Laporan Akhir Modul 4

[menuju akhir]



RANGKAIAN PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS
1. Tujuan [kembali]
Tujuan dari rangkaian ini untuk mempermudah pemilik dalam melakukan penyiraman tanaman di setiap harinya dan disaat pemilik terlupa untuk menyiram tanaman


1. LM35

2. LED
3. LCD

4. Arduino

5. Motor DC

6. Sensor Soil Moisture
7. Relay

8. Resistor

3. Landasan Teori [kembali]

A. LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC.

Gambar 3.1 LM35

Bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antara 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
                                                     VLM35 = Suhu* 10 mV

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .

Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35:

  • Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
  • Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC
  • Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
  • Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
  • Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
  • Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
  • Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
  • Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC

B. LED

LED adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati LED. Ini menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.

Gambar 3.2 LED
C. LCD (Liquid Crystal Display)

Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter).

Gambar 3.3 LCD

Gambar Penampang komponen penyusun LCD
Keterangan:

  • Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
  • Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).
  • Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).
  • Glass substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO)
  • Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
  • Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata pengamat.

Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.

Gambar 3.4 LCD

D. ARDUINO

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.

Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :

Gambar 3.5 Arduino

Bagian-bagian Arduino UNO :

•         Power USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.

•         Power Jack
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.

•         Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.

•         Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.

•         Digital Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.

•         Analog Pins
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

•         LED Power IndicatorLampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.

E. MOTOR DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah.Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya.Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi  sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.

Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.

Gambar 3.6 Simbol Motor DC

    Prinsip kerja motor Dc, Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

    Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

-         Jenis-jenis Motor DC (Motor Arus Searah)

1.      Motor DC Sumber Daya Terpisah (Separately Excited DC Motor)

Pada Motor DC jenis sumber daya terpisah ini, sumber arus listrik untuk kumparan medan (field winding) terpisah dengan sumber arus listrik untuk kumparan angker (armature coil) pada rotor seperti terlihat pada gambar diatas ini. Karena adanya rangkaian tambahan dan kebutuhan sumber daya tambahan untuk pasokan arus listrik, Motor DC jenis ini menjadi lebih mahal sehingga jarang digunakan.Separately Excited Motor DC ini umumnya digunakan di laboratorium untuk penelitian dan peralatan-peralatan khusus.

2.      Motor DC Sumber Daya Sendiri (Self Excited DC Motor)

Pada Motor DC jenis Sumber Daya Sendiri atau Self Excited Motor DC ini, kumparan medan (field winding) dihubungkan secara seri, paralel ataupun kombinasi seri-paralel dengan kumparan angker (armature winding). Motor DC Sumber Daya Sendiri ini terbagi lagi menjadi 3 jenis Motor DC yaitu Shunt DC Motor, Series DC Motor dan Compound DC Motor.

a.              Motor DC tipe Shunt (Shunt DC Motor)

Motor DC tipe Shunt adalah Motor DC yang kumparan medannya dihubungkan secara paralel dengan kumparan angker (armature winding). Motor DC tipe Shunt ini merupakan tipe Motor DC yang sering digunakan, hal ini dikarenakan Motor DC Shunt memiliki kecepatan yang hampir konstan meskipun terjadi perubahan beban (kecepatan akan berkurang apabila mencapai torsi (torque) tertentu). Karena Kumparan Medan dan Kumparan Angker dihubungkan secara paralel, maka total arus listrik merupakan penjumlahan dari arus yang melalui kumparan medan dan arus yang melalui kumparan angker.

