17 BAB III PERANCANGAN ALAT Pada bab 3 ini akan dibahas mengenai perancangan alat yang meliputi skematis dan wiring, diagram blok, flowchart, tata letak alat pada ruangan, dan analisa kode pada alat yang digunakan. 3.1 Skematis dan Wiring Alat 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 15
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
17
BAB III
PERANCANGAN ALAT
Pada bab 3 ini akan dibahas mengenai perancangan alat yang meliputi skematis dan
wiring, diagram blok, flowchart, tata letak alat pada ruangan, dan analisa kode pada alat
yang digunakan.
3.1 Skematis dan Wiring Alat
2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
13
15
18
Gambar 3.1 Skematis rangkaian
Gambar 3.1 adalah skematik dari sistem automasi greenhouse berbasis kebutuhan
iklim mikro tanaman. Pada skema di atas air cooler dan fog machine dimisalkan
kipas dc karena di aplikasi fritzing tidak ada simbol dari kedua alat tersebut.
Tegangan 220V dimisalkan konektor karena di aplikasi fritzing tidak ada simbol dari
alat tersebut. Adaptor 24 V dimisalkan baterai 9 V karena di aplikasi fritzing tidak
ada simbol dari alat tersebut
Keterangan pada Gambar 3.1:
1. Keypad 4×4
2. 2 Kipas DC 24V
3. LCD 20×4
4. Adaptor 24 V
5. Modul I2C
6. Sensor GY302-BH1750
7. Sensor DHT11
8. Halogen Reflector Bulb 300 Watt
9. 4 Lampu led sorot 100 Watt
10. Air cooler
11. Mesin kabut
12. Tegangan 220V
13. Driver motor L298N
14. Arduino Mega 2560
15. 2 Relay Module 4 Channels 5V
Tabel 3.1 Wiring dari modul I2C lcd 20×4, DHT11, GY302-BH1750, relay, L298 dan
keypad ke arduino mega 2560
I2C Arduino mega 2560
SCL SCL
SDA SDA
VCC 5V
19
Tabel 3.1 (lanjutan) Wiring dari modul I2C lcd 20×4, DHT11, GY302-BH1750, relay,
L298 dan keypad ke arduino mega 2560
GND GND
DHT 11
VCC 5 V
DATA D11
NULL -
GND GND
GY302-BH1750
SCL SCL
SDA SDA
VCC 5 V
NULL -
GND GND
Relay
In 1 D38
In 2 D40
In 3 D42
In 4 D44
In 5 D46
In 6 D48
In 7 D50
VCC 5 V
GND GND
L298N
In 1 D4
In 2 D5
ENA D10
20
Tabel 3.1 (lanjutan) Wiring dari modul I2C lcd 20×4, DHT11, GY302-BH1750, relay,
L298 dan keypad ke arduino mega 2560
In 3 D6
In 4 D7
ENB D9
VCC 6-35V POWER SUPPLY 24V
GND GND
VCC 5V -
M1-01 MOTOR DC 24V
M1-02 MOTOR DC 24V
M2-01 MOTOR DC 24V
M2-02 MOTOR DC 24V
Keypad
col 1 D22
col 2 D24
col 3 D26
col 4 D28
row 1 D30
Row 2 D32
Row 3 D34
Row 4 D36
Tabel 2 adalah wiring dari modul I2C lcd 20×4, DHT11, GY302-BH1750,
L298N, keypad dan relay arduino mega 2560. Wiring modul I2C lcd 20×4 ke
arduino. SCL dan SDA dari arduino terletak di kaki D21 dan D20. Kaki VCC dan
GND modul I2C disambungkan ke 5V dan GND arduino.
Wiring DHT11 ke arduino. VCC dan GND dari DHT 11 sambungkan ke 5V dan
GND arduino pin data dari DHT 11 disambungkan ke kaki D11. Wiring GY302-
21
BH1750 ke arduino. SCL dan SDA GY302-BH1750 disambungkan ke D21 dan
D20 arduino. Kaki VCC dan GND GY302-BH1750 disambungkan ke 5V dan
GND arduino.
Wiring relay ke arduino. In 1 sampai In 4 disambungkan ke pwm mikrokontroler.
Hal ini dilakukan agar kita dapat mengatur alat yang akan dikendalikan. Kabel
dari catu daya 220V dipasang seri dengan lampu led sorot 100 Watt. Kemudian
salah satu kaki dari catu daya yang tidak terhubung dengan led dimasukan ke kaki
relay yang tengah sedangkan kaki led yang tidak terhubung dengan kaki catu daya
220V masuk ke kaki relay yang lainnya. Wiring yang sama dilakukan ke alat yang
terhubung dengan catu daya 220V.
