ISSN-P 2407-2192 Jurnal Teknik Informatika Politeknik Sekayu (TIPS) Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
PEMANFAATAN JARINGAN WIRELESS SEBAGAI PENGENDALI ROBOT PENYIRAM TANAMAN BERBASIS MIKROKONTROLER NOVI LESTARI STMIK-MURA LUBUKLINGGAU ABSTRAK Penyiraman tanaman merupakan salah satu pekerjaan yang monoton dan rutin serta biasanya pekerjaan ini dilakukan secara manual dengan membayar seorang pegawai untuk melakukan penyiraman pada waktu-waktu tertentu. Dalam kehidupan sehari-hari, suatu sistem dengan perencanaan yang sangat kompleks sangat dibutuhkan guna mempermudah di dalam membantu kehidupan manusia. Apalagi jika sistem tersebut bergerak dengan suatu kontrol yang terpadu, maka hal ini akan membawa dampak kepada manusia untuk bisa memikirkan dan membuat suatu bentuk kontrol yang sekiranya akan dapat membantu dengan efisien. Penelitian ini dilakukan dengan membuat Prototype Robot penyiram tanaman otomatis menggunakan perangkat PC sebagai masukan untuk kendali robot menggunakan jaringan wireless dan mikrokontroler sebagai pengolah data yang masuk untuk menyiram tanaman. Sehingga Dengan PC dan mikrokontroler proses perancangan robot penyiram tanaman menggunakan jaringan wireless dapat lebih praktis dan mudah untuk direalisasikan. Robot penyiraman tanaman menggunakan jaringan wireless ini dapat menyiram tanaman dengan kendali jarak jauh menggunakan PC. Software Arduino IDE 1.0.3 mampu memberikan kemudahan dalam hal pemrograman untuk mengontrol Robot dengan interfacing komputer dalam pembuatan robot penyiram tanaman menggunakan jaringan wireless. Kata Kunci : Mikrokontroler, Arduino, Robot, PC A.
penyiram tanaman pada rumah hijau (green house)
PENDAHULUAN Air
merupakan
kebutuhan
penting
bagi
setiap mahluk hidup termasuk tanaman. Salah satu
yang memerlukan teknologi otomatis sebuah robot, sehingga mampu mengurangi beban pekerjaan petani.
metode untuk memenuhi kebutuhan air pada tanaman
Hal inilah yang menjadi dasar pemikiran
dengan penyiraman. Penyiraman tanaman merupakan
Peneliti
pekerjaan yang biasa dilakukan setiap hari, baik itu
“Pemanfaatan
untuk tanaman pribadi di rumah, tanaman yang ada di
Pengendali
taman-taman kota dan di sepanjang
trotoar
Mikrokontroler”. Prototype Robot penyiram tanaman
tanaman - tanaman yang dibuat usaha budidaya.
otomatis ini akan menggunakan perangkat PC sebagai
Dalam kehidupan sehari-hari, suatu sistem dengan
masukan untuk kendali robot menggunakan jaringan
perencanaan yang sangat kompleks sangat dibutuhkan
wireless dan mikrokontroler sebagai pengolah data
guna mempermudah di dalam membantu kehidupan
yang masuk untuk menyiram tanaman.
serta
jalan
untuk
mendesain Jaringan
Robot
suatu
prototype
Wireless
Sebagai
Penyiram Tanaman Berbasis
manusia. Apalagi jika sistem tersebut bergerak dengan suatu kontrol yang terpadu, maka hal ini akan
B.
TINJAUAN PUSTAKA TEORI
membawa
1.
Wireless
dampak
kepada
manusia
untuk
bisa
memikirkan dan membuat suatu bentuk kontrol yang sekiranya akan dapat membantu dengan efisien.
salah
Sistem pengendali secara otomatis pun juga mengalami
pergeseran
dari
sistem
Wireless network atau jaringan tanpa kabel adalah
berbasis
satu
jenis
komunikasinya,
jaringan
yang
berdarsarkan
memungkinkan
media
perangkat-
perangat didalamnya seperti komputer, handphone, dan
mikroprosesor ke sistem berbasis mikrokontroler, tak
lain-lain
terkecuali peralatan - peralatan teknologi yang dapat
wireless/tanpa kabel. Wireless network umumnya
membantu
diimplementasikan menggunakan komunikasi radio.
pekerjaan
manusia
seperti
perangkat
bisa
saling
berkomunikasi
secara
komputer dan robot. Demikian pula pada sistem Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
41
Implementasi ini berada pada level lapisan fisik
melakukan
(pysical layer) dari OSI model.
mengendalikan
Adapun sekumpulan
pengertian standar
lainnya
yang
digunakan
adalah
kalkulasi
terbatas
pada
data
dan
lingkungannya berdasarkan kalkulasi
tersebut.
