INSTRUMENTASI PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 (INSTRUMENTATION IN GREENHOUSE MINIATURE BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA16)

Transkripsi

1 INSTRUMENTASI PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 (INSTRUMENTATION IN GREENHOUSE MINIATURE BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA16) PROYEK AKHIR Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Oleh NAMA : Dimas Dwi Satrio NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 RIWAYAT HIDUP Nama : Dimas Dwi Satrio NIM : Alamat : Pondok Cilegon Indah blok C 8 no 8 Serang Banten Tempat, Tanggal Lahir : Serang, 10 November dimas_dwi_satrio@yahoo.com PENDIDIKAN SDN KEDALEMAN 1 Cilegon SMP Krakatau Steel Cilegon SMAN 2 Krakatau Steel Cilegon Politeknik Negeri Bandung (Prodi. Tek. Elektronika) PENGALAMAN ORGANISASI Anggota Himpunan Mahasiswa Elektronika (HME) 2009 Anggota UKM FUTSAL Anggota Forum Komunikasi Himpunan Mahasiswa Elektro se Bandung raya (FKHME-B) Anggota Perkumpulan Mahasiswa Banten

4 ABSTRAKSI Pada saat ini budidaya tanaman yang dilakukan yaitu pada kondisi lingkungan atau iklim yang sesuai dengan tanaman. Jika tanaman yang ditanam tidak sesuai dengan lingkungan atau iklim, maka tanaman tersebut tidak akan tumbuh dan berkembang bahkan tumbuhan tersebut akan mati. Maka yang berperan penting yaitu lingkungan atau iklim karena mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tanaman, contohnya : suhu, kelembaban udara, tanah, maupun intensitas cahaya yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dari sebuah tanaman. Dibutuhkan pengaturan pada factor factor tersebut, agar tanaman dapat bertumbuh dan berkembang dengan baik. Pada proyek akhir ini penulis akan merancang dan merealisasikan Miniatur Rumah Kaca Berbasis Mikrokontroler ATmega16. Sistem ini terdiri dari perangkat lunak dan perangkat keras. Perangkat lunak pada sistem ini menggunakan BASCOM AVR sebagai software pemrograman mikrokontroler. Sedangkan, perangkat keras yaitu mikrokontroler sebagai pusat pengontrol sistem, sensor-sensor yang terdiri dari: sensor kelembaban (Humidity Sensor), temperatur, dan intensitas cahaya, pengkondisi sinyal sebagai rangkaian antarmuka (Interface) antara sensor, driver aktuator, serta beberapa aktuator berupa lampu untuk penerangan buatan, pompa air untuk penyiraman, kipas sebagai cooling system dan ventilasi udara. Sistem ini akan mengontrol Greenhouse secara otomatis agar tumbuhan dapat tumbuh optimum dengan mengatur kelembaban udara, suhu, penyiraman air, serta intensitas cahayanya. Kata Kunci: Greenhouse, BASCOM AVR, ATmega16, Aktuator, sensor kelembaban, sensor temperature, intensitas cahaya.

5 Abstract At the moment the plant cultivation is done on the environmental or climatic conditions corresponding to the plant. If plants are not planted in accordance with the environment or climate, the plants will not grow and even the plant will die. So the environment or climate take the important role as it affects the growth and development in plants, for example: temperature, humidity, soil, and the intensity of light can affect the growth of a plant. Required settings of the factor-factor, so that plants can grow and develop properly. At this final project will design and realize the Greenhouse Miniature Based On Microcontroller ATmega 16. The system consists of software and hardware. The software on this system using BASCOM AVR microcontroller programming as software. Meanwhile, the microcontroller hardware as the central control system, sensors comprising: a humidity sensor (Humidity Sensor), temperature and light intensity, the signal conditioner circuit interface (Interface) between the sensor, actuator drivers, as well as some of the actuators in the form of light for artificial lighting, water pumps for irrigation, as the cooling fan and ventilation system. This system will automatically control the greenhouse so plants can grow with the optimum set of humidity, temperature, sprinkling water, and light intensity. Keyword: Greenhouse, BASCOM AVR, ATmega16, actuators, humidity sensors, temperature sensors, the light intensity.

