PROYEK AKHIR MAULANA REKSA KUSUMAH NIM : PROGRAM RAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 20122

Transkripsi

1 SISTEM STEM PENYIRAMAN TANAMAN JAMUR TIRAM OTOMATIS BERBASIS S MIKROKONTROLER ATMEGA32 AUTOMATIC WATERING SYSTEM OF OYSTER MUSHROOM PLANTS BASED ATMEGA32 MICROCONTROLLER PROYEK AKHIR Laporan ini ditulis sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar Diploma III Oleh MAULANA REKSA KUSUMAH NIM : PROGRAM RAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 20122

2 ABSTRAK Jamur tiram adalah tanaman yang memerlukan perawatan khusus untuk pembudidayaannya. Kondisi suhu dan kelembabanya harus diatur agar selalu stabil, serta waktu penyiramannya pun harus dilakukan secara teratur. Sistem penyiraman tanaman pada pertanian jamur saat ini masih dilakukan secara manual oleh manusia. Oleh karena itu dibutuhkan sistem yang dapat menyiram tanaman jamur secara otomatis agar suhu dan kelembaban tanaman jamur dapat dikendalikan dengan baik. Suhu dan kelembaban yang dibutuhkan oleh tanaman jamur yaitu berkisar antara 22-26ºC dengan kelembaban berkisar antara 80% sampai dengan 90%. Perubahan suhu dan kelembaban udara yang terjadi pada lingkungan sekitar dideteksi dengan perantara modul sensor SHT11 agar penyiraman tanaman jamur tiram berjalan otomatis. IC Real Time Clock (RTC) DS1307 berfungsi sebagai timer untuk mengatur waktu penyiraman yang sesuai dengan keperluan pengguna. Data ini akan disimpan dalam EEPROM mikrokontroler ATmega32. Alat ini menggunakan motor DC untuk menggerakkan tabung penyiram yang bergerak pada sebuah rel sepanjang rak baglog jamur Kata Kunci: ATmega32, Jamur Tiram, Suhu dan Kelembaban, SHT11, RTC DS1307

3 ABSTRACT Oyster mushroom is plants that require special care for cultivation. Conditions of temperature and humidity must be set to keep it stable, and the watering must be done regularly. Watering system at this mushroom farming is still done manually by humans. Therefore needed a system that can automatically watering plants so that temperature and humidity can be well controlled. Temperature and humidity needed by the plant ranged between º C with humidity ranged from 80% to 90%. The changes of temperature and humidity that occur in the environment detected by the sensor module SHT11 cause the watering system run automatically. IC Real Time Clock (RTC) DS1307 have function as a timer to set the watering time in accordance with user needs. This data will be stored in the EEPROM ATmega32 microcontroller. This tool uses a DC motor to move the sprinkler tube that moves on a rail along the shelf mushrooms baglog. Keywords: ATmega32, Oyster Mushrooms, Temperature and Humidity, SHT11, RTC DS1307

4

5 !! " " # $ %# & ''('' '!' & ) ' *+$,,- *+$,,- &

6 KATA PENGANTAR Segala puji bagi ALLAH SWT atas karunianya-nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini tepat pada waktunya. Laporan ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan ijazah Diploma III di Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung. Laporan Proyek ini berjudul : Sistem Penyiraman Tanaman Jamur Tiram Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATmega32 Dalam menyelesaikan proyek akhir ini Penulis menyadari bahwa tidak akan berjalan dengan baik tanpa bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, izinkanlah Penulis mempersembahkan rasa terimakasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada : 1. Yth. Bapak Ir. Hari Purnama, M.Eng sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung. 2. Kedua orang tua yang selalu mendukung dan mendoakan Penulis sehingga dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini tepat pada waktunya. Semua nasihat dan perhatiannya sangatlah berharga bagi Penulis. 3. Yth. Ibu Ervin Masita Dewi, ST., MT. sebagai Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. 4. Yth. Bapak Supriyadi, SST. sebagai dosen pembimbing I yang telah membimbing, memberikan petunjuk dan pengarahan dengan sangat baik sehingga Penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini. 5. Yth. Firman Prima Djauhari, ST., MT. sebagai dosen pembimbing II yang telah memberikan pengarahan mengenai pemrograman, sehingga Proyek Akhir ini dapat bekerja dengan baik. 6. Yth. Bapak Tjan Swi Hong, MSc. sebagai koordinator PA yang telah memberikan kebijaksanaannya untuk proses pengerjaan Proyek Akhir ini.

