SISTEM PENYIRAM TANAMAN BERDASARKAN KELEMBABAN TANAH

SERTA MONITORING MELALUI MEDIA SOSIAL TWITTER

Oleh

Januar Nur Arifin

NIM: 612010028

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Januari 2016

i

INTISARI

Masyarakat Indonesia banyak yang memelihara tanaman hias tetapi tidak memiliki

waktu yang cukup untuk melakukan penyiraman pada tanaman yang dimiliki. Tanaman

tidak terawat bahkan mati karena tidak disiram saat ditinggal pergi pemiliknya sehingga

sangat merugikan pemilik tanaman dan membuat tanaman menjadi tidak indah dilihat.

Pada skripsi ini akan dibuat suatu sistem yang dapat membantu pemilik tanaman

yang tidak memiliki waktu untuk menyiram tanaman tersebut dengan melakukan monitoring

dan control penyiram tanaman. Sistem terhubung dengan akun twitter dan akan memilah

data yang didapat dari akun twitter untuk melakukan penyiraman dan update gambar.

Pemilik tanaman akan mendapatkan update kelembaban tanah, suhu, dan gambar pada akun

twitter dan dapat memerintahkan penyiraman melalui akun twitter pemilik tanaman. Sistem

yang dibuat terdiri dari sensor kelembaban (terbuat dari batang tembaga untuk mengukur

kelembaban tanah), sensor suhu, sensor cahaya, pompa air penyiram tanaman, dan

microcontroller sebagai control utama yang mengolah data penyiraman dan sistem update

pada akun twitter.

Sistem yang dibuat dapat melakukan penyiraman secara otomatis sesuai setelan

dengan presentase keberhasilan 100%. Sistem dapat melakukan update status dengan

presentase keberhasilan 100%, presentase keberhasilan update gambar 90% dan presentase

keberhasilan perintah penyiraman adalah 96%. Sistem hanya dapat diperintah dengan akun

twitter yang ditentukan dengan presentase keamanan 100%.

Kata kunci : tanaman hias, penyiraman, microcontroller, twitter

ii

ABSTRACT

A lot of Indonesian people raise ornamental plants but they don’t have much time for

watering their plants. Their plants are not well taken care and withered because of being left

by the owner so the plants are not beautiful anymore.

In this final project, a system which can help the plant owners who don’t have time

for watering will be made by monitoring and controlling the plants watering. The system is

connected to the twitter account and will sort the data gotten from the account for watering

and updating picture. The plant owners will receive the update about the soil humidity,

temperature, and picture on their account. The system consists of humidity sensor (made of

copper to measure the soil humidity), temperature sensor, light sensor, water pump for

watering the plants, and microcontroller as the main controller which process the data from

the watering process and update it to the twitter account.

The system made is able to do the watering process automatically according to the

setting of the system with 100% percentage of success. The system is able to update the

status with 100% percentage of success, 90% percentage of success updating the picture and

96% percentage of success watering the plant. System can only be commanded with the

certain twitter account with 100% percentage of security.

Key words : ornamental plants, watering, microcontroller, twitter

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala berkat rahmat karunia

yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi

sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana.

Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai

pihak yang baik secara langsung maupun tidak, telah membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini :

1. Pak Bos, Bu Bos, Memi, Mbak Galuh, Mas Indra, Hana Hanif, terimakasih atas

dukungan dalam bentuk apapun dan doa – doa yang dipanjatkan setiap waktu

kepada penulis. Terimakasih sudah sabar menyemangati penulis walaupun lulus

lama.

2. FTJE UKSW terimakasih atas makrabnya pada tahun 2010.

3. Bapak Daniel dan Bapak Deddy selaku pembimbing, terimakasih atas kesabaran,

bimbingan, pengarahan, nasehat, waktu, dan semua masukan yang tidak dapat

disebutkan selama mengerjakan skripsi ini.

4. Pak Nal dan Bu Mar, terimakasih telah melahirkan putri yang awesome.

5. Tri Wahyu Yulianingrum, terimakasih untuk sudah ada di bumi. Love you more.

6. Teman – teman FTJE 2010, Jambrong terimakasih sudah memberi nama Jamet

sehingga sampai sekarang tidak ada yang memanggil penulis dengan nama asli,

Adit tolgung, Binatang, Simon, Kana, Yudha, Roma, Gantenk, Sekar, Ruth, Grace,

Bandot, Supret, David, Ais serta teman – teman FTJE 2010 yang sangat banyak

sehingga tidak bisa disebutkan satu persatu. “Terimakasih sudah lahir di periode

yang sama dan membuat warna sejak tahun 2010 dan seterusnya.”

