Upload
truongthuy
View
231
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Prototype Rumah Kaca Untuk
Sayur Berbasis Arduino
ATMega 2560
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan Program Diploma III
Muchamad Adam Abay : 13140625
Danang Untoro : 13141036
Program Studi Teknik Komputer
Akademi Manajemen Iinformatika dan Komputer Bina Sarana Infomatika
Jakarta
2017
xii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang
telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga pada akhirnya penulis dapat
menyelesaikan tugas ini dengan baik. Dimana tugas akhir ini penulis sajikan
dalam bentuk buku yang sederhana. Adapun judul tugas akhir, yang penulis
ambil sebagai berikut, “Prototype Rumah Kaca Untuk Sayur Berbasis
Arduino ATMega 2560”.
Tujuan penulisan tugas akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat
kelulusan program Diploma III AMIK BSI Jakarta. Sebagai bahan penulisan
diambil berdasarkan hasil penelitian (eksperimen), observasi dan beberapa
sumber literatur yang mendukung penulisan ini. Penulis menyadari bahwa tanpa
bimbingan dan dorongan dari semua pihak, maka penulisan tugas akhir ini
tidak akan lancar. Oleh karena itu pada kesempatan ini, izinkanlah penulis
menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Direktur AMIK BSI Jakarta.
2. Ketua Program Studi Teknik komputer AMIK BSI Jakarta.
3. Bapak Pas Mahyu Akhirianto, SPd, MKom. selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir.
4. Orang tua tercinta yang telah memberikan dukungan moral maupun spiritual
5. Rekan-rekan mahasiswa kelas TK-6D.
Serta semua pihak yang terlalu banyak untuk disebut satu
persatu sehingga terwujudnya penulisan ini. Penulis menyadari bahwa penulisan
tugas akhir ini masih jauh sekali dari sempurna, untuk itu penulis mohon kritik
xiii
dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan penulisan dimasa yang
akan datang.
Akhir kata semoga tugas akhir ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan
bagi para pembaca yang berminat pada umumnya.
Jakarta, 22 Juli 2017
Penulis
Team Penulis
xiv
ABSTRASI
Muchamad Adam Abay (13140625) dan Danang Untoro (13141036),
Pembuatan Alat Prototype Rumah Kaca Untuk Sayur Berbasis Arduino
ATMega 2560.
Mikrokontroler yang kami miliki mencoba membuat sesuatu alat yang dapat
memantau suhu dan kelembaban ruangan alat tersebut dapat diatur melalui sensor
DHT11 yag ada. Sehingga dapat berjalan dengan ketentuan yang diberikan dan
perangkat elektronik lainya dapat dapat beroperasi sesuai yang diinginkan. Dan
juga fasilitas RTC berfungsi mengatur pompa dan jendela. Alat ini menggunakan
komponen utama yaitu : ATmega 2560p, Sensor DHT11, Relay 5V, Sensor RTC,
Motor DC, Pompa Air, Dan IC Regulator. Alat tersebut dapat dipantau dengan
LCD serta dapat mentampilkan Usia tamanan, suhu dan kelembaban, dengan
pendeteksi suhu ruangan kita dapat mengetahui terjadinya peningkatan yang dratis
yang akan ditampilkan di-LCD. Dapat di simpulka bahwa alat ini dapat di
gunakan untuk mempermudah Pemberian Nutrisi pada tanaman melalui Pompa
Air satu kendali yang praktis karena tidak perlu memberi Nutrisi secara Manual.
Kata kunci : Ardunino, Atmega 2560p, Sensor DHT11, Relay 5V, Sensor
RTC, Motor DC, Pompa Air, Dan IC Regulator.
xv
ABSTRACTION
Muchamad Adam Abay (13140625) and Danang Untoro (13141036),
Manufacture of Prototype Greenhouse Equipment for Arduino Mega 2560
Based Vegetable Plant.
The microcontroller we have tried to make something that can monitor the
temperature and humidity of the room can be arranged through the existing
DHT11 sensor. So that it can run with the provisions given and other electronic
devices can be able to operate as desired. And also RTC facility works to arrange
pumps and windows. This tool uses the main components namely: ATmega 2560p,
DHT11 Sensor, Relay 5V, RTC Sensor, DC Motor, Water Pump, And IC
Regulator. The device can be monitored with LCD and can display Age of tuna,
temperature and humidity, with room temperature detector we can know the
happening of drat improvement which will be displayed in-LCD. It can be
concluded that this tool can be used to facilitate the Provision of Nutrition in
plants through the Water Pump a practical control because it does not need to
provide Nutrition Manually.
Keywords: Ardunino, Atmega 2560p, DHT11 Sensor, Relay 5V, RTC Sensor,
DC Motor, Water Pump, And IC Regulator.
xvi
DAFTAR ISI Halaman
Lembar Judul Tugas Akhir ................................................................... i
Lembar Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ...................................................... ii
Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah ................................ iv
Lembar Persetujuan dan Pengesahan Tugas Akhir ........................................................... vi
Lembar Konsultasi Tugas Akhir ............................................................................................ x
Kata Pengantar ......................................................................................................................... xii
Abstrak ............................................................................................................ xiv
Daftar Isi ....................................................................................... xvi
Daftar Simbol ................................................................................ xviii
Daftar Gambar ................................................................................ xxi
Daftar Tabel .......................................................................................... xxiii
Daftar Lampiran .............................................................................................. xxiv
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .......................................................................... 1
1.2. Maksud dan Tujuan ............................................................... 2
1.4. Metode Pengumpulan Data ................................................... 2
1.5. Ruang Lingkup ...................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................... 5
2.1. Teori P e n d u k u n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.1. Teori IC (Integrated Circuit) ................................ 5
2.1.2. Komponen Eletronika ................................................. 9
2.1.3. Komponen Input ........................................................................ 20
2.1.4. Komponen Output .............................................. 23
2.1.5. Jenis-Jenis Kredit ......................................................... 27
2.2. Konsep dasar Program ........................................................... 35
2.2.1. Arduino Mega 2560 ............................................................ 35
2.2.2. Bahasa Arduino (Pemrograman) ........................................ 40
2.2.3. Cara memasukan Program ........................................... 45
2.3. Flowchat ................................................................................. 53
BAB III PEMBAHASAN .......................................................................... 55
3.1. Tinjauan Umum Alat .............................................................. 55
3.2. Blok Diagram Alat ................................................................. 55
3.3. Gambar Rangkaian ................................................................. 57
3.3.1. Modul DHT11 .............................................................. 58
3.3.2. modul RTC ................................................................... 59
3.3.3. LCD 16x4 ..................................................................... 59
3.3.4 Board Arduino Mega 2560............................................ 60
3.3.5 Catu Daya ...................................................................... 61
xvii
3.3.6 Relay ............................................................................. 62
3.4. Cara Kerja Alat....................................................................... 63
3.5. perancangan Program ............................................................. 63
3.5.1. Flowchart Program ......................................................... 64
3.5.2. Kontruksi Program (Coding) .......................................... 64
3.6. Hasil percobaan ...................................................................... 73
BAB IV PENUTUP ......................................................................................... 75
4.1. Kesimpulan............................................................................. 74
4.2. Saran ....................................................................................... 76
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................................................... 77
DAFTAR RIWAYAT HIDUP .................................................................... 78
LAMPIRAN-LAMPIRAN ...................................................................... 80
xviii
DAFTAR SIMBOL
a. Simbol Flowchart
xix
b. Simbol Komponen Elektronika
Simbol Komponen Nama Komponen
Resistor
Kapasitor Non Polaritas
Kapasitor Polaritas
Dioda
Kristal
IC Regulator
xx
Soket USB
Transfomator
Atmega 2560
xxi
DAFTAR GAMBAR Halaman
Gambar II.1 IC (Integrated Circuit .................................................................... 8
Gamabr II.2 Transistor ........................................................................................ 10
Gambar II.3 Dioda ............................................................................................. 11
Gambar II.4 Dioda Brigde .................................................................................. 12
Gambar II.5 Resistor .......................................................................................... 13
Gambar II.6 Cara menghitung Resistor 4 warna ................................................ 14
Gambar II.7 Cara menghitung Resistor 5 warna ................................................ 15
Gambar II.8 Kapasitor Keramik ......................................................................... 17
Gambar II.9 Elco ................................................................................................ 18
Gambar II.10 Transfomator ............................................................................... 19
Gambar II.11 Relay ............................................................................................ 20
Gambar II.12 DHT11 ......................................................................................... 21
Gambar II.13 RTC ............................................................................................. 22
Gambar II.14 Kipas DC ..................................................................................... 23
Gambar II.15 Motor DC ..................................................................................... 25
Gambar II.16 LCD ............................................................................................. 26
Gambar II.17 AtMega 2560 ............................................................................... 29
Gambar II.18 Konfigurasi Pin AtMega 2560 ..................................................... 31
Gambar II.19 Arduino Mega 2560 ..................................................................... 36
Gambar II.20 File Master Arduino ..................................................................... 46
Gambar II.21 License Agreement ...................................................................... 46
Gambar II.22 Option Componen......................................................................... 46
Gambar II.23 Pemilihan Local Disk .................................................................. 47
Gambar II.24 Instal Arduino .............................................................................. 47
Gambar II.25 Pemberitahuab Instal Driver Belum Berhasil .............................. 48
Gambar II.26 Update Driver Software ................................................................ 49
Gambar II.27 Option Instalation ........................................................................ 49
Gambar II.28 Pemilihan Lokal Disk .................................................................. 50
Gambar II.29 Option Windows Security ........................................................... 50
Gambar II.30 USB Serial Port ........................................................................... 51
Gambar II.31 Device Manager ........................................................................... 51
Gambar II.32. Sketch Arduino ........................................................................... 52
Gambar II.33 Board Arduino ............................................................................. 52
Gambar II.34 Serial Port Arduino ...................................................................... 53
Gambar II. 35 Uploading Program Arduino ...................................................... 53
Gambar III.1 Blok Diagram Alat ....................................................................... 55
Gambar III.2 Skema Rangkaian Alat ................................................................. 57
Gambar III.3 Modul DHT11 .............................................................................. 57
Gambar III.4 LCD 16x4 ..................................................................................... 58
Gambar III.5 Arduino Mega 2560 ..................................................................... 59
Gambar III.6 Catu Daya 5 Volt .......................................................................... 60
xxii
Gambar III.7 Catu Daya 12 Volt ........................................................................ 61
Gambar III.8 Blok Relay .................................................................................... 62
Gambar III.9 Flowchart ...................................................................................... 63
xxiii
DAFTAR TABEL Halaman
Tabel II.1 Perbedaan Mikrokontroller dan Mikroposesor .................................. 6
Tabel II.2 Kode Warna Cincin Resistor ............................................................. 14
Tabel II.3 Kode Angka dan Huruf Kapasistor ................................................... 18
Tabel II.4 keterangan Pin LCD 16x4 ................................................................. 27
Tabel III.1 Penggunaan Pin Pada Arduino Mega 2560 ...................................... 60
Tabel III.2. Hasil Pengujian suhu ....................................................................... 72
Tabel III.3 Hasil Pengujian sensor RTC penjadwalan Pompa ........................... 72
Tabel III.2 Hasil Pengujian sensor RTC terhadap jendela ................................. 73
xxiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Data Sheet DHT11 .......................................................................................... 78
2 Data Sheet AtMega 2560 .................................................................................. 82
3 Data Sheet LCD 16x4 ..................................................................................... 89
4 Data Sheet RTC ............................................................................................... 90
5 Photo ............................................................................................................... 92
6 Daftar harga ...................................................................................................... 95
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dimasa sekarang ini berbagai permasalahan muncul di sektor
pertanian.keterbatasan lahan,dan iklim cuaca yang tidak menentu mengakibatkan
sering sekali hasil panen menurun bahkan sampai gagal panen, di sisi lain
kebutuhan produk pertanian semakin meningkat karena di barengi oleh jumlah
pertumbuhan penduduk yang tinggi. DiIndonesia permasalahan tersebut menjadi
cukup rumit karena beberapa faktor antara lain: di sektor pertanian yang kurang,
kualitas hasil pertanian lokal masih di bawah spesifikasi produk serupa dari
negara lain. Pengaruh dari perubahan selera para konsumen,serta teknologi sistem
pertanian di Indonesia masih tertinggal dengan negara-negara maju.
