Al Ilmu (Berbagi Ilmu Opo Wae): Alat Pengukur Kelembapan Tanah (Soil Moisture Sensor)

Anggota :

Prayogi Kardani 055

Ivang Alingga 056

Wanda Nailan Mafazah 059

Timothy Benedict 078

Qurrotul ‘Uyun 089

M. Taufiq Hidayatullah 094

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Internet of Thing (IoT) adalah sebuah konsep dimana suatu objek yang memiliki kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan tanpa memerlukan interaksi manusia ke manusia atau manusia ke komputer. IoT telah berkembang dari konvergensi teknologi nirkabel, microelectromechanical systems (MEMS), dan Internet. “A Things” pada Internet of Things dapat didefinisikan sebagai subjek misalkan orang dengan monitor implant jantung, hewan peternakan dengan transponder biochip, sebuah mobil yang telah dilengkapi built-in sensor untuk memperingatkan pengemudi ketika tekanan ban rendah. Sejauh ini, IoT paling erat hubungannya dengan komunikasi machine-to-machine (M2M) di bidang manufaktur dan listrik, perminyakkan, dan gas. Produk dibangun dengan kemampuan komunikasi M2M yang sering disebut dengan sistem cerdas atau “smart”. Sebagai contoh yaitu smart kabel, smart meter, smart grid sensor.

Salah satu bentuk pengembangan dari teknologi IoT ini adalah sistem untuk mengukur kelembapan tanah pada tanaman. Tanah sebagai faktor utama dalam pertanian harus dipertimbangkan sebaik mungkin agar dapat memberikan hasil seperti yang diharapkan. Salah satunya dengan memanfaatkan teknologi komputer dan internet untuk memonitor kelembaban tanah. Kelembaban tanah adalah salah satu faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Salah satu inovasi teknologi informasi dan komunikasi di bidang pertanian adalah penggunaan Internet of Things. Dengan menggunakan Internet Of Things, hal itu bisa dilakukan untuk memantau kelembaban tanah yang menjadi media tanam tanaman hortikultura. mengetahui nilai kelembaban tanah akan sangat berguna untuk dapat menentukan langkah atau penanganan tanah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pengukuran kelembaban tanah menggunakan sensor kelembaban tanah dapat bekerja dengan baik dan menampilkan informasi nilai kelembaban tanah. Berdasarkan hasil dan analisis yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa hasil pemantauan sistem pemantauan kelembaban tanah ini sudah dapat digunakan untuk memonitor lahan pertanian.

1.2 Luaran yang diharapkan

Dalam project pembuatan IoT ini ada beberapa hal yang diharapakan. Antara lain yaitu memberikan informasi kepada kita tentang kondisi kelembapan tanah sehingga kita bisa memanfaatkan tanah tersebut semaksimal mungkin. Serta menegah berbagai kemungkinan terburuk seperti gagal panen dan sebagainya dikarenakan kurangnya informasi mengenai kelembapan tanah yang akan ditanami

1.3. Tujuan

Project IoT ini memiliki tujuan sebagi penugasan ujian akhir semester 1 kelas TI19B. Selain itu juga tugas project IoT ini juga berfungsi sebgai pemamahan praktek dari kulaih sistem digital dan pengantar teknologi informasi. Serta juga sengai pemabah wawasan kita tentang bagaimana cara kerja suatu perangkat dan hubungannya dengan sistem digital dan juga sebagai latihan kita pemahaman mengenai sistem IoT

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Deskripsi Karya

Meluasnya adopsi berbagai teknologi IoT, membuat kehidupan manusia menjadi jauh lebih nyaman. Dari sisi pengguna perorangan, IoT sangat terasa pengaruhnya dalam bidang domestik seperti pada aplikasi rumah dan mobil cerdas. Dari sisi penguna bisnis, IoT sangat berpengaruh dalam meningkatkan jumlah produksi serta kualitas produksi, mengawasi distribusi barang, mencegah pemalsuan, mempersingkat waktu ketidak tersedian barang pada pasar retail, manajemen rantai pasok, dsb.

