ALAT MONITORING DAN PERAWATAN TANAMAN

MICROGREEN BERBASIS MODUL

MIKROKONTROLER

Tools for Monitoring and Treating Microgreen Plant Based of

Microcontroller Module

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan

pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektronika

Di Jurusan Teknik Elektro

Oleh:

MUHAMAD YOGI TRIANSYAH

NIM : 141311051

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2017

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iv

ABSTRAK

Microgreen adalah bibit muda dari tumbuh-tumbuhan, sayuran, kacang-

kacangan, dan biji-bijian yang dipanen pada usia yang sangat belia, berkisar 7-14

hari setelah semai. Masalah utama yang muncul saat tanaman microgreen ditanam

secara konvensional adalah suhu, kelembaban tanah, dan pencahayaan tanaman

yang tergantung pada lingkungan yang tidak selalu sesuai dengan kebutuhan

migrogreen. Hal ini menyebabkan pertumbuhannya kurang optimal. Proyek akhir

ini bertujuan untuk membuat alat yang dapat digunakan untuk mengatur secara

otomatis suhu, kelembaban tanah dan periode pencahayaan. Metode kendali yang

digunakan adalah kendali on-off dan PID. Suhu, kelembaban tanah dan ketinggian

tanaman dapat dimonitor melalui aplikasi android dengan komunikasi bluetooth.

Hasil pengujian menunjukan alat dapat mengatur suhu pada rentang 24-29 °C

dengan kestabilan ± 1℃, kelembaban tanah 50% ± 5%, dan periode pencahayaan 6

jam dari pukul 08.00 sampai 14.00 secara otomatis. Kondisi tersebut dapat

dimonitor lewat apikasi android menggunakan komunikasi bluetooth. Batas jarak

maksimal monitoring antara hp android dengan alat adalah 10 m.

Kata Kunci: Microgreen, Mikrokontroler Arduino, PID, Aplikasi Mobile.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

ABSTRACT

Microgreen is young grains of herbs, vegetables, nuts, and seeds which

harvested on their young age, approximately 7-14 days after seedling. The main

issue appears when microgreen plant growns conventionally are temperature,

humidity of soil, and the lighting for the plant, which depends on the environment

that does not always correspond to what migrogreen needs. It causes the growth is

not optimal. This final project aims to create a tool to regulate automatically the

temperature, soil moisture and period lighting. The method that used is the control

of on-off control and PID. Temperature, humidity of soil and plant height can be

monitored via the android applications with bluetooth communication. The test

results showed the tool can adjust the temperature in the range 24-29 °C with

stability ± 1 ℃, humidity of soil 50% ± 5%, and period lighting 6 hours from 08.00

until 14.00 automatically. The condition can be monitored via the android

application using bluetooth communication. The limits of maximum distance of

monitoring between android device and tools is 10m

Key Words: Microgreen, Microcontroller Arduino, PID, Mobile Application

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vi

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

berkat rahmat dan karunia-Nya penulis diberikan kesempatan untuk dapat

menyelesaikan laporan proyek akhir yang berjudul “Alat Monitoring Dan

Perawatan Tanaman Microgreen Berbasis Modul Mikrokontroler” dapat

diselesaikan. Laporan ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan

pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Bandung.

Dalam menyelesaikan laporan ini, mendapatkan berbagai kendala yang

dapat teratasi berkat bantuan berupa petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak.

Oleh karena itu pada kesempatan ini, perkenankanlah untuk mengucapkan

terimakasih kepada :

1. Bapak Malayusfi, BSEE., M.Eng. selaku ketua Jurusan Teknik Elekro.

2. Bapak Ir. Edi Rakhman, M.Eng. selaku ketua Program Studi D3 Teknik

Elektronika.

3. Ibu Dr. Dra. Peni Handayani, S.T., M.T. dan Bapak Drs. Trisno Yuwono

Putro, S.T., M.Eng. selaku pembimbing yang dengan sabar selalu

memberikan bimbingan dan arahan.

