Smart greenhouse berbasis arduino mega 2650 rev 3.

(1)

INTISARI

Budidaya dengan tanaman menggunakan greenhouse merupakan salah satu metode yang populer untuk diaplikasikan pada beberapa jenis tanaman. Pada dasarnya kondisi yang dijaga pada greenhouse adalah kondisi lingkungan seperti suhu, kelembaban udara, kelembaban tanah, cahaya dan lain lain sehingga tumbuhan di dalam greenhouse dapat bertumbuh dengan optimal. Namun sayangnya kondisi tersebut masih belum bisa terkontrol dan terpantau dengan baik sehingga pertumbuhan tanaman masih belum maksimal. Oleh karena itu, dibuatlah sebuah sistem yang dapat mengontrol secara otomatis serta dapat memonitor greenhouse tersebut baik di lokasi maupun dari jarak yang jauh.

Sistem ini menggunakan arduino mega 2650 Rev 3 sebagai pusat kontrol dan menggunakan SHT-11 dan YL-69 sebagai sensor untuk mendeteksi kondisi di dalam greenhouse. SHT-11 merupakan sensor untuk mengukur suhu dan kelembaban udara, sementara YL-69 merupakan sensor untuk mengukur kelembaban tanah. Sebagai pengendali di dalam greenhouse terdapat tiga output kendali yaitu air Cooler, humidifier serta pompa air. Nilai pembacaan sensor akan dibandingkan dengan nilai set point yang ada untuk menggerakkan output kendali secara otomatis melalui relay. Terdapat beberapa indikator LED pada control box saat user melihat langsung kondisi greenhouse. Selain itu sistem ini dapat mengirimkan data secara nirkabel dan data akan diolah oleh sistem interface sehingga greenhouse dapat dimonitor dari jarak jauh.

Sistem ini telah berhasil dibuat dan telah dapat mengendalikan greenhouse secara otomatis sesuai dengan batas set point yang ada yaitu untuk suhu udara adalah 290C untuk set

point bawah dan 330C untuk set point atas. Pada kelembaban udara, nilai set point atas adalah 90 % dan set point bawah adalah 80% dan pada kelembaban tanah ,nilai set point bawah adalah 2 dan nilai set point atas adalah 4. Smart Greenhouse juga sudah bisa melakukan monitoring secara jarak jauh dengan menggunakan sistem interface.

(2)

ABSTRACT

Cultivation of crops using greenhouse is one popular method to be applied in some types of plants. Basically conditions are maintained in the greenhouse of environmental conditions such as temperature, humidity, soil moisture, light, and others. So the plants in the greenhouse can grow optimally. Unfortunately, these conditions still can not be controlled and monitored well so that plant growth is still not optimal. Therefore, they invented a system that can automatically control and can monitor the greenhouse either on site or from a great distance.

This system uses arduino mega 2650 Rev 3 as a control center and use the SHT-11 and YL-69 as a sensor to detect the condition in the greenhouse. SHT11 is a sensor for measuring temperature and humidity, while the YL-69 is a sensor to measure soil moisture. As a control in the greenhouse, there are three output control which are Air Cooler, Humidifier and water pumps. Value of sensor readings will be compared with the value set

point is there to move the control automatically output via relay. There are several LED

indicators on the control box when a user views a direct greenhouse conditions. Additionally the system can wirelessly transmit data and the data will be processed by the system interface so that the greenhouse can be monitored remotely.

This system has been successfully created and has been able to control greenhouse automatically in accordance with the limits set point that exists is for the air temperature is 290C for the lower set point and 330C for the upper set point. In the air humidity , the set point value is 90 % above and below the set point is 80 % and on soil moisture , below the set point value is 2 and above the set point value is 4. Smart Greenhouse also been able to monitor remotely by using the system interface.

(3)

TUGAS AKHIR

SMART GREENHOUSE BERBASIS

MIKROKONTROLER ARDUINO MEGA 2650 REV 3

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 :

LIKA ABRAHAM LOMO

NIM : 125114042

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(4)

FINAL PROJECT

SMART GREENHOUSE BASED ON

ARDUINO MEGA 2650 REV 3 MICROCONTROLLER

In partial fulfillment of requirements

For the degree of Sarjana Teknik

Department of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University

LIKA ABRAHAM LOMO NIM : 125114042

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(5)

iii

(6)

(7)

(8)

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

Motto :

“For We Live By Faith ,

Not By Sight”

2 Corinthians 5:7

Skripsi ini kupersembahkan untuk :

Tuhan Yesus Kristus

Papa ,Karel lomo

Mama ,Herlina Padang Allo

Relyanto Yekonia Lomo

Putri Riska Yanti Lomo

(9)

vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

(10)

viii

INTISARI

Budidaya dengan tanaman menggunakan greenhouse merupakan salah satu metode yang populer untuk diaplikasikan pada beberapa jenis tanaman. Pada dasarnya kondisi yang dijaga pada greenhouse adalah kondisi lingkungan seperti suhu, kelembaban udara, kelembaban tanah, cahaya dan lain lain sehingga tumbuhan di dalam greenhouse dapat bertumbuh dengan optimal. Namun sayangnya kondisi tersebut masih belum bisa terkontrol dan terpantau dengan baik sehingga pertumbuhan tanaman masih belum maksimal. Oleh karena itu, dibuatlah sebuah sistem yang dapat mengontrol secara otomatis serta dapat memonitor greenhouse tersebut baik di lokasi maupun dari jarak yang jauh.

Sistem ini menggunakan arduino mega 2650 Rev 3 sebagai pusat kontrol dan menggunakan SHT-11 dan YL-69 sebagai sensor untuk mendeteksi kondisi di dalam greenhouse. SHT-11 merupakan sensor untuk mengukur suhu dan kelembaban udara, sementara YL-69 merupakan sensor untuk mengukur kelembaban tanah. Sebagai pengendali di dalam greenhouse terdapat tiga output kendali yaitu Air Cooler, Humidifier serta Pompa air. Nilai pembacaan sensor akan dibandingkan dengan nilai set point yang ada untuk menggerakkan output kendali secara otomatis melalui relay. Terdapat beberapa indikator LED pada control box saat user melihat langsung kondisi greenhouse. Selain itu sistem ini dapat mengirimkan data secara nirkabel dan data akan diolah oleh sistem interface sehingga greenhouse dapat dimonitor dari jarak jauh.

Sistem ini telah berhasil dibuat dan telah dapat mengendalikan greenhouse secara otomatis sesuai dengan batas set point yang ada yaitu untuk suhu udara adalah 290C untuk

set point bawah dan 330C untuk set point atas. Pada kelembaban udara, nilai set point atas adalah 90 % dan set point bawah adalah 80% dan pada kelembaban tanah ,nilai set point bawah adalah 2 dan nilai set point atas adalah 4. Smart Greenhouse juga sudah bisa melakukan monitoring secara jarak jauh dengan menggunakan sistem interface.

(11)

ABSTRACT

point is there to move the control automatically output via relay. There are several LED

indicators on the control box when a user views a direct greenhouse conditions. Additionally the system can wirelessly transmit data and the data will be processed by the system interface so that the greenhouse can be monitored remotely.

(12)

KATA PENGANTAR

Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus karena dengan segala berkat dan bimbingan-Nya maka tugas akhir dengan judul “SMART GREENHOUSE

BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO MEGA 2650 REV 3” dapat diselesaikan

dengan baik. Selama menulis tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan bantuan dengan cara masing – masing, sehingga tugas akhir ini bisa diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak dan Ibu serta adik-adik saya, terima kasih untuk semua perhatian , doa dan dukungan sehingga saya dapat menyelesaikan tulisan ini

2. Bapak Sudi Mungkasi, Ph.D.selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Univesitas Sanata Dharma.

3. Bapak Dr. Linggo Sumarno selaku dosen pembimbing yang dengan penuh kesabaran membimbing, memberikan saran dan kritik yang membantu penulis dalam menyelesaikan tulisan ini.

4. Bapak Martanto, S.T., M.T dan Djoko Untoro Suwarno, S.Si, M.T sebagai dosen penguji.

5. Seluruh dosen prodi Teknik Elektro dan laboran yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis selama kuliah.

6. Teman – teman prosdi Teknik Elektro angkatan 2012, atas kebersamaannya , bantuan dan bimbingan mereka selama penulis menjalani studi.

7. Teman-teman PMK APOSTOLOS, Cece, nenu, dovan, imas, ana, dan teman-teman yang lain atas kebersamaan didalam persekutuan yang mendukung didalam doa serta semangat untuk menyelesaikan tulisan ini. 8. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu atas bantuan,

bimbingan, kritik dan saran.

Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak terima kasih.