untuk
ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari
Jaringan Lokal Nirkabel (Wireless Local Area
atmel yang mempunyai
Networks – WLAN)
pada
Instruction Set Computer) yang mana setiap proses
IEEE 802.11. Terdapat tiga varian
eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC
terhadap standard tersebut yaitu 802.11b atau
(Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler
dikenal dengan WIFI (Wireless Fidelity), 802.11a
ini memiliki beberapa fitur antara lain:
(WIFI5), dan 802.11. ketiga standard tersebut
1.
spesifikasi
yang
didasari
Memiliki
arsitektur RISC (Reduce
EEPROM
Erasable
biasa di singkat 802.11a/b/g. Versi wireless LAN
Programmable
802.11b
1KB sebagai tempat penyimpanan data semi
memilik
kemampuan
transfer
data
Read
(Electrically
permanen
frekuensi 2,4 Ghz. Versi berikutnya 802.11a,
menyimpan data meskipun catu daya dimatikan. 2.
Mbps pada frekuensi 5 Ghz. Sedangkan 802.11g 3.
Mikrokontroler ATMega328
Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 (Pulse
Width
Modulation)
output.
sistem mikroprosesor
4.
32 x 8-bit register serba guna.
lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip
5.
Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16
Mikrokontroler
adalah
dapat
Memiliki SRAM (Static Random Access Memory)
diantaranya PWM
Mikrokontroler
tetap
sebesar 2KB.
berkecepatan 54 Mbps dengan frekuensi 2,4 Ghz.
2.
EEPROM
sebesar
kecepatan tinggi hingga 11Mbps pada band
untuk transfer data kecepatan tinggi hingga 54
karena
Only Memory)
berbeda dari mikroprosesor serba
guna yang digunakan dalam sebuah PC, karena
MIPS. 6.
32
KB Flash memory dan pada arduino memiliki
sebuah mikrokontroler umumnya telah berisi komponen
bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash
pendukung sistem minimal
memori sebagai bootloader.
mikroprosesor,
yakni
memori dan antarmuka I/O.
7.
Menurut Budiharto (2011:1) Mikrokontroler
130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
ialah chip yang berisi berbagai unit penting untuk melakukan pemrosesan data
(I/O, timer, memory,
Arithmetic Logic Unit (ALU) dan lainnya) sehingga dapat berlaku sebagai pengendali dan
komputer
sederhana. Mikrokontroler merupakan sistem komputer Gambar 1. Mikrokontroler Atmega328
yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dengan personal compputer (PC) yang memiliki beragam
fungsi.
“Mikrokontroler
adalah keseluruhan komputer yang dibuat dalam 1
(2012:4) menyatakan bahwa
Mikrokontroler adalah sebuah general purpose device, tetapi
hanya
Konfigurasi Pin ATmega328 ATMega328 merupakan mikrokontroler keluarga
AVR 8 bit. Beberapa tipe mikrokontroler yang sama
chip”(Jatmika,2011:36) Menurut Syahrul
a.
difungsikan
untuk
membaca
data,
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
dengan ATMega8 ini antara lain ATMega8535, ATMega16,
ATMega32,
membedakan
antara
ATmega328,
mikrokontroler
antara
yang lain 42
adalah, ukuran
memori, banyaknya GPIO (pin
input/output), peripherial (USART, timer,
pemograman serial (ISP).
counter,
d)
TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat
dll). Dari segi ukuran fisik, ATMega328 memiliki
difungsikan sebagai sumber clock external
ukuran fisik lebih kecil dibandingkan dengan beberapa
untuktimer. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7)
mikrokontroler diatas. Namun untuk segi memori dan
merupakan
periperial lainnya ATMega328 tidak kalah dengan
mikrokontroler.
yang lainnya karena ukuran memori dan periperialnya
2)
relatif sama dengan ATMega8535, ATMega32, hanya saja
jumlah
GPIO
lebih
sedikit
dibandingkan
mikrokontroler diatas.
sumber
clock
utama
Port C Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat
difungsikan sebagai
input/output digital.
Fungsi
alternatif PORTC antara lain sebagai berikut : a)
ADC 6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan
resolusi
sebesar
10
bit.
ADC
dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital. b)
I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur
yang
terdapat
pada
PORTC. I2C
digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain
yang memiliki komunikasi
Gambar 2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler
data
Atmega328
accelerometer nunchuck. 3)
b.
Pin Mikrokontroler Atmega328
tipe
I2C
seperti
sensor
kompas,
Port D Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-
ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu
masing pin-nya
juga
dapat difungsikan
sebagai
PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin
input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D
input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat
juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.
difungsikan sebagai input / output digital atau
a)
USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data
difungsikan sebagai periperal lainnya.
komunikasi serial dengan level sinyal TTL.