4. Bapak Robinsar Parlindungan, S.Si., MT selaku ketua penguji dan Bapak

Drs. Suyanto, ST., M.Eng. selaku anggota penguji yang telah berkenan

menguji tugas akhir ini.

5. Bapak Supriyadi SST. M.Eng. selaku wali kelas dari D3 Teknik Elekronika

Kelas B Angkatan 2014.

6. Bapak Sabar Pramono BSEE., MT. selaku koordinator panitia PA/TA 2017.

7. Seluruh Staf Dosen Program Studi Teknik Elektonika yang selama ini telah

memberikan ilmu pengetahuan dan keterampilan di bidang elektronika.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vii

8. Rekan-rekan Teknik Elektronika khususnya untuk D3 Teknik Elektronika

Kelas B Angkatan 2014 yang selalu memberikan bantuan, dorongan

semangat kepada penulis.

9. Himpunan Mahasiswa Elektronika yang telah memberikan pengalaman

berorganisasi di Politeknik Negeri Bandung.

Laporan tugas akhir ini penulis harapkan dapat memberikan manfaat untuk

penulis dan pembaca laporan ini.

Bandung, Agustus 2017

Penulis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................... ii

LEMBAR PERNYATAAN .......................................................... iii

ABSTRAK ..................................................................................... iv

ABSTRACT ................................................................................... v

KATA PENGANTAR ................................................................... vi

DAFTAR ISI .................................................................................. viii

DAFTAR TABEL.......................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ..................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN .............................................................. I-1

1.1 Latar Belakang .......................................................................... I-1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... I-2

1.3 Batasan Masalah........................................................................ I-2

1.4 Tujuan ....................................................................................... I-2

1.5 Luaran Yang Diharapkan .......................................................... I-2

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................... I-3

BAB II LANDASAN TEORI ....................................................... II-1

2.1 Tinjauan Pustaka ....................................................................... II-1

2.2 Landasan Teori .......................................................................... II-1

2.2.1 Microgreen ............................................................................. II-1

2.2.2 Mikrokontroler ....................................................................... II-3

2.2.3 Real Time Clock (RTC) ......................................................... II-5

2.2.4 Sensor ..................................................................................... II-5

2.2.5 Transistor ................................................................................ II-8

2.2.6 Relay ...................................................................................... II-10

2.2.7 Solid State Relay (SSR) ......................................................... II-11

2.2.8 LED Grow Light .................................................................... II-11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ix

2.2.9 Elemen Pemanas .................................................................... II-12

2.2.10 Pompa ................................................................................... II-12

2.2.11 Sistem Kendali PID .............................................................. II-13

2.2.12 Bluetooth .............................................................................. II-14

2.2.13 MIT App Inventor ................................................................ II-15

BAB III METODE DAN PROSES PENYELESAIAN ............. III-1

3.1 Metoda Perancangan Sistem ..................................................... III-1

3.2 Konsep Dasar Alat .................................................................... III-3

3.3 Blok Diagram Sistem ................................................................ III-3

3.4 Cara Kerja Sistem ..................................................................... III-4

3.5 Spesifikasi Alat ......................................................................... III-4

3.6 Prasyarat Sistem ........................................................................ III-5

3.7 Alat dan Bahan Perancangan .................................................... III-5

3.8 Perancangan mekanik ............................................................... III-6

3.9 Perancangan elektronika ......................................................... III-7

3.10 Perancangan kendali ............................................................. III-15

3.11 Perencanaan perangkat lunak ................................................ III-20

3.12 Perancangan komunikasi Bluetooth ...................................... III-23

3.13 Perancangan aplikasi pada android ....................................... III-23

3.14 Metodologi Pengujian ........................................................... III-25

BAB IV REALISASI DAN PENGUJIAN .................................. IV-1

4.1 Realisasi .................................................................................. IV-1

4.1.1 Realisasi Mekanik ................................................................ IV-1

4.1.2 Realisasi Elektronik ............................................................. IV-2

4.1.3 Realisasi sistem kendali ....................................................... IV-2

4.1.4 Realisasi perangkat lunak ..................................................... IV-5

4.2 Hasil Pengujian ....................................................................... IV-7

4.2.1 Menguji modul sensor ultrasonik (HC-SR04) ..................... IV-7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

