Penyiram Hama Terpadu Dilengkapi Sistem Tepat Dosis Dan Tepat Kondisi
Ivan Ade Pradipta1 , Muhammad Riza
Irfan2, Samuel Beta3
Program
Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang,
Indonesia
E-mail : ivanadepra@gmail.com1, rizairfan19@gmail.com2, sambetak2@gmail.com3
Penyiram Hama Terpadu Dilengkapi Sistem
Tepat Dosis Dan Tepat Kondisi
Abstrak - Penggunaan pestisida sebagai pembasmi hama terbukti
ampuh untuk dilakukan. Namun para petani terkadang tidak memperhatikan
pemakaian dosis atau takaran pestisida yang digunakan dan tidak pula
memperhatikan waktu yang tepat untuk melakukan penyemprotan. Sistem Penyiram Hama Terpadu ini dibuat untuk membantu
masyarakat khususnya para petani agar mendapatkan dosis pestisida yang sesuai
dan mengurangi dampak negatif dari pemakaian pestisida yang berlebih. Alat ini
masih merupakan prototipe pencampur pestisida tepat dosis yang menggunakan ARM
NUC120 sebagai pemroses data, sensor ultrasonik sebagai pendeteksi ketinggian
volume air, LCD sebagai tampilan, serta LED dan Buzzer sebagai indikator.
Kata kunci : ARM NUC120, Sensor Ultrasonik, LCD, LED,
Buzzer.
Abstract - The use of pesticides as a pest exterminator proved effective to
do. However, farmers sometimes do not pay attention to the use of doses or
doses of pesticides used and do not pay attention to the right time to do the
spraying. This Integrated Pesting System is designed to help communities,
especially farmers, to get the appropriate doses of pesticides and reduce the
negative impact of excessive use of pesticides. This tool is still a prototype
of a proper dose pesticide mixer that uses ARM NUC120 as a data processor,
ultrasonic sensor as a water volume volume detector, LCD as display, as well as
LED and Buzzer as indicators.
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penggunaan
pestisida yang berlebihan akan menimbulkan banyak dampak negatif bagi manusia
maupun tanaman hasil penyiraman. Sistem ini dibuat untuk membantu para petani
mendapatkan dosis pestisida yang sesuai dengan memperhatikan volume air yang
akan digunakan. Setelah volume air didapat oleh sensor ultrasonik, maka ARM
NUC120 akan memroses dan menampilkan jumlah volume pestisida yang diperlukan.
1.2 Tujuan
Tujuan di buatnya alat ini adalah :
1. Mampu membuat program untuk menghitung takaran pestisida yang sesuai
dengan menggunakan arduino.
2. Mampu mengukur level ketinggian air menggunakan sensor ultrasonik.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, akan ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu
:
1. Bagaimana cara membuat dan merancang sistem alat pencampur volume
pestisida dengan air sesuai dosis ?
2. Bagaimana cara membuat sistem level ketinggian air ?
1.4 Metodologi
Target proyek ini menjalankan program yang dapat diimplementasikan langsung
terhadap alat. Langkah - langkah pembuatan Proyek ARM dapat didefinisikan
sebagai berikut :
1. Studi pustaka alat dan bahan
2. Perancangan perangkat lunak dan program
3. Implementasi program
4. Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras
5. Analisa
6. Laporan
II. TINJAUAN PUSTAKA
Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini
diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun
dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.
2.1 ARM NUC120
Gambar 2.1 Papan ARM NUC120
ARM NUC120 Board merupakan modul pengembangan mikrokontroler NUC120RD2BN
yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan
kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan
bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device programm eksternal.
Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.
Spesifikasi :
- NuMicro ARM Cortex M0 12 MHz
- 8KB RAM
- 64KB memori program (APROM)
- 4KB memori data (DataFlash)
- 45 pin General Purpose I/O (GPIO)
- 8 channel ADC 12 bit
- 3 serial UART dg 1 USB & 1 RS485
- 3.3V & 5V compatible
- Programmable via USB
2.2 Sensor Ultrasonik HC SR-04
Gambar 2.2 : Sensor Ultrasonik HC SR-04
Ultrasonik Sensor/ sensor jarak yang digunakan adalah UltraSonik Jenis
HC-SR04. HC- SR04 adalah sebuah masukan yang dapat digunakan untuk kontrol
jarak benda. Jarak efektif HC-SR04 yang dapat dibaca oleh sensor ini yaitu 500
cm ( 5 Meter).Prinsip kerja :
1. Menggunakan IO
trigger untuk memulai setidaknya 10us high level signal,
2. Modul ini secara
otomatis mengirimkan delapan 40 kHz dan mendeteksi apakah ada sinyal pulsa
kembali.
