USB to TTL sesuai dengan pin ATmega.

9 Pin Power  Vin = Masukan tegangan input bagi

Arduino ketika menggunakan dumber daya eksternal.

 5 V = Sumber tegangan yang dihasilkan regulator internal board Arduino.

 3,3 V = Sumber tegangan yang dihasilkan

regulator internal board Arduino. Arus maksimal pada pin ini adalah50 mA.  GND = Pin ground dari regulator

tegangan board Arduino.  IOREF = Tegangan Referensi.

10 Pin Analog In Menerima input dari perangkat analog

Gambar 2.2 Tampilan Arduino Uno R3 [1]

Arduino Uno R3 berbeda dengan semua board sebelumnya karena Arduino Uno R3 ini tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Melainkan menggunakan fitur dari ATMega 16U2 yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial [10]. Board Arduino Uno memiliki fitur – fitur baru seperti pada Tabel 2.1. yaitu:

a. Pin out :

Menambahkan SDA dan SCL pin yang deket ke pin AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat ke pin RESET, dengan I/O REF yang memungkinkan sebagai

buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari board sistem. Pengembangannya, sistem akan lebih kompatibel dengan prosesor yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino karena beroperasi dengan 3,3V. Yang kedua adalah pin yang tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan pengembangannya.

b. Sirkuit reset.

c. ATMega 16U2 ganti 8U yang digunakan sebagai konverter USB-to-serial.

Board Arduino Uno R3 dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 – 20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun pin 5V dapat menyuplai kurang dari 5

volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7V – 12V. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus :

a. Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) data TTL serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip ATMega8U2 USB to-Serial TTL.

b. Eksternal Interupsi : 2 dan 3. Pin ini dapat dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat

attchInterrupt() fungsi untuk rincian.

c. PWM : 3,5,6,9,10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan fungsi

analogWrite().

d. SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan library SPI. SPI (Serial Peripheral Interface) adalah sebuah sinkronisasi serial data protocol yang digunakan oleh mikrokontroler untuk melakukan komunikasi dengan satu atau lebih peripheral device secara cepat berjarak pendek. SPI dapat juga digunakan untuk melakukan komunikasi antara dua mikrokontroler.

e. LED : 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai TINGGI, LED menyala, ketika pin adalah RENDAH, LED off.

Arduino Uno R3 seperti ditunjukkan Gambar 2.2. memiliki 6 input analog diberi label A0 sampai A5, masing – masing menyediakan 10-bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default sistem mengukur dari ground sampai 5 volt, meskipun mungkin untuk mengubah ujung atas rentang mengunakan pin AREF dan fungsi analogReference().

Gambar 2.3. Alokasi Penempatan Pin Arduino Uno R3 [2] Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus :

a. TWI : A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi TWI menggunakan wire library.

b. AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan

c. RESET : memberikan logika LOW untuk mereset mikrokontroler [10].

2.3.1.1. Komunikasi

Arduino Uno R3 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. ATmega328 menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia di pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai comport virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware '16U2 menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang diperlukan. Namun, pada Windows, file. Inf

diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX di board LED akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi interface pada sistem. ATmega328 juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI [4]. Setiap IC mikrokontroler memiliki EEPROM yang merupakan memori yang nilainya tersimpan ketika IC mikrokontroler non aktifkan (seperti hard drive

kecil). Sistem penyimpanan ini memungkinkan untuk melakukan pembacaan atau menulis dalam satuan byte. Setiap IC mikrokontroler memiliki kapasitas EEPROM yang berbeda. Pada IC mikokontroler ATmega 328 yang terdapat pada Arduino Uno R3 memiliki EEPROM sebesar 1024 byte [10].

2.4.

Software

Arduino

Menulis program di Arduino dilakukan dengan Arduino IDE, yaitu software yang beroperasi di komputer. Menurut situs http://www.arduino.cc perangkat lunak disebut sebagai Arduino Software [5]. Software ini tersedia untuk platform Windows, Mac OS X,

dan Linux. Software Arduino IDE bermanfaat untuk menuliskan kode untuk mengontrol Arduino Uno dan mengirimkan hasil kompilasi ke papan Arduino Uno [6]. Lingkungan Arduino yang open source memungkinkan untuk menulis (write) dan mengunggah (upload) program pada Arduino. Arduino dapat diprogram pada sistem operasi komputer berbasis Windows, Mac OS X, dan Linux. Bahasa pemrogramannya dapat ditulis di Java, avr-gcc dan perangakat lunak yang berbasis open source lainnya [7]. IDE Arduino membutuhkan beberapa pengaturan yang digunakan untuk mendeteksi board Arduino yang sudah dihubungkan ke komputer. Beberapa pengaturan tersebut adalah mengatur jenis board yang digunakan sesuai dengan board yang terpasang dan mengatur jalur komunikasi data melalui perintah Serial Port. Kedua pengaturan tersebut dapat ditemukan

pada pull down menu Tools [10]. Tampilan jendela Arduino IDE ditunjukkan pada Gambar 2.3. Keterangan mengenai simbol-simbol (icon) yang terdapat pada jendela Arduino

IDE dijelaskan pada Tabel 2.2. sebagai berikut:

Tabel 2.2. Keterangan tombol pada tampilan Arduino IDE

No Tombol Nama Fungsi

1 Verify Menguji apakah ada kesalahan pada

program atau sketch. Apabila sketch

sudah benar, maka sketch tersebut akan

dikompilasi. Kompilasi adalah proses mengubah kode program ke dalam kode mesin.

2 Upload Mengirimkan kode mesin hasil

kompilasi ke board Arduin.

3 New Membuat sketch yang baru 4 Open Membuka sketch yang sudah ada 5 Save Menyimpan sketch yang dibuat

6 Serial Monitor Menampilkan data yang dikirim dan

diterima melalui komunikasi serial

Gambar 2.4. Tampilan arduino software (Arduino IDE)

Tugas dari arduino software adalah menghasilkan sebuah file berformat hex yang akan diunduh pada papan arduino atau papan sistem mikrokontroler lainnya. Ini mirip dengan Microsoft Visual Studio, Eclipse IDE, atau Netbeans. Lebih mirip lagi adalah IDE

semacam Code::Blocks, CodeLite atau Anjuta yang mempermudah untuk menghasilkan

file program. Bedanya kesemua IDE tersebut menghasilkan program dari kode bahasa C (dengan GNU GCC) sedangkan arduino software (arduino IDE) menghasilkan file hex

dari baris kode yang dinamakan sketch [6]. Sketch adalah nama dari program yang ditulis pada arduino software, kemudian sketch merupakan kesatuan dari kode program yang akan diunggah dan dijalankan pada papan Arduino. Pada umumnya sketch yang dibuat di

arduino Software di-compile dengan perintah verify / Compile (Ctrl+R) lalu hasilnya diunduh ke papan Arduino seperti Arduino Uno R3. Program hasil kompilasi itu lalu dijalankan oleh bootloader. Semua papan Arduino memiliki perangkat lunak yang dinamakan bootloader [11].

2.5.

