Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika
yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam
bentuk tegangan.Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa
komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor.
LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan
dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang
rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan
dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Sensor suhu LM35 adalah komponen
elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran
listrik dalam bentuk tegangan.Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian
ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National
Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika
dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran
impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah
dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan
lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat
mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt,
sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35
hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan
menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan
pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC.
Bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi
masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja
dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout
dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan
operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antara 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran
sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh
persamaan sebagai berikut :
VLM35 = Suhu* 10 mV
Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu
setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya
LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan
akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada
suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu
udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu
disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih
rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara
disekitarnya .
Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35:
- Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
- Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC
- Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
- Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
- Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
- Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
- Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
- Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC
LED adalah suatu semikonduktor yang
memancarkan cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub
positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini
dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan
arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED
diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati LED. Ini
menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.
Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter).
Gambar Penampang komponen
penyusun LCD
Keterangan:
- Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
- Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).
- Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).
- Glass substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO)
- Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
- Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata pengamat.
Sebuah citra dibentuk dengan
mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar
sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated
circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan
mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin
input yang sudah tersedia.
Arduino adalah kit elektronik atau papan
rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu
sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang
kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan chip AVR
ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial
agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.
Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :
Bagian-bagian Arduino UNO :
·
Power USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
·
Power Jack
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
·
Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
·
Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
·
Digital Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai
logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse
Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
·
Analog Pins
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca
sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya
menjadi nilai digital.
· LED Power IndicatorLampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah
suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau
gerakan (motion).Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor
Arus Searah.Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan
tegangan arus searah atau DC (Direct Current)
untuk dapat menggerakannya.Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada
perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC
seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
Motor
Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah
putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar
searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik
yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia
dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan
kecepatan rotasi sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan
operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor
Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat
memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari
tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun
ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50%
dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat
berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC
tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka
motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.
Pada
saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau
daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang
digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih
(tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC
biasanya akan mencantumkan Stall Current pada
Motor DC. Stall Current adalah arus
pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.
Prinsip kerja motor Dc, Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub
kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik.
Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan
kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub
tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan
magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet.
Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan
bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan
selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang
mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya
perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada
kumparan diputuskan.
-
Jenis-jenis Motor DC (Motor
Arus Searah)
1. Motor DC Sumber Daya Terpisah (Separately Excited DC Motor)
Pada Motor DC jenis sumber daya terpisah ini, sumber arus listrik
untuk kumparan medan (field winding) terpisah dengan sumber arus listrik untuk
kumparan angker (armature coil) pada rotor seperti terlihat pada gambar diatas
ini. Karena adanya rangkaian tambahan dan kebutuhan sumber daya tambahan untuk
pasokan arus listrik, Motor DC jenis ini menjadi lebih mahal sehingga jarang
digunakan.Separately Excited Motor DC ini umumnya digunakan di laboratorium
untuk penelitian dan peralatan-peralatan khusus.
2. Motor DC Sumber Daya Sendiri (Self Excited DC Motor)
Pada Motor DC jenis Sumber Daya Sendiri atau Self Excited Motor DC
ini, kumparan medan (field winding) dihubungkan secara seri, paralel ataupun
kombinasi seri-paralel dengan kumparan angker (armature winding). Motor DC
Sumber Daya Sendiri ini terbagi lagi menjadi 3 jenis Motor DC yaitu Shunt DC
Motor, Series DC Motor dan Compound DC Motor.
a. Motor DC tipe Shunt (Shunt DC Motor)
Motor DC tipe Shunt
adalah Motor DC yang kumparan medannya dihubungkan secara paralel dengan
kumparan angker (armature winding). Motor DC tipe Shunt ini merupakan tipe
Motor DC yang sering digunakan, hal ini dikarenakan Motor DC Shunt memiliki
kecepatan yang hampir konstan meskipun terjadi perubahan beban (kecepatan akan
berkurang apabila mencapai torsi (torque) tertentu). Karena Kumparan Medan dan
Kumparan Angker dihubungkan secara paralel, maka total arus listrik merupakan
penjumlahan dari arus yang melalui kumparan medan dan arus yang melalui
kumparan angker.