7. Mas Daniel dan Mas Wawa selaku guru berjalan. Terimakasih untuk semuanya.

8. Penghuni Lab Skripsi, Bang DK, Kimpan palang dan Face PID terimakasih sudah

menjadi orang yang sedikit kurang jelas, Masmis terimakasih udah saru, Wikan

terimakasih untuk sabun mandi dan sudah bersenandung menggunakan headset

sehingga suaranya bagus sekali, Aksatoya dan Binatang terimakasih sudah

memberi warna dengan musik kalian, Jemblink, Gendut, Pakdey, Ardit, Bewok,

iv

Daniel, Angga, Vinlux, Ane, Grace, Anel, Yudha, Yongsua, Agung dan lain – lain

yang sudah ada di setiap hari – hari penulis dalam mengerjakan skripsi ini. “JOS!!”

9. Teman – teman Lab Robot, terimakasih sudah mengajarkan arti tanggung jawab

yang sesungguhnya.

10. Dosen-dosen pengajar, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Ragil dan

Mbak Yola terimakasih atas bantuannya selama ini.

11. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah turut andil

dalam proses pengerjaan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu

penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi

ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.

Salatiga, Januari 2016

Penulis

v

DAFTAR ISI

INTISARI .............................................................................................. i

ABSTRACT .......................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. x

DAFTAR ISTILAH .............................................................................................. xi

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

1.1. Tujuan ......................................................................................... 1

1.2. Latar Belakang ........................................................................... 1

1.3. Batasan Tugas Akhir ................................................................... 2

1.4. Spesifikasi Alat ........................................................................... 3

1.5. Sistematika Penulisan ................................................................. 3

BAB II DASAR TEORI ................................................................................. 5

2.1. Sensor Suhu IC LM35 ................................................................ 5

2.2. Sensor Kelembaban Tanah dengan Paku Konduktor .................. 6

2.3. Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistors) ...................... 8

2.4. Pompa Air DC 12V ..................................................................... 8

2.5. Real Time Clock .......................................................................... 10

2.6. Microcontroller ........................................................................... 10

2.6.1. Arduino ............................................................................. 11

2.6.2. ADC .................................................................................. 14

2.6.3. UART ................................................................................ 14

2.7. Raspberry Pi B+ ........................................................................... 16

vi

2.8. Liquid Crystal Display Karakter 20x4 ........................................ 16

2.9. Twitter ........................................................................................ 18

BAB III PERANCANGAN ALAT .................................................................. 20

3.1. Gambaran Alat ............................................................................ 20

3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras ............................... 21

3.2.1. Perangkat Keras Modul Mekanik ..................................... 21

3.2.1.1. Sensor Kelembaban Tanah ................................... 22

3.2.1.2. Penyiram Tanaman ............................................... 23

3.2.1.3. Keseluruhan Sistem Penyiram Tanaman ............. 24

3.2.2. Perangkat Keras Modul Elektronik.................................... 26

3.2.2.1. Pengendali Utama ................................................. 26

3.2.2.2. Sensor Suhu LM35 ............................................... 29

3.2.2.3. Sensor Cahaya LDR ............................................. 29

3.2.2.4. Pompa Air DC 12V .............................................. 30

3.2.2.5. Real Time Clock .................................................... 31

3.2.2.6. User Interface ........................................................ 32

3.3. Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak .............................. 32

3.3.1. Perangkat Lunak Microcontroller ATmega 2560 ............. 32

3.3.1.1. Menu ..................................................................... 32

3.3.1.2. Controller ............................................................. 34

3.3.1.3. Updater ................................................................. 37

3.3.2. Perangkat Lunak Raspberry Pi B+ ................................... 39

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............................................................. 42

4.1. Pengujian Sensor Kelembaban Tanah ........................................ 42

4.2. Pengujian Sensor Suhu ............................................................... 44

4.3. Pengujian Sensor Cahaya ........................................................... 47

vii

4.4. Pengujian Sistem Penyiram Tanaman Otomatis ........................ 49

4.4.1. Penyiraman Berdasarkan Kelembaban Tanah................... 49

4.4.2. Penyiraman Berdasarkan Waktu ...................................... 50

4.5. Pengujian Sistem Update Status Twitter .................................... 51

4.6. Pengujian Sistem Streaming Hashtag Twitter ............................ 52

4.6.1. Streaming Hashtag Penyiraman ....................................... 53

4.6.2. Streaming Hashtag Update Gambar ................................. 54

4.6.3. Streaming Hashtag dengan Akun Lain ............................. 56

4.7. Pengujian Keberhasilan Update Berdasarkan Provider Internet.. 57

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 58

5.1. Kesimpulan ................................................................................. 58

5.2. Saran Pengembangan .................................................................. 59

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 60

LAMPIRAN ........................................................................................... 61

DATA SHEET LM35 .......................................................................... 61

DATA SHEET LDR ............................................................................ 62

DATA SHEET RTC ............................................................................ 63

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. IC LM35 ........................................................................................ 5

Gambar 2.2. Sensor kelembaban paku konduktor ............................................. 6

Gambar 2.3. Rangkaian sensor kelembaban paku konduktor ............................ 7

Gambar 2.4. Karakteristik sensor kelembaban tanah ......................................... 7

Gambar 2.5. Rangkaian sensor cahaya LDR ..................................................... 8

Gambar 2.6. Sensor cahaya LDR ....................................................................... 8