(13)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia) ... i

HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris) ... ii

LEMBAR PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii

INTISARI ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR TABEL ... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Metodologi Penelitian ... 3

BAB II DASAR TEORI ... 5

2.1 Sistem Greenhouse ... 5

2.1.1 LOW Tech Greenhouse ... 5

2.1.2 Medium- Tech Greenhouse ... 5

2.1.3 High-Tech Greenhouse ... 5

2.1.3.1 Temperatur / Suhu ... 6

2.1.3.2 Kelembaban udara & Tanah ... 7

2.1.3.3 Tanaman Hias Ruangan ... 7

2.2 Modul Mikrokontroler Arduino mega 2560 R3 ... 7

2.2.1 Perangkat Lunak Arduino ... 11

2.3 Temperature and Humidity Sensor (SHT11) ... 11

2.3.1 Antarmuka SHT 11 ... 13

2.4 Soil Moisture Sensor (YL-69) ... 15

2.5 LCD ... 16

2.6 Data Logging Shield V1.0 ... 17

2.7 Transistor ... 18

2.8 Relay ... 20

2.9 LED (Light Emitting Dioda) ... 21

(14)

xii

BAB III RANCANGAN PENELITIAN ... 25

3. 1 Diagram Blok Sistem ... 25

3. 2 Perancangan Perangkat Keras Mekanik ... 26

3. 3 Perancangan Perangkat Keras Elektronika ... 28

3.3.1 Rangkaian Input Sensor ... 29

3.3.2 Rangkaian Output Kendali ... 29

3.3.3 Rangkaian Output LCD... 30

3.3.4 Rangkaian Data Logging Shield V1.0 ... 31

3.3.5 Rangkaian Push button ... 32

3.3.6 Rangkaian LED ... 33

3.3.7 Rangkaian Keseluruhan & Alokasi Pin... 34

3. 4 Perancangan Diagram Alir ... 36

3.4.1 Perancangan Program Utama ... 36

3.4.2 Subrutin Pengambilan Data Sensor ... 38

3.4.3 Subrutin Kendali ... 39

3.4.4 Subrutin Tombol Status ... 41

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 42

4.1 Bentuk Fisik Smart Greenhouse Dan Sub Sistem Elektronik ... 43

4.1.1 Bentuk Fisik Smart Greenhouse Dan Control box Sistem ... 43

4.1.2 Sub Sistem Elektronik Alat ... 46

4.1.3 Cara Penggunaan Alat ... 46

4.2 Pengujian Alat ... 46

4.2.1 Pengujian Data Logging Shield ... 46

4.2.2 Pengujian Indikator LED Tampilan LCD ... 48

4.2.3 Pengujian Push button ... 49

4.2.4 Pengujian Sensor ... 50

4.3 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan ... 52

4.4 Analisa Software ... 56

4.4.1 Program Mikrokontroler ... 56

4.5 Analisa Error Pada Program ... 62

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 64

(15)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. 1 Diagram Blok Sistem ... 2

Gambar 2. 1 Arduino mega 2560 R3 Tampak Depan dan Tampak Belakang [4][5...9

Gambar 2. 2 Alokasi Penempatan Pin Arduino mega 2560 R3 [4][5] ... 9

Gambar 2. 3 Tampilan IDE arduino ... 10

Gambar 2. 4 Sensor SHT 11 ... 12

Gambar 2. 5 Rangkaiam Sensor SHT11 dengan Mikrokontroller[6] ... 12

Gambar 2. 6 Contoh urutan pengukuran untuk nilai "0000'1001 '0011 '000' = 2353 =

75.79%RH ... 14

Gambar 2. 7 YL-69 Soil Moisture Sensor [7] ... 15

Gambar 2. 8 LCD 16x4 [10] ... 16

Gambar 2. 9 RTC DS1307 & Data logging shield [8][9] ... 17

Gambar 2. 10 Pemberian Tegangan Kerja pada Transistor & Tipe PNP,NPN transistor [13] ... 18

Gambar 2. 11 Pulsa Keluaran 1,0 pada Mikrokontroller [13] ... 19

Gambar 2. 12 Rangkaian Transistor dan relay sebagai saklar ... 19

Gambar 2. 13 Konstruksi relay normally open [12] ... 20

Gambar 2. 14 Konstruksi relay normally close [12] ... 21

Gambar 2. 15 Simbol dan bentuk fisik LED[11]... 22

Gambar 2. 16 Rangkaian dasar LED[14] ... 22

Gambar 2. 17 komponem pengenndali (a) air cooler (b) humidifier (c) pompa air ... 23

Gambar 3. 1 Pembagian Sistem...25

Gambar 3. 2 Design prototype smart greenhouse ... 27

Gambar 3. 3 Tampak Atas ... 27

Gambar 3. 4 Tampak depan ... 27

Gambar 3. 5 Tampak Samping ... 28

Gambar 3. 6 Desain box monitoring pada greenhouse ... 28

Gambar 3. 7 Perancangan Input Sensor... 29

Gambar 3. 8 Perancangan Output kendali ... 30

Gambar 3. 9 Perancangan LCD ... 31

Gambar 3. 10 Perancangan data logging Shield V1.0 ... 32

Gambar 3. 11 Perancangan Push button ... 33

Gambar 3. 12 Perancangan LED ... 34

Gambar 3. 13 Perancangan elektronika keseluruhan smart greenhouse ... 35

Gambar 3. 14 Diagram Alir Program Utama ... 37

Gambar 3. 15 Diagram Alir Subrutin Pengambilan Data Sensor ... 38

Gambar 3. 16 Diagram Alir Subrutin Kendali ... 39

Gambar 3. 17 Diagram Alir Subrutin Tombol Status ... 40

Gambar 4. 1 Bentuk fisik smart greenhouse...42

Gambar 4. 2 Alat - alat dalam dari smart greenhouse ... 43

Gambar 4. 3 Bentuk fisik Control box smart greenhouse ... 44

Gambar 4. 4 Bagian dalam Control box dan tampak samping Control box ... 44

Gambar 4. 5 Sub sistem elektronik smart greenhouse ... 45

Gambar 4. 6 Pengujian RTC saat dimatikan dan dihidupkan kembali dalam 1 menit ... 47

Gambar 4. 7 Hasil penyimpanan data pada SD card ... 47

Gambar 4. 8 Kondisi indikator LED dengan nilai parameter pada LCD ... 48

(16)

xiv

Gambar 4. 10 Hasil tampilan LCD sebelum start dan sesudah start ... 49

Gambar 4. 11 Saat tombol Start/Stop ditekan ... 50

Gambar 4. 12 Saat tombol status input sensor dan status output sensor ditekan ... 50

Gambar 4. 13 Saat tombol data yang terkirim dan tombol restart ditekan ... 50

Gambar 4. 14 Perbandingan nilai sensor SHT 11 dan alat ukur HTC-2 ... 51

Gambar 4. 15 Gambar sampel dalam pengujian karakteristik sensor ... 52

Gambar 4. 16 Grafik suhu terhadap waktu ... 53

Gambar 4. 17 Grafik kondisi Air cooler terhadap waktu ... 54

Gambar 4. 18 Grafik kelembaban udara terhadap waktu ... 54

Gambar 4. 19 Grafik kondisi humidifier terhadap waktu ... 55

Gambar 4. 20 Grafik kondisi kelembaban tanah terhadap waktu ... 55

Gambar 4. 21 Grafik kondisi pompa air terhadap waktu ... 56

Gambar 4. 22 Setting Timer ... 57

Gambar 4. 23 List program loop (subrutin pengambilan data sensor) ... 57

Gambar 4. 24 List program loop ( pengiriman ke sistem interface ) ... 58

Gambar 4. 25 List Program loop (Subrutin kendali) ... 59

Gambar 4. 26 List program loop (penyimpanan data pada SD card) ... 60

Gambar 4. 27 List program loop (saat tombol stop ditekan) ... 60

Gambar 4. 28 List Program loop (cek kondisi tombol) ... 61

Gambar 4. 29 Pengujian waktu pengambilan data sensor ... 62

(17)

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Kondisi Suhu Yang Cocok Pada Tanaman ... 6

Tabel 2. 2 Keterangan Pin Arduino mega 2560 R3 [4][5]... 10

Tabel 2. 3 Keterangan Tombol pada Tampilan IDE arduino [4][5] ... 11

Tabel 2. 4 Konfigurasi Pin out SHT 11 [9] ... 13

Tabel 2. 5 Daftar perintah SHT 11 ... 13

Tabel 2. 6 Konfigurasi Pin LCD [10] ... 16

Tabel 2. 7 Konfigurasi Pin Data Logging Shield V1.0 ... 18

Tabel 3. 1 Alokasi Pin Arduino mega 2650...34

Tabel 3. 2 Format Paket Data ... 37

Tabel 3. 3 Kondisi pengendalian sistem smart greenhouse ... 40

Tabel 4. 1 Keterangan dan fungsi alat pada smart greenhouse... ...43

Tabel 4. 2 Keterangan dan fungsi sistem elektronik pada smart greenhouse ... 45

Tabel 4. 3 Kondisi setiap paramater untuk menghidupkan LED sebagai indikator ... 48

Tabel 4. 4 Perbandingan nilai suhu udara dengan alat ukur ... 51

Tabel 4. 5 Perbandingan nilai kelembaban udara dengan alat ukur ... 51

(18)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertanian Indonesia merupakan salah satu penghasil komuditas unggulan baik untuk konsumsi dalam negeri maupun luar negeri. Hal ini menyebabkan semakin banyaknya metode pertanian yang terus dikembangkan. Salah satu metode yang banyak digunakan adalah rumah kaca atau yang biasa disebut greenhouse. Greenhouse atau yang lebih dikenal dengan kumbung di Indonesia secara umum dapat di definisikan sebagai bangunan kontruksi yang berfungsi untuk menghindari dan memanipulasi kondisi lingkungan agar tercipta kondisi lingkungan yang dikehendaki dalam pemeliharaan tanaman nantinya tanaman akan lebih terkontrol dan pertumbuhan akan lebih maksimal dibandingakan dengan tanaman yang dibudidayakan di luar greenhouse namun pembangunan greenhouse belum sepenuhnya disesuaikan dengan iklim di tempat membangun greenhouse tersebut. Pengontrolan greenhouse juga masih banyak menggunakan cara manual sehingga harapan terpenuhinya kuantitas, kualitas dan kontinyuitas produksi belum optimal karenanya diperlukan upaya-upaya perbaikan kualitas greenhouse sehingga nantinya pertanian dengan menggunakan greenhouse dapat menghasilkan hasil yang optimal. Berdasar hal tersebut, penulis ingin membuat sistem smart greenhouse yang otomatis dan dapat dimonitoring secara jarak jauh, namun untuk sistem ini penulis akan berfokus pada sistem kendali pada smart greenhouse saja. Sistem kendali smart greenhouse ini sudah dilengkapi dengan sensor dan sistem pengendali, sehingga dengan sistem ini suhu dan kelembaban pada greenhouse dapat dikendalikan. Sistem juga dapat mengetahui kebutuhan air pada tanah sehingga nantinya sistem dapat menyiram tanaman secara otomatis sesuai dengan kebutuhan tanaman.

Sudah terdapat beberapa penelitian mengenai greenhouse ini, seperti yang telah dibuat oleh Subhi P mahasiswa IPB dengan judul “Rancang bangun prototipe sistem kontrol temperature greenhouse melalui jaringan wireless berbasis mikrokontroler Dstni”. Pada penelitian tersebut greenhouse dibuat agar temperatur dapat dikendalikan di dalam

greenhouse tersebut [1]. Menggunakan mikrokontroler yang berbebeda penulis akan

membuat greenhouse tersebut namun dengan tambahan sistem irigasi dan pengendalian kelembaban udara.

