RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR SUHU TANAH SEBAGAI … · 2016. 2. 23. · pengukuran suhu, merancang alat dengan pengukur suhu tanah yang memiliki akurasi yang tinggi, mengimplemetasikan

i

i

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR SUHU TANAH

SEBAGAI ALAT BANTU PENENTU BENIH SAYURAN

YANG AKAN DIBUDIDAYAKAN

Skripsi

diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana

Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Elektro

Oleh

Kris Adhi Gunawan NIM.5301411063

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2015

ii

ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING

Skripsi dengan judul ”Rancang Bangun Alat Pengukur Suhu Tanah Sebagai Alat

Bantu Penentu Bibit Sayuran” telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke

sidang panitia ujian skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang.

Semarang, 2 September 2015

Dosen Pembimbing,

Drs. Agus Suyanto, M.T.

NIP. 197201121999031003

iii

iii

PENGESAHAN

Skripsi dengan judul “Rancang Bangun Alat Pengukur Suhu Tanah Sebagai Alat

Bantu Penentu Benih Sayuran Yang Akan Dibudidayakan” telah dipertahankan

dihadapan Sidang Panitia Ujian Skripsi Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

pada tanggal 23 September 2015.

Oleh

Nama : Kris Adhi Gunawan

NIM : 5301411063

Program Studi : Pendidikan Teknik Elektro

Panitia Ujian

Ketua, Sekretaris,

Drs. Suryono, M.T Drs. Agus Suryanto, M.T.

NIP. 195503161985031001 NIP. 196803161999031001

Penguji I Penguji II Penguji III/Pembimbing

Ir. Ulfah Mediaty Arief M.T. Drs. R. Kartono M.Pd. Drs. Agus Suryanto, M.T.

NIP. 196605051998022001 NIP. 195504211985031003 NIP. 196803161999031001

Mengetahui:

Dekan Fakultas Teknik

Dr. Nur Qudus M.T

NIP. 196911301994031001

iv

iv

PERNYATAAN KEASLIAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa :

1. Skripsi ini adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar

akademik (sarjana, magister, dan/atau doktor), baik di Universitas Negeri

Semarang maupun diperguruan tinggi lain.

2. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis

atau dipublikasikan orang lain, kecuali secara tertulis dengan jelas

dicantumkan dalam daftar pustaka.

3. Pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan apabila dikemudian hari

terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka

peneliti bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang

telah diperoleh karena karya ini, serta sanksi lainnya sesuai dengan norma

yang berlaku di perguruan tinggi ini.

Semarang, 2 November 2015

yang membuat pernyataan

v

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto :

1. Man Jadda wa jadaa (Barang siapa yang bersunggug-sungguh pasti akan

mendapatkan hasil).

2. Bukan besarnya yang penting tetapi berapa besar usaha yang diusahakan

untuk meraih Mimpimu.

Persembahan :

1. Ayahku Alm. Sunarto dan Ibuku Siti

Maesaroh sebagai Dharma Baktiku.

2. Almamaterku Unnes

vi

vi

ABSTRAK

Gunawan, Kris Adhi. 2015. Rancang Bangun Alat Pengukur Suhu Tanah Sebagai

Alat Bantu Penentu Benih Sayuran Yang Akan Dibudidayakan. Drs. Agus

Suryanto, M.T, Pendidikan Teknik Elektro.

Sayuran merupakan bahan makanan yang memiliki sumber gizi tinggi.

Sayuran yang baik adalah sayuran yang tumbuh secara optimal yang dipengaruhi

beberapa faktor salah satunya adalah suhu tanah. Untuk tumbuh optimal benih

sayuran harus ditanam di tempat yang suhu tanahnya sesuai dengan yang

dibutuhkan benih sayuran. Untuk dapat membantu dalam penanaman benih

sayuran dirancanglah alat pengukur suhu tanah untuk dapat membantu dalam

penentuan benih sayuran yang akan ditanam di suatu tempat.

Tujuan penelitian ini adalah merancang alat pengukur suhu dengan

menggunakan mikrokontroler ATMega328, sensor LM35 sebagai sensor suhu dan

Modul Micro SD Card Adapter sebagai Datalogger yang menyimpan hasil

pengukuran suhu, merancang alat dengan pengukur suhu tanah yang memiliki

akurasi yang tinggi, mengimplemetasikan alat pengukur suhu sebagai alat bantu

untuk menentukan bibit sayuran yang akan dibudidayakan

Alat Pengukur Suhu tanah ini merupakan alat yang dirancang untuk dapat

mengukur suhu tanah dengan menggunakan sensor LM35. Display LCD 16x2

digunakan untuk membantu pengecekan kinerja alat jika terjadi gangguan ataupun

error. Datalogger digunakan untuk menyimpan hasil pengukuran suhu dan waktu

dari RTC (Real Time Clock). Dari hasil data pengukuran maka diketahui

spesifikassi suhu tanah tempat yang diukur sehingga dapat membantu dalam

penentuan benih sayuran yang akan ditanam.

Berdasarkan hasil penelitian alat ini menunjukkan bahwa alat ini memiliki

nilai kelinieritas 0,9998 dan memiliki selisih terbesar 0,5°C dari termometer

kalibrator. Kesimpulan alat ini dapat mengukur suhu tanah dan menyimpan hasil

pengukurannya sehingga dapat membantu dalam pemilihan benih sayuran yang

akan ditanam. Untuk pemakain alat jangka waktu yang lama dapat menggunakan

sumber daya yang lain selain baterai.

Kata Kunci: LM35, Suhu Tanah, Benih Sayuran.

vii

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur tak henti-hentinya terpanjatkan kepada Allah SWT, Tuhan

semesta alam yang senantiasa memberikan ni‟mah kepada hamba-hamba-Nya,

sehingga, atas ridha-Nya akhirnya peneliti mampu menyelesaikan skripsi yang

berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Suhu Tanah Sebagai Alat Bantu

Penentu Bibit Sayuran”

Peneliti menyadari penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bantuan

berbagai pihak yang telah memberikan bantuan berupa saran, bimbingan, maupun

petunjuk dan bantuan dalam bentuk lain. Oleh karena itu, peneliti mengucapkan

terima kasih yang tulus kepada:

1. Prof. Dr. Fathur Rokhman M.Hum., Rektor UNNES

2. Dr. Nur Qudus M.T., Dekan FT UNNES

3. Drs. Suryono M.T., Ketua Jurusan Teknik Elektro

FT UNNES

4. Drs. Agus Suryanto M.T., selaku Dosen Pembimbing, atas bimbingan dan

arahan dalam penyusunan skripsi ini.

5. Keluargaku yang selalu mendoakan dan mendukungku baik secara materil

maupun moral.

6. Seluruh warga Hom’s Familly Kos, yang telah memberikan semua kenangan

dan semangat kebersamaan.

7. Teman-teman seangkatan Pendidikan Teknik Elektro yang luar biasa.

viii

viii

8. Serta semua pihak yang telah membantu saya selama penelitian skripsi ini

yang tidak dapat saya sebutkan semua.

Akhirnya, penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pembaca

yang telah berkenan membaca skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat

bagi pembaca semua.

Semarang, 2 November 2015

Kris Adhi Gunawan

NIM. 5301411063

ix

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ..................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN .......................................................... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................................... v

ABSTRAK .............................................................................................................. v

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xiiii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2. Identifikasi Masalah ................................................................................. 2

1.3. Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.4. Batasan Masalah ....................................................................................... 3

1.5. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3

1.6. Manfaat Penelitian .................................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 1

2.1. Suhu Tanah ............................................................................................... 5

2.2. Benih Sayuran .......................................................................................... 6

2.3. Sensor LM35 ............................................................................................ 9

2.4. Mikrokontroler AVR ATMega328 ........................................................ 10

2.5. DS1307 ................................................................................................... 15

2.6. Modul Micro SD Card Adapter .............................................................. 17

2.7. LCD ........................................................................................................ 18

2.8. Microsoft Excel ...................................................................................... 20

x

x

BAB III METODE PENELITIAN ....................................................................... 23

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................ 23

3.2. Desain Penelitian .................................................................................... 23

3.3. Alat dan Bahan ....................................................................................... 27

3.4. Perencangan Hardware ........................................................................... 28

3.5. Perancangan Program (Perangkat Lunak) .............................................. 33

3.6. Paramter Penelitian ................................................................................. 33

3.7. Teknik Pengumpulan Data ..................................................................... 33

3.8. Kalibrasi Instrumen ................................................................................ 34

3.9. Teknik Analisis Data .............................................................................. 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 38

4.1. Hasil Perancangan .................................................................................. 37

4.2. Sistem Kerja Alat ................................................................................... 38

4.3. Deskripsi Data ........................................................................................ 40

4.5. Pembahasan ............................................................................................ 56

BAB VPENUTUP ................................................................................................ 60

5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 60

5.2 Saran ............................................................................................................ 60

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 62

LAMPIRAN .......................................................................................................... 63

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Kondisi Suhu Tanah Untuk Perkecambahan Bibit Sayuran ................... 8

Tabel 2.2 Data Spesifikasi LM35 ......................................................................... 10

Tabel 2.3 Fungsi Khusus dari Port B ATMega 328 ............................................ 13

Tabel 2.4 Pin Fungsi Khusus Port C ATMega 328 .............................................. 13

Tabel 2.5 fungsi khusus Port D ATMega 328 ...................................................... 14

Tabel 2.6 Konfigurasi Pin IC DS1307 .................................................................. 16

Tabel 2.7 Konfigurasi pin LCD 16x2 ................................................................... 19

Tabel 4.1 Hasil Uji Coba dan Kalibrasi ................................................................ 41

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran di Desa Bogares Lor Kecamatan Pangkah .............. 41

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran di Desa Cibunar ....................................................... 42

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran di Desa Buniwah ..................................................... 43

Tabel 4.5 Pengujian Alat dengan Kalibrator ........................................................ 45

Tabel 4.6 Hasil Analisis di Desa Bogares Lor Kecamatan Pangkah .................... 50

Tabel 4.7 Hasil Analisis di Desa Cibunar Kecamatan Balapulang ...................... 52

Tabel 4.8 Hasil Analisis di Desa Buniwah Kecamatan Bojong ........................... 54

xii

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Suhu Minimum Benih Tanaman Untuk Berkecambah ...................... 7

Gambar 2.2 Fisik IC LM35DT. ............................................................................. 9

Gambar 2.3 Blok Diagarm ATMega328 ............................................................. 12

Gambar 2.4 Diagram Blok IC DS1307 ................................................................ 16

Gambar 2.5 Modul Micro SD Adapter ................................................................ 18