Moisture

Sensor

Gambar 2.5. Moisture sensor

Moisture sensor adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Sensor ini sangat ideal untuk memantau taman atau tingkat air pada pekarangan maupun di sawah. Sensor ini terdiri dari dua probe untuk melewati arus melalui tanah, dan untuk membaca tingkat kelembaban dapat dilakukan dengan cara membaca resistensinya. Semakin banyak air membuat tanah semakin mudah menghantarkan listrik (nilai resistansinya kecil), sementara tanah kering sangat sulit menghantarkan arus listrik (nilai resistensinya besar).

Sensor ini memiliki spesifikasi sebagai berikut : a. Power supplay = 3.3v atau 5v

c. Arus = 35mA

d. Inisialisasi kabel = Analog output (biru), GND (hitam), power (merah) [12]

2.6. Teknologi

wireless.

Pilihan untuk menghubungkan perangkat secara nirkabel sangat banyak seperti: Wifi, Bluetooth, Zigbee dan lain lain. Tetapi setiap teknologi komunikasi nirkabel memiliki keunggulan dan kelemahan dalam setiap produknya, dan berbandingannya dapat dilihat pada table 2.3.

Tabel 2.3. Tabel Perbandingan teknologi nirkabel[13]

Zigbee Wi-fi Bluetooth

Data Rate 250 Kbits/s 54 Mbit/s 1 Mbits/s Jarak 10-100 meter 50-100 meter 10 meter Topologi

jaringan

Start, Mesh, Peer to Peer

Start, Point to Hub

Very small networks

Frekuensi 2.4 GHz 2.4 GHz 2.4 GHz Kompleksitas Rendah Tinggi Tinggi

Konsumsi

Tenaga Rendah Tinggi Sedang Kekurangan Kecepatan lambat Daya tinggi Jangkauan

terbatas

Keunggulan Rendah daya,

stabil Kecepatan, Stabil Harga murah

Berdasarakan tabel 2.3. teknologi nirkabel \Wi-fi mempunyai spesifikasi yang lebih sesuai dengan sistem komunikasi dalam pembuatan alat sensor kelemababan tanah multi point dengan tampilan grafik, karena teknologi nirkabel Wi-fi memiliki keunggulan pada kecepatan dan stabilitas dalam pengiriman data yang tidak dimiliki oleh teknologi nirkabel lainya seperti Bluetooth dan Zigbee.

2.6.1. WIFI (Wireless Fidelity)

2.6.1.1. Pengertian Wi-Fi

WI-FI atau Wireless Fidelity adalah sekumpulan standar yang digunakan untuk jaringan nirkabel yang didasari oleh spesifikasi IEEE 802.11. Awalnya Wi-Fi ditunjuk

untuk penggunakan untuk penggunakan perangkat nirkabel dan Local Area Network

(LAN), namun saat inilebih banyak digunakan untuk mengakses internet.

Wi-Fi dirancang berdasarkan spesifikasi IEEE 802.11. Saat ini ada 4 variasi dari 802.11 bisa kita lihat di table 2.4.

Tabel 2.4. Variasi perancangan spesifikasi IEEE 802.11 Spesifikasi Kecepatan Frekuensi Band

802.11b 11Mb/s 2.4Ghz

802.11a 54Mb/s 5Ghz

802.11g 54Mb/s 2.4Ghz

802.11n 100Mb/s 2.4Ghz

Bisa dikatakan juga bahwa Wi-Fi merupakan sertifikasi merek dagang yang diberikan kepada perangkat telekomunikasi (internet) yang bekerja di jaringan Wireless Local Area Network (WLAN) dan sudah memenuhi kualitas kapasitas interoperasi yang dipersyaratkan.

2.6.1.2 Cara Kerja

Wi-Fi

Wi-Fi bekerja menggunakan gelombang radio dengan menggunakan Wireless LAN dari komputer, router nirkabel memainkan peran yang penting pada sistem Wi-Fi. Adaptor ini menerima data dari komputer dalam bentuk digital. Setelah data di konversi kedalam bentuk gelombang radio maka dikirim ke router melalui antenna. Sinyal decode router

mengirimkannya keinternet. Proses ini akan dikembalikan ketika informasi yang dikirimkan dari internet ke komputer. Perbedaan Wi-Fi dengan walki-talki maupun ponsel adalah frekuensinya, Wi-Fi menggunakan gelombang frekuensi tinggi dari 2,4GHz atau 5GHz. Teknologi Wi-Fi adalah beroperasi pada platform standar jaringan IEEE 802,11.

2.6.1.3 Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan :

1. Kemudahan akses. Artinya para pengguna dalam satu area dapat mengakses internet secara bersamaan tanpa perlu direpotkan dengan kabel.

2. Pengguna yang ingin melakukan surfing atau browsing berita dan informasi di

internet, cukup membawa laptop atau ponsel berkemampuan Wi-Fi ke tempat dimana terdapat access point atau hotspot.

1. Mudah di hacker untuk mencuri password pengguna Wi-Fi. [14]

2.6.1.4. Modul

Wifi

ESP 8266

ESP8266 adalah sebuah komponen chip terintegrasi yang didesain untuk keperluan dunia masa kini yang serba tersambung melalui wifi yang memiliki output serial TTL dan GPIO yang dapat digunakan secara standalone maupun dengan mikrokontroler sebagai sebuah pengendali. ESP menawarkan solusi networking wifi yang lengkap dan menyatu, yang membedakan esp8266 dengan aplikasi lain adalah esp8266 memiliki kemampuan on-bord prosesing dan stroge yang memungkinkan chip tersebut untuk terintegrasikan dengan sensor-sensor.

ESP 8266 terintegrasi dan disempurnakan oleh Tensilica’s seri L106 Diamond

dengan prosesor 32-bit. Ada 3 cara menggunakan ESP8266 : sebagai wifi access menggunakan AT command, dimana biasanya dimanfaatkan oleh Arduino untuk koneksi wifi, sebagai sistem yang berdiri sendiri menggunakan NodeMCU dan menggunakan bahasa LUA, sebagai sistem yang berdiri sendiri dengan menggunakan Arduino IDE yang sudah bisa terhubung dengan ESP8266. ESP 8266 dapat bertindak sebagai client ke suatu

wifi router, sehingga saat konfigurasi dibutuhkan setting nama access pointnya dan juga

passwordnya, selain itu ESP 8266 dapat digunakan sebagai Access Point dimana ESP 8266 dapat menerima akses wifi.

