1. Pendahuluan   [Kembali]

    Pertanian dalam ruangan atau sering disebut juga pertanian vertikal telah menjadi alternatif yang menarik dalam menghadapi keterbatasan lahan, perubahan iklim, dan meningkatnya kebutuhan pangan di seluruh dunia. Tanaman padi, yang biasanya ditanam di sawah, juga dapat tumbuh dengan baik dalam lingkungan ruangan tertutup jika kondisinya dikelola dengan baik.


    2. Tujuan   [Kembali]

    1. Merangkai dan menguji aplikasi output pada mikrokontroller arduino
    2. Merangkai dan menguji input pada mikrokontroller arduino
    3. Merangkai dan menguji I/O pada mikrokontroller arduino
3. Alat dan Bahan   [Kembali]
A. Alat

a. Power Supply
Spesifikasi : 
Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

b. Battery







B. Bahan

a. Resistor



Resistor
b. Arduino

c. Baterai

d. Sensor pH




 

e. Dioda



f. Sensor LDR


 

g. LED

h. Relay



i. Motor DC
j. Sensor Water


 

k. Sensor Infrared

Grafik sensor infrared

      Spesifikasi dari Sensor Infrared :

            ·         5VDC Tegangan operasi

            ·         Pin I / O memenuhi standar 5V dan 3.3V

            ·         Rentang: Hingga 20cm

            ·         Rentang penginderaan yang dapat disesuaikan

            ·         Sensor Cahaya Sekitar bawaan

            ·         Arus suplai 20mA

            ·         Lubang pemasangan

 

Konfigurasi Sensor Infrared  :








 
4. Dasar Teori  [Kembali]
 
A. Resistor
Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :
Tabel Kode Warna Resistor

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :
Cara menghitung nilai resistor 4 gelang

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.



Contoh-contoh perhitungan lainnya :

Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm

·       Sensor pH

Sensor pH merupakan ini digunakan untuk mengukur kadar pH yang terkandung pada tanki air hidroponik. Sensor ini beroperasi pada tegangan 3.4 hingga 5 Volt dan suhu operasi 5 hingga 60 derajat celcius. Sensor pH digunakan untuk mengukur kandungan asam pada tank nutrisi air pada kebun hidroponik.



 



Sensor pH meter merupakan suatu sensor yang dapat melakukan pengukuran tingkat kadar keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh cairan/larutan. Cara bekerja dari sensor pH air yang utama berada di bagian sensor probe dengan material terbuat dari elektroda kaca, dimana pada elektroda kaca tersebut terdapat larutan HCL yang terdapat pada bagian ujung sensor probe, sensor probe tersebit akan mengukur besaran nilai ion H3O + pada suatu larutan sehingga dapat mengetahui kadar PH pada suatu larutan/cairan[8]. Elektroda sensor pada sensor PH air terbentuk dari bahan lapisan kaca yang sensitif dengan impendasi yang kecil oleh sebab itu dapat mendapatkan hasil pembacaaan dan penilaian yang stabil dan cepat pada suhu cairan/larutan tinggi maupun rendah. Hasil dari pembacaan nilai sensor PH bisa didapatkan oleh mikrokontroler dengan menggunakan antarmuka PH 2.0 yang sudah ada pada modul sensor PH air. Sensor PH air ini sangat baik untuk digunakan dalam melakukan pembacaan kadar PH cairan dengan interval waktu yang lama.

Sensor pH adalah sensor yang digunakan untuk mengetahui derajat keasaman. pH meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tingkat keasaman atau kebasaan larutan. Prinsip utama kerja pH meter adalah terletak pada sensor probe berupa elektroda kaca (glass electrode) dengan jalan mengukur jumlah ion H30+ di dalam larutan. Dalam penggunaannya, sensor pH perlu dikalibrasi berkala agar keakuratannya dapat terjaga. Beberapa produsen sensor pH pada umumnya menyertakan instrumen untuk melakukan kalibrasi secara manual. Jika sensor pH dihubungjan dengan Arduino Uno, kalibrasi dapat dilakukan melalui program antarmuka kalibrasi sensor pH (pengembangan dari library sensor pH yang sudah tersedia). Hasil kalibrasi tersebut kemudian disimpan dalam EEPROM agar dapat digunakan untuk pengukuran normal.

 

Spesifikasi:

- Catu Daya 5 V

- Ukuran Modul: 43 mm x 32 mm

- Jangkauan Pengukuran: 0 - 14 pH

- Temperatur Kerja: 0°C - 60°C

- Akurasi: ± 0.1 pH (25°C)

- Respon Waktu: = 1 menit

- Jenis Konektor: BNC

- Antarmuka: PH 2.0

- Gain Adjustment: Potensiometer

- Indikator Daya: LED

 

 

·       Sensor Water Level

Water Level Sensor adalah alat yang digunakan untuk memberikan signal kepada alarm / automation panel bahwa permukaan air telah mencapai level tertentu. Sensor akan memberikan signal dry contact (NO/NC) ke panel. Detector ini bermanfaat untuk memberikan alert atau untuk menggerakkan perangkat automation lainnya. Water sensor ini telah dilengkapi dengan built-in buzzer yang berbunyi pada saat terjadi trigger. Sensor ketinggian air biasanya digunakan untuk menghitung ketinggian air di sungai, danau, atau tangki air. Sensor ini sangat mudah untuk dibuat karena bahan - bahanya sederhana.

