PENERAPAN MICROCONTROLLER PADA AL AZHAR PLANT WATERING AUTOMATION (APWA)
Oleh : 1.
ABIYYUDA NAUFAL PRIAMBODO
KLS IX
2.
RAFSI AZZAM HIBATULLAH ALBAR
KLS VIII
SEKOLAH MENENGAH PERTAMA ISLAM AL AZHAR 13 JL. FLORENCE J4 NO. 31 KOMPLEKS PERUMAHAN LAGUNA PAKUWON CITY, SURABAYA
NOVEMBER 2015
ABSTRAK Penelitian berjudul penerapan microcontroller pada Al Azhar Plant Watering Automation (APWA) ini bertujuan untuk mengetahui cara pembuatan robot yang bisa menyiram tanaman secara otomatis serta mendeskripsikan penerapan program Microcontroller pada robot yang bisa menyiram tanaman secara otomatis. Al Azhar Plant Watering Automation (APWA) merupakan pengembangan dari Loving Plant Robot yang bersifat mobile ketika menyiram tanaman. APWA bersifat permanen, dimana robot akan tidak bergerak supaya lebih efektif dalam penangkapan cahaya matahari sebagai sumber solar cell dan penerapannya lebih efektif serta tidak mudah eror. Metode penelitiannya dilakukan dengan merakit alat-alat elektronik yang dibutuhkan sebagai board baru merangkai APWA yang dikembangkan. Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya APWA yang lebih efektif dibanding robot Loving Plant yang bersifat mobile, dengan mendapat energi dari cahaya matahari melalui sel surya yang telah dipasang alat ini bisa melakukan aktifitas secara terus menerus tanpa bantuan manusia dikarenakan telah dipasang timer yang befungsi untuk menentukan waktu kapan da menyiram dan berhenti melalui waktu. Kesimpulan dari penelitian ini adalah pembuatan robot yang bisa menyiram tanaman secara otomatis ini adalah dengan menerapkan sistem saklar otomatis (Selenoid valve) yang bisa ditentukan waktu penyiramannya secara terus-menerus dengan menggunakan solar cell sebagai sumber energi. Microcontroller pada robot APWA ini menggunakan program Arduino untuk mengatur waktu penyiraman pada tanaman setiap harinya. Kata Kunci : APWA, Microcontroller, Arduino, Tanaman
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Seiring dengan pembangunan ekonomi di dunia dan perkembangan sumber daya manusia menyebabkan terjadinya masalah-masalah dalam kehidupan seperti banyaknya limbah dan semakin berkurangnya populasi tumbuhan.Hal ini menyebar seperti epidemi, yang mengancam planet hijau dan kehidupan di atasnya.Bencana alam, banjir, perubahan iklim yang menyebabkan terjadinya pemanasan global.Pemanasan global (Global Warming) akan menyebabkan iklim mulai tidak stabil, peningkatan permukaan laut, danmenyebabkangangguan ekologis (Widayati, 2012). Kesadaran masyarakat dan individu adalah vaksin terbaik untuk mencegah bencana yang harus diderita Bumi. Usaha alternatif untuk membantu manusia dalam menjaga dan merawat tanaman adalah dengan menciptakan alat yang memudahkan pekerjaan manusia seperti robot.Robot penyiram tanaman dapat difungsikan untuk mengoptimalkan perawatan tumbuhan hijau yang memiliki peran mengurangi global warming karena dapat melakukan fotosintesis. Selain itu, penggunaan solar cell merupakan upaya kami dalam mengurangi penggunaan energi bahan bakar fosil minyak bumi dan batu bara yang menjadi sumber terjadinya global warming (Utina, 2010). Loving Plant Robot merupakan alternatif dari kami yaitu robot yang bersifat mobile atau dapat bergerak dan berpindah-pindah tempat dan telah meraih penghargaan Special Award dalam International Robot Olympiad 2015 di Beijing, Cina. Beberapa kekurangan dari Loving Plant Robot adalah robot ini mendeteksi garis logam, jika garis tersebut kotor atau tertutup daun bahkan sampah maka robot menjadi error, sehingga sulit untuk diterapkan untuk penghijauan tanaman yang terdapat di taman. Berdasarkan permasalahan tersebut kami mengembangkan Loving Plant Robot yang tidak bersifat mobile tetapi permanen supaya lebih efisien untuk diterapkan pada tanaman yang ada di taman-taman. Robot permanen yang kami kembangkan ini dirancang dari microcontroller dinamakan dengan Al Azhar Plant Watering Automation (APWA).
B. Rumusan Masalah 1.
Bagaimana cara membuat robot yang bisa menyiram tanaman secara otomatis?
2.
Bagaimana cara menerapkan program Microcontroller pada robot yang bisa menyiram tanaman secara otomatis?