Pertanian menggunakan rumah kaca (Green House) mempunyai beberapa
keuntungan yakni, tanaman relatif terlindungi dari serangan hama dan penyakit,
dan lingkungan rumah kaca relatif mudah dikendalikan. Untuk memonitor iklim
di dalam rumah kaca, memerlukan alat yang terintegrasi agar dapat memberikan
produk dan hasil yang optimal. Untuk menunjang hal tersebut maka penulis
membuat alat “Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca Untuk Tanaman
Sayur Berbasis Arduino Mega 2560”. Iklim dan lingkungan yang akan
dikendalikan meliputi temperatur, kelembaban udara, intensitas sinar matahari,
serta mengatur distribusi air dan pupuk pada setiap tanaman. Sistem pada rumah
kaca pada umumnya dinegara maju relatif mahal, sehingga penerapannya
diIndonesia sangat sedikit.
2
1.2. Maksud dan Tujuan
1.2.1. Maksud
Maksud dari penyusunan tugas akhir pembuatan alat ini adalah:
a. Membuat alat menggunakan IC microkontroller ATmega 2560 untuk
mengkontrol Kondisi suhu dan kelembaban serta pengendalian sistem
pengairan dan pemupukan pada rumah kaca untuk tanaman sayuran.
b. Dapat mengkontrol sirkulasi udara dan sinar matahari dengan cara
pemasangan ventilasi udara dan penutup atau tabir cahaya sehingga kondisi
suhu dan kelembaban di dalam rumah kaca dapat terjaga.
c. Dapat memantau suhu dan kelembaban di dalam rumah kaca dengan
pemasangan sensor suhu dan kelembaban,serta pemantauan pertumbuhan
tanaman berdasarkan umur tanaman,dengan menambahkan RTC (Real Time
Clock) Pada mikrokontroller Atmega 2560.
d. Dapat mengontrol system pengairan dan pemupukan tanaman menggunakan
RTC (Real Time Clock) yang di tambahkan pada mikrokontroller ATmega
2560 sesuai waktu yang kita ingin kan.
1.2.2. Tujuan
Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi satu
syarat kelulusan program diploma III (D3) pada program studi teknik komputer di
Akademi Manajemen Informatika dan Komputer Bina Sarana Informatika (AMIK
BSI) pada periode 2017-1.
1.3. Metode Penelitian
Dalam penyusunan laporan ini, penulis melakukan beberapa metode untuk
melengkapi data-data, yaitu sebagai berikut :
3
1. Metode Observasi
Dengan metode ini penulis menganalisis alat, komponen dan menguji alat
untuk memperoleh data hasil kerja alat sebagai hasil Tugas Akhir.
a. Metode Pengumpulan Komponen
Data-data ini diperoleh dari produsen komponen elektronika mengenai
fungsi, karakteristik, dan data-data penting lainnya.
b. Metode Pengujian Alat
Data yang diperoleh melalui metode ini di dapat setelah alat yang dibuat,
diuji, dan diambil kesimpulan setalah dilakukan pengujian tersebut.
2. Metode Studi Pustaka
Metode ini menggunakan buku-buku referensi, jurnal, laporan yang
berkaitan dengan judul yang diangkat sebagai referensi. Buku-buku tersebut di
ambil dari berbagai sumber, baik dari luar maupun dari dalam yang berkaitan
dengan Tugas Akhir ini.
3. Wawancara
Yaitu melakukan konsultasi kepada orang yang lebih ahli dalam bidang
perancangan dan pembuatan alat.
1.4. Ruang Lingkup
Pada dasar pembuatan Tugas Akhir ini penulis membatasi pembahasan
pada:
1. Sensor kendali suhu dan kelembaban.
2. Alat penghitung waktu.
3. Pemantauan umur tanaman.
4. Pengontrolan suhu dan kelembaban.
4
5. Pengontrolan system pengairan dan pemupukan.
6. Pengontrolan sirkulasi udara dan cahaya matahari.
Dari beberapa komponen diatas dapat dihasilkan suatu alat yang dapat
mengendalikan kondisi suhu,kelembaban,system pengairan dan pemupukan
tanaman sayuran didalam rumah kaca.
Dengan pembahasan dan membuat alat yang didukung oleh:
1. Hardware
a. Komponen yang digunakan dan fungsinya.
b. Cara kerja alat.
c. Permasalahan dan pemecahan masalah.
2. Software
a. Software jenis program dan bahasa yang digunakan.
b. Penjelasan program.
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Teori Pendukung
Dalam teori ini akan membahas tentang komponen apa saja yang
digunakan pada alat ini “Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca Untuk
Tanaman Sayur Berbasis Arduino Mega 2560”, fungsi maupun pengertian.
Masing-masing komponen memiliki peranan penting dalam pembuatan alat ini
baik komponen elektronika aktif maupun pasif, selain komponen elektronika juga
akan membahas tentng fungsi ATMega 2560, adapun perangkat lunak yang
digunakan untuk menghasilkan alat ini, dan tidak lupa juga membahas listing
program dan fungsi listing tersebut
2.1.1. IC (Integrated Circuit)
Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:145) menyimpulkan bahwa
“IC (Integrated Circuit) adalah komponen yang di dalamnya terkandung
komponen elektronika yang di buat dengan bahan semikonduktor, tujuan
pembuatan IC untuk menyederhanakan wujud fisik rangkaian aplikasi elektronika
sehingga tampak lebih kecil dan rapi dan memiliki fungsi serta tujuan tertentu”.
IC sendiri di pergunakan untuk bermacam-macam perangkat, termasuk
televisi, telepon seluler, komputer, mesin-mesin industri, serta berbagai
perlengkapan audio dan video.
IC yang di kelompokan berdasarkan jumlah komponen elekronika yang
terkandung di dalamnya adalah sebagai berikut:
6
1. SSI (Small-Scale Integration) : cip dengan maksimum 100 komponen
elektronika.
2. MSI (Medium-Scale Integration) : cip dengan 100 sampai 3.000
komponen elektronika.
3. LSI (Large-Scale Integration) : cip dengan 3.000 sampai 100.000
komponen elektronika.
4. VLSI (Veri Large-Scale Integration) : cip dengan 100.000 sampai
1.000.000 komponen elektronika.
5. ULSI (Ultra Large-Scale Integration) : cip dengan lebih dari 1 juta
komponen elektronika.
IC Mikrokontroler dapat di temukan dan di jumpai pada peralatan
pengendalian otomatis dengan fungsi terbatas, sedangkan IC mikroprosesor dapat
di jumpai dalam CPU (Central Processing Unit) sebuah komputer berikut
perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor dapat di lihat pada Tabel II.1.
Tabel II.1
Perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor
No Perbedaan Mikrokontroler Mikroprosesor
1 Fungsi
memproses utama pada peralatan
kendali (control) sederhana
dengan tujuan khusus/ tertentun
dengan bervariasi.
Memproses utama pada
komputer.
2 Harga Lebih terjangkau. Mahal.
3 Karakter
Dalam penggunannya dapat
berdiri sendiri, karena
mikrokontroler ibarat
mikrokomputer yang terigrasi
dalam sebuah cip tunggal.
Dalam penggunannya
tidak dapat berdiri
sendiri, artinya masih
membutuhkan perangkat
lain yang digunakan.
Sumber: Heri Andrianto& Aan Darmawan (Arduino Belajar Cepat Pemrograman)
7
1. Jenis-jenis IC
a. IC Digital
Berdasarkan teknologi pembuatannya IC Digital dibedakan menjadi dua
jenis, yaitu TTL (Transistor-Transistor Logic) dan CMOS (Complementary Metal
Oxide Semiconductor). Perbedaan antara keduanya adalah pada tegangan catu
daya yang digunakan pada alat ini.
pada IC TTL angka 0 (nol) direpresentasikan dengan tegangan 0 sampai
0,7 Volt, dan pada angka 1 (satu) direpresentasikan dengan tegangan bernilai 3,5
sampai 5 Volt. Dan sedangkan IC CMOS mempunyai ciri dengan input lebih
fleksibel yaitu 3,5 sampai 15 Volt akan tetapi IC CMOS lebih efektif di tegangan
12 Volt jika melebihi tegangan 12 Volt maka akan merusak komponen yg ada
didalam IC CMOS tersebut.
b. IC Analog
Menurut Chandra (2010:25) “IC Analog adalah IC yang tersusun oleh
beberapa rangkaian analog (linier) dan beroperasi dengan menggunakan sinyal
sinusoidal”. Dalam pembuatan alat ini penulis menggunakan IC LM 7805 yang
mempunyai tiga kaki yang digunakan sebagai komponen pendukung dari VCC
untuk menghasilkan tegangan 5 Volt. IC regulator ini berfungsi untuk
menstabilkan tegangan dan dapat berkerja dengan baik jika tegangan input (Vin)
lebih besar dari tegangan out (Vout).