Kecepatannya dapat
dikendalikan dengan memasangkan sebuah resistor/tahanan secara seri dengan
kumparan medan ataupun seri dengan kumparan angker. Jika resistor/tahanan
tersebut dipasangkan secara seri dengan kumparan medan maka kecepatannya akan
berkurang, sedangkan apabila resistor/tahanan tersebut dipasangkan secara seri
dengan kumparan angker maka kecepatannya akan bertambah.
b. Motor DC tipe Seri (Series DC Motor)
Motor DC tipe Seri
atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Series DC Motor ini adalah Motor DC
yang kumparan medannya dihubungkan secara seri dengan kumparan angker (armature
winding). Dengan hubungan seri tersebut, arus listrik pada kumparan medan
adalah sama dengan arus listrik pada kumparan angker. Kecepatan pada Motor DC
tipe seri ini akan berkurang seiring dengan penambahan beban yang diberikan
pada motor DC tersebut. Motor DC jenis ini tidak boleh digunakan tanpa ada
beban yang terpasang karena akan berputar cepat tanpa terkendali.
c. Motor DC tipe Gabungan (Compound DC Motor)
Compound DC Motor atau
Motor DC tipe Gabungan ini adalah gabungan Motor DC jenis Shunt dan Motor DC
jenis Seri. Pada Motor DC tipe Gabungan ini, Terdapat dua Kumparan Medan (Field
Winding) yang masing-masing dihubungkan secara paralel dan Seri dengan Kumparan
Angker (Armature Winding). Dengan gabungan hubungan seri dan paralel tersebut,
Motor DC jenis Compound ini mempunyai karakteristik seperti Series DC Motor
yang memiliki torsi (torque) awal yang tinggi dan karakteristik Shunt DC Motor
yang berkecepatan hampir konstan.
Motor DC tipe Gabungan (Compound DC Motor) ini
dapat dibedakan lagi menjadi dua jenis yaitu Long Shunt Compound DC Motor yang
kumparan medannya dihubungkan secara paralel dengan kumparan angkernya saja dan
dan Short Shunt Compound DC Motor yang kumparan medannya secara paralel dengan
kombinasi kumparan medan seri dan kumparan angker
Soil Moisture Sensor 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. Spesifikasi dari sensor ini adalah :
- Comparator menggunakan LM393
- Hanya menggunakan 2 plat kecil sebagai sensor
- Supply Tegangan 3.3-5 VDC
- Digital output D0 dapat secara langsung dikoneksikan dengan MCU dengan mudah
Relay
adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen
Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni
Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay
menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga
dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang
bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan
Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi
sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
PWM (Pulse
Width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar
pulsa (duty cylce) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus
pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low.
Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum
termodulasi.
Pada board Arduino Uno, pin yang bisa
dimanfaatkan untuk PWM adalah pin yang diberi tanda tilde (~), yaitu pin 3, 5,
6, 9, 10, dan pin 11. Pin-pin tersebut merupakan pin yang bisa difungsikan
untuk input analog atau output analog. Oleh sebab itu, jika akan menggunakan
PWM pada pin ini, bisa dilakukan dengan perintah analogWrite();
PWM pada arduino bekerja pada frekuensi 500Hz,
artinya 500 siklus/ketukan dalam satu detik. Untuk setiap siklus, kita bisa
memberi nilai dari 0 hingga 255. Ketika kita memberikan angka 0, berarti
pada pin tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin selalu bernilai 0
volt). Sedangkan jika kita memberikan nilai 255, maka sepanjang siklus akan bernilai
5 volt (tidak pernah 0 volt). Jika kita memberikan nilai 127 (kita anggap
setengah dari 0 hingga 255, atau 50% dari 255), maka setengah siklus akan
bernilai 5 volt, dan setengah siklus lagi akan bernilai 0 volt. Sedangkan jika
jika memberikan 25% dari 255 (1/4 * 255 atau 64), maka 1/4 siklus akan bernilai
5 volt, dan 3/4 sisanya akan bernilai 0 volt, dan ini akan terjadi 500 kali
dalam 1 detik.