(19)

Sistem pada alat ini berbasis mikrokontroler yaitu arduino mega 2650 rev 3 dengan menggunakan menggunakan 2 sensor yaitu sht 11 dan YL-69 seperti yang ditunjukkan pada diagram blok di gambar 1.1. Data yang dibaca sensor – sensor tersebut berupa data digital dan analog yang nantinya akan diolah oleh mikrokontroler arduino mega. Nilai dari

input sensor akan dibandingkan dengan nilai set point yang telah ada ada, yang nantinya

akan digunakan pada sistem kendali. Nilai itu akan menghidupkan atau mematikan sistem kendali. Data pengukuran suhu akan ditampilkan pada LCD dan terdapat juga LED untuk memperlihatkan beberapa indikator kondisi ruangan yang ada pada greenhouse. Data itu juga akan dikirim dengan menggunakan modul komunikasi Xbee pro S2B dan data akan diterima oleh reciever pada PC.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan suatu sistem kendali smart greenhouse secara otomatis berbasis mikrokontroler arduino mega yang nantinya juga dapat mengirimikan data nilai input sensor ke PC untuk monitoring greenhouse. Manfaat dari penelitian ini adalah membantu dan mempermudah petani dalam monitoring serta kendali pada greenhouse.

(20)

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

 Menggunakan Arduino mega 2650 rev 3 sebagai pusat kontrol.

 Menggunakan 2 sensor yaitu sht 11dan yl-69 kondisi yang diukur adalah kelembaban tanah kelembabam udara dan suhu udara.

 Terdapat 3 output pengendali yaitu Air cooler, humidifier & Pompa Air serta terdapat LCD dan LED sebagai penampil dan indikator.

 Terdapat input push button yang digunakan untuk memeperlihatkan status

input dan output pada greenhouse serta data yang terkirim ke sistem interface.

 Data dari sensor dibuat menjadi paket data yang nantinya ditampilkan pada LCD serta terdapat juga LED sebagai indikator beberapa kondisi pada

greenhouse.

 Greenhouse yang digunakan merupakan prototype dengan ukuran p x l x t =

70 cm x 80 cm x 60 cm dengan design yang lebih rinci yang dijelaskan pada bab 3.

1.4 Metodologi Penelitian

Metode penulisan yang digunakan adalah:

 Studi literatur berupa pengumpulan referensi buku, internet, jurnal, dan artikel.

 Studi kasus terhadap alat yang sudah dibuat sebelumnya. Tahap ini dilakukan untuk memahami prinsip kerja dari alat yang telah dibuat sebelumnya.

 Perancangan sistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan.

 Pembuatan sistem hardware dan software. Sistem bekerja apabila, unit dapat mengambil data setiap sensor lalu dibandingkan dengan nilai setpoint yang sudah ada. Nantinya dari hasil pembandingan itu akan menghidupkan sistem kendali untuk mengubah kondisi greenhouse seperti nilai setpoint yang sudah ada.

 Analisa dan pengambilan kesimpulan. Analisa data dilakukan dengan memeriksa semua data yang telah ditampilkan lewat LCD dan LED dapat

(21)

mengendalikan greenhouse atau tidak. Penyimpulan hasil perancangan dapat dilakukan dengan cara menghitung kesalahan pada pengendalian smart

(22)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Sistem Greenhouse

Greenhouse dirancang dalam bentuk yang berbeda untuk kondisi iklim yang berbeda.

Suatu tanaman memiliki syarat-syarat kondisi tertentu yang merupakan kondisi yang membantu tanaman tersebut untuk tumbuh subur dan lebih produktif. Penyesuaian iklim di dalam greenhouse seharusnya dapat dioptimalkan melalui sistem yang dapat membuatnya sama dengan iklim yang dibutuhkan dalam menanam tanaman tersebut. Berikut ini beberapa sistem greenhouse yang didasarkan pada teknologi dalam konstruksinya[1][2].

2.1.1 LOW Tech Greenhouse

Greenhouse ini sangat sederhana, dibuat dari bambu, timber atau material lainnya.

Pada LOW tech tidak ada kontrol spesifik untuk meregulasi parameter lingkungan yang ada pada greenhouse. Teknik sederhana digunakan untuk menaikkan dan menurunkan temperatur serta kelembaban. Intensitas cahaya dapat dikurangi dengan menggunakan bahan penutup atau tirai. Temperatur dapat dikurangi dengan membuat celah ventilasi pada dinding. Tipe pada tipe ini cocok pada zona iklim dingin. [1][2]

2.1.2 Medium- Tech Greenhouse

Tipe greenhouse ini dibangun dari Glavished Iron (G.I). Sampul canopy dibuat dengan struktur dan sekrup untuk mempermudah. Keseluruhan struktur kokoh dan kuat terhadap angin. Pemanas dan pendingin digunakan untuk mengatur temperatur, begitu juga alat pengatur kelembaban. Sistem ini semiautomatik, sehingga butuh banyak perhatian dan penjagaan. Kemudian banyak membutuhkan tenaga manusia untuk menjaga lingkungan idealnya. Tipe ini cocok untuk zona iklim kering dan komposit.[1][2]

2.1.3 High-Tech Greenhouse

Pada tipe ini banyak faktor lingkungan pada greenhouse yang dikontrol dalam satu waktu [1][2]. Dalam sistem kontrol terdapat sensor, komparator dan operator, signal receiver. Semua sistem kontrol diusahakan agar merepresentasikan kondisi yang dibaca sensor, sehingga penentuan letak sensor sangat penting. Sensor merasakan dan menghitung

(23)

variabel, membandingkan dengan pengukuran dalam nilai standar. Adapun yang dikontrol lebih banyak seperti sistem kontrol temperature, sistem kontrol kelembaban, sistem kontrol tekanan, sistem kontrol pewaktuan, dan sistem kontrol pencahayaan.

Pada pembuatan alat ini, penulis berkonsetrasi pada sistem kontrol temperatur, sistem kontrol kelembaban dalam hal ini terdapat 2 hal yaitu udara dan tanah sebagai irigasi. Berikut ini adalah pengaruh-pengaruh temperatur serta kelembaban udara serta kelembaban tanah pada tanaman.

2.1.3.1 Temperatur / Suhu

Temperatur atau Suhu sangat berpengaruh pada pertumbuhan tanaman, beberapa proses pada tanaman yag dipengaruhi oleh suhu adalah proses transpirasi, proses fotosintetis, serta proses respirasi pada tanaman. Saat temperatur atau suhu tersebut dapat dijaga dengan baik, pertumbuhan tanaman akan lebih maksimal.Pada evaluasi lahan atau mencari lokasi untuk tanaman, suhu udara yang digunakan adalah suhu rata-rata tahunan. Dalam evaluasi kesesuaian lahan tidak berdasarkan suhu kardinal tersebut, tetapi berdasarkan pembatas pertumbuhan, maka dibuat kisaran suhu pada tabel 2.1 yang termasuk dalam S1 (sangat sesuai), S2 (cukup sesuai), S3 (sesuai marginal), dan N (tidak sesuai).

(24)

2.1.3.2 Kelembaban udara & Tanah

Kelembaban udara & tanah sangat erat kaitanya dengan kadar air yang dibutuhkan oleh tanaman. semakin lembab kondisinya pertumbuhan tanaman akan lebih baik dan maksimal. Kelembaban ini sendri berbanding terbalik dengan temperatur/suhu. Semakin tinggi suhunya semakin kecil nilai kelembabannya begitupun sebaliknya. Pengaruh kelembaban pada tanaman hampir sama seperti suhu karena pada dasarnya tumbuhan sangat membutuhkan air. kelembaban udara & tanah berpengaruh terhadap proses transpirasi, proses penyerapan air baik itu dari akar ataupun daun, serta proses respirasi dan fotosintetis.[3]

2.1.3.3 Tanaman Hias Ruangan

Tanaman hias yang akan ditempatkan dalam ruangan berasal dari alam terbuka dan mempunyai sifat pembawaan yang berbeda-beda, tergantung jenisnya. Beberapa jenis mempunyai sifat pembawaan mampu hidup dalam ruangan yang minim cahaya, udara segar bahkan pada kelembaban relatif yang kurang. Jenis-jenis inilah sebetulnya yang terpilih atau disebut tanaman hias untuk ruangan, tetap indah, sehat dan menarik meski dalam kondisi lingkungan yang minimum [1]. Jenis-jenisnya antara lain :

 Ruangan teduh dan sejuk yaitu jenis-jenis paku, maranta,philodendron.

 Ruangan terang tapi tidak ada matahari yaitu monster, scindapsus,

zebrina.

 Ruangan agak kesinaran matahari langsung saat siang yaitu

chlorophytum, cordyline, ficus decora, peperomia, sanseviera.

 Ruangan bercahaya langsung dekat jendela yaitu coleus, ficus benjamina,

kalanchoe.

 Ruangan kering dan terang yaitu aechmea, agave, ficus decora,

sanseviera, vriesia, jenis-jenis kaktus, jenis-jenis sukulen.[7]

2.2 Modul Mikrokontroler Arduino mega 2560 R3

Arduino adalah sebuah platform elektronik yang open source dan memiliki situs resmi di www.arduino.cc. Situs resmi ini memberikan banyak hal yang dapat digunakan oleh pembaca dan pengguna seperti software arduino yang selalu diperbaharui dan dapat

(25)

diunduh secara gratis, pengenalan produk-produk terbaru arduino, dan penyedia referensi yang sangat membantu saat melakukan pemrograman dengan software arduino.