6 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini yang berjudul Intrumentasi Pada Rumah Kaca Pintar Berbasis Mikrokontroler ATmega16 Penyelesaian laporan proyek akhir ini tentu tidaklah lepas dari bantuan, bimbingan, dukungan serta semangat dari berbagai pihak dikarenakan banyaknya hambatan. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :. 1. Bapak. Ir. Hari Purnama, M.Eng, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung 2. Bapak Ervin M, selaku Ketua Program Studi D3 Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Bandung 3. Bapak Edi Rakhman ir., M.Eng selaku dosen pembimbing I yang telah membimbing, memberikan petunjuk dan pengarahan dengan sangat baik sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini.. 4. Bapak Endang Sukarna, ST., MT., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan pengarahan mengenai pemrograman, sehingga Proyek Akhir ini dapat bekerja dengan baik. 5. Bapak Tjan Swi Hong, MSc. sebagai koordinator PA yang telah memberikan kebijaksanaannya untuk proses pengerjaan Proyek Akhir ini. 6. Semua Panitia Proyek Akhir Semua Bapak dan ibu dosen Teknik Elektronika untuk semua ilmu dan pengalaman berharga yang diberikan kepada penulis. 8. Yth. Bapak Ihsan Somantri, selaku sekretaris jurusan yang telah membantu penulis dalam birokrasi. 9. Ibu Iyom, Bapak Salim, Bapak Agus, ibu Imas, dan semua staf teknisi laboratorium teknik Elektronika yang telah membantu penulis memfasilitasi keperluan selama Proyek Akhir.

7 10. Semua Penguji 11. Keluarga Suwarno yang selalu memberi motivasi dan pengarahan hidup untuk menjadi orang yang berguna kedepannya 12. Jabir Abdurohman selaku partner. 13. Teman-teman angkatan 2009 khususnya 3B-Elektronika Teman-teman kosan yang selalu mengingatkan dan selalu membuat tersenyum. 15. Derry Rosdiana yang selalu memberi motivasi. 16. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah banyak membantu, semoga Allah SWT membalas segala kebaikannya.. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan proyek akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis berharap kritik serta saran yang bersifat membangun demi perbaikan laporan ini. Penulis juga berharap semoga laporan ini memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca umumnya. Bandung, Juni 2012 Penulis

8 DAFTAR ISI ABSTRAKSI... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix Bab I Pendahuluan Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 Bab II Landasan Teori Rumah Kaca (Green House) Faktor Eksternal Pertumbuhan Tanaman Suhu dan Kelembaban Mikrokontroler Real Time Clock Sensor dan Transduser Sensor Kelembaban (Humidity) Sensor Suhu LM35 DZ Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) Liquid Cyrstal Display (LCD) Keypad 4x Pompa Pembuat Uap Air Kipas Bab III Perancangan dan Realisasi Definisi Perancangan Perancangan Rumah Kaca Tujuan Perancangan Tahapan Perancangan... 26

9 3.4 Fungsi Alat Spesifikasi Perancangan Alat Diagram Blok sistem Cara Kerja Alat Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Perancangan Sistem Elektronik Perancangan Mekanik Alat Perancangan Perangkat Lunak Realisasi Perangkat Keras (Hardware) Realisasi Sistem Elektronik Realisasi Mekanik Alat Realisasi Perangkat Lunak (Software) Bab IV Pengujian dan Analisa Tujuan Pengujian dan Analisa Metoda Pengujian Alat yang Digunakan Pengujian Port ADC Data Hasil Pengujian sensor suhu LM35 dan Tampilan LCD Data Hasil Pengujian Sensor kelembaban HMZ-435CHS Data Hasil Pengujian Sensor LDR Pengaruh Tumbuhan yang Suhu, Kelembaban dan Cahaya Terhadap Pertumbuhan Tanaman sudah menggunakan sistem kontrol Analisa Bab V Penutup Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A Listing Program LAMPIRAN B Layout PCB LAMPIRAN C Datasheet