ADC atau Analog to Digital Converter merupakan
salah satu perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung dalam
pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini
adalah mengubah sinyal masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi
sinyal digital dengan bentuk kode-kode digital. Ada 2 faktor yang perlu
diperhatikan pada proses kerja ADC yaitu kecepatan sampling dan resolusi.
Kecepatan sampling menyatakan
seberapa sering perangkat mampu mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk
sinyal digital dalam selang waktu yang tertentu. Biasa dinyatakan dalam sample per second (SPS).
Sementara Resolusi menyatakan tingkat ketelitian yang dimilliki. Pada
Arduino, resolusi yang dimiliki adalah 10 bit atau rentang nilai digital antara
0 - 1023. Dan pada Arduino tegangan referensi yang digunakan adalah 5 volt, hal
ini berarti ADC pada Arduino mampu menangani sinyal analog dengan tegangan 0 -
5 volt.
Pada Arduino, menggunakan pin analog
input yang diawali dengan kode A( A0- A5 pada Arduino Uno). Fungsi untuk
mengambil data sinyal input analog menggunakan analog
Read (pin);
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah
bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data
dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan
untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.
Cara kerja komunikasi UART
Data dikirimkan secara paralel dari bus ke UART 1. Pada UART 1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit, kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan secara serial dari Tx UART 1 ke Rx UART 2. UART 2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudian di tranfer secara parallel ke data bus penerima.
Gambar rangakaian setelah disimulasikan dengan kondisi kelembaman basah
Gambar rangkaian setelah di simulasikan dengan kondisi kelembaman normal
Gambar rangkaian setelah disimulasikan dengan kondisi kelembaman kering
Penjelasan rangkaian
Prinsip kerja rangkaian ini adalah menggunakan 2 buah sensor sebagai input yaitu sensor kelembaman / soil moisture dan sensor LM35. Sensor LM35 berperan untuk mendeteksi suhu sekitar tanah yang nanti nya akan di hubungkan ke LED, terdapat 3 LED yang terpasang di master yang telah dirancang dengan 3 kondisi, ketika suhu 0-24°C yang tergolong suhu dingin maka LED yang hidup bewarna hijau, ketika suhu 25-30°C yang tergolong suhu sedang maka LED yang hidupberwarna kuning dan jika mencapai 31°C keatas maka LED yang hidup bewarna merah. Kemudian untuk nilai suhu akan ditampilkan di LCD dan untuk sensor kelembaman akan digunakan sebagai penentu motorakan menyiram atau tidak, output nya akan diarahkan ke motor DC sebagai pompa. Sensor kelembaman tanah ini saat terkena air atau basah, maka tidak ada tegangan yang keluar atau tegangannya rendah, saat kering maka akan ada tegangan yang keluar.
Jadi ada 3 keadaan saat sensor bekerja, ketika terkena air maka tidak akan mengeluarkan tegangan dan jika kering akan mengeluarkan tegangan. Itu artinya jika kondisi basah maka tegangan rendah (0-350) sehingga motor tidak akan bergerak, sementara jika 350-700 itu tergolong normal dan kelembaman nya pas akan tetapi motor tidak akan bergerak dan jika diatas 700 itu tergolong kering dan motor akan bergerak.