Nama arduino tidak hanya digunakan untuk menamai board rangkaiannya saja, tetapi juga untuk menamai bahasa dan software pemrogramannya, serta lingkungan pemrogramannya atau yang dikenal dengan sebutan Integrated Development Environment (IDE). Beberapa kelebihan mikrokontroler arduino dibandingkan dengan platform

hardware mikrokontroler lainnya adalah [4][5] :

Modul arduino adalah sebuah platform elektronik yang open source yang berbasis pada kemudahan dan fleksibilitas penggunaan hardware dan software. Artinya pembaca dapat mengunduh software dan gambar rangkaian arduino tanpa harus membayar kepada pembuat arduino. IDE arduino merupakan multiplatform yang dapat dijalankan di berbagai sistem operasi seperti windows, macintosh, dan linux. Modul arduino mudah digunakan sebagai sebuah platform komputasi fisik yang sederhana serta menerapkan bahasa pemrograman processing. Modul arduino merupakan platform interaktif karena dapat mengambil masukan dari berbagai tombol atau sensor, mampu mengendalikan berbagai lampu, motor, dan output fisik lainnya.

Modul arduino dapat berdiri sendiri, atau dapat melakukan komunikasi dengan

software yang berjalan di komputer seperti flash, processing, dan maxMSP. Pemrograman

arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port Universal Serial Bus (USB), bukan port serial. Fitur ini sangat berguna karena banyak komputer sekarang ini tidak memiliki port serial. Biaya yang dibutuhkan untuk membeli modul arduino cukup murah, sehingga tidak terlalu menakutkan untuk membuat kesalahan.

Proyek arduino ini dikembangkan dalam dunia pendidikan, sehingga bagi pemula akan lebih cepat dan mudah untuk mempelajarinya. Proyek arduino memiliki banyak pengguna dan komunitas di internet yang dapat membantu setiap kesulitan yang dihadapi. Arduino sudah memproduksi begitu banyak sistem minimum. Beberapa di antaranya adalah arduino uno, arduino leonardo, arduino ue, arduino mega 2560, arduino mega ADK, arduino mikro, arduino duemilanove, arduino nano. Dalam pembuatan tugas akhir ini, akan digunakan salah satu produk arduino yang dikenal dengan nama arduino mega 2560 R3.

Arduino mega 2560 seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.7 adalah sebuah board

mikrokontroler yang berbasis pada IC ATmega 2560. Arduino mega 2560 memiliki 54 buah pin digital yang dapat digunakan sebagai input ataupun output. Dari 54 buah pin

(26)

tersebut, 15 pin di antaranya dapat digunakan sebagai output Pulse Width Modulation (PWM), memiliki 16 buah pin analog input, 4 buah pin UARTs yang berfungsi sebagai port serial hardware, sebuah osilator kristal 16 MHz, sebuah jack female untuk koneksi USB, jack female adaptor, dan sebuah tombol reset [4][5]. Dalam penelitian ini IC mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega 2560. mikrokontroler ATmega 2560 berbentuk persegi dengan jumlah pin sebanyak 100 buah pin. ATmega 2560 memiliki kemampuan untuk mengeksekusi instruksi program dalam satu siklus clock tunggal, sehingga ATmega 2560 mampu mengoptimalkan konsumsi daya dibandingkan kecepatan pemrosesan program.

Gambar 2. 1 Arduino mega 2560 R3 Tampak Depan dan Tampak Belakang [4][5

(27)

Tabel 2. 2 Keterangan Pin Arduino mega 2560 R3 [4][5] Gambar 2. 3 Tampilan IDE arduino

(28)

2.2.1 Perangkat Lunak Arduino

Lingkungan pemrograman arduino dikenal dengan Integrated Development Environment (IDE) [4][5]. Lingkungan pemrograman yang digunakan untuk menulis baris program dan mengunggahnya ke dalam board arduino dibuat lebih mudah dan dapat berjalan pada beberapa sistem operasi seperti windows, macintosh, dan linux.

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.

2.3 Temperature and Humidity Sensor (SHT11)

SHT 11 merupakan suatu sensor keluarga Sensirion yang digunakan untuk melakukan pengukuran kelembaban dan suhu. Sensor kelembaban digital dan suhu SHT11 adalah seri sensor versi serba “reflow” yang menggabungkan akurasi yang baik dengan

harga yang kompetitif. Sensor kelembaban kapasitif tersedia sampai dengan volume yang tinggi dan sebagai setiap jenis sensor lainnya dari keluarga SHTxx, sensor ini sepenuhnya dikalibrasi dan menyediakan output digital. Terdapat beberapa fitur dari sensor ini, pada data Sheet dijelaskan Fitur-Fitur Tersebut diantaranya sebagai berikut [6]

 Output digital dan telah terkalibrasi

 Antarmuka : 2-wire serial (bukan I2C). Dapat menggunakan protokol I2C standar

(29)

 Supply : 2,4 - 5,5 VDC.

 Sensor kelembaban : range = 0-100 %RH, resolusi = 0,03 %RH, akurasi = +/-3,0 %RH.

 Sensor suhu : range = -40 to +123,8 C, resolusi = 0,01 C, akurasi = +/-0,4 C

Sensor bekerja stabil dalam kisaran normal yang direkomendasikan. Risiko jangka panjang untuk kondisi di luar jangka normal, terutama pada kelembaban> 80% RH, mungkin sementara mengimbangi sinyal RH (+3% RH setelah 60h). Setelah kembali ke kisaran normal dengan sendirinya perlahan-lahan akan kembali menuju keadaan kalibrasi. Prosedur rekondisi untuk mempercepat menghilangkan offset. paparan berkepanjangan dalam kondisi ekstrim dapat mempercepat penuaan/kerusakan [6].

Tegangan pasokan SHT11 harus berada dalam kisaran 2,4 -5.5V, tegangan suplai yang disarankan adalah 3.3V. Power supply pin Supply Voltage (VDD) dan Ground (GND)

Gambar 2. 4 Sensor SHT 11

(30)

harus dipisahkan dengan kapasitor 100 nF. Antarmuka serial SHT11 yang dioptimalkan untuk sensor pembacaan dan konsumsi daya yang efektif. Sensor tidak dapat ditangani oleh protokol I2C, namun, sensor dapat dihubungkan ke bus I2C tanpa gangguan dengan perangkat lain yang terhubung ke bus. Controller harus beralih antara protokol. Kelebihan dari sensor ini sendiri adalah Telah dikalibrasi sepenuhnya,Keluaran digital,Rendah konsumsi daya,dan stabilitas jangka panjang yang baik [6]

2.3.1 Antarmuka SHT 11

Untuk memulai suatu transmisi, sekuensial "Transmission Start" harus dikeluarkan, yang terdiri dari suatu penurunan garis DATA saat SCK dalam keadaan HIGH (berlogika

Tabel 2. 4 Konfigurasi Pin out SHT 11 [9]

(31)

1), kemudian diikuti oleh suatu pulsa rendah (berlogika 0) di SCK dan mengangkat DATA kembali saat SCK masih dalam keadaan HIGH (berlogika 1). Perintah berikutnya terdiri dari 3 bit alamat (bit "000") dan 5 bit perintah. SHT11 menunjukkan penerimaan yang tepat dari setiap perintah dengan menarik pin DATA LOW (ACK bit) setelah penurunan dari clock SCK ke-8. Garis DATA dilepaskan (dan menjadi HIGH) setelah penurunan dari

clock SCK ke-9. Pada tabel 2.5 merupakan daftar perintah SHT 11.

Setelah mengeluarkan perintah pengukuran ('00000101' untuk RH dan '00000011' untuk Suhu) seperti pada tabel. mikrokontroler harus menunggu untuk penyelesaian pengukuran. Hal ini membutuhkan rata-rata 11/55/210 ms untuk pengukuran 8/12/14 bit. Ketepatan waktu bervariasi hingga :1:15% dari kecepatan osilator internal. Untuk penyelesaian sinyal dari sebuah pengukuran, SHT-ll menurunkan garis data dan masuk pada mode idle. mikrokontroler harus menunggu hingga sinyal "data ready" sebelum SCK memulai kembali untuk mengeluarkan data. Pengukuran data disimpan hingga dikeluarkan kembali. Selanjutnya, mikrokontroler dapat melanjutkan tugas-tugas berikutnya. Dua byte dari pengukuran dan satu byte dari CRC checksum yang kemudian akan dikirimkan. mikrokontroler harus menjawab tiap byte dengan menarik garis DATA menjadi LOW. Semua nilai-nilai pertama adalah MSB (Contohnya SCK kelima adalah MSB untuk nilai

Gambar 2. 6 Contoh urutan pengukuran untuk nilai "0000'1001 '0011 '000' = 2353 = 75.79%RH

(32)

12bit dan untuk hasil 8bit, byte pertama tidak dipergunakan). Komunikasi berakhir setelah menjawab bit dari CRC data. Jika CRC - 8 checksum tidak digunakan, maka pengontrol akan mengakhiri komunikasi setelah pengukuran data LSB dengan menyimpan ACK

HIGH. Alat secara otomatis kembali pada mode "sleep" setelah pengukuran dan

komunikasi telah berakhir. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar 2.6.