8
Sumber:http://electronicsforu.com/electronics-projects/ic-7805-
voltage-regulator
Gambar II.1
IC LM 7805
IC LM 7805 memiliki kekurangan dan kelebihan, adapun kekurangan dan
kelebihan IC LM 7805 adalah sebagai berikut:
a. Keuntungan
IC seri 78xx tidak memerlukan komponen tambahan untuk menyediakan
tagangan yang konstan, sumber daya yang bisa diatur membuatnya mudah
digunakan, serta penggunaan yang ekonomis serta efesien ruang, regulator
tegangan lainnya mungkin memerlukan komponen tambahan untuk mengatur
tingkat tegangan keluaran atau untuk membantu dalam proses regulasi. Beberap
desain lain seperti model (Switched Power Supply) mungkin perlu keahlian teknik
substansial untuk menggunakannya. IC seri 78xx memiliki built-in protection
untuk mencegah rangkaian memakan terlalu banyak daya listrik. Memiliki
perlindungan terhadap overheating dan short circuit, membuat IC ini cukup bagus
digunakan dalam beberapa aplikasi termasuk powerbank. Dalam beberapa kasus,
9
fitur pembatas arus dari perangkat 78xx dapat memberikan perlindungan tidak
hanya untuk 78xx itu sendiri, tetapi juga untuk bagian lain dari rangkaian
elektronika.
b. Kekurangan
Tegangan input harus selalu lebih tinggi dari tegangan outputnya, dengan
minum 2 volt lebih tinggi, (misalnya, menyalakan sirkuit atau alat yang
membutuhkan tegangan 5 volt tapi menggunakan baterai 6 volt maka tidak akan
bekerja pada IC 7805).
IC ini didasarkan pada desain regulator linear, arus input yang dibutuhkan
adalah selalu sama dengan arus keluaran, sedangkan tegangan input harus selalu
lebih tinggi dari tegangan output, ini berarti bahwa daya total (tegangan dikalikan
dengan arus) masuk ke 78xx akan tetapi lebih besar dari daya keluaran yang
disediakan, sebagaian daya input akan hilang sebagai panas. Ini berati bahwa baik
untuk beberapa aplikasi yang memadai heatsink pada IC harus disediakan, dan
juga sebagian dari daya input yang terbuang selama proses tersebut, membuatnya
menjadi kurang efisien dari pada beberapa jenis model power supply. Ketika
tegangan input secara signifikan lebih tinggi dati tegangan outputnya
2.1.2. Komponen Elektronika
Dalam rangkaian elekronika komponen dibagi menjadi dua jenis bagian
komponen elektronika yaitu komponen pasif dan aktif. Menurut Heri Andrianto
dan Aan Darmawan (2015:5) “Komponen Pasif adalah komponen yang tidak
dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik serta tidak dapat mengubah
10
suatu energi kebentuk lainnya”. Contoh komponen pasif yaitu : resistor, kapasitor
dan induktor.
Dan sedangkan komponen aktif menurut Heri Andrianto dan Aan
Darmawan (2015:6) “Komponen Aktif adalah komponen yang dapat menguatkan
dan menyearahkan sinyal listrik, serta mengubah energi dari satu bentuk kebentuk
lainnya”. Contoh komponen aktif yaitu : dioda, dioda zener, transistor.
1. Komponen Aktif
Menurut Heri Andrian dan Aan Darmawan (2015:6) “Komponen Aktif
adalah komponen yang dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik, serta
mengubah energi dari satu bentuk kebentuk lainnya”.
A. Transistor
Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:32) “Transistor adalah
komponen aktif dengan arus, tegangan atau daya keluaran yang dikendalikan oleh
arus masukan didalam sistem komunikasi, transistor digunakan sebagai penguat
sinyal”. Transsistor dapat berfungsi semacam kran listrik, diman berdasarkan arus
inputnya atau tegangan inputnya, memungkinkan pengaliran listrik yang sangat
akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Sumber : http://sdigital-components.com/transistors/
Gambar II.9
Transistor
11
B. Dioda
Menurut Chandra (2010:20) “Dioda merupakan komponen salah satu jenis
komponen aktif yang berfungsi sebagai komponen penyearah pada dioda silikon
atau merupakan sambungan bahan P-N yang berfungsi utama sebagai penyearah”.
Bahan tipe-P akan menjadi sisi anoda sedangkan tipe-N akan menjadi sisi katoda,
bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya.
Dioda bisa berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anoda
mendapatkan tegangan positif sedangkan katodanya mendapatkan tegangan
negatif) dan berlaku sebagai sebuah saklar terbuka (apabila bagian anodanya
mendapatkan tegangan negatif dan katodanya mendapatkan tegangan positif).
Kondisi tersebut hanya pada dioda ideal-konseptual, dioda yang berbahan
germanium memiliki tegangan hanya sekitar 0,3 Volt.
Sumber : http://elektrokita.com
Gambar II.10
Dioda
Dalam prakteknya jenis dioda dibedakan menjadi tetapi penulis hanya
menggunakan dioda sebagai berikut:
a. Dioda Brige
12
Dioda Brige adalah sebuah komponen elektronika semikonduktor yang
berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik (AC). Disebut dioda brige karena
didalam komponen ini terdapat empat buah dioda yang dihubungkan saling
bertemu satu sama lain (brige rectifier/penyerah jembatan). Dioda bride
merupakan penyerah arus bolak-balik satu gelombang penuh, jadi akan dihasilkan
tegangan DC (searah) yang lebih baik, yang cenderung memiliki noise rendah,
saat ini dioda brige banyak digunkan pada perangkat-perangkat elektronika
modern karena memiliki kinerja yang baik.
Sumber : http://belajarelektronika.net
Gambar II.10
Dioda Brige
2. Komponen Pasif
A. Resistor
Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:14) “Resistor adalah
komponen dasar elektonika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang
mengalir dalam rangkaian”. Hampir semua rangkaian elektronika pada umumnya
menggunakan komponen resistor ini. Satuan resistor adalah Ω (Ohm).
A. Resistor Tetap
13
Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:15) “resitor tetap ini
menyerupai tabung dengan dua kaki dikiri dan dikanan, dan dapat diketahui nilai
hambatan dengan membaca gelang warna dibadannya”. Pada umumnya bentuk
fisik dari resistor jenis ini berbentuk bulat panjang, resistor tetap biasanya terbuat
dari karbon, kawat atau paduan logam, hambatannya dibentuk oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan kaarbon. Panjang lintasan karbon tergantung dari alut yang
berbentuk spiral.
Sumber : Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:15)
Gambar II.2.
Gambar dan Simbol Resistor Tetap
Resistor ini memiliki nilai resistansi (hambatan), sebagian nilainya ada
yang dicantumkan langsung pada badannya dan sebagian lagi karena bentuk
fisiknya kecil, maka pencantumannya dituliskan dalam bentuk kode warna yang
melingkari badan resistor tersebut.
14
Tabel II.2
Kode Warna Cincin Resistor
Sumber : http://skemaku.com
Cara menghitung Resistor yang mempunyai gelang 4 warna
Sumber : http://teknikelektronika.com/cara-menghitung-nilai-resistor/
Gambar II.3.
Cara menghitung resistor 4 warna
Gelang ke 1 : Coklat = 1
15
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 (maka 5 nol dibelakang angka gelang ke 2, atau
kalikan 105.
Gelang ke 4 : Perak = dengan nilai toleransi 10%
Maka nilai toleransi tersebut adalah 10*105 = 1000000 Ohm (Ω) atau 1
MOhm (MΩ) dengan toleransi 10%
Penghitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna:
Sumber : Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:16)
Gambar II.4
Penghitungan resistor dengan 5 warna gelang
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 (maka 5 nol dibelakang angka gelang ke 3, atau
dikalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = toleransi berisikan nilai 10%
Maka nilai Resistor tersebut 105*105 = 10500000 Ohm (Ω) atau 10.5
MOhm (MΩ).
16
B. Kapasitor
Menurut Chandra (2010:15) “Kapasitor merupakan komponen elektronika
yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik sementara”. Kapasitor yang
dipakai dalam teknik elektronika ada bermacam-macam bentuk misalnya : bentuk
silender, dll. Tiap kapasitor terdiri dari 2 konduktor yang berdekatan dan
dipisahkan oleh isolator.
Pada dasarnya kapasitor terdiri dari 2 penghantar yang tersekat satu
dengan yang lainnya, diantara kedua penghantar tersebut ada bahan isolasi (udara,
kertas, dan mika). Bahan isolasi ini lazim disebut dielektrik. Kapasitas suatu
kapasitor diukur dengan satuan F (Farad). Kapasitor elektrolit (elco) mempunyai
dua kutub yaitu kutub positif dan kutub negatif (bipolar), sedangkan kapasitor
kering misalnya : kapasitor kertas, mika. Tidak membedakan kutub positif dan
kutub negatif (non bipolar) ada bermacam-macam jenis kapasitor.
1. Kapasitor keramik
Kapasitor keramik ini bahan isolasinya terbuat dari keramik, bentuk
kapasitor keramik bermacam-macam karena sifatnya yang stabil, kapasitor
keramik bagus digunakan pada frekuensi tinggi. Pemasangan kapasitor keramik
pada rangkaian elektronika boleh dibolak-balik. Nilai kapasitasnsi kapasitor
keramik sangat kecil, tetapi bagus digunakan pada jangkauan tegangan yang luas
yaitu 100 volt.
17
Sumber : http://skemaku.com
Gambar II.6
Kapasitor Keramik
2. Kapasitor Elektrolit (Elco)
Menurut Chandra (2010:16) “ Kapasitor elektrolit merupakan jenis
kapasitor polar yang dipasang pada rangkaian elektronika sesuai dengan jenis-
jenis terminal kapasitor”. Terminal positif (+) dan negatif (-) dibadanya, teminal
positif (+) kapasitor dihubungkan kepotensial tinggi (+) rangkaian elektonika, dan
sedangkan teminal negatif (-) kapasitor dihungkan kepotensial rendah (-)
rangkaian elektronika.
Pemasangan yang salah dapat menyebabkan kapasitor rusak atau meledak.
Kutub negatif kapasitor elektrolit ditanda dengan garis berwarna, kapasitor
elektrolit berkapasitas besar biasa digunakan dalam catu daya. Pada body
kapasitor elektrolit tertulis besarnya kapasitas kapasitor elektrolit.
Beberapa bahan yang digunakan dalam pembuatan kapasitor elektrolit
diantaranya mengunakan bahan seperti : tantalum, alumunium, magnesium,
titanium, niobium, zirkonium, dan seng.
18
Sumber : http://www.wikikomponen.com
Gambar II.7
Kapasitor Elektrolik (Elco)
Berikut tabel kode angka dan huruf pada Kapasitor.
Tabel II.3
Kode Angka dan Huruf pada Kapasitor
Sumber : http://rangkaianelektronika.info
Contoh : kode kapasitor 562j 100V artinya kapasitor 56x102pF = 5600pF
besarnya toleransi 5% dan kemampuan tegangan 100 Volt (V).
19
3. Transfomator (Trafo)
Menurut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:264) “Transfomator atau Trafo
adalah komponen kelistrikan yang memiliki kegunaan untuk mengonversikan
tegangan tinggi AC (bolak-balik) menjadi tegangan rendah DC (searah)”.