1)
Port B
Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data
Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat
serial, sedangkan RXD kebalikannya
difungsikan sebagai input/output. Selain itu Port B juga
sebagai
dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.
data serial.
a)
b)
c)
ICP1
(PB0),
berfungsi
sebagai Timer
b)
yaitu
pin yang berfungsi untuk menerima
Interrupt ( INT0 dan INT1) merupakan pin
Counter 1 input capture pin.
dengan
OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3)
hardware.
dapat difungsikan sebagai keluaran PWM
sebagai selaan dari program, misalkan pada
(Pulse Width Modulation).
saat
MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS
interupsi hardware/software maka program
(PB2) merupakan jalur komunikasi SPI. Selain
utama akan berhenti dan akan menjalankan
itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur
program interupsi. XCK dapat difungsikan
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
fungsi
khusus
Interupsi
program
sebagai
biasanya
berjalan
interupsi digunakan
kemudian
terjadi
43
c)
sebagai sumber clock external untuk USART,
Hardwernya memiliki prosesor atmel AVR dan
namun kita juga dapat memanfaatkan clock
softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri.
dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan
Secara software : Open source IDE yang digunakan
external clock. T0 dan T1 berfungsi sebagai
untuk
masukan counter external untuk timer 1 dan
berbasis arduino platform. Secara Hardware : Single
timer 0.
board mikrokontroler yang bersifat open source
AIN0
dan
AIN1
keduanya
merupakan
masukan input untuk analog comparator.
c.
Konfigurasi ADC
Pada
mendevelop
aplikasi
mikrokontroler
hardware yang dikembangkan
untuk
yang
arsitektur
mikrokontroler AVR 8 bit dan ARM 32 bit.
Mikrokontroler
ATMega328 Menurut Syahrul
(2012:10) ADC (Analog to
Digital Converter) adalah suatu perangkat yang mengubah suatu data kontinu terhadap waktu (analog)
Gambar 4. Arduino Uno
menjadi suatu data diskrit terhadap waktu (digital). Proses yang terjadi dalam ADC adalah :
Tabel 1. Spesifikasi Arduino Uno
Pen-cuplik-an Peng-kuantisasi-an
Mikrocontroler
Atmega 328P
Operating Voltage
5 Volt
Input Voltage (Recommended)
7 – 12 Volt
Input Voltage (Limits)
6 – 20 Volt
Digital I/O Pins
14 (of which 6 provide PWM output)
PWM Digital I/O Pins
6
Analog Input Pins
6
DC Current Per I/O Pins
20 mA
DC Current for 3.3V Pin
50 mA
Flash Memory
32 Kb (ATmega 328P) of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM
2 KB (ATmega 328P)
EEPROM
1 KB (ATmega 328P)
Clock Speed
16 MHz
Length
68.6 mm
yang bersifat open-source, yang di turunkan dari wiring
Width
53.4 mm
platform,
Weight
25 g
Peng-kode-an
Gambar 3. Proses Dalam ADC
3.
Arduino Uno Menurut Kadir (2013:16) Arduino Uno yang
sebenarnya
adalah
mengandung
suatu
papan
mikrokontroler
elektronik yang
Atmega328
(sebuah
keping yang secara fungsional bertindak seperti komputer).
Peranti ini dapat dimanfaatkan untuk
mewujudkan sederhana LED
rangkaian
hingga
hingga
yang
elektronik kompleks.
pengontrolan
dari
yang
Pengendalian
Robot
dapat
diimplementasikan dengan papan yang berukuran relatif kecil ini. Arduino adalah pengendali mikro single- board
yang
penggunaan
di
rancang
elektronik
untuk
memudahkan
dalam berbagai bidang.
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
44
4.
Modul Wireless 433MHz Komunikasi
data
5.
secara
wireless
(tanpa
Robot Menurut
Jatmika
(2011:9-11)
Kata
robot
kabel) seringkali dijumpai akhir-akhir ini dalam
pertama kali diperkenalkan oleh seorang Peneliti dari
aplikasi kompuer, PDA, ponsel, dan lain-lain.
Czech yang bernama Karel pada tahun 1921. Kata
Berbagai
Robot berasal dari kata ‘robota’ yang berarti pekerja
macam
teknologi
digunakan
sebagai
sarana komunikasi nirkabel seperti RF, Infra Red,
sendiri.