Kecepatannya dapat dikendalikan dengan memasangkan sebuah resistor/tahanan secara seri dengan kumparan medan ataupun seri dengan kumparan angker. Jika resistor/tahanan tersebut dipasangkan secara seri dengan kumparan medan maka kecepatannya akan berkurang, sedangkan apabila resistor/tahanan tersebut dipasangkan secara seri dengan kumparan angker maka kecepatannya akan bertambah.

b.        Motor DC tipe Seri (Series DC Motor)

Motor DC tipe Seri atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Series DC Motor ini adalah Motor DC yang kumparan medannya dihubungkan secara seri dengan kumparan angker (armature winding). Dengan hubungan seri tersebut, arus listrik pada kumparan medan adalah sama dengan arus listrik pada kumparan angker. Kecepatan pada Motor DC tipe seri ini akan berkurang seiring dengan penambahan beban yang diberikan pada motor DC tersebut. Motor DC jenis ini tidak boleh digunakan tanpa ada beban yang terpasang karena akan berputar cepat tanpa terkendali.

c.         Motor DC tipe Gabungan (Compound DC Motor)

Compound DC Motor atau Motor DC tipe Gabungan ini adalah gabungan Motor DC jenis Shunt dan Motor DC jenis Seri. Pada Motor DC tipe Gabungan ini, Terdapat dua Kumparan Medan (Field Winding) yang masing-masing dihubungkan secara paralel dan Seri dengan Kumparan Angker (Armature Winding). Dengan gabungan hubungan seri dan paralel tersebut, Motor DC jenis Compound ini mempunyai karakteristik seperti Series DC Motor yang memiliki torsi (torque) awal yang tinggi dan karakteristik Shunt DC Motor yang berkecepatan hampir konstan.

Motor DC tipe Gabungan (Compound DC Motor) ini dapat dibedakan lagi menjadi dua jenis yaitu Long Shunt Compound DC Motor yang kumparan medannya dihubungkan secara paralel dengan kumparan angkernya saja dan dan Short Shunt Compound DC Motor yang kumparan medannya secara paralel dengan kombinasi kumparan medan seri dan kumparan angker 

F. SENSOR SOIL MOISTURE

Soil Moisture Sensor adalah suatu modul yang berfungsi untuk mendeteksi tingkat kelembaban tanah dan juga dapat digunakan untuk menentukan apakah ada kandungan air di tanah/ sekitar sensor.Cara penggunaan modul ini cukup mudah, yakni dengan memasukkan sensor ke dalam tanah dan setting potensiometer untuk mengatur sensitifitas dari sensor. Keluaran dari sensor akan bernilai 1 / 0 ketika kelembaban tanah menjadi tinggi/ rendah yang dapat di treshold dengan potensiometer. Spesifikasi dari sensor ini adalah :

  1. Comparator menggunakan LM393
  2. Hanya menggunakan 2 plat kecil sebagai sensor
  3. Supply Tegangan 3.3-5 VDC
  4. Digital output D0 dapat secara langsung dikoneksikan dengan MCU dengan mudah

G. RELAY

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

H. PWM (Pulse Width Modulation)

PWM (Pulse Width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi.

    Pada board Arduino Uno, pin yang bisa dimanfaatkan untuk PWM adalah pin yang diberi tanda tilde (~), yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, dan pin 11. Pin-pin tersebut merupakan pin yang bisa difungsikan untuk input analog atau output analog. Oleh sebab itu, jika akan menggunakan PWM pada pin ini, bisa dilakukan dengan perintah analogWrite();

PWM pada arduino bekerja pada frekuensi 500Hz, artinya 500 siklus/ketukan dalam satu detik. Untuk setiap siklus, kita bisa memberi nilai dari 0 hingga 255.  Ketika kita memberikan angka 0, berarti pada pin tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin selalu bernilai 0 volt). Sedangkan jika kita memberikan nilai 255, maka sepanjang siklus akan bernilai 5 volt (tidak pernah 0 volt). Jika kita memberikan nilai 127 (kita anggap setengah dari 0 hingga 255, atau 50% dari 255), maka setengah siklus akan bernilai 5 volt, dan setengah siklus lagi akan bernilai 0 volt. Sedangkan jika jika memberikan 25% dari 255 (1/4 * 255 atau 64), maka 1/4 siklus akan bernilai 5 volt, dan 3/4 sisanya akan bernilai 0 volt, dan ini akan terjadi 500 kali dalam 1 detik. 