Fitur yang dimiliki oleh ESP 8266 sebagai berikut : 1. Frekuensi 802.11 b/g/n

2. Prosesor 32 - bit MCU

3. Terintegrasi dengan 10 - bit ADC

4. Terintegrasi dengan TCP/ IP protocol stack

5. Terintegrasi dengan TR switch, LNA , power amplifier dan jaringan 6. Terintegrasi dengan PLL , regulator , dan unit manajemen daya 7. Mendukung keragaman antena

8. WiFi 2.4 GHz , mendukung WPA / WPA2 9. Dukungan STA mode operasi /AP / STA + AP

10. Dukungan Smart link Fungsi untuk kedua perangkat Android dan iOS 11. SDIO 2.0 , ( H ) SPI , UART , I2C , I2S , IR Remote Control , PWM , GPIO 12. STBC , 1x1 MIMO , 2x1 MIMO

14. Deep sleep power <10Ua, down leakage current <5uA 15. Kemampuan mengirim data < 2ms

16. Standby konsumsi daya < 1.0mW ( DTIM3 ) 17. Dayakeluaran +20 dBm dalam mode 802.11b 18. Operasi Kisaran suhu 40C ~ 125C

19. FCC , CE , TELEC , WiFi Alliance , dan SRS bersertifikat [14]

Gambar 2.6. Tampilan ESP8266- 12E[15]

Gambar 2.7. Gambar Diagram Block ESP

ESP 8266-12E ini dilengkapi dengan pendingin IC yang terpasang pada hardware ESP 8266. ESP 8266-12E dapat terpasang langsung pada board Arduino Uno yang dapat kita cari dipasaran.

Ada beberapa keuntungan menggunakan ESP 8266-12E ini, yaitu:

1. I/O pada Arduino menjadi lebih sederhana dam dapat digunakan untuk aplikasi lain 2. ESP 8266-12E dapat terpasang langsung pada board Arduino

bertujuan untuk mendinginkan IC seperti gambar 2.8.

Gambar 2.8. Arduino Uno beserta ESP8266-12E [16]

2.7. IP

Address

2.6.1.

Pengertian

Ip addres (internet protocol addres) merupakan deretan angka biner antara 32 bit sampai dengan 128 bit yang digunakan sebagai alamat identifikasi untuk setiap computer host dalam jaringan internet. Angka 32 bit digunakan untuk alamat ip address versi IPv4 dan angka 128 bit digunakan untuk ip address versi IPv6 untuk menunjukan alamat dari komputer pada jaringan internet berbasis TCP/IP.

Ip address tersebut memiliki identitas numeric yang akan dilabelkan kepada suatu device seperti komputer, router, dan printer yang terdapat dalam suatu jaringan komputer yang menggunakan internet protocol sebagai sarana komunikasi.

2.6.2

Fungsi IP

Address

1. IP Address digunakan sebagai alat identifikasi host atau antarmuka pada jaringan. Fungsi ini di ilustrasikan seperti nama orang sebagai suatu metode untuk mengenali siapa orang tersebut. Sementaramaykomputer atau device jaringan di sebut alat. 2. IP Address digunakan sebagai alamat lokasi jaringan. Fungsi ini diilustrasikan seperti

alamat rumah kita yang menunjukan lokasi kita berada. Ada rute yang harus dilalui agar dapat sampai ke komputer yang dituju.

Jenis IP

Address

1.

IP

versi 4 (IPv4)

Internet Protokol versi 4 atau IPv4 terdiri dari 32-bit dan bisa menampung lebih dari 4.294.967.296 host diseluruh dunia.

2. IP

versi 6 (IPv6)

Internet protocol versi 6 atau IPv6 terdiri dari 128-bit. Memiliki kemampuan lebih besar dibandingkan dengan IPv4. Sementara untuk IPv6 dapat menampung sebesar dibandingkan IPv4 yaitu sebesar :

340.282.366.920.938463.463.374.607.431.768.211.456.

2.6.3.

Pembagian kelas

IP Addres

IP address versi 4 terdiri atas 4 oktet, 1 nilai octet adalah 255. Karena ada 4 oktet maka jumlah IP address yang tersedia adalah 255 x 255 x 255x 255. IP address sebanyak ini harus dibagi keseluruh pengguna di seluruh dunia. Sehingga IP address di bagi menjadi beberapa kelas yang di bedakan berdasarkan ukuran dan jumlah dapat dilihat dari tabel 2.5.

Tabel 2.5. Tabel pembagian kelas IP address [17] Kelas Network bits Hosts bits Rentang alamat

desimal

Subnet mask Kelas A 8 bits 24 bits 1-126 255.0.0.0 Kelas B 16 bits 16 bits 128-191 255.255.0.0 Kelas C 24 bits 8 bits 192-223 255.255.255.0 Kelas D Reserved for Multicasting 224-239 N/A

Kelas E Reserved for R & D 240-255 N/A

2.8

Server

Server adalah suatu sistem komputer yang menyediakan berbagai macam jenis-jenis layanan tertentu yang di tujukan untuk client dalam suatu sistem jaringan komputer. Server

dilengkapi oleh sistem operasi (OS) yang khusus untuk mengontrol ataupun memonitor akses dan juga sumber daya yang terdapat di dalamnya. Lalu selain itu Server didukung oleh prosesor yang bersifat scalable serta RAM yang berkapasitas besar, dan dilengkapi oleh sistem operasi yang khusus, disebut sebagai sistem operasi jaringan komputer. Server juga

menjalankan perangkat-perangkat lunak administratif yang mengontrol akses terhadap jaringan komputer dan sumber daya yang ada di dalamnya, seperti misalnya berkas ataupun pencetak, dan memberikan akses kepada stasiun kerja anggota-anggota jaringan komputer.

2.9.

Client

Client adalah komputer yang terdapat dalam jaringan komputer, yang menggunakan berbagai macam sumber daya yang telah disediakan oleh Server. Bisa juga definisi client adalah Pemakai layanan Server. Pada prinsipnya client dan Server merupakan suatu sistem yang merupakan aplikasi pada jaringan komputer yang saling terhubung atau berhubungan. [18]

2.10.

Lab View

LabVIEW adalah sebuah software pemograman yang diproduksi oleh Nasional

instruments dengan konsep yang berbeda. Seperti bahasa pemograman lainnya yaitu C++,MatLab atau Visual basic , LabVIEW juga mempunyai fungsi dan peranan yang sama, perbedaannya bahwa labVIEW menggunakan bahasa pemrograman berbasis grafis atau blok diagram sementara bahasa pemrograman lainnya menggunakan basis text. Program labVIEW dikenal dengan sebutan Vi atau Virtual instruments karena penampilan dan operasinya dapat meniru sebuah instrument. Pada labVIEW, user pertama-tama membuat

user interface atau front panel dengan menggunakan control dan indikator, yang dimaksud dengan kontrol adalah knobs, push buttons, dials dan peralatan input lainnya sedangkan yang dimaksud dengan indikator adalah graphs,leds. dan peralatan display lainnya. Setelah menyusun user interface, lalu user menyusun blok diagram yang berisi kode-kode VIs untuk mengontrol front panel. Software LabVIEW terdiri dari tiga komponen utama, yaitu :

1. Front panel

Front panel adalah bagian window yang berlatar belakang abu-abu serta

mengandung control dan indikator. front panel digunakan untuk membangun sebuah VI, menjalankan program dan mendebug program. Tampilan dari front panel dapat di lihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9. Gambar front panel

2. Blok diagram dari Vi

Blok dagram adalah bagian window yang berlatar belakang putih berisi source code

yang dibuat dan berfungsi sebagai instruksi untuk front panel. Tampilan dari blok diagram dapat lihat pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10. Blok Diagram 7 3. Control dan Functions Pallete

Control Pallete

Control Pallete merupakan tempat beberapa control dan indikator pada front panel,

control pallete hanya tersedia di front panel, untuk menampilkan control pallete dapat dilakukan dengan mengkilk windows >> show control pallete atau klik kanan pada front panel. Contoh control pallete ditunjukkan pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11. Control Palette

4. Functions Pallete

Functions Pallete di gunakan untuk membangun sebuah blok diagram, functions pallete hanya tersedia pada blok diagram, untuk menampilkannya dapat dilakukan dengan mengklik windows >> show control pallete atau klik kanan pada lembar kerja blok diagram. Contoh dari functions pallete ditunjukkan pada Gambar 2.12.