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram blok ATmega Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATmega16 dalam Kemasan DIP Gambar 2.3 Real Time Clock (RTC) Gambar 2.4 sistem sensor kelembaban kapasitif Gambar 2.5 Film tipis sensor kelembaban kapasitif, Gambar 2.6 Sensor HMZ-435CHS Gambar 2.7 komposisi dari sensor kelembaban konduktif Gambar 2.8 (A) sensor kelembaban dari substrat silicon Gambar 2.9 (B) Rangkaian pengganti sensor Gambar 2.10 Sensor Suhu LM35 DZ Gambar 2.11 Sensor Cahaya (LDR) Gambar 2.12 Liquid Crystal Display (LCD) 4x Gambar 2.13 Keypad 4 x Gambar 2.14 Jet Power (Automatic small pressure tank) Gambar 2.15 Kipas 12 V DC Gambar 3.1 Diagram Blok sistem keseluruhan Gambar 3.2 Skematik Sensor Cahaya (LDR) Gambar 3.3 Skematik Sensor Suhu (LM35 DZ) Gambar 3.4 Skematik Sensor Kelembaban Gambar 3.5 Konfigurasi Penggunaan Port Pada ATMega Gambar 3.6 Perancangan Box Panel Kontrol Gambar 3.7 Perancangan mekanik rangka utama Tampak Atas Gambar 3.8 Perancangan mekanik rangka utama Tampak Samping Gambar 3.9 Perancangan mekanik rangka utama Tampak Belakang Gambar 3.10 Perancangan mekanik rangka utama Tampak Depan Gambar 3.11 Perancangan mekanik rangka utama Tampak Isometrik...38 Gambar 3.12 Flowchart Menu Running Gambar 3.13 Rangkaian ATmega Gambar 3.14 Rangkaian Regulator 5 Volt Gambar 3.15 Rangkaian Driver... 41

11 Gambar 3.16 Rangkaian Konektor LCD Gambar 3.17 Realisasi Controller Pada Control box...42 Gambar 3.18 Realisasi mekanik keseluruhan (isometrik) Gambar 3.19 Realisasi mekanik keseluruhan (Depan) Gambar 4.1 Tanaman 1 dan Gambar 4.2 Proses pertumbuhan Gambar 4.3 Stoberi yang sudah panen Gambar 4.4 Tanaman Stoberi yang gagal panen Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Tingkat Kelembaban ( Suhu Ruang 24 Celcius ) Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Tingkat Kelembaban ( Suhu Ruang 26 Celcius )

12 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Deskripsi Penggunaan Port Tabel 4.1 Hasil Pengujian Nilai Tegangan Pada Port ADC Tabel 4.2 Data Pengujian Sensor LM35 suhu dan Tampilan LCD...48 Tabel 4.3 Data Pengujian Sensor kelembaban dantampilan LCD Tabel 4.4 Datasheet karakteristik HMZ-435CHS1 (sesnsor kelembaban) Tabel 4.5 Hasil Pengujian Tranducer SHT11 dan Hygrometer ( Pada Suhu 24 Celcius ) Tabel 4.6 Hasil Pengujian Tranducer SHT11 dan Hygrometer ( Pada Suhu 26 Celcius )

13 DAFTAR PUSTAKA Hery SIMULASI SISTEM PENGATURAN RELATIFITAS KELEMBABAN UDARA DAN SISTEM PEMUPUKAN OTOMATIS PADA GREEN HOUSE BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535, Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung Bandung. Arifin, Jaenal Sistem Akuisisi Data Suhu Menggunakan Mikrokontroller AT89S51 - Dengan Penampilan LCD. Semarang: Universitas Dipenogoro. Claus kuhnel. Bascom programming of microcontrollers with ease. available : Lisnandar, Rendi Pengendalian Distribusi Air Dan Nutrisi, Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung Bandung. Sensirion, P.T., The Sensor Company.4 Mei 2005.Temperature and Humidity Sensor, Diambil (10 Mei 2012) dari the humidity sensor-mcs electronics. [diakses pada tanggal 8 juli 2012] [diakses pada tanggal 6 juli 2012] [diakses pada tanggal 1 juli 2012] [diakses pada tanggal 27 juni] gory_id=16&flypage=flypage_images.tpl&lang=en&limitstart=0&page=s hop.product_details&product_id=128&vmcchk=1&itemid=30 [diakses pada tanggal 29 juni 2012] [diakses pada tanggal 5 juli] Tutorial Mikrokontroler pada [diunduh pada tanggal 12 Desember 2011]

14 Tutorial Bascom AVR pada dan [diunduh pada 12 Desember 2011] Thia Sistem Kendali & Kontrol Proses.Sumatera: Fakultas Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

15