Gambar 2.7. Pompa air DC 12V ........................................................................ 9

Gambar 2.8. Driver relay ................................................................................... 9

Gambar 2.9. Real time clock DS1307 ................................................................ 10

Gambar 2.10. Macam-macam board arduino ...................................................... 11

Gambar 2.11. Deskripsi pin ATMEGA 2560 ...................................................... 13

Gambar 2.12. Board arduino mega 2560. ............................................................ 13

Gambar 2.13. Format paket data UART .............................................................. 15

Gambar 2.14. Modul Raspberry Pi Rev B ............................................................ 16

Gambar 2.15. LCD 20x4 ...................................................................................... 17

Gambar 2.16. Skema LCD 20×4 .......................................................................... 17

Gambar 2.17. Pilihan fungsi pada situs Api twitter ............................................. 19

Gambar 3.1. Blok diagram keseluruhan alat yang dirancang............................ 21

Gambar 3.2. Desain mekanik sensor kelembaban tanah .................................... 22

Gambar 3.3. Realisasi mekanik sensor kelembaban .......................................... 23

Gambar 3.4. Desain mekanik penyiram tanaman .............................................. 23

Gambar 3.5. Realisasi penyiram tanaman .......................................................... 24

Gambar 3.6. Box controller dan user interface sistem ...................................... 24

Gambar 3.7. Pemasangan sensor dan penyiram tanaman pada pot tanaman ..... 25

Gambar 3.8. Realisasi penyimpan air ................................................................ 25

Gambar 3.9. Skema perancangan microcontroller sebagai pengendali utama . 27

Gambar 3.10. Skema perancangan sensor cahaya LDR ...................................... 30

Gambar 3.11. Skema rangkaian driver relay ....................................................... 30

Gambar 3.12. Rangkaian Real Time Clock (RTC) DS1307 ................................... 31

Gambar 3.13. Diagram alir subrutin menu .......................................................... 33

ix

Gambar 3.14. Diagram alir subrutin controller ................................................... 35

Gambar 3.15. Format string karakter diterima oleh microcontroller ................ 38

Gambar 3.16. Diagram alir updater Raspberry Pi ............................................... 40

Gambar 4.1. Pengukuran berat tanah dan air ..................................................... 42

Gambar 4.2. Grafik dan persamaan garis lurus pengukuran kelembaban tanah 44

Gambar 4.3. Pengukuran tegangan keluaran sensor suhu LM35 ....................... 45

Gambar 4.4. Pengukuran adc pada sensor cahaya ............................................. 47

Gambar 4.5. Update status kondisi tanaman dan ruangan ................................. 52

Gambar 4.6. Update status penyiraman setelah melakukan penyiraman .......... 52

Gambar 4.7. Data yang diterima oleh raspberry pi dalam sistem streaming hashtag

penyiraman .................................................................................... 54

Gambar 4.8. Data yang diterima oleh raspberry pi dalam sistem streaming hashtag

update gambar ............................................................................... 55

Gambar 4.9. Update gambar setelah mendapat perintah melalui twitter ........... 55

Gambar 4.10. Data yang diterima oleh raspberry pi dengan akun twitter lain .... 56

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konfigurasi pin LCD 20×4 ................................................................ 18

Tabel 3.1. Konfigurasi penggunaan pin ATmega 2560 pada bagian pengendali

utama .................................................................................................. 28

Tabel 3.2. Data yang diterima oleh microcontroller ........................................... 38

Tabel 3.3. Data yang dikirim oleh microcontroller ............................................ 39

Tabel 4.1. Pengukuran dan kalibrasi sensor kelembaban tanah .......................... 43

Tabel 4.2. Perbandingan pengukuran suhu sensor LM35 terhadap suhu

ruangan ............................................................................................... 46

Tabel 4.3. Pengambilan data sensor cahaya LDR berdasarkan

klasifikasi yang ditentukan ................................................................ 48

Tabel 4.4. Pengujian keberhasilan penyiraman berdasarkan

kelembaban tanah ............................................................................... 49

Tabel 4.5. Pengujian keberhasilan penyiraman berdasarkan waktu ................... 50

Tabel 4.6. Keberhasilan update status pada akun twitter yang dilakukan

selama lima jam ................................................................................. 51

Tabel 4.7. Pengujian keberhasilan penyiraman berdasarkan

perintah dari twitter ............................................................................ 53

Tabel 4.8. Pengujian keberhasilan update gambar berdasarkan

perintah dari twitter ............................................................................ 54

Tabel 4.9. Pengujian keberhasilan update status dangambar berdasarkan

perintah dari akun twitter lain ............................................................ 56

Tabel 4.10. Pengujian keberhasilan update berdasarkan provider internet .......... 57

xi

DAFTAR ISTILAH

ADC Analog to Digital Converter

API Aplication Programming Interface

ASM American Standard Method

DC Direct Current

IC Integrated Circuit

LCD Liquid Crystal Display

LDR Light Dependent Resistors

LED Light Emitting Diode

LSB Least Significant Bit

PWM Pulse With Modulation

RTC Real Time Clock