Wiring L298N ke arduino mega 2560. ENA dan ENB berfungsi untuk
mengaktifkan bagian output motor 1 dan motor 2. In 1, in 2, in 3 dan in 4
berfungsi sebagai kendali perputaran dan kecepatan motor. Wiring keypad 4×4 ke
arduino. Col 1 sampai dengan col 4 dihubungkan ke pin D22, D24, D26, D30 dan
row 1 sampai dengan row 4 dihubungkan ke D30, D32, D34, D36.
3.2 Diagram blok
Relay Modul I2C L298N
Motor
DC 24V
Arduino mega 2560
LCD 20×4
led Bulb Air
Cooler
Mesin
kabut
Keypad
DHT 11 GY302 BH1750
22
Gambar 3.2 Diagram blok dari sistem automasi greenhouse berbasis
kebutuhan iklim mikro tanaman
Gambar 3.2 adalah diagram proses dari sistem automasi greenhouse berbasis
kebutuhan iklim mikro tanaman. Sensor DHT 11 dan GY302-BH1750 akan
mengirimkan data hasil pembacaan sensor ke arduino. Kemudian arduino akan
memproses data yang telah kirim oleh kedua sensor tersebut. Data yang telah
diproses akan digunakan untuk mengendalikan alat yang digunakan. Data yang
telah diproses juga akan ditampilkan di LCD 20×4 . Selain digunakan untuk
memantau data, LCD 20×4 juga dapat mengendalikan alat yang ada dengan
mengirim data yang diinginkan ke arduino menggunakan keypad.
3.3 Flowchart
Mulai
1. Sensor DHT 11 dan GY302-BH1750
membaca kondisi ruangan suhu,
kelembaban serta intensitas cahaya
dan mengirimkan hasil pembacaan
sensor ke mikrokontroler.
3. Mengolah data
masukan.
4. Perintah
ditampilkan
di LCD.
2. Keypad digunakan untuk
mengatur data.
5. Menyalakan LED sesuai besar
intensitas cahaya serta lama penyinaran
sesuai data yang diinginkan user.
23
6. Apakah
suhu
ruangan di
atas atau
bawah
suhu yang
diinginkan?
9. Apakah
kelembaban
ruangan di
atas atau
bawah
kelembaban
yang
diinginkan?
A
A
Di atas
Di bawah Di bawah
Di atas
Selesai
7. Menyalakan
pemanas
ruangan.
10. Menyalakan
mesin kabut.
8. Menyalakan
air cooler.
11. Menyalakan
kipas DC.
24
Gambar 3.3 Flowchart dari sistem telah dibuat
Gambar 3.3 adalah flowchart dari sistem telah dibuat. Berikut cara kerja dari sistem
automasi greenhouse berbasis kebutuhan iklim mikro tanaman. Pada proses yang
pertama sensor DHT 11 akan membaca suhu serta kelembaban ruangan sedangkan
Sensor GY302-BH1750 membaca intensitas cahaya dalam ruangan. Data dari kedua
sensor akan di kirim ke mikrokontroler. Data yang diperoleh dari kedua sensor
selanjutnya akan diolah oleh mikrokontroler. Selanjutnya pada proses kedua pemilik
greenhouse memberikan masukan yang berupa data yang diinginkan melalui tombol
keypad 4×4. Pada proses ketiga data yang telah diperoleh dari masukan penguna
greenhouse melalui tombol keypad 4×4 dan hasil pembacaan sensor, selanjutnya
akan diproses oleh mikrokontroler. Pada proses keempat pemilik greenhouse dapat
memilih tampilan menu yang diinginkan yang nantinya akan ditampilkan di layar
LCD 20×4. Pada menu 1 penguna greenhouse dapat mengetahui hasil pembacaan
sensor yang berupa besarnya suhu, kelembaban, intensitas cahaya serta lama
penyinaran. Pada menu 2 pemilik greenhouse dapat mengatur iklim mikro yang ada
di dalam greenhouse. Sedangkan menu 3 pengguna greenhouse dapat mengetahui
data yang sudah diatur pada menu 2.