2.4 Soil Moisture Sensor (YL-69)

Ini merupakan electrical resistance sensor. Sensor ini terdiri dari dua elektroda Sehingga sensor kelembaban tanah ini dapat membaca kadar air di sekitarnya. Arus akan dilewatkan pada elektroda melalui tanah dan perlawanan terhadap arus dalam tanah akan menentukan nilai kelembaban tanah. Di sisi lain ketika kelembaban tanah rendah modul sensor pada output tingkat resistensinya akan tinggi sementara jika kelmbapan tanah tinggi tingkat resitansinya akan rendah. pada sensor ini terdapat driver untuk masukan tegangan serta keluaran sehingga sensor ini memiliki dua output yaitu digital dan analog. Keluaran digital yang mudah digunakan namun tidak seakurat output analog. pada gambar 2.7 ditunjukkan model sensor YL-69 serta drivernya.[7]

Berikut ini adalah Spesifikasi dari YL-69[7] :

Vcc power supply : 3.3V or 5V

Current : 35mA

Signal output voltage : 0-4.2V

Outputs : Analog dan Digital

Panel Dimension : 3.0cm by 1.6cm

Probe Dimension : 6.0cm by 3.0cm

(33)

2.5 LCD

LCD (liquid cell display) merupakan salah satu alat komponen elektronika yang berfungsi untuk menampilkan data berupa karakter, huruf, angka dll [10]. Nantinya pada penerapanya LCD ini akan menampilkan beberapa status dari smart greenhouse ini.LCD tipe ini memiliki 4 baris dimana masing-masing baris memuat 16 karakter. Selain sangat mudah dioperasikan, kebutuhan daya LCD ini sangat rendah [10]. Sementara untuk konfgurasi pin dapat dilihat pada tabel 2.6 berikut

Gambar 2. 8 LCD 16x4 [10] Tabel 2. 6 Konfigurasi Pin LCD [10]

(34)

2.6 Data Logging Shield V1.0

Data logging Shield sudah dilengkapi dengan soket SD card serta RTC yang dapat berkomuniasi dengan Arduino melalui pin SPI. SD card ini dapat digunakan untuk menyimpan data dari Arduino dan untuk menyimpan file untuk ditampilkan pada LCD berupa karakter huruf maupun gambar. Arduino membutuhkan library SD.h untuk dapat berkomunikasi dengan SD card. Library SD.h hanya dapat membaca SD card dengan format FAT16 dan kapasitas maksimal 2 Giga Byte (GB), Dari Shield itu terdapat RTC DS1307 yang merupakan IC berdaya rendah yang bekerja dengan binary coded desimal (BCD) dalam perhitungan jam atau kalender yang dilengkapi dengan non-volatile Static Random-Access Memory (NVSRAM) sebesar 56 byte [8][9]. NVSRAM merupakan teknologi pengganti dari sistem battery backed static random-access memory (BBSRAM). Teknologi NVSRAM dan BBSRAM dapat bekerja dengan tenaga cadangan yang diperoleh dari baterai koin 3V atau 3,3V. Teknologi NVSRAM merupakan pengembangan dari teknologi standar SRAM. Teknologi NVSRAM memiliki dua kemampuan tambahan selain untuk membaca dan menulis data seperti yang dimiliki oleh teknologi SRAM. Kemampuan tambahan tersebut antara lain adalah untuk menyimpan dan mengingat data. Teknologi SRAM masih digunakan oleh DS1307 ketika proses membaca dan menulis data dilakukan [9].Dalam perancangan penelitian ini, teknologi NVSRAM yang diadaptasikan ke dalam IC DS1307 digunakan untuk menghitung detik, menit, dan jam serta untuk menghitung penanggalan hari, bulan, dan tahun. Format perhitungan jam dapat diatur ke dalam perhitungan 24 jam atau 12 jam [9]. Permintaan data waktu dari mikrokontroler dan pengiriman data dari IC DS1307 dilakukan melalui jalur komunikasi dua arah pada port I2C atau yang dikenal dengan port SDA dan port SCL pada Shield ini berada pada pin A4 dan A5. Bentuk fisik dan konfigurasi pin data logging Shield V1.0 dapat dilihat pada Gambar 2.9 dan tabel 2.7

(35)

2.7 Transistor

Transistor merupakan salah satu komponem elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor [13]. Terdapat 2 jenis transistor yaitu jenis NPN dan jenis PNP. Struktur transistor NPN dan PNP diperlihatkan pada gambar dibawah ini. cara untuk meberikan tegangan kerja pada transistor, untuk transistor jenis NPN maupun jenis PNP, yaitu dengan memberikan tegangan maju (forward biased) pada basis-emittor (BE=base-Emitter) dan tegangan balik (revesed biased) pada basis – kolektor (BC = base-collector) seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.10.

Pada smart greenhouse ini transistor akan digunakan sebagai switching transistor yang nantinya akan menggerakkan relay. Sebagai switching transistor, daerah kerja transistor adalah di daerah saturasi dan daerah cut-off seperti daerah yang ditunjukkan pada gambar. Agar nantinya transistor dapat bekerja di daerah cut-off, maka dapat dilakukan

Tabel 2. 7 Konfigurasi Pin Data Logging Shield V1.0

(36)

dengan Vb dan menentukan Tahananan Rb, dan juga Tahanan Beban RL. Untuk mendapatkan on-off yang bergantian dengan periode tertentu, maka dapat dilakukan dengan memberikan tegangan Vb berupa pulsa seperti gambar 2.11 Apabila Vb=0 maka transistor off (Cut-off). Apabila Vb= V1

Nantinya transistor akan dirangkai dengan relay sebagai saklar pada alat pengendali dengan rangkaian seperti gambar 2.12

Sehingga rumus untuk merancang nilai driver di atas adalah RB = ( VS x hfe)/5xIL

Dimana

IL = VS/RL

IL = Arus beban

Gambar 2. 11 Pulsa Keluaran 1,0 pada Mikrokontroller [13]

(37)

VS = Tegangan Catu untuk Relay (12v)

RL = Resistansi beban (data sheet relay ) dan Hfe (data sheet transistor)

2.8 Relay

Relay adalah saklar mekanik yang dikendalikan atau dikontrol secara elektronik (elektro magnetik). Saklar pada relay akan terjadi perubahan posisi off ke on pada saat diberikan energi elektro magnetik pada armatur relay tersebut. Relay pada dasarnya terdiri dari 2 bagian utama yaitu saklar mekanik dan sistem pembangkit elektromagnetik (induktor inti besi) [12]. saklar atau kontaktor relay dikendalikan menggunakan tegangan

Listrik yang diberikan ke induktor pembangkit magnet untuk menrik armatur tuas saklar

atau kontaktor relay. Relay yang ada dipasaran terdapat berbagai bentuk dan ukuran dengan tegangan kerja dan jumalh saklar yang berfariasi. Relay dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power supply. Secara fisik antara saklar atau kontaktor dengan elektromagnet relay terpisah sehingga antara beban dan sistem kontrol terpisah. Bagian utama relay elektro mekanik adalah kumparan electromagnet Saklar atau kontaktor, Swing Armatur dan Spring (Pegas). Relay elektro mekanik memiliki kondisi saklar atau kontaktor dalam 3 posisi. Ketiga posisi saklar atau kontaktor relay ini akan berubah pada saat relay mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya [12]. Ketiga posisi saklar relay tersebut adalah :

 Posisi Normally Open (NO), yaitu posisi saklar relay yang terhubung ke terminal NO (Normally Open). Kondisi ini akan terjadi pada saat relay mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya. Konstruksinya diperilhatkan pada gambar 2.13

(38)

 Posisi Normally Colse (NC), yaitu posisi saklaar relay yang terhubung ke terminal NC (Normally Close). Kondisi ini terjadi pada saat relay tidak mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya. Konstruksinya diperlihatkan pada gambar 2.14

 Posisi Change Over (CO), yaitu kondisi perubahan armatur saklar relay yang berubah dari posisi NC ke NO atau sebaliknya dari NO ke NC. Kondisi ini terjadi saat sumber tegangan diberikan ke elektromagnet atau saat sumber tegangan diputus dari elektromagnet relay.

Relay dapat digunakan untuk mengontrol motor AC dengan rangkaian kontrol DC atau beban lain dengan sumber tegangan yang berbeda antara tegangan rangkaian kontrol dan tegangan beban [12]. Diantara aplikasi relay yang dapat ditemui diantaranya adalah relay sebagai kontrol on/off yang dirangkai dengan transistor seperti pada sub bab sebelumnya.

2.9 LED (Light Emitting Dioda)

LED (Light Emitting Dioda ) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). Led dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda diata dapat menhasilkan cahaya dengan warna yang berbeda. led merupakann salah satu jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. Led akan memancarkan cahaya apabila diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias. Berbeda

(39)

dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada led cukup rendah yaitu maksimal 20 mA [11]. Apabila led dialiri arus lebih besar dari 20 mA maka led akan rusak, sehingga pada rangkaian led dipasang sebuah resistor sebgai pembatas arus. Simbol dan bentuk fisik dari LED dapat dilihat pada gambar 2.15

Dari gambar 2.15 dapat diketahui bahwa led memiliki kaki 2 buah seperti dengan dioda yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Pada gambar diatas kaki anoda memiliki ciri fisik lebih panjang dari kaki katoda pada saat masih baru. Pemasangan led agar dapat menyala adalah dengan memberikan tegangan bias maju yaitu dengan memberikan tegangan positif ke kaki anoda dan tegangan negatif ke kaki katoda[11].

Konsep pembatas arus pada dioda adalah dengan memasangkan resistor secara seri pada salah satu kaki led. Rangkaian dasar untuk menyalakan led membutuhkan sumber tegangan led dan resistor sebagai pembatas arus seperti pada gambar 2.16

Besarnya arus maksimum pada LED (Light Emitting Dioda) adalah 20 mA, sehingga nilai resistor harus ditentukan. Dimana besarnya nilai resistor berbanding lurus dengan besarnya tegangan sumber yang digunakan. Secara matematis besarnya nilai resistor pembatas arus LED (Light Emitting Dioda) dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut [11].

Gambar 2. 15 Simbol dan bentuk fisik LED[11]

(40)

� = Vs − Volt_{, ampere}

Dimana :

R = resistor pembatas arus (Ohm)

Vs = tegangan sumber yang digunakan untuk mensupply tegangan ke LED (volt)

2 volt = tegangan LED (volt)

0,02 A = arus maksimal LED (20 mA)

2.10 Komponem Pengendalian Smart greenhouse

Greenhouse ini memiliki 3 komponem utama sebagai pengendali untuk kondisi

didalam greenhouse. Ketiga komponem itu adalah pompa air, air cooler dan humidifier. Gambar 2. 17 komponem pengenndali (a) air cooler (b) humidifier (c) pompa air

(41)

Berikut ini akan dijelaskan masing-masing komponem. Air cooler merupakan kipas angin yang bisa mendinginkan ruangan yang panas menjadi sejuk. Berbeda dengan air conditioner sistem pendinginannya mengunakan air digin memberikan efek dingin ke ruangan panas. Karena itu air cooler dapat secara signifikan menurunkan panas pada

greenhouse ini. Air cooler ini dapat menampung sekitar 5 L air dengan input 220 VAC dan

daya 100 watt.

