Top Banner
RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328P DENGAN SENSOR KELEMBABAN TANAH V1.2 INDIRA NAMORA 1603408004 FAKULTAS SAINS UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO 2020
60

RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

Oct 22, 2021

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
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
Page 1: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328P DENGAN

SENSOR KELEMBABAN TANAH V1.2

INDIRA NAMORA

1603408004

FAKULTAS SAINS

UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO

2020

Page 2: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …
Page 3: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

i

SKRIPSI

RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328P DENGAN

SENSOR KELEMBABAN TANAH V1.2

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Program Studi Fisika Fakultas Sains Universitas Cokroaminoto Palopo

INDIRA NAMORA

1603408004

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS SAINS

UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO

2020

Page 4: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

ii

ii

Page 5: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

iii

iii

UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO

LEMBAGA PENJAMINAN MUTU

Jalan Latammacelling No. 19 Kota Palopo 91913 - Sulawesi Selatan

Telepon (0471) 22111, Fax. (0471) 325055. Website http://www.uncp.ac.id

Lampiran:

SURAT PERNYATAAN

KEASLIAN NASKAH SKRIPSI

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Indira Namora

NIM : 1603408004

Program Studi : Fisika

Fakultas : Sains

menyatakan bahwa naskah Skripsi/Tesis* Saya dengan

Judul : Rancang Bangun Alat Penyiram Tanaman

Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMega328P

dengan Sensor Kelembaban Tanah V1.2

adalah benar merupakan karya asli saya yang dibuat berdasarkan serangkaian

gagasan, rumusan, metode, dan penelitian yang telah saya laksanakan sendiri.

Sumber informasi dalam karya ini telah dituliskan sesuai dengan kaidah

pengutipan yang berlaku dan telah dicantumkan dalam daftar pustaka dan belum

pernah dipublikasikan.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebaik-baiknya tanpa ada paksaan dari

pihak manapun dan apabila dikemudian hari ditemukan keterangan yang tidak

benar maka saya bertanggung jawab atas segala akibat yang ditimbulkan.

Palopo, 24 Agustus 2020

Yang Membuat Pernyataan

Indira Namora

1603408004

Page 6: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

iv

iv

Page 7: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

v

v

ABSTRAK

Indira Namora. 2019. Rancang Bangun Alat Penyiram Tanaman Otomatis

Berbasis Mikrokontroler ATMega328P dengan Sensor Kelembaban Tanah V1.2

(dibimbing oleh Fitri Jusmi dan Rahma Hi. Manrulu)

Penelitian ini bertujuan untuk membuat rancang bangun alat penyiram

tanaman otomatis berbasis mikrokontroler arduino dan sensor kelembaban tanah.

Penelitian ini dilaksanakan di Perumahan Songka Kecamatan Wara Selatan Kota

Palopo, Provinsi Sulawesi Selatan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini

dimulai dari perancangan alat, persiapan alat dan bahan, perakitan rangkaian alat

elektronika dan uji kinerja alat penyiram tanaman otomatis berbasis

mikrokontroler ATMega328P. Dalam alat ini terdapat mikrokontroler

ATMega328P dan sensor kelembaban V1.2 yang berfungsi sebagai komponen

utamanya. Pada saat sensor dibenamkan pada tanah kering sensor membaca nilai

kelembaban tanah yaitu berkisar antara 0-30% RH, kemudian mengirimkan sinyal

pada arduino untuk mengaktifkan pompa air. Sedangkan, pada saat sensor

dibenamkan pada tanah lembab maupun basah, sensor membaca nilai kelembaban

tanah berkisar antara 31-100% RH, sehingga sensor mengirimkan sinyal pada

arduino untuk mengaktifkan relay untuk menghentikan laju pompa air. Hal ini

menunjukkan bahwa alat penyiram tanaman otomatis ini sangat efisien dalam

budidaya tanaman pada ruangan tertutup.

Kata kunci: alat penyiram tanaman, mikrokontroler ATMega328P, sensor

kelembaban.

Page 8: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

vi

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT. atas rahmat dan karuniaNya sehingga

penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini yang berjudul, “Rancang

Bangun Alat Penyiram Tanaman Otomatis Berbasis Mikrokontroler

ATMega328P dengan Sensor Kelembaban Tanah V1.2”. Skripsi ini mempelajari

tentang bagaimana cara membuat rancang bangun alat penyiram tanaman otomatis

dengan melibatkan mikrokontroler dan sensor kelembaban tanah sebagai

komponen utamanya. Keberhasilan alat ini, terlihat pada pompa menyuplai air

pada tanaman yang dideteksi oleh ujung probe sensor kelembaban tanah. Penulis

banyak mengalami kendala namun karena keingintahuan dan usaha yang keras

serta bantuan dari berbagai pihak sehingga segala kesulitan yang dihadapi dapat

dilalui dengan baik. Walaupun telah diupayakan semaksimal mungkin namun

penulis menyadari bahwa peyusunan skripsi ini tidak lepas dari kekurangan

karena keterbatasan pengetahuan dan kemampuan. Oleh karena itu, penulis

menyampaikan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan

skripsi dengan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Hanafie Mahtika, M.S., selaku Rektor Universitas Cokroaminoto

Palopo.

2. Ibu Pauline Destinugrainy Kasi, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains

Universitas Cokroaminoto Palopo.

3. Ibu Ilmiati Illing, S.Si., M.Pd., selaku Wakil Dekan Fakultas Sains Universitas

Cokroaminoto Palopo.

4. Ibu Fitri Jusmi, S.Si., M.Sc., selaku Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan dan dukungan kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.

5. Ibu Rahma Hi Manrulu, S.Si., M.Sc., selaku Ketua Program Studi Fisika serta

selaku pembimbing II yang memberikan bimbingan kepada penulis.

6. Kedua orang tua, saudara serta seluruh keluarga dekat yang tak henti-hentiya

memberikan doa, kepercayaan dan materi yang telah membantu dan

mendukung selama mengikuti masa perkuliahan.

7. Seluruh sahabat seperjuangan yang selalu menyemangati dan memberikan

motivasi kepada penulis sampai skripsi ini dapat terselesaikan.

Page 9: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

vii

vii

Segala kekurangan yang ada pada penyusunan skripsi ini adalah milik

penulis, dan segala kelebihannya milik Allah SWT. Hanya doa yang dapat penulis

panjatkan kepada Allah SWT. terhadap semua pihak yang telah memberikan

kebaikan, bantuan, dan dukungannya. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak

lepas dari kekurangan, yang sangat jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan

pengetahuan dan kemampuan penulis. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi

penulis khusunya dan bagi pembaca pada umumnya dalam pengembangan ilmu

pengetahuan khususnya di bidang fisika. Sekian dan terima kasih.

Palopo, Agustus 2020

Indira Namora

Page 10: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

viii

viii

RIWAYAT HIDUP

Indira Namora, lahir di Palopo pada tanggal 31 Maret 1997,

anak ketiga dari lima bersaudara, buah hati dari pasangan

Aulia Indra dan Sukmawati. Penulis menempuh pendidikan

dasar di SDN 81 Langkanae Palopo tahun 2003 sampai

dengan tahun 2009. Kemudian ia melanjutkan pendidikan

sekolah menengah tingkat pertama di SLTP Negeri 3 Palopo

dengan menempuh pendidikan selama 1 tahun, pada tahun

2010 ia pindah mengikuti orang tuanya ke Jakarta untuk

melanjutkan pendidikan sekolah menengah tingkat pertama di SLTP Negeri 223

Jakarta dan tamat tahun 2012. Penulis melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 5

Palopo dan tamat pada tahun 2015. Pada tahun 2016, penulis terdaftar sebagai

mahasiswa Program Studi Fisika Fakultas Sains pada Universitas Cokroaminoto

Palopo.

Selama mengikuti pendidikan di Universitas Cokroaminoto Palopo, penulis

pernah aktif di HMPS dan menjabat sebagai sekretaris periode 2018, dan

mengikuti kegiatan kampus yang berkaitan dengan bidang akademik seperti

perlombaan cerdas cermat yang diselerenggarakan program studi Matematika

Fakultas Sains Universitas Cokroaminoto Palopo sebanyak 2 kali. Karya ilmiah

yang pernah ditulis adalah pengaruh media infomasi terhadap perkembangan otak,

yang dikirim ke situs PKM pada tahun 2017. Penulis juga berkesempatan

mengikuti lomba ONMIPA (Olimpiade Nasional Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam) sebanyak 2 kali yang berturut-turut diadakan di UMI

(Universitas Muslim Indonesia) dan Stikes Pelamonia bertempat di Makassar,

Sulawesi Selatan. Penulis juga pernah melakukan PKL (Praktik Kerja Lapang) di

BPFK (Badan Pengamanan Fasilitas Kesehatan) bertempat di Makassar, Sulawesi

Selatan. Penulis juga semasa aktif dalam perkuliahan memiliki aktivitas menjadi

tentor pada salah satu tempat bimbingan belajar yang ada di Palopo.