4.2.2 Menguji sensor suhu (LM35) ............................................... IV-9

4.2.3 Menguji modul sensor kelembaban (YL-69) ....................... IV-10

4.2.4 Menguji modul RTC (DS3231) ........................................... IV-12

4.2.5 Menguji modul bluetooth (HC05) ....................................... IV-13

4.2.6 Menguji rangkaian driver relay dan relay ............................ IV-15

4.2.7 Menguji sistem kendali suhu PID ........................................ IV-16

4.2.8 Menguji sistem kendali kelembaban .................................... IV-17

4.2.9 Menguji sistem kendali cahaya ............................................ IV-20

4.2.10 Pengujian alat ..................................................................... IV-22

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................ V-1

5.1 Kesimpulan ............................................................................... V-1

5.2 Saran .......................................................................................... V-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 parameter PID Ziegler-Nichols tipe 1 ........................................... II-14

Tabel III. 2 Bahan yang digunakan ................................................................ III-5

Tabel III. 3 Pernagkat software yang digunakan ........................................... III-6

Tabel III. 4 Perangkat hardware yang digunakan .......................................... III-6

Tabel III. 5 AT Command Bluetoooth ........................................................... III-23

Tabel IV. 1 Data hasil pengujian sensor suhu LM35 ..................................... IV-9

Tabel IV. 2 Data hasil pengujian sensor jarak HC-SR04............................... IV-8

Tabel IV. 3 Data hasil pengujian sensor soil moisture YL-69 ....................... IV-11

Tabel IV. 4 Data hasil pengujian RTC DS3231 ............................................. IV-13

Tabel IV. 5 Pegujian jarak modul bluetooth HC-05 ...................................... IV-14

Tabel IV. 6 Data hasil pengujian rangkaian relay .......................................... IV-15

Tabel IV. 7 Data hasil pengujian kendali suhu PID ....................................... IV-16

Tabel IV. 8 Data hasil pengujian kendali on-off kelembaban ...................... IV-19

Tabel IV. 9 Data hasil pengujian kendali on-off untuk cahaya ...................... IV-21

Tabel IV. 10 Pengujian alat ............................................................................ IV-23

Tabel IV. 11 Data hasil pengujian sistem terhadap tinggi tumbuh tanaman . IV-24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar II. 1 Seeds to microgreen.................................................................. II-2

Gambar II. 2 Basic layout of a microcontroller. ............................................ II-4

Gambar II. 3 Prinsip kerja sensor ultrasonic .................................................. II-6

Gambar II. 4 Soil moisture sensor.................................................................. II-7

Gambar II. 5 Simbol dari BJT tipe npn dan pnp ............................................ II-8

Gambar II. 6 Kurva karakteristik transistor ................................................... II-9

Gambar II. 7 Transistor keadaan jenuh .......................................................... II-10

Gambar II. 8 Cara kerja relay ......................................................................... II-11

Gambar II. 9 Diagram blok dan respon SSR.................................................. II-11

Gambar II. 10 Elemen pemanas ..................................................................... II-12

Gambar II. 11 Blok diagram sitem kendali PID ............................................ II-13

Gambar II. 12 Sistem diberi input step .......................................................... II-14

Gambar II. 13 Proses desain menentukan L dan T ........................................ II-14

Gambar II. 14 Logo MIT App Inventor ......................................................... II-15

Gambar III. 1 Diagram alir proses pengerjaan alat ........................................ III-1

Gambar III. 2 Blok diagram sistem ................................................................ III-3

Gambar III. 3 Desain mekanik (proyeksi amerika). ....................................... III-7

Gambar III. 4 Blok diagram sensor ultrasonik ............................................... III-7

Gambar III. 5 Sensor ultrasonik HC-SRO4 ................................................... III-8

Gambar III. 6 Blok diagram sensor suhu ....................................................... III-8

Gambar III. 7 LM35 ....................................................................................... III-8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xiii

Gambar III. 8 Blok diagram sensor kelembaban ........................................... III-9