Gambar 2.6 Modul LCD 16x2 ............................................................................. 19

Gambar 2.7 Arduino IDE .................................................................................... 22

Gambar 3.1 Tahapan Penelitian ........................................................................... 26

Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya ...................................................................... 29

Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega328 ......................................... 30

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Suhu LM35 ........................................................ 30

Gambar 3.5 Rangkaian DS1307 .......................................................................... 31

Gambar 3.6 Konfigirasi Modul Micro SD Adapter ............................................. 32

Gambar 3.7 Desain Sisi Depan Box .................................................................... 32

Gambar 3.8 Desain Sisi Depan Box .................................................................... 32

Gambar 4.1 Alat Pengukur Suhu Tanah Berbasis Mikrokontroler Atmega328

Tampak Luar .................................................................................... 37

Gambar 4.2 Flow Chart Sistem Kerja Alat .......................................................... 39

Gambar 4.3 Grafik Kolerasi Pengukuran Suhu Sensor LM35 dan Termometer

Digital dengan Media Air ................................................................ 45

Gambar 4.4 Grafik Perubahan Suhu Tanah di Bogares Lor ................................ 46

Gambar 4.5 Grafik Perubahan Suhu Tanah di Cibunar ....................................... 47

Gambar 4.6 Grafik Perubahan Suhu Tanah di Buniwah ..................................... 48

xiii

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Data Hasil Pencatatan Datalogger ......................................................................... 64

Source Code Program ........................................................................................... 66

Dokumentasi ......................................................................................................... 71

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sayuran merupakan sebutan umum bagi bahan pangan yang berasal

tumbuhan yang biasa dikonsumsi manusia. Sayuran memiliki kandungan nutrisi

yang bermacam-macam dan berbeda-beda pada tiap jenis sayurannya. Sayuran

mengandung sedikit protein atau lemak, vitamin, mineral dan karbohidrat yang

sangat dibutuhkan tubuh manusia.

Dalam Bahan Kajian Mata Kuliah Dasar Ilmu Tanah, Soemarno (2012)

menyatakan temperatur tanah merupakan salah satu faktor tumbuh tanaman yang

penting sebagaimana halnya air, udara dan unsur hara. Proses kehidupan bebijian,

akar tanaman dan mikroba tanah secara langsung dipengaruhi oleh suhu tanah.

Suhu tanah juga merupakan salah satu faktor yang berpengaruh dalam proses

pembenihan sayuran.

Bibit sayuran memiliki spesifikasi suhu tanah yang berbeda-beda untuk

tumbuh seperti yang tertera dalam Horticulture Notes ANR-1061 Alabama and

Auburn University.

Suhu tanah di satu tempat dengan tempat yang lain memliki suhu tanah

yang berbeda-beda. Karena suhu yang berbeda-beda ini maka berbeda-beda pula

sayuran yang bisa ditanam dan tumbuh secara optimal disuatu tempat.

Penelitian ini bisa membantu Masyarakat khususnya petani sayuran dalam

pemilihan benih sayuran yang akan ditanam dengan membuat sebuah alat

2

2

pengukur suhu tanah dengan sensor suhu LM35 yang berbasis mikrokontroler

ATMega328 dengan Modul Micro SD Adapter sebagai penyimpan

data hasil pengukuran dan display LCD untuk medeteksi

jika terjadi error pada komponen utama pendukung alat ini.

Dari hasil pengukuran suhu tanah yang dilakukan maka data tersebut akan

dianalisis dan dipadukan dengan karakteristik benih sayuran untuk diketahui suhu

tanah di tempat yang diukur tanahnya bisa ditanami oleh benih sayuran atau tidak.

Sehingga dengan alat ini diharapkan bisa membantu dalam penentuan benih

sayuran yang akan ditanam.

1.2. Identifikasi Masalah

Pembudidayaan tanaman sayuran tidak bisa dilakukan di sembarang tempat.

Sayuran memiliki syarat tertentu untuk bisa tumbuh antara satu tanaman dengan

tanaman yang lain pada kondisi yang berbeda-beda. Salah satunya suhu tanah

merupakan faktor yang penting dalam awal pertumbuhannya atau pembenihan

sayuran. Maka dari itu Peneliti ingin membuat alat pengukur suhu tanah guna

membantu masyarakat untuk menanam sayuran di sawah atau pekarangan

miliknya.

1.3. Rumusan Masalah

Permasalahan utama yang akan diangkat dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana merancang bangun alat pengukur suhu tanah?

2. Bagaimana tingkat akurasi alat ini dalam mengukur suhu tanah?

3

3

3. Bagaimana alat ini dapat membantu untuk menentukan bibit sayuran yang

akan dibudidayakan?

1.4. Batasan Masalah

Pembatasan masalah pada skripsi ini adalah:

1. Pengukuran suhu tanah hanya bisa diukur pada rentang suhu 0ºC sampai

100ºC.

2. Pengukuran suhu tanah dilakukan dalam waktu 24 jam untuk mengetahui

perbedaan suhu dari pagi hari sampai malam hari di satu tempat.

3. Pengukuran suhu tanah dilakukan pada kondisi cuaca yang stabil.

1.5. Tujuan Penelitian

Tujuan dalam penelitian ini adalah :

1. Merancang alat pengukur suhu dengan menggunakan mikrokontroler

ATMega328, sensor LM35 sebagai sensor suhu dan Modul Micro SD Card

Adapter sebagai Datalogger yang menyimpan hasil pengukuran suhu.

2. Merancang alat dengan pengukur suhu tanah yang memiliki akurasi yang

tinggi.

3. Mengimplemetasikan alat pengukur suhu sebagai alat bantu untuk

menentukan bibit sayuran yang akan dibudidayakan.

4

4

1.6. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian yang dilakukan Peneliti adalah :

1. Bagi Peneliti

Dapat menambah pengetahuan dan dapat mengaplikasikan ilmu yang telah

diperoleh selama masa perkuliahan.

2. Bagi Peneliti selanjutnya

Dengan penelitian ini diharapkan dapat menjadi wahana pengetahuan dan

referensi mengenai alat dengan sensor suhu bagi peneliti selanjutnya yang

tertarik mengaplikasikan sensor suhu di bidang yang lainnya.

3. Bagi masyarakat

Dengan penelitian ini diharapkan nantinya akan bermanfaat dalam penentuan

benih sayuran oleh petani maupun masyarakat luas dalam penanaman sayuran.

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Suhu Tanah

Temperatur atau Suhu adalah tingkat kemampuan benda dalam memberi

atau menerima panas. Suhu juga dinyatakan sebagai energi kinetis rata-rata suatu

benda yang dinyatakan dalam derajat suhu. Derajat suhu mempunyai beberapa

satuan dengan Kelvin sebagai Satuan Internasional (SI) di Indonesia satuan yang

digunakan adalah satuan Celcius. Suhu juga dinyatakan sebagai ukuran energi

kinetik rata-rata dari pergerakkan molekul suatu benda.

Tanah merupakan lapisan bumi yang berisi bebagai batuan, air, pasir dan

mineral yang ada di dalamnya. Tanah merupakan lapisan bumi yang paling atas

yang ditempati manusia. tanah juga merupakan tempat dimana tumbuhan dapat

tumbuh,

Temperatur (Suhu) adalah salah satu sifat tanah yang sangat penting secara

langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan juga terhadap kelembapan,

aerasi, stuktur, aktifitas mikroba, dan enzimetik, dekomposisi serasah atau sisa

tanaman dan ketersidian hara-hara tanaman.

Temperatur tanah merupakan salah satu faktor tumbuh tanaman yang

penting sebagaimana halnya air, udara dan unsur hara. Proses kehidupan bebijian,

akar tanaman dan mikroba tanah secara langsung dipengaruhi oleh temperatur

tanah.

6

Salah satu sifat fisika tanah yang sangat berpengaruh terhadap proses-proses

dalam tanah, seperti pelapukan dan penguraian bahan organik dan bahan induk

tanah, reaksi-reaksi kimia, dll.

Temperatur atau suhu tanah mempunyai beberapa peranan, antara lain:

1. Temperatur tanah mempengaruhi aktivitas biologi tanah, sehingga agar

aktivitas biologi tanah optimal maka suhu dipertahankan dalam keadaan

tertentu. Tingkat aktivitas optimum dari organisme tanah adalah suhu 18ºC

sampai 30ºC. Jika kurang dari 10ºC maka menghambat perkembangan

mikroba tanah dan menghambat penyerapan hara oleh akar tanaman. Lebih

dari 40ºC maka mikroba tanah tidak aktif, kecuali mikroorganisme tertentu.

2. Temperatur tanah juga menentukan reaksi kimia dan aktivitas mikroba tanah

yang dapat merombak senyawa organik tertentu menjadi hara tersedia.

Proses nitrifikasi (temperatur optimum ± 30º C), yaitu pada kondisi agak

panas.

3. Temperatur tanah juga mempengaruhi pelapukan bahan induk tanah.

4. Temperatur tanah mempengaruhi perkembangan akar, karena ada

hubungannya dengan kelengasan dan aerasi tanah.

5. Temperatur tanah mempengaruhi pekecambahan biji dan pertumbuhan

kecambah.

2.2. Benih Sayuran

Benih secara umum istilah yang dipakai untuk bahan dasar pemeliharaan

tanaman atau hewan. Istilah ini dipakai bila bahan dasar ini berukuran lebih kecil

dibanding ukuran akhir (dewasa). Biji adalah salah satu bagian tanaman yang

7

berfungsi sebagai unit penyebaran (dispersal unit) perbanyakan tanaman secara

alamiah. Biji dan bibit acap dipertukarkan pengunaannya dengan benih dan bibit.

Dalam istilah teknis pertanian dan kehutanan, benih adalah biji yang dipersiapkan

khusus untuk menghasilkan tanaman baru, sedangkan bibit adalah tanaman muda

sipa tanam setelah ditumbuhkan atau dibesarkan sampai umur tertentu.

Sayuran merupakan sebutan umum bagi bahan pangan asal tumbuhan yang

biasanya mengandung kadar air tinggi dan dikonsumsi dalam keadaan segar atau

diolah secara minimal. Sayuran adalah segala sesuatu yang berasal dari tumbuhan

yang disayur. Sayuran memiliki kandungan nutrisi yang bermacam-macam antara

satu dengan yang lainnya. Sayuran umumnya mengandung sedikit protein atau

lemak, vitamin, mineral dan karbohidrat yang sangant dibutuhkan tubuh orang.

Gambar 2.1. Suhu Minimum Benih Tanaman Untuk Berkecambah

8

Benih sayuran memerlukan suhu tanah yang optimal untuk berkecambah

dan tumbuh. Setiap sayuran memiliki kebutuhan suhu tanah yang berbeda-beda.

