Sabtu, 15 Juni 2024




Sistem Penyiraman Otomatis Bibit Mangga dalam Pot


Tumbuhan merupakan makhluk hidup yang pada umumnya memiliki akar, batang, dan daun, yang sangat membutuhkan air untuk perkembangan hidupnya. Selain itu, tumbuhan juga berperan penting bagi kehidupan manusia, hewan, dan lingkungan. Tumbuhan mampu menyerap gas karbondioksida di lingkungan dan menghasilkan oksigen baru, sehingga udara menjadi lebih bersih.

Kemajuan teknologi dari waktu ke waktu telah berkembang dengan pesat, memberikan banyak kemudahan bagi manusia untuk melakukan pekerjaan sehari-hari, termasuk dalam perawatan tanaman. Salah satu contoh perawatan tanaman yang dapat dioptimalkan dengan teknologi adalah penyiraman otomatis dan pemantauan bibit mangga dalam pot. Penyiraman tanaman secara rutin adalah rutinitas penting yang perlu dilakukan agar tanaman dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Otomatisasi dapat dimanfaatkan untuk membantu pekerjaan yang bersifat rutinitas karena dapat berjalan terus menerus tanpa mengenal waktu.

Mengetahui waktu penyiraman yang tepat adalah hal penting dalam proses perawatan tanaman. Salah satu teknologi yang dapat memudahkan seseorang dalam melakukan penyiraman adalah penerapan sistem penyiraman otomatis menggunakan komunikasi UART antara dua Arduino. Dual Arduino memungkinkan penggunaan dua mikrokontroler untuk berbagi tugas, meningkatkan efisiensi dan ketepatan dalam pengontrolan sistem penyiraman dan pemantauan kondisi tanaman.

Penyiraman otomatis adalah teknik penyiraman modern tanpa menggunakan manusia sebagai peran utama. Saat ini, terdapat beberapa penelitian yang telah dilakukan terkait penyiraman otomatis. Misalnya, penelitian oleh D. Kurnia membuat prototipe Gardening Smart System (GSS) untuk perawatan tanaman anggrek berbasis web menggunakan Arduino Uno, dan A. Rahman yang membuat sistem penyiraman tanaman otomatis menggunakan sensor kelembaban tanah dan sensor cahaya berbasis IoT.

Berdasarkan pemaparan di atas, penulis tertarik untuk merancang sebuah sistem penyiraman otomatis dan pemantauan bibit mangga dalam pot menggunakan komunikasi UART dengan dual Arduino, sensor Infrared, DHT11, Capacitive Soil Moisture, Rainsensor, dan LDR. Sistem ini akan memungkinkan pemantauan dan kontrol secara efektif untuk memastikan pertumbuhan optimal bibit mangga.

Dengan sistem ini, diharapkan perawatan bibit mangga dalam pot dapat dilakukan dengan lebih efisien dan efektif, memastikan pertumbuhan yang optimal dan kesehatan tanaman yang baik. Sistem ini tidak hanya bermanfaat bagi para penghobi tanaman, tetapi juga bagi petani dan pengusaha agrikultur yang ingin meningkatkan produktivitas dan efisiensi dalam perawatan tanaman mereka.


    Tujuan dari rancangan yang dilakukan yaitu:

a.      Memenuhi syarat untuk modul 4 Praktikum Mikroprosesor & Mikrokontroler

b.     Untuk mendesain sistem penyiraman otomatis bibit mangga dalam pot

c.      Mengimplementasikan rangkaian sistem penyiraman otomatis bibit mangga dalam pot ke bentuk prototipe


 

                       a.     Alat

1.     Solder

b.     Komponen

1.     Arduino R3

2.     Breadboard

3.     LED

4.     LCD I2C 2x16

5.     Baterai Lithium 3,7 V

6.     Kotak baterai

7.     Relay 5V

8.     Sensor LDR

9.     Sensor Infrared

10.  Sensor DHT 11

11.  Rainsensor

12.  Capacitive Soil Moisture Sensor

13.  Selang air

14.  Resistor

15.  Buzzer

16.  Jumper

17.  Kotak baterai

18.  Pompa DC 5V

19.  Baterai 9 V

20.  Adaptor

 

1. PWM (Pulse Width Modulation)

 PWM (Pulse Width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (Duty Cycle) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Duty Cycle adalah perbandingan antara waktu ON (lebar pulsa High) dengan perioda. Duty Cycle biasanya dinyatakan dalam bentuk persen (%).