22

RANCANGAN PENELITIAN

Perancangan sistem pengukur sensor kelembaban ini dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu :

1. Perancangan hardware yang terdiri dari perancangan Server

(mikrokontroler, monitor, reciver), dan tiga client (sensor, power, komunikasi wifi/ transmitter ).

2. Perancangan software yang terdiri dari pemograman di mikrokontroler, pembuatan tampilan grafik disoftware Labview,

pemograman di sistem komunikasi nirkabel.

Gambar 3.1 Konsep Perancangan

Berikut merupakan cara kerja sistem yang di tunjukan pada gambar 3.1.

1. Modul wifi esp 8266 digunakan sebagai komunikasi nirkabel untuk pengiriman data dari sensor di bagian client ke bagian Server.

2. Setiap client memiliki alamat (penginisialan) yang berbeda-beda. 3. Pengiriman data dilakukan secara bergantian dan terus menerus

(secara serial), dan pembacaan di lakukan oleh Server.

4. Setelah data berada di Server maka akan ditampilkan ke monitor dalam bentuk grafik melalui software labview.

Data awal yang di peroleh dari sensor dapat dilihat dari table 3.1. Tabel 3.1. Tabel hasil pengukuran menggunakan sensor No Jumlah

Semprot

Tanah Berpasir Tanah Sawah Tanah Padas 1 Kering 1019, 1013, 1002 1020, 979, 924 1022, 10280,1016 2 5 X 940, 897, 850 835, 951, 872 703, 627, 813 3 10 X 903, 853, 893 603, 667, 627 631, 534, 571 4 15 X 820, 640, 690 430, 415, 365 572, 563, 490 5 20 X 755, 525, 603 388, 332, 314 440, 388, 402 6 25 X 688, 555, 425 375, 311, 240 590, 409, 381

3.1. Perancangan Perangkat Keras

3.1.1. Rangkaian

Server

Rangkaian Server merupakan pusat kontrol dari semua sistem dan tempat pengolahan data yang diterima dari client. Di rangkaian Server menggunakan arduino sebagai control, dan menggunakan modul wifi Esp 8266 sebagai komunikasi nirkabel dengan semua client. Pada perancangan koneksi Arduino ke ESP8266 ke Android, koneksi menggunakan jaringan Wifi. Arduino dan ESP8266 berfungsi sebagai

transmiter yang menerima sinyal dari Client secara bergantian. Agar dapat terkoneksi dengan baik, diperlukan sinkronnisasi alamat IP ESP8266 dengan masing-masing client

bereda alamat.

Secara umum ESP8266 terpasang pada arduino dengan sumber tegangan 3,3v dengan TX dan RX yang saling terhubung.

Gambar 3.2. Koneksi ESP8266 ke Arduino

3.1.2. Rangkaian

Client

Rangkaian client merupakan sistem dari sistem besar yang mempunyai fungsi sebagai masukan data ke Server. Di dalam sistem ini terdapat tiga client yang memiliki alamat (IP Address) yang berbeda-beda. Dalam satu client terdapat Moisture sensor

sebagai pembaca kelembaban tanah, dan modul wifi esp 8266 sebagai pengirim data ke

Server. Rangkaian client dapat dilihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3. Gambar rangkaian Client

3.2. Perancangan Perangkat Lunak

3.2.1 Diagram Alir Utama

Dalam program utama ini, terdapat tiga masukan dari 3 client dan memiliki 1 keluaran komunikasi ke software Labview. Waktu pengiriman data dan urutan pengiriman data dilakukan oleh Server.

3.2.1.2 Diagram Alur Komunikasi

Gambar 3.4. adalah gambar diagram blok yang menggambarkan tentang alur komunikasi yang terjadi antara client dan Server melalui wifi dengan menggunakan topology Server-Client, dimana client sebagai pengirim data dan Server sebagai penerima data sekaligus penampil data. Untuk diagram dapat di lihat pada gambar 3.4.

3.2.2 Pemograman

Server

Di dalam Server terdapat arduino yang berfungsi sebagai control pada sistem dan khusunya di bagian Server. Bahasa pemograman java dan menggunakan software

arduino. Di pemograman Server lebih fokus untuk mengatur waktu pengiriman dari

client A,B, dan C. dan juga untuk pengiriman data ke computer untuk di tampilkan di

software LabView.

3.2.3 Pemograman

Client

Bahasa pemograman di client juga sama menggunakan bahasa pemograman java

dan menggunakan software arduino dan di client focus pada pengambilan data dari sensor dan mengirim ke Server.

3.3 Tampilan Grafik

Data yang sudah di kirim dari client akan di olah di Server setelah diolah maka data akan di kirim ke computer dan akan di tampilkan dalam bentuk grafik pada

software LabView, dan akan ditunjukan seperti gambar 3.5.

Gambar 3.5. Diagram alur komunikasi

.

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan tentang pembuatan dari perancangan sistem pemantauan kelembaban tanah dengan komunikasi nirkabel. Hasil implementasi dan pembahasan dibagi menjadi dua yaitu perancangan pada perangkat keras dan perancangan pada perangkat lunak

4.1.

Perangkat Keras

Sistem ini menghasilkan data kelembaban tanah yang dikirimkan oleh ketiga

client, yang diterima oleh server melalui komunikasi wireless. Data dari sensor kelembaban tanah yang terdapat pada masing-masing client akan dikirim ke server

menggunakan komunikasi wireless melalui modul wireless nrf24L01, dan data akan diterima oleh modul wireless pada server, data diterima secara bergantian oleh server.

Untuk pengiriman data dari 3 client dapat dilihat pada gambar 4.1.

Setelah data diterima oleh server, maka data akan dikirim ke software Labview pada komputer dengan komunikasi serial. Setelah data berada disoftware Labview, data disimpan menggunakan data Logger, dan data juga ditampilkan dalam bentuk grafik pada masing masing client, tampilan labview dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Tampilan LabView

Pada sistem sedikit memiliki perbedaan pada sistem komunikasi wireless. Pada Bab perancangan menggunakan modul wifi ESP8266, dan ketika pembuatan sistem, modul wifi 8266 hanya mampu memancarkan data (sebagi client), dan untuk pembacaanya menggunakan handphone. Ketika akan digunakan modul wifi esp 82266 untuk penerima (server), tidak terjadi koneksi (pengiriman data). Selain itu juga karena modul wifi hanya bisa komunikasi point to point , dan pada sistem memerlukan komunikasi multipoint sehingga diputuskan untuk menggunkan modul wireless

nrf24L01, yang bisa komunikasi multipoint.

