pemanfaatan jaringan wireless sebagai pengendali robot penyiram

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