RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN TANAMAN ANGGREK DENDROBIUM BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328PU

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN TANAMAN ANGGREK DENDROBIUM BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328PU I GUSTI NGURAH AGUNG SWANTARA BUDI DARMA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015

2 TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN TANAMAN ANGGREK DENDROBIUM BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328PU I GUSTI NGURAH AGUNG SWANTARA BUDI DARMA NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015

3

4

5 ABSTRAK Penyiram tanaman anggrek dendrobium berbasis mikrokontroler ATmega 328PU merupakan sistem penyiram tanaman otomatis. Dioperasikan berdasarkan waktu menggunakan sensor DS1307 sebagai RTC (Real Time Clock), suhu dan kelembaban menggunakan Sensor DHT11. Metode dalam pembuatan tugas akhir ini adalah membuat rancang bangun perangkat keras penyiram tanaman anggrek dendrobium. Perangkat ini menggunakan mikrokontroler ATmega 328PU terdiri dari sensor suhu dan kelembaban, LDR (Light Dependent Resistor) serta RTC (Real Time Clock). Hasil dari perangkat sistem penyiram tanaman anggrek dendrobium berbasis mikrokontroler ATmega 328PU ini adalah meringankan pemeliharaan terhadap tanaman anggrek dendrobium. Perangkat ini dapat membuat pertumbuhan yang baik dari tanaman anggrek. Pada tugas akhir ini berhasil direalisasikan sistem penyiram tanaman anggrek dendrobium berbasis mikrokontroler ATmega 328PU. Sebagai inputan dari sensor kelembaban dan suhu DHT11, level switch, sensor LDR (Light Dependent Resistor), dan juga dari RTC (Real Time Clock) DS1307. Dengan keluaran berupa angka digital yang ditampilkan pada LCD (Liquid Crystal Display). Kata kunci : Penyiram tanaman, anggrek dendrobium, sensor DHT11, sensor DS1307, Mikrokontroler ATmega 328PU

6 ABSTRACT Dendrobium orchid watering based 328PU ATmega microcontroller is an automatic watering system. Operated by time using DS1307 sensor as an RTC (Real Time Clock), temperature and humidity sensors using DHT11. The method in making this final project is to make the hardware design watering dendrobium orchids. The device uses ATmega 328PU microcontroller and consists of a temperature and humidity sensor, LDR (Light Dependent Resistor) and RTC(Real Time Clock). Results from the watering system dendrobium orchids based ATmega 328PU microcontroller is ease of maintenance against dendrobium orchids. This device can make a good growth of orchid plant. The final project was successfully realized watering system dendrobium orchids based ATmega 328PU microcontroller. As the input of humidity and temperature sensor DHT11, level switches, sensors LDR (Light Dependent Resistor), and also from the RTC (Real Time Clock) DS1307, the output of the digital numbers are displayed on the LCD (Liquid Crystal Display). Keywords: Watering plants, orchid dendrobium, DHT11 sensor, DS1307 sensor, ATmega 328PU Microcontroller.

7 UCAPAN TERIMAKASIH Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas anugerah-nya, sehingga Tugas Akhir yang berjudul ʻʻRancang Bangun Sistem Penyiraman Tanaman Anggrek Dendrobium Berbasis Mikrokontroler ATmega 328PU ini dapat diselesaikan dengan tepat waktu. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehingga pada kesempatan ini perkenankan penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT., Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT selaku ketua jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak I.G.A.P Raka Agung, ST., MT Selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama penyusunan laporan. 4. Bapak Pratolo Rahardjo, ST., MT Selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama penyusunan laporan. 5. Bapak, Ibu dan keluarga terima kasih atas do a, dukungan, serta saransaran yang selalu diberikan. 6. Rekan - rekan mahasiswa Konsentrasi Elektronika Terapan 2009 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.

8 7. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang diberikan sehingga laporan ini bisa selesai tepat pada waktunya. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih kurang sempurna, karena keterbatasan kemampuan dan pengalaman yang dimiliki penulis. Oleh karena itu setiap saran dan kritik yang konstruktif sangat diharapkan oleh penulis demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mohon maaf kepada semua pihak, apabila dalam Tugas Akhir terdapat kekeliruan. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi para pembaca. Bukit Jimbaran, November 2015 Penulis

9 DAFTAR ISI Halaman JUDUL... i PERNYATAAN... iii LEMBAR PENGESAHAN... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi UCAPAN TERIMA KASIH... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Manfaat Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 3 BAB II KAJIAN PUSTAKA Tinjauan Mutakhir Tinjauan Pustaka Mikrokontroler Sensor Kelembaban dan Suhu DHT LCD (Liquid Crystal Display) dengan Shift Register 74HC Motor DC Sensor LDR (Light Dependent Resistor) RTC (Real Time Clock) Buzzer Level Switch... 20