Transfomator terdiri atas dua buah kumparan (primer dan sekunder) beberapa
lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan atau gulungan,
kumparan tersebut berisikan kumparan primer dan kumparan sekunder yang
berisolasi baik terdapat inti besi maupun terhadapan antar kumparan dengan
isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat
transformasi tegangan dan arus.
Sumber : http://teknikelektronika.com
Gambar II.12
Transfomator (Trafo)
4. Relay
Relay adalah saklar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkain
dengan menggunakan kontrol dari rangkaian atau eletronik lain. Sebuah relay
tersusun atas kumparan , pegas, saklar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak
elektronik (normally close dan normally open).
a. Normally Close (NC)
20
Saklar ini terhubung dengan kontak ini saat relay tidak aktif atau dapat
disebut saklar dalam kondisi tertutup.
b. Normally Open (NO)
Saklar ini terhubung dengan kontak pada saat relay aktif atau dapat disebut
dalam kondisi aktif.
Berdasarkan pada prinsip dasar kerjanya, relay dapat bekerja karena adanya
medan magnet yang digunakan untuk menggerakan saklar. Saat kumparan
diberikan tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet
pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan
yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak
NC kekontak NO atau sebaliknya. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka
medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar
kekontak keposisi semula.
Sumber : http://teknikelektronika.com
Gambar II.14
Relay
2.1.3. Komponen Input
21
1. Sensor DHT11
DHT11 merupakan sensor yang telah teruji keakuratannya dalam
pengukuran suhu dan kelembaban suatu udara. DHT11 memiliki perbedaan dari
sensor-sensor yang lain antara lain dapat mengukur dua faktor sekaligus dalam
satu sensor yaitu suhu dan kelembaban, serta harganya yang terjangkau. Sensor
DHT11 memerlukan resistor 10K pada kaki VCC dan data untuk menghindari
arus langsung yang masuk ke sensor sebelum masuk ke Microcontroller. Berikut
adalah gambar dari alat pendeteksi suhu dan kelembaban DH11
Sumber : http://www.alselectro.com
Gambar II.15
DHT11
Spesifikasi dari sensor suhu dan kelembaban DHT11 sebagai berikut :
1. Pasokan voltage: 5 Volt
2. Rentang temperatur :0-50 ° C kesalahan ± 2 ° C
3. Kelembaban :20-90% RH ± 5% RH error
4. Interface: Digital
1. Sensor Real Time Clock
Real Time Clock disungkat RTC adalah jam dikomputer yang umumnya
berupa sirkuit terpadu yang berfungsi sebagai pemelihara waktu RTC umumnya
22
memilik catu daya terpisah dari catu daya komputer (umumnya berupa baterai
litium) sehingga dapat tetap berfungsi ketika catu daya komputer terputus.
Kebanyakan RTC menggunakan oscilator kristal.
RTC merupakan jenis pewaktu yang menggunakan komunikasi serial untuk
operasi tulis baca, dengan spesifikasi berikut ini:
a. Real Time Clock (RTC) menyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal,
bulan, hari dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100.
b. 56-byte, battery-backed, RAM non-volatile (NV).
c. Antarmuka serial Two-wire (I2C).
d. Sinyal luaran gelombak-kotak terprogram (programmable squarewave).
e. Deteksi otomatis kegagalan-daya (power-fail) dan rangkaian switch.
f. Komsumsi daya kurang dari 500nA menggunakan mode baterai cadangan
dengan operasional osilator.
g. Tersedia fitur industri dengan ketahanan suhu: -40oC hingga +85
oC.
h. Tersedia dalam kemasan 8-pin DIP atau SOI.
Sumber : https://www.mysensors.org
Gambar II.16
Real Time Clock
23
2.1.4. Komponen Output
Komponen output (keluara) pada pembuatan alat ini adalah: Kipas mini
DC sebagai menstabilkan suhu yang berada didalam rumah kaca. Pompa air
sebagai memberikan nutrisi kepada tanaman sayur. Motor DC sebagai pengerak
tirai yang berada didalam rumah kaca. dan LCD 16x4 sebagai penampil karakter
huruf sesuai program pada Mikrokontrolernya.
a. Kipas Mini DC
Kipas yang berfungsi sebagai sirkulasi udara atau suhu dalam rumah kaca
sekaligus menjaga agar suhu didalam rumah kaca t
etap bertahan sesuai dengan kontol yang diinginkan.
Sumber : http://www.creativeelectro.com
Gambar II.17
Kipas Mini DC
b. Pompa Air
Menurut Ali (2015) “Pompa adalah alat untuk memindahkan fluida (zat-
zat yang dapat mengalir) dari tempat satu ketempat lainya yang berkerja atas dasar
energi mekanik yang diberikan alat tersbut digunakan untuk meningkatkan
kecepatan, tekanan atau elevasi (ketinggian)”.
Pemindahan ini dapat juga dimaksudkan untuk membawa bahan yang akan
diolah dari sumber dimana bahan itu diperoleh. Kita tahu bahwa cairan dari
24
tempat yang lebih tinggi akan sendirinya mengalir ketempat yang lebih rendah,
tetapi jika sebaliknya maka perlu dilakukan usaha untuk memindahkan atau
menaikan fluida, alat yang lazim digunakan adalah pompa.
c. Motor DC
Anita (2015) “Sebuah motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Kebanyakan motor listrik beroperasi melalui interaksi medan magnet
dan konduktor pembawa arus untuk menghasilkan kekuatan, meskipun motor
elektrostatik menggunakan gaya elektrostatik. Proses sebaliknya, menghasilkan
energi listrik dari energi mekanik, yang dilakukan oleh generator seperti
alternator, atau dinamo”. Banyak jenis motor listrik dapat dijalankan sebagai
generator, dan sebaliknya. Misalnya generator/ starter untuk turbin gas, atau motor
traksi yang digunakan untuk kendaraan, sering melakukan kedua tugas. motor
listrik dan generator yang sering disebut sebagai mesin-mesin listrik.
Motor listrik DC (arus searah) merupakan salah satu dari motor DC. Mesin
arus searah dapat berupa generator DC atau motor DC. Untuk membedakan
sebagai generator atau motor dari mesin difungsikan sebagai apa. Generator DC
alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC. Motor DC alat
yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor
DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat
difungsikan sebagai motor DC.
Pada motor DC kumparan medan disebut stator (bagian yang tidak
berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika tejadi
putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul
25
tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga
merupakan tegangan bolak-balik.
Sumber : https://grobotronics.com/dc-gear-motor.html
Gambar : II.18
Motor DC
Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar sebagai
berikut.
1. Kutub medan
Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub
selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-
kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek
terdapat satu atau lebih elektromagnet.
2. Current (Elektromagnet atau Dinamo)
Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk
menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam
medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan
magnet berganti lokasi.
3. Commutator
26
Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah
untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
d. Layar LCD 16x4
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi
sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid
Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan
teknologi CMOS logic yaSng bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi
memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau
mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD berfungsi sebagai penampil data baik
dalam bentuk karakter, huruf, angka.
Sumber : http://www.winstar.com
Gambar II.19
LCD 16x4
modul LCD dengan tampilan 16 x 4 dengan konsumsi daya rendah. Modul
tersebut dilengkapi dengan pin output yang langsung dapat berkomunikasi dengan
mikrokontroler. Berikut keterangan pin LCD 16 x 4 yang dapat dilihat pada tabel
berikut.
27
Tabel II.4
Keterangan pin LCD 16x4
Pin Nama Keterangan
1 GND (Ground)
2 Power Supply (5V)
3 Contrast Adjustment
4 RS (Data/Intruction Select Signal)
5 RW (Read/Write Select Signal)
6 E (Enable)
7-14 D0-D7 Data bus line (0-7)
15 A Anoda (Back Light)
16 K Katoda (Back Light)
Sumber : Data Sheet LCD 16x4
Pengendali / Kontroler LCD dalam modul LCD terdapat microcontroller
yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD. Mikrokontroler pada
suatu LCD dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan
microcontroler internal LCD adalah : DDRAM (Display Data Random Access
Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori
untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat
diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
1.1.5. Mikrokontroler
28
Menutut Taufiq Dwi Septian Suyadhi (2010:264) “Mikrokontroler adalah
sebuah sistem komputer yang dibangun pada sebuah cip tunggal”. Jadi hanya
dengan sebuah keping IC saja dapat dibuat sebuah sistem komputer untuk
mengendalikan suatu peralatan elektronika aplikatif.
Pada saat ini penggunaan mikrokontroler dapat kita temukan pada berbagai
peralatan, misalkan peralatan yang terdapat dirumah seperti : microwave open,
televisi, mesin cuci, system keamanan rumah, dll. Mikrokontroler padat digunakan
untuk berbagai aplikasi misalnya untuk pengendalian, otomatis industri,
telekomunikasi, dll. Menggunakan mikrokontroler yaitu harganya terjakau, dan
dapat diprogram berulang kali serta dapat diprogram sesuai dengan keinginan kita.
Mikrokontroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara
otomatis seperti sistem kontrol mesin, remot kontrol, mesin kantor, peralatan
rumah tangga, alat berat dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya dan
konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor
memori, dan alat input output terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat
kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis. Dengan
penggunaan mikrokontroler ini maka :
a. Sistem elektronik akan lebih ringkas.
b. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagai besar
dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi.
c. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak.
Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut
memerlukan komponen eksternal yang sering disebut sistem minimum. Untuk
membuat sistem minimum paling tidak dibutuhkan clock dan reset, walaupun
29
pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal,
sehinggan tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi.
Yang dimaksud dengan sistem minimum adalah sebuah rangkaian
mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi
sebuah IC mikrokontroler tidak akan berarti bila hanya berdiri sendiri, pada
dasarnya sebuah sistem minimum mikrokontroler memiliki prinsip yang sama.
Sumber : http://www.atmel.com
Gambar II.20
ATmega 2560
Pada gambar diatas merupakan ATmega 2560 terbentuk dari prosessor yang
dikenal dengan mikrokontroler ATMega 2560 memiliki beberapa fitur/spesifikasi
yang menjadikan sebagai solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan.
antara lain :
a. Tegangan Operasi sebesar 5 V.
30
b. Tegangan input sebesar 6-20 V tetapi yang direkomendasikan untuk
ATMega 2560 sebesar 7-20 V.
c. Pin digital I/O sebanyak 54 pin diman 14 pin merupakan keluaran dari
PWM (Pulse Width Modulation).
d. Pin analog sebanyak 16 pin
e. Arus DC pin I/O sebesar 40 mA sedangkan arus DC untuk pin 3.3 V sebesar
50 mA.
f. Flash memory 156 Kb yang mana 8 Kb digunakan oleh bootloader.
g. SRAM 8 Kbyte.
h. EEPROM 4 Kbyte.
i. Serta mempunyai 2 Port UARTs untuk komunikasi.