7 7. Yth. Bapak dan ibu dosen untuk semua ilmu dan pengalaman berharga yang diberikan kepada Penulis. 8. Anisa Nur Maulani dan keluarga, yang selalu menguatkan hati dan keyakinan Penulis untuk kelancaran proyek ini, dan dengan kebaikan hatinya senantiasa membantu Penulis di setiap waktu demi keberhasilan Penulis dalam pembuatan laporan proyek akhir. 9. Sahabat-sahabat kelas 3B tersayang yang selalu memberi dorongan dan semangat kepada Penulis sehingga Penulis dapat menyelesaikan proyek akhir ini tepat pada waktunya 10. Ibu Iyom, Bapak Salim, Bapak Agus, ibu Imas, dan semua staf teknisi laboratorium teknik Elektronika yang telah membantu Penulis memfasilitasi keperluan selama Proyek Akhir. Dan dengan segala kerendahan hati, Penulis memanjatkan doa semoga semua bimbingan, bantuan, dorongan, dan semangat yang diberikan kepada Penulis akan mendapatkan balasan pahala dari Allah SWT, dan semoga Proyek Akhir ini mendapatkan berkah dan ridha dari Allah SWT, aamiin yaa rabbal alamiin. Bandung, Juni 2012 Penulis

8 DAFTAR ISI ABSTRAK... ii ABSTRACT... iii LEMBAR PENGESAHAN... iv LEMBAR PERSEMBAHAN... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR LAMPIRAN... xi DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Rumusan Masalah Batasan Masalah Metodologi Sistematika Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI Jamur Tiram Kumbung Jamur Definisi Sistem Kendali Mikrokontroler Sensor Suhu dan Kelembaban Sensor Suhu Sensor Kelembaban Sensor SHT Real Time Clock (RTC) Motor DC Valve Elektrik Relay Transistor... 21

9 Transistor Sebagai Sakelar Keypad Liquid Crystal Display (LCD) Protokol I2C Pemrograman BASCOM (Basic Compiler) Program GetADC Program GetKBD BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI Definisi Perancangan Tujuan Perancangan Tahapan Perancangan dan Realisasi Menentukan Fungsi dan Cara Kerja Alat Menentukan Spesifikasi Alat Menentukan Diagram Blok Alat Perancangan Perangkat Keras Elektronika Rangkaian Sistem Minimum ATmega32 dan Regulator 5 Volt Rangkaian Regulator Tegangan 9 Volt Rangkaian Driver Aktuator Rangkaian Connector LCD Perancangan Perangkat Keras Mekanik Rancangan Rangka Kumbung Penyiram Jamur Rancangan Tabung Penyiram Jamur Rancangan Control Box Rancangan Keseluruhan Mekanik Tampak Setiap Sisi Mekanik Perancangan Perangkat Lunak Perancangan Program Utama Perancangan Subroutine Program Otomatis Perancangan Subroutine Manual Realisasi Perangkat Keras Realisasi Rangkaian Elektronik Realisasi Mekanik... 46

10 3.11. Realisasi Perangkat Lunak BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Tujuan Pengujian Metoda Pengujian Alat Yang Digunakan Pengukuran dan Analisa Tegangan Output Pin ATmega Pengujian dan Analisa Keypad Pengujian Perbandingan Tegangan Pada Transducer dan Port ADC Pengujian Sensor SHT Pengujian Motor Terhadap Nilai Error Antara Slide Potensiometer dan Multiturn Pengujian Penyiraman Otomatis Terhadap Pengaturan Timer RTC Pengujian Pengembunan Terhadap Pengaruh Sensor SHT Pengujian Keseluruhan Sistem Penyiraman dan Pengembunan Otomatis Terhadap Pertumbuhan Jamur BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A Listing Program Keseluruhan LAMPIRAN B Layout PCB LAMPIRAN C Rancangan Mekanik LAMPIRAN D Datasheet