        Duty Cycle = tON / ttotal

        tON = Waktu ON atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi (high atau 1) 

        tOFF = Waktu OFF atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi rendah (low atau 0) 

        ttotal = Waktu satu siklus atau penjumlahan antara tON dengan tOFF atau disebut juga dengan “periode satu gelombang” 

 Pada board Arduino Uno, pin yang bisa dimanfaatkan untuk PWM adalah pin yang diberi tanda tilde (~), yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, dan pin 11. Pin-pin tersebut merupakan pin yang bisa difungsikan untuk input analog atau output analog. Oleh sebab itu, jika akan menggunakan PWM pada pin ini, bisa dilakukan dengan perintah analogWrite();.

 PWM pada arduino bekerja pada frekuensi 500Hz, artinya 500 siklus/ketukan dalam satu detik. Untuk setiap siklus, kita bisa memberi nilai dari 0 hingga 255. Ketika kita memberikan angka 0, berarti pada pin tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin selalu bernilai 0 volt). Sedangkan jika kita memberikan nilai 255, maka sepanjang siklus akan bernilai 5 volt (tidak pernah 0 volt). Jika kita memberikan nilai 127 (kita anggap setengah dari 0 hingga 255, atau 50% dari 255), maka setengah siklus akan bernilai 5 volt, dan setengah siklus lagi akan bernilai 0 volt. Sedangkan jika jika memberikan 25% dari 255 (1/4 x 255 atau 64), maka 1/4 siklus akan bernilai 5 volt, dan 3/4 sisanya akan bernilai 0 volt, dan ini akan terjadi 500 kali dalam 1 detik.


2. ADC (Analog to Digital Converter)

 ADC atau Analog to Digital Converter merupakan salah satu perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung dalam pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini adalah mengubah sinyal masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dengan bentuk kode-kode digital. Ada 2 faktor yang perlu diperhatikan pada proses kerja ADC yaitu kecepatan sampling dan resolusi. 

 Kecepatan sampling menyatakan seberapa sering perangkat mampu mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk sinyal digital dalam selang waktu yang tertentu. Biasa dinyatakan dalam sample per second (SPS). Sementara Resolusi menyatakan tingkat ketelitian yang dimilliki. Pada Arduino, resolusi yang dimiliki adalah 10 bit atau rentang nilai digital antara 0 - 1023. Dan pada Arduino tegangan referensi yang digunakan adalah 5 volt, hal ini berarti ADC pada Arduino mampu menangani sinyal analog dengan tegangan 0 - 5 volt. Pada Arduino, menggunakan pin analog input yang diawali dengan kode A (A0- A5 pada Arduino Uno). Fungsi untuk mengambil data sinyal input analog menggunakan analogRead(pin);.

3. Mikrokontroler

 Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, serta tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang ke adaptor DC atau baterai untuk menjalankannya. 


 Setiap 14 pin digital pada arduino uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Fungsi – fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm.

 

4. Komunikasi

4.1. Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)

 UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.

Cara Kerja Komunikasi UART :

 Data dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudian ditransfer secara parallel ke data bus penerima.

4.2. Serial Peripheral Interface (SPI)

 Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega 328. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroler maupun antara mikrokontroler dengan peripheral lain di luar mikrokontroler.

        MOSI : Master Output Slave Input artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI sebagai input.

        MISO : Master Input Slave Output artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO sebagai output.

        SCLK : Clock jika dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai input.

        SS/CS : Slave Select / Chip Select adalah jalur master memilih slave mana yang akan dikirimkan data.


Cara Kerja Komunikasi SPI :

 Sinyal clock dialirkan dari master ke slave yang berfungsi untuk sinkronisasi. Master dapat memilih slave mana yang akan dikirimkan data melalui slave select, kemudian data dikirimkan dari master ke slave melalui MOSI. Jika master butuh respon data maka slave akan mentransfer data ke master melalui MISO.