Page 11: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

ix

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. ii

SURAT PERNYATAAN KEASLIAN NASKAH SKRIPSI ................................ iii

HALAMAN KETERANGAN UJI SIMILARITY ................................................ iv

ABSTRAK .............................................................................................................. v

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

RIWAYAT HIDUP .............................................................................................. viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2

1.3 Tujuan Penelitian.................................................................................... 2

1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................. 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Teori............................................................................................ 3

2.2 Hasil Penelitian yang Relevan.............................................................. 16

2.3 Kerangka Pikir...................................................................................... 17

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian ..................................................................................... 18

3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian................................................................ 18

3.3 Prosedur Penelitian ............................................................................... 18

3.4 Teknik Analisis Data ............................................................................ 22

3.5 Diagram Alir ........................................................................................ 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian ................................................................................... 24

4.2 Pembahasan .......................................................................................... 29

Page 12: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

x

x

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 32

5.2 Saran ..................................................................................................... 32

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 33

LAMPIRAN ........................................................................................................... 35

Page 13: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

xi

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Data Sheet Sensor Kelembaban Tanah V1.2...................................................... 6

2 Data Sheet Arduino Uno Berbasis Mikrokontroler ATMega328P .................. 10

3 Data Sheet Relay IRF520 Mosfet ..................................................................... 14

4 Data Sheet LCD Karakter 1602........................................................................ 15

5 Hasil Pengujian Alat ........................................................................................ 25

Page 14: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

xii

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Sensor Kelembaban Tanah V1.2 ........................................................................ 5

2 Arduino Uno Berbasis Mikrokontroler ATMega328P ...................................... 9

3 Tampilan Arduino IDE .................................................................................... 12

4 Relay IRF520 Mosfet........................................................................................ 12

5 LCD Karakter 1602 .......................................................................................... 15

6 Kerangka Pikir ................................................................................................. 17

7 Diagram Blok Alat ........................................................................................... 19

8 Skema Rangkaian Prototype ............................................................................ 19

9 Diagram Alir .................................................................................................... 23

10 Tampilan LCD Indikator Tanah Kering ........................................................... 24

11 Tampilan LCD Indikator Tanah Lembab ......................................................... 25

12 Tampilan LCD Indikator Tanah Basah ............................................................ 25

13 Tiga Indikator Tanah yang Berbeda ................................................................. 26

14 Probe Sensor dibenamkan pada Tanah I .......................................................... 26

15 Probe Sensor dibenamkan pada Tanah II ........................................................ 27

16 Probe Sensor dibenamkan pada Tanah III ....................................................... 27

17 Pompa Aktif Indikator Tanah Kering .............................................................. 28

18 Pompa Tidak Aktif Indikator Tanah Lembab .................................................. 28

19 Pompa Tidak Aktif Indikator Tanah Basah ..................................................... 28

Page 15: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

xiii

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Dokumentasi Alat............................................................................................. 36

2 Dokumentasi Penelitian ................................................................................... 37

3 Program Arduino IDE ...................................................................................... 38

4 Standar Error .................................................................................................... 39

5 Standar Error .................................................................................................... 40

6 Standar Error .................................................................................................... 41

7 Standar Error .................................................................................................... 42

8 Standar Error .................................................................................................... 43

9 Surat Penyerahan Alat ...................................................................................... 44

Page 16: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …
Page 17: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dengan adanya kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, banyak

diantaranya berkembang inovasi yang baru, penemuan baru, pengembangan

peralatan otomotif, pengembangan peralatan alat rumah tangga, pengembangan

industri-industri kecil maupun besar, pengembangan peralatan rumah sakit di

bidang kesehatan, dan bidang-bidang lainnya yang dapat membantu pekerjaan

manusia untuk lebih mengefisienkan waktu bekerja dan menuju ke arah yang

lebih baik lagi. Oleh karena itu, kita harus berusaha lebih keras untuk

memanfaatkan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di era globalisasi

ini. Sehingga kita dapat bersaing dengan negara lain yang telah mengembangkan

beberapa alat dengan memanfaatkan perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi di era globalisasi ini.

Oleh karena itu, penulis berinisiatif merancang prototype alat penyiram

tanaman otomatis dengan bantuan sensor kelembaban tanah dan mikrokontroler

arduino uno sebagai pusat pengendali dan LCD (Liquid Crystal Digital) sebagai

penampil kondisi tanah apakah kondisi tanah tersebut lembab atau kering sesuai

dengan pembacaan sensor dalam bentuk nilai yang keluar pada LCD. Penulis

berinisiatif merancang alat tersebut agar dapat membantu pekerjaan manusia

dalam hal merawat tanaman dan untuk memberikan pengetahuan yang lebih

kepada para pecinta tanaman bagaimana mengetahui kebutuhan air pada tanaman

apakah tercukupi atau tidak. Tentunya alat ini didukung dengan pompa air yang

berguna untuk penyiraman tanaman secara otomatis, yang dikontrol dengan

menggunakan mikrokontroler arduino uno sebagai pusat pengendali rancangan

prototype alat penyiram tanaman otomatis yang akan dibuat.

Dengan alat ini, manusia tidak perlu lagi menyiram tanamannya secara

manual setiap hari, dikarenakan alat ini dapat menyiram tanaman secara otomatis

apabila kondisi tanah pada tanaman tersebut kering atau kelembaban tanahnya

berkurang, sesuai dengan pembacaan sensor kelembaban tanah yang dibenamkan

ke dalam tanah tanaman yang diujikan. Alat ini dapat diaplikasikan kepada para

Page 18: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

2

pecinta tanaman yang memelihara tanaman di dalam ruangan, kebun kecil di

depan teras rumah yang sifatnya tertutup.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah yang diangkat

pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana merancang alat penyiram tanaman otomatis berbasis

mikrokontroler ATMega328P dengan sensor kelembaban tanah V1.2?

2. Bagaimana penerapan alat penyiram tanaman otomatis berbasis mikrokontroler

ATMega328P dengan sensor kelembaban tanah V1.2 pada masyarakat dalam

hal budidaya tanaman?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Merancang alat penyiram tanaman otomatis berbasis mikrokontroler

ATMega328P dengan sensor kelembaban tanah V1.2.

2. Menerapkan alat penyiram tanaman otomatis berbasis mikrokontroler

ATMega328P dengan sensor kelembaban tanah V1.2 pada masyarakat dalam

hal budidaya tanaman.

1.4 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan mampu memberikan manfaat diantaranya sebagai

berikut:

1. Bagi Mahasiswa, dapat menerapkan sistem alat penyiram tanaman otomatis

berdasarkan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.

2. Bagi Masyarakat dan pengguna dapat membantu dalam hal budidaya tanaman

pada kehidupan sehari-hari.

Page 19: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Teori

1. Pengenalan Tanah

Tanah mempunyai peranan penting terhadap makhluk hidup dalam

kehidupan sehari-hari. Tanah mendukung adanya kehidupan tumbuhan dengan

menyediakan unsur hara dan air sekaligus sebagai penopang akar. Untuk manusia

tanah sebagai tempat pijakan untuk hidup, lahan untuk hidup dan bergerak, dan

sebagai keberlangsungan hidup manusia yang tanpa kehadirannya, hidup manusia

akan terbengkalai. Oleh karena itu, manusia sebagai makhluk hidup sangat

berperan penting untuk memanfaatkan fungsi mutu tanah, agar tanah dapat terjaga

keutuhan, kualitas maupun kuantitasnya.

Struktur tanah yang berongga-rongga juga menjadi tempat yang baik bagi

akar untuk bernapas dan tumbuhan. Tanah juga menjadi habitat hidup berbagai

mikroorganisme yang ada di bawah permukaan tanah. Bagi sebagian hewan yang

hidup di darat, tanah menjadi lahan untuk hidup dan bergerak. Ilmu yang

mempelajari berbagai aspek mengenai tanah dikenal sebagai ilmu tanah. Dari segi

ilmu klimatologi, tanah memegang peranan penting sebagai penyimpan air dan

menekan erosi, meskipun tanah sendiri juga dapat mengakibatkan erosi (Naibaho,

2017).

Warna tanah merupakan ciri utama yang paling mudah diingat. Warna tanah

sangat bervariasi, mulai dari hitam kelam, coklat, merah bata, jingga, kuning,

hingga putih. Selain itu, tanah dapat memiliki lapisan-lapisan dengan perbedaan

warna yang kontras sebagai akibat proses kimia (pengasaman) atau pencucian

(bleaching). Warna gelap juga dapat disebabkan oleh kehadiran mangan,

belerang, dan nitrogen. Warna tanah kemerahan atau kekuningan biasanya

disebabkan kandungan besi teroksidasi yang tinggi. Warna yang berbeda, terjadi

karena pengaruh kondisi proses kimia pembentukannya. Suasana aerobik/oksidatif

menghasilkan warna yang seragam atau perubahan warna bertahap, sedangkan

suasana anaerobik/reduktif membawa pada pola warna yang bertotol-totol atau

warna yang terkonsentrasi (Naibaho, 2017).

Page 20: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

4

Satuan kelembaban tanah yang umum digunakan adalah RH, yaitu Relative

Humidity atau kelembaban relatif. RH adalah satuan pengukuran yang

merepresentasikan jumlah titik-titik air di udara pada suhu tertentu yang

dibandingkan dengan jumlah maksimum titik-titik air yang dapat dikandung di

udara pada suhu tersebut. RH dinyatakan dalam nilai persentase. Pada saat nilai

kelembaban tanah di bawah 30% RH maka kondisi tanah tersebut pada keadaan

tanah kering/udara bebas dan pada saat di atas 80% RH maka kondisi tanah

tersebut pada keadaan tanah basah/di dalam air (Bayu, 2015).