11 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Listing Program Lampiran B Layout PCB Sistem Minimum ATmega32... B1 Regulator 9 Volt... B2 Driver Relay Aktuator... B3 LCD Connector... B4 Lampiran C Desain Mekanik Rancangan Mekanik Keseluruhan... C Lampiran D Datasheet Datasheet ATmega D1 Datasheet Sensor SHT11... D2 Datasheet IC RTC DS D3 Datasheet Transistor BC D4 Datasheet Relay... D5 Datasheet LCD 4x20... D6

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tubuh Buah Jamur Tiram... 5 Gambar 2.2 Baglog Jamur Dalam Fase Miselium... 6 Gambar 2.3 Susunan Rak Pada Kumbung Jamur... 7 Gambar 2.4 Bangunan Semi-Permanen Kumbung Jamur... 8 Gambar 2.5 Diagram blok sistem kendali secara umum, (a) sistem kendali terbuka, (b) sistem kendali tertutup... 8 Gambar 2.6 IC AVR ATmega Gambar 2.7 Konfigurasi Pin ATmega Gambar 2.8 Blok Diagram ATmega Gambar 2.9 Sensor SHT Gambar 2.10 Konfigurasi Pin Sensor SHT Gambar 2.11 Modul Real Time Clock DS Gambar 2.12 Tiga Komponen Utama Pada Motor DC Gambar 2.13 Contoh Motor DC Gambar 2.14 Selenoid Valve Gambar 2.15 Bagian-Bagian Pada Solenoid Valve Gambar 2.16 Konfigurasi Pin Relay Gambar 2.17 Keypad 4x Gambar 2.18 Scanning Keypad Gambar 2.19 Liquid Crystal Display (LCD) 4x Gambar 2.20 Contoh Penggunaan Protokol I2C pada Rangkaian Gambar 3.1 Diagram blok Sistem Penyiraman Tanaman Jamur Tiram Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATmega Gambar 3.2 Skematik Sistem Minimum ATmega Gambar 3.3 Skematik Regulator Tegangan 9 Volt Gambar 3.4 Skematik Rangkaian Driver Aktuator Gambar 3.5 Skematik Rangkaian Connector LCD Gambar 3.6 Rancangan Rangka Kumbung Jamur... 37

13 Gambar 3.7 Rancangan Tabung Penyiram Jamur Gambar 3.8 Rancangan Control Box Gambar 3.9 Rancangan Keseluruhan Mekanik Gambar 3.10 Tampak Depan Rancangan Mekanik Gambar 3.11 Tampak Samping Rancangan Mekanik Gambar 3.12 Tampak Atas Rancangan Mekanik Gambar 3.13 Diagram Alir Routine Program Utama Gambar 3.14 Diagram Alir Subroutine Program Otomatis Gambar 3.15 Diagram Alir Subroutine Program Manual Gambar 3.16 Rangkaian ATmega32 dan RTC DS Gambar 3.17 Rangkaian Regulator 9 Volt Gambar 3.18 Rangkaian Driver Aktuator Gambar 3.19 Rangkaian LCD Gambar 3.20 Realisasi Rangka Kumbung Jamur Gambar 3.21 Realisasi Tabung Penyiram Jamur Gambar 3.22 Realisasi Control Box Gambar 3.23 Realisasi Controller Pada Control box Gambar 3.24 Realisasi Mekanik Keseluruhan Gambar 3.25 Realisasi Mekanik Dengan Lapisan Tanah di Dasarnya Gambar 4.1 Standar Level Tegangan Logika TTL Gambar 4.2 Cara Penyambungan Pin Pada Keypad ke Mikrokontroler Gambar 4.3 Display pada LCD Saat Keypad Tidak Ditekan Gambar 4.4 Penempatan Multiturn Pada Motor Pembawa Tabung Penyiram Gambar 4.5 Bila Eror Dari ADC < 0 Maka Motor Bergerak ke Kiri Gambar 4.6 Bila Eror Dari ADC = 0 Maka Motor Berhenti Gambar 4.7 Bila Eror Dari ADC > 0 Maka Motor Bergerak ke Kanan Gambar 4.8 Set Timer Input Penyiraman Gambar 4.9 Set Timer Input Penyiraman Gambar 4.10 Set Timer Input Penyiraman Gambar 4.11 Hasil Eksekusi Timer Gambar 4.12 Hasil Eksekusi Timer Gambar 4.13 Hasil Eksekusi Timer