Berikut tabel kondisi suhu tanah untuk perkecambahan bibit sayuran

Tabel 2.1 Kondisi Suhu Tanah Untuk Perkecambahan Bibit Sayuran

Vegetable

Min Optimum Optimum Max

(°C) Range

(°C) (°C) (°C)

Asparagus 10 16 - 29 24 35

Kacang2an 16 16 - 29 27 35

Bawang Merah 4 10 - 29 29 29

Kubis 4 7 – 35 29 38

Wortel 4 7 – 29 27 35

Kembang Kol 4 7 – 29 27 38

Seledri 4 16 – 29 21 29

Cesim 4 10 – 29 29 35

Mentimun 16 16 – 35 35 41

Terong 16 24 - 32 29 35

Selada 2 4 – 27 24 29

Muskmelon 16 24 – 35 32 38

Okra 16 21 – 35 35 41

Bawang Putih 2 10 – 35 24 35

Daun So 4 10 – 29 24 32

Ubi 2 10 – 21 18 29

Kacang polong 4 4 – 24 24 29

Lada 16 18 – 35 29 35

Labu Kuning 16 21 – 32 32 38

Lobak 4 7 – 32 29 35

Bayam 2 7 – 24 21 29

Labu 16 21 -35 35 38

Tomat 10 21 – 35 29 35

Lobak 4 16 – 41 29 41

Semangka 16 21 - 35 35 41

Sumber : ANR-1061, U.S. Department of Agriculture.

The Alabama Cooperative Extension System

9

Dari data table di atas bisa diambil kesimpulan bahwa benih sayuran rata-

rata memiliki suhu minimal 47°F dan maksimal 95°F. suhu optiml rata benih

untuk berkecmbah 82°F.

2.3. Sensor LM35

Sensor suhu tanah menggunakan komponen utama IC LM35 sebagai sensor

suhu, LM35 merupakan sensor suhu yang akurat dimana tegangan keluarannya

berbanding lurus dengan suhu dalam derajat celcius sebesar 10mV untuk setiap

perubahan suhu 1ºC

Sensor LM35 merupakan sensor suhu yang paling sering digunakan selain

juga karena presisinya yang tinggi juga karena bentuknya kecil dan harganya juga

terjangkau.

Gambar 2.2 Fisik IC LM35DT.

Sensor ini tidak memerlukan kalibrasi eksternal untuk menghasilkan

ketelitian 0.25ºC pada suhu kamar. Sedangkan kemampuan sensor ini untuk

mengukur suhu terletak pada kisaran -55º–150ºC dengan tegangan output antara -

1 Vdc s/d + 6 Vdc.

10

Tabel 2.2. Data Spesifikasi LM35

No. Nama komponen Sensor Suhu

1. Jenis / tipe LM35

3. Tegangan kerja 4 – 30 Vdc

4. Range suhu -55º – 150ºC

5. Linieritas +10 mV/ºC

6. Akurasi 0,5ºC

7. Tegangan Output -1 Vdc s/d + 6 Vdc

8. Impedansi Output 0.1 Ω pada beban 1 mA.

9. Low Self heating 0.08ºC

Sumber : Datasheet LM35

LM35 mempunyai output impedansi yang rendah sehingga akan

mempermudah dalam pembacaan dan kontrol. Konsumsi energi yang diperlukan

IC ini sangat rendah 60 µA, sehingga tidak menimbulkan panas yang relatif besar

atau kurang dari 0,1ºC. Sensor ini menggunakan catu daya 4 – 30 Vdc.

Dalam penelitian yang membahas sensor LM35 pernah dilakukan oleh

Cahya Edi Santosa dan Ari Sugeng Budiyanta dengan judul “Rancang Bangun

Sensor Suhu Tanah Dan Kelembaban Udara menyatakan bahwa” Sensor suhu

tanah yang dirancang dengan menggunakan IC LM35 mempunyai kinerja dengan

koefisien korelasi 0,9999 terhadap kalibrator, mempunyai waktu respon yang

cepat (4 detik). IC LM35 mudah dalam penggunaan, dan memiliki rentang suhu

pengukuran yang lebar. LM35 memenuhi syarat untuk digunakan sebagai sensor

suhu tanah.

2.4. Mikrokontroler AVR ATMega328

Mikrokontroler AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instruction Set

Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard yang dibuat oleh Atmel pada tahun

1996. AVR memiliki keuntungan dibandingkan mikrokontroler lainnya yaitu

11

AVR memiliki kecepatan eksekusi yang lebih cepat karena sebagian besar

instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock, lebih cepat dibandingkan MCS51

yang membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi 1 instruksi. AVR juga

memiliki fitur yang lebih lengkap dibandingkan dengan MCS51. Mikrokontroler

yang digunakan adalah ATMega328. ATMega328 adalah mikrokontroller CMOS

8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan.

Fitur yang dimiliki ATMega328 sebagai berikut:

1. Mikrokontroler 8 bit yang memiliki kemampuan tinggi daya rendah.

2. Arsitectur RISC dengan throughput lebih dari 20 MIPS pada frekuensi 20

MHz.

3. Memilki kapasitas flash memori 32 Kbyte, EEPROM 1 KByte dan SRAM 2

Kbyte

4. Saluran I/O sebanyak 23 buah yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.

5. Unit interupsi internal dan eksternal

6. Fitur Peripheral

a. Dua buah 8 byte timer / counter Real timer counter dengan Oscillator

tersendiri

b. Enam buah PWM

c. Delapan channel, 10-bit ADC

d. Byte-oriented Two-wire Serial Interface

e. Programmable Serial USART

f. Antarmuka SPI

g. On-chip Analog Comparator

12

Gambar 2.3 Blok Diagarm ATMega328

13

ATMega328 with Arduino bootloader adalah ATMega328 yang bisa diisi

dengan bahasa pemprograman C yang berbasis arduino. Konfigurasi pin

ATMega328 dengan kemasan 28 pin, dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi

dari masing-masing pin ATMega328 sebagai berikut:

1. Pin 7 Vcc merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2. Pin 8 GND merupakan pin Ground.

3. Pin 23 samapai 28 adalah Port C (PC0…PC5) merupakan pin input/output

dua arah dan pin masukan ADC.

4. Pin 1 sampai 8 adalah Port B (PB0…PB7) merupakan pin

input/output dua arah dan pin dengan fungsi khusus.

Tabel 2.3 Fungsi Khusus dari Port B ATMega 328

Port Pin Fungsi Khusus

PB7 SCK ( SPI Bus Serial Clock )

PB6 MISO ( SPI Bus Master Input/Slave Output )

PB5 MOSI ( SPI Bus Master Output /Slave Input )

PB4 ( SPI Slave Select Input)

PB3 AIN1 (Analog Comparator Negatif Input)

OC0 (Timer/counter Output Compare Match output)

PB2 AIN1 (Analog Comparator Positive Input)

INT2( eksternal Interrupt 2 Input)

PB1 T1 (Timer/Counter1 Eksternel Counter Input)

PB0 T0 (Timer/Counter0 Eksternal Counter Input)

XCK (USART Exsternal Clock Input/output)

5. Port C (PC0…PC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin dengan

fungsi khusus,

Tabel 2.4 Pin Fungsi Khusus Port C ATMega 328

PortPin Fungsi Khusus

PC7 TOSC2 (Timer oscillator Pin 2)

PC6 TOSC1 (Timer oscillator Pin 1)

14

PortPin Fungsi Khusus

PC5 TDI (JTAG Test Data in)

PC4 TDO (JTAG Test Data Out)

PC3 TMS (JTAG Test Mode Select)

PC2 TCK (JTAG Test Clock)

PC1 SDA (Two-wire Serials Bus Data Input/Output Line)

PC0 SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)

6. Pin 14 sampai 21 adalah Port D (PD0…PD7) merupakan pin input/output

dua arah dan pin dengan fungsi khusus.

Tabel 2.5 fungsi khusus Port D ATMega 328

Port Pin Fungsi Khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output)

PD6 ICP1 (timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/counter1 output compare A Match output)

PD4 OC1B (Timer/counter1 output compare B Match output)

PD3 INT1 (External Interrupt 1 input)

PD2 INT0 (External Interrupt 0 input)

PD1 TXD (USART output Pin)

PD0 RXD (USART input Pin)

7. Pin 1 adalah RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset

mikrokontroler.

8. Pin 9 dan 10 adalah XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock

eksternal

9. Pin 20 AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC

10. Pin 21 AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC

15

2.5. IC DS1307

IC DS1307 merupakan IC RTC (Real Time Clock) berdaya rendah yang

mengunakan sistem Biner Code Desimal (BCD) puntuk pencacatan jam dan

tanggal dengan kapasitas 56 bytes dengan NV SRAM. Alamat dan data dikirim

secara serial melalui I2C. Jam/tanggal dari RTC (Real Time Clock) menyediakan

detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, dan tahun. Otomatis penyesuaian jumlah

hari dalam satu bulan dan penyesuaian jumlah hari dalam tahun biasa dan tahun

kabisat. Format jam bisa menggunakan format 24-jam atau 12-jam AM/PM.

DS1307 mempunyai rangkaian yang mendeteksi power fail dan secara otomatis

mengalihkan daya ke sumber cadangan untuk menyimpan waktu yang tercatat

dalam IC.

IC DS1307 dalam penelitian ini digunakan untuk memberi informasi waktu

dan jam saat pengukuran dilakukan sehingga dalam pencatatan data di datalogger

terdapat data nilai suhu yang diukur dan waktu pada saat suhu diukur.

Berikut adalah fitur-fitur yang ada pada DS1307:

1. Real Time Clock (RTC) Menghitung Detik, Menit, Jam, Tanggal, Bulan, dan

Tahun sampai 2100.

2. Mengunakan Penghubung I2C

3. Output Square Wave yang bisa diprogram

4. Otomatis mendeteksi jatuh daya

5. Mengonsumsi Kurang Dari 500nA dari baterai

6. Range Suhu 40°C ke + 85°C

7. Tersedia dalam 8-Pin DIP or SO

16

Gambar 2.4 Diagram Blok IC DS1307

Tabel 2.6 Konfigurasi Pin IC DS1307

PIN NAMA FUNGSI

1 X1 Menggunakan koneksi standar dengan menggunakan

Kristal 32.768kHz. Osilator internal hanya didesain untuk

operasi dengan satu kristal yng mempunyai kapasitansi

(CL) yaitu 12.5pF. X1 merupakan input osilator yang bisa

dihubungkan dengan eksternal osilator 32.768kHz. X2

merupakan output osilator internal, jika X2 dihubungkan

dengan osiltor external maka osilator internal X1 tidak

bekerja diganti dengan osiltor eksternal.