4.3. Inter-Integrated Circuit (I2C)

 Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didisain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya.

Cara Kerja Komunikasi I2C :

 Pada I2C, data ditransfer dalam bentuk message yang terdiri dari kondisi start, Address Frame, R/W bit, ACK/NACK bit, Data Frame 1, Data Frame 2,  dan kondisi Stop.

        Kondisi start dimana saat pada SDA beralih dari logika high ke low sebelum SCL.

        Kondisi stop dimana saat pada SDA beralih dari logika low ke high sebelum SCL.

        R/W bit berfungsi untuk menentukan apakah master mengirim data ke slave atau meminta data dari slave. (logika 0 = mengirim data ke slave, logika 1 = meminta data dari slave)

        ACK/NACK bit berfungsi sebagai pemberi kabar jika data frame ataupun address frame telah diterima receiver.

5. Sensor

5.1. Sensor Infrared

Sensor Inframerah, merupakan perangkat yang mendeteksi dan mengukur radiasi infra merah di lingkungannya. Sensor ini beroperasi berdasarkan prinsip bahwa semua benda memancarkan suatu bentuk radiasi infra merah sebagai fungsi suhunya. Sensor IR mendeteksi radiasi ini dan mengubahnya menjadi sinyal listrik.

Teknologi ini sangat serbaguna. Anda dapat menggunakannya untuk mengukur panas yang dipancarkan benda atau bahkan mendeteksi gerakan. Misalnya, dalam sistem keamanan, sensor IR dapat mendeteksi keberadaan seseorang melalui radiasi infra merah yang dipancarkan tubuhnya. Selain itu, sensor-sensor ini merupakan bagian integral dalam aplikasi seperti antarmuka bebas sentuhan, di mana mereka melihat gerakan tangan dan gestur.

Cara kerja Sensor IR

Prinsip kerja sensor IR adalah aspek menarik dari teknologi modern, yang menawarkan gambaran bagaimana perangkat ini berinteraksi dengan lingkungannya. Pada dasarnya, metode kerja sensor IR melibatkan pendeteksian radiasi infra merah, yang tidak terlihat dengan mata telanjang tetapi penting untuk berbagai aplikasi. Inti dari prinsip kerja sensor IR adalah mekanisme yang sederhana namun efektif: LED IR memancarkan cahaya inframerah, dan fotodioda IR, yang peka terhadap cahaya ini, bertindak sebagai penerima.

Grafik respon sensor Infrared:

5.2. Sensor Capacitive Soil Moisture

Sensor yang berfungsi untuk mendeteksi moisture/kelembaban tanah.
berbeda dengan yang biasa, sensor ini bekerja dengan menggunakan prinsip capacitance, sehingga membuat PCB menjadi tahan karat karena dilapisi oleh lapisan cat
PCB. Output dari sensor ini berupa tegangan analog 1.2 ~ 2.5V.
sudah dilengkapi dengan signal conditioning, sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan minrocontroller atau arduino.
Sensor ini cocok digunakan untuk proyek monitoring tanah atau tanaman.

Grafik respon sensor Capacitive Soil Moisture:

5.3. Sensor DHT11

            Sensor dht11 merupakan sensor yang berfungsi untuk mengukur suhu dan kelembaban udara sekaligus yang di dalamnya terdapat thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembapan dengan karkteristik resistif terhadap perubahan kadar air di udara serta terdapat chip yang di dalamnya melakukan beberapa konversi analog ke digital dan mengeluarkan output dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah).

Grafik respon sensor DHT 11 :

Spesifikasi dari sensor dht11 :

                  Tegangan operasi : 3.5V hingga 5.5V

                  Arus : 0.3mA (mengukur) 60uA (siaga)

                  Keluaran : data serial

                  Kisaran suhu: 0°C hingga 50°C

                  Kisaran kelembaban: 20% hingga 90%

                  Resolusi: suhu dan kelembaban keduanya 16-bit

                  Akurasi: ±1°C dan ±1% Pinout dari sensor dht11 :

Pin

Deskripsi

VCC

Supply 3.5V hingga 5.5V

Data

Menampilkan suhu dan kelembaban melalui data serial

NC

Tidak ada koneksi dan karenanya tidak digunakan

GND

Terhubung ke ground sirkuit

 

5.4. Sensor LDR

LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Modul sensor cahaya bekerja manghasilkan output yang mendeteksi nilai intensitas cahaya. Perangkat ini sangat cocok digunakan untuk project yang berhubungan dengan cahaya seperti nyala mati lampu.