14 Gambar 4.14 Pertumbuhan Jamur Tiram Hari Ke-1 ( , 11:08) Gambar 4.15 Pertumbuhan Jamur Tiram Hari Ke-2 ( , 09:30) Gambar 4.16 Pertumbuhan Jamur Tiram Hari Ke-3 ( , 12:03) Gambar 4.17 Pertumbuhan Jamur Tiram Hari Ke-4 ( , 15:40)... 65

15 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Konfigurasi Pin LCD Tabel 4.1 Data Pengukuran Output Saat Logik Tabel 4.2 Data Pengukuran Output Saat Logik Tabel 4.3 Hasil Pengujian Nilai Tegangan Pada Port ADC Tabel 4.4 Hasil Pengujian Sensor SHT Tabel 4.5 Data Pergerakan Motor Dengan Pengaruh ADC Tabel 4.6 Data Pergerakan Motor Terhadap Pengaturan Timer Tabel 4.7 Data Pengujian Pengembunan Terhadap Pengaruh Sensor SHT

16 DAFTAR PUSTAKA [1] Aditya, Rial Jurus Sukses Beragribisnis Jamur. Jakarta: Penebar Swadaya [2] Rahmat, Suryani Untung Besar Dari Bisnis Jamur Tiram. Jakarta: Agro Media Pustaka. [3] Setiawan, Afrie Aplikasi Mikrokontroler ATmega 8535 & ATmega 16 Menggunakan BASCOM AVR. Yogyakarta: Andi. [4] Iswanto, S.T Design dan Implementasi Sistem Embaded Mikrokontroler ATmega 8535 dengan Bahasa BASIC. Yogyakarta: Gava Media. [5] Akses LCD 16x2 Auto Tecno. (Diunduh 22 Maret 2012 WIB) [6] Zal, Fahmi. Akses Sensor suhu dan kelembaban SHT11 berbasis mikrokontroler.nhttp://fahmizaleeits.wordpress.com/2010/08/29/aksessensorsuhu-dan-kelembaban-sht11-berbasis-mikrokontroler/ (Diunduh 22 Maret 2012) [7] Atmel Corporation. AVR315: Using the TWI module as I2C master. http//atmel.com (Diunduh 22 Maret 2012) [8] Viklund,Andreas.eKeypad. (Diunduh 22 Maret 2012) [9]hHammar,sAljas.vKumbungkAljasjOrganiclFarm.shttp://aljasfarm.wordpress.c om/tag/kumbung/ (Diunduh 21 Maret 2012) [10]sBlogsIndorobotika.vModulvRealtimevClockDS1307.xhttp://blog.indorobotik sa.com/arduino/modul-srealtime-clock-rtc-dengan-ds1307/ (Diunduh 22 smaret 2012) [11]sWardana,fMeri.gPrinsipvKerjagSolenoidgValve.chttp://meriwardana.blogsps sot.com/2011/11/ solenoid-valve (Diunduh 21 smaret 2012) [12]sRiawan,sIndra.sSuhubdanvKelembaban.vhttp://indrariawan.wordpress.com/c s2007/03/28/suhu-dan-kelembaban-data-center/ (Diunduh 22 Maret 2012) [13]sRubingan.sMotor DC. (Diunduh d22 Maret 2012)

17 Daftar Riwayat Hidup Data Pribadi Nama Jenis Kelamin Tempat, Tanggal Lahir Agama Status Alamat No. HP Maulana Reksa Kusumah : Laki-laki : Bandung, 9 Oktober 1990 : Islam : Belum Menikah : Jl. H. Samsudin No.18 Bandung : : maulanareksa@gmail.com Pendidikan Formal Tahun Institusi SMA Negeri 8 Bandung SMP Negeri 1 Bandung SD Negeri 13 Cimahii