Gambar 3.7 Siklus PWM pada Arduino
I. ADC ( Analog to Digital Converter)

ADC atau Analog to Digital Converter merupakan salah satu perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung dalam pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini adalah mengubah sinyal masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dengan bentuk kode-kode digital. Ada 2 faktor yang perlu diperhatikan pada proses kerja ADC yaitu kecepatan sampling dan resolusi.

Kecepatan sampling menyatakan seberapa sering perangkat mampu mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk sinyal digital dalam selang waktu yang tertentu. Biasa dinyatakan dalam sample per second (SPS). Sementara Resolusi menyatakan tingkat ketelitian yang dimilliki. Pada Arduino, resolusi yang dimiliki adalah 10 bit atau rentang nilai digital antara 0 - 1023. Dan pada Arduino tegangan referensi yang digunakan adalah 5 volt, hal ini berarti ADC pada Arduino mampu menangani sinyal analog dengan tegangan 0 - 5 volt.

 Pada Arduino, menggunakan pin analog input yang diawali dengan kode A( A0- A5 pada Arduino Uno). Fungsi untuk mengambil data sinyal input analog menggunakan analog Read (pin);

J. UART ( Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.

Cara kerja komunikasi UART

Gambar 3.8 UART

Data dikirimkan secara paralel dari bus ke UART 1. Pada UART 1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit, kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan secara serial dari Tx UART 1 ke Rx UART 2. UART 2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudian di tranfer secara parallel ke data bus penerima.


a. Master
//MASTER

#include <LiquidCrystal.h>                    //Deklarasi library LCD
#define LM35 A0                               //Deklarasi pin A0 untuk LM35
#define SOIL A1
LiquidCrystal lcd(8,9,10,11,12,13);               //Deklarasi pin 2-7 untuk LCD

int nilaiSuhu;                                //Deklarasi variabel nilaiSuhu
int nilaiSOIL;
int LED[] = {2,3,4};

void setup()     //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi sekali
{
pinMode(A0, INPUT);                           //Deklarasi pin A0 sebagai OUTPUT
pinMode(A1, INPUT);
lcd.begin(16,2);                              //Dimensi LCD yang digunakan
for (int i =0; i<=3;i++){
pinMode (LED[i],OUTPUT);

}

  Serial.begin(9600); //Set baud rate 9600
}

void loop()   //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi berulang
{
nilaiSuhu=((5*analogRead(LM35)*100.00)/1024); //Mencari nilai Suhu  

  if(nilaiSuhu > 0 && nilaiSuhu <25)
    { 
    nilaiSOIL = analogRead(SOIL);
       
    if( nilaiSOIL>=350 && nilaiSOIL<=700){
    digitalWrite(2,HIGH);
    digitalWrite(3,LOW);
    digitalWrite(4,LOW);
    Serial.print("2");
    
    lcd.clear();                             //Menghapus layar LCD
    lcd.setCursor(0,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Suhu : ");           //Menampilkan text pada LCD
    lcd.setCursor(8,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print(nilaiSuhu);                    //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
    lcd.setCursor(0,1);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Kondisi : Normal");           //Menampilkan text pada LCD
    delay(100);
    }
    
    else if(nilaiSOIL >700){
    digitalWrite(2,HIGH);
    digitalWrite(3,LOW);
    digitalWrite(4,LOW);
    Serial.print("1");
    
    lcd.clear();                             //Menghapus layar LCD
    lcd.setCursor(0,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Suhu : ");           //Menampilkan text pada LCD
    lcd.setCursor(8,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print(nilaiSuhu);                    //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
    lcd.setCursor(0,1);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Kondisi : Kering");           //Menampilkan text pada LCD
    delay(100);
    }