Spesifikasi :

1. Supply : 3.3 V – 5 V (arduino available) 

2. Output Type: Digital Output (0 and 1) 

3. Inverse output 

4. Include IC LM393 voltage comparator 

5. Sensitivitasnya dapat diatur 

6. Dimensi PCB size: 3.2 cm x 1.4 cm

 

Modul sensor cahaya ini memudahkan dalam menggunakan sensor LDR (Light Dependent Resistor) untuk mengukur intensitas cahaya. Modul LDR ini memiliki pin output analog dan pin output digital dengan label AO dan DO pada PCB. Nilai resistansi LDR pada pin analog akan meningkat apabila intensitas cahaya meningkat dan menurun ketika intensitas cahaya semakin gelap. Pada pin digital, pada batas tertentu DO akan high atau low, yang dikendalikan sensitivitas nya menggunakan on-board potensiometer.

 

• Input Voltage: DC 3.3V - 5V

• Output: Digital - Sensitivitas bisa diatur, dan analog

• Ukuran PCB : 33 mm x 15 mm 

 

LDR atau Light Dependent Resistor merupakan salah satu komponen jenis resistor dengan nilai resistansi yang terus berubah sesuai intensitas cahaya yang mengenai sensor. Semakin banyak cahaya yang mengenai sensor LDR, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Nah, semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai resistansinya akan semakin besar, jadi arus listrik yang mengalir akan terhambat.

Pada umumnya, sensor LDR mempunyai nilai resistansi sebesar 200 KOhm di tengah kegelapan dan akan turun menjadi 500 Ohm saat terkena banyak cahaya. Oleh karena itu, menjadi hal biasa apabila komponen elektronika yang peka cahaya ini sering digunakan untuk lampu alarm, kamar tidur, penerangan jalan dan lain sebagainya.

LDR memiliki peran sebagai sensor cahaya di dalam aneka rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya. Jadi jika sensor terkena cahaya, maka arus listrik akan mengalir (ON) dan jika sensor berada di dalam kondisi minim cahaya alias gelap, maka aliran listrik akan terhambat (OFF). LDR sering digunakan untuk sensor lampu kamar tidur, penerangan jalan otomatis, alarm dan lain sebagainya.

 

Cara kerja sensor LDR

LDR dapat dipasang pada aneka rangkaian elektronika untuk memutuskan dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR, maka nilai resistansinya akan menurun. Semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR, maka nilai resistansinya akan meningkat.

 

Grafik Sensor LDR terhadap intensitas cahaya

5.5. Rainsensor

Prinsip kerja dari sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik. Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low. Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan analog. Sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun digital.

 

Alur tembaga pada pad sensor bertindak seperti potensiometer dimana resistansinya bervariasi berdasarkan jumlah air yang terdeteksi di permukaannya, Jika terdapat banyak air pada permukaan sensor maka konduktivitasnya akan meningkat sehingga resistansinya menurun. Sedangkan jik sedikit air yang terdeteksi pada permukaan sensor maka konduktivitasnya buruk sehingga resistansinya meningkat.

 

Grafik Respon RainSensor

 

6. LCD

 LCD (Liquid-Crystal Display) atau Penampil Kristal Cair adalah layar panel datar atau perangkat optik elektronik termodulasi yang menggunakan sifat modulasi cahaya dari kristal cair (liquid crystal) yang dikombinasikan dengan polarizer. Kristal cair tidak memancarkan cahaya secara langsung, melainkan menggunakan lampu latar atau reflektor untuk menghasilkan gambar berwarna atau monokrom.