Kondisi tanah yang memiliki kapasitas air yang besar, membuat tanah

semakin mudah menghantarkan listrik dengan nilai resistansinya kecil, sebaliknya

apabila kondisi tanah memiliki kapasitas air yang sedikit dalam hal ini pada

kondisi tanah kering, membuat tanah sangat sulit menghantarkan arus listrik

dengan nilai resistansinya besar (Junaidi, 2016). Dengan demikian, semakin tinggi

nilai kapasitas air pada tanah memiliki nilai kelembaban tanah yang besar pula

diakibatkan mudahnya tanah menghantarkan listrik pada saat tanah basah,

sebaliknya semakin kecil nilai kapasitas air pada tanah memiliki nilai kelembaban

tanah yang kecil pula dikarenakan tanah sukar menghantarkan listrik pada saat

tanah kering atau tandus.

2. Sensor

a. Pengertian Sensor

Sensor adalah transduser yang berfungsi untuk mengolah variasi gerak,

panas, cahaya atau sinar, magnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus listrik.

Sensor merupakan komponen penting pada berbagai peralatan. Sensor juga

berfungsi sebagai alat untuk mengetahui magnitude. Sensor sendiri sering

digunakan dalam proses pendeteksi untuk proses pengukuran. Sensor yang sering

digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya atau

sinar, sensor suhu, serta sensor tekanan (Junaidi, 2016).

Kesensitivitas sensor akan menunjukkan seberapa jauh kepekaan sensor

terhadap kuantitas yang diukur. Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan

bilangan yang menunjukkan perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan

masukan. Beberapa sensor dapat memiliki kepekaan yang dinyatakan dengan satu

Page 21: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

5

volt per derajat, yang berarti perubahan satu derajat pada masukan akan

menghasilkan perubahan satu volt pada keluarannya (Junaidi, 2016).

b. Sensor Kelembaban

Sensor kelembaban tanah yang digunakan yaitu sensor kelembaban tanah

V1.2 yang mampu mengukur kelembaban suatu tanah. Cara menggunakannya

cukup mudah, yaitu membenamkan ujung probe sensor ke dalam tanah. (Junaidi,

2016). Sensor dapat mendeteksi kelembaban tanah karena unsur tanah yang

memiliki sifat arus listrik statis. Apabila diberikan suatu tegangan, maka elektron-

elektron terhambur sehingga keadaan itulah menyebabkan sensor dapat

mendeteksi nilai kelembaban suatu tanah. Probe sensor kelembaban tanah V1.2

memiliki lapisan konduktor yang berfungsi menghantarkan listrik dengan sangat

baik. Dengan menyimpan arus listrik dengan sifat kapasitansi, keluaran sensor

nantinya akan berupa data analog. Sensor kelembaban tanah V1.2 digunakan

untuk mengetahui kadar air pada tanah berdasarkan arus listrik yang mengenai

badan sensor. Sensor ini melewatkan arus melalui tanah. Tegangan kerja sensor

yang digunakan adalah 5V DC. Berikut gambar sensor kelembaban tanah V1.2

yang disediakan pada gambar 1 sebagai berikut:

Gambar 1. Sensor Kelembaban Tanah V1.2

(Sumber: Kelas Robot, 2015)

Penggunaan sensor ini yaitu dengan membenamkan ujung probe sensor

kurang lebih 5 cm dari ujung probe sensor hal ini dilakukan untuk menghindari

kerusakan pada sensor. Tingkat jangkauan probe sensor ini hingga dapat

mendeteksi nilai kelembaban tanah yaitu sesuai dengan medium tanah pada saat

probe sensor ini dibenamkan ke dalam tanah (Kelas Robot, 2015), yang berarti

alat ini dapat mendeteksi nilai kelembaban tanah sesuai dengan medium tanah

Page 22: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

6

yang digunakan pada saat uji coba. Sensor ini mampu membaca kadar air yang

memiliki tiga kondisi pada tanah tanaman yang diujikan yaitu pada kondisi tanah

kering/udara bebas, kondisi tanah lembab dan kondisi tanah basah/di dalam air,

nilai keluaran dalam bentuk nilai analog yang dibaca oleh sensor yang

dibenamkan di dalam tanah. Nilai analog ini nantinya dikonversikan dalam bentuk

persentase (%) mengggunakan software arduino IDE.

c. Kelebihan dan Kekurangan Sensor Kelembaban

Kekurangan dari sensor soil moisture/kelembaban tanah yaitu:

1. Tidak dapat bekerja dengan baik di luar ruangan dikarenakan sensor

kelembaban rawan korosi atau karat.

2. Ketidaktahanan sensor yang relatif cepat karena proses pengkaratan pada

kondisi tanah yang basah.

Kelebihan dari sensor soil moisture/kelembaban tanah yaitu:

1. Memiliki lapisan nikel pada sensor bertujuan untuk menghindari oksidasi yang

dapat menyebabkan pengkaratan. Lapisan ini yang dinamakan electroless

nickel immersion gold (ENIG).

2. Harga sensor yang relatif murah.

3. Lapisan nikel memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan lapisan

permukaan konvensional seperti solder pada ujung probe sensor seperti daya

tahan oksidasi yang lebih bagus dalam menghindari pengkaratan yang

disebabkan oleh kadar air di dalam tanah.

d. Data Sheet Sensor Kelembaban

Adapun data sheet sensor kelembaban tanah V1.2 disediakan dalam tabel 1

yaitu sebagai berikut:

Tabel 1. Data Sheet Sensor Kelembaban Tanah V1.2 Spesifikasi Keterangan

Power Supply Sumber Tegangan 3.3V atau 5V

Output Voltage Signal Keluaran Sinyal Tegangan 0-4.2V

Current Kuat arus listrik 35Ma

Analog Output Kabel Biru

GND Kabel Hitam

Power Kabel Merah

Size 60 x 20 x 5mm

(Sumber: Kelas Robot, 2015)

Page 23: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

7

3. Arduino

a. Pengertian Arduino

Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang

bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini

adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat

pengembangan, tetapi arduino adalah kombinasi dari hardware, bahasa

pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE

adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, menyusun

menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memori mikrokontroler (Yahwe,

2016).

Arduino uno adalah sebuah rangkaian yang dikembangkan dari

mikrokontroler berbasis ATMega328P. Arduino uno memiliki 14 kaki digital

input/output, dimana 6 kaki digital diantaranya dapat digunakan sebagai sinyal

PWM (Pulse Width Modulation). Sinyal PWM berfungsi untuk mengatur

kecepatan perputaran motor. Arduino uno memiliki 6 kaki analog input, kristal

osilator dengan kecepatan jam 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah konektor

listrik, sebuah kaki header dari ICSP, dan sebuah tombol reset yang berfungsi

unutk mengulang program (Silvia, 2015).

Arduino uno dibangun berdasarkan apa yang diperlukan untuk mendukung

mikrokontroler, catu daya bisa menggunakan power USB (jika dihubungkan ke

komputer dengan kabel USB) dan juga dengan adaptor atau baterai (Herananda,

2016). Kelebihan arduino diantaranya adalah tidak perlu perangkat chip

programmer karena di dalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani

upload program dari komputer. Bahasa pemrograman relatif mudah karena

software arduino dilengkapi dengan komputer library yang cukup lengkap (Silvia,

2015). Papan arduino Rev 3 memiliki fitur baru seperti berikut:

1. PIN

Pertama adalah pin out: ada penambahan pin SDA dan SCL yang dekat

dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin

RESET, IOREF yang memungkinkan shield untuk beradaptasi dengan tegangan

yang disediakan dari board. Shield kompatibel dengan kedua papan yang

Page 24: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

8

menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan arduino yang

beroperasi 3.3V.

2. Reset

“Uno” dalam bahasa Italia berarti satu, alasan diberi nama tersebut adalah

untuk menandai peluncuran arduino 1.0. Uno dan versi 1.0 akan menjadi versi

referensi dari arduino, dan akan terus berkembang.

Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai 20 volt. Jika

menggunakan tegangan kurang dari 6 volt mungkin tidak akan stabil. Jika

menggunakan lebih dari 12 volt, regulator tegangan bisa panas dan merusak

papan. Rentang yang dianjurkan adalah 7 sampai 12 volt. Pin listrik yang tersedia

adalah sebagai berikut:

1. VIN merupakan input tegangan ke board arduino ketika menggunakan sumber

daya eksternal. Anda dapat menyediakan tegangan melalui pin ini, atau jika

ingin memasok tegangan melalui colokan listrik, gunakan pin ini.

2. 5V adalah pin input 5V yang telah diatur oleh regulator papan arduino. Board

dapat diaktifkan dengan daya, baik dari colokan listrik DC (7 - 12V), konektor

USB (5V), atau pin VIN board (7 – 12V). Dengan memasukkan tegangan

melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung (tanpa melewati regulator) dapat

merusak papan arduino.

3. Tegangan pada pin 3.3V dihasilkan oleh regulator on-board. Menyediakan arus

maksimum 50 mA.

4. GND merupakan pin Ground. IOREF adalah pin di papan arduino yang

memberikan tegangan referensi ketika mikrokontroler beroperasi. Sebuah

shield yang dikonfigurasi dengan benar dapat membaca pin tegangan IOREF

sehingga dapat memilih sumber daya yang tepat agar dapat bekerja dengan 5V

atau 3.3V.