Mikrokontroler ATmega 2560 memiliki 250 Kbyte on-chip In-system
Reprogrammable Flash Memory sebagai tempat menyimpan program. Memori
flash ini dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program bootloader dan
aplikasi. Bootloader ini bekerja sebagai perantara anatara memori program
dengan software compiler Arduino. Bootloader akan menerima file hasil
kompilasi yang telah diupload ke arduino dan menyimpannya kememori program
kemudian arduino akan mengeksekusi program tersebut.
Memori data pada Arduino Mega2560 terbagi atas SRAM (Static Random
Access Memory) dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only
Memory). SRAM bersifat volatile atau dengan kata lain tidak memiliki
kemampuan untuk menyimpan data secara konsisten setelah catu daya dimatikan
sedangkan EEPROM bersifat nonvolatile atau dengan lain merupakan memory
31
yang datanya dapat ditulis serta dihapus,tetapi akan hilang saat kehilangan power
(kondisi off) serta membutuhkan satu daya dalam mempertahankan memory.
Mikrokontroler ini menjadi komponen utama dari sistem minimum arduino
mega 2560 setiap pin mikrokontroler ATMega 2560 dipetakan sesuai dengan
kebutuhan standar arduino pada umumnya pemetaan pin (pin mapping) ATMega
2560 dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Sumber : https://www.sparkfun.com
Gambar II.21
Konfigurasi pin ATmega 2560
a. VCC adalah tegangan catu digital
b. GND
32
c. Port A (PA7..PA0)
Port A adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor
(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port A memiliki karakter
penggerak karakteristik dengan kedua sink (berikan arus negatif) tinggi dan
kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port A eksternal pulled low.
d. Port B (PB7..PB0)
Port B adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal puul-up
resistor (pilih untuk masing-masing bit). Penyangga output port B memiliki
karakter penggerak karakter dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber.
Sebagai input, pin Port A eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up
aktif. Pin port A dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan
jika waktu tidak berjalan.Port B empunyai kemampuan bergerak lebih baik
daripada port lainnya.
e. Port C (PC7..PC0)
Port C adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor
(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port C memiliki karakter
penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber.
Sebagai input, pin Port C eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up
aktif. Pin port C dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan
jika waktu tidak berjalan.
f. Port E (PE7..PE0)
Port E adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor
(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port E memiliki karakter
33
penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber.
Sebagai input, pin Port E eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up
aktif. Pin port E dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan
jika waktu tidak berjalan.
g. Port F (PF7..PF0)
Port F disajikan sebagai masukan analog ke A/D converter. Port F juga
menyajikan sebuah port I/O 8 bit dua arah, jika A/D Converter tidak digunakan.
Pin port dapat menyediakan internal pull-up resistor ( dipilih untuk masing-
masing bit). Penyangga output Port F memiliki karakter penggerak karakteristik
dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port F
eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up aktif. Pin port F dinyatakan
tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika waktu tidak berjalan.
Jika antarmuka JTAG mengizinkan, pull-up resistor pada pin PF7(TDI),
PF5(TMS), dan PF4(TCK) akan iaktifkan bahkan jika terjadi reset.Port F juga
menyajikan fungsi dari antarmuka JTAG.
h. Port G (PG7..PG0)
Port G adalah sebuah port I/O 6 bit dua arah dengan internal pull-up resistor
(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port G memiliki karakter
penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber.
Sebagai input, pin Port G eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up
aktif. Pin port G dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan
jika waktu tidak berjalan
i. Port H (PH7..PH0)
34
Port H adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor
(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port H memiliki karakter
penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber.
Sebagai input, pin Port H eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up
aktif. Pin port H dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan
jika waktu tidak berjalan.
j. Port J (PJ7..PJ0)
Port J adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor
(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port J memiliki karakter
penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber.
Sebagai input, pin Port J eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up
aktif. Pin port J dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan
jika waktu tidak berjalan.
k. Port K (PK7..PK0)
Port K disajikan sebagai masukan analog ke A/D converter. Port K adalah
sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor (dipilih untuk
masing-masing bit). Penyangga output Port K memiliki karakter penggerak
karakteristik dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin
Port K eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up aktif. Pin port K
dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika waktu tidak
berjalan.
l. Port L (PL7..PL0)
Port L adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up resistor
(dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port L memiliki karakter
35
penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan kemampuan sumber.
Sebagai input, pin Port L eksternal pulled low sumber arus jika resistor pull-up
aktif. Pin port L dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan
jika waktu tidak berjalan.
m. Reset
Input reset. Sebuah level rendah pada pin ini untuk lebih panjang dari pada
panjang minimum pulsa akan menghasilkan sebuah reset, bahkan jika waktu tidak
berjalan. Panjang minimum pulsa dijelaskan pada “Sistem dan karakter reset”
pada halaman 360. Pulsa terpendek tidak dijamin menghasilkan sebuah reset.
n. XTAL1
Input ke inverting amplifier oscilator dan input ke internal jalur operasi
waktu.
o. XTAL2
Keluaran dari inverting oscilator amplifier.
p. AVCC
AVCC merupakan pin tegangan catu untuk port F dan A/D Converter.
AVCC dapat terhubung secara eksternal ke VCC, bahkan jika ADC tidak
digunakan jika ADC digunakan, ADC akan terhubung ke VCC melalui sebuah
low pass filter.
q. AREF
AREF adalah pin referensi analog untuk A/D Converter.
i. Konsep Dasar Program
2.2.1. Arduino Mega 2560
36
Ada banyak Program yang dapat digunakan sebagai editor dan compiler
program mikrokontroler, salah satunya yaitu Arduino. Menurut ecadio.com (2017)
”Arduino Mega 2560 adalah papan pengembangan mikrokontroller yang berbasis
Arduino dengan menggunakan chip ATmega2560. Board ini memiliki pin I/O
yang cukup banyak, sejumlah 54 buah digital I/O pin (15 pin diantaranya adalah
PWM), 16 pin analog input, 4 pin UART (serial port hardware)". Arduino Mega
2560 adalah tipe jenis Arduino yang cukup populer digunakan. Selain memiliki
pin masukan dan keluaran yang banyak, Arduino jenis ini memiliki kapasitas
memori yang lebih besar dibandingkan dengan beberapa jenis Arduino
lainnya.Untuk ukuran dimensi perangkatnya Arduino Mega 2560 termasuk jenis
Arduino dengan ukuran board yang besar. Gambar II.17 menunjukan bentuk fisik
Arduino Mega 2560.
Sumber : https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno
Gambar II.22
Arduino Mega 2560
Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibidang board mikrokontroler yang
lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahas pemrogramannya
sendiri yang berupa bahasa C. Selain memudahkan kita ketika kita memprogram
mikrokontroler didalm arduino. Sedangkan pada kebanyakan board
37
mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah
untuk memasukan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB
tersebut selain untuk loader kerika memprogram, bisa juga difungsikan sebagai
port komunikasi serial.
Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri
untuk kita dalam menggunakan board ini, karena dengan sifat open source
komponen yang digunakan tidak hanya tergantung pada satu merek, namun
memungkinakn kita bisa memakai semua komponen yang ada dipasaran.
Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah
disederhanakan syntax bahasa pemprogramanya sehungga mempermudah kiata
dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroler. Berikut ini adalah konfigurasi
dari arduino mega 2560
a. Mikrokontroler ATmega 2560
b. Beroperasi pada tegangan 5V
c. Tegangan input (rekomendasi) 7-12V
d. Batas tegangan input 6-20V
e. Pin digital input/output 54(14 mendukung output PWM)
f. Pin analog input 16
g. Arus pin per-input/output 40 mA
h. Arus untuk pin 3.3 V adalah 50 mA
i. Flash memory 256KB (ATmega 2560) yang mana 8KB digunakan oleh
boardloader
j. SRAM 8KB (ATmega 2560)
k. EEPROM 4KB (ATmega 2560)
38
l. Kecepatan clock 16MHz
1. Power
Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply.
Power diselect secara otomatis, Power supply dapat menggunakan adaptor DC
atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan mencolok jack adaptor pada
koneksi Port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan
supply dari luar sebesar 6-20V, tegangan diregulator bisa menjadi sangat panas
dan menyebab kan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada pada 7
sampai 12 volt. Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut.
a) Pin
Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar
(seperti yang disebutkan 5 Volt dari koneksi USB atau tegangan yang
diregulasikan). Pengguna dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau
jika tegangn supply menggunakan power jack, aksesnya menggunakan pin
ini.
b) 5V
Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroler dan
komponen lainya pada board 5V dapat memlalui pin menggunakan
regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply regulasi 5V
lainnya.
c) Pin Ground
Berfungsi sebagai jalur ground pada arduino.
2. Memori
39
Memori pada Arduino Mega2560 terbagi atas SRAM dan EEPROM. SRAM
bersifat volatile (merupakan memory yang datanya dapat ditulis
serta dihapus,tetapi akan hilang saat kehilangan power serta membutuhkan satu
daya dalam mempertahankan memory) atau dengan kata lain tidak memiliki
kemampuan untuk menyimpan data secara konsisten setelah catu daya dimatikan
sedangkan EEPROM bersifat nonvolatile (memory yang datanya dapat ditulis dan
dihapus, akan tetapi datanya tidak hilang ketika tidak mendapat daya). SRAM
yang dimiliki Arduino Mega 2560 berukuran 8KB dan EEPROM yang dimiliki
Arduino Mega 2560 berukuran 4KB. Ukuran EEPROM yang dimiliki Arduino
jenis ini adalah ukuran EEPROM.
3. Input dan Output
Arduino Mega 2560 memiliki 54 pin digital yang dapat digunakan sebagai
masukan atau keluaran menggunakan fungsi pinMode(), dan menentukan proses
penulisan atau pembacaan data I/O menggunakan fungsi digitalWrite() dan
digitalRead(). Setiap pin beroperasi pada tegangan 5 volt, mampu menerima atau
menghasilkan arus maksimum sebesar 40 mA dan memiliki 20 - 50 Kohm resistor
pull-up internal (diputus secara default). Pin digital ini selain berfungsi sebagai
masukan dan keluaran digital namun juga dapat berfungsisebagai pin dengan
fungsi khusus seperti untuk komunikasi UART (pin 0 sebagai RX dan pin 1
sebagai TX), komunikasi SPI, komunikasi I2C, external interrupt dan PWM.
Untuk memanfaatkan pin digital Arduino sebagai pin dengan fungsi khusus, maka
register yang terkait dengan fungsi khusus tersebut harus dikonfigurasi terlebih
dahulu. Konfigurasi register-register tersebut telah disediakan di pustaka(library)
40
Arduino. Selain fitur pin digital, Arduino Mega 2560 juga memiliki 16 pin analog
yaitu pin A0 sampai A15 dan setiap pin menyediakan resolusi sebesar 10 bit.