Spesifikasi :

        Format tampilan : 16 x 2 karakter 

        Pengontrol bawaan : ST 7066 (atau setara)

        Siklus kerja : 1/16

        5 x 8 titik termasuk kursor

        Supply + 5 V (juga tersedia untuk + 3 V)

        LED dapat digerakkan oleh pin 1, pin 2, pin 15, pin 16 atau A dan K

        N.V. opsional untuk supply + 3 V

7. Buzzer

            Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi. Buzzer akan menghasilkan getaran suara ketika diberikan sejumlah tegangan listrik dengan taraf tertentu sesuai dengan spesifikasi bentuk dan ukuran buzzer itu sendiri. Pada umumnya, buzzer ini sering digunakan sebagai alarm karena penggunaannya yang cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi yang dapat didengar.

Spesifikasi :

        Nilai tegangan : 6V DC 

        Tegangan pengoperasian : 4 hingga 8V DC

        Arus : ≤30mA

        Keluaran suara pada 10cm : ≥85dB

        Frekuensi resonansi : 2300 ±300Hz

        Nada : Berkelanjutan

        Suhu operasional : -25°C hingga +80°C

        Suhu penyimpanan : -30°C hingga +85°C

        Berat : 2g

8. Baterai

 Baterai merupakan alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi serta mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik. Baterai ialah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan cara mengubah energi kimia yang terkandung di dalamnya menjadi energi listrik melalui suatu reaksi elektrokimia, Redoks (Reduksi – Oksidasi). Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) ini mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung ataupun kotak.

Spesifikasi :

        Kapasitas nominal : 2200mAh (0.2Ca, debit)

        Kapasitas minimum : 2100mAh (0.2Ca, debit)

        Tegangan nominal : 3.7V

        Metode pengisian : CC – CV (tegangan konstan dengan arus terbatas)

        Pengisian arus :  a. Biaya standar : 1300mA

                                       b. Pengisian cepat : 2600mA

        Waktu pengisian daya :  a. Biaya standar : 3jam

                                                    b. Pengisian cepat : 2.5jam

        Maks. mengisi arus : 2600mA

        Maks. debit saat ini : 5200mA

        Tegangan cut-off discharge : 2.75V

        Berat sel : maks. 47.0g

        Dimensi sel :  a. Diameter (maks.) : 18.40mm

                                   b. Tinggi (maks.) : 65.00mm

10. Pompa DC 5V

 Motor pump / pompa air adalah alat untuk menggerakan air dari tempat bertekanan rendah ke tempat bertekanan yang lebih tinggi. Pada dasarnya motor pump sama dengan motor DC pada umumnya, hanya saja sudah di-packing sedemikian rupa sehingga dapat digunakan di dalam air. 

Spesifikasi :

  • Panjang kabel USB: 1 Meter
  • Jenis Pompa: Submersible DC
  • Tegangan Kerja: 3 - 5V
  • Batas Tegangan: 2.5 - 6V DC
  • Konsumsi Arus: 120 - 330 mA
  • Konsumsi Daya: 0.4 - 1.5W
  • Kapasitas Pompa: 80 - 120L/H
  • Dimensi Luar: 7.5mm / 0.3"
  • Dimensi Dalam: 4.7mm / 0.18"
  • Diameter Pompa: Kurang lebih 24 mm / 0.95"
  • Panjang Pompa: Kurang lebih 45 mm / 1.8"
  • Tinggi Pompa: Kurang lebih 33 mm / 1.30"
  • Material: Engineering plastic
  • Aktuator: Brushless DC
  • Masa Kerja: 500 jam


11. Relay 5V

Relay adalah komponen elektronik berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya, ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali keposisi semula dan kontak saklar kembali terbuka. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 A/AC 220V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 A/12 volt DC).