Gambar III. 9 Modul sensor soil moisture YL-69.......................................... III-9

Gambar III. 10 Blok diagram RTC ................................................................ III-10

Gambar III. 11 RTC DS3231 ......................................................................... III-10

Gambar III. 12 Blok diagram mikrokontroler ................................................ III-11

Gambar III. 13 Arduino Uno .......................................................................... III-11

Gambar III. 14 Blok diagram bluetooth ......................................................... III-12

Gambar III. 15 Bluetooth HC-05 ................................................................... III-12

Gambar III. 16 Blok diagram driver relay dan relay ...................................... III-13

Gambar III. 17 Rangkain driver relay ............................................................ III-13

Gambar III. 18 Blok diagram driver heater .................................................... III-14

Gambar III. 19 SSR ........................................................................................ III-14

Gambar III. 20 Blok diagram kendali suhu .................................................... III-15

Gambar III. 21 rangkaian akuisisi suhu ......................................................... III-15

Gambar III. 22 Respon awal kendali suhu ..................................................... III-17

Gambar III. 23 Desain Ziegler-Nichols tipe 1 ............................................... III-17

Gambar III. 24 Blok diagram kendali kelembaban ........................................ III-18

Gambar III. 25 Flowchart kendali kelembaban tanah .................................... III-19

Gambar III. 26 Blok diagram kendali cahaya ................................................ III-19

Gambar III. 27 Flowchart kendali cahaya ...................................................... III-20

Gambar III. 28 Flowchart perancangan perngakat lunak ............................... III-21

Gambar III. 29 rangakain untuk mengatur HC-05 ......................................... III-23

Gambar III. 30 Flowchart perancangan aplikasi ............................................ III-24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xiv

Gambar III. 31 flowchart metodolodi pengujian alat ..................................... III-25

Gambar IV. 1 Realisasi mekanik tampak (a) depan. (b) atas, dan (c) belakang.

........................................................................................................................ IV-2

Gambar IV. 2 Realisasi driver relay ............................................................... IV-2

Gambar IV. 3 Hasil respon design kendali PID ............................................. IV-5

Gambar IV. 4 Tampilan aplikasi (a) awal, (b) login dan (c) monitoring ....... IV-5

Gambar IV. 5 Bluetooth terhubung ................................................................ IV-6

Gambar IV. 6 Rangkaian pengujian modul ultrasonik................................... IV-7

Gambar IV. 7 Grafik hasil pembacaan sensor ultrasonik .............................. IV-8

Gambar IV. 8 Rangkaian pengujian sensor LM35......................................... IV-9

Gambar IV. 9 Grafik hasil pembacaan sensor suhu ....................................... IV-10

Gambar IV. 10 Rangakaian pengujian modul sensor kelembaban ................ IV-10

Gambar IV. 11 Grafik hasil pengujian sensor kelembaban ........................... IV-11

Gambar IV. 12 Rangkaian pengujian modul RTC ......................................... IV-12

Gambar IV. 13 Rangkaian pengujian modul bluetooth ................................. IV-13

Gambar IV. 14 Rangkaian pengujian driver relay dan relay ......................... IV-15

Gambar IV. 15 Rangkaian pengujian sistem kendali suhu ............................ IV-16

Gambar IV. 16 Pengujian sistem kendali suhu dengan dipanaskan dan didinginkan

........................................................................................................................ IV-17

Gambar IV. 17 Rangkaian pengujian sistem kendali kelembaban ................ IV-17

Gambar IV. 18 Rangkaian pengujian sistem kendali cahaya ......................... IV-20

Gambar IV. 19 Rangkaian pengujian alat ...................................................... IV-22

Gambar IV. 20 Pertumbuhan tanaman microgreen tanpa menggunakan alat IV-23

Gambar IV. 21 Pertumbuhan tanaman microgreen dengan menggunakan alatIV-24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

1. Urbania. Tips Menanam Microgreens Di Kebun Sendiri. [Online]. [cited 2017

January 25. Available from: http://urbanina.com/tutorial/tips-menanam-

microgreens-di-kebun-sendiri/.

