LAPORAN TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN PENYIRAMAN DAN MONITORING
TANAMAN OTOMATIS BERBASIS IoT (Internet of Things)
Diajukan Oleh :
CHRISTIAN FRANSISCUS NAINGGOLAN
NIM : 1605041049
ESTER HOTMA PAIDO SIHOMBING
NIM : 1605042025
ILHAM PUTRA PERDANA
NIM : 1605041055
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2019
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan rahmat-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Rancang Bangun
Penyiraman dan Monitoring Tanaman Otomatis Besbasis IoT (Internet of
Things)”.
Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Pendidikan
Program Diploma 3 Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Medan.
Penyusunan tugas akhir ini memiliki banyak kendala, namun berkat bantuan
dan bimbingan dari berbagai pihak, maka tugas akhir ini dapat diselesaikan
dengan baik. Oleh karena itu, ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya
disampaikan kepada:
1. M. Syahruddin,S.T.,M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Medan.
2. Nobert Sitorus,S.T.,M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik
Negeri Medan.
3. Meidi Wani Lestari,S.T.,M.T. selaku Kepala Program Studi Teknik
Elektronika Politeknik Negeri Medan.
4. Ahmad Hidayat,S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing bagi penulis
5. Drs.Ansharuddin,S.ST.,M.T. selaku Dosen Pembinbing bagi Penulis
6. Angelia Maharani Purba,S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing bagi
penulis.
7. Yuvina,S.T,.M.T. selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik
Elektronika Politeknik Negeri Medan.
8. Henry Hasian Lumbantoruan,S.T,.M.T. Selaku Ketua sidang Tugas Akhir.
9. Ir.Akhiruddin selaku Ketua Penguji Tugas Akhir.
10. Herri Trisna Frianto,S.T.,M.T. selaku Anggota Penguji Tugas Akhir
11. Seluruh staff Pengajar dan Pegawai Politeknik Negeri Medan yang telah
banyak membantu Penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak
bisa penulis sebutkan satu persatu.
12. Kepada orangtua tercinta yang selalu memberikan semangat dan dukungan
ii
yang baik melalui doa dan materi hingga penulisan tugas akhir ini selesai.
13. Teman-temansemester 6 Program Studi Elektronika khususnya EK–6B.
14. Rekan-rekan lainnyabaik dari lingkungan kampus maupun diluar
kampus yang sudah banyak memberi bantuan pemikiran, semangat dan
Doa.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir masih jauh dari sempurna. Untuk
itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Penulis
berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya
terutama penulis.
Medan, Agustus 2019
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................... i
KATA PENGANTAR ................................................................................. iv
DAFTAR ISI ............................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ....................................................................................... xi
ABSTRAK ................................................................................................... xii
BAB 1 .......................................................................................................... 1
PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3. Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.4. Tujuan Tugas Akhir ............................................................................... 3
1.5. Manfaat Tugas Akhir ............................................................................. 3
1.6. Sistematika Laporan ............................................................................... 3
BAB 2 .......................................................................................................... 5
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 5
2.1. Kajian Pustaka ....................................................................................... 5
2.2. Dasar Teori ............................................................................................ 5
2.2.1. Arduino UNO R3 .......................................................................... 5
2.2.2. NodeMCU .................................................................................... 8
2.2.3. Soil Moisture ................................................................................ 10
2.2.4. Driver Motor ................................................................................. 11
2.2.5. Power Supply ................................................................................ 14
2.2.6. Water Pump DC ............................................................................ 17
iv
2.2.7. Floating Switch ............................................................................. 19
2.2.8. Sensor DHT22 .............................................................................. 20
2.2.9. Motor Stepper ............................................................................... 22
2.2.10. Limit Switch ............................................................................ 27
BAB 3 .......................................................................................................... 29
METODE .................................................................................................... 29
3.1. Spesifikasi Alat ...................................................................................... 29
3.2. Perancangan Diagram Blok .................................................................... 29
3.3. Perangkat Keras ..................................................................................... 32
3.4. Perangkat Lunak .................................................................................... 32
3.5. Perancangan Hardware ........................................................................... 33
3.6. Perancangan dan Pembuatan Software ................................................... 34
3.6.1. Flowchart Sistem .......................................................................... 34
BAB 4 .......................................................................................................... 37
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 37
4.1. Pengujian Power Supply ........................................................................ 37
4.2. Pengujian Sensor suhu dan Soil Moisture ............................................... 38
4.3. Pengujian Tampilan Web ....................................................................... 40
4.4. Pengujian Program ................................................................................. 40