3. Jika ada sinyal
kembali, sampai sampai tinggi, waktu output tinggi IO durasi waktu dari
pengiriman ultrasonik untuk kembali. Uji distance = (high level time×velocity
of sound (340M/S) /2.
Kabel terhubung langsung sebagai berikut:
· 5V Supply
· Trigger Pulse Input
· Echo Pulse Output
· 0V Ground
2.3 Keypad 4x4
Gambar 2.3 : Keypad 4x4
Keypad 4×4 merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk
berkomunikasi antara manusia dengan mikrokontroler. Keypad 4×4 memiliki
konstruksi atau susunan yang simple dan hemat dalam penggunaan port
mikrokontroler. Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan
untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang
dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler.
2.4 LCD 16x2
Gambar 2.4 : LCD 16x2
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai
bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun
layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik
dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang
nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
Fitur LCD 16 x 2
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :
a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.
c. Terdapat karakter generator terprogram.
d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
e. Dilengkapi dengan back light.
2.5 Buzzer
Gambar 2.5 Buzzer
Buzzer terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian
kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi
akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas
magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan
akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar
yang akan menghasilkan suara.
2.6 LED
LED terdiri dari sebuah
chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang
dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk
menambahkan ketidakmurnian(impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga
menghasilkankarakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri
tegangan majuatau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (N),
Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang
kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material).
Saat Elektron berjumpa dengan hole akan melepaskan photon dan memancarkan
cahaya monokromatik (satu warna).
Gambar 2.6 Led
III. PERANCANGAN ALAT
3.1 Perancangan Perangkat Keras
3.1.1 Alat
3.1.1 Alat
1. Bor Tangan
2. Solder
3. Tenol
4. Tang potong
5. Gergaji
6. Kabel USB
7. Lem tembak
8. Setrika
9. Larutan FeCl3
3.1.2 Bahan
1. ARM Nuvoton NUC120 1 buah
2. Sensor HC-SR 04 1 buah
3. Keypad 1 buah
4. Led 3 buah
5. Buzzer 1 buah
6. LCD 16x2 1 buah
7. Port I/O female 1 x 40 pin 1 buah
8. Port I/O male 2 x 40 pin 1 buah
9. Port I/O male 1 x 10 pin 1 buah
10. Port I/O female 2 x 10 pin 2 buah
11. Rangkaian Regulator 1 buah
12. Kabel jumper secukupnya
3.1.3 Diagram Blok
Diagram blok sistem dirancang untuk dapat mengetahui prinsip
kerja keseluruhan sistem ataupun rangkaian. Tujuan lainnya adalah memudahkan
proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing bagian, sehingga dapat
dibuat sistem sesuai dengan yang diinginkan.
Gambar 3.1 Diagram Blok
Berikut adalah penjelasan keterangan dari diagram blok diatas:
- Sensor Jarak untuk mendeteksi volume level ketinggian air.
- Keypad untuk memilih mode pengisian dalam pestisida.
- ARM NUC 120 sebagai modul pemrograman untuk menjalankan alat sesuai perintah.
- LCD untuk menampilkan informasi keterangan ketinggian air.
- Buzzer sebagai alarm peringatan level ketinggian air.
- LED sebagai indikator level ketinggian air.
3.1.4. Rangkaian Alat
Pada gambar dibawah ini ditunjukkan keseluruhan rangkaian untuk Penyiram Hama Terpadu Dilengkapi Sistem Tepat Dosis Dan Tepat Kondisi dilengkapi dengan
pengawatan luar maupun dalam.