Pengujian sistem komunikasi wireless yang menggunakan modul nrf24L01 ini meliputi pengujian jarak komunikasi dan pengujian data yang dikirim dan data yang diterima. Pengujian jarak komunikasi dengan menguji seberapa jauh jarak masimum komunikasi client dan server, sementara pengujian data dilakukan dengan cara membandingkan data yang dikirim dan data yang diterima, sehingga bisa diketahui kualitas data yang dikirim.

Pada perangkat keras ini pertama tama yang perlu dicek terlebih dahulu adalah sensor pada masing masing client yang akan digunakan. Setelah diperiksa pada masing masing sensor dan ditampilakan pada serial monitor pada software arduino, makan langsung dicoba untuk pembacaan sensor dan di tampilkan pada serial monitor pada

software LabView secara bersama-sama.

4.1.1. Pembacaan Sensor Pada Client A

Pembuatan client langkah pertama dilakukan dengan pencobaan pembacaan sensor pada masing masing client, untuk rangkaian pembacaan sensor pada client A dilakukan pembacaan kelembaban pada media tanah jenis tanah berpasir, yang ditempakan pada tabung berbahan plastik, yang bisa dilihat pada gambar 4.3., dan keterangan pada setiap rangkaian dapat dilihat pada Tabel 4.3. dalam percobaan pembacaan menggunakan moisture sensor ini menggunakan program yang dapat dilihat pada gambar 4.4. dan hasil dari pembacaan dapat dilihat pada gambar 4.5.

Gambar 4.3. Rangkaian Pembacaan Sensor Client A Tabel 4.1. Keterangan Rangkaian Pembacaan sensor pada client A

No Arduino Moisture Sensor

1 3,3 v Vcc

2 GND GND

Gambar 4.4. Program Pembacaan Sensor Client A

Gambar 4.5. Hasil Pembacaan Sensor Client A Tanah Berpasir Kering

Setiap jenis tanah memiliki nilai kelembapan yang berbeda-beda, pada client A jenis tanah yang dimonitoring adalah jenis tanah berpasir. Berdasarkan data yang didapat melalui pembacaan sensor yang ditampilkan pada serial monitor arduino, data hasil pembacaan tersebut didapat melalui proses pembacaan pada port ADC. Dari data

yang terpampang pada serial monitor semakin basah jenis tanah berpasir yang dimonitoring maka nilai ADC yang tertampil semakin kecil. Namun apabila tanah yang dimonitoring adalah tanah yang kering maka nilai ADC semakin besar.

4.1.2. Pembacaan Sensor Pada Client B

Pada pengujian sensor client B dilakukan pembacaan sensor pada media tanah berjenis tanah padas (tanah berkapur) yang ditempatkan pada tabung berbahan plastik, yang bisa dilihat pada gambar 4.6., dan keterangan pada setiap rangkaian dapat dilihat pada Tabel 4.2. dalam percobaan pembacaan menggunakan moisture sensor ini menggunakan program yang dapat dilihat pada gambar 4.7. dan hasil dari pembacaan dapat dilihat pada gambar 4.8.

Gambar 4.6. Rangkaian Pembacaan Sensor Client B Tabel 4.2. Keterangan Rangkaian Pembacaan sensor pada client B

No Arduino Moisture Sensor

1 3,3 v Vcc

2 GND GND

Gambar 4.7. Program Pembacaan Sensor Client B

Gambar 4.8. Hasil Pembacaan Sensor Client B

Setiap jenis tanah memiliki nilai kelembapan yang berbeda-beda, pada client B jenis tanah yang dimonitoring adalah jenis tanah padas. Berdasarkan data yang didapat melalui pembacaan sensor yang ditampilkan pada serial monitor arduino, data hasil pembacaan tersebut didapat melalui proses pembacaan pada port ADC. Dari data yang terpampang pada serial monitor semakin basah jenis tanah berpasir yang dimonitoring

maka nilai ADC yang tertampil semakin kecil. Namun apabila tanah yang dimonitoring adalah tanah yang kering maka nilai ADC semakin besar.

4.1.3. Pembacaan Sensor Pada Client C

Pada pengujian sensor client C dilakukan pembacaan sensor pada media tanah berjenis tanah padas (tanah berkapur) yang ditempatkan pada tabung berbahan plastik, yang bisa dilihat pada gambar 4.9., dan keterangan pada setiap rangkaian dapat dilihat pada Tabel 4.3. dalam percobaan pembacaan menggunakan moisture sensor ini menggunakan program yang dapat dilihat pada gambar 4.10. dan hasil dari pembacaan dapat dilihat pada gambar 4.11.

Gambar 4.9. Rangkaian Pembacaan Sensor Client C Tabel 4.3. Keterangan Rangkaian Pembacaan sensor pada client C

No Arduino Moisture Sensor

1 3,3 v Vcc

2 GND GND

Gambar 4.10. Program Pembacaan Sensor Client C

Setiap jenis tanah memiliki nilai kelembapan yang berbeda-beda, pada client C jenis tanah yang dimonitoring adalah jenis tanah sawah. Berdasarkan data yang didapat melalui pembacaan sensor yang ditampilkan pada serial monitor arduino, data hasil pembacaan tersebut didapat melalui proses pembacaan pada port ADC. Dari data yang terpampang pada serial monitor semakin basah jenis tanah berpasir yang dimonitoring maka nilai ADC yang tertampil semakin kecil. Namun apabila tanah yang dimonitoring adalah tanah yang kering maka nilai ADC semakin besar.

4.1.4. Pembacaan Sensor pada 3

Client

secara bersama sama

Setelah melakukan pembacaan sensor pada masing masih client secara satu per satu, maka selanjutya dilakukan pembacaan secara bersama sama pada masing masing

client yang dapat dilihat pada gambar 4.12. sedangkan program pada arduino dapat dilihat pada gambar 4.13. dan ditampilkan pada serial monitor arduino dan ditampilkan secara bersama sama dapat dilihat pada gambar 4.14.

Gambar 4.13. Program pembacaan 3 sensor secara bersama-sama

Pada pembacaan tiga buah sensor secara bersamaan, data yang ditampilkan memiliki nilai yang berbeda untuk masing-masing nilai tanah dengan kondisi kering. Dari data yang terpampang pada serial monitor semakin basah jenis tanah berpasir yang dimonitoring maka nilai ADC yang tertampil semakin kecil. Namun apabila tanah yang dimonitoring adalah tanah yang kering maka nilai ADC semakin besar.

4.1.5. Menampilkan sensor dari 3

Client

di Labview

Pada tahapan ini, adalah melakukan komunikasi antara arduino dengan software

LabView secara serial. Sebelum melakukan komunikasi, melakukan pemograman gabungan untuk membaca dan mengirim data secara serial ke software LabView, dan program bisa dilihat pada gambar 4.15.

Gambar 4.15. Program arduino pembaca 3 sensor dan mengirim ke LabView

Setelah pembuatan program pembacaan sensor dan pengiriman ke LabView sudah selesai, maka langkah selanjutnya adalah pembuatan tampilan pada software LabView dan pembacaan data yang dikirim oleh arduino. Tampilan pada LabView dapat dilihat pada gambar 4.16. dan pemogramannya dapat dilihat pada gambar 4.17.

