Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan...
Transcript of Oleh...irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air irigasi) dan...
PROYEK AKHIR
PURWARUPA KENDALI IRIGASI TANAMAN CABAI
BERBASIS ARDUINO
Oleh :
ANISA RIZQI
163310018
PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
AKAKOM
YOGYAKARTA
2019
i
PROYEK AKHIR
PURWARUPA KENDALI IRIGASI TANAMAN CABAI
BERBASIS ARDUINO
Karya Tulis Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Komputer
Program Studi Teknik Komputer
Oleh
ANISA RIZQI
163310018
PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
AKAKOM
YOGYAKARTA
2019
ii
iii
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
“I am who I am, not who you think I am, not who you want me to be, I am me.”
-Unknown-
“Engineering is achieving function while avoiding failure.”
-Henry Petroski-
Karya ini saya persembahkan untuk…
Bapak Asmuri dan Ibu Ipah tercinta,
Hidayat Murtasidin kakak tersayang,
Bapak Berta Bednar,
Dosen-dosen jurusan TK Bapak Totok, Bapak Yudhi, Bapak Adi, Ibu Ningrum,
Keluarga besar HMJ TK,
Teman-teman seperjuangan TK 2016,
Teman-teman tersayang Aknis, Hany, Eno, Nuri, Yaya,
Serta semua pihak yang selalu mendukung saya.
v
INTISARI
PURWARUPA KENDALI IRIGASI TANAMAN CABAI
BERBASIS ARDUINO
Oleh
Anisa Rizqi
163310018
Program Studi Teknik Komputer
Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer
AKAKOM Yogyakarta
Proyek akhir yang telah diselesaikan dimaksudkan sebagai solusi dari
masalah yang dialami para petani khususnya dalam menggunakan pengatur waktu
(timer) dalam upaya mengatur penjadwalan irigasi tetes. Cara ini masih kurang
efektif dalam memberi irigasi yang sesuai dengan kebutuhan air tanaman karena
hanya mampu mengatur pemberian irigasi berdasarkan interval waktu yang telah
ditentukan saja, sehingga kelebihan maupun kekurangan air tidak dapat
dikendalikan.
Purwarupa Kendali Irigasi Tanaman Cabai Berbasis Arduino
menggunakan cabai sebagai objek implementasi sistem irigasi. Purwarupa terdiri
dari mikrokontroler Arduino Uno sebagai pengendali katup solenoid valve dan
pengolah data soil moisture sensor YL-69 untuk mendeteksi resistansi
kelembaban tanah. Data akan disimpan dalam bentuk file pada SD card dengan
format ekstensi text document (*.txt) dan ditampilkan ke LCD. Katup solenoid
valve akan terbuka otomatis ketika kadar air tanah berada pada titik krisis dan
tertutup ketika kandungan air lebih tinggi dari kapasitas lapang. Sebagai
penandaan status proses yang dijalankan oleh Arduino Uno, modul SIM800L V2
akan mengirimkan informasi status ke nomor pengguna.
Berdasarkan hasil implementasi dan pengujian purwarupa kendali irigasi,
maka sistem berjalan sesuai rancangan dan mampu mengatur pemberiaan air
irigasi sesuai dengan kebutuhan tanaman (efisiensi terhadap penggunaan air
irigasi) dan infomasi status akan dikirim melalui SMS.
Kata Kunci: Arduino Uno, Irigasi Tetes, SD Card, Sensor Kelembaban YL-69,
SMS
vi
ABSTRACT
PURWARUPA CONTROL OF CHILI PLANTS IRRIGATION
BASED ON ARDUINO
By
Anisa Rizqi
163310018
Computer Engineering Study Program College of Informatics and Computer
Management AKAKOM Yogyakarta
The final project that has been completed is intended as a solution to the
problems experienced by farmers, especially in using a timer in an effort to
regulate the scheduling of drip irrigation. This method is still less effective in
providing irrigation in accordance with the water needs of the plant because it is
only able to regulate irrigation based on a predetermined time interval, so that
the excess or lack of water cannot be controlled.