   
    else {
    digitalWrite(2,HIGH);
    digitalWrite(3,LOW);
    digitalWrite(4,LOW);
    Serial.print("3");
    
    lcd.clear();                             //Menghapus layar LCD
    lcd.setCursor(0,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Suhu : ");           //Menampilkan text pada LCD
    lcd.setCursor(8,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print(nilaiSuhu);                    //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
    lcd.setCursor(0,1);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Kondisi : Basah");           //Menampilkan text pada LCD
    delay(100);
    }
    }


else if (nilaiSuhu > 24 && nilaiSuhu <31) 
{          
  nilaiSOIL = analogRead(SOIL);
       
    if( nilaiSOIL>=350 && nilaiSOIL<=700){
    digitalWrite(2,LOW);
    digitalWrite(3,HIGH);
    digitalWrite(4,LOW);
    Serial.print("2");
    
    lcd.clear();                             //Menghapus layar LCD
    lcd.setCursor(0,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Suhu : ");           //Menampilkan text pada LCD
    lcd.setCursor(8,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print(nilaiSuhu);                    //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
    lcd.setCursor(0,1);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Kondisi : Normal");           //Menampilkan text pada LCD
    delay(100);
    }
    
    else if(nilaiSOIL >700){
    digitalWrite(2,LOW);
    digitalWrite(3,HIGH);
    digitalWrite(4,LOW);
    Serial.print("1");
    
    lcd.clear();                             //Menghapus layar LCD
    lcd.setCursor(0,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Suhu : ");           //Menampilkan text pada LCD
    lcd.setCursor(8,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print(nilaiSuhu);                    //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
    lcd.setCursor(0,1);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Kondisi : Kering");           //Menampilkan text pada LCD
    delay(100);
    }

   
    else {
    digitalWrite(2,LOW);
    digitalWrite(3,HIGH);
    digitalWrite(4,LOW);
    Serial.print("3");
    
    lcd.clear();                             //Menghapus layar LCD
    lcd.setCursor(0,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Suhu : ");           //Menampilkan text pada LCD
    lcd.setCursor(8,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print(nilaiSuhu);                    //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
    lcd.setCursor(0,1);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Kondisi : Basah");           //Menampilkan text pada LCD
    delay(100);
    }

}     

      else if(nilaiSuhu>30){
    
     
      nilaiSOIL = analogRead(SOIL);
       
    if( nilaiSOIL>=350 && nilaiSOIL<=700){
    digitalWrite(2,LOW);
    digitalWrite(3,LOW);
    digitalWrite(4,HIGH);
    Serial.print("2");
    
    lcd.clear();                             //Menghapus layar LCD
    lcd.setCursor(0,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Suhu : ");           //Menampilkan text pada LCD
    lcd.setCursor(8,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print(nilaiSuhu);                    //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
    lcd.setCursor(0,1);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Kondisi : Normal");           //Menampilkan text pada LCD
    delay(100);
    }
    
    else if(nilaiSOIL >700){
    digitalWrite(2,LOW);
    digitalWrite(3,LOW);
    digitalWrite(4,HIGH);
    Serial.print("1");
    
    lcd.clear();                             //Menghapus layar LCD
    lcd.setCursor(0,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Suhu : ");           //Menampilkan text pada LCD
    lcd.setCursor(8,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print(nilaiSuhu);                    //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
    lcd.setCursor(0,1);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Kondisi : Kering");           //Menampilkan text pada LCD
    delay(100);
    }

   
    else {
    digitalWrite(2,LOW);
    digitalWrite(3,LOW);
    digitalWrite(4,HIGH);
    Serial.print("3");
    
    lcd.clear();                             //Menghapus layar LCD
    lcd.setCursor(0,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Suhu : ");           //Menampilkan text pada LCD
    lcd.setCursor(8,0);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print(nilaiSuhu);                    //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
    lcd.setCursor(0,1);                      //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
    lcd.print("Kondisi : Basah");           //Menampilkan text pada LCD
    delay(100);
    }
      