Bluetooth,
Wireless
otomatis dibuat oleh Jacques de Vaucanson pada tahun
Demikian
dalam
LAN, proyek
dan
sebagainya.
ini
juga
akan
Sejarah
robot
bermula
ketika sistem
1938, yang membuat bebek mekanik yang
dapat
menggunakan modul RF untuk komunikasi data
memakan dan mencincang biji-bijian, membuka dan
secara wireless. Modul RF (Radio Frekuensi) yang
menutup sayapnya. Kemudian tahun 1796,
digunakan adalah modul wireless 433MHz.
Tanaga
di
Jepang
Hisashine
berhasil membuat mainan
mekanik yang dapat menghidangkan teh dan menulis huruf
kanji.
Lalu
1926,
Nikola
Tesla
mendemonstrasikan perahu bot yang dapat dikontrol dengan radio. Tahun 1928, Makoto Nishimura membuat robot pertama di Jepang.
6.
Pompa Motor DC 12 Volt Pompa adalah alat yang digunakan untuk
Gambar 5. Modul Wireless 433Mhz
memindahkan cairan (fluida) dari suatu tempat ke Specifications Modul Wireless 433 MHz :
tempat yang lain, melalui media pipa (saluran)
1.
dengan cara menambahkan energi pada cairan yang
Receiver Module Specifications: a. Operating Voltage: DC 5V
dipindahkan
b. Quiescent Current: 4mA
Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan
c. Receiving
Frequency:
315MHz
or
433.92MHz (select above)
berlangsung
terus
menerus.
tekanan antara bagian hisap (suction) dan bagian tekan
(discharge).
Perbedaan
tekanan
tersebut
d. Receiver sensitivity: -105DB
dihasilkan dari sebuah mekanisme misalkan putaran
e. Antenna: 32cm solid core spiral wound
roda impeler yang membuat keadaan
f. Pinout from left → right: (VCC, DATA,
nyaris
GND) 2.
dan
Transmitter Module Specifications: a. Launch distance: 20 - 200 meters (higher voltage yields better results)
vakum.
mengisap
Perbedaan tekanan
cairan
sisi
hisap
inilah
yang
sehingga dapat berpindah dari
suatu reservoir ke tempat lain. Pada jaman modern ini, posisi pompa menduduki tempat yang sangat penting
bagi
kehidupan
manusia.
Pompa
b. Operating voltage: 3.3V - 12V
memerankan peranan yang sangat penting bagi
c. Operating mode: AM
berbagai industri misalnya industri air minum,
d. Transfer rate: 4KB / S
minyak,
e. Transmitting power: 10mW
sebagainya.
petrokimia,
pusat
tenaga listrik dan
f. Transmitting frequency: 315MHz or 433MHz g. Antenna: 25cm solid core spiral wound h. Pinout from left → right: (DATA, VCC, GND) Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
45
8.
Arduino IDE 1.0.3 Menurut Kadir (2013:18) Software Arduino IDE
1.0.3 (integrated development enviromen) adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory Gambar 6. Pompa Motor DC 12 Volt
selain
itu
juga
pendukung. 7.
ada banyak
Software
modul-modul
ini dapat digunakan di
Windows, Mac OS dan Linux. Software
Motor DC Menurut
microcontroller,
Syahrul
(2012:255)
Motor
DC
environtment
di
Arduino
tulis dalam bahasa java dengan
adalah suatu mesin yang berfungsi merubah tenaga
didasarkan pada processing. Bahasa pemrograman
listrik arus searah menjadi tenaga gerak, dimana
Arduino di dasarkan pada bahasa pemrograman C.
tenaga gerak tersebut berupa putaran motor. Pada
Tetapi bahasa ini sudah di permudah menggunakan
prinsipnya
fungsi-fungsi yang sederhana sehingga mudah untuk
mesin listrik
dapat
berlaku sebagai
motor atau generator. Perbedaan hanya terletak pada konversi dayanya, jika generator merubah
dipelajari. Arduino IDE merupakan free software yang
sedangkan
yang dikembangkan khusus untuk mengakomodasi
motor merubah daya listrik menjadi daya mekanik.
board-board Ardunio, seperti melakukan compile
Dasar kerja motor DC adalah atas prinsip bahwa
program,
suatu
bootloader, dan lain-lain. Program
daya
mekanik menjadi
penghantar
daya
yang
listrik
membawa
arus
listrik
pengisian
kode
program, ini
pengisian memiliki
magnet, maka akan
library internal yang berfungsi untuk mempermudah
timbul gaya mekanik yang mempunyai arah sesuai
dalam pengaksesan fitur-fitur yang dimiliki oleh
dengan hukum tangan kiri dan besarnya adalah: F = B
board Arduino. Oleh sebab itu, apabila menggunakan
I L (Newton)
board Arduino, maka software yang digunakan untuk
diletakkan
didalammedan
Pada motor DC, rotor merupakan kumparan jangkar
dengan
merupakan
belitan
kumparan
konduktor, medan
dan
stator
berbentuk katup
membuat program disarankan menggunakan Arduino IDE. Apabila menggunakan software compiler lain, seperti
CodeVisionAVR, maka
BascomAVR,
sepatu.Terdapat dua tipe motor DC berdasarkan
AVRGCC,
prinsip medan yaitu:
ditawarkan oleh Arduino tidak dapat dijumpai. Tujuan
adanya
1.