Memori yang dimiliki ATMega328P memiliki 32 KB (dengan 0,5 KB

digunakan bootloader). ATMega328P juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB

EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan library EEPROM)

Masing-masing dari 14 pin digital Uno dapat digunakan sebagai input atau

output, menggunakan fungsi pin mode(), digital Write() dan digital Read(). Pin

tersebut beroperasi pada tegangan 5V. Setiap pin dapat memberikan atau

Page 25: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

9

menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (terputus

secara default) dari 20–50 kΩ (Herananda, 2016). Berikut gambaran arduino

berbasis mikrokontroler ATMega328P yang disajikan pada gambar 2 yaitu

sebagai berikut:

Gambar 2. Arduino Uno Berbasis Mikrokontroler ATMega328P

(Sumber: Kelas Robot, 2015)

b. Kelebihan dan Kekurangan Arduino

Adapun kelebihan arduino dari platfrom hardware mikrokontroler antara

lain sebagai berikut:

1. Lintas platform, software arduino dapat dijalankan pada sistem operasi seperti

Windows, Macintosh OSX dan Linux, sementara platform lain umumnya

terbatas hanya pada Windows.

2. Sangat mudah dipelajari dan digunakan, karena bahasa pemrogramannya masih

sama seperti bahasa C.

3. Open source, baik dari sisi hardware maupun software-nya.

4. Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board arduino,

misalnya shield GSM/GPRS, GPS, Ethernet, SD Card, dan lai-lain.

Adapun kekurangan arduino dari platfrom hardware mikrokontroler antara

lain sebagai berikut:

1. Sering terjadi kesalahan fuse bit pada saat membuat bootloader.

2. Kode hex (bahasa mesin) yang relatif lebih besar.

3. Waktu memodifikasi program lebih lama, karena pada penggunaan pin yang

banyak harus disiplin dalam menginisialisasikannya.

4. Storage flash berkurang, karena digunakan untuk bootloader.

Page 26: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

10

c. Data Sheet Arduino

Adapun data sheet arduino uno R3 disediakan dalam tabel 2 yaitu sebagai

berikut:

Tabel 2. Data Sheet Arduino Uno Berbasis Mikrokontroler ATMega328P Komponen Spesifikasi

Mikrokontroler ATMega328P

Oprasi Tegangan 5 Volt

Input Tegangan Disarankan 7-11Volt

Input Tegangan Batas 6-20 Volt

Pin I/O digital 14 (6 bisa untuk PWM)

Pin Analog 6

Arus DC tiap pin I/O 50 Ma

Arus DC ketika 3.3V 50 mA

Memori flash 32 KB (ATMega328P) dan 0.5 KB digunakan oleh

bootloader

SRAM 2 KB (ATMega328P)

EEPROM 1 KB (ATMega328P)

Kecepatan Clock 16 MHz

(Sumber: Herananda, 2016)

d. Struktur Pemrograman Arduino

Setiap program arduino (sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus

yaitu sebagai berikut:

1. Void setup()

Semua kode dalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali

ketika program arduino dijalankan untuk pertama kalinya.

2. Void loop()

Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah

dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus-menerus

sampai catu daya (power) dilepaskan.

e. Fitur AVR ATMega328P

ATMega328P adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai

arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang di mana setiap proses

eksekusi data lebih cepat daripada arsitektur CISC (Completed Instruction Set

Computer) (Yahwe, 2016). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur lain yaitu:

1. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock

32 x 8bit register serbaguna.

2. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

Page 27: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

11

3. 32 KB flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dari falsh memory sebagai bootloader.

4. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)

sebesar 1 KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena

EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

5. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2 KB.

6. Arduino GSM Shield.

GSM (Global System for Mobile Communications) adalah standar

internasional untuk telepon seluler. Hal ini juga kadang-kadang disebut sebagai

2G, karena merupakan jaringan seluler generasi kedua. Untuk menggunakan

GPRS akses internet dan untuk arduino dapat meminta atau melayani halaman

website untuk mendapatkan nama APN (Access Point) dan username atau

password dari operator jaringan (Yahwe, 2016).

GSM mendukung panggilan keluar dan masuk suara, sistem SMS atau

pesan teks, dan komunikasi data (melalui GPRS). GSM shield memungkinkan

papan arduino atau mikrokontroler untuk terhubung ke internet, mengirim dan

menerima SMS, GSM akan bekerja dengan arduino uno dan mikrokontroler akan

bekerja dengan mega papan ADK (Yahwe, 2016).

Arduino GSM Shield atau modem GSM dari perspektif operator seluler,

perisai arduino GSM tampak seperti modem. Selain GSM, arduino juga

memerlukan SIM card. SIM card merupakan kontrak dengan penyedia

komunikasi menjual SIM card yang menyediakan cakupan GSM atau memiliki

penjanjian roaming dengan perusahaan yang meyediakan cakupan GSM untuk

meng-upload sketsa ke papan, menghubungkannya dengan komputer dengan

kabel USB dan meng-upload sketsa dengan arduino IDE. Setelah sketsa telah di-

upload, papan dari komputer dan kekuatan dengan catu daya eksternal

(Herananda, 2016).

f. Arduino IDE

Arduino adalah suatu minimum sistem yang menggunakan IC dari keluarga

AVR dan bersifat open source dengan nama produk arduino. Arduino

menggunakan bahasa pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa C. Berikut

tampilan dari program arduino IDE.

Page 28: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

12

Gambar 3. Tampilan Arduino IDE

(Sumber: Kelas Robot, 2015)

4. Relay

a. Pengertian Relay

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang

digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan

lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri

arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada

solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan,

gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak

saklar kembali terbuka (Sari, 2017). Relay digunakan sebagai alat pemutus

sekaligus penyambung arus litrik menuju pompa air, diintruksikan oleh arduino

agar tidak menyiram pada kondisi tanah tertentu. Berikut gambaran relay

disediakan pada gambar 4 yaitu sebagai berikut:

Gambar 4. Relay IRF520 Mosfet

(Sumber: Kelas Robot, 2015)

Page 29: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

13

b. Kelebihan dan Kekurangan Relay

Adapun kelebihan alat relay adalah sebagai berikut:

1. Kecepatan switching sangat tinggi.

2. Tidak menimbulkan suara bising seperti pada relay mekanik.

3. Kopling optikal tidak akan aus seperti pada kopling magnetik sehingga umur

penggunaan lebih panjang dan tidak mudah rusak.

4. Konsumsi daya pada koil jauh lebih kecil dibanding relay konvensional.

5. Electrical noise pada saat switching yang jauh lebih rendah dibanding relay

konvensional, secara jangka panjang membuat rangkaian pengendali menjadi

lebih awet dan terhindar dari malfungsi yang disebabkan oleh electrical noise.

6. Tahan terhadap gangguan eksternal (vibrasi, kelembaban, guncangan mekanik,

dan medan magnetik).

Adapun kekurangan alat relay adalah sebagai berikut:

1. Resistansi tegangan transien. Tegangan yang diatur/dikontrol oleh solid-state

relay benar-benar tidak bersih. Dengan kata lain tidak murni tegangannya

berupa sinyal sinus dengan tegangan peak to peak 380 vpp tetapi terdapat

spike-spike yang dihasilkan oleh induksi motor atau peralatan listrik lainnya.

Spike ini level tegangannya bervariasi jika terlalu besar maka dapat

merusakkan solid-state relay tersebut. Selain itu sumber-sumber spike yang

lain adalah sambaran petir, imbas dari selenoid valve dan lain sebagainya.

2. Tegangan drop. Karena solid-state relay dibangun dari bahan silikon maka

terdapat tegangan jatuh antara tegangan input dan tegangan output. Tegangan

jatuh tersebut kira-kira sebesar 1 volt. Tegangan jatuh ini menyebabkan adanya

dissipasi daya yang besarnya tergantung dari besarnya arus yang lewat pada

solid-state relay ini.

3. Arus bocor “Leakage current”. Pada saat solid-state relay ini dalam keadaan

off atau keadaan open maka dalam kondisi yang ideal seharusnya tidak ada arus

yang mengalir melewati solid-state relay tetapi tidak demikian pada komponen

yang sebenarnya.

4. Harga solid state relay jauh lebih mahal dari relay konvensional (elektro

mekanik) dengan kemampuan sama dengan relay konvensional.

Page 30: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

14

c. Data Sheet Relay

Adapun data sheet relay disediakan dalam tabel 3 yaitu sebagai berikut:

Tabel 3. Data Sheet Relay IRF520 Mosfet No Pin Nama Pin Keterangan

1. 1 Coil End 1 Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay,

Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan

ujung lainnya ke ground

2. 2 Coil End 2 Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay,

Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan

ujung lainnya ke ground

3. 3 Common (COM) Dihubungkan ke salah satu ujung beban

yang harus dikendalikan

4. 4 Normally Close (NC) Jika terhubung ke NC, beban tetap

terhubung sebelum pelatuk

5. 5 Normally Open (NO) Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus

sebelum pelatuk

(Sumber: KelasRobot, 2015)

5. LCD Karakter 1602

a. Pengertian LCD Karakter 1602

LCD (Liquid Crystal Display) digunakan sebagai prototype dari sebuah

informasi agar terhubung dengan mikrokontroler, LCD dilengkapi dengan 8 bit

data bus (DB0-DB7) yang digunakan untuk menyalurkan data ASCII (American

Standard Code for Information Interchange) maupun perintah pengatur kerjanya.

Modul LCD sendiri terdiri dari display dan chipsheet, di mana chipsheet ini

sebenarnya merupakan mikrokontroler (Nadiya, 2016).

1. Chipsheet

Chipsheet ini berfungsi untuk mengatur tampilan informasi serta berfungsi

mengatur tampilan informasi serta berfungsi mengatur komunikasi dengan

mikrokontroler yang memakai tampilan LCD. Sehingga, pada dasarnya interface

yang akan dibuat merupakan komunikasi dua buah mikrokontroler (Nadiya,

2016).