2

X2

17

PIN NAMA FUNGSI

3 VBAT

Sumber daya cadangan berasal baterai Litium 3V atau

sumber lainnya . Tegangan baterai harus diantara batas

minimum dan maksimum dari tegangan kerja. Satu

baterai litium dengan 48mAh atau lebih besar akan

membuat DS1307 bekerja selama 10 tahun lebih pada

suhu + 25°C.

4 GND Ground

5 SDA SDA adalah input /output data menggunakan I

2 C sebagai

penghubung komunikasi secara serial.

6 SCL

SCL adalah input clock dengan I2

C yang digunakan

untuk transfer data dan menghubungkan data ke

komunikasi serial.

7 SQW/OUT

SQWE bekerja jika bit diatur ke 1, Pin keluaran SQW

mempunyi 4 frekuensi (1Hz, 4kHz, 8kHz, 32kHz). Pin

SQW/OUT bekerja dengan menghubungkan sebuah

resistor pullup. SQW/OUT bekerja dengan tegangan yang

berbeda dengan VCC or VBAT.

8 VCC

Sumber Tegangan Utama. Tegangan bekerja pada

tegangan yang terbatas yang membuat IC dapat bekerja

dalam penulisan dan pembacaan data .

2.6. Modul Micro SD Card Adapter

Modul Micro SD Card Adapter adalah modul pembaca kartu Micro SD,

melalui sistem file dan SPI antarmuka driver, MCU untuk melengkapi sistem file

untuk membaca dan menulis kartu MicroSD. Pengguna Arduino langsung dapat

18

menggunakan Arduino IDE dilengkapi dengan kartu SD untuk menyelesaikan

inisialisasi kartu, penulisan dan pembacaan.

Gambar. 2.5 Modul Micro SD Adapter

Fitur modul adalah sebagai berikut:

1. Mendukung kartu Micro SD, kartu Micro SDHC (kartu kecepatan tinggi)

2. Control Interface : 6 pin (GND, VCC, MISO, MOSI, SCK, CS), GND ke

ground, VCC adalah power supply, MISO, MOSI, SCK adalah SPI bus, CS

adalah Pin pilihan untuk chip sinyal;

3. 3.3V rangkaian regulator tegangan

4. Micro SD card konektor

5. Lubang Positioning : empat (4) M2 sekrup dengan diameter lubang 2.2mm.

2.7. LCD (Liquid Crystal Display)

LCD merupakan singkatan dari Liquid Crystal Display (Indonesia:

Penampil Kristal Cair) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan

kristal cair sebagai penampil utama. Ada banyak jenis LCD yang beredar di

pasaran. Namun ada standarisasi yang cukup populer digunakan merupakan

19

modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya

rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus

untuk mengendalikan LCD. LCD dengan jenis seperti ini memungkinkan

pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit.

Gambar 2.6 Modul LCD 16x2

Tabel 2.7 Konfigurasi pin LCD 16x2

Pins Deskripsi

1 Ground

2 VCC 5 volt DC

3 Pengatur kontras

4 “RS” Instruction/Register Select

5 “R/W” Read/Write LCD Registers

6 “EN” Enable clock

7-16 Data I/O Pins

20

= AND(Logical1,Logical2, . . .)

Urutan pin (1), umumnya, dimulai dari sebelah kiri (terletak di pojok kiri

atas) dan untuk LCD yang memiliki 16 pin, 2 pin terakhir (15 & 16) adalah anoda

dan katoda untuk back-lighting.

2.8. Microsoft Excel

Microsoft Excel 2007 adalah program aplikasi pengolah angka yang sangat

berguna untuk mengolah data dengan format spreadsheet, dan analisis, serta

sharing informasi untuk meciptakan data informasi dalam pengambilan

keputusan. Dengan menggunakan Microsoft Excel anda dapat mengolah data

yang cukup banyak, menggunakan tampilan PivoTabel, membuat grafik secara

profesional dan pengolahan angka yang lainnya.

1. Fungsi IF

Fungsi IF merupakan suatu fungsi (Formula) yang Menghasilkan satu nilai

jika suatu kondisi yang diuji bernilai benar dan menghasilkan nilai yang lain jika

kondisi yang diuji bernilai salah. Fungsi IF memiliki format sebagai berikut:

2. Fungsi AND

Fungsi AND merupakan suatu fungsi (Formula) yang berfungsi

Menghasilkan TRUE jika semua argumen bernilai benar, dan FALSE jika satu

atau lebih argumen bernilai salah.

Fungsi AND memiliki format sebagai berikut:

= IF(Logical_Test,Value_If_True,Value_If_False)

21

= MAX(Number1,Number2, . .

.)

= MIN(Number1,Number2, . . .)

=AVERAGE(Number1,Number2, . . .)

3. Fungsi MAX

Fungsi MAX merupakan suatu fungsi (Formula) yang berfungsi

mencari nilai maksimal.

Fungsi MAX memiliki format sebagai berikut:

4. Fungsi MIN

Fungsi MIN merupakan suatu fungsi (Formula) yang berfungsi mencari

nilai maksimal.

Fungsi MIN memiliki format sebagai berikut:

5. Fungsi AVERAGE

Fungsi AVERAGE merupakan suatu fungsi (Formula) yang

berfungsi menghitung rata-rata.

Fungsi AVERAGE memiliki format sebagai berikut

2.9. Arduino IDE (Integrated Development Environment)

Arduino IDE merupakan aplikasi yang mencangkup editor, compiler, dan

uploader dapat menggunakansemua seri modul semua keluarga Arduino.

22

Arduino IDE merupakan software yang Open Source dari arduino yang

berfungsi untuk menuliskan program dan mengisikannya ke dalam

mikrokontroler.

Gambar 2.7 Arduino IDE

23

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret hingga Juni 2015 di laboratorium

teknik elektro Universitas Negeri Semarang. Pengukuran suhu tanah dilakukan di

pada waktu bulan Juli 2015 dan pengukuran suhu tanah mengambil sample suhu

tanah dari 3 daerah yang berbeda di Kabupaten Tegal yang dianggap memiliki

kondisi suhu tanah karena tinggi permukaan tanah yang berbeda, sample diambil

dari 3 desa dari 3 kecamatan yang berbeda yaitu:

1. Desa Buniwah di Kecamatan Bojong,

2. Desa Bogares Lor di Kecamatan Pangkah dan

3. Desa Cibunar di Kecamatan Balapulang.

3.2. Desain Penelitian

Desain penelitian adalah tahapan atau gambaran yang akan dilakukan

dalam melakukan penelitian, untuk memudahkan peneliti dalam melakukan

peneltian, dibutuhkan desain penelitian.

Berikut adalah tahapan penelitian yang dilakukan:

1. Menentukan tema

Hal pertama yang harus ditentukan adalah tema dari rancangan yang

akan dibuat. Tema ini akan mengambarkan tujuan dibuatnya alat. Dalam

perancangan memiliki tema pembuatan alat pengukur suhu tanah.

24

2. Identifikasi masalah

Identifikasi masalah Tahap awal dalam penelitian. Merumuskan

masalah yang akan dijadikan sebagai objek penelitian dan selanjutkan

dijadikan tujuan penelitian.

3. Pembatasan Masalah

Pengukuran suhu tanah hanya bisa diukur pada rentang suhu 0ºC

sampai 100 ºC dan pengukuran dilakukan paling lama 3 hari.

4. Studi Literatur

Studi literatur digunakan untuk mengetahui dasar-dasar mengenai

pengukuran suhu tanah dan karakteristik benih-benih sayuran dari penelitian-

penelitian yang telah dilakukan.

5. Persiapan alat dan bahan

Mempersiapkan semua kebutuhan alat dan bahan yang dibutuhkan

dalam perancangan Software (Perangkat Lunak) dan hardware (Perangkat

keras).

6. Perancangan Software dan Hardware

Terdapat 2 bagian didalam tahap perancangan yaitu :

1) Perancangan Software

Merancang program pengukur suhu tanah yang bisa diaplikasikan ke

dalam mikrokontroler ATMega328.

25

2) Perancangan Hardware

Merancang rangkaian alat pengukur suhu tanah yang dapat menyimpan

hasil pengukurannya dan membuat desain box penutup alat.

7. Pengujian Alat

Tahap pengujian dilakukan untuk menguji kerja dari alat, yang

mencakup :

1) Pengujian tingkat keakurasian alat.

2) Pengujian terhadap objek yang diuji didalam hal ini yaitu suhu tanah.

8. Analisis data

Tahap analisa dilakukan untuk menganalisa hasil pengujian alat, apakah

alat yang dibuat tersebut telah sesuai dengan apa yang diharapkan. analisis

kelinieran alat dengan kalibrator dan analisis untuk kesesuaian suhu tanah

yang diukur dengan suhu tanah yang dibutuhkan oleh tanaman.

9. Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan berisikan hal-hal yang dianggap pokok didalam

proses perancangan alat, dan saran yang berisi merupakan masukan

guna kesempurnaan alat ini.

26

Gambar 3.1 Tahapan Penelitian

Hardware

Pembatasan Masalah

Menentukan Tema

Mulai

Identifikasi Masalah

Persiapan Alat dan Bahan

Program

Pengujian Alat

Analisis Data

Hasil dan Pembahasan

Kesimpulan

Selesai

Studi Literatur

Perancangan

27

3.3. Alat dan Bahan

Untuk merancang alat pengukur suhu tanah dibutuhkan alat dan beberapa

komponen-komponen antara lain:

3.3 1. Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut:

1. Bor PCB 0,7 mm

2. Solder 30 watt

3. Solderless Breadboard Protoboard 830 Tie Points Jumper Prototyping Cable

4. Larutan Feri Klorida (FeCl3)

5. Arduino Uno R3

6. Personal Komputer dengan CPU Pentium 4 dan RAM 1 GB

3.3.2. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut:

1. LM7805 Voltage Regulator (5V)

2. LM35DZ Waterproof

3. Catalex Micro SD Adapter

4. LED Merah dan Hijau ukuran 3mm

5. 2 x 220 Ohm resistor ¼ watt

6. 1 x 10k Ohm resistor ¼ watt

7. 4 x 10 uF Electrolit Capacitor 10V

8. 2 x 22 pF capacitor 50V

9. 16 MHz clock crystal

28

10. 32,768 KHz clock crystal

11. Atmel ATMega328P-PU AVR dengan ARDUINO BOOTLOADER

12. IC Maxim DS1307

13. 28 Contact DIP Socket

14. 8 Contact DIP Socket

15. 4 x 1,5 Volt Battery Connector (AA)

16. 4 x 1,5 Volt Battery (AA)

17. Box encloser

18. PCB Fiber

19. Pin Header Male 40p

3.4. Perencangan Hardware

3.4.1. Rangkaian Catu daya

Rangkaian ini berfungsi memberikan power untuk mengaktifkan seluruh

rangkaian. Rangkaian catu daya yang dibutuhkan 5 volt, tegangan itu untuk

mengaktifkan seluruh rangkaian yang ada. Sumber dari rangkaian catu daya ini

adalah Baterai dengan tegangan 6 volt.

