Gambar : 1. Rumah Jamur (slave). [7]

Transkripsi

1 Hariyadi Singgih,Kajian Sistem Nirkabel, Hal banyak tenaga dan waktu petani, karena harus membawa air dan menyiramkan secara rata setiap saat dipermukaan tanah. Hal ini amatlah tidak efisien. [7]. Dari permasalahan yang ada akan dikembangkan dan dikaji kinerja sistem komunikasi data nirkabel Xbee alat yang dapat membantu para petani untuk memonitor dan menjaga kelembaban pada suhu ruangan tanaman jamur tiram secara otomatis dari jarak jauh (nirkabel). Dimana rumah jamur disebut sebagai slave dan ruang-kontrol disebut sebagai master. 2. KAJIAN PUSTAKA Jamur Tiram Membudidayakan jamur tiram memang menjanjikan untung besar bagi pelakunya. Selain permintaan pasar yang cenderung meningkat setiap harinya, jamur tiram merupakan salah satu jenis jamur yang cukup mudah untuk dibudidayakan. Banyak masyarakat yang mulai tertarik untuk membudidayakan jamur tiram sebagai peluang usaha. Pada dasarnya habitat jamur tiram berada di daerah yang sejuk seperti di kawasan pegunungan maupun hutan. Namun seiring dengan meningkatnya permintaan pasar, kini jamur tiram mulai dibudidayakan masyarakat dengan bantuan media tanam buatan berupa baglog. Baik dalam skala kecil/rumah tangga maupun dalam skala besar berupa industri budidaya jamur tiram. Gambar 1. Merupakan contoh visual rumah jamur (slave). [7] Gambar : 1. Rumah Jamur (slave). [7] 23

2 Jurnal ELTEK, Vol 13 No 01, April 2015 ISSN Sensor Kelembaban dan Suhu SHT11 Modul sensor suhu dan kelembaban SHT11 merupakan piranti sensor yang sekaligus bekerja mendeteksi perubahan temperature dan perubahan kelembaban udara disekitar modul SHT11. Keluaran dari sensor berupa data digital karena didalam piranti chip ini dilengkapi sebuah ADC sebesar 14-bit. Rentang pengukuran suhu antara ,8 ºC dan kelembaban antara % Rh. Keakurasian pengukuran mencapai ± 0,3 setiap kenaikan 25 ºC untuk temperatur dan ±1,8 %RH untuk kelembaban. Gambar sensor suhu dan kelembaban SHT11 ditunjukan dalam Gambar 2. Aplikasi sensor SHT11 dapat dikonfigurasikan dengan microcontroller ataupun komputer dalam pengukuran suhu dan kelembaban secara digital. Dengan adanya ADC yang terintegrasi dalam satu modul, maka sensor SHT11 memiliki kemudahan berkomunikasi dengan microcontroller ataupun komputer menggunakan komunikasi data serial. Konfigurasi kaki sensor SHT11 ditunjukan dalam Gambar 3. Gambar 2. Sensor SHT11. [2] Gambar 3. Konfigurasi kaki SHT11. [2] 24