2.2.2. Bahasa Arduino (Pemrograman)
Bahasa rakitan (Assembly Language) merupakan notai untuk menyajikan
bahasa mesin yang lebih mudah dibacan dan dipahami oleh manusia, bahasa ini
sudah menggunakan suatu program yang dapat menerjemahkan program bahasa
arduino sendiri yang menyerupai bahasa C pemrograman bahasa mesin.
Nama jenis pemrograman yaitu bootloader yang telh ditanam IC mikron
didalam arduino ada beberapa struktur paentiung untuk memulai pemrograman
salah satunya adalah setup( ) berfungsi hanya dipanggil satu kali ketika program
pertama kali dijalankan. Ini digunakan untuk pendefinisian mode pin atau
memulai komunikasi serial. Fungsi setup( ) harus diikut sertakan dalam program
walaupun tidak statement yang dijalankan, dan yang kedua loop ( ) dimana setup
bagian untuk inisialisasi yang hanya dijalankan sekali diawal program, sedangkan
loop ( ) untuk mengeksekusi bagian program yang akan dijalankan berulang-ulang
untuk selamanya.
Ada beberapa instruksi didalam bahasa pemrograman Arduino yaitu :
1. Struktru
Setiap program arduino mempunyai dua buah fungsi yang harus ada
diantaranya sebagai berikut :
a. void setup ()
Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika
program arduino dijalankan pertama kalinya.
b. void loop ()
41
Fungsi ini akan dijalankan setealh setup (fungsi void setup) selesai setealah
dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus
menerussampai catu daya dilepaskan.
2. Syntax
Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format
penulisan.
a. // (komentar satu baris)
Kadang diperlukan untuk memberikan catatan pada diri sendiri apa arti dari
kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua baris miring (//) dan
adapun yang kita ketikakan dibelakangnya akan diabaikan oelh program.
b. /**/ (komentar banyak baris)
Jika kita punya banyak catatan, maka hal itu dapat dutuliskan pada beberapa
baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak dianatar dua simbol
tersebut akan diabaikan oleh program.
c. (kurung kurawal)
Digunaka untuk mendifinikan kapan blok program mulai dan berakhir
(digunakan juga pada funsi dan pengulangan).
d. ; (titik koma)
Setiap baris kode harus diakhiri dengan titik koma (jiak adak titik koma
yang dihilangkan maka program tidak akan bisa dijalankan).
3. Variable
Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi
untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variable inilah yang akan
digunakan untuk memindahkannya.
42
a. int (integer)
Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16-bit) tidak mempunyai
angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767.
b. long (long)
digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi dan memakai 4 byte (32 bit)
dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan
2,147,483,647.
c. boolean (boolean)
Variable sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai true (benar)
atau false (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari
RAM.
d. float (float)
Digunakan untuk angka desimal (float point) memakai 4 byte (32 bit) dari
RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan 3.4028235E+38.
e. char (character)
Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCCII (misal “A” = 65).
Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.
4. Operator Matematika
Opertor yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seprti
matematika yang sederhana).
a. =
Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain (misalnya : x=10*2,
x sekarang sama dengan 20).
b. %
43
Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka yang
lain (misalnya : 12% 10, ini kan menghasilkan angka 2).
c. + (penjumlahan)
d. – (pengurangan)
e. * (pengkalian)
f. / (pembagian)
5. Operator Pembanding
Digunakan untuk membandingkan nilai logika.
a. =
Sama dengan (misalnya : 12 = 10 dalah False (salah) atau 12 = 12 adalah
True (benar)).
b. !=
Tidak sama dengan (misalnya : 12 != 10 adalah True (benar) atau 12 != 12
adalah False (salah)).
c. <
Lebih kecil dari (misalnya : 12 < 10 adalah False (salah) atau 12 < 12
adalah False (salah) atau 12 < 14 adalah True (benar)).
d. >
Lebih besar dari (misalnya : 12 > 10 adalah True (benar) atau 12 > 12
adalah False (salah)).
6. Struktur Pengaturan
Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan
berikutnya, berikut ini adalah elemen-elemen dasar pengaturan (banyak lagi yang
lain dan bisa dicari diinternet).
44
a. if, else, dengan format seperti berikut ini :
if (kondisi)
else if (kondisi)
else (kondisi)
dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang ada
didalam kurung kurawal jika kondisi True, dan jika False maka akan
diperikasa apakah kondisi pada else if dan jika kondisi False maka kode
pada else yang akan dijalankan.
b. for, denagn format seperti berikut ini :
for (int i =0; i <#pengulangan; i++)
Digunakan bila kita ingin melakukan pengulangan kode didalam kurung
kurawal beberapa kali, diganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan
yang diinginkan. Melakukan penghitungan keatas dengan i++ atau kebawah
dengan i-.
7. Digital
a. pinMode (pin, mode)
Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor pin
yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode yang
bisa digunakan adalah INPUT/OUTPUT.
b. digitalWrite (pin, value)
Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan
HIGH (ditarik menjadi 5 V) atau LOW (diturunkan menjadi GROUND).
c. digitalRead (pin)
45
Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka kita dapat menggunakan
kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH (ditarik
menjadi 5 V) atau LOW (diturunkan menjadi GROUND).
8. Analog
Arduino mempunyai kemampuan untuk beroperasi didalam analog. Berikut
ini metode untuk menghadapi hal yang bukan digital.
a. analogWrite (pin, value)
Beberapa pin pada arduino mendukung PWM (Pulse Witdh Modulation)
yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup (on) atau mati (off)
dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya
keluaran analog. Value (nilai) pada format kode tersebut adalah angka 0 (0%
duty cycle ~ 0V) dan 255 (100% duty cycle ~ 5V).
b. analogRead (pin)
Ketika pin analog ditetapkan sebagai Input kita dapat membaca keluaran
Voltase-nya. Keluarannya berupa angka 0 (untuk 0V) dan 1024 (untuk 5V).
2.2.3. Cara Memasukan Program
Sebelum memasukkan program kita harus menginstal software arduino
terlebih dahulu. Berikut akan penulis jelaskan penggunaan arduino mulai dari
mendownload software sampai pada penanaman program pada alat yang dibuat.
1. Penginstal Arduino
a. Mengunduh software arduino terlebih dahulu.
b. Setelah proses selesai kita mulai proses penginstalan dengan double click
pada file “arduino-1.6.7-windows”.
46
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.23
File Master Arduino
c. Memilih tombol I agree untuk melajutkan keproses berikutnya.
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.24
License Agreement
d. Memilih komponen akan diinstal pada arduino (pilih semua) dan Next
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.25
Option Componen
47
e. Selanjutnya diminta memilih lokal disk secara sebagai tempat penginstallan
(diatur sesuai keinginan) pilih instal.
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.26
Pemilihan local disk
f. Proses penginstalan selesai (pilih close).
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.27
Instal Arduino Selesai
48
Kita sudah selesai melakukan penginstalan arduino versi 1.6.7, selanjutnya
kita mencoba menggunakan software arduino untuk menanam sebuah program
pada alatnya. Penulis menggunakan operating system window 7, untuk
mengetahui langkah-langkah yang digunakan operating system lain dapat
mengunjungi situs resmi arduino.
2. Pemasangan Program
a. Selanjutnya kita harus mengkoneksikan board arduino dengan
menggunakan USB dalam contoh ini penulis mengasumsikan
menggunakan arduino uno. Awal mula mengoneksikan board arduino
dengan komputer atau laptop akan tampil pemberitahuan seperti gambar
berikut :
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.28
Pemberitahuan Instalsi Driver Alat Belum Berhasil
b. Untuk mengatasinya kita harus menginstal driver arduino uno, buka Divice
Manager maka akan terlihat port USB yang belum dapat digunakan. Klik
49
kanan pada port USB serial dan pilih update Driver Software seperti yang
ada gambar dibawah ini.
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.29
Update Driver Software
c. Selanjutnya akan ada tampilan seperti berikut pilih “browse my computer
for driver software”
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.30
Option Driver Instalation
50
d. Disini kita diharuskan mencari alamat dari driver yang akan kita instal pilih
browse dan arahkan kealamat berikut “C:\Program Files\arduino.1.6.7-
windows” dan pilih next
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.31
Pemilihan Lokasi Penginstalan Software
e. Selanjutnya proses penginstalan akan dimulai dan jika muncul tampilan
“Window Security” pilih instal
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.32
Option Windows Security
51
f. Setelah Windows sukses menginstal driver pilih close
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.33
USB Serial Port
g. Kita tampilkan kembali device manager untuk memastikan driver sudah
terinstal. Kita melihat bahwa serial port memiliki COM3. Itu menandakan
driver sudah terinstal tidak selalu COM3 pada USB serial port, bisa COM4,
COM5 dan seterusnya.
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.34
Device Manager
52
h. Kita akan menanamkan program arduino pada board arduino uno, dengan
contoh sebuah program yang diambil dari Examples arduino. Pilih gambar
arduino pada desktop atau menu start.
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.35
Sketch Arduino
i. Kita memilih contoh “blink”. Kemudian pilih menu “tools” lalu pilih
“board” dan pilih model arduino yang kita gunakan “arduino Mega 2560”
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.36
Board arduino
53
Dan masih didalam menu “tools” pilih “serial port”\. Lalu kita pilih COM3
sesuai dengan yang kita peroleh sebelumnya pada device manager.
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.37
Serial Port Arduino
j. Pilih icon yang berwarna putih untuk mulai menanamkan program didalam
“board arduino uno”. Ketika proses sedang berlangsung maka akan berubah
warnanya menjadi orange dan pada bagian bawah akan konfiramsi yang
bertuliskan “done Uploading” ketika proses selesai
Sumber : https://www.cronyos.com/cara-instal-driver-arduino/
Gambar II.38
Uploading Program Arduino
2.3. Flowchart
Menurut Indrajani (2015:36) “Flowchart adalah penggambaran secara grafik
dari langkah-langkah dan urutan prosedur suatu program”. Dengan menggunakan
flowchat akan mempermudah melakukan pengecekan bagian-bagian yang
terlupakan dalam analisa masalah, disamping itu flowchart juga berfungsi sebagai
fasilitas untuk berkomunikasi antara pemogram yang berkerja dalam tim suatu
proyek.