2. Display

Penelitian ini menggunakan LCD karakter 1602. LCD ini mempunyai lebar

display 2 baris 16 kolom dengan 16 pin konektor. LCD adalah suatu jenis media

tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama, berguna sebagai

tampilan status alat sensor. Menampilkan suatu data, baik karakter, huruf maupun

grafik. LCD sudah digunakan di berbagai bidang misalnya alat–alat elektronik

Page 31: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

15

seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Aplikasi LCD yang

digunakan ialah LCD dot matriks dengan jumlah karakter 2x16. Berikut gambaran

LCD 2x16 yang disediakan pada gambar 4 sebagai berikut:

Gambar 5. LCD Karakter 1602

(Sumber: KelasRobot, 2015)

b. Data Sheet LCD Karakter 1602

Tampilan karakter pada LCD 1602 diatur oleh pin EN, RS dan R/W. Jalur

EN dinamakan enable, jalur ini digunakan untuk memberikan informasi ke LCD

bahwa pengguna sedang mengirim sebuah data. Untuk mengirim data ke LCD,

maka melalui program EN harus dibuat logika “0” dan set pada dua jalur kontrol

yang lain yakni RS dan R/W. Ketika dua jalur yang telah siap, set N dengan

logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu sesuai dengan data sheet

dari LCD tersebut dan berikutnya set EN ke logika low “0” lagi (Nadiya, 2016).

LCD 1602 memiliki 16 pin dengan fungsi-fungsi yang disediakan pada tabel 4

berikut ini:

Tabel 4. Data Sheet LCD Karakter 1602

Simbol Value Fungsi

VSS 0 Volt Ground

VDD +5 Volt Power supply / VCC

V0 - Pengaturan kontras backlight

RS H/L H = data, L = command

R/W H/L H = read, L = write

E H.H – L Enable signal

D1-D3 H/L Jalur untuk transfer 8 bit data

D4-D7 H/L Jalur untuk transfer 4 dan 8 bit data

A +5 Volt VCC untuk backlight

K 0 Volt GND untuk backlight

(Sumber: Santoso, 2015)

Page 32: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

16

Jalur RS adalah jalur Register Selected. Ketika RS berlogika low “0”, data

akan dianggap sebagai sebuah perintah atau intruksi khusus (seperti clear screen,

posisi kursor dan lain-lain). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim

adalah data teks yang akan ditampilkan pada display LCD karakter 1602. Sebagai

contoh, untuk menampilkan angka “1” pada layar LCD maka RS harus diset

logika high “1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD.

Sedangkan pada aplikasi umum pin R/W selalu diberi logika low “0” (Nadiya,

2016).

2.2 Hasil Penelitian yang Relevan

Hasil penelitian Gunawan, (2018), dengan judul penelitian, “Rancang

Bangun Alat Penyiram Tanaman Otomatis Menggunakan Sensor Kelembaban

Tanah”. Dengan mendeteksi apakah tanah tempat bercocok tanam itu kering,

sehingga alat dapat mengontrol penyiraman secara otomatis saat tanah kekurangan

unsur air. Alat ini ditujukan kepada petani yang ingin bercocok tanam di tanah

yang kering. Skala pembuatan alat ini ialah dalam skala besar.

Hasil penelitian Naibaho (2017), dengan judul penelitian, “Penyiraman

Otomatis pada Tanaman Berbasis Arduino Uno Menggunakan Sensor

Kelembaban Tanah”. Dengan menggunakan sensor soil moisture/kelembaban

tanah yang berfungsi sebagai pendeteksi kelembaban tanah dan mengirim perintah

kepada arduino guna menghidupkan driver relay agar pompa air dapat menyiram

air sesuai dengan kebutuhan tanaman secara otomatis pada tanaman cabai.

Hasil penelitian Rahmawati, dkk. (2017) dengan judul jurnal penelitian,

“Karakterisasi Sensor Kelembaban Tanah (YL-69) untuk Otomatisasi Penyiraman

Tanaman Berbasis Arduino Uno”. Dengan melakukan karakterisasi sensor

kelembaban tanah YL-69 untuk sistem penyiraman tanaman secara otomatis.

Sensor YL-69 merupakan sensor yang mampu mendeteksi kelembaban dalam

tanah. Karakterisasi yang dilakukan yaitu mencari hubungan tegangan dan

panjang sensor yang ditancapkan terhadap nilai resistivitas. Hasil karakterisasi

menunjukkan bahwa sensor YL-69 merupakan probe yang memiliki dua

konduktor yang berfungsi untuk membaca kelembaban tanah.

Page 33: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

17

2.3 Kerangka Pikir

Rancang bangun dalam bentuk skema alat penyiram tanaman otomatis

dengan menggunakan mikrokontroler ATMega328P dilakukan dengan

menggunakan beberapa rujukan pada referensi dengan melalui konsep kerangka

pikir sebagai berikut:

Gambar 6. Kerangka Pikir

Perancangan fungsional terdiri dari arduino dengan ATMega328P sebagai

mikrokontrolernya berfungsi sebagai identifikasi nilai kelembaban tanah yang

dibaca oleh sensor kelembaban tanah V1.2 yang keluar pada LCD dalam bentuk

nilai analog. Pada saat kondisi tanah kering/udara bebas, alat akan bekerja

ditandai dengan penyiraman tanaman secara otomatis. Sebaliknya, apabila tanah

basah, relay aktif untuk menonaktifkan pompa air menuju tanah.

Perancangan alat penyiram tanaman otomatis menggunakan mikrokontroler

ATMega328P

Perakitan alat penyiram tanaman otomatis menggunakan mikrokontroler

ATMega328P

Uji kinerja alat penyiram tanaman otomatis

Analisis kerja alat penyiram tanaman otomatis

Output

Page 34: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

18

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Adapun jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah

penelitian eksperimen yang membuat prototype alat penyiram tanaman otomatis

berbasis mikrokontroler ATMega328P dengan sensor kelembaban tanah V1.2.

3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian telah dilaksanakan Januari hingga April 2020 bertempat di

Islamic Centre Kota Palopo.

3.3 Prosedur Penelitian

1. Alat dan Bahan

a. Alat

Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu laptop yang

dilengkapi software arduino IDE, obeng, baut, solder, pisau atau cutter, dan

sebuah ember.

b. Bahan

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sensor

kelembaban tanah V1.2, breadboard (papan rangkaian) Arduino Uno yang

dilengkapi dengan mikrokontroler ATMega328P, kabel USB arduino, kabel

jumper male-female, LCD 1602, IRF520N mosfet driver (relay), mini pompa air,

adaptor DC, converter DC, box plastik sebagai media prototype, dan tanah

sebagai objek penelitian.

2. Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian adalah serangkaian kegiatan yang dilaksanakan oleh

seorang peneliti secara teratur dan sistematis untuk mencapai tujuan-tujuan

penelitian.

a. Persiapan Alat

Alat dan bahan yang baik turut menentukan hasil penelitian ini, dimulai dari

kalibrasi alat dan bahan serta analisis persentase kemungkinan kesalahan

komponen-komponen yang digunakan, kemudian merancangnya di breadboard

(papan rangkaian) arduino.

Page 35: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

19

b. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras (hardware) ini berisi tentang perancangan

input yaitu arduino uno yang dilengkapi dengan mikrokontroler ATMega328P

(sebagai mikrokontoler utama), sensor kelembaban tanah V1.2 (sebagai pembaca

nilai RH kelembaban tanah), power supply switching DC 5V 3A (sebagai catu

daya), modul relay (sebagai pemutus arus listrik), LCD (sebagai keluaran nilai

RH tanah) modul pompa air (sebagai penyiram tanaman), kabel jumper male

female secukupnya (sebagai instalasi pada rangkaian) dan kotak rangakaian

(sebagai wadah komponen pada sistem prototype).

Berikut diagram blok perancangan perangkat keras alat penyiram tanaman

otomatis:

Gambar 7. Diagram Blok Alat

c. Pembuatan Skema Rangkaian

Pembuatan skema rangkaian yang merupakan perpaduan beberapa

komponen hingga menghasilkan prototype. Pada tahap ini, proses dimulai dari

pemodelan prototype yakni pembuatan struktur penyiram tanaman otomatis dan

pemilihan komponen elektronika yang digunakan.

Gambar 8. Skema Rangkaian Prototype

(Sumber: KelasRobot, 2015)

Sensor

Kelembaban

tanah I

Arduino

Uno I/O Laptop O

LCD

Relay

LCD

Sensor

Kelembaban

V1.2 Baterai

Converter DC Relay

Arduino

Page 36: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

20

d. Pemasangan Komponen

Pada tahap ini, komponen bahan yang telah disiapkan, kemudian dirangkai

pada breadboard sesuai skema yang telah dibuat berdasarkan rangkaiannya

masing-masing. Berikut pemasangan dan penggabungan komponen-komponen

alat dan bahan yang telah disiapkan sebagai berikut:

1. Perakitan penggabungan antara hardware arduino yang dilengkapi dengan

mikrokontroler ATMega328P dengan sensor kelembaban tanah V1.2

menggunakan kabel penghubung sesuai dengan prosedur pemasangan pin-pin

antara arduino dan IC modul sensor agar hasil pembacaan alat nantinya tidak

akan salah.

2. Perakitan penggabungan antara modul pompa air, relay, dan converter DC

dengan menggunakan kabel jumper, terhadap hardware arduino.

3. Perakitan penggabungan antara LCD dengan hardware arduino dengan

menggunakan kabel jumper.

4. Pembukaan software arduino IDE pada laptop untuk mendapatkan coding

arduino uno.