3 Hariyadi Singgih,Kajian Sistem Nirkabel, Hal Mikrokontroler ATmega 16 Mikrokontroller ATMEGA16 memiliki clock dengan frekwensi 16 MHz, memiliki flash memori cukup besar, kapasistas SRAM sebesar 2 KByte, 32 buah port I/O yang sangat memadai untuk berinteraksi dengan LCD dan keypad Arsitektur CPU ATMEGA16 Fungsi utama CPU adalah memastikan pengeksekusian instruksi dilakukan dengan benar. Oleh karena itu CPU harus dapat mengakses memori, melakukan kalkulasi, mengontrol peripheral, dan menangani interupsi. Ada 32 buah General Purpose Register yang membantu ALU bekerja. Untuk operasi aritmatika dan logika, operand berasal dari dua buah general register dan hasil operasi ditulis kembali ke register. Status and Control berfungsi untuk menyimpan instruksi aritmatika yang baru saja dieksekusi. Informasi ini berguna untuk mengubah alur program saat mengeksekusi operasi kondisional. Instruksi di jemput dari flash memory. Setiap byte flash memory memiliki alamat masingmasing. Alamat instruksi yang akan dieksekusi senantiasa disimpan Program Counter. Ketika terjadi interupsi atau pemanggilan rutin biasa, alamat di Program Counter disimpan terlebih dahulu di stack. Alamat interupsi atau rutin kemudian ditulis ke Program Counter, instruksi kemudian dijemput dan dieksekusi. Ketika CPU telah selesai mengeksekusi rutin interupsi atau rutin biasa, alamat yang ada di stack dibaca dan ditulis kembali ke Program Counter. [1] Program Memori ATMEGA 32 memiliki 32 KiloByte flash memori untuk menyimpan program. Karena lebar intruksi 16 bit atau 32 bit maka flash memori dibuat berukuran 16K x 16. Artinya ada 16K alamat di flash memori yang bisa dipakai dimulai dari alamat 0 heksa sampai alamat 3FFF heksa dan setiap alamatnya menyimpan 16 bit instruksi. Diagram blok dan konfigurasi pin Atmega-16 masing-masing ditunjukan Gambar 4, dan 5. [3] 25

4 Jurnal ELTEK, Vol 13 No 01, April 2015 ISSN Gambar 4. Diagram blok AT MEGA 16. [3] Gambar 5. Konfigurasi Kaki Atmega 16 [1] 26

5 Hariyadi Singgih,Kajian Sistem Nirkabel, Hal Modul Wireless XBee Pro Modul wireless XBee Pro atau yang sering disebut dengan modul zigbee merupakan modul transceiver. Radio frequency transceiver atau pengirim dan penerima frequensi radio, berfungsi untuk komunikasi secara full duplex. Merupakan salah satu modul komunikasi wireless dengan frekuensi 2,4 GHz adalah XBee-Pro OEM ZigBee/IEEE ,4 GHz. Radio frequency transceiver ini merupakan sebuah modul yang terdiri dari RF transmitter dan RF receiver dengan sistem interface serial UART asynchronous. Modul wireless Xbee ditunjukan dalam Gambar 6. dalam datasheet dimana untuk modul Xbee 1mW wire antenna dapat mencapai jarak 200 meter Gambar 6. Modul Wireless Xbee. [6] ) Modul xbee mempunyai 20 pin (kaki) dengan koneksi minimum: pin VCC (pin 1), GND (pin 10), DOUT (pin 2), dan DIN (pin 3). Catuan VCC yang digunakan adalah 3,3 volt. Prinsip kerja modul zigbee dapat dilihat dalam Gambar 7. Gambar 7. Prinsip Kerja Modul Xbee Pro. [6] 27

6 Jurnal ELTEK, Vol 13 No 01, April 2015 ISSN LCD (Liquid Crystal Display) Display LCD merupakan crystal atau perangkat elektronik yang digunakan untuk menampilkan angka atau teks. LMB162A adalah modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris terakhir adalah kursor). Memori LCD terdiri dari bir CGROM, 64 byte CGRAM dan 80x8 bit DDRAM yang diatur pengalamatannya oleh Address Counter dan akses datanya (pembacaan maupun penulisan datanya) dilakukan melalui register data. Gambar 8 menunjukan LCD 16x2 character. Gambar 8. LCD 16x2 character. [5] 3. METODE 3.1 Jenis Penelitian Bidang Ilmu dalam penelitian ini berbasis kontrol elektronika dalam katagori Teknik Elektro rekayasa tepat guna. 3.2 Populasi dan Sampel Penelitian Metode penelitian dijelaskan melalui diagram alir Gambar : 9 yang meliputi : 28