Relay adalah komponen listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi medan elektromagnetis. Jika sebuah penghantar sialiri oleh arus listrik, maka disekitar penghantar tersebut timbul medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tersebut selanjutnya diinduksikan ke logam ferromagnetis. Penemu relay pertama kali adalah Joseph Henry pada tahun 1835 (Elangsakti,2013)


  1. Download library yang diperlukan pada bagian download dalam blog.     
  2. Buka proteus yang sudah diinstal untuk membuat rangkaian.
  3. Tambahkan komponen seperti Arduino, sensor, dan perangkat lainnya lalu susun menjadi rangkaian.
  4. Buka Arduino IDE yang sudah diinstal.
  5. Di Arduino IDE, pergi ke menu "File" > "Preferences".Pastikan opsi
  6. "Show verbose during compile" dicentang untuk mendapatkan informasi detail saat kompilasi.
  7. Salin kode program Arduino pada blog kemudian tempelkan program tadi ke Arduino IDE.
  8. Kompilasikan kode dengan menekan tombol "Verify" di Arduino IDE.
  9. Cari dan salin path file HEX yang dihasilkan selama proses kompilasi.
  10. Kembali ke Proteus dan pilih Arduino yang telah Anda tambahkan di rangkaian.
  11. Buka opsi "Program File" dan tempelkan path HEX yang telah Anda salin dari Arduino IDE.
  12. Jalankan simulasi di Proteus.




  • Rangkaian Simulasi

  • Prinsip Kerja

Rangkaian ini terdiri dari beberapa sensor yang masing-masing memiliki fungsi spesifik untuk mengontrol dan memonitor kondisi lingkungan dan tanaman mangga. Sensor DHT11, yang terhubung ke pin digital 4 pada Arduino Master, mengukur suhu dan kelembaban udara dengan membaca data setiap 2 detik, yang kemudian ditampilkan pada LCD I2C dan dikirimkan ke Arduino Slave. Sensor kelembaban tanah yang terhubung ke pin analog A3 pada Arduino Master mengukur kadar air dalam tanah dengan mendeteksi perubahan resistansi. Sensor hujan, terhubung ke pin digital 3, mendeteksi keberadaan air hujan berdasarkan perubahan resistansi ketika air mengenai sensor. Sensor LDR, terhubung ke pin analog A0, mengukur intensitas cahaya dengan mengubah resistansi sesuai jumlah cahaya yang diterima. Sensor Infrared, terhubung ke pin digital 8, mendeteksi keberadaan hama atau predator dan mengirimkan sinyal ke Arduino Master. Arduino Master menampilkan nilai suhu dalam derajat Celsius dan kelembaban dalam persen pada LCD, serta mengirimkan data dari semua sensor ke Arduino Slave melalui komunikasi serial. Arduino Slave, yang menerima data ini, mengontrol buzzer pada pin 5, Motor DC 1 pada pin 4, Motor DC 2 pada pin 3, dan LED pada pin 2. Buzzer dan Motor DC 1 diaktifkan ketika sensor Infrared mendeteksi hama atau predator. Motor DC 2 diaktifkan untuk menyiram tanaman jika nilai kelembaban tanah kurang dari 1000 dan sensor hujan tidak mendeteksi hujan. LED menyala ketika intensitas cahaya tinggi (nilai dari sensor LDR lebih dari 600). Secara keseluruhan, sistem ini berfungsi untuk memonitor dan mengontrol kondisi lingkungan secara otomatis, memastikan tanaman mangga mendapatkan perawatan optimal.

  • Flowchart
            Flowchart LDR sensor
            Flowchart sensor InfraRed
            Flowchart sensor DHT 11




            Flowchart soil moisture sensor





            Flowchart Rainsensor


  • Listing Program

A.    Sender

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#include <DHT.h>

 

#define DHTPIN 4      // Pin untuk sensor DHT11

#define DHTTYPE DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

 

// Ganti 0x27 dengan alamat I2C yang ditemukan dari I2C scanner

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

 

unsigned long previousMillis = 0;

const long interval = 2000; // Interval waktu untuk bergantian (2 detik)

 

void setup() {

  Serial.begin(9600); // Inisialisasi komunikasi serial

  dht.begin();

  lcd.init();        // Menggunakan init() untuk menginisialisasi LCD

  lcd.backlight();

}

 

void loop() {

  unsigned long currentMillis = millis();

 

  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {

    previousMillis = currentMillis;

   

    // Tampilkan suhu dan kelembaban

    float h = dht.readHumidity();

    float t = dht.readTemperature();