Motor DC dengan magnet permanent
2.
Motor DC dengan lilitan yang terdapat pada
menyederhanakan
stator
obyek interaktif pemrograman instruksi
fitur
dan
dan
ataupun
Arduino
kreasi dengan
yang
kemudahan
dari
ialah
untuk
aplikasi
mempermudah
digunakan
menyediakan
untuk
yang
atau bahasa
membuat
kontroler
yang
bertenaga namun dasar yang dengan mudah dapat digunakan untuk keperluan pemrograman umum dan tetap bisa digunakan untuk mendukung proyek yang lebih kompleks.
Gambar 7. Motor Dirrect Current (DC) Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
46
Gambar 9. Blok Diagram Sistem Robot Penyiram Tanaman
2.
Alat Dan Bahan Yang Digunakan
Gambar 8. Tampilan Awal Software Arduino IDE 1.0.3
Untuk
pembuatan
pemanfaatan
wireless
sebagai
pengendali
robot
tanaman
berbasis
mikrokontroler
jaringan penyiram
ini
peneliti
memerlukan alat dan bahan, adapun alat dan bahan
Fungsi tombol pada IDE Arduino : Verify : Cek error dan lakukan kompilasi
yang digunakan sebagai berikut : 1.
kode
Perangkat keras (Hardware)
Upload : Upload kode anda ke
a. Komputer Intel Core
board/kontroler. Asumsi bahwa board dan
b. Pompa Washer
serial port telah disetting dengan benar
c. Selang air d. Tang potong
New : Membuat aplikasi baru
e. Roda
Open : Buka proyek yang telah ada atau dari
f. Mur+Baut
contoh-contoh / examples.
g. Spacer
Save : Simpan proyek anda.
h. Solder dan timah solder
Serial Monitor : Membuka serial port monitor
i. Kabel- kabel penghubung
untuk melihat feedback/umpan balik dari
j. Air 2.
boar anda
Perangkat Lunak (Software) g. Program Arduino IDE 1.0.1
C.
RANCANG BANGUN ALAT
h. Program Microsoft Office 2007
1.
Perancangan Sistem Alat
i. Program Microsoft Visio 2007
Blok mengetahui
Diagram dan
rangkaian
merupakan
dibuat
untuk
penyesuaian
dalam
j. Program Delphi
perancangan suatu alat, karena dari blok rangkaian
Tabel 2. Bahan Pembuatan Robot Penyiraman
inilah
Tanaman
dapat
diketahui
cara
kerja
rangkaian
keseluruhan. Gambar dibawah ini menampilkan
No.
blok diagram rangkaian pemanfaatan jaringan wireless
1
Mikrokontroler ATmega 328P
2
sebagai pengendali robot penyiram tanaman berbasis
2
Board Arduino Uno
2
mikrokontroler.
3
Modul Wireless RXB8 V2.0
1
4
Resistor 1000 Ω
1
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
Komponen
Jumlah
47
5
Resistor 10 Ω
1
6
IC L293D
1
7
TR59013
1
8
Relay 12V 8 Pin
1
9
Dioda IN4002
5
10
Motor DC
2
11
Baterai Li Ion 3.7 V
3
12
Kapasitor Keramik 104
2
Gambar 10. Skematik Rangkaian Robot PenyiramTanaman TX Dan RX
3.
Perancangan Bagian Mekanik Perancangan
bagian
mekanik
a.
Tata Letak Komponen
merupakan
Tata letak komponen keseluruhan pemanfaatan
perancangan yang terdiri dari rangkaian elektronika,
jaringan wireless sebagai pengendali robot penyiram
baik rangkaian utama seperti rangkaian Board Arduino
tanaman berbasis mikrokontroler.
Uno maupun rangkaian penunjang seperti Modul Wireless RXB8 V2.0, rangkaian pompa dan driver motor L293D. Pada perancangan robot penyiram tanaman otomatis memerlukan rangkaian-rangkaian elektronika yang menunjang dari sistem kerja dan sistematis gerak robot agar dapat bergerak secara otomatis mengikuti perintah pengguna dari PC melalui jaringan wireless.
Gambar 9. Skematik Rangkaian Arduino Uno
Gambar 10. Tata Letak Tata Letak Komponen Arduino Uno
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
48
c.