29

Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya ini berfungsi untuk mengubah tegangan baterai, yaitu

6 volt menjadi tegangan 5 volt. Rangkaian catu daya ini membutuhkan beberapa

rangkaian pendukung yaitu kapasitor dan IC 7805.

3.4.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMega328

Rangkaian minimum sistem ATMega328 berfungsi sebagai otak dari alat

pengukur suhu tanah. Rangkaian ini bekerja pada tegangan 5 V yang bersumber

dari rangkaian power supply. Untuk clock digunakan kristal 16 MHz sebagai

jantung dari minimum sistem ini.

30

Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega328

Atmega 328 memiliki 28 pin serta memiliki fungsi masing-masing sebagai

berikut :

Tabel 3.1 Fungsi Pin Mikrokontroller Atmega 328

No Nama Pin Fungsi

1. Pin1 (Reset) Reset

2. Pin 26 Supply Tegangan Dari Catu Daya

3. Pin 9-10 (XTAL) Clock Utama

4. Pin 20 (Avcc) Catu Daya Untuk Port A Dan Adc

6. PC 4 - PC 5 (SDA SCL) Komunikasi Data RTC

7. PC0 Input LM35

8. PC3 Input Baterai untuk pengecekan Baterai

9. PD2 – PD7 Komunikasi Data LCD

10. PB0 , PB3 – PB5 Komunikasi Data Micro SD Adapter

3.4.3. Sensor Suhu LM35

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Suhu LM35

31

IC LM35 berfungsi sebagai sensor suhu analog yang akan diolah menjadi

data digital oleh Mikrokontroler.Sensor ini mengukur suhu direntang anatara -

55ºC sampai 155ºC.

3.4.4. DS1307 Real Time Clock

DS1307 merupakan IC yang berfungsi mencatat waktu secara real time

clock yang waktunya terus menerus berjalan tanpa harus diatur berulang kali.

DS1307 pada alat ini berfungsi memberikan waktu pada saat terjadi pengukuran

suhu.

Gambar 3.5 Rangkaian DS1307

3.4.5. Modul Micro SD Adapter

Merupakan Modul elektronika yang menggunakan Micro SD sebagai tempat

keluaran hasil pengukuran yang sudah kompatibel dengan arduino.

32

Gambar 3.6. Konfigirasi Modul Micro SD Adapter

3.4.6. Desain Box Alat

Box didesain dengan bahan akrilik yang mudah dalam pembentukkannya.

Berikut merupakan gambar desain box alat:

Potensiometer SwitchLED

Switch LCD

Switch Power

Port PinAnalog

Sensor

PortNegatif

(-)

PortPostif

(+)

Gambar 3.7 Desain Sisi Depan Box

DisplayLCD 16x2

Slot MemoriMicro SD

Gambar 3.8 Desain Sisi Depan Box

33

3.5. Perancangan Program (Perangkat Lunak)

Dalam Perancangan program alat ini digunakan program Arduino

IDE.Perancangan dilakukan dengan memadukan program dari Sensor LM35,

LCD, Datalogger dan RTC (Real Time Clock).

3.6. Paramter Penelitian

3.6.1. Suhu Tanah

Temperatur tanah merupakan salah satu faktor tumbuh tanaman yang

penting sebagaimana halnya air, udara dan unsur hara. Setiap sayuran memiliki

kebutuhan suhu tanah yang berbeda-beda. Untuk itu salah satu parameter yang

diamati dan dianalisis pada penelitian ini adalah suhu tanah.

3.7. Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data pada penelitian ini menggunakan teknik

pengukuran, yaitu mengukur variable penelitian yang berupa suhu tanah di 3

tanah sample yang berbeda-beda tempat.

Langkah-langkah pengambilan data adalah sebagai berikut:

1. Menentukan tempat yang tanahnya akan dijadikan uji coba.

2. Memilih waktu pengampilan data pada saat cuaca stabil.

3. Membuat lubang di tanah dengan kedalaman 50 cm sesuai aturan pengukuran

suhu tanah untuk usaha kehutanan maupun pertanian.

4. Meletakkan sensor pada lubang yang telah dibuat dan menyalakannya selama

24 jam untuk mengetahui suhu tanah dari pagi sampai malam.

34

5. Setelah 24 jam sensor diambil dari tanah dan data siap untuk dipindahkan.

6. Pengambilan data berulang dari langkah 1 sampai 3 di tempat yang berbeda.

3.8. Kalibrasi Instrumen

Tanah di daerah tropis memiliki suhu sekitar 20ºC sampai dengan

40ºC. Oleh sebab itu rentang suhu media uji saat pengujian di laboratorium dibuat

antara 15ºC sampai dengan 45ºC. (Santosan dan Budiyanta, 2009).

Media uji menggunakan air untuk mendapatkan perubahan suhu yang

cepat secara berulang-ulang. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur suhu

media uji dengan menggunakan sensor hasil perancangan dan dibandingkan

dengan kalibrator suhu digital. Suhu media uji diubah dari suhu 15ºC sampai

45ºC dengan rentang 2ºC. Pengujian dilakukan secara berulang kali dan

dicatat data pengukurannya. Sebagai kalibrator suhu tanah digunakan

Termometer Digital Elitech DS-1.

3.9. Teknik Analisis Data

Teknik analisis data adalah dapat diartikan sebagai cara melaksanakan

analisis terhadap data, dengan tujuan mengolah data tersebut menjadi informasi,

sehingga karakteristik atau sifat-sifat datanya dapat dengan mudah dipahami dan

bermanfaat untuk menjawab masalah-masalah yang berkaitan dengan kegiatan

penelitian, baik berkaitan dengan deskripsi data maupun menarik kesimpulan.

Pada penelitian ini peneliti menganalisis suhu tanah yang diukur di tanah sample

dapat ditanami oleh jenis sayuran apa saja. Data yang akan dianalisis berupa nilai

35

kelinieritasan sensor LM35, hasil pengukuran suhu tanah dan kesesuain suhu

tanah yang terukur dengan benih sayuran yang bisa ditanam disuatu daerah.

Untuk analisis nilai kelinieritasan sensor suhu LM35 dengan kalibrator

menggunakan analisis korelasi regresi. teknik analisis regresi menggunakan

asumsi adanya hubungan yang linier atau berupa garis lurus antara variabel

prediktor dengan variabel kriterium. Teknik analisis regresi yang menggunakan

asumsi hubungan linier disebut regresi linier. Adapun bentuk umum persamaan

garis regresi Y atas X, dimana X adalah ubahan prediktor adalah :

Y’ = a + b X → regresi sederhana dengan sebuah ubahan X

Y’ = a + b1.X1 + b2.X2 + ………….+bn.Xn

Analisis pengukuran hanya dengan menganalisa suhu maksimal, suhu

minimal dan suhu rata-rata dari suhu tanah yang diukur di satu tempat.

Untuk teknik analisis suhu tanah untuk dapat menentukan jenis sayuran

yang dapat ditanam digunakan Microsoft Excel 2013 sebagai alat bantu dalam

menganalisis data hasil pengukuran yang suhu tanah.

Langkah-langkah dalam teknik analisis data sebagai berikut:

1. Menjalankan Microsoft Excel 2013 kemudian data diimpor dan dipisahkan

antara suhu tanah yang terukur dengan tanggal pengukuran.

2. Menentukan suhu minimal, suhu maksimal dan suhu rata-rata yang terukur

dengan menggunakan fungsi Max, Min dan Average pada Excel.

3. Membuat sebuah tabel untuk mengkategorikan benih sayuran mana yang bisa

ditanam dengan yang tidak bisa ditanam dengan membandingkan suhu.

36

minimal dan maksimal dari suhu tanah yang terukur dengan data suhu tanah

yang sudah ditentukan mengunakan fungsi IF. Jika suhu di bawah suhu

minimal dan diatas suhu maksimal maka benih sayuran tidak bisa ditanam

dan jika suhu diatas suhu minimal dan di bawah suhu maksimal maka benih

sayuran bisa ditanam.

4. Untuk mengetahui tingkat keoptimalan benih sayuran ditanam di tanah yang

diukur suhunya maka digunakan suhu rata-rata dari data hasil pengukuran

yang sesuai kategori data benih sayuran yang ditanam menggunakan fungsi

IF. Kategori tingkat keoptimalan dibagi menjadi tiga yaitu kurang optimal,

optimal dan sangat optimal.

5. Selanjutnya dibuat filter pada tabel untuk menampilkan daftar benih sayuran

yang bisa ditanam, yang tidak bisa ditanam, yang kurang optimal, optimal

dan sangat optimal jika ditanam.

37

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Perancangan

Dari penelitian yang telah dilakukan, dihasilkan suatu alat pengukur suhu

tanah berbasis mikrokontroler ATMega328 seperti terlihat pada

5

2

4

3 1

Gambar 4.1 Alat Pengukur Suhu Tanah Berbasis Mikrokontroler ATMega328

Tampak Luar

Keterangan gambar:

1. Box utama

2. LCD

3. Slot Memori

4. Probe Sensor

5. Switch Power dan Switch LCD.

38

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Pengukur suhu tanah

dengan spesifikasi sebagai berikut:

1. Tegangan masuk : 6 Volt (4 Baterai tipe AAA)

2. Tegangan kerja : 5 volt

3. Dimensi box : 18 cm x 8 cm x 7 cm

4. Sensor : LM35 Waterproof

5. Tampilan : LCD 16x2

6. Penutup : Akrilik 2mm

4.2. Sistem Kerja Alat

Sistem kerja alat ini saat alat dihidupkan maka alat akan mendeteksi

keberadaan dari sensor suhu LM35, Micro SD, dan kualitas baterai yang ada pada

alat. Proses pendeteksian komponen-komponen dari alat ini akan ditampilkan

dalam LCD. Jika komponen tidak terdeteksi maka akan ditampilkan sebuah

pemberitahuan komponen apa saja yang tidak terdeteksi. Jika salah satu

komponen tidak mendukung maka alat tidak akan melakukan pengukuran. Setiap

sejam sekali alat akan melakukan pengukuran dan pendeteksian ulang komponen-

komponen pendukung alat ini. erikut ini merupakan gambar diagram sistem kerja

alat.