Mesin pompa pendorong untuk meningkatkan tekanan air untuk penggunaan air kran, ataupun irigasi. Pompa air yang digunakan ini berukuran 25 x 25 x 25. Tekanan yang dihasilkan nantinya akan diatur dengan menggunakan valve jika terlalu besar. Untuk input sumber dari pompa ini adalah 220 VAC. Humidifier merupakan alat yang digunakan melembabkan udara kering di dalam ruangan. Alat ini akan mengubah air menjadi uap air berbentuk kabut sehingga meningkatkan kelembebapan disekitarnya. Humidifier yang digunakan dapat menampung air sekitar 1.5 L dengan input 220 VAC.

(42)

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3. 1

Diagram Blok Sistem

Perancangan sistem smart greenhouse ini dibagi menjadi menjadi dua bagian utama, yaitu:

 Perancangan hardware yang terdiri dari mikrokontroler dan perangkat pendukung seperti, 2 sesnsor utama yaitu soil moisture sensor (YL-69) dan temperature & humidity sensor (SHT11), relay, serta perangkat pengendali seperti Air cooler, pompa air dan humidifier.

 Perancangan software yang terdiri dari pemograman utama, dan subrutin- subrutinnya seperti subrutin status alat, subrutin pengambilan data sensor dan subrutin kendali pada greenhouse. Komunikasi antara mikrokontroler dan central unit akan menggunakan modul komunikasi yaitu xbee pro. Penulis mengerjakan pada bagian yang digaris merah di diagram blok pada gambar 3.1.

Berikut merupakan keterangan cara kerja sistem yang ditunjukkan gambar 3.1:

 Data sensor yang diambil adalah Suhu dan kelembaban udara menggunankan sensor SHT11, serta sensor kelembaban tanah menggunkan sensor YL-69. Data tersebut kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk dijadikan sebuah paket data yang nanntinya akan ditampilkan pada LCD.

(43)

 Dari data yang didapat, mikrokontroler mengontrol sistem untuk pengendalian

greenhouse dengan membandingkan nilai input sensor dengan nilai set point yang

sudah ada. Dari hasil pembandingan tersebut nantinya akan menghidupkan alat-alat pengendali pada greenhouse sehingga nantinya kondisi greenhouse dapat dibuat sesuai dengan nilai set point yang sudah ada.

 Data Logging Shield V1.0 digunakan sebagai pewaktu dan penyimpan data pada mikrokontroler.

 Untuk berkomunikasi dengan sistem interface digunakan modul komunikasi Xbee pro, tapi penulis tidak membuat untuk komunikasinya, penulis hanya mebuat pengendalian pada greenhouse.

 Secara keseluruhan, pertama mikrokontroler akan mengambil data dari setiap sensor. Data tersebut yang akan dibandingkan dengan set point untuk menghidupkan sistem kendali. Waktu pengambilan data akan diatur oleh RTC. Kemudian keseluruhan data dirubah menjadi paket data yang nantinya ditampilkan pada LCD. Ketika waktu sesuai dengan jadwal pengambilan paket data, maka data yang ditampilkan pada LCD akan berubah sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Terdapat juga lampu LED yang nantinya akan menjadi indikator untuk beberapa kondisi pada greenhouse.

3. 2

Perancangan Perangkat Keras Mekanik

Perancangan ini merupankan design smart greenhouse yang dibuat oleh penulis berupa gambar 3 dimensi yang nantinya akan menjadi panduan untuk membuat alat yang sebenarnya. Pada gambar 3.2 ditunjukan design untuk greenhouse tersebut dengan ukuran panjang x lebar x tinggi adalah 70 cm x 60 cm x 80 cm. Greenhouse ini nantinya akan terbuat dari Alumunium dan kaca. Pada greenhouse ini akan terdapat air cooler,

humidifier dan sistem pengairan yang akan diletakkan di dalam greenhouse.

Pompa air akan diletakkan diluar greenhouse yang ditunjukkan pada gambar 3.2. Sementara untuk meletakkan pusat kontrolnya, juga terdapat kotak di depan greenhouse seperti pada gambar 3.4. Kotak ini nantinya digunakan untuk meletakkan mikrokontroler,LCD, LED dan tombol sebagai pusat kontrol. User nantinya akan melihat status greenhouse pada kotak ini. Pada greenhouse ini juga akan terdapat 4 roda agar

(44)

mudah untuk dipindahkan. Untuk kedua sensor, SHT 11 akan diletakkan diatas selang irigasi, sementara YL-69 akan ditanam ditanah yang ada pada greenhouse.

Gambar 3. 2 Design prototype smart greenhouse

(45)

3. 3

Perancangan Perangkat Keras Elektronika

Perancangan ini merupankan perancangan sistem elektronika pada hardware yang nantinya akan digunakan. Terdapat beberapa bagian untuk perancangan ini, yaitu

Gambar 3. 5 Tampak Samping

(46)

perancangan untuk Input sensor, Output kendali, output LCD serta perancangan data

logging Shield V1.0

3.3.1 Rangkaian Input Sensor

2 sensor yang digunakan menggunakan 2 port mikrokontroler yang berbeda. Untuk SHT11 menggunakan port digital 10 dan 9 sementara untuk YL-69 menggunakan port analog 0. YL-69 menggunakan port analog disebabkan belum terkalibrasi, dan pembacaan akan lebih akurat dengan menggunakan port analog. Sementara untuk SHT11, telah terkalibrasi dan sensitivitas sensor sendiri telah diperlihatkan pada data sheet.Pada gambar 3.7 ditunjukkan perancangan elektronika untuk input sensor.

3.3.2 Rangkaian Output Kendali

Terdapat 3 alat yang digunakan untuk pengendalian greenhouse ini yaitu Air cooler,

humidifier, dan pompa air. Karena ketiganya menggunakan sumber AC, untuk itu greenhouse ini mengunakan relay dan transistor yang dibuat mengunakan metode switching transistor sehingga nantinya bisa mengolah nilai 1 atau 0 yang diberikan oleh

mikrokontroler. Untuk nilai pada resistor yang digunakan sebagai Switching transistor seperti yang dijelaskan pada bab 2 untuk transistor, dilakukan perhitungan agar nantinya transistor dapat berada pada kondisi cut off yang digunakan untuk mendrive coil pada relay yang ada. Dengan transistor yang digunakan adalah transistor 2N2222, dioda yang

(47)

digunakan adalah IN4001 serta relay yang digunakan adalah relay 12 V dengan coil

resistance sekitar 400 Ω dan nilai hfe min transistor 30 pada data sheet [15] Sehingga

peracangan untuk nilai Rb adalah :

IL = 12/400

= 0.03

Sehingga Rb = (VSxhFE)/(5xIL)

= (12×30)/(5×0,03) = 2500 Ohm

maka nilai Rb = 2500 Ω. Perancangan untuk output kendali diperlihatkan pada gambar 3.8.

3.3.3 Rangkaian Output LCD

Pada perancangan elektronika greenhouse ini LCD yang digunakan pada LCD character 16x4 yang berfungsi untuk menampilkan data setiap sensor. Berdasarkan datasheet tegangan kontras (pin Vo) maksimum LCD ini adalah 5 volt, nantinya akan digunakan variabel resistor sebesar 10 kohm yang akan digunakan untuk digunakan untuk

(48)

membatasi tegangan pada pin ini. Tujuannya adalah mengatur contras pada LCD tersebut. Rangkaian LCD character 16x4 ditunjukkan pada gambar 3.9

3.3.4 Rangkaian Data Logging Shield V1.0

Data logging shield V1.0 ini akan digunakan sebagai pewaktu dan penyimpan data pada greenhouse sehingga alat dapat diatur untuk melakukan sensing sesuai waktu yang diinginkan serta menyimpan data tersebut. Terdapat 2 IC utama pada shield ini yaitu IC untuk RTC dan SD cardnya. Untuk RTC teradapat 2 port pada shield ini yang nantinya akan dimasukkan pada port arduino mega yaitu port 4 dan 5 sebagai port SDL dan SDA. Sementara untuk SD card terdapat 4 port yaitu untuk keperluan SPI (Serial Peripheral

Interface) yaitu 10, 11, 12, 13 sebagai MISO, MOSI, SCK dan SS. Pin tersebut

dimasukkan ke pin SPI pada arduino mega seperti yang dijelaskan pada Bab 2 sebelumnya. Pada gambar 3.10 akan ditunjukkan perancangan elektronika untuk data

logging shield V1.0

(49)

3.3.5 Rangkaian Push button

Penggunaan push button pada greenhouse ini digunakan untuk beberapa fungsi. Fungsi tersebut adalah sebagai tombol untuk mengecek status pada alat. Terdapat 5 tombol yang nantinya digunakan, yaitu untuk tombol untuk status input data sensor dan status

output kendali, tombol untuk status pengiriman data, tombol start /stop untuk

mengehentikan dan melanjutkan kerja sistem dan tombol restart eksternal yang nantinya digunakan untuk mengulang proses pada mikrokontroler. Push button yang digunakan yang digunakan adalah jenis tombol tekan NC (Normally Close) dan berhambatan pull up, jadi ketika tombol ditekan maka akan berlogika satu (HIGH), apabila dilepas akan berlogika nol (LOW). Rangkaian reset yang dibentuk berdasarkan schematic rangkaian papan arduino uno rev3. Rangkaian reset terdiri dari komponen resistor sebesar 10 KΩ, dan kapasitor sebesar 100nF.. Pin reset mikrokontroler adalah aktif rendah, sehingga transisi dari tinggi ke rendah saat tombol reset ditekan akan menyebabkan reset mikrokontroler. Berdasarkan data sheet ATmega2650 lebar pulsa minimum yang diperlukan untuk melakukan reset adalah 2,5us. Resistor pull-up akan menjaga agar pin reset tidak berlogika rendah secara tidak sengaja. Untuk melindungi pin reset dari derau, dapat menambahkan kapasitor yang terhubung dengan pin reset dan ground. Untuk mengetahui besar kapasitor dengan persamaan berikut:

2,5uS =

∗ � ∗ ∗ 3_∗�

(50)

c =

,5∗ −6_{∗ ∗ � ∗ ∗} 3 = 6uF

Sementara untuk nilai resisor pada tombol lainnya adalah 22 KΩ sesuai dengan rekomendasi dari data sheet atmega2650. Rangkaian Push button ditunjukkan pada gambar 3.11.