Pembuatan Jalur Pada PCB (Printed Circuit Board) Untuk Arduino Uno disini Peneliti membeli modul
yang sudah jadi buatan dari pabrik dan untuk rangkaian pendukung seperti rangkaian driver motor L293D dan Gambar 11. Tata Letak Komponen Driver Motor
rangkaian relay untuk pompa Peneliti menggunakan
L293 Dan Modul Wireless
PCB
bolong
memasang b.
Perancangan Layout Tampilkan layout keseluruhan pemanfaatan
jaringan wireless sebagai pengendali robot penyiram tanaman berbasis mikrokontroler.
agar lebih praktis karena tinggal
komponen
pada
lubang
yang
telah
disediakan dan langsung disolder dan untuk tempat air untuk
menyiram
tanaman
menggunakan
toples
berukuran kecil. Rancangan mekanik dilakukan untuk menentukan ukuran, dan juga
bahan yang tepat
digunakan. Alat ini menggunakan akrilik sebagai kerangka robot untuk menempatkan modul arduino dan rangkaian pendukung lainnya karena bahan ini ringan, kuat dan mudah untuk dibuat pemodelan. Dimensi Robot
Struktur Material Robot
a. Panjang : 230 mm a. Accrylic b. Lebar : 120 mm
b. Roda Karet 2 Buah
c. Tinggi : 180 mm
c. Motor DC + Gear (2 buah)
Gambar 12. Layout Arduino Uno
d. Baterai 3.7 volt (3buah) d.
Langkah-langkah
pembuatan
robot
penyiram
tanaman Pemanfaatan jaringan wireless sebagai pengendali robot
penyiram
tanaman
berbasis mikrokontroler
adalah : 1.
Pembuatan Sistem Elektronika
a)
Untuk kendali jarak jauh menggunakan antara PC (Personal Computer) dan Robot Peneliti menggunakan mdoul Wireless 433MHz dengan menggunakan frekusensi radio.
b)
Sebagai penggerak mengunakan motor dc yang sudah dilengkapi dengan gearbox dan sebagai pengendali motor untuk berputar searah dan
Gambar 13. Layout Driver Motor L293 Dan Modul
berlawanan arah jarum jam menggunakan driver
Wireless
motor L293D. c)
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
Sebagai kendali utama atau otak dari seluruh 49
rangkaian
menggunakan Arduino Uno R3
yang sudah dilengkapi dengan mikrokontroler ATMega328. d)
Robot tidak akan bisa bergerak jika belum diberi catu daya, disini Peneliti menggunakan baterai Li-ion 3,7 VDC 3 buah yang dirangkai secara
seri
untuk
mendapatkan
tegangan
±12VDC. 2.
Setelah semua komponen telah siap kemudian dibuat skematik rangkaian keseluruhan dari komponen
agar
saling
terhubung
dengan
menggunakan program Eagle. 3.
Gambar 15. Tata Letak Komponen Bagian
Setelah skematik dibuat kemudian diatur tata letak komponen pada mekanik robot yang
Pemancar & Tata Letak Komponen Bagian Penerima
telah dibuat 4.
Kemudian baru dibuat design PCB untuk
7.
menghubungkan antar komponen agar tidak
Setelah semua komponen terpasang kemudian dihubungkan dengan timah dengan cara disolder.
memerlukan kabel dan rangkaian bisa lebih rapi. 5.
Untuk Arduino Uno R3 Peneliti membeli langsung modul yang sudah jadi buatan pabrik 2 buah, satu sebagai pemancar dan satu lagi sebagai penerima.
Gambar
16.
Tata
Letak
Komponen
Bagian
Pemancar Setelah disolder &Tata Letak Komponen Bagian Penerima Setelah Disolder
Gambar 14. Arduino Uno R3
6.
Untuk
menghubungkan
dengan
komponen
8.
Setelah
selesai
disolder
hubungkan
bagian
lain seperti driver motor L293D dan relay
pemancar dengan Arduino Uno R3 pada pin VCC
sebagai
Peneliti
ke 5V pada arduino, GND pada GND arduino,
menggunakan PCB berlubang agar lebih praktis
Data Pada Pin 7 Digital Arduino dan pada antena
karena tidak perlu mengebor lagi.
dapat ditambahkan kawat sebagai antena eksternal
sakelar
otomatis
pompa
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
50
11. Kemudian pasang baterai Li-ion 3,7V 3 buah yang disusun secara seri untuk mendapatkan tegangan ±12VDC pada bagian bawah robot.
Gambar 17. Modul Arduino Uno R3 dan Modul Wireless Pemancar
9.