C. Tujuan Penulisan 1.
Untuk mengetahui cara pembuatan robot yang bisa menyiram tanaman secara otomatis.
2.
Untuk mengetahui cara penerapan program Microcontroller pada robot yang bisa menyiram tanaman secara otomatis.
D. Manfaat APWA membantu sekolah dalam program Evergreen school dengan menyiram tanaman lingkungan sekolah secara otomatis dalam waktu yang sudah ditentukan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Global Warming dan Upaya Peminimalisirannya Pemanasan global (global warming) adalah suatu bentuk ketidakseimbangan ekosistem di bumi akibat terjadinya proses peningkatan suhu rata-rata atmosfer, laut, dan daratan di bumi. Pemanasan global (global warming) akan menyebabkan iklim mulai tidak stabil, peningkatan permukaan laut, dan menyebabkangangguan ekologis (Widayati, 2012). Beberapa alternatif untuk meminimalisir pemanasan global adalah denganmelakukan konservasi lingkungan, karena tumbuhan hijau memiliki peran dalam proses fotosintesis, dalam proses ini tumbuhan memerlukan karbondioksida dan menghasilkan oksigen. Selain itu, bisa juga dengan menggunakan energi yang bersumber dari energi alternatif seperti sinar matahari guna mengurangi penggunaan energi bahan bakar fosil (minyak bumi dan batu bara (Utina, 2010). B. Al Azhar Plant Watering Automation (APWA) Al Azhar Plant Watering Automation(APWA) adalah suatu alat sistem tetap yang di pasang pada tanaman yang di kontrol melalui program Arduino secara automatis, APWA jauh lebih efektif dibanding robot Loving Plant yang bersifat mobile, dengan mendapat energi dari cahaya matahari melalui sel surya yang telah dipasang alat ini bisa melakukan aktifitas secara terus menerus tanpa bantuan manusia, alat ini telah dipasang timer yang befungsi untuk menentukan waktu kapan da menyiram dan berhenti melalui waktu.
Gambar 1. Al Azhar Plant Watering Automation (APWA) Robot ini menggunakan saklar elektrik yang berfungsi untuk membuka dan tutupkan saklar yang ada pada vulve elektrik. Pada saklar ini terdapat dua titik kontak yang menghubungkan hantaran fasa dengan lampu atau alat yang lain. Dalam alat juga menggunakan Solenoid valve untuk membuka dan tutupkan keran secara automatis, Solenoid valve pneumatic adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai kumparan sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan plunger yang dapat digerakan oleh arus AC maupun DC. Prinsip kerja dari solenoid valve/katup (valve) solenoida yaitu katup listrik yang mempunyai koil sebagai penggeraknya dimana ketika koil mendapat supply tegangan maka koil tersebut akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakan plunger pada bagian dalamnya ketika plunger berpindah posisi maka pada lubang keluaran dari solenoid valve pneumatic akan keluar udara bertekanan yang berasal dari supply (service unit), pada umumnya solenoid valve pneumatic ini mempunyai tegangan kerja 100/200 VAC namun ada juga yang mempunyai tegangan kerja DC. C. Program Microcontroller Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain
itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi. Kelebihan program Arduino sehingga dengan cepat diterima oleh orang-orang adalah murah,lintas platform, software Arduino dapat dijalankan pada system operasi Windows, Macintosh OSX dan Linux, serta sangat mudah dipelajari dan digunakan (Djuandi, 2011). Arduino
menjadi
pilihan
dan
acuan
bagi
banyak
praktisi
karena
penggunaannya cukup mudah.Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC ke adaptor DC atau baterai untuk menjalankannya (Akhyar, 2013). D. Program Blink Blink merupakan program dasar dari software Arduino. Blink
BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Desain Penelitian 1.
Tempat dan Waktu Penelitian a. Tempat : Laboratorium Robotika SMP Islam Al Azhar 13 Surabaya, lingkungan dan taman SMP Islam Al Azhar 13 Surabaya b. Waktu : Penelitian ini dimulai pada akhir September 2014 sampai dengan sekarang.
2.
Alat dan Bahan a. Bahan : 1) Solar cell 1 buah
2) control baterai / indikator 1 buah
3) baterai 1 buah
4) Arduino, timer, dan komponen elektrik lainya
5) valve automatis 1 buah
6) bak/ tandon 1 buah 7) Selang 70 cm
8) Timah
9) Klem
10)Isolasi 11)Kabel tis b. Alat : 1) Gunting
2) solder
3) obeng
4) gergaji
5) tang
6) tang potong
3.
Cara Merakit a.
Rangkaian Elektronik 1) Pasang mikrokontroler pada board 2) Pasang timer pada board (rangkaian elektronik selesai)
b.