Selanjutnya pada proses kelima mikrokontoler akan menyalakan lampu led sorot 100
Watt untuk mengatur intensitas cahaya dan lama penyinaran sesuai masukan yang
telah diberikan. Proses keenam mikrokontroler membandingkan apakah suhu yang
dibaca sensor lebih besar atau lebih kecil dari masukan yang diberikan penguna
greenhouse. Pada proses ketujuh apabila suhu yang dibaca sensor dibawah suhu yang
diingingkan maka mikrokontroler akan menaikkan suhu ruangan menggunakan
lampu halogen reflector bulb 300 Watt yang telah terhubung dengan relay secara
otomatis. Udara panas yang dihasilkan oleh lampu halogen reflector bulb 300 Watt
akan diatur dengan sistem kendali on/off dari mikrokontroler. Apabila suhunya sudah
sampai pada yang diinginkan maka lampu halogen reflector bulb 300 Watt otomatis
mati. Sedangkan pada proses kedelapan apabila suhu yang dibaca sensor diatas suhu
yang diingingkan maka mikrokontroler menurunkan suhu menggunakan air cooler
25
yang terhubung dengan relay. Apabila suhunya terlalu panas maka air cooler akan
otomatis menyala dan bila suhunya sudah sampai pada yang diinginkan maka air
cooler otomatis mati. Pada proses kesembilan mikrokontroler membandingkan
apabila kelembaban udara yang dibaca sensor lebih besar atau lebih kecil dari
masukan yang diberikan penguna greenhouse. Pada proses kesepuluh apabila
kelembaban yang dibaca sensor di bawah kelembaban yang diingingkan maka
mikrokontroler akan menaikkan kelembaban ruangan dengan menghidupkan mesin
kabut dan bila kelembabannya sudah sampai pada yang diinginkan maka mesin kabut
otomatis mati. Pada proses kesebelas apabila kelembaban yang dibaca sensor di atas
kelembaban yang diingingkan maka mikrokontroler akan nurunkan kelembaban
ruangan dengan menghidupkan 2 kipas dc 24V untuk membuang kelembaban udara
yang ada. Nyala dari 2 kipas dc 24V akan dikendalikan oleh sistem on/off dari
mikrokontroler. Bila kelembaban sudah sampai pada yang diinginkan maka kipas dc
24V otomatis mati.
3.4 Tata Letak Alat pada Ruangan
Gambar 3.4 Foto alat dalam ruangan greenhouse(1)
1 2
3 4
26
Gambar 3.5 Foto alat dalam ruangan greenhouse(2)
Gambar 3.4 dan Gambar 3.5 adalah tata peletakan alat dalam ruangan greenhouse
yang berukuran 3,5×3,5×2,5 meter. Kotak pengendali diletakkan di atas meja agar
memudahkan pengguna greenhouse untuk memantau ataupun mengatur iklim
mikronya. Kotak pemanas diletakkan di atas meja dan menghadap ke arah tanaman
agar pernyebaran panas lebih cepat dirasakan oleh tanaman. 4 lampu led 100 watt
diletakkan mengantung di tengah ruangan. Gantungan untuk lampu sengaja dibuat
mudah untuk dilepas dan dipasang agar dapat menyesuaikan tinggi tanaman. Sensor
GY302-BH1750 diletakan 15 cm dibawah kerangka penopang 4 lampu led 100 Watt.
Mesin pelembab ruangan diletakan di samping tanaman agar kelembaban yang
dihasilkan oleh mesin dapat dengan cepat dirasakan oleh tanaman. 2 kipas DC 24 V
diletakkan di atas mesin pelembab agar apabila kelembaban yang dihasilkan oleh
mesin pelembab berlebihan, dapat langsung dibuang oleh kipas DC 24 V. Air cooler
mengarah langsung ke tanaman agar penyebaran dingin lebih cepat dirasakan oleh
tanaman.
Keterangan pada Gambar 3.4 dan Gambar 3.5 :
1. Kotak pengendali
2. Kotak pemanas
3. Lampu led
4. Mesin kabut
5
6
27
5. Kipas DC 24 V
6. Air cooler
3.5 Analisa Kode
Koding di atas merupakan library yang akan dipakai untuk masing-masing
modul.
Menetapkan alamat I2C untuk LCD yaitu di 0×3F dan menetapkan tampilan
LCD untuk 20 karakter dan 4 baris.
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Keypad.h>
#include <Wire.h>
#include <BH1750.h>
#include <dht.h>
#include<PWM.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0X3F,20,4);
dht DHT;
BH1750 lightMeter(0x23);
#define DHT11_PIN 11
28
Membuat variable bernama DHT dan mendeklarasikan output sensor DHT11 ke
pin digital 11 arduino mega. Menetapkan alamat I2C untuk sensor GY302-
BH1750 yaitu di 0×23.
Membuat variable matriks 4×4, membuat isi matriks 4×4, menghubungkan
pinouts row dan column ke pin digital arduino, mendeklarasikan variabel
ROWS san COLS sebagai rowPins dan colPins yang terdapat di library