39

Gambar 4.2 Flow Chart Sistem Kerja Alat

Ya

Tidak

Mulai

Data disimpan di

Memori

Terdeteksi

?

Inisialisasi Perangkat

Sensor, Baterai dan Memori

Informasi

Waktu Pengukuran Pembacaan Suhu

Sensor

Pencatatan Suhu

dan Waktu Pengukuran

dengan Datalogger

Selesai

40

4.3. Deskripsi Data

Dalam penelitian ini dihasilkan empat data pengukuran, yaitu data hasil

pengukuran suhu tanah di 3 sample tanah yang berbeda dan tingkat error sensor

LM35. Untuk pengukuran suhu tanah di 3 sample tanah yang berbeda dilakukan

pencatatan data secara otomatis oleh alat setiap 1 jam untuk mengetahui

perubahan suhu dari pagi hari sampai dengan malam hari selama 24 jam. Untuk

data pengukuran rata-rata dan nilai error sensor LM35 yaitu berupa data

perbandingan pengukuran menggunakan sensor LM35 dengan alat standar yang

biasa digunakan, yaitu termometer digital Elitech DS-1. Data penelitian yang

diperoleh kemudian disusun dalam empat tabel, yaitu 3 tabel pengukuran suhu

tanah di 3 tanah sample, tingkat error sensor LM35 untuk tabel 4.2. dan kadar air

hasil pengeringan untuk tabel 4.3.

4.3.1. Pengujian dan Kalibrasi

Data pengujian alat pengukur suhu tanah berupa data perbandingan

pengukuran menggunakan sensor LM35 dengan alat standar yang biasa

digunakan, yaitu termometer. Dalam penelitian ini dilakukan pengambilan sampel

sebanyak 16 kali dari 15°C sampai 45°C dengan selisih 2°C .

41

Berikut adalah tabel hasil pengukuran tingkat error sensor LM35.

Tabel 4.1 Hasil Uji Coba dan Kalibrasi

No.

Suhu Sensor

Lm35

(°C)

Suhu

Termometer

Digital

(°C)

Selisih

Suhu

1. 14,7 15,1 0,4

2. 17,2 17,4 0,2

3. 19,6 19,5 0,1

4. 21,1 21,4 0,3

5. 23 23,2 0,2

6. 24,6 25 0,4

7. 26 26,3 0,3

8. 28 28,4 0,4

9. 30,9 31,2 0,3

10. 33,2 33,6 0,4

11. 34 34,5 0,5

12. 37,1 37,4 0,3

13. 38,9 39,4 0,5

14. 40,3 40,5 0,2

15. 42 42,5 0,5

16. 44,1 44,4 0,3

4.3.2. Data Pengukuran di Desa Bogares Lor Kecamatan Pangkah

Tabel. 4.2 Hasil Pengukuran di Desa Bogares Lor Kecamatan Pangkah

Tanggal Jam Suhu

(ºF)

Suhu

(ºC)

29/06/2015 16:46 84 29

29/06/2015 17:46 84 29

29/06/2015 18:46 86 30

29/06/2015 19:46 86 30

29/06/2015 20:46 78 26

29/06/2015 21:46 69 21

29/06/2015 22:46 77 25

29/06/2015 23:46 78 26

42

Tanggal Jam Suhu

(ºF)

Suhu

(ºC)

29/06/2015 0:46 78 26

29/06/2015 1:46 82 28

29/06/2015 2:46 82 28

29/06/2015 3:46 82 28

29/06/2015 4:46 84 29

29/06/2015 5:46 84 29

29/06/2015 6:46 84 29

29/06/2015 7:46 86 30

29/06/2015 8:46 86 30

29/06/2015 9:46 86 30

29/06/2015 10:46 86 30

29/06/2015 11:46 86 30

29/06/2015 12:46 86 30

29/06/2015 13:46 86 30

29/06/2015 14:46 84 29

29/06/2015 15:46 84 29

4.3.3. Data Pengukuran di Desa Cibunar Kecamatan Balapulang

Tabel. 4.3 Hasil Pengukuran di Desa Cibunar

Tanggal Jam Suhu

(ºF)

Suhu

(ºF)

01/07/2015 15:11 82 28

01/07/2015 16:11 82 28

01/07/2015 17:11 82 28

01/07/2015 18:11 82 28

01/07/2015 19:11 82 28

01/07/2015 20:11 84 29

01/07/2015 21:11 84 29

01/07/2015 22:11 84 29

01/07/2015 23:11 83 28

01/07/2015 0:11 84 29

01/07/2015 1:11 84 29

01/07/2015 2:11 84 29

01/07/2015 3:11 84 29

01/07/2015 4:11 84 29

43

Tanggal Jam Suhu

(ºF)

Suhu

(ºC)

01/07/2015 5:11 84 29

01/07/2015 6:11 84 29

01/07/2015 7:11 86 30

01/07/2015 8:11 86 30

01/07/2015 9:11 86 30

01/07/2015 10:11 86 30

01/07/2015 11:11 86 30

01/07/2015 12:11 86 30

01/07/2015 13:11 84 29

01/07/2015 14:11 84 29

4.3.4. Data Pengukuran di Desa Buniwah Kecamatan Bojong

Tabel. 4.4 Hasil Pengukuran di Desa Buniwah

Tanggal Jam Suhu

(ºF)

Suhu

(ºC)

30/06/2015 14:52 80 27

30/06/2015 15:52 82 28

30/06/2015 16:52 84 29

30/06/2015 17:52 84 29

30/06/2015 18:52 84 29

30/06/2015 19:52 84 29

30/06/2015 20:52 80 27

30/06/2015 21:52 73 23

30/06/2015 22:52 73 23

30/06/2015 23:52 75 24

30/06/2015 0:52 75 24

30/06/2015 1:52 77 25

30/06/2015 2:52 77 25

30/06/2015 3:52 78 26

30/06/2015 4:52 78 26

30/06/2015 5:52 78 26

30/06/2015 6:52 78 26

30/06/2015 7:52 78 26

30/06/2015 8:52 78 26

30/06/2015 9:52 78 26

44

Tanggal Jam Suhu

(ºF)

Suhu

(ºC)

30/06/2015 10:52 78 26

30/06/2015 11:52 80 27

30/06/2015 12:52 80 27

30/06/2015 13:52 80 27

4.4. Analisis Data

Teknik analisa data dilakukan untuk mengolah data penelitian. Dalam

penelitian ini untuk mengetahui tingkat error sensor pada alat pengukur suhu

tanah dilakukan dengan analisis regresi kolerasi dan pengolahan data hasil

pengukuran suhu tanah digunakan Ms. Excel dengan menggunakan fungsi-fungsi

atau rumus-rumus yang ada dalam Ms. Excel. Data yang sudah dikumpulkan

dikategorikan dalam tabel untuk memudahkan dalam pengkategorian benih-benih

sayuran dalam benih sayuran yang bisa ditanam, yang tidak bisa ditanam, bisa

ditanam tapi kurang optimal, optimal dan sangat optimal jika ditanam. Berikut

merupakan hasil data analisis dari Ms. Excel.

4.4.1. Pengukuran Tingkat Error

Teknik analisa data pada pengukuran tingkat error menggunakan analisis

regresi kolerasi yaitu Hubungan Ketergantungan (casual relationstip) antara satu

variabel tak bebas (dependent variabel) dengan satu atau lebih variabel bebas

(independent variable) dengan tujuan untuk meramalkan (memperkirakan) nilai

rata-rata dari variable tak bebas, apabila variabel-variabel bebasnya sudah

diketahui.

45

Tabel 4.5 Pengujian Alat dengan Kalibrator

No.

Suhu

Sensor Lm35

( °C)

Suhu

Termometer Digital

( °C)

Selisih

Suhu

1. 14,7 15,1 0,4

2. 17,2 17,4 0,2

3. 19,6 19,5 0,1

4. 21,1 21,4 0,3

5. 23 23,2 0,2

6. 24,6 25 0,4

7. 26 26,3 0,3

8. 28 28,4 0,4

9. 30,9 31,2 0,3

10. 33,2 33,6 0,4

11. 34 34,5 0,5

12. 37,1 37,4 0,3

13. 38,9 39,4 0,5

14. 40,3 40,5 0,2

15. 42 42,5 0,5

16. 44,1 44,4 0,3

Gambar 4.3 Grafik Kolerasi Pengukuran Suhu Sensor LM35 dan Termometer

Digital dengan Media Air

46

Berdasarkan gambar menunjukkan grafik korelasi antara hasil pengukuran

sensor suhu tanah dengan kalibrator menunjukkan nilai korelasi yang baik yaitu

0,9998. Hasil pengukuran antara sensor dan kalibrator memiliki selisih terbesar

yaitu 0,5 °C.

4.4.2. Pengukuran Suhu tanah

4.2.2.1. Pengukuran Suhu Tanah di Desa Bogares Lor

Gambar menunjukan grafik pengukuran dari suhu tanah selama 24 jam

sample tanah di Desa Bogares Lor, Kecamatan Pangkah.

Gambar 4.4 Grafik Perubahan Suhu Tanah di Bogares Lor

Dengan suhu rata-rata tanah sebesar:

= 1988/24

47

= 82,83º F

Dengan nilai suhu maksimalnya adalah 86º F dan nilai minimalnya adalah

69º F. Selanjutnya dari nilai suhu minimal, nilai suhu maksimal dan nilai rata-rata

suhu data akan dianalisis dengan Microsoft Excel. Berikut hasil analisis

menggunakan Microdoft Excel.

4.2.2.2. Pengukuran Suhu Tanah di Desa Cibunar

Gambar 4.5 Grafik Perubahan Suhu Tanah di Cibunar


sample tanah di Desa Cibunar, Kecamatan Balapulang.


= 2017/24

= 84,04º F

48

Dengan nilai suhu maksimalnya adalah 86º F dan nilai minimalnya adalah




4.2.2.3. Pengukuran Suhu Tanah di Desa Buniwah


sample tanah di Desa Buniwah Lor, Kecamatan Bojong.