7 Hariyadi Singgih,Kajian Sistem Nirkabel, Hal MULAI FOKUS RISET TEKNOLOGI REKAYASA VARIABEL YG DITELITI : KNERJA NIRKABEL, SUHU DAN KELEMBABAN PENELITIAN AWAL : SAMPEL SENSOR SUHU DAN KELEMBABAN MODIFIKASI (OPTIMASI) OPTIMASI KINERJA T Y MEMBUAT PROTOTYPE PERANCAN GAN HARDWARE SAMPEL MASTER & SLAVE PERANCAN GAN SOFTWARE MCU EMBEDED SISTEM PENGUJIAN & ANALISIS SIMPULAN SELESAI Gambar : 9. Diagram Alir Metode Penelitian 3.3 Penelitian Awal. Melakukan penelitian awal yakni mengukur suhu dan kelembaban sebagai sampel kajian empirik terhadap kinerja sensor SHT11, Data hasil pengukuran ditunjukan dalam Tabel 1. dan Gambar : 10. Simpulan awal sebagai sampel adalah, kesalahan rata-rata pengukuran suhu 1,9 % dan kelembaban 2,1 % (1-2 %). Dengan nilai kesalahan rata-rata kecil (dapat ditoleransi), maka penelitian dapat dilanjutkan. 29

8 Jurnal ELTEK, Vol 13 No 01, April 2015 ISSN Gambar : 10 Data Tampilan LCD dan Alat Pembanding Hygrometer No Tabel 1. Data Hasil Pengujian SHT11 Kelembab Termometer an (RH) Pembanding Suh u ( o C) Hygromet er (RH) ( o C) , , , , , , Perancangan Software Program Master. Program Master diasumsikan sebagai rumah pemilik, sebagai pusat kendali dan dapat memonitor perubahan-perubahan fenomena yang terjadi. Flow chart program master ditunjukan dalam Gambar :

9 Hariyadi Singgih,Kajian Sistem Nirkabel, Hal Gambar : 11. Flow chart Program Master 3.5 Perancangan Software Program Slave Program Slave diasumsikan sebagai rumah budidaya jamur, sebagai objek kendali perubahan-perubahan fisis suhu dan kelembaban Flow chart program slave ditunjukan dalam Gambar :

10 Jurnal ELTEK, Vol 13 No 01, April 2015 ISSN Gambar : 12. Flow chart Program Slave 3.6 Perancangan Hardware Membuat diagram blok sistem yang dibagi menjadi 2 bagian yakni sistem slave dan sistem master. Mikrokontroler atmega 16 digunakan sebagai main-system yang berfungsi untuk mengolah keluaran dari sensor suhu, kelembaban dan mengolah data untuk kendali Fan/Kipas. seperti ditunjukan Gambar 13. dan hardware rangkaian ditunjukan dalam Gambar : 14 SLAVE MASTER LCD MCU-Atmega-16 X-bee X-bee MCU-Atmega-16 SENSOR-1 KIPAS-1 SENSOR-2 KIPAS-2 BUZZER LCD 32

11 Hariyadi Singgih,Kajian Sistem Nirkabel, Hal Gambar : 13 Blok Diagram Sistem Gambar : 14 Hardware Rangkaian [4] 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Pengujian Pengujian Sistem komunikasi XBee Untuk mengetahui kinerja sistem komunilasi nirkabel Xbee antara Slave dan Master. Data hasil pengujian diberikan dal;am Tabel. 2 dan 3 Tabel 2. Hasil Pengujian Xbee di Luar Ruang No Jarak (m) Buzzer+Led 1 10 Mati 2 20 Mati 3 30 Mati 4 40 Mati 33

12 Jurnal ELTEK, Vol 13 No 01, April 2015 ISSN Mati 6 60 Mati 7 65 Nyala 8 70 Nyala Tabel 3. Hasil Pengujian Xbee di Dalam Ruang No. Jarak (m) Buzzer+Led 1 5 Mati 2 10 Mati 3 15 Mati 4 20 Mati 5 25 Mati 6 30 Nyala 7 35 Nyala Pengujian Sprayer (Piranti pelembab udara) Pengujian ini bertujuan untuk memonitor kinerja piranti Sprayer sebagai piranti pelembab udara ruang. Data pengujian disajikan dalam Tabel 4. Tabel 4. Pengujian Sprayer No RH Pada Sensor SHT11 (%) Keadaan Sprayer 1 58,6 Nyala 2 59,5 Nyala 3 61 Mati 4.2 Pembahasan Pengujian Sensor SHT11 Dari Tabel 1. data pengamatan tampilan LCD terbaca suhu ruang : 26,5 0 C ada perbedaan dengan data pengukuran dari alat referensi hygrometer, dengan % kesalahan rata-rata 1,89%. diperoleh dari rumus error = [(26,5) - (26 V)] / (26,5 V) x 100%. 34