3.3.6 Rangkaian LED

Penggunaan LED pada greenhouse ini adalah sebagai indikator kondisi di dalam

greenhouse. Indikator – indikator tersebut seperti yang ditunjukan pada gambar 3.5. LED

akan diberikan resistor sebagai pembatas arus pada LED,sehingga arus akan masuk sesuai dengan yang dibutuhkan LED. Ini karena LED sangan sensitif pada arus tinggi yang dapat menyebabkan LED tersebut rusak. Perancangan elektronika untuk output LED ditunjukkan pada gambar 3.12 Perancangan nilai resistor pada LED dapat dilihat pada persamaan berikut :

� = _{, ampere}5 − Volt � = .5 KΩ

(51)

3.3.7 Rangkaian Keseluruhan & Alokasi Pin

Rangkaian sebelumnya digabungkan menjadi satu kesatuan sebagai kontrol smart

greenhouse. Untuk Alokasi pin pada arduino mega ditunjukkan pada tabel 3.1 dan untuk

perancangannya dintunjukkan pada gambar 3.13

Gambar 3. 12 Perancangan LED

(52)

(53)

3. 4

Perancangan Diagram Alir

Perancangan ini merupankan perancangan alur program yang nantinya akan menjadi panduan untuk membuat program pada software arduino. Terdapat beberapa bagian untuk perancangan ini, yaitu perancangan program utama, Subrutin pengambilan data sensor, Subrutin kendali dan Subrutin tombol status.

3.4.1 Perancangan Program Utama

Perancangan program utama ini dibuat dalam bentuk diagram alir yang di tunjukkan pada gambar 3.14. Diagram ini akan menjadi acuan untuk membuat program pada arduno mega 2650 sebagai kontrol pada hardware. Program dimulai dengan inisialisasi port mikrokontroler untuk port analog dan digital sebagai input dan output pada hardware ini. Selanjutnya sistem akan mengecek apakah RTC dan SD card dapat bekerja dengan baik. Setelah itu dilakukan Setup untuk timer yang nantinya digunakan untuk looping saat pengambilan data.

Saat looping timer akan mulai menghitung 1 sampai 10. Dalam hitungan tersebut yang dilakukan program adalah melakukans pendambilan data sensor, subrutin kendali, status output, kirim paket data, dan cek input button, namun sebelumnya terdapat tombol

start untuk memulai program looping. Penyimpanan data pengukuran dari kedua sensor

ditetapkan dengan menyimpankan sejumlah karakter dalam paket data yang disimpan sebanyak 47 karakter dalam setiap 1 menit dan setiap data berjumlah 47 karakter. Format paket data yang digunakan adalah berektensi.csv (Comma Separated Values) dimana suatu format data dalam basis data dimana setiap penyimpanan dipisahkan dengan koma (,) atau titik koma (;) dan format ini dapat dibuka didalam MS.Excel ataupun Notepad/wordpad. Setiap karakter dipisahkan dengan karakter “#”, data pengukuran yang dikirimkan adalah tanggal, jam, status sistem kontrol dan 3 data sensor (suhu, kelembaban udara, kelembaban tanah). Format data tersebut disesuaikan dengan kebutuhan. Berikut ini bentuk format datanya HH:mm:SS# dd-MM-yyyy#1#1#1#Saaaa#Ubbbb#Tccc# dan penjelasan mengenai format data dapat dilihat pada tabel 3.2

Setelah paket data disimpan apabila waktu yang ditunjukkan telah 1 menit maka program akan melakukan looping untuk kembali mengecek kondisi greenhouse. Looping akan mulai dari subrutin pengambilan data sensor.

(54)

Tabel 3. 2 Format Paket Data

(55)

3.4.2 Subrutin Pengambilan Data Sensor

Pada diagram alir subrutin pengambilan data sensor, terdapat 2 tahap utama yaitu pengambilan data sensor digital dan data sensor analog. Data sensor digital diambil dari SHT 11 dan dapat langsung masuk pada tahap selanjutnya, sementara untuk YL-69 akan dilakukan konversi sebelumnya dari analog ke digital agar dapat diolah oleh mikrokontroler. Diagram alir subrutin pengambilan data sensor di perlihatkan pada gambar 3.15.

(56)

3.4.3 Subrutin Kendali

Pada Subrutin ini data yang telah di ambil dari sensor dan di konversi sebelumnya akan dibandingkan dengan nilai-nilai set point yang sudah di tetapkan. Nilai – nilai ini dibuat penulis untuk mengondisikan tanaman tropis pada greenhouse. Nilai-nilai tersebut ditunjukkan pada tabel 3.3. Saat nilai sensor melewati batas bawah atau batas atas nilai set

point maka itu akan menghidupkan atau mematikan alat-alat pengandali tersebut. Untuk

diagram alir subrutin kendali diperlihatkan pada gambar 3.16

(57)

Tabel 3. 3 Kondisi pengendalian sistem smart greenhouse

(58)

3.4.4 Subrutin Tombol Status

Pada subrutin ini terdapat beberapa perintah yang nantinya akan dilakukan oleh Tombol atau push button yang ada pada greenhouse ini. Perintah itu adalah untuk menampilkan nilai input sensor dan status output kendali pada LCD. Perintah ini dibuat agar nantinya user dapat membaca data dengan mudah karena pada tampilan utama LCD hanya menampilkan paket data. Diagram alir untuk subrutin tombol status terdapat pada gambar 3.17.

(59)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi gambar fisik hardware yang dibuat, pembahasan tentang hardware, hasil pengujian rangkaian, hasil pengambilan data, pembahasan tentang data yang diperoleh, dan pembahasan tentang program yang digunakan di mikrokontroler. Data yang akan dibahas terdiri dari data hasil pengambilan data sensor dan pengiriman paket data ke sitem interface. Hasil pengujian berupa data-data yang diperoleh dapat memperlihatkan bahwa hardware atau software yang dirancang telah bekerja dengan baik atau tidak. Berdasarkan data-data tersebut dapat dilakukan analisis terhadap proses kerja alat yang kemudian dapat digunakan untuk menarik kesimpulan akhir.

(60)

4.1 Bentuk Fisik Smart Greenhouse Dan Sub Sistem Elektronik

4.1.1 Bentuk Fisik Smart Greenhouse Dan Control box Sistem

Bentuk fisik Smart greenhouse secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 4.1. Bentuk fisik dari smart greenhouse juga terdiri dari 1 box yang menjadi pusat kontrol kendali serta informasi dari smart greenhouse.

Gambar 4. 2 Alat - alat dalam dari smart greenhouse Tabel 4. 1 Keterangan dan fungsi alat pada smart greenhouse

(61)

Gambar 4. 3 Bentuk fisik Control box smart greenhouse

(62)

Gambar 4. 5 Sub sistem elektronik smart greenhouse

(63)

4.1.2 Sub Sistem Elektronik Alat

Sub sistem elektronik pada smart greenhouse alat terdiri atas data logging Shield sebagai pengontrol waktu, LCD karakter, rangkaian tombol, indikator LED, relay sebagai output kendali, xbee sebagai pemancar dan terakhir mikrokontroler nya. Sistem dibuat dalam sebuah box lalu dirangkai dengan menggunakan kabel. Bagian dalam pada

control box dapat dilihat pada gambar 4.5. Pada gambar 4.4 ditunjukkan saat semua

komponem digabungkan dengan kabel.

4.1.3 Cara Penggunaan Alat

Pada gambar 4.3 terdapat beberapa tombol yang berfungsi untuk menjalankan sistem pada smart greenhouse serta memperoleh beberapa informasi langsung tanpa melalui sistem interface. Untuk menjalankan sistem ini, user harus memasang sumber tegangan AC untuk relay (sistem kendali), supply mikrokontroler dan supply rangkaian elektronika. Kemudian user menghubungkan masing – masing alat kendali ke sumber ac yang terdapat pada control box sesuai dengan tanda yang sudah diberikan. Setelah semuanya terpasang

user menekan tombol start/stop dan sistem akan berjalan secara otomatis untuk mendeteksi

sensor dan menggerakkan sitem kendali. LED di sebelah kanan juga akan menyala sebagai indikator kondisi di dalam greenhouse. LCD akan menampilkan beberapa informasi dengan menekan tombol push button yang ada. Untuk memulai kembali user tinggal menekan tombol restart yang ada di bagian bawah push button.

4.2 Pengujian Alat

Sistem smart greenhouse ini dilakukan uji coba untuk beberapa tahap untuk memastikan masing-masing komponem dapat bekerja dengan baik. Setelah semua komponem dapat berjalan dengan baik, dilakukan uji sistem secara keseluruhan dan dilakukan pengambilan data untuk menganalisis hasil dari sistem dapat berjalan dengan baik atau tidak.

4.2.1 Pengujian Data Logging Shield

Data logging Shield berfungsi sebagai pengontrol waktu untuk menjaga agar waktu pada sistem sesuai dengan waktu sesungguhnya serta menyimpan data pada SD card. Hal ini berhubungan dengan pengandalian yang bersifat real-time. Dilakukan 2 tahap uji coba

(64)

yaitu pengujian RTC dan SD card. Untuk Pengujian RTC dilakukan dengan mematikan semua sistem beberapa kali selama 1 menit. Setelah 1 menit, sistem dinyalakan kembali, dan waktu yang ditunjukkan oleh sistem bertambah 1 menit. Pada gambar 4.6 terlihat hasilnya dan dari pengujian ini didapat kesimpulan bahwa sistem RTC sudah dapat bekerja dan mempertahankan waktu dari sistem.

Gambar 4. 6 Pengujian RTC saat dimatikan dan dihidupkan kembali dalam 1 menit Pada SD card pengujian yang dilakukan adalah mengambil data dari sensor dan RTC dilakukan pengambilan data setiap 10 detik setelah itu dilihat hasilnya setelah beberapa menit apakah semua data dapat disimpan dengan benar. Saat dilihat hasilnya semua data dapat disipan dengan baik dari situ didapat kesimpulan SD card bekerja dengan baik.