Gambar 4.16. Tampilan LabView

Gambar 4.17. Program LabView

4.1.6. Pengambilan data pada 3 sensor pada tampilan grafik

Setelah melakukan pengkabelan pada masing masing sensor dan dihubungkan ke arduino dan komunikasi arduino dengan LabView sudah bisa berjalan, maka dilakukan pengambilan data kelembaban sensor dengan 3 media tanah yang berbeda pada masing masing sensor, yaitu media tanah berpasir, tanah berkapur (tanah padas), tanah sawah. Untuk membedakan kondisi tanah, maka di semprotkan air sebanyak 5 kali semprotan pada setiap kondisi pengukuran. Pengkuran dimulai dengan penempatan sensor yang sudah dihubungkan ke arduino pada masing masing wadah yang berisi tanah yang memiliki jenis tanah yang berbeda, dan dapat dilihat pada gambar 4.18.

Gambar 4.18. Pengkabelan saat pengambilan data.

Setelah terhubung semua, dilanjutkan pembacaan grafik pada software Labview untuk mengetahui kelembaban tanah pada masing masing tanah sudah dala bentuk persen(%). Penampilan seperti pada gambar 4.19. saat kondisi tanah belum disemprot air, dan pada gambar 4.20. ditunjukan kondisi kelembaban tanah setelah disemprot air sebanyak 100 x, ada 21 kali pengukuran dari mulai tidak disemprot sampai disemprot 100 x dengan peningkatan 5x semprotan tiap kenaikan. Untuk keseluruhan data dapat dilihat pada tabel 4.4. dan grafik kondisi tanah secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 4.21.

Gambar 4.19. grafik kondisi tanah belum disemprot air. Tabel 4.4. Kelembaban Tanah

No Jumlah Semprot

(X)

Client A (Tanah Berpasir)

(%)

Client B (Tanah Sawah)

(%)

Client C (Tanah Padas)

(%)

1 0 6 4 5

2 5 36 32 34

3 10 36 30 35

4 15 42 44 45

5 20 41 54 47

6 25 45 58 50

7 30 50 61 49

8 35 53 60 50

9 40 54 62 53

10 45 55 61 60

11 50 55 59 58

12 55 56 59 59

13 60 53 60 57

14 65 56 60 63

15 70 56 59 61

16 75 54 57 60

17 80 56 60 63

18 85 55 59 62

19 90 56 57 60

20 95 56 57 59

21 100 54 59 61

Berdasarkan data pada tabel 4.4 semakin banyak jumlah semprot maka nilai kelembapan pada tanah akan semakin besar. Sensor membaca nilai hambatan yang dikonversi menjadi dalam satuan persen (%). Melalui data tersebut dapat memperlihatkan bahwa tanah yang basah memiliki nilai persentase yang cukup besar, semakin besar nilai persentase yang didapat maka semakin kecil nilai hambatan yang terdapat pada tanah.

Selain menampilkan data dalam bentuk grafik, program penampil grafik dalam

software LabView juga diprogram untuk menyimpan data yang ditampilkan dalam bentuk grafik, bisa dilihat pada gambar 4.22.

Gambar 4.20. grafik kondisi tanah setelah disemprot air 100 x.

Gambar 4.22.penyimpanan datalogger

4.2.

Komunikasi Wireless

Setelah pembacaan sensor sudah berjalan dengan baik, maka dimulai dengan pembuatan komunikasi wireless antar client dan server menggunakan modul wifi Esp 8266.

4.2.1.

Pembuatan

Client

Pembuatan client dimulai dari menghubungkan kaki kaki pada esp yang dapat dilihat pada tabel 4.5. sedangkan untuk melihat pengkabelannya dapat dilihat pada gambar 4.23.

Tabel 4.5. Tabel hubungan ESP No ESP Sambung ke 1 VCC 5 V

2 GPI00 5 V 3 GND GND 4 GPIO15 GND

5 TX RX

6 RX TX

Gambar 4.23. Penyoldiran pada ESP 8266

Setelah melakukan pengkabelan pada ESP 8266 selesai, langkah selanjutnya adalah pembuatan program untuk Client mengunakan bahasa pemograman arduino, yang dapat dilihat pada gambar 4.24.

Terlihat pada gambar 4.24 ada beberapa sub program yang ada pada program di

client, sub program tersebut diantaranya untuk penginisialisasian bahasa pemograman, komunikasi nirkabel, pembacaan masukan analog, pembuatan nama dan keamanan pada komunikasi.

Setelah program dan waring client siap, maka dilakukan pengujian client menggunakan input analog dan untuk sementara menggunakan handphone untuk menjadi server. Untuk rangkaian secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 4.25. dan terlihat pada gambar 4.25 ada arduino yang hanya dipakai untuk penghasil sumber tegangan.

Setelah ESP 8266 diaktifkan maka akan memancarkan sinyal wi-fi yang bisa ditangkap dan dikoneksikan dengan handphone . untuk mencoba client mengirimkan data ke server, maka akan mencoba mengirimkan data yang akan di baca melalui

handphone untuk mencoba keberhasilan ESP mengirimkan data. Pertama hubungkan mengaktifkan modul wi-fi pada handphone, setelah mendeteksi wifi dari ESP 8266, lalu dilakukan pengkalibarisian pada settingan W-LAN hotspot pada handphone, yang terlihat pada gambar 4.26.

Gambar 4.26. Kalibrasi koneksi handphone

Setelah handphone dan client sudah terkoneksi secara nirkabel maka di coba di panggil menggunakan browser dengan cara memanggil alamat IP dari client yaitu 192.168.43.139/A0 , kode A0 di maksudkan untuk memangil dari kaki masukan analog 0. Sehingga hasil dari pemanggilan terlihat pada gambar 4.27. untuk masukan analog tidak di hubungan dengan power (masukan 0v), dan gambar 4.28. untuk masukan analog dihubungkan dengan 5v.

Pada pembuatan client baru bisa sebatas memancarkan sinyal dari ESP 8266, dan dibaca menggunakan handphone. Untuk komunikasi wifi antara ESP 8266 dengan ESP 8266 masih banyak menemukan kendala pada pemograman kedua ESP dan arduino sebagai servernya. Dan komunikasi wireless menggunakan modul ESP 8266 hanya komunikasi point to point (komunikasi tunggal), bukan komunikasi multipoint.

Sehingga dipilih jalan keluar terbaik untuk menyelesaikan masalah yang ada dengan menggunakan modul komunikasi wireless lain yaitu NRF24l01 sebagai modul komunikasi wireless yang akan dipakai dan dapat dilihat paa gambar 4.29. Modul NRF24l01 ini merupakan sebuah modul komunikasi jarak jauh yang memanfaatkan pita gelombang RF2.4 GHz. Untuk lebih jelasnya mengenai NRF24l01 dapat dilihat pada data sheet yang terdapat pada lampiran L1 sampai L4.

Gambar 4.29. Modul wireless nrf24l01

4.2.2.

Komunikasi wireless NRF24l01

4.2.2.1.