 

Cara Kerja Sensor

Water level merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi ketinggian air dengan output analog kemudian diolah menggunakan mikrokontroler. Cara kerja sensor ini adalah pembacaan resistansi yang dihasilkan air yang mengenai garis lempengan pada sensor. Cara kerja sensor ini adalah pembacaan resistansi yang dihasilkan air yang mengenai garis lempengan pada sensor. Semakin banyak air yang mengenai lempengan tersebut, maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan sebaliknya. Sensor memiliki sepuluh jejak tembaga yang terbuka, lima di antaranya adalah jejak daya dan lima lainnya adalah jejak indera. Jejak-jejak ini terjalin sehingga ada satu jejak indera di antara setiap dua jejak kekuatan. Biasanya, jejak kekuatan dan indera tidak terhubung, tetapi ketika direndam dalam air, keduanya dijembatani. Pengoperasian sensor ketinggian air cukup sederhana. Jejak daya dan indra membentuk resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi berdasarkan seberapa banyak mereka terpapar air.

Grafik Water Level Sensor

 


Pengoperasian sensor ketinggian air cukup sederhana.

Jejak daya dan indra membentuk resistor variabel (seperti potensiometer) yang resistansinya bervariasi berdasarkan seberapa banyak mereka terpapar air. 

Resistensi ini berbanding terbalik dengan kedalaman pencelupan sensor dalam air : Semakin banyak air yang dibenamkan sensor, semakin baik konduktivitasnya dan semakin rendah resistansinya. Semakin sedikit air yang dibenamkan sensor, semakin buruk konduktivitasnya dan semakin tinggi resistansinya. Sensor menghasilkan tegangan output yang sebanding dengan resistansi; dengan mengukur tegangan ini, ketinggian air dapat ditentukan.

 

Sensor ketinggian air biasanya digunakan untuk menghitung ketinggian air di sungai, danau, atau tangki air. Sensor ini sangat mudah untuk dibuat karena bahan - bahanya sederhana. Water level sensor yang dibuat sekarang terbuat dari sensor magnet, magnet, bandul dan pipa. 

Cara Kerja Sensor

Pada saat ketinggian air naik, maka secara otomatis bandul bermagnet akan ikut terangkat juga, dan ketika magnet berada pada level sensor berikutnya maka sensor tersebut akan aktif dan menyalakan lampu atau peralatan lainya. 

SPESIFIKASI :

Tegangan kerja: 3-5 VDC nArus kerja: < 20mA.

Tipe sensor: analog.

Max output: 2.5v (saat sensor terendam semua)

Luas area deteksi: 16x40mm nSuhu kerja: 10-30 C.

Ukuran: 20x62x8 mm.


-Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggungakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.

Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :





Arduino Uno

Bagian-bagian arduino uno:
-Power USB

Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
-Power jack

Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
-Crystal Oscillator

Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino. Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
-Reset

Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.

-Digital Pins I / O

Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika (0 atau 1). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
-Analog Pins

Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu, dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

Bagian - bagian pendukung:
-RAM

RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).
-ROM

ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.

Block Diagram Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO

Adapun block diagram mikrokontroler ATMega 328P dapat dilihat pada gambar berikut:

Block diagram dapat digunakan untuk memudahkan / memahami bagaimana kinerja dari mikrokontroler ATMega 328P.

Pin-pin ATMega 328P:
 

Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO



    5. Prosedur   [Kembali]

    a. percobaan
        
    • Siapkan segala komponen yang di butuhkan
    • Susun rangkaian sesuai panduan
    • Input codingan arduino
    • Hidupkan rangkaian
    • Apabila tidak terjadi eror, maka rangkaian selesai dibuat

    b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]
        
    1. sensor pH
    sensor ph adalah mengukur berapa ph yang ada pada tanaman padi. sensor ph akan aktif apabila nilai ph <4. jika sensor aktif maka akan menggerakkan motor untuk memberikan pupuk agar pH tanaman terpenuhi

    2. sensor infrared
    sensor ph adalah sensor digital yang digunakan untuk mendeteksi ahma pada tanaman padi. jika sensor infrared berlogika 1 maka akan mengaktifkan motor. motor aktif untuk sebagai jebakan atau perangkap hama 

    3. sensor water
    sensor water digunakan untuk mendeteksi ketinggian air pada tanaman padi. jika ketinggian air <5cm maka sensor aktif dan akan menghidupkan motor sebagai sumber atau pompa air