Prototype of Arduino Based Chili Crop Irrigation Control using chili as
an object of implementation of irrigation systems. Prototype consists of an
Arduino Uno microcontroller as a solenoid valve valve controller and a YL-69
data soil moisture sensor processor to detect soil moisture resistance. Data will
be stored as a file on the SD card in the format of the text document (*. Txt)
extension and displayed on the LCD. The solenoid valve will open automatically
when the soil water content is at a crisis point and is closed when the water
content is higher than the field capacity. As a process status tagging run by
Arduino Uno, the SIM800L V2 module will send status information to the user
number.
Based on the results of the implementation and testing of irrigation control
prototypes, the system runs according to design and is able to regulate the
provision of irrigation water according to crop needs (efficiency of irrigation
water use) and status information will be sent via SMS.
Keywords: Arduino Uno, Drop Irrigation, SD Card, Soil Moisture Sensor YL-69,
SMS
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Laporan Proyek
Akhir yang berjudul “Purwarupa Kendali Irigasi Tanaman Cabai Berbasis
Arduino” ini dapat diselesaikan.
Penyusunan Laporan Proyek Akhir dari awal hingga akhir tentu tidak
lepas dari bantuan berbagai pihak. Dengan adanya bantuan tersebut, penulis
hendak menyampaikan terimakasih kepada beberapa pihak diantaranya sebagai
berikut:
1. Bapak Ir. Totok Suprawoto, M.M., M.T., selaku Ketua Sekolah Tinggi
Manajemen Informatika dan Komputer AKAKOM Yogyakarta.
2. Bapak Ir. M Guntara, M.T., selaku Wakil Ketua I Sekolah Tinggi
Manajemen Informatika dan Komputer AKAKOM Yogyakarta.
3. Bapak Adi Kusjani, S.T., M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik
Komputer Diploma 3 Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan
Komputer AKAKOM Yogyakarta.
4. Bapak Drs. Berta Bednar, M.T., selaku dosen pembimbing Proyek Akhir
yang tidak pernah jenuh dalam membimbing dan mengarahkan penulis
ketika mengalami permasalahan setiap saat.
5. Kedua orang tua beserta seluruh keluarga yang telah memberikan
semangat dan dukungan berupa doa dan restu sehingga Proyek Akhir ini
dapat terselesaikan.
6. Seluruh dosen dan karyawan Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan
Komputer AKAKOM Yogyakarta.
7. Keluarga besar HMJ Teknik Komputer Sekolah Tinggi Manajemen
Informatika dan Komputer AKAKOM Yogyakarta.
8. Teman-teman satu angkatan yang turut membantu dan memberikan
semangat dalam tersusunnya Proyek Akhir ini.
Laporan ini penulis susun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi
jenjang Diploma Tiga (D3) Program Studi Teknik Komputer dan untuk
viii
memperoleh gelar Ahli Madya Komputer pada Sekolah Tinggi Manajemen
Informatika dan Komputer AKAKOM Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa Laporan Proyek Akhir ini tentu terdapat banyak
kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran sehingga
dapat menjadi lebih baik lagi. Semoga Laporan Proyek Akhir ini memberikan
manfaat bagi penulis dan bagi pembaca.