Flowchart dibagi menjadi 2 macam yaitu :
a. Flowchart system
54
Yaitu diagram alir yang menggambarkan suatu sistem peralatan komputer
yang digunakan dalam proses pengolahan data dan berhubungan antar peralatan
tersebut. Flowchart system digunakan untuk menggambarkan urutan langkah
dalam memecahkan masalah, tetapi hanya berisi prosedur dalam sistem yang
dibentuk.
b. Flowchart program
Yaitu bagan yang menggambarkan urutan logika dari suatu prosedur
pemecahan masalah. Symbol yang digunakan adalah american National standard
Inc.s
55
BAB III
PEMBAHASAN
3.1. Tinjaun Umum Alat
Alat Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca Untuk Tanaman sayur
Berbasis Arduino Mega 2560 adalah sebuah prototype yang dapat
mengkendalikan temperatur dan kelembaban dalam rumah kaca menggunakan
sensor DHT 11 dan ditampilkan pada layar LCD. Yang memiliki fungsi sebagai
mengetahui pertumbuhan tanaman sayuran dan memantau usia tanaman sayuran,
yang memanfaatkan sensor RTC sebagai alat kendali pertumbuhan dengan cara
mengatur pemberian nutrisi yang dengan sengaja dijadwalkan kapan pemberian
nutrisi. Nutrisi tersebut berbentuk cair yang nantinya melalui siraman pompa,
disalurkan lewat pipa atau selang yang telah dikondisikan. Sehingga dianggap
dapat diketahui kapan tanaman telah memenuhi nutrisi akhir tanaman sayur akan
dipanen. Penentuan penyiraman berdasarkan pewaktu dan jumlah siram setiap
harinya. Untuk situasi dan kondisi jenis tanaman, dapat dijadwalkan atau
disesuaikan lewat program. Banyaknya jumlah siram dan waktu penyiraman dapat
diketahui akan ditampilkan pada layar LCD.
3.2. Blok Diagram Alat
Blok diagram Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca Untuk Tanaman
sayur Berbasis Arduino Mega 2560 yang dibuat adalah sebagai berikut:
56
Gambar III.1
Blok Diagram Alat
Dari gambar diagram blok rangkaian diatas penulis menguraikan cara kerja
rangkaian sebagai berikut:
1. Input
Blok ini berfungsi sebagai pemberi masukan kebagian sensor. Pada input ini
terdapat dua input yaitu waktu, Suhu dan Nisbi (tingkat kelembaban) yang akan
memberikan masukan kesensor untuk membacanya.
2. Sensor
Sensor merupakan komponen yang akan membaca masukan data dari input
dan akan disalurankan ke Mikrokontroler Arduino mega 2560. Didalam blok ini
menggunakan dua sensor yaitu RTC dan DHT11.
3. Proses
Proses merupakan komponen utama sebagai pengelola data dari input
(masukan), sensor dan akan menghasilkan output, dalam proses ini menggunakan
mikrokontroler Arduino mega 2560. Didalam board arduino mega 2560 terdapat
Comparator Unit dan Generator Unit.
a. Comparator Unit
57
Comparator berfungsi untuk membandingan keluaran dari sensor adalah
low atau high yang kemudian akan diproses kedalam board arduino.
b. Generator Unit
Generator berfungsi untuk untuk menghasilkan pulsa kontrol sehingga didapatkan
arus keluaran yang sesuai dengan arus referensi. Tegangan dan arus yang akan
diproses kedalam board arduino.
4. Driver
Driver merupakan sebuah perangkat yang digunakan pada blok ini untuk
mengendalikan perangakat yang digunakan pada alat ini sehingga dapat berputar
dan mengeluarkan output berupa : hembusan angin, siraman air, gerakan tirai dan
tampilan pada LCD.
5. Output
Blok ini berfungsi untuk pemberi keluaran dari blok proses diantaranya
adalah:
a. Hembusan angin berfungsi untuk menstabilkan suhu yang berada
didalam rumah kaca.
b. Siraman air berfungsi untuk memberikan nutrisi kepada tanaman sayur
dan menstabilkan nisbi pada rumah kaca.
c. Gerakan tirai berfungsi untuk menstabilkan cahaya yang menyinari
rumah kaca.
d. Tampilan layar berfungsi untuk mengetahui usia tanaman sayur.
3.3. Gambar Rangkaian
Skema rangkaian yang dibuat adalah sebagai berikut.
58
Gambar III.2
Skema Rangkaian Alat
Dari skema rangkaian alat diatas dapat dijelaskan bahwa terdapat 6 sub
rangkaian yaitu rangkaian modul sensor DHT11, Modul sensor RTC, LCD, board
arduino mega 2560, catu daya, dan relay.
3.3.1. Modul DHT11
Sumber : Data sheet sensor DHT11
Gambar III.3
Modul DHT11
Pada modul ini terdapat 4 pin, yaitu pada bagian kaki (VCC), dihubungkan
kebagian yang bernilai sebesar 5V pada board arduino dan untuk bagian kaki
GND dihubungkan ke-ground (GND) pada board arduino, sedangkan bagian kaki
data yang merupakan keluaran (Output) dari hasil pengolahan data analog dari
59
sensor DHT11 yang dihubungkan kebagian analog input (pin3), yaitu pada bagian
PWM (Pulse Width Modulator) pada board arduino, dan yang terakhir yaitu pin
NC (Not Connected) yang tidak dihubungkan ke-pin manapun.
3.3.2. Modul RTC
RTC ini mempertahankan detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, dan
informasi tahun, tanggal pada akhir bulan secara otomatis disesuaikan selama
umur tanaman yg berada dirumah kaca dengan sedikit dari 31 hari, termasuk
koreksi untuk tahun kabisat, jam beroperasi baik dalam 24 jam atau dengan format
12 jam PM dan AM.
Akses modul ini dilakukan melalui register pada RTC, dengan demikian
kode program yang sudah dibuat untuk arduino atau mikrokontroler lain dapat
berjalan tanpa perlu dimodifikasi dan untuk terhubung pada arduino
disambungkan ke-pin yang terdapat pada arduino pin Sda pada RTC ke Sda
arduino, Scl pada RTC ke Scl arduino Vcc pada RTC ke Vcc (5v) pada arduino,
dan Gnd RTC ke Gnd Arduino.
3.3.3. LCD 16x4 I2C
Gambar III.5
LCD 16x4 I2C
LCD 16x4 I2C berfungsi sebagai display untuk menampilkan usia
tanaman serta suhu yang berada dirumah kaca, hasil verifikasi dari arduino mega
60
2560. Akses modul ini dilakukan melalui antar muka I2C yang dapat dikatakan
indentik dengan pengalamatan Register pada LCD 16x4.
Pada LCD 16x4 yang terbaca oleh arduino hanya pin SDA dan SCL, SDA
dan SCL mewakili dari pin yang berada di LCD 16x4.
3.3.4. Board Arduino Mega 2560
Gambar III.6
Board Arduino mega 2560
Board arduino mega 2560 dapat beroperasi dengan cara menambahkan
beberapa modul dan komponen elektronika yang berfungsi sebagai komponen
pendukung, pada pembuatan Prototype ini arduino mega 2560 sebagai pusat
pemproses data, DHT11 sebagai sensor suhu dan kelembaban dan RTC sebagai
mengetahui usia tanaman.
Pada board ini memngunakan konverter USB tipe B yang berfungsi untuk
pengisian program ke-arduino mega 2560 secara serial melalui komputer, antar
muka yang digunakan adalh USB.
Selain itu Arduino memliki saluran reset aktif rendah (low) sehingga reset
ini harus dijaga agar tetap berada pada kondisi (high). Pin Reset di gunkana untuk
me-reset program (mulai keadan awal) dengan memberikan sinyal low pada pin
RESET.
61
Tabel III.1
Penggunaan PIN pada Arduino Mega 2560
Nomer Pin Arduino Penggunaan nya
1 VCC Pin Sumber catu daya dari Arduino untuk perangkat external
2 GND Pin Groud Arduino
3 Pin D2 Pin output untuk relay pompa
4 Pin D3 Pin output untuk relay motor ventilasi green house
5 Pin D4 Pin output untuk relay kipas pendingin
6 Pin D6 Pin input dari sensor temperature Dht.11
7 Pin D20 SDA Pin input dari RTC dan I2c LCD
8 Pin D21 SCL Pin input dari RTC dan I2c LCD
3.3.5. Catu Daya
Semua komponen elektronika membutuhkan sumber tegangan (power
supply) atau sering juga disebut catu daya. Asal dari sumber tegangan dapat
berasal dari listrik PLN atau dari Battrai. Arduino mega 2560 beroprasi pada
tegangan 5 volt. Biasanya pembuatan catu daya mikrokontroler menggunakan IC
regulator 7805 agar tegangannya bisa stabil. Untuk menghasilkan tegangan yang
stabil IC regulator dirangkai seperti gambar berikut:
Gambar III.7
Catu Daya 5 Volt
62
Sedangkan catu daya 12 volt digunakan untuk sumber motor dc dan kipas
berikut gambar catu daya 12 volt.
Gambar III.8
Catu daya 12 volt
3.3.6. Relay
Gambar III.9
Blok Relay
63
Relay berfungsi sebagai output yang diterima melalui arduino yang
sebelumnya diterima dari sensor DHT11 dan RTC yang berupa input kemudian
diproses oleh Mikrokontroller atmega 2560.
3.4. Cara Kerja Alat
Pertama-tama rangkaian mendapatkan supply teganggan 5 V dan 12 V
yang berasal dari ic regulator 7805 dan 7812, keluaran 5 V berfungsi untuk
menyalurkan ke board arduino mega 2560, sensor, dan lcd, sedangkan 12 V
berfungsi untuk menyalurkan tegangan ke-motor dc dan kipas.
Arduino mega 2560 yang berfungsi sebagai masukan alat, pada alat ini
menggunakan dua buah sensor dan disaat ini diaktifkan maka rumah kaca akan
berfungsi sensor DHT11 untuk mengukur suhu dan kelembaban yang berada
dirumah kaca jika suhu dan kelembaban lebih dari 29 maka kipas on dan tirai
tertutup, dan jika suhu dan kelembaban maka sebaliknya, dan sensor RTC
berfungsi sebagai memberi nutrisi setiap jam 8.00 WIB, 13.00 WIB dan 17.00
WIB dan masing-masing pemberian nutrisi berdurasi 5 menit dan berfungsi juga
menjadwalkan buka dan tutup jendela.
3.5. Perancangan Program
3.5.1. Flowchat Program
Program diawali dengan nyalah LCD, jika suhu >=29oC kipas nyala dan
tirai tutup dan jika suhu kelembaban <=26oC maka kipas mati dan tirai buka dan
akan ditampilkan ke-LCD, dalam sehari tiga kali pemberian nutrisi maka pompa
menyala di-jam (8.00, 13.00, dan 17.00 WIB) selama 5 menit dan juga
ditampilkan di-LCD, dan penjadwalan jendal terbagi 2 waktu yaitu jam (8.00 –
64
15.59 WIB) maka jendela terbuka dan jam (16.00 – 7.59 WIB) maka jendela
tertutup. Berikut flowchartnya
Gambar III.10
Flowchart
3.5.2. Kontruksi Sistem (Coding)
Dibawah ini adalah listing program (coding) yang merupakan bahasa
arduinonya sendiri sebagai berikut :
65
1. Coding LCD, DHT, dan RTC dalam kondisi awal
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include "RTClib.h"
#include <dht.h>
#define ON 0
#define OFF 1
char namaHari[7][12] = "Min", "Sen", "Sel", "Rab", "Kam", "Jum",
"Sab";
byte termometerLogo[8] = //logo temperature
B00100,
B01010,
B01010,
B01110,
B01110,
B11111,
B11111,
B01110
;
66
byte humidityLogo[8] = //logo kelembaban
B00100,
B00100,
B01010,
B01010,
B10001,
B10001,
B10001,
B01110,
;
LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
//inisialisasi addres i2c.