2. Nicole. Guest Post: DIY Microgreens with Hydroponics. [Online]. [cited 2017

January 25. Available from: http://vegannomnoms.net/2014/06/guest-post-

diy-microgreens-with-hydroponics.html.

3. Storey A. 6 Ways to Grow Better Microgreens. [Online]. [cited 2017 Juny 20.

Available from: https://university.upstartfarmers.com/blog/6-ways-to-grow-

better-microgreens.

4. Permadi AD. MODEL SISTEM PENYIRAMAN DAN PENERANGAN

TAMAN MENGGUNAKAN SOIL MOISTURE SENSOR DAN RTC

(REAL TIME CLOCK) BERBASIS ARDUINO UNO Bogor: FMIPA

Universitas Pakuan; 2016.

5. Sawidin S. Monitoring Kontrol Greenhouse untuk Budidaya Tanaman Bunga

Krisan dengan LabView Yogyakarta: JNTETI; 2015.

6. Gunther Gridling BW. Introduction to Microcontrollers Wien: Vienna

University of Technology; 2007.

7. Snuti Kumari GRPAMK. Types of Sensors and Their Applications.

International Journal of Engineering Research and Development. 2014 April;

10(4).

8. Chefsteps. Growing Microgreens. [Online]. [cited 2017 January 25. Available

from: www.chefsteps.com/activities/growing-microgreens.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Indonesia M. Cara Menanam Microgreens. [Online]. [cited 2017 January 24.

Available from: http://www.microgreens.id/2016/03/cara-menanam-

microgreens.html.

10. Rafiuddin Syam P. Dasar Dasar Teknik Sensor Makassar: Universitas

Hassanudin; 2013.

11. Fraden J. Hand Book Of Modern Sensors San Diego: Springer; 2003.

12. Buchla. TLFdD. Fundamentals of Analog Circuits. 2nd ed.: Prentice Hall;

2001.

13. Floyd TL. Fundamental Of Analog Circuit. 2nd ed.: Pearson; 2001.

14. Arifin R. Bisnis Hidroponik ala Roni Kebun Sayur Jakarta: PT AgroMedia

Pustaka; 2016.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Pribadi

Nama : Muhamad Yogi Triansyah

Tempat, Tanggal Lahir : Kuningan, 8 Juli 1996

Jenis Kelamin : Laki-laki Agama : Islam Kewarganegaraan : Indonesia Alamat : Jln Purwaganda II Dusun Manis RT 01 RW 01

Desa Lebakwangi Kec. Lebakwangi Kab. Kuningan

Tinggi Badan / Berat Badan :175 cm / 55 kg No. HP : 089636713619 E-mail : muhamadyogitriansyah@gmail.com

Pendidikan Forman

Tahun Institusi

2014– 2017 Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik

Elektro, Politeknik Negeri Bandung

2011 – 2014 SMAN 2 Kuningan

2008 – 2011 SMPN 1 Lebakwangi

2002 – 2008 SDN 1 Lebakwangi

Pendidikan Informal

- Kodiklat TNI AD PUSDIKHUB - ESQ

2014 2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pengalaman Organisasi

Tahun Organisasi

2014 – 2017 Anggota Himpunan Mahasiswa Elektronika

2015 – 2016 Anggota, Keluarga Mahasiswa Kuningan Bandung Raya.

2015 - 2016 Anggota, Asosiasi Mahasiswa Islam Politeknik Negeri Bandung

2015 – 2016 Ketua Departemen Eksternal Ikatan Keluarga Mashasiswa Kuningan

2012 – 2013 Bendahara II PMR SMAN 2 Kuningan

2009 – 2010 Anggota Dewan Penggalang Pramuka SMPN 1 Lebakwangi

Pengalaman Kerja

Praktek Kerja Lapangan : PT. GMF AeroAsia Periode : Juli-September 2016 Posisi : Calibration Shop

Keahlian Kecakapan Komputerisasi Teknis Bhs Inggris Bhs Indonesia

MS Word MS Excel MS Power Point Wonderware Intouch

Microcontroller HMI/SCADA Design