Yogyakarta, Juli 2019
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ................................. iv
INTISARI .......................................................................................................... v
ABSTRACT .......................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ..................................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xv
DAFTAR LISTING PROGRAM .................................................................. xvi
BAB I ................................................................................................................. 1
1.1. Latar BelakanG ..................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ................................................................................. 2
1.3. Tujuan .................................................................................................. 2
1.4. Batasan Masalah ................................................................................... 2
BAB II ............................................................................................................... 3
2.1. Irigasi Tetes .......................................................................................... 3
2.2. Tanaman Cabai ..................................................................................... 4
2.3. Soil Moisture Sensor / Sensor Kelembaban (YL-69) ............................. 5
2.4. Arduino Uno .......................................................................................... 6
2.5. Library Arduino .................................................................................... 7
2.6. Modul GSM SIM800L V2 .................................................................... 8
2.7. GPRS ................................................................................................... 9
2.8. Solenoid Valve 12 V DC .................................................................... 10
2.9. Modul RTC ........................................................................................ 10
2.10. MicroSD Card Adapter ....................................................................... 11
2.11. Transistor TIP120 ............................................................................... 12
2.12. Liquid Crystal Display (LCD) 16x2 I2C .............................................. 14
x
2.13. Komunikasi Serial Peripheral Interface (SPI) ..................................... 14
2.14. Komunikasi Inter-Integrated Circuit (I2C) ......................................... 16
2.15. Sistem Kontrol Tertutup ..................................................................... 16
BAB III ............................................................................................................ 18
3.1. Deskripsi Kerja Sistem ....................................................................... 18
3.2. Rancangan Diagram Blok Sistem ........................................................ 18
3.3. Rancangan Hardware ......................................................................... 19
3.4. Rancangan Software ........................................................................... 20
3.4.1. Diagram Alir Arduino Untuk Sistem Irigasi Tetes ........................... 20
3.5. Rancangan Tampilan LCD .................................................................. 21
3.6. Rancangan layout SMS ....................................................................... 21
BAB IV ............................................................................................................ 23
4.1. Implementasi Perangkat Keras ............................................................ 23
4.1.1. Soil Moisture Sensor YL-69 ............................................................ 24
4.1.2. RTC ................................................................................................ 25
4.1.3. LCD 16x2 I2C ................................................................................. 26
4.1.4. Micro SD ........................................................................................ 27
4.1.5. Modul GSM SIM800L V2 .............................................................. 28
4.2. Implementasi Perangkat Lunak ........................................................... 29
4.2.1. Pemanggilan Library ....................................................................... 29
4.2.2. Inialisasi modul-modul .................................................................... 30
4.2.3. Inialisasi variabel ............................................................................ 30
4.2.4. Konfigurasi PIN ............................................................................... 30
4.2.5. Pengecekan Modul RTC .................................................................. 31
4.2.6. Pengecekan SD card ........................................................................ 31
4.2.7. Pembacaan data sensor .................................................................... 32
4.2.8. Menampilkan waktu dan nilai sensor pada LCD I2C ....................... 32
4.2.9. Logic kondisi tanah kering .............................................................. 33
4.2.10. Logic kondisi tanah lembab ............................................................. 33
4.2.11. Logic kondisi tanah basah ............................................................... 34
4.2.12. Notifikasi SMS ................................................................................ 34
xi
4.2.13. Penyimpanan ke SD card ................................................................. 35
4.3. Pengujian ............................................................................................ 36
4.3.1. Kalibrasi Sensor .............................................................................. 36
4.3.2. Solenoid valve ................................................................................. 37
4.3.3. Keseluruhan Sistem ......................................................................... 38
BAB V .............................................................................................................. 44
KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 44
5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 44
5.2. Saran .................................................................................................. 44
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 45
LAMPIRAN .................................................................................................... 46
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Fungsi Setiap Pin Modul GSM SIM800L V2 ..................................... 9
Tabel 2.2. Fungsi Pin Modul RTC .................................................................... 11
Tabel 4. 1. Pengujian Ketika Tanah Kering ....................................................... 39
Tabel 4. 2. Pengujian Ketika Tanah Lembab ..................................................... 42
Tabel 4. 3. Pengujian Ketika Tanah Basah ........................................................ 44
xiv
DAFTAR GAMBAR
Hal.