Test komunikasi wireless nrf24l01

Sebelum melakukan komunikasi menggunakan nrf24L01 maka alangkah baiknya di lakukan percobaan terlebih dahulu menggunakan program, untuk mengetahui jarak maksimal penggunakan gunakan modul nrf24l01 yang masih bisa terhubung satu dengan yang lain. Dengan melakukan pengkabelan pada client yang menggunakan modul wireless yang dapat dilihat pada gambar 4.30, dan hubungan pengkabelan dapat dilihat pada tabel 4.6., sedangkan untuk untuk pemogramanannya dapat dilihat pada gambar 4.31.

Gambar 4.30. Pengkabelan pada client (pengirim sinyal)

Tabel 4.6. Koneksi NRF24l01 ke Arduino

NRF24l01 Pin Arduino Pin

GND GND

VCC 3.3 V

CE 9

CSN 10

SCK 13

MOSI 11

Gambar 4.31. Program pengiriman sinyal

Program pengirim sinyal ini akan mengirimkan sinyal ke penerima dengan dan membuat lampu di sinyal penerima mati 1 detik kemudian nyala 1 detik apabila pengirim dan penerima masih dalam jangkauan komunikasi wireless, tetapi apabila jarak penerima dan pengirim melebihi jangkauan maka led indikator pada penerima akan mati, sehingga dapat diketahui seberapa jauh jarak yang bisa dijangkau oleh kedua modul ini. Rangkaian penerima dapat dilihat pada gambar 4.32.,dan program pada arduino penerima bisa dilihat pada gambar 4.33.

Gambar 4.33. Program penerima data

Setelah mengunggah program ke kedua arduino, setelah selesai semua dan nrf24l01 juga sudah dipasang, maka dilakukan langkah percobaan untuk mengukur jarak yang bisa ditempuh komunikasi nrf24l01, dan memiliki data pada tabel 4.7.

Untuk mengetahui data yang dikirim dan yang diterima, maka dilakukan pengujian data yang dikirim dan yang diterima. Pengujian ini dilakukan dengan cara mencatat data yang dikirim pada client dengan memantau pada serial monitor di program pengiriman di software arduino dan mencatat data yang diterima pada Labview. Pengujian dengan pengirim data (client A) dengan masukan data analog, program yang digunakan pada pengirim dapat dilihat pada gambar 4.34. sementara untuk rangkaian hardware pada pengirim dapat dilihat pada gambar 4.35. dan untuk penerima menggunakan rangkaian server yang dapat dilihat pada gambar 4.36.

Tabel 4.7. Data Pengaruh jarak terhadap komunikasi 2 client

Jarak Kondisi Led

5 m Kedip

10 m Kedip

15 m Kedip

20 m Kedip

25 m Kedip

30 m Kedip

45 m Kedip

50 m Kedip

55 m Kedip

60 m Kedip

65 m Kedip

70 m Kedip

75 m Kedip

80 m Kedip

85 m Kedip

90 m Mati

95 m Mati

100 m Mati

Terlihat pada data ditabel 4.7. ketika client dan server dijauhkan dan menginjak jarak 90 m maka komunikasi wireless akan terganggu dan bahkan akan terputus komunikasinya, dengan dilihat nyala lampu indikator pada server. Sehingga bisa dikatakan bahwa komunikasi wireless menggunakan nrf24l01 jenis ini hanya mampu bekerja maksimal dalam jarak 85 m, apabila lebih dari 90 m komunikasi tidak terhubung.

Gambar 4.34. Program pengiriman data

Gambar 4.35. Rangkaian hardware pengirim

Pada hardware pengiriman, data analog yang dikirim merupakan masukan dari potensio. Penggunakan potensio untuk mengatur masukan data analog supaya bisa diatur menjadi beberapa tahapan tegangan. Sementara untuk rangkaian penerima dapat

dilihat pada gambar 4.36. dan program yang digunakan dapat dilihat pada gambar 4.37. Untuk tampilan data yang dikirim dapat dilihat pada gambar 4.38. dan untuk data yang diterima dapat dilihat pada gambar 4.39. Dan untuk data keseleruhan dapat dilihat pada tabel 4.8. sementara untuk tampilan grafik dapat dilihat pada gambar 4.40.

Gambar 4.36. Rangkaian hardware penerima

Gambar 4.39 Data Diterima

Gambar 4.38. Data dikirim

Tabel 4.8. Perbandingan data dikirim dan diterima

No Data Kelembaban Dikirim (%) Data Kelembaban Diterima (%)

Ket A B C A B C

1 4.09 9.55 1.34 4 9 1

2 4.24 9.70 1.49 4 9 1

3 3.33 0.45 14.58 3 0 14

4 10.91 1.04 36.01 10 1 36

5 11.06 18.81 36.16 11 18 36 6 19.39 18.96 48.36 19 18 48 7 25.91 19.25 55.06 25 19 55 8 26.06 39.40 55.66 26 39 55 9 45.61 39.55 55.80 45 39 55 10 45.76 39.70 82.14 45 39 82 11 62.16 51.49 82.10 62 51 82 12 77.88 74.33 94.64 77 74 94 13 98.64 74.48 99.50 98 74 99 14 99.24 95.67 99.85 99 95 99 15 100.00 100.00 100.00 100 100 100

Analisis :

Dari beberapa hasil data percobaan pada Tabel 4.8. dapat dilihat bahwa data yang dikirim oleh server apabila mempunyai pecahan akan mengalami pembulatan kebawah saat diterima oleh client. Sementara untuk data yang tidak memiliki pecahan tidak mengalami pembulatan kebawah (tetap). Sehingga dapat disimpulkan bahwa data yang dikirim dari masing masing client ke server mengalami pembulatan ke bawah. Untuk keseluruhan percobaan dapat dilihat pada Lampiran L5 sampai L31

Gambar 4.40. Grafik tampilan Labview

4.2.2.2.

Komunikasi multipoin menggunakan nrf24l01

Dalam sistem ini terdapat 3 client sebagai pengirim data sensor dan juga 1 server

sebagai penerima data dan sebagai pengolah data untuk di tampilkan pada software

LabView dalam bentuk tampilan grafik. Setelah melalukan percobaan jarak dengan 1 spengirim dan 1 penerima, maka dimulailah untuk memprogram dengan 3 pengirim (client) dan 1 penerima (server). Untuk program pada ketiga pengirim (client) dan program penerima (server) dapat dilihat pada lembar lampiran L32 sampai L37

Sesudah pemograman pada ketiga server dan client maka dilanjutkan dengan komunikasi serial dengan software LabView dengan tampilan grafik pada gambar 4.41. dan dengan tampilan program seperti pada gambar 4.42.

Gambar 4.41. Tampilan grafik Tabel 4.9. keterangan Gambar

No Huruf Keterangan

1 A Memilih COM

2 B Read buffer

3 C Memantau kode

4 D Angka yang dikirim

5 E Letak Grafik

6 F Memonitoring nominal

7 G Grafik Client A

8 H Grafik Client B

9 I Grafik Client C

Tabel 4.8. adalah tabel keterangan dari keterangan tampilan pada software

LabView. Dapat dilihat keterangan pada keterangan huruf A adalah bagian untuk menetukan COM dari masukan client, sementara untuk huruf B untuk membaca data yang diterima oleh software LabView

Gambar 4.42. gambar program LabView

Proses pembacaan ketiga client secara wireless dapat dilihat pada gambar 4.43 dan hasil pada data logger dapat di lihat pada gambar 4.44.