10 2.2.9 Transistor Sebagai Saklar (Switching Transistor) Tanaman Anggrek Arduino IDE BAB III METODE DAN PERANCANGAN Tempat dan Waktu Penelitian Data Sumber Data Jenis Data Teknik Pengumpulan Data Alat dan Bahan Metode Perancangan Gambaran Umum Perancangan Perangkat Keras Perancangan Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Atmega 328PU Perancangan Rangkaian Sensor DHT Perancangan Rangkaian LCD Perancangan Rangkaian RTC Perancangan Rangkaian Relay Perancangan Rangkaian Level switch Perancangan Prototype dan Struktur Perangkat Keras Perancangan Perangkat Lunak Diagram Alir Sistem Keseluruhan Diagram Alir Penampungan Air Tangki Diagram Alir Sistem Penyiraman Diagram Alir Rangkaian Relay BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Realisasi Hasil Perancangan... 44

11 4.2 Pengujian dan Pembahasan Realisasi rancang bangun sistem penyiraman tanaman anggrek dendrobium berbasis mikrokontroler ATmega 328PU Pengujian Sensor DHT11 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU Pengujian dan Pembahasan Modul DS1307 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU Pengujian dan pembahasan level switch dengan Mikrokontroler ATmega 328PU Pengujian dan Pembahasan Sensor LDR (Light Dependent Resistor) dengan Mikrokontroler ATmega 328PU Cara Operasional Sistem BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Konfigurasi ATmega 328PU... 8 Gambar 2.2 Diagram blok ATmega 328PU Gambar 2.3 Sensor DHT Gambar 2.4 LCD modul seiko M Gambar 2.5 IC 74HC Gambar 2.6 Motor DC pompa air Gambar 2.7 Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor Gambar 2.8 Simbol dan bentuk sensor cahaya LDR Gambar 2.9 Keping DS Gambar 2.10 Pin out chip DS Gambar 2.11 Buzzer Gambar 2.12 Level switch Gambar 2.13 Transistor BC Gambar 2.14 Transistor sebagai saklar (a) dan grafik perbandingan Ic dan VCE (b) Gambar 2.15 Aplikasi transistor sebagai switching relay 12Volt Gambar 2.16 Anggrek dendrobium sao paulo ungu Gambar 2.17 Contoh antarmuka software arduino IDE Gambar 3.1 Diagram blok perangkat keras rancang bangun pemeliharaan tanaman anggrek dendrobium otomatis berbasis mikrokontroler ATmega 328PU Gambar 3.2 Rangkaian keseluruhan rancang bangun penyiram tanaman anggrek dendrobium berbasis ATmega 328PU Gambar 3.3 Rangkaian Sensor DHT Gambar 3.4 Rangkaian LCD Gambar 3.5 (a)tampilan LCD yang menampilkan suhu, kelembaban, waktu dan internsitas cahaya. (b)tampilan ke dua LCD

13 setelah tangki penampungan air kosong Gambar 3.6 Rangkaian RTC Gambar 3.7 Tampilan RTC pada serial port Gambar 3.8 Rangkaian relay Gambar 3.9 Rangkaian level sensor Gambar 3.10 Perancangan prototipe dan struktur perangkat keras Gambar 3.11 Diagram alir sistem keseluruhan Gambar 3.12 Diagram alir pembacaan sensor penampungan air tangki Gambar 3.13 Diagram alir sensor DHT Gambar 3.14 Diagram alir rangkaian relay Gambar 4.1 Rangkaian keseluruhan sistem Gambar 4.2 Diagram blok pengujian keluaran sensor DHT11 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU Gambar 4.3 Pengujian rangkaian DHT11 dengan Mikrokontroler ATmega328PU Gambar 4.4 Diagram blok pengujian modul DS1307 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU Gambar 4.5 Pengujian rangkaian modul DS1307 dengan Mikrokontroler ATmega 328PU Gambar 4.6 Diagram blok pengujian Capacitive Liquid sensor dengan Mikrokontroler ATmega 328PU Gambar 4.7 Pengujian rangkaian Capacitive Liquid sensor dengan Mikrokontroler ATmega 328PU, tampilan saat tangki kosong Gambar 4.8 Diagram blok pengujian LDR sensor dengan Mikrokontroler ATmega 328PU Gambar 4.9 Pengujian rangkaian LDR sensor dengan Mikrokontroler ATmega 328PU... 52

14 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Fungsi pin pada LCD Tabel 3.1 Diagram blok rancang bangun pemeliharaan tanaman anggrek dendrobium otomatis berbasis mikrokontroler ATmega 328PU Tabel 3.2 Distribusi port mikrokontroler ATmega 328PU Table 4.1 Contoh dari data yang diterima oleh sensor DHT