Rangkaian APWA 1) Kumpulkan bahan bahan 2) Pasang penyangga pipa di dekat tanaman 3) Pasang pipa yang telah dilubangi pada penyangga 4) Pasang selenoid valve pada bagan ujung pipa 5) Pasang selang pada ujung selenoid valve 6) Sambungkan selang dengan sumber air( keran / bak ) 7) Pasang rangkaian elktronik, kontrol baterai, aki (baterai) pada bagian belakang solar cell 8) Pasang solar cell didekat pipa 9) Hubungkan seluruh kabel perangkat melalui kontrol baterai 10) APWA siap digunakan
4.
Flowchart a.
Cara Kerja Alat 1) Program alat menggunakan Arduino
2) Arduino mendeteksi air yang ada dalam bak melalui sensor yang ada di bak 3) pada jam yang telah ditentukan Arduino membuka saklar dan menyiram ke tanaman melalui keran. b.
Cara Kerja Solar Cell 1) Solar cell mendapatkan energi dari matahari 2) Energi disaring oleh indikator/ kontrol baterai untuk diubah menjadi daya volt 3) Energi yang telah diubah menjadi daya membuat Arduino, timer,dan alat loving plant lainya bekerja
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengamatan Berdasarkan gambar rangkaian alat maka dibuatlah suatu model Loving Plant Robot 2 dengan menerapkan Microcontroller dengan nama Al Azhar Plant Watering Automation (APWA). Rangkaian model ini disambungkan dengan kran air sebagai sumber air lalu disambungkan dengan selang air. Adapun selang air yang digunakan dalam model ini sepanjang 76 cm dengan diameter 2 cm. Kemudian selang disambungkan dengan pipa yang memiliki panjang 3 m dan dimeter ¾ dim (26 mm) yang memiliki 19 buah lubang berjarak rata-rata 15 cm dengan dimeter lubang 0,5 mm. Tenaga pengatur air yang keluar berdasarkan program Microcontroller berasal dari energi matahari yang diserap oleh solar cell. Solar cell yang digunakan memiliki 35,5 cm dan panjang lebar 25 cm. Penyiraman APWA diatur menggunakan timer berdasarkan Program Arduino sebanyak 3 kali penyiraman pada pukul 06.00, 12.00 dan 18.00 dengan waktu penyiraman selama 30 detik dan jumlah air yang keluar sebanyak 350 ml pada setiap lubang pada model yang dibuat. B. Pembahasan
Gambar 2. Penyiraman tanaman yang dilakukan oleh APWA APWA adalah suatu alat sistem tetap yang di pasang pada tanah di sekitar tanaman yang di kontrol melalui program Arduino secara automatis. APWA jauh lebih efektif dibanding robot Loving Plant yang bersifat mobile, dengan mendapat energi dari cahaya matahari melalui sel surya yang telah dipasang alat ini bisa
melakukan aktifitas secara terus menerus tanpa bantuan manusia dikarenakan telah dipasang timer yang befungsi untuk menentukan waktu kapan da menyiram dan berhenti melalui waktu.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Kesimpulan dari penelitian ini adalah pembuatan robot yang bisa menyiram tanaman secara otomatis ini adalah dengan menerapkan sistem saklar otomatis (Selenoid valve) yang bisa ditentukan waktu penyiramannya secara terusmenerus dengan menggunakan solar cell sebagai sumber energi. Microcontroller pada robot APWA ini menggunakan program Arduino untuk mengatur waktu penyiraman pada tanaman setiap harinya. B. Saran 1.
Untuk dapat digunakan sebagai penyiram tanaman otomatis maka APWA bisa ditanam di dalam tanah di lingkungan yang cukup cahaya.
2.
Agar penyiraman bisa sesuai dengan kebutuhan tanaman maka besar lubang pipa dan timer bisa diatur.
DAFTAR PUSTAKA Akhyar, Ahmad. 2013. Sistem Pengaturan Kecepatan Motor DC Pada Alat Penyiram
Tanaman
Menggunakan
Kontoler
PID.
Diakses
dari
www.elektro-studentjournal.ac.idtanggal 10 September 2015. Djuandi, Feri. 2011. Arduino-Pengenalan. Diakses dari ww.tokobuku.com.tanggal 10 September 2015. Utina, Ramli. 2010. Lingkungan Hidup: Masalah dan Solusinya. Diakses dari www. HYPERLINK
"http://www.repository.ung.ac.id/"
"http://www.repository.ung.ac.id/"
HYPERLINK HYPERLINK
"http://www.repository.ung.ac.id/"Repository.Ung.ac.id tanggal 10 September 2015. Widayati, Sri. 2012. Penyebab Terjadinya Global Warming dan Upaya Menanganinya. Diakses dari www.g-excess.com tanggal 13 September 2015.