    4. sensor ldr
    sensor ldr adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya yang ada dalam ruang tanaman padi. sensor akan aktif apabila >600 lux. jia sensor aktif akan menghidupkan led sebagai indikator bahwa intensitas cahaya terpebuhi

    5. sensor touch
    sensor touch digunakan untuk membuka pintu ruang kontrol tanaan padi. jika sensor berlogika 1 maka akan mengaktifkan motor untuk membuka pintu.



    c. Flowchar dan Listening Program [kembali]
        








    int ldrPin = A1;//inputan sensor ldr pada pin
    int ledPin = 13;//output senor ldr pada pin digitalWrite

    int phMeterPin = A0;//deklarasi pin inputan sensor ph
    int motorPin = 10;//deklarasi pin output sensor ph

    int waterSensorPin = A3;//deklarasi pin inputan sensor water
    int waterMotorPin = 5;//deklarasi pin output sensor water

    int touchSensorPin = 8;//deklarasi pin inputan sensor touch
    int touchMotorPin = 7; //deklarasi pin output sensor touch

    int infraredSensorPin = 12;//deklarasi pin inputan sensor infrared
    int infraredMotorPin = 9;//deklarasi pin output sensor infrared

    void setup() {
      Serial.begin(9600);
      pinMode(ledPin, OUTPUT);
      pinMode(motorPin, OUTPUT);
      pinMode(waterMotorPin, OUTPUT);
      pinMode(touchMotorPin, OUTPUT);
      pinMode(infraredMotorPin, OUTPUT);
    }

    void loop() {
      // Baca nilai sensor LDR
      int ldrValue = analogRead(ldrPin);
     
      // Baca nilai sensor pH Meter
      int phValue = analogRead(phMeterPin);
      float phPercentage = map(phValue, 0, 1023, 0, 100);
     
      // Baca nilai sensor Water
      int waterValue = analogRead(waterSensorPin);
      float waterPercentage = map(waterValue, 0, 1023, 0, 100);
     
      // Baca nilai sensor Touch
      int touchValue = digitalRead(touchSensorPin);
     
      // Baca nilai sensor Infrared
      int infraredValue = digitalRead(infraredSensorPin);

      // Aktivasi sensor LDR
      if (ldrValue > 600) {
        digitalWrite(ledPin, HIGH);
        Serial.println("LDR Sensor Aktif - LED Aktif");
      } else {
        digitalWrite(ledPin, LOW);
        Serial.println("LDR Sensor Tidak Aktif - LED Mati");
      }

      // Aktivasi sensor pH Meter
      if (phPercentage == 4) {
        digitalWrite(motorPin, HIGH);
        Serial.println("pH Meter Aktif - Motor Aktif");
      } else {
        digitalWrite(motorPin, LOW);
        Serial.println("pH Meter Tidak Aktif - Motor Mati");
      }

      // Aktivasi sensor Water
      if (waterPercentage < 50) {
        digitalWrite(waterMotorPin, HIGH);
        Serial.println("Water Sensor Aktif - Motor Aktif");
      } else {
        digitalWrite(waterMotorPin, LOW);
        Serial.println("Water Sensor Tidak Aktif - Motor Mati");
      }

      // Aktivasi sensor Touch
      if (touchValue == HIGH) {
        digitalWrite(touchMotorPin, HIGH);
        Serial.println("Touch Sensor Aktif - Motor Aktif");
      } else {
        digitalWrite(touchMotorPin, LOW);
        Serial.println("Touch Sensor Tidak Aktif - Motor Mati");
      }

      // Aktivasi sensor Infrared
      if (infraredValue == HIGH) {
        digitalWrite(infraredMotorPin, HIGH);
        Serial.println("Infrared Sensor Aktif - Motor Aktif");
      } else {
        digitalWrite(infraredMotorPin, LOW);
        Serial.println("Infrared Sensor Tidak Aktif - Motor Mati");
      }

      delay(1000); // Delay 1 detik untuk menghindari pembacaan yang terlalu cepat
    }

        e. Video Simulasi  [Kembali]
simulasi






teori sensor
1. sensor infrared


2. sensor pH


3. teori arduino
4. sensor water


5. sensor touch


6. sensor ldr



        f. Download File  [Kembali]
    • Download HTML disini
      Download rangkaian simulasi disini
      Download rangkaian visual designer disini
      Download kode program disini

      Download vidio simulasi disini
      Download vidio flowchart disini

      Download datasheet resistor disini
      Download datasheet induktor disini
      Download datasheet capasitor disini
      Download datasheet led disini
      Download datasheet arduino disini
      Download datasheet motor DC disini
      Download datasheet potensiometer disini
      Download datasheet baterai disini

      Download library sensor water disini
      Download library sensor pH disini
      Download library arduino disini
      Download library sensor infrared disini
      Download library sensor touch disini

      Download datasheet sensor water disini
      Download datasheet sensor pH disini
      Download datasheet sensor touch disini
      Download datasheet sensor infrared disini
      Download datasheet sensor ldr disini









Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)