 

    lcd.clear();

    lcd.setCursor(0, 0);

    lcd.print("Temp: ");

    lcd.print(t);

    lcd.print(" C");

 

    lcd.setCursor(0, 1);

    lcd.print("Humidity: ");

    lcd.print(h);

    lcd.print(" %");

 

    // Membaca data sensor lainnya

    int Infrared = digitalRead(8); // Pin 8 untuk sensor Infrared

    int soilMoisture = analogRead(A3); // Pin A0 untuk sensor soil moisture

    int rainSensor = digitalRead(3); // Pin 2 untuk sensor rain

    int ldr = analogRead(A0); // Pin A1 untuk sensor LDR

 

    // Mengirim data ke Arduino 2

    Serial.print(Infrared);

    Serial.print(",");

    Serial.print(soilMoisture);

    Serial.print(",");

    Serial.print(rainSensor);

    Serial.print(",");

    Serial.println(ldr);

  }

 

  delay(5000); // Mengatur frekuensi pembacaan sensor

}

 

B.    Receiver

#define BUZZER_PIN 5 // Pin untuk Buzzer

#define MOTOR1_PIN 4 // Pin untuk Motor DC 1

#define MOTOR2_PIN 3 // Pin untuk Motor DC 2

#define LED_PIN 2 // Pin untuk LED

 

void setup() {

  Serial.begin(9600); // Inisialisasi komunikasi serial

  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR1_PIN, OUTPUT);

  pinMode(MOTOR2_PIN, OUTPUT);

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

}

void loop() {

  if (Serial.available() > 0) {

    String data = Serial.readStringUntil('\n');

    int splitIndex1 = data.indexOf(',');

    int splitIndex2 = data.indexOf(',', splitIndex1 + 1);

    int splitIndex3 = data.indexOf(',', splitIndex2 + 1);

 

    int Infrared = data.substring(0, splitIndex1).toInt();

    int soilMoisture = data.substring(splitIndex1 + 1, splitIndex2).toInt();

    int rainSensor = data.substring(splitIndex2 + 1, splitIndex3).toInt();

    int ldr = data.substring(splitIndex3 + 1).toInt();

 

    // Logika untuk Buzzer dan Motor DC 1

    if (Infrared == HIGH) {

      digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);

      digitalWrite(MOTOR1_PIN, HIGH);

    } else {

      digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);

      digitalWrite(MOTOR1_PIN, LOW);

    }

 

    // Logika untuk Motor DC 2

    if (soilMoisture > 300 && rainSensor == LOW) {

      digitalWrite(MOTOR2_PIN, HIGH);

    } else {

      digitalWrite(MOTOR2_PIN, LOW);

    }

 

    // Logika untuk LED

    if (ldr > 600) {

      digitalWrite(LED_PIN, HIGH);

    } else {

      digitalWrite(LED_PIN, LOW);

    }

  }

}



Video Simulasi Proteus


Foto Rangkaian





Video Percobaan



Link Download File Rangkaian Proteus [Unduh]
Link Download Video Simulasi [Unduh]
Link Download Video Percobaan [Unduh]
Link Download HTML [Unduh]
Link Download Program Arduino [Unduh]
Link Download Pdf Laporan [Unduh]
Link Download Library Arduino [Unduh]
Link Download Library Rain Sensor  [Unduh]
Link Download Library InfraRed Sensor  [Unduh]
Link Download Library Soil Moisture Sensor  [Unduh]
Link Download Datasheet Arduino [Unduh]
Link Download Datasheet Rain Sensor  [Unduh]
Link Download Datasheet Sensor LDR [Unduh]
Link Download Datasheet Sensor DHT11 [Unduh]
Link Download Datasheet Sensor Infrared [Unduh]
Link Download Datasheet Sensor Capacitive Soil Moisture [Unduh]
Link Download Datasheet Pompa DC [Unduh]
Link Download Datasheet Relay [Unduh]
Link Download Datasheet Buzzer [Unduh]
Link Download DataSheet Resistor [Unduh]












Leave a Reply

Subscribe to Posts | Subscribe to Comments

- Copyright © Muhammad Zaky Kurnia - Skyblue - Powered by Blogger - Designed by Johanes Djogan -