4.4.1. Program Library Blynk pada Arduino ........................................... 40
4.4.2. Program InisialisasiPin Komponen ............................................... 40
4.4.3. Program Inisialisasi Input/Output(I/O) .......................................... 42
4.4.4. Program untuk Kondisi Berulang(Looping)................................... 43
BAB 5 .......................................................................................................... 44
PENUTUP .................................................................................................... 44
v
5.1. Kesimpulan ............................................................................................ 44
5.2. Saran ...................................................................................................... 44
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 45
LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2. 1 Modul Arduino UNO R3 .......................................................... 6
Gambar 2. 2 Rangkian Arduino UNO R3 ...................................................... 7
Gambar 2. 3 Modul NodeMCU .................................................................... 9
Gambar 2. 4 Rangkaian NodeMCU ............................................................... 9
Gambar 2. 5 Soil Moisture ............................................................................ 11
Gambar 2. 6 Rangkaian Soil Moisture ........................................................... 11
Gambar 2. 7 L298N ...................................................................................... 12
Gambar 2. 8 Rangkaian L298N ..................................................................... 12
Gambar 2. 9 ULN2003.................................................................................. 13
Gambar 2. 10 Rangkaian ULN2003 .............................................................. 13
Gambar 2. 11 Power Supply 12 V 3 A .......................................................... 16
Gambar 2. 12 Rangkaian Power Supply ........................................................ 17
Gambar 2. 13 Water Pump DC 12 V ............................................................. 18
Gambar 2. 14 Rangkaian Water Pump .......................................................... 18
Gambar 2. 15 Floating Switch ....................................................................... 19
Gambar 2. 16 Rangakain Floating Switch ..................................................... 20
Gambar 2. 17 Sensor DHT22 ........................................................................ 21
Gambar 2. 18 Rangkaian Sensor DHT22 ....................................................... 21
Gambar 2. 19 Motor Stepper 12V DC ........................................................... 22
Gambar 2. 20 Rangkaian Motor Stepper 12V ................................................ 23
Gambar 2. 21 Motor Stepper Tipe Variable Reluctance (VR) ........................ 24
Gambar 2. 22 Motor Stepper Tipe Permanent Magnet (PM) .......................... 25
Gambar 2. 23 Motor Stepper Tipe Hibrid ...................................................... 25
Gambar 2. 24 Motorstepper dengan lilitan unipolar ....................................... 26
Gambar 2. 25 Motor Stepper Dengan Lilitan Bipolar .................................... 27
Gambar 2. 26 Limit Switch ........................................................................... 27
Gambar 2. 27 Rangkaian Limit Switch .......................................................... 28
Gambar 3. 1 Blok Diagram ......................................................................... 30
Gambar 3. 2 Skema Utama Sistem................................................................. 33
vii
Gambar 3. 3 Flowchart Sistem......................................................................... 35
Gambar 4. 1 Pengujian Power Supply ........................................................... 38
Gambar 4. 2 Pemasangan Sensor Kelembaban Tanah.................................... 39
Gambar 4. 3 Instalasi Pipa Penyiraman Air ................................................... 39
Gambar 4. 4 Tampilan Web .......................................................................... 40
Gambar 4. 5 Program Library pada Arduino ................................................. 40
Gambar 4. 6 Program Inisialisasi Komponen ................................................ 41
Gambar 4. 7 Program Inisialisasi Input/Output (I/O) ..................................... 41
Gambar 4. 8 Program Looping Sensor Suhu dan Tanah................................. 41
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1 Spesifikasi alat ............................................................................. 29
Tabel 4. 1 Pengujian Konektivitas ................................................................. 38
Tabel 4. 2 Uji Sensor Dan Aktifasi Penyiraman. ........................................... 39
ix
ABSTRAK
Perkembangan teknologi Internet of Things (IoT) di era yang serba digital ini
sudah semakin maju. Hal tersebut terjadi karena di era modern ini hampir dari
semua perangkat elektronik sudah terkoneksi ke internet. Kebutuhan berupa alat
penyiraman tanaman otomatis di masyarakat mulai diperlukan mengingat
teknologi yang sudah semakin canggih. Tanaman merupakan makhluk hidup yang
memerlukan konsumsi air yang cukup, maka tanaman harus mendapatkan
penyiraman secara rutin. Melihat kondisi kesibukan orang yang berbeda-beda
melakukan penyiraman secara rutin mungkin sulit untuk dilakukan. Oleh karena
itu perlu dibuat alat penyiraman otomatis berbasis IoT. Sistem dari alat
penyiraman otomatis memanfaatkan NodeMCU yang sudah terintegrasi dengan
modul ESP8266. Alat ini bekerja pada saat mesin dihidupkan, mesin akan menuju
titik stand by dengan menuju ketitik limit switch terlebih dahulu. Di mode stand
by barulah sensor akan bekerja, pertama sekali mesin akan mengecek kondisi air
apakah sudah terisi atau masih kosong jika masih kosong mesin tidak akan
berjalan. ketika sudah terdapat air, sensor soil moisture mulai mengecek kondisi
tanah. jika kelembaban tanah tersebut kurang dari nilai minimum basah maka itu
menandakan bahwa tanah butuh air dan mesin akan berjalan ketitik dimana pot
yang memiliki tanah yang membutuhkan air tersebut. sebelum air diberikan,
mesin akan melihat kondisi air terlebih dahulu, bila air tidak mencapai titik
minimum maka mesin tidak akan berjalan. Setelah tanah sudah cukup basah,
mesin kembali ketitik stand by dan mulai mengecek air dan soil moisture lagi.