Soil moisture sensor FC-28 adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Sensor ini sangat sederhana, tetapi ideal untuk memantau taman kota, atau tingkat air pada tanaman pekarangan. Sensor ini terdiri dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar). Sensor ini sangat membantu untuk mengingatkan tingkat kelembaban pada tanaman atau memantau kelembaban tanah. Prinsip kerja moisture sensor pada alat ini adalah dengan menanamkan satu buah sensor kelembaban pada tanah. Kerja sensor ini mendeteksi adanya tingkat kelembaban. Kelembaban tersebut disetting dengan parameter khusus.

2.2 Penelitian Eksperimental ( Alat dan Bahan)

a. Bahan :

1. Node MCU (Rp.30,000)

2. Sensor DHT 11 (Rp.13,500)

3. Sensor Soil Moisture (Rp.8,000)

4. LED (Rp.2,000)

5. Kabel Jumper Male to Male (Rp.10,700)

6. Resistor (Rp.10,000)

7. Project Board (Rp.14,000)

b. Alat :

1. HP Android (-)

2. Laptop (-)

3. Gunting (-)

4. Aplikasi Telegram (-)

5. Kabel Data Hp (-)

6. Software Arduino IDE (Download)

7. Laptop (-)

Jumlah total Pengeluaran: (Rp.91,200)

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Analisis Bahan

1. Mikrokontroller

Mikrokontroller yang digunakan adalah Node MCU V3. Node MCU V3 merupakan mikrokontroller yang berfungsi untuk menggubungkan perangkat dengan akses internet dan otak dari rangkaian ini. Di dalam Node MCU ini telah tersemat ESP8266 sebgai modul WiFi. Oleh karena itulah Node MCU ini dapat tersambung dengan WiFi. Sedangkan untuk akses internet sendiri diambil dari jaringan WiFi yang dihubungkan dengan Node MCU V3 yang memungkinkan modul ini untuk mengirim dan menerima data dari database. Untuk bahasa pemrograman yang digunakan dalam Node MCU V3 ini adalah bahasa C++

2. Sensor DHT 11

DHT11 merupakan sensor untuk mensensing objek suhu dan kelembapan pada 1 module yang dimana memiliki output sinyal digital yang sudah terkalibrasi. Module sensor ini tergolong kedalam elemen resestif seperti perangkat pengukur suhu seperti contohnya yaitu NTC. keunggulan dari sensor DHT11 dibanding dengan yang lainnya antara lain memiliki kualitas pembacaan data sensing yang sangat baik, responsif (cepat dalam pembacaan kondisi ruangan) serta tidak mudah terinterverensi.

3. Sensor Soil Moisture

Soil Moisture Sensor Module adalah suatu modul yang berfungsi untuk mendeteksi tingkat kelembaban tanah dan juga dapat digunakan untuk menentukan apakah ada kandungan air di tanah/ sekitar sensor. Cara penggunaan modul ini cukup mudah, yakni dengan memasukkan sensor ke dalam tanah dan setting potensiometer untuk mengatur sensitifitas dari sensor. Keluaran dari sensor akan bernilai 1 / 0 ketika kelembaban tanah menjadi tinggi/ rendah yang dapat di treshold dengan potensiometer.

4. Kabel Jumper Male to Male

Kabel jumper secukupnya untuk menghubungkan antar pin ke pin pada komponen elektronik dalam hal ini sensor kelembapan tanah, sensor DHT11 dsb.

5. Resistor

Fungsi resistor pada rangkaian elektronika adalah sebagai penahan tegangan dan arus. Sesuai dengan namanya resist arti nya adalah tahanan. Kita buat contoh nya menghidupkan LED, jika kita menghubungkan LED secara langsung dengan power supplay maka LED akan rusak karena nilai arus yang terlalu besar. Untuk mengurangi arus pada LED maka digunakan lah resistor sebagai penahan Arus, sehingga LED bisa menyala tapi tida merusak nya karena kelebihan Arus. Dalam rangkaian elektronik, resistor biasa nya berfungsi sebagai pengurang Arus contoh yang telah di berikan di atas, pembagi tegangan, pengubah sinyal pada rangkaian low pass filter dan high pass filter, dan juga pewaktu untuk menahan buangan muatan dari kapasitor.