13 Hariyadi Singgih,Kajian Sistem Nirkabel, Hal Sedangkan untuk kelembaban data tampilan LCD terbaca : 68 % ada perbedaan dengan data pengukuran dari alat referensi hygrometer yaitu 67 %, sehingga memiliki % kesalahan : 1,48%. dihitung dari rumus error = [(68) - (67 V)] / (68 V) x 100%. Sehingga kesalahan rata-rata pengukuran dari sensor SHT11 adalah : 1-2% Pengujian Sistem komunikasi Xbee di Luar Ruang Pengujian Xbee di luar ruangan dihasilkan jarak maksimal antara rangkaian Slave dan rangkaian Master sejauh 70 meter hal ini sangat berbeda dengan yang tercantum dalam datasheet dimana untuk modul Xbee 1mW wire antenna dapat mencapai jarak 200 meter. Hal ini kemungkinan terpengaruh oleh faktor situasi dan kondisi Pengujian Sistem komunikasi Xbee di Dalam Ruang Data dalam Tabel 3. menunjukan hasil pengujian bahwa jarak maksimum diperoleh : 30 meter hal ini juga berbeda dengan spesifikasi modul XBEE yang tercantum dalam datasheet dapat mencapai 90 meter. Pengujian Sistem ini di lakukan di dalam ruangan dengan cara menempatkan rangkaian slave dan master di dalam ruangan (rumah) yang terhalang oleh pintu dinding dll Pengujian Sprayer (pelembab udara) Data dalam Tabel. 4 menunjukan bahwa Sprayer mulai bekerja secara otomatis (ON) saat RH (kelembaban) menunjuk pada angka kurang dari 60% dan piranti sprayer otomatis mati (OFF) saat RH pada tampilan LCD 60%, disimpulkan bahwa sprayer mampu bekerja dengan baik. 5. PENUTUP Kinerja sensor SHT11 pada aplikasi komunikasi data sistem nirkabel mampu mendeteksi perubahan suhu dan kelembaban secara otomatis secara baik dengan tingkat kesalahan rata-rata 1-2%. 35

14 Jurnal ELTEK, Vol 13 No 01, April 2015 ISSN Dalam aplikasi komunikasi sistem nirkabel sensor SHT11 selain dapat mendeteksi kenaikan dan penurunan suhu serta kelembaban rumah budidaya jamur sesuai program yang dibuat, sistem juga dapat mengenali kerusakan sistem komunikasi nirkabel (hank) melalui pengaktifan buzzer. Sistem komunikasi nirkabel (Xbee) yang dibangun hanya mampu mencapai jarak 70 meter. (data-sheet 200 meter) Dari ketiga simpulan diatas, maka sistem nirkabel menggunakan Xbee dapat diaplikasikan sebagai media komunikasi data pada rumah jamur. 6. DAFTAR PUSTAKA [1]. Ardi, Winoto, Mikrokontroller AVR ATMega8/32/16/8535 dan pemrogramannya dengan Bahasa C pada Win AVR, Informatika Bandung. [2]. Allegro SHT11 diakses online tanggal 26 Februari 2015 [3]. Budiarto, Widodo dan Rizal Gamayel Belajar Sendiri : 12 Proyek Mikrokontroller untuk pemula. Jakarta : Eex Media Komputindo. [4]. Tooley, Mike,2007, Rangkaian Elektronik Prinsip dan Aplikasi, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta. [5] diakses online : 25 Maret 2015 [6]. MaxStream, Inc. All rights reserved 2007, https : // diakses online : 12 April 2015 [7]. diakses : 01 Mei