Gambar 4.6 Grafik Perubahan Suhu Tanah di Buniwah


= 2062/24

= 85,09º F

49

Dengan nilai suhu maksimalnya adalah 86º F dan nilai minimanya adalah




50

4.4.3. Klasifikasi Benih Sayuran Menggunakan Microsoft Excel.

4.4.3.1. Hasil Analisis di Desa Bogares Lor Kecamatan Pangkah

Tabel 4.6 Hasil Analisis di Desa Bogares Lor Kecamatan Pangkah

Sayuran < Min Min Optimum Optimum Max > Max

Keterangan (°F) Range (°F) (°F) (°F)

Asparagus x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Kacang-kacangan x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Bawang Merah x x v x x v Tidak bisa ditanam -

Kubis x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Wortel x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Kembang Kol x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Seledri x x x x x v Tidak bisa ditanam -

Cesim x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Jagung x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Mentimun x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Terrong x v v x x x Bisa ditanam Optimum

Selada x x x x x v Tidak bisa ditanam -

Muskmelon x v v x x x Bisa ditanam Optimum

Okra x v v x x x Bisa ditanam Optimum

Bawang Putih x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Daun So x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Ubi x x x x x v Tidak bisa ditanam -

Kacang polong x x x x x v Tidak bisa ditanam -

51

Sayuran < Min Min Optimum optimum Max > Max


Bayam x x x x x v Tidak bisa ditanam -

Lada x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Labu Kuning x v v x x x Bisa ditanam Optimum

Labu x v v x x x Bisa ditanam Optimum

Tomat x v v x x x Bisa ditanam Optimum

Lobak x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Semangka x v v x x x Bisa ditanam Optimum

Dari data hasil analisis benih sayuran yang bisa ditanam adalah Asparagus, Kacang-kacangan, Kubis, Wortel, Kembang Kol,

Cesim, Jagung, Mentimun, Terrong, Muskmelon, Okra, Bawang Putih, Daun So, Lada, Labu Kuning, Lobak, Labu, Tomat,

Lobak, Semangka. Semua tanaman yang bisa ditanam bisa tumbuh secara optimal.

52

4.4.3.2. Hasil Analisis di Desa Cibunar Kecamatan Balapulang

Tabel 4.7 Hasil Analisis di Desa Cibunar Kecamatan Balapulang



Asparagus x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Kacang-kacangan x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Bawang Merah x x v x x v Tidak bisa ditanam -


Wortel x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Kembang Kol x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Seledri x x x x x v Tidak bisa ditanam -

Cesim x x v x v x Bisa ditanam Optimum



Terrong x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Selada x x x x x v Tidak bisa ditanam -

Muskmelon x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Okra x x v x x x Bisa ditanam Optimum


Daun So x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Ubi x x x x x v Tidak bisa ditanam -

53



Labu Kuning x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Kacang polong x x x x x v Tidak bisa ditanam -



Bayam x x x x x v Tidak bisa ditanam -

Labu x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Tomat x x v x x x Bisa ditanam Optimum


Semangka x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Dari data hasil analisis benih sayuran yang bisa ditanam adalah Asparagus, Kacang-kacangan, Kubis, Wortel, Kembang Kol,

Cesim, Jagung, Mentimun, Terrong, Muskmelon, Okra, Bawang Putih, Daun So, Lada, Labu Kuning, Lobak, Labu, Tomat,

Lobak, Semangka. Semua tanaman yang bisa ditanam bisa tumbuh secara optimal. Tanah di Desa Cibunar dengan Desa Bgares

Lor memliki jenis sayuran yang sama dan tingkat keoptimalan yang juga sama.

54

4.4.3.3. Hasil Analisis di Desa Buniwah Kecamatan Bojong

Tabel 4.8 Hasil Analisis di Desa Buniwah Kecamatan Bojong



Asparagus x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Kacang-kacangan x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Bawang Merah x x v x x x Bisa ditanam Optimum


Wortel x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Kembang Kol x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Seledri x x x x v x Bisa ditanam Optimum

Cesim x x v x x x Bisa ditanam Optimum



Terrong x v v x x x Bisa ditanam Optimum

Selada x x v x v x Bisa ditanam Optimum

Muskmelon x v v x x x Bisa ditanam Optimum

Okra x x v x x x Bisa ditanam Optimum


Daun So x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Ubi x x x x v x Bisa ditanam Optimum

Kacang polong x x x x v x Bisa ditanam Optimum


Labu Kuning x x v x x x Bisa ditanam Optimum

55

Sayuran < Min Min Optimum optimum Max > Max



Bayam x x x x v x Bisa ditanam Optimum

Labu x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Tomat x x v x x x Bisa ditanam Optimum


Semangka x x v x x x Bisa ditanam Optimum

Dari data hasil analisis benih sayuran yang bisa ditanam di Desa Buniwah semua jenis sayuran yang ada dalam daftar dapat

ditanam dengan optimal. Hal ini juga dipengaruhi oleh letak geografis dari Desa Buniwah yang merupakan dataran tinggi.

56

4.5. Pembahasan

Pengukur suhu tanah merupakan sebuah alat yang memadukan sebuah

perpaduan antara perangkat lunak (software) yang diimplementasikan dalam

program yang tersimpan dalam chip mikrokontroler sebagai pengolahan dan

pemrosesan data serta perangkat keras (hardware) yang diimplementasikan

sebagai prototipe pengukur suhu tanah.

Alat pengukur suhu tanah ini menggunakan sensor LM35DZ waterproof

sehingga pengukuran dapat dilakukan dalam berbagai cuaca. Untuk pengukuran

suhu yang tepat diperlukan ketelitian dalam pengukuran tegangan sumber sensor

Maka diperlukan pengukuran tegangan pada sensor agar didapat pengukuran yang

lebih teliti sesuai dengan rumus dalam pemprogram aduino. Pengukur suhu tanah

ini dibuat dengan penampil LCD 16x2 sebagai penampil besar suhu dan

menampilkan pemberitahuan apabila alat mengalami error. Pengukur suhu tanah

ini dilengkai Modul Micro SD yang berfungsi sebagai pencatat hasil pengukuran

suhu tanah yang telah diukur.

Dalam penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Suoth, dkk (2013), yang

berjudul ”Pengembangan Array sensor Suhu dan Sistem Akusisi Data Berbasis

Mikrokontroler untuk Pengukuran Suhu Bawah Permukaan” penelitian ini

memiliki sistem yang hampir sama dengan penelitian yang dilakukan tetapi

memiliki penerapan yang berbeda. Penelitian ini melakukan pengukuran suhu

tanah dengan sensor LM35 dan menggunakan sebuah komputer untuk

menjalankan perangkat lunak untuk melakukan datalogging serta menggunakan

mikrokontroler atmega8 yang disambungkan dengan kabel RS-485 sebagai

57

penghubung antara alat dan komputer. Penggunaan komputer dalam datalogging

ini kurang praktis karena harus membawa komputer dan komputer harus menyala

dalam proses datalogging. Berbeda dengan alat pengukur suhu ini yang

menggunakan Modul Micro SD Adapter sebagai alat untuk datalogging yang

menyimpang data di kartu memori berbentuk Micro SD sehingga memudahkan

dalam datalogging dan pemindahan data yang berbentuk file yang mudah

dianalisis dalam program Ms. Excel.

Sesuai dalam pemprograman Arduino digunakan rumus untuk menghitung

besar suhu dari sensor LM35 sebagai berikut:

Keterangan:

1. Temp = Besar nilai suhu yang terukur.

2. aRef = Besar nilai tegangan referensi untuk ADC (Analog to Digital

Converter) dari mikrokontroler.

3. analogRead(tempPin) = Besar nilai pembacaan analog dari sensor.

Umumnya penggunaan dalam sensorLM 35 menggunakan tegangan 5V

untuk aRef. Hal ini akan membuang sekitar 80% jangkauan dari ADC karena

sensor LM35 hanya menghasilkan output tegangan 0V sampai +1V.

Penggunaan aRef dengan tegangan 5V maka 5V akan dibagi 1024 (nilai

maksimal pembacaan ADC) maka akan didapat 0 004833V = 4 833mV. ika

M35 membutuhkan 10mV untuk merubah nilai setiap 1 C suhunya maka 10

dibagi 4,883 sehingga untuk setiap perubahan pembacaan sensor sebesar 2 05

58

Temperatur = (Voltage Sources* analogRead(Analog pin) * 100.0) /

1024;

akan merubah pembacaan suhu sebesar 1 C. Nilai ini sangat kecil dan dapat

mengurangi keakurasian karena suhu akan cepat berubah apabila terjadi noise.

Pembacaan sensor juga akan berubah apabila tegangan turun dari 5V.

Untuk meningkatkan akurasi maka digunakan tegangan sebesar 1,1V

sebagai aRef. Dengan perhitungan 1,1V dibagi 1024 maka akan didapat

0,001074V = 1,074 mV. Jika dibutuhkan 10 mV untuk merubah 1 °C suhunya

maka 10 dibagi 1,704 sehingga untuk merubah 1 °C dibutuhkan perubahan

pembacaan sensor sebesar 9,31. Nilai ini lebih besar daripada kita menggunakan

5V sebagai aRef sehingga lebih akurat dan teliti.

Setelah dilakukan analisis regresi kolerasi pada pengukuran tingkat error

antara sensor LM35 dan kalibrator, maka diperoleh nilai korelasi adalah 0 9998.

Dengan selisih pengukuran terbesar yaitu 0 5 C. Dapat disimpulkan alat pengukur

suhu tanah memiliki keakurasian yang baik dan linieritas yang tinggi pula.

Untuk analisis data hasil pengukuran di simpan dalam memori Micro

SDdalam bentuk file berekstensi .txt. Data hasil pengukuran diimpor ke dalam

Ms. Excel untuk kemudian diolah.

Data suhu yang masuk ke dalam Ms. Excel selanjutnya dihitung nilai

maksimal dan minimalnya untuk dipadukan dengan suhu minimal dan maksimal

setiap benih sayuran. Jika suhu tanah yang terukur di bawah suhu minimal dan di

atas suhu maksimal benih sayuran maka benih sayuran tidak bisa ditanam di tanah

tersebut.

59

Untuk nilai rata-rata suhu tanah digunakan untuk mengetahui perkembangan

benih sayuran jika ditanam di tanah yang telah diukur ke dalam kategori kurang

optimal, optimal dan sangat optimal.

Jika suhu tanah yang diukur merupakan suhu minimal atau lebih dingin dari

suhu yang dibutuhkan benih sayuran maka sayuran akan mengalami perumbuhan

yang lambat. Sedangkan jika suhu tanah terlalu tinggi mendekati nilai suhu

maksimal yang dianjurkan akan pertumbuhan benih akan berhenti.

60

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian dari alat pengukur suhu tanah ini dapat ditari beberapa

kesimpulan antara lain:

1. Alat pengukur suhu tanah ini dapat mengukur suhu tanah dengan teliti dan

stabil karena setiap perubahan 1°C membutuhkan perubahan pembacaan

ADC sebesar 9,51.