RTC_DS3231 rtc;
dht DHT;
int dhtPin=6;
int pinPendingin=4;
int pinVentilasi=3;
int pinPompa1=2;
int totHari=0;
67
boolean statusDay=false;
int Day=0;
char Hour[4],Minute[4];
boolean statusPompa=false;
2. Coding cara kerja sensor
void setup()
Serial.begin(9600);
pinMode(pinPendingin,OUTPUT);
pinMode(pinVentilasi,OUTPUT);
pinMode(pinPompa1,OUTPUT);
digitalWrite(pinPendingin,OFF);
digitalWrite(pinVentilasi,OFF);
digitalWrite(pinPompa1,OFF);
rtc.begin();
if (rtc.lostPower())
rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));//supaya dapat di
setting ulang
lcd.begin(20,4);//indentitas lcd 20 x 4 atau 16 x 2 //untuk mengetahui
respon lcd
lcd.backlight();
68
delay(250);
lcd.noBacklight();
delay(250);
lcd.backlight();
lcd.clear();
lcd.createChar(1,termometerLogo); //deklarasi untuk logo temperature
lcd.createChar(2,humidityLogo); // deklarasi untuk logo kelembaban
lcd.setCursor(0,0);
//lcd.print("");
delay(1000);
lcd.setCursor(0,1);
//lcd.print("");
delay(1000);
lcd.clear();
3. Coding perulangan
void loop()
lcd.setCursor(1, 0);
lcd.print("*** GREEN HOUSE ***");
DateTime now = rtc.now();
sprintf(Hour,"%d",now.hour());
if(now.hour() < 10)
sprintf(Hour,"0%d",now.hour());
69
sprintf(Minute,"%d",now.minute());
if(now.minute() < 10)
sprintf(Minute,"0%d",now.minute());
if(now.hour()>=8 && now.hour()<=16)
digitalWrite(pinVentilasi,ON);
else
digitalWrite(pinVentilasi,OFF);
if(now.hour()==7 || now.hour()==13 || now.hour()==17)
if(now.minute()>=0 && now.minute()<=5)
statusPompa=true;
else
statusPompa=false;
if(Day!=now.day())
statusDay=true;
Day=now.day();
70
totHari++;
lcd.setCursor(0,1);
printDigits(now.hour());
lcd.print(":");
printDigits(now.minute());
lcd.setCursor(6,1);
lcd.print(namaHari[now.dayOfTheWeek()]);
lcd.print(" ");
printDigits(now.day());
lcd.print("-");
printDigits(now.month());
lcd.print("-");
printDigits(now.year());
DHT.read11(dhtPin);
if(DHT.temperature>=29)
digitalWrite(pinPendingin,ON);
71
if(DHT.temperature<=26)
digitalWrite(pinPendingin,OFF);
//DHT.humidity
lcd.setCursor(3, 2);
lcd.write(1);
lcd.setCursor(5, 2);
lcd.print((float)DHT.temperature, 1);
lcd.setCursor(7, 2);
lcd.print((char)223);
lcd.print("C");
lcd.setCursor(13, 2);
lcd.write(2);
lcd.setCursor(15, 2);
lcd.print((float)DHT.humidity, 0);
lcd.print("%");
lcd.setCursor(0,3);
lcd.print(" ");
72
lcd.setCursor(1,3);
lcd.print(totHari);
lcd.print(" ");
lcd.print("Hari");
lcd.setCursor(11,3);
lcd.print("Pompa");
lcd.print(" ");
if(statusPompa)
digitalWrite(pinPompa1,ON);
lcd.print("ON");
else
digitalWrite(pinPompa1,OFF);
lcd.print("OFF");
delay(1000);
void printDigits(int digits)
if(digits < 10)
lcd.print('0');
lcd.print(digits);
73
3.6. Hasil Percobaan
Dari hasil uji alat ini terbilang sukses hal itu dikarenakan semua sensor
bekerja dengan semestinya, sensor yang menunjukan keberhasilan alat tersebut
adalah:
a. DHT11
Bekerja disaat suhu dan kelembaban diatas 29oC dan dibawah 26
oC.
Tabel III.2
Hasil pengujian suhu
Percobaan Suhu ruangan Status suhu Kipas tirai
1 >=29oC Suhu panas kipas on Tirai tertutup
2 <=26 Suhu normal Kipas off Tirai buka
b. RTC
Bekerja penjadwalan pemberian nutrisi dan penjadwalan jendela
Tabel III.3
Hasil pengujian sensor RTC penjadwalan pompa
percobaan Jadwal pemberian nutrisi Pompa
1 8.00 WIB Pompa ON
2 8.05 WIB Pompa OFF
3 13.00 WIB Pompa ON
4 13.05 WIB Pompa OFF
5 17.00 WIB Pompa ON
6 17.05 WIB Pompa OFF
74
Hasil penyiraman tanaman ini 3 kali sehari melalui metode Obsevasi
menanyakan kepada ahlinya yaitu petani Cabai.
Tabel III.4
Hasil pengujian Sensor RTC terhadap motor jendela
Percobaan Jadwal jendela rumah kaca terbuka Status jendela
1 8.00 – 15.59 WIB Terbuka
2 16.00 – 7.59 WIB tertutup
1. Permasalahan
a. Setiap tirai mau ditutup dan dibuka dengan motor dc, tirai tidak
seimbang saat dijalankan.
b. Benang untuk mentarik tirai dan membuka jendela sering lepas dari
motor dc
2. Pemecahan masalah
a. Pada setiap lubang diantara kayu dan tirai diberikan sebuah potongan
penganjal agar pergerakan tirai seimbang.
b. Diberikan gearbox.
75
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Dari hasil akhir pembuatan alat Rancang Bangun Prototype Rumah Kaca
Untuk Tanaman sayur Berbasis Arduino Mega 2560 yang kami buat, padat
diambil beberapa kesimpulan, sebagai berikut.
1. Dibutuhkan suplay daya sebesar 5 Volt pada rangkaian, agar alat berjalan
dengan baik.
2. Sensor DH11 memiliki tingakat sensitifitas yang baik dalam mendeteksi
adanya suhu panas dan kelembab yang ada dalam ruangan rumah kaca.
3. Sensor RTC memiliki perhitungan waktu yang sangat panjang untuk
perhitungan waktu.
4. Suhu lebih dari 29oC maka kipas menyala untuk menstabilkan suhu yang
berada didalam rumah kaca.
5. LCD bekerja dengan baik dengan penampilan usia tanaman, suhu yang
berada didalam rumah kaca.
6. Secara keseluruhan alat berfungsi dengan baik dan bekerja sesuai dengan
fungsi alat tersebut.
76
4.2 Saran
Kami menyadari bahwa alat yang kami buat masih jauh dari sempurna dan
masih banyk kekurangan yang harus diperbaiki. Adapun saran dari kami untuk hal
tersebut antara lain.
1. Untuk pengembangan yang lebih lanjut bisa ditambahkan koneksi internet
untuk memantau usia tamanan lewat smartphone.
2. Selanjutnya dapat juga ditambahkan pengaturan waktu mengunakan tombol
tambahan yang disambung kearduino.
77
Daftar Pustaka
Ali. (2015). Pengertian Pompa. http://eprints.polsri.ac.id (29 September 2015).
Anita (2015). Pengertian Motor DC. http://eprints.polsri.ac.id (21 Agustus 2015).
Arduino.cc.
Chandra, Franky dan Deni Arifianto 2010. Jago Elektronika Rangkaian Sistem
Otomatis. Jakarta. PT Kawan Pustaka.
Heri Andrianto dan Aan Darmawan 2016. Arduino Belajar Cepat dan
Pemrograman. Bandung. Informatika
Indrajani. 2015. Database Design (Case Study All in One). Jakarta: PT Elex
Media Komputindo.
Taufiq, Dwi S.S. 2010. Buku Pintar Robotika Bagaimana Merancang dan
Membuat Robot sendiri. Yogyakarta. ANDI.
77
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
A. Biodata Mahasiswa
N.I.M : 13140625
Nama Lengkap : Muchamad Adam Abay
Tempat & Tanggal Lahir : Bekasi, 14 September 1991
Alamat Lengkap : Kp. Tanah Merdeka Rt. 007/026
Cibitung Bekasi 17520
B. Riwayat Pendidikan Formal & Non-Formal
1. SD Negeri 04 Wanasari, lulus tahun 2004
2. MTs Candangpinggan, lulus tahun 2007
3. SMA Al Ashriyyah Nurul Iman, lulus tahun 2010
C. Riwayat Pengalaman Berorganisasi / Pekerjaan 1. Bekerja di PT. LG Innotek Indonesia sebagai Operator Prod Power
Group tahun 2011 s/d tahun 2014
Jakarta, 20 Desember 2016
Muchamad Adam Abay
Foto
3x4
78
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
A. Biodata Mahasiswa
N.I.M : 13141036
Nama Lengkap : Danang Untoro
Tempat & Tanggal Lahir : Klaten 9 Januari 1984
Alamat Lengkap : Tegalsari Rt.01/Rw.11 Kemudo
Prambanan-Klaten.
B. Riwayat Pendidikan Formal & Non-Formal
4. SD Negeri 2 Lampung Tengah 1993
5. SMP PGRI 3 Lampung,Tengah,lulus tahun 1999
6. SMK WIDYA KUSUMA Prambanan,lulus tahun 2002
C. Riwayat Pengalaman Berorganisasi / Pekerjaan 2. Bekerja di PT.INDOCITRA WIDYATAMA,Karawang,Wire
Manufacturing.Tahun 2003-2005
3. Bekerja di PT.JAYA TEKNIK INDONESIA,General
Kontraktor.Tahun 2006 – sekarang.
Jakarta, 10 Agustus 2017
Danang Untoro
Foto
3x4
80
LAMPIRAN
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
Komponen Harga Rupiah (Rp)
Board arduino mega 250.000
Motor dc 50.000
Kipas dc 25.000
Trafo 25.000
Pompa 70.000
Ic 7805 4.000
Ic 7812 5.000
Gear box 10.000
Tirai 10.000
Dht11 25.000
RTC 35.000
Relay 50.000
Pipa 15.000
Selang 5.000
Kapasitor 4.000
Kapel jumper 25.000
Jumlah 608.000