(65)

4.2.2 Pengujian Indikator LED Tampilan LCD

LCD dan LED merupakapakan pusat informasi bagi user. LED sebagai indikator kondisi di dalam greenhouse sementara LCD sebagai penampil beberapa informasi di dalam greenhouse. Untuk pengujian LCD dan LED disesuikan dengan program arduino yang ada. Pada LED, kondisi-kondisi pada program arduino ditunjukan pada tabel 4.3 sebagai nilai referensi agar led menyala. Pada gambar menunjukkan saat suhu berada pada 29,680C, kelembaban udara berada pada 58,12%, dan kelembaban tanah beradap pada nilai 0. Indikator suhu menunjukkan LED normal, indikator kelembaban udara menunjukkan LED kering dan indikator kelembaban tanah menunjukkan LED kering, LED sesuai dengan tabel 4.3, dari situ dapat disimpulkan pengujian LED sebagai indikator kondisi smart greenhouse telah berhasil.

Tabel 4. 3 Kondisi setiap paramater untuk menghidupkan LED sebagai indikator

(66)

Untuk LCD pengujian yang dilakukan adalah melihat karakter yang ditampilkan sesuai dengan perintah dari program arduino atau tidak. Pada pengujian ini juga terlihat apakah terdapat tambahan karakter atau perpindahan posisi yang tidak sesuai dengan perintah arduino. Pengujian dilakuan sebelum tombol start dan setelah tombol start di tekan dengan perintah seperti gambar 4.9. Saat start program akan memunculkan tulisan “Sistem” pada kolom 0 mulai baris 5 dan Smart greenhouse pada kolom 1 mulai baris 0

serta jam dan menit pada kolom 3 mulai baris 0. Sementara saat stop atau sebelum start ditekan LCD akan menampilkan “Tekan Tombol” pada kolom 1 mulai baris 2 dan “Start”

pada kolom 2 mulai baris 5. Pada gambar 4.10 terlihat bahwa LCD berhasil menampilkan karakter sesuai dengan perintah tanpa tambahan karakter atau kesalahan posisi. Dari pengujian ini LCD sudah dapat menampilkan karakter sesuai dengan list program yang diberikan

Gambar 4. 9 List Proram penampil LCD saat start (a) dan sebelum start (b)

Gambar 4. 10 Hasil tampilan LCD sebelum start dan sesudah start

4.2.3 Pengujian Push button

Dalam sistem smart greenhouse ini penggunaan push button berfungsi sebagai tombol untuk menjalankan sistem serta memberikan informasi lewat LCD saat tombol ditekan. Pengujian ini dilakukan dengan bantuan LCD untuk mengetahui apakah tombol-tombol tersebut sudah dapat bekerja dengan baik. Pada gambar 4.11, 4.12 dan 4.13 dapat

(67)

dilihat hasil dari uji coba tombol. Dari pengujian tersebut semua tombol dapat bekerja dengan baik sesuai dengan perintah masing-masing.

Gambar 4. 11 Saat tombol Start/Stop ditekan

Gambar 4. 12 Saat tombol status input sensor dan status output sensor ditekan

Gambar 4. 13 Saat tombol data yang terkirim dan tombol restart ditekan

4.2.4 Pengujian Sensor

Terdapa 2 sensor utama pada greenhouse ini yaitu SHT 11 dan YL-69. Pengujian yang dilakukan untuk sensor adalah melihat perubahan yang terjadi saat kondisi real time

(1)

97. delay (1000);

98. lcd.clear();

99. }

100. ISR(TIMER1_OVF_vect)

101. {

102. TCNT1 = timer1_counter;

103. count++;

104. if (count == 18) //detik

105. {

106. a = 1;

107. count = 0;

108. }

109. }

110. 111.

112. void loop () {

113. unsigned long ji, mi;//tes waktu

114.

115. buttonstate = digitalRead(41); // Tombol Start /Stop

116. DateTime now = rtc.now();

117. waktu[0] = String(now.second());

118. waktu[1] = String(now.minute());

119. waktu[2] = String(now.hour());

120. tanggal[0] = String(now.month());

121. tanggal[1] = String(now.day());

122. tahun = now.year();

123.

124. for (int i = 0; i < 3; i++) {

125. waktu[i].trim();

126. waktu[i].toCharArray (pwaktu[i], waktu[i].length() + 1);

127. if (waktu[i].length() == 1)

128. { for (int j = 1; j >= 0; j--)

129. { pwaktu[i][j] = pwaktu[i][j - 1];

130. }

131. pwaktu[i][0] = '0';

132. pwaktu[i][2] = '\0';

133. }

134. }

135. for (int i = 0; i < 2; i++) {

136. tanggal[i].trim();

137. tanggal[i].toCharArray (ptanggal[i], tanggal[i].length() + 1);

138. if (tanggal[i].length() == 1)

139. { for (int j = 1; j >= 0; j--)

140. { ptanggal[i][j] = ptanggal[i][j - 1];

141. }

142. ptanggal[i][0] = '0';

143. ptanggal[i][2] = '\0';

144. }

(2)

146.

147. if (buttonstate == LOW) {

148. lcd.setCursor (5, 0);

149. lcd.print( "Sistem ");

150. lcd.setCursor (0, 1);

151. lcd.print( "Smart Greenhouse");

152. lcd.setCursor (0, 3);

153. lcd.print( pwaktu[2]);

154. lcd.print(":");

155. lcd.print( pwaktu[1]);

156.

157. if (a == 1) {

158. //ji = millis();

159. temp_c = sht1x.readTemperatureC(); // pembacaan sensor suhu

160. humidity = sht1x.readHumidity(); // pembacaan sensor kelembapan udara

161. s = analogRead(A0); //pembacaan sensor tanah

162. soil = map (s, 0, 1023, 10, 0);

163. // KENDALI SUHU

164. { if (temp_c < 29) {

165. digitalWrite(25, HIGH);

166. digitalWrite(26, LOW);

167. digitalWrite(27, LOW);

168. digitalWrite(22, LOW);

169. }

170. if ((temp_c < 33) && (temp_c > 29)) {

171. digitalWrite(25, LOW);

172. digitalWrite(26, HIGH);

173. digitalWrite(27, LOW);

174. }

175. if (temp_c > 33) {

176. digitalWrite(25, LOW);

177. digitalWrite(26, LOW);

178. digitalWrite(27, HIGH);

179. digitalWrite(22, HIGH);

180. //Serial.print(33); 181. //Serial.print(",");

182. }

183. }

184. // KENDALI KELEMBAPAN UDARA

185. { if (humidity < 80) {

186. digitalWrite(29, HIGH);

187. digitalWrite(30, LOW);

188. digitalWrite(31, LOW);

189. digitalWrite(23, HIGH);

190. }

191.

192. if ((humidity < 90) && (humidity > 80)) {

193. digitalWrite(29, LOW);

(3)

195. digitalWrite(31, LOW);

196. }

197. if (humidity > 90) {

198. digitalWrite(29, LOW);

199. digitalWrite(30, LOW);

200. digitalWrite(31, HIGH);

201. digitalWrite(23, LOW);

202. }

203. }

204.

205. // KENDALI KELEMBAPAN TANAH

206. { if (soil < 2) {

207. digitalWrite(32, HIGH);

208. digitalWrite(33, LOW);

209. digitalWrite(34, LOW);

210. digitalWrite(24, HIGH);

211. }

212. if ((soil < 4) && (soil > 2)) {

213. digitalWrite(32, LOW);

214. digitalWrite(33, HIGH);

215. digitalWrite(34, LOW);

216. }

217. if (soil > 4) {

218. digitalWrite(32, LOW);

219. digitalWrite(33, LOW);

220. digitalWrite(34, HIGH);

221. digitalWrite(24, LOW);

222. ;

223. }

224.

225. }

226.

227. //Status output

228. cooler = digitalRead(22);

229. humid = digitalRead(23);

230. pompa = digitalRead(24);

231. //Serial.println(ji);

232.

233. // Pengiriman ke sistem interface

234. Serial.print(tahun, DEC);

235. Serial.print('-');

236. Serial.print(ptanggal[0]);

237. Serial.print('-');

238. Serial.print(ptanggal[1]);

239. Serial.print('#');

240. Serial.print(pwaktu[2]);

241. Serial.print(':');

242. Serial.print(pwaktu[1]);

(4)

244. Serial.print(pwaktu[0]); 245. Serial.print('#');

246. Serial.print(cooler);

247. Serial.print('#');

248. Serial.print(humid);

249. Serial.print('#');

250. Serial.print(pompa);

251. Serial.print('#');

252. Serial.print(temp_c, 2);

253. Serial.print('#');

254. Serial.print(humidity, 2);

255. Serial.print('#');

256. Serial.print(soil);

257. //mi = millis(); //tes waktu

258.

259. //Simpan Data microSD

260. File myFile = SD.open("Sdtes4.txt", FILE_WRITE); 261. if (myFile)//bila ada maka akan dibuka, dan ditutup filenya

262. {

263. myFile.print(now.year());

264. myFile.print('/');

265. myFile.print(now.month(), DEC);

266. myFile.print('/');

267. myFile.print(now.day(), DEC);

268. myFile.print(',');

269. myFile.print(now.hour(), DEC);

270. myFile.print(':');

271. myFile.print(now.minute(), DEC);

272. myFile.print(':');

273. myFile.print(now.second(), DEC);

274. myFile.print(',');

275. myFile.print(temp_c, 2);

276. myFile.print(",");

277. myFile.print(humidity, 2);

278. myFile.print(",");

279. myFile.print(soil);

280. myFile.print(",");

281. myFile.print(cooler);

282. myFile.print(",");

283. myFile.print(humid);

284. myFile.print(",");

285. myFile.println(pompa);

286. myFile.close();

287. }

288. count = 0;

289. a = 0;

290. // Serial.print("waktu"); Serial.print(" "); Serial.println(mi - ji); //ngetes range waktu ambil data