Untuk
modul
wireless
penerima
VCC
dihubungkan dengan pin 5V pada Arduino, GND pada pin GND Arduino, Data pada pin 7 Digital
Gambar 20. Pemasangan Baterai Pada Rangka Robot 12. Setelah semua komponen terpasang program
Arduino dan pada antena dapat ditambahkan
Arduino
Uno
R3
bagian
pemancar
dan
kawat sebagai antena eksternal.
penerima dengan menggunakan Arduino IDE 1.0.3. agar Robot dapat dikendalikan sesuai perintah 13. Tuliskan
source
code
pada
layar
editor
Arduino, kemudian di upload ke Arduino R3.
Gambar 18. Modul Arduino Uno R3 dan Modul Wireless Penerima
10. Setelah komponen telah siap, pasangkan pada bagian
mekanik
Robot
yang
telah
dibuat
menggunakan acrylic dan hubungkan bagian motor dan pompa pada socket yang telah dipasang pada bagian PCB.
Gambar 21. Tampilan Kode Program Yang sudah Diketik
Mekanik robot ini dibentuk seperti mobil. Gambar dibawah ini menampilkan hasil desain Gambar 19. Modul Penerima Yang Dipasang
robot penyiram tanaman tampak atas dan depan robot.
Dirangka Robot
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
51
Pengukuran
catu
daya
ini
berbeda
beda
karena setiap rangkaian mempunyai catu daya masingmasing. Untuk modul Arduino Uno yang ada pada Robot
menggunakan
catu
daya
dari baterai 3.7
volt yang disusun secara seri agar tegangan baterai menjadi 12 VDC dan untuk modul wireless mengambil catu daya dari modul Arduino Uno karena hanya membutuhkan tegangan sebesar 5 VDC. Pada pengukuran catu daya
Arduino Uno
memiliki tujuan bahwa IC regulator 78M05 dapat bekerja
stabil
atau
tidak
untuk
menurunkan
tegangan dari Baterai 12 VDC diturunkan ketegangan sebesar 5 Volt DC.
Gambar 22. Tampilan Robot Penyiram Tanaman Tampak Atas Dan Depan
D.
HASIL DAN PEMBAHASAN Adapun tujuan dari pengujian dan pengukuran
alat adalah untuk mengetahui apakah alat
tersebut
bekerja sesuai dengan yang diinginkan, serta untuk
Gambar 23. Titik Pengukuran Rangkaian Catu Daya
mengetahui hasil pengukuran tegangan yang bekerja 3.
pada rangkaian saat rangkaian beroperasi. Hasil pengukuran dapat dijadikan sebagai titik
Pengukuran Rangkaian Motor DC Pengukuran
Pertama-tama
dilakukan
dengan
pengukuran yang kita lakukan adalah pengukuran pada
tegangan supply sebesar +5VDC karena pada robot
masing-masing
agar mudah mengetahui
penyiram tanaman ini menggunakan motor dc 5
karakteristik input dan output yang sesuai antara satu
volt. Setelah itu diukur tegangan output motor pada
blok dengan blok yang lain. Pengukuran ini bertujuan
saat motor maju, mundur, belok kiri dan belok
agar kita dapat mengetahui keluaran baik itu dari
kanan dan akan dilihat perbedaan tegangan ketika
mikrokontroler, pompa dan motor dalam pergerakan
bergerak.
uji
berikut.
motor
acuan dalam penganalisaan rangkaian. Adapun metode
titik
cara
rangkaian
diberikan
robot. 1.
Pengukuran Rangkaian Pengukuran rangkaian alat dilakukan untuk
mengetahui apakah perencanaan dan perancangan perangkat keras dan lunak yang telah kita bekerja
dengan
baik
atau
buat
tidak. Pengukuran
rangkaian juga berguna untuk mengetahui tingkat kinerja dari fungsi alat tersebut. 2.
Gambar 24. Pengukuran Rangkaian Motor DC
Pengukuran Rangkaian Catu Daya
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
52
4.
Pengukuran Rangkaian Pompa Air Pengukuran
rangkaian
pompa
Tabel 4. Hasil Pengukuran Motor Dc dilakukan
Pergerakan
TP 3 (Motor
TP 4 (Motor
dengan cara memberikan tegangan supply sebesar
Motor
Kiri)
Kanan)
+12VDC karena pada robot penyiram tanaman ini
Maju
3.58 VDC
3.58 VDC
Mundur
3.58 VDC
3.58 VDC
Belok Kiri
2.80 VDC
2.80 VDC
Belok Kanan
2.80 VDC
2.80 VDC
Stop
0.01 VDC
0.01 DC
menggunakan pompa dc 12 volt. Setelah itu diukur tegangan output pompa pada saat pompa menyala untuk menyiram tanaman.
7.