Gambar 2.1. Skema Irigasi Tetes ........................................................................ 4
Gambar 2.2. Tanaman Cabai ............................................................................... 5
Gambar 2.3. Soil Moisture Sensor (YL-69) ......................................................... 5
Gambar 2.4. Arduino Uno ................................................................................... 6
Gambar 2.5. Arduino IDE ................................................................................... 7
Gambar 2.6. Library Arduino .............................................................................. 8
Gambar 2.7. Modul GSM SIM800L V2 .............................................................. 9
Gambar 2.9. Solenoid Valve ............................................................................. 10
Gambar 2.10. RTC DS3231 .............................................................................. 11
Gambar 2.11. MicroSD Card Adapter ............................................................... 12
Gambar 2.12. Skema Rangkaian Switch Transistor TIP 120 .............................. 13
Gambar 2.13. LCD 16x2 I2C Tampak Depan ................................................... 14
Gambar 2.14. LCD 16x2 I2C Tampak Belakang ............................................... 14
Gambar 2.15. Bus SPI ....................................................................................... 15
Gambar 2.16. Blok sistem kontrol tertutup ........................................................ 17
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem .................................................................................. 18
Gambar 3.2. Diagram Blok Hardware ............................................................... 19
Gambar 3.3. Diagram Alir Program .................................................................. 20
Gambar 3.4. Rancangan Tampilan Awal LCD .................................................. 21
Gambar 3.5. Rancangan Tampilan Kondisi Tanah ............................................. 21
Gambar 3.6. Rancangan Layout SMS Tanah Kering ......................................... 21
Gambar 3.7. Rancangan Layout SMS Tanah Basah .......................................... 22
Gambar 4. 1 Skema Rangkaian Keseluruhan Sistem ........................................ 23
Gambar 4. 2 Rangkaian Soil Moisture Sensor YL-69 ....................................... 24
Gambar 4. 3 Rangkaian RTC dan Arduino ....................................................... 25
Gambar 4. 4 Rangkaian Arduino Uno dan LCD 16x2 I2C ................................ 27
Gambar 4. 5 Skema MicroSD Card Adapter .................................................... 28
Gambar 4. 6 Skema SIM800L V2 .................................................................... 29
xv
Gambar 4. 7 Kalibrasi sensor ........................................................................... 36
Gambar 4. 8 Hubungan Nilai Kelembaban Sensor dengan Tegangan Output ..... 37
Gambar 4. 9 Pengujian Keseluruhan Sistem ..................................................... 38
Gambar 4. 10 Tampilan LCD ketika Tanah Kering ........................................ 38
Gambar 4. 11 Tampilan LCD ketika solenoidPin bernilai HIGH .................... 39
Gambar 4. 12 Pesan ketika Tanah Kering dan Irigasi Berjalan ........................ 40
Gambar 4. 13 Rekaman data pada DATA.txt .................................................. 41
Gambar 4. 14 Hasil Percobaan Irigasi pada Tanaman Cabai ........................... 41
Gambar 4. 15 Tampilan LCD ketika Tanah Lembab ....................................... 42
Gambar 4. 16 Tampilan LCD ketika solenoidPin bernilai LOW ..................... 42
Gambar 4. 17 Tampilan LCD ketika Tanah Basah .......................................... 43
Gambar 4. 18 Tampilan LCD ketika ketika solenoidPin bernilai LOW ........... 43
Gambar 4. 19 Pesan ketika Tanah Basah ........................................................ 43
xvi
DAFTAR LISTING PROGRAM
Skrip Program 4.1 Pemanggilan Library ........................................................... 29
Skrip Program 4.2 Inialisasi modul-modul ........................................................ 30
Skrip Program 4.3 Inialisasi variabel ................................................................ 30
Skrip Program 4.4 Konfigurasi PIN .................................................................. 30
Skrip Program 4.5 Pengecekan modul RTC ...................................................... 31
Skrip Program 4.6 Pengecekan SD card ............................................................ 31
Skrip Program 4.7 Pembacaan data sensor ........................................................ 32
Skrip Program 4.8 Menampilkan waktu dan nilai sensor pada LCD .................. 32
Skrip Program 4.9 Logic kondisi tanah kering .................................................. 33
Skrip Program 4.10 Logic kondisi tanah lembab ............................................... 33
Skrip Program 4.11 Logic kondisi tanah basah .................................................. 34
Skrip Program 4.12 Notifikasi SMS .................................................................. 34
Skrip Program 4.13 Penyimpanan ke SD card ................................................... 35