5. Pemberian coding atau penyetelan program prototype pada laptop yang

dilengkapi dengan software arduino IDE. Setelah tahapan ini selesai

dilanjutkan dengan uji coba prototype.

e. Perlakuan Alat

Pada tahap ini, untuk mengetahui tata cara penggunaan prototype pada saat

melakukan pengujian nantinya. Alat ini dapat bekerja dengan memberikan

tegangan sebesar 12V pada DC/IN sebagai sumber arus listrik untuk

menghidupkan prototype. Terlebih dahulu menyiapkan 3 buah tanah dengan

kondisi yang berbeda yaitu tanah kering, tanah lembab, dan tanah basah dan 1

wadah air untuk media pompa air yang telah diisi air secukupnya. Setelah itu,

membenamkan ujung probe sensor sepanjang 3 cm dari ujung probe sensor tanpa

mengenai area yang dapat menyebabkan gangguan pada alat yaitu pin-pin yang

ada pada bagian probe sensor. Berikut perlakuan alat pada setiap jenis tanah yaitu

pada tanah kering, tanah lembab, dan tanah basah yang dijadikan sebagai objek

peneliitian.

Page 37: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

21

1. Tanah Kering

Pengujian dilakukan sebanyak 4 kali, dengan 1 indikator sampel dan

percobaan berulang sebanyak 3 kali pada 1 jenis tanah yang sama disini

digunakan tanah kering. Selanjutnya, memasukkan ujung probe sensor sepanjang

3 cm pada tanah kering. Kemudian, kurang lebih 3 detik LCD stabil menampilkan

nilai kelembaban tanah dalam bentuk nilai analog. Satuan yang digunakan yaitu %

RH sebagai satuan nilai kelembaban. Kemudian, masukkan pompa air pada wadah

air yang telah disediakan untuk melihat apakah pompa air aktif pada tanah kering.

Setelah itu, catat nilai keluaran alat yang tampilan LCD. Indikator nilai

kelembaban untuk tanah kering berkisar dibawah 30% RH. Setelah selesai

tetapkan sebagai 1 indikator sampel, kemudian melanjutkan percobaan berulang

sebanyak 3 kali dengan selang waktu 15-20 detik. Hal ini dilakukan untuk

meminimalisir nilai error yang didapatkan pada saat pengujian alat.

2. Tanah Lembab

Pengujian dilakukan sebanyak 4 kali, dengan 1 indikator sampel dan

percobaan berulang sebanyak 3 kali pada 1 jenis tanah yang sama disini

digunakan tanah lembab. Selanjutnya, memasukkan ujung probe sensor sepanjang

3 cm pada tanah lembab. Kemudian, kurang lebih 3 detik LCD stabil

menampilkan nilai kelembaban tanah dalam bentuk nilai analog. Satuan yang

digunakan yaitu % RH sebagai satuan nilai kelembaban. Kemudian, masukkan

pompa air pada wadah air yang telah disediakan untuk melihat apakah pompa air

tidak aktif pada tanah lembab. Setelah itu, catat nilai keluaran alat yang tampilan

LCD. Indikator nilai kelembaban untuk tanah lembab berkisar diatas 30% RH.

Setelah selesai tetapkan sebagai 1 indikator sampel, kemudian melanjutkan

percobaan berulang sebanyak 3 kali dengan selang waktu 15-20 detik. Hal ini

dilakukan untuk meminimalisir nilai error yang didapatkan pada saat pengujian

alat.

3. Tanah Basah

Pengujian dilakukan sebanyak 4 kali, dengan 1 indikator sampel dan

percobaan berulang sebanyak 3 kali pada 1 jenis tanah yang sama disini

digunakan tanah basah. Selanjutnya, memasukkan ujung probe sensor sepanjang 3

cm pada tanah basah. Kemudian, kurang lebih 3 detik LCD stabil menampilkan

Page 38: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

22

nilai kelembaban tanah dalam bentuk nilai analog. Satuan yang digunakan yaitu %

RH sebagai satuan nilai kelembaban. Kemudian, masukkan pompa air pada wadah

air yang telah disediakan untuk melihat apakah pompa air tidak aktif pada tanah

basah. Setelah itu, catat nilai keluaran alat yang tampilan LCD. Indikator nilai

kelembaban untuk tanah basah berkisar diatas 80% RH. Setelah selesai tetapkan

sebagai 1 indikator sampel, kemudian melanjutkan percobaan berulang sebanyak

3 kali dengan selang waktu 15-20 detik. Hal ini dilakukan untuk meminimalisir

nilai error yang didapatkan pada saat pengujian alat.

f. Pengujian Prototype

Tahap ini dilakukan pada prototype penyiram tanaman otomatis yang sudah

dibuat, serta yang telah diprogramkan. Pengujian dilakukan untuk mengetahui

kesesuaian hasil uji dengan tujuan awal dari perancangan prototype. Pengujian

prototype dilakukan dengan menjalankan fungsinya sesuai dengan diagram alir

dan mengetahui kinerja prototype yang disesuaikan dengan hasil metode standar.

Apabila kondisi tanah kering pompa air akan aktif sedangkan apabila kondisi

tanah kering maka relay akan aktif. Apabila berhasil sehingga layak untuk

diimplementasikan kepada masyarakat.

3.4 Teknik Analisis Data

Berdasarkan hasil pengujian alat secara keseluruhan, didapatkan bahwa alat

sudah bekerja dengan semestinya. Alat bekerja ditandai sesuai dengan indikator

nilai kelembaban tanah yaitu dibawah 30% RH pompa aktif, dan diatas 30% RH

pompa tidak aktif, yang berarti alat dan program arduino sudah terkoordinasi

dengan baik.

Sebelum melakukan pengujian alat hendaknya mengetahui standar error alat

tersebut. Standar error dilakukan dengan tujuan mengetahui seberapa jauh nilai

rata-rata bervariasi dari satu sampel ke sampel lainnya yang diambil pada satu

jenis data yang sama, serta menunjukkan kondisi kelayakan dari suatu alat yang

telah dibuat untuk disebarluaskan. Dalam hal ini, alat diuji dengan melakukan tiga

kali percobaan berulang dengan kondisi tiga tanah yang berbeda, yaitu tanah

kering, tanah lembab, dan tanah basah. Adapun rumus yang digunakan untuk

mengetahui nilai error alat yaitu sebagai berikut:

Page 39: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

23

(1)

(2)

(3)

Dengan:

Nilai Sebenarnya = Nilai Standar LCD sebelum percobaan (sampel)

Nilai Terbaca = Nilai Keluaran LCD percobaan 1, 2 dan 3

n = banyak data (1, 2, 3,..dst)

∑ nilai error = penjumlahan data error ( )

∑ Rata-Rata Error = penjumlahan rata-rata error yang telah didapatkan

3.5 Diagram Alir

Dalam penelitian ini berpedoman pada alur sebagai berikut:

Mulai

Inisialisasi Pin

Sensor Kelembaban

Selesai

LCD

Di

Bawah

30% RH

Modul Pompa Aktif

Ya

Tidak

Relay Aktif

Gambar 9. Diagram Alir

Page 40: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Hasil penelitian sistem perancangan prototype alat penyiram tanaman

otomatis sesuai dengan prosedur penelitian di atas yang telah dilaksanakan maka

dilakukan pengujian alat tersebut, sensor kelembaban tanah V1.2 pada setiap

tanah. Selain itu, pengujian dilakukan secara keseluruhan di mana sistem berjalan

dalam kondisi yang telah dibuat untuk mendeteksi dan mengoptimalkan sistem

bekerja dengan baik.

1. Pengujian LCD

Pengujian LCD bertujuan untuk mengetahui nilai keluaran RH kelembaban

tanah tanaman yang diujikan. Pada penelitian ini digunakan LCD karakter 1602

yang berarti terdiri dari 2 baris dan 16 kolom. Menampilkan data dalam bentuk

angka dan huruf yang telah diprogramkan pada arduino IDE. Baris pertama berisi

kata “Auto Planting”, dan baris kedua berisi nilai “Soil Val: 0-100%”. “Auto

Planting” merupakan nama alat yang berarti bertanam secara otomatis, dan “Soil

Val”, yang berarti nilai kelembaban yang berkisar antara 0-100%. LCD akan

bekerja pada saat sensor dibenamkan ke dalam tanah. Pada saat sensor bekerja,

LCD akan menampilkan setiap data nilai RH tanah yang berbeda-beda pada saat

sensor dibenamkan ke dalam tanah yang berbeda pula. Kisaran nilai yang

keluaran pada LCD yaitu berkisar 0-100% RH. Berikut beberapa nilai

kelembaban tanah yang dibaca oleh sensor kelembaban tanah V1.2 pada tampilan

LCD:

Gambar 10. Tampilan LCD Indikator Tanah Kering

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Page 41: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

25

Gambar 11. Tampilan LCD Indikator Tanah Lembab

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Gambar 12. Tampilan LCD Tanah Basah

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Tabel 5. Hasil Pengujian Alat

Standar Error : 4,05%

Pengujian Tampilan LCD (%) RH Keadaan Tanah Kondisi Pompa Air

Sampel 25 Tanah Kering Pompa Aktif

1 26 Tanah Kering Pompa Aktif

2 26 Tanah Kering Pompa Aktif

3 28 Tanah Kering Pompa Aktif

Sampel 50 Tanah Lembab Pompa Tidak Aktif

1 51 Tanah Lembab Pompa Tidak Aktif

2 52 Tanah Lembab Pompa Tidak Aktif

3 53 Tanah Lembab Pompa Tidak Aktif

Sampel 80 Tanah Basah Pompa Tidak Aktif

1 81 Tanah Basah Pompa Tidak Aktif

2 83 Tanah Basah Pompa Tidak Aktif

3 83 Tanah Basah Pompa Tidak Aktif

(Sumber: Data Primer Setelah diolah, 2020)

Tabel 5 merupakan hasil pengujian alat secara keseluruhan yaitu LCD,

sensor, dan pompa air. Pengujian dilakukan sesuai dengan perlakuan alat dengan

total pengujian sebanyak 12 kali pengujian, 3 sampel, dengan masing-masing 3

kali percobaan berulang pada setiap tanah yaitu tanah kering, tanah lembab

Page 42: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

26

maupun tanah basah. Dengan standar error yang didapatkan yaitu sebesar 4,05%

sehingga dapat dikatakan alat telah berfungsi dan dapat disebarluaskan pada

masyarakat yang menginginkannya.