Gambar 3.2 Rangkaian Alat
Tabel Pin-Pin yan digunakan di
ARM pada rangkaian:
Pin
|
Fungsi
|
GPC.0
|
Pin RS Lcd
|
GPC.1
|
Pin E Lcd
|
GPC.2
|
Pin D4 Lcd
|
GPC.3
|
Pin D5 Lcd
|
GPC.6
|
Pin D6 Lcd
|
GPC.7
|
Pin D7 Lcd
|
GPB.0-7
|
Pin Keypad
|
GPA.3
|
Buzzer
|
GPA.4
|
Pin Trigger HC-SR 04
|
GPA.5
|
Pin Echo HC- SR 04
|
GPA.8
|
Led Hijau
|
GPA.9
|
Led Kuning
|
GPA.10
|
Led Merah
|
Gambar 3.3 Pengawatan
Luar
Gambar 3.4 Pengawatan
Dalam
3.1.5 Perancangan
Perangkat Lunak
Perancangan ini digunakan untuk mengatur kinerja keseluruhan dari sistem
yang terdiri dari beberapa perangkat keras sehingga sistem ini dapat bekerja
dengan baik dan untuk mengolah data masukan agar menghasilkan keluarang yang
dikehendaki.Berikut gambar diagram alir program :
Gambar 3.5 Diagram Alir Keseluruhan
Gambar 3.6 Diagram Alir Sub
Program Mode A
Gambar 3.7 Diagram Alir Sub
Program Mode B
IV. PENGUJIAN ALAT
Pengujian alat ini bertujuan untuk mengetahui apakah sistem ini dapat bekerja atau tidak. Pada perancangan alat “Penyiram Hama Terpadu Dilengkapi Sistem Tepat Dosis dan Tepat Kondisi“. Beikut adalah langkah-langkah untuk melakukan pengujian :
1) Menghubungkan kabel power ke stopkontak lalu menekan saklar untuk menghidupkan alat.
2) Setelah hidup maka LCD akan menampilkan tampilan awal lalu pilihan mode,
yaitu mode A dan mode B.
Gambar 4.1 Tampilan Pilihan
Mode pada LCD
3) Setelah memilih mode dengan menekan tombol pada keypad (contoh: mode A maka menekan
tombol A), selanjutnya memasukkan dosis pestisida.
Gambar 4.2 Memasukan Dosis
Pestisida
4) Jika dosis sudah benar, maka tekan tombol # untuk
maju ke proses selanjutnya. Jika dosis salah, tekan D untuk menghapus.
5) Setelah dosis dimasukkan, sensor jarak (HCSR-04)
akan mendeteksi ketinggian level air lalu dikonversi ke dalam bentuk volume
(mL).
Dalam hal ini terdapat 3 level ketinggian air:
Gambar 4.3 Level Air Aman
(jika air dibawah 500mL, maka led nyala hijau)
Gambar 4.4 Level Air Siaga
(jika air 500mL - 1L, maka led nyala kuning)
Gambar 4.5 Level Air Awas
(jika > 1L, maka led nyala merah)
Jika air mencapai level “awas” maka harus dikurangi
dahulu agar dapat dicampur dengan pestisida.
6) Setelah didapat level air dengan menekan #, maka
LCD akan menampilkannya.
Gambar 4.6 Tampilan Volume Air
pada LCD
7) Setelah itu, tekan tombol # dan ARM akan memroses
berapa jumlah volume pestisida yang dipeelukan dan menampilkannya di LCD.
Gambar 4.7 Tampilan Jumlah
Pestisida yang diperlukan
8) Lalu pestisida dapat dicampur setelah sebelumnya
ditakar menurut jumlah volume yang telah ditampilkan oleh LCD.
Gambar 4.8 Pencampuran
Pestisida dengan Air
Video Simulasi
V. KESIMPULAN
1. ARM dapat memudahkan kita dalam kehidupan sehari-hari terutama untuk instrumentasi
sebagai mikrokontroler yang canggih.
2. Manfaat
sensor jarak dalam sistem ini sebagai pendeteksi level ketinggian air pada tangki.
3. Dalam
projek ini terdapat 3 level ketinggian air yang berbeda yakni level awas <
4cm, level siaga 4 – 8 cm dan level awas 8 – 10 cm.
DAFTAR PUSTAKA
Download:
BIODATA
Nama penulis Ivan Ade Pradipta. Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 14 Juni 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal
di SDN Perumnas Banyumanik 03-12, SMPN 21 Semarang, dan SMKN 7 Semarang. Tahun 2015 penulis
telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi
mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di
kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.3.10. Apabila ada kritik,
saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: ivanadepra@gmail.com.
Nama penulis Muhammad Riza Irfan. Penulis dilahirkan di Kab Semarang,
tanggal 19 April 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 01
Ungaran, SMPN 1 Ungaran, dan SMAN 1 Ungaran. Tahun 2015 penulis telah
menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi
mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di
kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.3.13.
Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui
via email: rizairfan19@gmail.com .
Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email :
sambetak2@gmail.com
No comments:
Post a Comment