Hasil Pengukuran Rangkaian Pompa Tujuan pengukuran rangkaian pompa bertujuan
untuk mengetahui karakteristik dari pompa dan tegangan Gambar 25. Pengukuran Rangkaian Pompa Air
yang
dibutuhkan
pompa
menyemprotkan air agar dapat menyiram tanaman. Pengujian menunjukkan bahwa
5.
Hasil Pengukuran Rangkaian Catu Daya
untuk
rangkaian dapat
bekerja dengan baik.
Hasil pengukuran rangkaian ini didapat dari keluaran tegangan baterai pada Titik Pengukuran 1
Tabel 5. Hasil Pengukuran Pompa Pompa Tidak Aktif
Pompa Aktif
Pengukuran 2 (TP2).
0,2 VDC
10,80 VDC
Tabel 3. Hasil Pengukuran Rangkaian Catu Daya
0,2 VDC
10.72 VDC
0,1 VDC
9,26 VDC
(TP 1) dan keluaran dari IC 78M05 pada Titik
Pada Titik Pengukuran 1 dan 2 TP 1 (Pengukuran
TP 2 (Pengukuran Output
Output Baterai)
IC 78M05)
11.46 VDC
5.03 VDC
11.47 VDC
5.04 VDC
Selama mengerjakan penelitian ini, dari
11.48 VDC
5.04 VDC
perancangan pembuatan struktur alat sampai
E. KESIMPULAN DAN SARAN 1.
Kesimpulan
dengan pemrograman Mikrokontroler, maka dapat 6.
Hasil Pengukuran Rangkaian Motor DC
disimpulkan sebagai berikut :
Tujuan pengukuran rangkaian motor dc agar
a.
Dengan PC
dan
kecepatan dan arah perputaran motor dc dapat
perancangan
robot
dikendalikan. Dalam hal ini arah perputaran motor dc
menggunakan jaringan wireless dapat lebih
diatur dengan menghubungkan pin input IC L293D ke
praktis dan mudah untuk direalisasikan.
ground atau Vcc, sedangkan perputaran arah motor dc
b.
mikrokontroler proses penyiram
Robot penyiraman tanaman menggunakan
diatur dengan mengubah nilai enable dan input.
jaringan
wireless
ini
Pengujian menunjukkan bahwa rangkaian dapat bekerja
tanaman
dengan
kendali
dengan baik.
menggunakan PC. c.
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
tanaman
Mikrokontroler
telah
dapat
menyiram jarak
diprogram
jauh
untuk 53
menyalakan
pompa
tanaman secara
untuk
menyiram
otomatis dengan
DAFTAR PUSTAKA
dengan
Abdurohman, M., 2014, Organisasi & Arsitektur
menerima input dari PC yang dikendalikan
Komputer, Informatika, Bandung
oleh user. d.
Arifianto,
Software
Arduino
IDE
1.0.3
memberikan
kemudahan
pemrograman
untuk
dengan
interfacing
pembuatan
robot
mampu
dalam
Robot
komputer
dalam
penyiram
2011,
Kamus
Komponen
Elektronika, PT Kawan Pustaka, Surabaya
hal
mengontrol
D.,
Budiharto,
W.,
2011,
Aneka
Proyek
Mikrokontroler, Graha Ilmu, Jogjakarta Jatmika, Y,N., 2011, Cara Mudah Merakit
tanaman
Robot
menggunakan jaringan wireless.
Untuk
Pemula,
Flashbooks,
Jogjakarta Kadir, A., 2013, Panduan Praktis mempelajari
2.
Aplikasi
Saran Untuk
kinerja
alat
dapat
meningkatkan
yang
lebih
baik,
fungsi berikut
dan adalah
Dan
Pemrogramannya Menggunakan Arduino, CV Andi Offset, Yogyakarta Syahrul, 2012, Mikrokontroler AVR ATMega
langkah-langkah yang dapat dilakukan : a.
Mikrokontroler
Agar pergerakan Robot bisa lebih leluasa
8535, Informatika, Bandung
dan jarak jangkauan kendali lebih jauh Modul
Wireless
433MHz
bisa
diganti
dengan modul XBee yang menggunakan jaringan 2.4 GHz. b.
Untuk
penyiraman
tanaman
akan
menjadi lebih mudah jika pada pompa air ditambahkan dengan Motor Servo agar bisa berputar 360º. c.
Tata letak komponen rangkaian bisa ditutup dengan menggunakan box yang terbuat dari akrilik
agar
pada
saat
penyiraman
menggunakan air, rangkaian tidak terkena percikan
air
yang
bisa
menyebabkan
korsleting pada rangkaian. d.
Program
Robot
harus
selalu
dikembangkan agar kinerja Robot bisa lebih baik lagi.
Jurnal TIPS, Volume V, No. 2, Desember 2016, h. 41-54
54