2. Pengujian Sensor

Pengujian sensor bertujuan untuk mengukur kelembaban suatu tanah. Cara

penggunaan sensor kelembaban tanah V1.2 yaitu dengan membenamkan ujung

probe sensor sepanjang 3 cm ke dalam tanah kemudian sensor akan membaca

kondisi kelembaban tanah yang diujikan. Pada penelitian ini dilakukan pengujian

pada 3 kondisi tanah yang berbeda-beda yaitu pada kondisi tanah kering, tanah

lembab, dan tanah basah. Dengan tujuan mendapatkan nilai kelembaban tanah

(RH) yang berbeda-beda. Berikut gambar pengambilan ketiga tanah yang telah

dibenamkan sensor kelembaban tanah V1.2:

Gambar 13. Tiga Indikator Tanah yang Berbeda

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Gambar 14. Probe Sensor dibenamkan pada Tanah I

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Tanah I

Tanah Kering

Tanah II

Tanah Lembab

Tanah III

Tanah Basah

Page 43: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

27

Gambar 15. Probe Sensor dibenamkan pada Tanah II

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Gambar 16. Probe Sensor dibenamkan pada Tanah III

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Pada gambar 14, ujung probe sensor yang dibenamkan ke dalam tanah pada

kondisi tanah kering memiliki nilai kelembaban sebesar 25% RH, 26% RH, 26%

RH, dan 28% RH sesuai dengan gambar 10 yang ditampilkan pada layar LCD.

Pada gambar 15, ujung probe sensor yang dibenamkan ke dalam tanah pada

kondisi tanah lembab memiliki nilai kelembaban sebesar 50% RH, 50% RH, 52%

RH, dan 53% RH sesuai dengan gambar 11 yang ditampilkan pada layar LCD.

Pada gambar 16, ujung probe sensor yang dibenamkan ke dalam tanah pada

kondisi tanah basah memiliki nilai kelembaban sebesar 80% RH, 81% RH, 83%

RH, dan 83% RH sesuai dengan gambar 12 yang ditampilkan pada layar LCD.

3. Pengujian Pompa Air

Pengujian pompa air bertujuan agar air tidak menyiram tanaman pada

kondisi tanah lembab maupun tanah basah. Pompa air hanya aktif pada kondisi

Page 44: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

28

tanah kering indikator relay aktif, sehingga dapat dikatakan alat berfungsi dengan

optimal sesuai dengan pemrograman. Berikut gambar pengambilan data pompa

air:

Gambar 17. Pompa Aktif Indikator Tanah Kering

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Gambar 18. Pompa Tidak Aktif Indikator Tanah Lembab

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Gambar 19. Pompa Tidak Aktif Indikator Tanah Basah

(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Page 45: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

29

Pada gambar 17, pompa air aktif pada saat sensor membaca nilai

kelembaban tanah sebesar 25% RH, 26% RH, 26% RH, dan 28% RH seperti yang

tertera pada layar tampilan LCD pada gambar 10, menandakan bahwa alat ini

pada saat diberikan tegangan sebesar 12V pada adaptor DC telah berjalan dengan

baik sesuai dengan yang diprogramkan.

Pada gambar 18, pompa air tidak aktif pada saat sensor membaca nilai

kelembaban tanah sebesar 50% RH, 50% RH, 52% RH, 53% RH seperti yang

tertera pada layar tampilan LCD pada gambar 11, menandakan bahwa alat ini

pada saat diberikan tegangan sebesar 12V pada adaptor DC, relay akan berfungsi

dengan memutus aliran listrik menuju saklar pompa, sehingga pompa air menjadi

tidak aktif sesuai dengan yang diprogramkan pada arduino IDE yaitu pada saat

nilai kelembaban tanah diatas 30% RH relay aktif sehingga pompa air tidak aktif.

Pada gambar 19, pompa air tidak aktif pada saat sensor membaca nilai

kelembaban tanah sebesar 80% RH, 81% RH, 83% RH, dan 83% RH seperti yang

tertera pada layar tampilan LCD pada gambar 12, menandakan bahwa alat ini

pada saat diberikan tegangan sebesar 12V pada adaptor DC, relay berfungsi

dengan memutus aliran listrik menuju saklar pompa, sehingga pompa air menjadi

tidak aktif, sesuai dengan yang diprogramkan pada arduino IDE yaitu pada saat

nilai kelembaban tanah diatas 30% RH relay aktif sehingga pompa air tidak aktif.

4.2 Pembahasan

Berdasarkan pengujian LCD, sensor, relay dan pompa air dapat disimpulkan

bahwa alat telah berjalan dengan baik sebagai alat penyiram tanaman otomatis

berbasis mikrokontroler ATMega328P. Dengan memanfaatkan teknologi arduino

alat ini dapat bekerja sesuai dengan yang telah diprogramkan pada arduino IDE.

Selain teknologi arduino alat ini juga dapat dikembangkan dengan adanya

perkembangan teknologi pada sensor yaitu dapat mendeteksi kelembaban tanah

suatu tanah yang diujikan.

Sensor kelembaban tanah V1.2 merupakan salah satu piranti penting pada

penelitian ini Sensor ini berfungsi sebagai mediator dalam mengirimkan sinyal

kepada mikrokontroler saat membaca kondisi keadaan tanah yang dibenamkan ke

dalam tanah. Sensor ini dapat mendeteksi kelembaban suatu tanah pada kisaran

nilai kelembaban tanah sebesar 0-100% RH. Pada saat sensor membaca nilai

Page 46: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

30

kelembaban tanah sebesar 0-30% RH, sensor akan mengirimkan sinyal pada

mikrokontroler untuk mengaktifkan pompa air dikarenakan kondisi tanah tersebut

dalam keadaan kondisi tanah kering, sehingga membutuhkan air sesuai dengan

yang telah diprogramkan pada arduino IDE. Apabila nilai kelembaban tanah

dibawah 30% RH maka pompa air akan menyiram tanaman secara otomatis.

Pada saat sensor membaca nilai kelembaban tanah sebesar 31-100% RH,

sensor akan mengirimkan sinyal pada mikrokontroler untuk mengaktifkan relay

sebagai pemutus aliran listrik untuk memutus aliran listrik menuju pompa air,

dikarenakan kondisi tanah tersebut dalam keadaan lembab dan atau basah,

sehingga kebutuhan air pada keadaan tanah tersebut telah tercukupi dengan baik

dan tidak memerlukan air sesuai dengan yang telah diprogramkan pada arduino

IDE. Apabila nilai kelembaban tanah diatas 30% RH maka relay akan berfungsi

untuk menonaktifkan pompa air agar mencegah saklar pompa menyiram tanaman

karena pada keadaan tanah tersebut, kebutuhan air pada tanaman telah terpenuhi.

Pengujian LCD dilakukan dengan memberikan tegangan sebesar 12V pada

adaptor DC sebagai sumber tegangan untuk menjalankan alat ini. Hasil yang

tertera pada layar tampilan LCD seperti gambar 10,11 dan 12, menandakan bahwa

alat ini telah berfungsi dengan baik pada kondisi tanah yang berbeda-beda yaitu

kondisi tanah kering, lembab dan atau basah seperti yang telah diprogramkan.

Pengujian relay dan pompa air yang telah dilakukan juga menandakan alat

ini telah bekerja dengan sangat baik seperti pada gambar 17,18, dan 19. Alat ini

bekerja sesuai dengan yang telah diprogramkan yaitu, relay akan aktif pada

kondisi tanah lembab dan atau basah, dan pembacaan sensor kelembaban

membaca data diatas 30% RH. Pada saat relay aktif pompa air tidak aktif

dikarenakan relay memutuskan aliran listrik yang menuju pompa air untuk

mengehentikan laju pompa air dan mencegah penyiraman tanaman karena

kebutuhan air pada tanah telah tercukupi.

Pada saat relay tidak aktif dan pembacaan sensor kelembaban membaca

data dibawah 30% RH, maka pompa air akan aktif. Ditandai dengan air akan

keluar melalui selang pompa air pada kondisi tanah kering.

Setelah melakukan pengujian pada LCD, sensor, relay, dan pompa air.

Didapatkan bahwa alat ini telah berfungsi dengan baik sesuai dengan yang telah

Page 47: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

31

diprogramkan pada arduino IDE. Sehingga, alat ini dapat dipasarkan secara luas

kepada masyarakat yang menginginkannya. Dengan menggunakan alat ini

masyarakat dapat memelihara tanamannya secara otomatis dalam hal penyiraman

yang merupakan poin penting dalam memelihara tanaman baik itu tanaman hijau

atau tanaman hias.