6. Database

Database digunakan untuk menyimpan aliran data yang masuk dan keluar ke dalam sistem. Karena IoT ini berbasis aplikasi chat Telegram. Jadi database ini berfungsi sebagai tempat penyimpanan, pengambilan perntah, pengambilan informasi oleh sistem dan user pengawas.

3.2 Analisis Karya

Berdasarkan pembuatan project IoT “Alat ukur Kelembapan Tanah Pada Tanaman” mempunyai Fungsi Utama yaitu untuk dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Alat ini sangat sederhana, tetapi ideal untuk memantau taman kota, atau tingkat air pada tanaman pekarangan.

3.3 Proses Pembuatan

Dalam proyek pembuatan IoT ini kami melakukan bebrapa tahap. Tidak hanya itu kami juga melakukan pencarian beberapa referensi tentang cara pembutan IoT. Adapun tahap – tahapannya yaitu:

1. Referensi

Pada tahap ini dilakukan penelusuran dan pengumpulan informasi serta referensi tentang IoT Adapun sumber yang didapatkan yaitu jurnal-jurnal ilmiah mengenai soil moisture sensor. Dari referensi tersebut didapatkan bagaimana cara memprogram NodeMCU agar dapat berperan sebagai bot telegram untuk mengirimkan dan membaca pesan..

2. Mikrokontroller

Tahap memprogram mikrokontroller ini adalah tahap merealisasikan perintah kita ke dalam otak rangkaian. Pada tahap ini, kami memprogram mikrokontroller menggunkan software Arduino IDE dengan bahasa C++. Adapun syntax programnya yaitu :

Code Program Untuk Aplikasi Telegram

#include <DHT.h>

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <WiFiClientSecure.h>

#include <UniversalTelegramBot.h>

#define DHTPIN 4

#define DHTTYPE DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

// Initialize Wifi connection to the router

char ssid[] = "ASUS-A407UF 8701"; // your network SSID (name)

char password[] = "Syaifudin123"; // your network key

// Initialize Telegram BOT

#define BOTtoken "975786381:AAHalsba8AirMe42sRdoEj9pQmhr7vajeZI" // your Bot Token (Get from Botfather)

#define idchat "1042039095"

WiFiClientSecure client;

UniversalTelegramBot bot(BOTtoken, client);

int Bot_mtbs = 10; //mean time between scan messages

long Bot_lasttime; //last time messages' scan has been done

bool Start = false;

float cek_lembab;

float cek_suhu;

int indikator=12;

int sensor_lembab=A0;

int tanah;

int ledtanah=4;

int ledsuhu=16;

void setup() {

Serial.begin(115200);

dht.begin();

pinMode(indikator,OUTPUT);

// Set WiFi to station mode and disconnect from an AP if it was Previously

// connected

WiFi.mode(WIFI_STA);

//WiFi.disconnect();

//delay(100);

// attempt to connect to Wifi network:

Serial.print("Connecting Wifi: ");

Serial.println(ssid);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

Serial.print(".");

delay(100);

digitalWrite(indikator,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(indikator,LOW);

delay(500);

}

Serial.println("");

Serial.println("WiFi connected");

Serial.print("IP address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

digitalWrite(indikator,LOW);

}

void loop() {

cek_lembab=dht.readHumidity();

cek_suhu=dht.readTemperature();

Serial.println(cek_lembab);

Serial.println("\n");

Serial.println(cek_suhu);

Serial.println("\n");

if(cek_suhu>30){

digitalWrite(ledsuhu,HIGH);

}

else{

digitalWrite(ledsuhu,LOW);

}

tanah=analogRead(A0);

String welcome = "Laporan kondisi lingkungan terkini\n";

if(tanah>700){

welcome+="Kondisi tanah saat ini : kering dan perlu disiram\n";

digitalWrite(ledtanah,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(ledtanah,LOW);

delay(500);

digitalWrite(ledtanah,HIGH);