58

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan dan pengujian pada sistem pemantau kelembaban tanah ini, peneliti dapat menggambil kesimpulan :

1. Program penampil grafik pada software LabView sudah bisa menampilkan grafik dan dapat menyimpan data yang ditampilkan.

2. Sistem dapat memantau setiap perbedaan kondisi kelembaban tanah pada 3 client. 3. Komunikasi wireless menggunakan nrf24l01 sudah bisa berjalan.

4. Data yang dikirim mengalami pembulatan pecahan ke bawah.

5. Sistem ini mempunyai jarak maksimal komunikasi wireless 85 meter. 6. Rata pengukuran akan tetap ketika menginjak kelembaban 55% - 65%.

5.2. Saran

Sistem komunikasi wireless ini masih banyak kekurangan, sehingga perlu penggembangan lebih lanjut. Ada beberapa saran yang bisa berguna bagi pengembangan sistem ini :

1. Power pada masing masing client alangkah lebih baik lagi apabila diberi sumber tegangan yang mempunyai arus yang memenuhi standard guna menjaga komunikasi wireless.

59

1. http://www.petaniberas.tk/2015/08/cara-meningkatkan-hasil-produksi-pertanian.html diakses 21 maret 2016

2. Petropoulos, George P, 2014, Remote Sensing of Energy Fluxes and Soil Moisture Content, CRC Press Tyalor and Francis Group, New York

3. Race, St, 1916 America Society for Testing and Materials, PA 19103, Philadelphia

4. http:/sistemkomputer.fasilkom.narotama.ac.id/?p=194 diakses 24 maret 2016 5.

http://int.search.tb.ask.com/search/GGmain.jhtml?st=dns&ptb=7AD2E512-

D2A2-4760-B2D6-5256AC9A258C&n=781bdeb2&ind=2015092402&p2=^AW7^xdm562^YYA^i d&si=3859&searchfor=int.search.tb.ask.com diakses 24 maret 2016

6. http://int.search.tb.ask.com/search/GGmain.jhtml?st=dns&ptb=7AD2E512-

D2A2-4760-B2D6-5256AC9A258C&n=781bdeb2&ind=2015092402&p2=^AW7^xdm562^YYA^i d&si=3859&searchfor=int.search.tb.ask.com diakses 24 maret 2016

7. pikirsa.wordpress.com/2011/11/20/memanfaatkan-arduino-ide-tanpa-arduino-board/ diakses 1 april 2016

8. http://indo-ware.com/produk-284-moisture-sensor-.html diakses 28 maret 2016 9.

http://www.tutorialcarakomputer.com/2014/04/pengertian-sejarah-dan-cara-kerja-wi-fi-wireless-fidelity.html diakses 6 mei 2016 10.http://bbs.espressif.com/ diakses 4 april 2016

11.https://www.adafruit.com/product/2491 diakses 10 april 2016 12.---, Comparasion of wireless tecknologies, Future Electronics

13.http://www.patartambunan.com/pengertian-ip-address/ diakses 17 mei 2016 14.http://www.swarthmore.edu/NatSci/echeeve1/Class/e91/Lectures/E91(10)Serial.

pdf diakses 17 mei 2016

15. Artanto, Dian, 2012, Interaksi arduino dan labVIEW, PT Elex Media Komputindo, Jakarta

Program

Client

A

#include <SPI.h>

#include "RF24.h" #define CE_PIN 9 #define CSN_PIN 10

RF24 radio(CE_PIN, CSN_PIN); byte alamat[][6] = {"NIM01"}; int a=0;

struct dataStruct { char awal='A'; int dataku=0; } myData; void setup(){

Serial.begin(9600); radio.begin();

radio.setDataRate(RF24_250KBPS); radio.setPALevel(RF24_PA_LOW); radio.openWritingPipe(alamat[0]); radio.stopListening();

}

void loop(){

float NilaiSensorA = analogRead(A0); float HasilSensorA = NilaiSensorA / 660 ; float HasilSensorA1 = HasilSensorA*100; HasilSensorA1 = abs(HasilSensorA1 - 100.00);

myData.dataku=HasilSensorA1; Serial.println(analogRead(A0));

radio.write( &myData, sizeof(myData) ); delay(1000);

}

Program Client B

#include <SPI.h>

#include "RF24.h" #define CE_PIN 9 #define CSN_PIN 10

RF24 radio(CE_PIN, CSN_PIN); byte alamat[][6] = {"NIM02"}; int a=0;

struct dataStruct { char awal='B'; int dataku=0; } myData; void setup(){

Serial.begin(9600); radio.begin();

radio.setDataRate(RF24_250KBPS); radio.setPALevel(RF24_PA_LOW); radio.openWritingPipe(alamat[0]);

radio.stopListening(); }

void loop(){

float NilaiSensorB = analogRead(A0); float HasilSensorB = NilaiSensorB / 660 ; float HasilSensorB1 = HasilSensorB*100;

HasilSensorB1 = abs(HasilSensorB1 - 100.00); myData.dataku=HasilSensorB1;

radio.write( &myData, sizeof(myData) ); delay(1000);

}

Program Client C

#include <SPI.h> #include "RF24.h" #define CE_PIN 9 #define CSN_PIN 10

RF24 radio(CE_PIN, CSN_PIN); byte alamat[][6] = {"NIM03"}; int a=0;

struct dataStruct { char awal='C'; int dataku=0;

} myData; void setup(){

Serial.begin(9600); radio.begin();

radio.setDataRate(RF24_250KBPS); radio.setPALevel(RF24_PA_LOW); radio.openWritingPipe(alamat[0]); radio.stopListening();

}

void loop(){

float NilaiSensorC = analogRead(A0); float HasilSensorC = NilaiSensorC/ 718 ; float HasilSensorC1 = HasilSensorC*100;

HasilSensorC1 = abs(HasilSensorC1 - 100.00); myData.dataku=HasilSensorC1;

Serial.println(NilaiSensorC);

radio.write( &myData, sizeof(myData) ); delay(1000);

Program Penerima (

Server

);

#include <RF24.h>

#include <RF24_config.h> #include <SPI.h>

RF24 radio(9, 10);

byte pipe1[6] = "NIM01"; byte pipe2[6] = "NIM02"; byte pipe3[6] = "NIM03"; int a=0;

struct dataStruct { char awal;

int dataku;

} myData; void setup() {

Serial.begin(9600); radio.begin();

radio.setDataRate(RF24_250KBPS); radio.setPALevel(RF24_PA_LOW);

radio.startListening(); }

void loop() {

a=a+1;

if(a==1) radio.openReadingPipe(1, pipe1); if(a==2) radio.openReadingPipe(1, pipe2); if(a==3) radio.openReadingPipe(1, pipe3); if(a==4) a=0;

if (radio.available()) { while(radio.available()) {

radio.read(&myData, sizeof(myData)); Serial.print (myData.awal);

Serial.print(',');

Serial.println (myData.dataku); }

} }