Page 48: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

32

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Perancangan sistem alat penyiram tanaman otomatis meliputi beberapa

komponen, yaitu arduino yang dilengkapi dengan mikrokontroler ATMega328P

sebagai pusat pengendali prototype, sensor kelembaban tanah V1.2 sebagai

pendeteksi nilai kelembaban tanah, dan relay sebagai alat pemutus sekaligus

penyambung arus listrik menuju pompa air, serta komponen pendukung lainnya.

Semua komponen dirangkai sesuai dengan tempat posisinya masing-masing,

kemudian melakukan pemrograman pada arduino IDE dengan cara inisialisasi pin.

Sehingga, terciptalah suatu alat penyiram tanaman otomatis berbasis

mikrokontroler ATMega328P dengan sensor kelembaban tanah V1.2.

Penerapan alat ini ditujukan kepada masyarakat luas yang ingin memelihara

tanamannya pada ruangan tertutup. Dengan mengedukasi bahwa kebutuhan air

pada tanaman sangat penting, karenanya dengan alat ini masyarakat dapat dengan

senang hati merawat tanamannya tanpa perlu repot lagi bolak-balik menyiram

tanaman kesukaannya, dan tentunya tanaman lebih terjaga dengan kebutuhan air

yang tercukupi.

5.2 Saran

Sesuai dengan batasan dan hasil dari peneliti menyatakan bahwa penelitian

ini hanya sampai pada batas mengetahui nilai kelembaban tanah dan pengujian

prototype, sehingga perlu dilanjutkan pada penggunaan kontrol otomatis dalam

hal penyiraman tanaman dan penambahan alat untuk menyempurnakan prototype

penyiram tanaman otomatis ini apabila digunakan dalam kehidupan sehari-hari

terutama dalam hal budidaya tanaman pada ruangan tertutup.

Page 49: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

33

DAFTAR PUSTAKA

Bayu, Tehnik. 2015. Best Air Dehumidifier (Solusi Tepat Atasi Udara Lembab).

http://bestairdehumd.com. Diakses 28 Februari 2020.

Chusniati, Dhonny. 2017. Rancang Bangun Sistem Penyiraman Tanaman

Anggrek Dendrobium Menggunakan Sensor SHTII Pada Fase Pembungaan.

Jurnal Teknik Vol 15(1):51-60, ISSN 1412-1867. Diakses 23 Desember

2019.

Fadhil, dkk. 2015. Rancang Bangun Prototype Alat Penyiraman Otomatis dengan

Sistem Timer RTC DS1307 Berbasis Mikrokontroler ATMega16 pada

Tanaman Aeroponik. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem

Vol 3(1):37-43. Diakses 23 Desember 2019.

Gani, S. H., Musa, D. T., & Nismayati, A. 2015. Rancang Bangun Sistem

Penyiram Tanaman Secara Otomatis Menggunakan Soil Moisture Sensor

Sen0057 Berbasis Mikrokontroler ATMega328P. Gravitasi, 13 (1), 18-21.

Diakses 29 Desember 2019.

Gunawan., & Sari, Marlina. 2018. Rancang bangun Alat Penyiram Tanaman

Otomatis Menggunakan Sensor Kelembaban Tanah. Journal Of Electrical

Technology, Vol. 3, No. 1. Diakses 22 Desember 2019.

Hardjowigeno, Sarwono. 2010. Ilmu Tanah. Jakarta. Penerbit Akapres.

Herananda, A. L. 2016. Alat Bantu Parkir Mobil Berbasis Sensor Elektronik dan

Mikrokontroler (Online). Skripsi diterbitkan. Yogyakarta: UIN Sunan

Kalijaga. Diakses 18 Februari 2020.

Junaidi, Ginting. 2017. Alat Ukur Kelembaban Tanah Menggunakan Sensor YL-

69 Berbasis Android Phone. Journal Of Universitas Sumatera Utara

Institutional Repository (USU-IR). Diakses 24 Desember 2019.

Kafiar, Erricson Zet., Allo, Elia Kandek., & Mamahit, Dringhuzen J. 2018.

Rancang Bangun Penyiram Tanaman Berbasis Arduino Uno Menggunakan

Sensor Kelembaban YL-39 dan YL-6. Jurnal Teknik Elekro dan Komputer,

Vol. 7, No.3. Diakses 24 Desember 2019.

Kelas Robot. 2015. Auto Planting. Belajar Robotika. https://kelasrobot.com/.

Diakses 25 Februari 2020.

Nadiya, S. 2016. Pemanfaatan Sensor Ultrasonik Dalam Pengukuran Debit Air

pada Saluran Irigasi berbasis Mikrokontroler ATMega8535 Menggunakan

Mendia Penyimpanan SD Card (Online). Skripsi diterbitkan. Universitas

Lampung: Bandar Lampung. Diakses 18 Februari 2020.

Page 50: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

34

Naibaho, Indra Batara. 2017. Penyiraman Otomatis pada Tanaman Berbasis

Arduino Uno Menggunakan Sensor Kelembaban Tanah. Journal Of

Repositori Institusi USU. http://repositori.usu.ac.id. Diakses 24 Desember

2019.

Rahmawati, Dina., Herawati, Fera., Saputra, Geby., & Henro, 2017. Karakterisasi

Sensor Kelembaban Tanah (YL-69) Untuk Otomatisasi Penyiraman

Tanaman Berbasis Arduino Uno. PROSIDING SKF, Vol. 5, No. 7. ISBN:

976-602-61045-3-3. Diakses 24 Desember 2019.

Santoso, H. 2015. Panduan Praktis Arduino untuk Pemula Jilid I.

http://www.scribd. Diakses 15 Februari 2020.

Sari, A.W, 2017. Sistem Penyiraman Tanaman Otomatis Dengan Menggunakan

Sensor Kelembaban Tanah Berbasis Arduino. Jurnal Teknik Informatika

Vol 124, No.5. Diakses 08 Februari 2020

Silvia, A.F., dkk. 2015. Rancang Bangun Akses Kontrol Pintu Gerbang Berbasis

Arduino dan Android (online). Vol. 13 (1): 1-10. http://www.scribd.com.

Diakses 25 Februari 2020.

Suhendri, Irawan, B., & Rismawan, T. 2015. Sistem Pengontrolan Kelembaban

Tanah Pada Media Tanam Cabai Rawit Menggunakan Mikrokontroler

Atmega16 Dengan MetodePD (Proportional & Derivative). Jurnal Coding,

Sistem Komputer Untan, 03(3),45-56. Diakses 30 Desember 2019.

Yahwe, C. P., Isnawaty, & Aksara, L. M. F. 2016. Rancang Bangun Prototype

Sistem Monitoring Kelembaban Tanah Melalui SMS Berdasarkan Hasil

Penyiraman Tanaman “Studi Kasus Tanaman Cabai dan Tomat”.

semanTIK, 2(1), 97-110. Diakses 30 Desember 2019.

Page 51: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

35

Page 52: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

36

Lampiran 1. Dokumentasi Alat

Alat Penyiram Tanaman Otomatis

Wadah Tempat Menampung Air

Tampak Alat bagian Dalam

Tanah Sebagai Objek Penelitian

Mini Pompa Air Adaptor DC

Page 53: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

37

Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian

Proses Pengujian Alat Proses Pencatatan Hasil

Proses Perakitan Alat Proses Pemasangan Adaptor DC

dan Mini Pompa Air

Page 54: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

38

Lampiran 3. Program Arduino IDE

Pemrograman Alat Auto Planting

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

byte soil = A1;

byte irf = A2;

void setup()

Serial.begin(9600);

lcd.begin(16, 2);

pinMode(irf,OUTPUT);

pinMode(soil,INPUT);

void loop()

int soilVal = analogRead(soil);

soilVal = map(soilVal, 650, 250, 0, 100);

Serial.println(soilVal);

delay(100);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(" Auto Planting ");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Soil Val: ");

lcd.setCursor(10, 1);

lcd.print(soilVal);

lcd.setCursor(12, 1);

lcd.print("%");

if (soilVal < 30)

digitalWrite(irf, LOW);

if (soilVal > 30)

digitalWrite(irf,HIGH);

Page 55: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

39

Lampiran 4. Standar Error

Tanah Kering

1. Percobaan 1

3,85%

2. Percobaan 2

3,85%

3. Percobaan 3

10,71%

Page 56: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

40

Lampiran 5. Standar Error

4. Rata-Rata Error

Sehingga, nilai rata-rata error yang didapatkan setelah melakukan percobaan

sebanyak tiga kali yaitu sebesar 6,15%.

Tanah Lembab

1. Percobaan 1

0%

2. Percobaan 2

3,85%

Page 57: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

41

Lampiran 6. Standar Error

3. Percobaan 3

5,66%

4. Rata-Rata Error

Sehingga, nilai rata-rata error yang didapatkan setelah melakukan percobaan

sebanyak tiga kali yaitu sebesar 3,17%.

Tanah Basah

1. Percobaan 1

1,23%

Page 58: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

42

Lampiran 7. Standar Error

2. Percobaan 2

3,61%

3. Percobaan 3

3,61%

4. Rata-Rata Error

Sehingga, nilai rata-rata error yang didapatkan setelah melakukan percobaan

sebanyak tiga kali yaitu sebesar 2,82%.

Page 59: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

43

Lampiran 8. Standar Error

Kesimpulan, standar error yang dimiliki alat yaitu:

Sehingga, standar error yang didapatkan setelah menghitung rata-rata error yaitu

sebesar 4,05%.

Page 60: RANCANG BANGUN ALAT PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS …

44

Lampiran 9. Surat Penyerahan Alat