}

else if(tanah<700&&tanah>350){

welcome+="Kondidi tanah saat ini : normal kelembabannya\n";

digitalWrite(ledtanah,HIGH);

}

else{

welcome+="Kondidi tanah saat ini : tanah terlalu basah\n";

}

welcome+="Suhu saat ini adalah = ";

welcome+=cek_suhu;

welcome+=" C\n";

welcome+="Kelembaban saat ini adalah = ";

welcome+=cek_lembab;

welcome+="\n";

welcome+="Nantikan laporan kondisi lingkungan berikutnya";

bot.sendMessage(idchat, welcome);

Serial.println("\nPesan telah direima");

delay(2000);

}

3. Perakitan Sistem dan Sensor

Dalam tahap ini sensor sensor akan digabungkan dengan rangkaian modul NodeMCU sesuai dengan pin yang sudah di setel di program tadi. Semua sensor akan digabungkan pada modul NodeMCU. Karena dalam sistem ini NodeMCU berfungsi sebagai otak utama rangkaian yang memproses segala macam informasi dari luar dan mengirimkan informasi kepada user control. Kemudian rangkaian selanjutnya adalah menggabungkan pin digital NodeMCU dengan pin analog in pada Arduino. Yang fungsinya adalah untuk mennghasilkan output 5V pada pin digital Arduino berdasarkan hasil scan sinyal pada pin analog in. dan kemudian pin digital arduino akan mendrive relay yang akan mensaklar fungsi fisik atau melaksankkan perintah yang diterima oleh sistem baik dari user maupun dari sinyal sensor.

4. Tahap Uji Coba

Tahap ini adalah tahap akhir dalam pembuatan IoT. Di tahap ini kami melakukan pengecekan fungsi fungsi yang sudah kami masukkan dalam program. Tahapan ini bertujuan untuk mencari kesalahan dan kekurangan dari sistem yang sudah dibuat. Melalui beberapa tahap test tiap fungsi. Langkah pertama ialah dengan menghubungkan sensor dengan tanah yang ingin diuji tingkat kelembapannya. Kemudian, hidupkan hotspot dari android agar dapat connect (tersambung) ke Node MCU. Selanjutnya NodeMCU ESP8266 akan terhubung ke Jaringan Wifi sebagai Client dan akan mendapatkan ip address sebagai alamat perangkat tersebut. Dari alamat atau ip address NodeMCU tersebut, dapat langsung diakses melalui komputer maupun smartphone melalui browser, dan menuliskan ip tersebut. Saat koneksi telah terhubung, sensor DHT 11 dan Soil Moisture Sensor akan otomatis mengecek tingkat kelembapan dan suhu pada tanah. Langkah terakhir, Node MCU akan mengirimkan pesan terkait kondisi suhu dan kelembaban tanah saat itu setiap 1 menit sekali melalui aplikasi telegram pada android

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

IoT ini merupakan suatu alat yang terdiri dari modul WiFi atau Modul SIM Card yang berfungsi untuk menghubungkan atau bisa juga diartikan sebagai suatu konsep dimana objek tertentu punya kemampuan untuk mentransfer data lewat jaringan tanpa memerlukan adanya interaksi dari manusia ke manusia ataupun dari manusia ke perangkat komputer.

IoT yang kelompok kami buat adalah IoT Soil Moisture Sensor atau Alat Pengukur Kelembapan Tanah yang memiliki fungsi sebagai sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Sensor ini sangat sederhana, tetapi ideal untuk memantau taman kota, atau tingkat air pada tanaman pekarangan.

Cara kerja dari IoT ini ialah mengumpulkan data berupa rangsangan suatu hal atau perubahan kondisi lingkungan di sekitar alat oleh soil moisture sensor. Kemudian akan diolah oleh sensor DHT 11 untuk dirubah menjadi sinyal analog sesuai dengan perubahan kondisi yang ada. Setelah itu barulah microcontroller akan membaca pesan yang disampaikan oleh sensor. Di dalam microcontroller ada program yang di buat untuk membaca kondisi yang dikirimkan oleh sensor dam memilah milanya sesuai dengan program yang diinputkan.

LAMPIRAN