}
}

b. Slave
//SLAVE



void setup()   //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi sekali
{
  pinMode(7,OUTPUT);   //Deklarasi LED sebagai output
  Serial.begin(9600);            //Set baud rate 9600
}

void loop()                         //Semua program dalam fungsi ini dieksekusi berulang
{
  if(Serial.available()>0)
  {
    int data = Serial.read();
      if(data=='1')  //Jika data yang dikirimkan berlogika
        {
   
          digitalWrite(7,HIGH);  
          delay (2000);
 
          digitalWrite(7,LOW);  
          delay (5000);
        } 
      else
        {

          digitalWrite(7,LOW); 
        }
        
  }
}

5. Flowchart [kembali]
a. Master
Gambar 5.1 Flowchart Program Arduino Master
 

Gambar 5.2 Flowchart Program Arduino Master Fungsi Void Setup

 

Gambar 5.3 Flowchart Program Arduino Master Fungsi Void Loop
 
b. Slave
 
Gambar 5.4 Flowchart Program Arduino Slave
 
6. Rangkaian Simulasi [kembali]

Gambar 6.1 Rangkaian Sebelum Disimulasikan
 
Gamabar 6.2 Rangkaian Setelah Disimulasikan dengan Kondisi Kelembaman Basah
 
Gambar 6.3 Rangkaian Setelah Disimulasikan dengan Kondisi Kelembaman Normal
 
Gambar 6.4 Rangkaian Setelah Disimulasikan dengan Kondisi Kelembaman Kering  




Video Penjelasan Rangakaian Simulasi



Rangkaian Penyiram Tanah Otomatis merupakan rangakaian yang berkomunikasi secara UART. Rangkaian ini terdiri dari 2 buah sensor sebagai input yaitu sensor LM35 dan sensor soil moisture, LCD sebagai display serta LED dan Motor Dc sebagai output.
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal. UART sekarang ini termasuk di dalam beberapa mikrokontroler (contohnya, PIC16F628). UART atau Universal Asynchronous Receiver Transmitter adalah protokol komunikasi yang umum digunakan dalam pengiriman data serial antara device satu dengan yang lainnya. Asynchronous memungkinkan transmisi mengirim data tanpa sang pengirim harus mengirimkan sinyal detak ke penerima. Sebaliknya, pengirim dan penerima harus mengatur parameter waktu di awal dan bit khusus ditambahkan untuk setiap data yang digunakan untuk mensinkronkan unit pengiriman dan penerimaan.
Sensor suhu LM35  merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik. Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya.
Sensor soil moisture atau sensor kelembaman tanah, prinsip kerja dari sensor ini dengan di tancapkan ke tanah, disaat kaki sensor terkena air atau basah, maka tegangan yang dihasilkan rendah atau tidak adanya tegangan yang keluar, tetapi disaat kering, maka sensor ini akan mengeluarkan tegangan yang mengakibatkan motor DC bergerak.
LED adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati LED. Ini menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya. Pada rangkaian ini kita menggunakan 3 kondisi untuk menghidupkan LED.
Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter).
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi  sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.
Jadi sensor suhu LM35 untuk LED, dan sensor kelembaman tanah untuk menggerakkan Motor DC yag sebagai pompa nantinya, dan hasil dari sensor akan di tampilkan di LCD berapa suhu dan berapa ukuran kelembaman dari tanah tersebut.

Download Rangkaian Simulasi  [ DOWNLOAD ]
Download Video Praktikum [ DOWNLOAD ]
Download Program Arduino Master [ DOWNLOAD ]
Download Program Arduino Slave [ DOWNLOAD ]
Download Data Sheet LM35 [ DOWNLOAD ]
Download Data Sheet Soil Moisture [ DOWNLOAD ]
Download Library Soil Moisture [ DOWNLOAD ]
Download HTML [ DOWNLOAD ]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)