Kata-kata normal, basah dan kering nanti nya akan ditampilkan di LCD pada baris kedua dibawah penampilan nilai suhu, ketika kelembaman nya kering (diatas 700) motor bergerak menandakan bahwa tanaman sedang disiram nanti kita akan menentukan lama waktu menyiram (2 detik) untuk di program dan setelah 2 detik motor akan delay selama 5 detik jadi nanti kita akan melihat apakah kelembaman nya masih sama atau tidak.
jika kelembaman nya masih sama maka setelah 5 detik dia akan menyiram lagi selama 2 detik kemudian delay lagi selama 5 detik begitu seterusnya hingga kelembaman normal atau basah maka motor akan berhenti.
Rangkaian ini terdiri dari 2 sensor yaitu suhu LM35 dan Sensor kelembaman
tanah atau soil moisture sensor sebagai inputannya, kemudian LCD sebagai
display , menggunakan 2 arduino dengan komunikasi UART dan Led serta Motor DC
menjadi output dari rangkaian penyiram tanaman otomatis ini.
Sensor suhu LM35 ini merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik yang dihubungkan ke kaki analog
(A0) di Arduino Master. Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu
setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya
LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan
akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada
suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu
udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu
disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih
rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara
disekitarnya. Kemudian sensor soik moisture atau sensor kelembaman tanah,
prinsip kerja dari sensor ini dengan di tancapkan ke tanah, disaat kaki sensor
terkena air atau basah, maka teganganna rendah dan sampai tidak adanya tegangan
yang keluar, tetapi disaat kering, sensor ini baru akan mengeluarkan tegangan
yang yang diteruskan dar master ke slave , dan slave memerintahkan motor dc
untuk bergerak, oleh karena itu motor DC dapat bergerak di rangkaian penyiram
tanaman otomatis ini.
Kemudian untuk LED sebagai output dari sensor LM35,
pada rangkaian penyiram tanaman otomatis ini dibuat dengan 3 kondisi untuk
menghidupkan output LED, yaitu Led hijau akan menyala saat rentang 0 – 24 derajat
celcius artinya suhu rendah , LED kuning akan menyala saat rentang suhu 25 – 30
artinya suhu normal, dan LED merah akan
menyala saat rentang suhu diatas 31 derajat celcius artinya suhu tinggi. LED adalah suatu
semikonduktor yang memancarkan cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi.
LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila
diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang
hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah
sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang
melewati LED. Ini menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya. Dan ketentuan suhu
pada LM35 tadi akan di tampilkan pada LCD.
UART atau Universal Asynchronous Receiver-Transmitter adalah bagian
perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan
bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk
komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal. UART
sekarang ini termasuk di dalam beberapa mikrokontroler (contohnya, PIC16F628).UART
atau Universal Asynchronous Receiver Transmitter adalah protokol komunikasi
yang umum digunakan dalam pengiriman data serial antara device satu dengan yang
lainnya. Sebagai contoh komunikasi antara sesama mikrokontroler atau mikrokontroler
ke PC. Dalam pengiriman data, clock antara pengirim dan penerima harus sama
karena paket data dikirim tiap bit mengandalkan clock tersebut. Inilah salah
satu keuntungan model asynchronous dalam pengiriman data karena dengan hanya
satu kabel transmisi maka data dapat dikirimkan. Berbeda dengan model
synchronous yang terdapat pada protokol SPI (Serial Peripheral Interface) dan
I2C (Inter-Integrated Circuit) karena protokol membutuhkan minimal dua kabel
dalam transmisi data, yaitu transmisi clock dan data. Namun kelemahan model
asynchronous adalah dalam hal kecepatannya dan jarak transmisi. Karena semakin
cepat dan jauhnya jarak transmisi membuat paket-paket bit data menjadi
terdistorsi sehingga data yang dikirim atau diterima bisa mengalami error.