2. Alat ini memliki keakurasian yang tinggi dan linier karena memiliki

pembacaan suhu dengan selisih paling besar 0,5°C serta memiliki korelasi

sebesar 0,9998 dengan kalibrator.

3. Alat ini dapat membantu dalam mengkategorikan benih-benih sayuran

yang bisa ditanam di tempat yang sudah diukur suhu tanahnya.

4. Alat ini dapat mengukur dalam kondisi tanah yang basah ataupun kering.

5.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, disadari masih begitu

banyak kesalahan dan kekuranganya, dengan demikian diharapkan adanya

penelitian lanjutan.

61

Beberapa hal yang harus diperhatikan untuk penelitian lebih lanjut antara

lain:

1. Untuk peneitian selanjutnya dapat menggunakan sumber listrik 220V dari

PLN untuk pengukuran dengan waktu yang lama..

2. Perlunya pengembangan sensor suhu selain sensor suhu LM35 dalam

pengukuran suhu tanah.

3. Peneliti selanjutnya dapat memperluas tanaman yang dijadikan sebagai

objek penelitian sehingga tidak hanya sayuran.

62

DAFTAR PUSTAKA

ACES.EDU.2006. ACES Publications : Horticulture Notes: Soil Temperature

Condition for Vegetable Seed Germination : ANR-1061.

http://www.aces.edu/pubs/docs/A/ANR-1061/index2.html. 29 Januari 2015

(11.00)

Alldatasheet.com.LM35 Datasheet (PDF) - National Semiconductor.

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8866/nsc/lm35.html. 20

Febuari 2015(13.51)

Arduino.LM35HigherResolution.http://playground.Arduino.cc/Main/LM35Higher

Resolution. 29 Januari 2015 (14.05)

AtmelL, ATmega328 Datasheet (PDF) ATMEL Corporation.

http://alldatasheet.com/datasheet-

pdf/pdf/392243/ATMEL/ATMEGA328.html. 2 Febuari 2015(13.40)

Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 2006. Sifat Fisik Tanah dan

Metode Analisisnya.

Gardner, C., K.B. Laryea & P.W. Unger, 1999. Soil Physical Constraints To Plant

Growth And Crop Production. FAO. Roma

Hatta, M.2011. Aplikasi Perlakuan Permukaan Tanah Dan Jenis Bahan Organik

Terhadap Indeks Pertumbuhan Tanaman Cabe Rawit. J. Floratek 6: 18 - 27.

Indo-ware.com. Manual Micro SD Adapter - Indo-ware Dropbox.

http://www.dropbox.indo-ware.com/files/www.indo-ware.com_Manual_

Micro_SD_Adapter.pdf. 26 Febuari 2015 (09.38).

Istiyanto, J.E. 2013. Pendekatan Project Arduino dan Android. Penerbit Andi,

Yogyakarta

Koesmaryono, Y., Fibrianty, danH. Darmasetiawan. 2004. Modfikasi Suhu tanah

untuk kesesuaian tumbuh tanaman soba di iklim tropika basah. J. Agromet

18 (1): 21-24.

Saidu, I. G., M. Momoh, A. S. Mindaudu. 2013. Temperature Monitoring And

Logging System Suitable For Use In Hospitals Incorporating Gsm Text

Messaging. International Journal of Information Sciences and Techniques

(Vol.3, No.1,)

63

Santoso, C. A. dan ,A. S.Budiyanta. 2009. Rancang Bangun Sensor Suhu Tanah

Dan Kelembaban Udara. Jurnal Sains Dirgantara (Vol. 7 No. 1) :201-212.

Sparkfun. LCD Datasheet.http://www.sparkfun.com/datasheet/LCD/ADM1602k-

NSW-FBS-3.3v.pdf. 2 Febuari 2015(16.41).

Sumartono, G. dan E. Sumarni. 2013. Pengaruh Suhu Mediatanam Terhadap

Pertumbuhan Vegetatif. Agronomika (Vol. 13, No. 1)

Suoth, V. A., D. R. Santoso, dan S. Maryanto. 2013. Pengembangan Array sensor

Suhu dan Sistem Akusisi Data Berbasis Mikrokontroler untuk Pengukuran

Suhu Bawah Permukaan. JURNAL MIPA UNSRAT ONLINE 2 (1) 66-72

:66-72.

Telaumbanua, M., Purwantana, B. & Suti, L., 2014. Rancangbangun Aktuator

Pengendali Iklim Mikro Di Dalam Greenhouse Untuk Pertumbuhan

Tanaman Sawi. AGRITECH(Vol. 34, No. 2)

63

LAMPIRAN

64

LAMPIRAN 1

Data Hasil Pencatatan Datalogger

1. Data dari tanah di Pangkah

25/06/2015 7:46 65

25/06/2015 8:46 67

25/06/2015 9:46 70

25/06/2015 10:46 72

25/06/2015 11:46 79

25/06/2015 12:46 82

25/06/2015 13:46 79

25/06/2015 14:46 77

25/06/2015 15:46 75

25/06/2015 16:46 73

25/06/2015 17:46 69

25/06/2015 18:46 67

25/06/2015 19:46 65

25/06/2015 20:46 63

25/06/2015 21:46 61

25/06/2015 22:46 59

25/06/2015 23:46 57

26/06/2015 0:46 55

26/06/2015 1:46 53

26/06/2015 2:46 51

26/06/2015 3:46 53

26/06/2015 4:46 55

26/06/2015 5:46 57

26/06/2015 6:46 60

2. Data dari tanah di Pangkah

01/07/2015 15:11 82

01/07/2015 16:11 82

01/07/2015 17:11 82

01/07/2015 18:11 82

01/07/2015 19:11 82

01/07/2015 20:11 84

01/07/2015 21:11 84

01/07/2015 22:11 84

01/07/2015 23:11 83

01/07/2015 0:11 84

01/07/2015 1:11 84

01/07/2015 2:11 84

65

01/07/2015 3:11 84

01/07/2015 4:11 84

01/07/2015 5:11 84

01/07/2015 6:11 84

01/07/2015 7:11 86

01/07/2015 8:11 86

01/07/2015 9:11 86

01/07/2015 10:11 86

01/07/2015 11:11 86

01/07/2015 12:11 86

01/07/2015 13:11 84

01/07/2015 14:11 84

3. Data dari tanah di Bojong

30/06/2015 14:52 80

30/06/2015 15:52 82

30/06/2015 16:52 84

30/06/2015 17:52 84

30/06/2015 18:52 84

30/06/2015 19:52 84

30/06/2015 20:52 80

30/06/2015 21:52 73

30/06/2015 22:52 73

30/06/2015 23:52 75

30/06/2015 0:52 75

30/06/2015 1:52 77

30/06/2015 2:52 77

30/06/2015 3:52 78

30/06/2015 4:52 78

30/06/2015 5:52 78

30/06/2015 6:52 78

30/06/2015 7:52 78

30/06/2015 8:52 78

30/06/2015 9:52 78

30/06/2015 10:52 78

30/06/2015 11:52 80

30/06/2015 12:52 80

30/06/2015 13:52 80

66

LAMPIRAN 2

Source Code Program

#include <LiquidCrystal.h>

#include <Wire.h>

#include <RealTimeClockDS1307.h>

#include <SD.h>

int temp;

int tempPin = A0;

const int chipSelect = 8;

char formatted[] = "00-0-0 00:00:00x";

LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);

byte Suhu[8] =

B00100,

B01010,

B01010,

B01110,

B01110,

B11111,

B11111,

B01110

;

void setup()

Wire.begin();

lcd.createChar(0, Suhu);

lcd.begin(16, 2);

Serial.begin(9600);

lcd.print("Initializing...");

Serial.print("Initializing...");

delay(1000);

lcd.clear();

pinMode(10, OUTPUT);

if (!SD.begin(chipSelect))

lcd.print("Card Failed or");

Serial.println("Card Failed or");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Not present");

Serial.print("Not present");

// don't do anything more:

delay(1000);

lcd.clear();

return;

67

Serial.print("Memory Detected");

lcd.print("Memory Detected");

delay(1000);

lcd.clear();

sensor();

delay(1000);

lcd.clear();

battery();

delay(1000);

lcd.clear();

return;

void loop()

temp = (5 * analogRead(tempPin) * 100.0) / 1024;

RTC.readClock();

RTC.getFormatted(formatted);

int Fahrenheit = temp * 1.8 + 32 ;

if(temp > 100)

lcd.begin(16, 2);

lcd.print("Error");


lcd.print("Check and Restart");

Serial.print("No Sensor ");

Serial.println("Detected");

delay(1000);

return;

else

layar();

sd();

check();

void sensor()


if (temp > 100)

lcd.print("Sensor");


lcd.print("Not Detected");

Serial.println("Sensor not detected");

68

delay(1000);

return;

else

lcd.print("Sensor detected");

Serial.println("Sensor detected");

delay(1000);

lcd.clear();

return;

void sd()

File dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);


RTC.readClock();



if (dataFile)

dataFile.print(formatted);

dataFile.print(" ");

dataFile.println(Fahrenheit);

dataFile.close();

delay(3600000);

else

lcd.clear();

Serial.println("Datalog Error");

lcd.print("Datalog Error");


Serial.print("Check Memory");

lcd.print("Check Memory");

delay(1000);

void layar()


RTC.readClock();



lcd.begin(16, 2);

69

lcd.write(byte(0));

lcd.print(temp);

lcd.print((char)223);

lcd.print("C ");

lcd.write(byte(0));

lcd.print(Fahrenheit);

lcd.print((char)223);

lcd.print("F ");


lcd.print(formatted);

delay(1000);

lcd.clear();

void battery()

int sensorValue = analogRead(A1);

int voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);

if ( voltage < 5.0 )

lcd.setCursor(0,0);

Serial.println("Bad Battery");

lcd.print("Bad Battery");

delay(1000);

lcd.clear();

else

lcd.setCursor(0,0);

Serial.println("Good Battery");

lcd.print("Good Battery");

delay(1000);

lcd.clear();

return;

void check()

lcd.begin(16, 2);

lcd.print("Initializing...");

Serial.print("Initializing...");

delay(1000);

lcd.clear();

delay(1000);

sensor();

delay(1000);

70

lcd.clear();

battery();

delay(1000);

lcd.clear();

return;

71

LAMPIRAN 3

DOKUMENTASI

1. Pengukuran di Desa Bogares Lor

2. Pengukuran di Desa Cibunar

72

3. Uji coba Prototype

4. Pengujian Alat dan Kalibrasi

Documents

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR SUHU TANAH SEBAGAI … · 2016. 2. 23. · pengukuran suhu, merancang alat dengan pengukur suhu tanah yang memiliki akurasi yang tinggi, mengimplemetasikan