Asynchronous memungkinkan transmisi mengirim data tanpa sang pengirim harus
mengirimkan sinyal detak ke penerima. Sebaliknya, pengirim dan penerima harus
mengatur parameter waktu di awal dan bit khusus ditambahkan untuk setiap data
yang digunakan untuk mensinkronkan unit pengiriman dan penerimaan. Saat sebuah
data diberikan kepada UART untuk transmisi Asynchronous, "Bit Start"
ditambahkan pada setiap awal data yang akan ditransmisikan. Bit Start digunakan
untuk memperingatkan penerima yang kata data akan segera dikirim, dan memaksa
bit-bit sinyal di receiver agar sinkron dengan bit-bit sinyal di pemancar.
Kedua bit ini harus akurat agar tidak memiliki penyimpangan frekuensi dengan lebih
dari 10% selama transmisi bit-bit yang tersisa dalam data. (Kondisi ini
ditetapkan pada zaman teleprinter mekanik dan telah dipenuhi oleh peralatan
elektronik modern.)Setelah Bit Start, bit individu dari data yang dikirim,
dengan sinyal bit terkecil yang pertama dikirim. Setiap bit dalam transmisi
ditransmisikan serupa dengan jumlah bit lainnya, dan penerima mendeteksi jalur
di sekitar pertengahan periode setiap bit untuk menentukan apakah bit adalah 1
atau 0. Misalnya, jika dibutuhkan dua detik untuk mengirim setiap bit, penerima
akan memeriksa sinyal untuk menentukan apakah itu adalah 1 atau 0 setelah satu
detik telah berlalu, maka akan menunggu dua detik dan kemudian memeriksa nilai
bit berikutnya , dan seterusnya. Pada rangakaian penyiram bunga otomatis ini
dari sonsor kelembaman akan mengirim ke slave dan slave akan memberikan
perintah kepada motor DC.
PWM (Pulse Width Modulation)
adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce)
dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan
kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM
berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi.
PWM pada arduino bekerja pada frekuensi 500Hz, artinya 500
siklus/ketukan dalam satu detik. Untuk setiap siklus, kita bisa memberi nilai
dari 0 hingga 255. Ketika kita memberikan angka 0, berarti pada pin
tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin selalu bernilai 0 volt).
Sedangkan jika kita memberikan nilai 255, maka sepanjang siklus akan bernilai 5
volt (tidak pernah 0 volt). Jika kita memberikan nilai 127 (kita anggap
setengah dari 0 hingga 255, atau 50% dari 255), maka setengah siklus akan
bernilai 5 volt, dan setengah siklus lagi akan bernilai 0 volt. Sedangkan jika
jika memberikan 25% dari 255 (1/4 * 255 atau 64), maka 1/4 siklus akan bernilai
5 volt, dan 3/4 sisanya akan bernilai 0 volt, dan ini akan terjadi 500 kali
dalam 1 detik.
ADC atau Analog to Digital Converter merupakan salah satu
perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung dalam pemrosesan sinyal
analog oleh sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini adalah mengubah sinyal
masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dengan
bentuk kode-kode digital. Ada 2 faktor yang perlu diperhatikan pada proses
kerja ADC yaitu kecepatan sampling dan resolusi.
Kecepatan sampling menyatakan seberapa sering perangkat
mampu mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk sinyal digital dalam selang
waktu yang tertentu. Biasa dinyatakan dalam sample
per second (SPS). Sementara Resolusi menyatakan tingkat
ketelitian yang dimilliki. Pada Arduino, resolusi yang dimiliki adalah 10 bit
atau rentang nilai digital antara 0 - 1023. Dan pada Arduino tegangan referensi
yang digunakan adalah 5 volt, hal ini berarti ADC pada Arduino mampu menangani
sinyal analog dengan tegangan 0 - 5 volt.
Jadi sensor suhu LM35 untuk indikator LED, dan
sensor kelembaman tanah untuk menggerakkan Motor DC yag sebagai pompa nantinya,
dan hasil dari sensor akan di tampilkan di LCD berapa suhu dan berapa ukuran
kelembaman dari tanah tersebut.
Download Video Praktikum [ DOWNLOAD ]
Download Program Arduino Master [ DOWNLOAD ]