Kata kunci : sensor soil moisture, aurduino uno r3, nodemcu
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan teknologi semakin maju dan memberikan banyak kemudahan
dalam penggunaan perangkat ataupun alat-alat yang berhubungan langsung
dengan kebutuhan hidup manusia. Oleh karena itu,tidak kalah pentingnya kita
mengikuti perkembangan dalam bidang teknologi elektronika baik yang bersifat
manual ataupun otomatis. Penyiraman tanaman merupakan suatu kegiatan yang
perlu diperhatikan dalam melakukan pemeliharaan tanaman, dikarenakan tanaman
memerlukan asupan air untuk melakukan fotosintesis dalam memperoleh
kebutuhannya untuk tumbuh dan berkembang.Kandungan air dalam tubuh
tumbuhan sangat bervariasi, yaitu mulai sekitar 90% untuk tanaman muda sampai
kurang dari 10% untuk padi-padian yang menua.Hal tersebut merupakan faktor
penting bagi pertumbuhan tanaman, karena air berpengaruh terhadap kelembaban
tanah. Tanpa air produktivitas suatu tanaman tidak akan maksimal. Pemilik
tanaman atau petani biasanya melakukan penyiraman secara manual dengan
memberikan air sesuai jadwal. Namun cara ini kurang efektif, karena
membutuhkan banyak waktu dan tenaga. Pemilik juga tidak bisa meninggalkan
tanaman dalam kurun waktu yang lama, karena tanaman dapat kekurangan air dan
menyebabkan kematian.
Kelembaban tanah juga salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan
tanaman.Salah satu faktor yang paling penting pada bidang pertanian adalah
kualitas lahan pertanian. Semakin bagus lahan pertanian maka hasil pertanian juga
akan semakin meningkat. Faktor paling penting yang mempengaruhi kualitas
lahan pertanian yaitu kelembaban tanah, kelembaban udara dan suhu udara
merupakan kondisi lingkungan yang dapat berpengaruh besar terhadap
pertumbuhan tanaman. Kehidupan unsur-unsur biologi yang ada terkandung
dalam tanah diantaranya inang, patogen, dan juga mikroorganisme lain yang
bermacam - macam, sangat dipengaruhi oleh faktor kelembaban tanah. Apabila
kelembaban tanah terlalu tinggi, hal ini dapat menggangu kesehatan tanaman.
2
Dengan kemajuan dan perkembangan teknologi sekarang ini penulis dapat
menemukan suatu sistem yang berbasis Intenet of things (IoT) yang berguna
untuk mempermudah dan mengoptimalkan aktivitas petani sehari-hari. Alat ini
dapat memonitoring kelembaban tanah, kelembaban udara dan suhu pada lahan
pertanian untuk mengetahui kualitas tanah yang dibutuhkan oleh petani saat
mengolah lahan mereka. Maka dari itu petani dapat menentukan tindakan untuk
meningkatkan kualitas dan juga kuantitas hasil pertanian dan juga untuk
meminimalisir kemungkinan kerusakan pada hasil pertanian yang disebabkan oleh
lahan pertanian kurang bagus karena tidak dilakukan monitoring secara terus
menerus untuk mengetahui kualitas tanah. Penggunaan alat tersebut dapat
dilakukan secara real time dan dapat di atur waktu monitoring melalui
mikrokontroler. Maka dari itu petani dapat memonitoring secara langsung dan
terjadwal bagaimana kondisi lahan pertanian mereka. Pembuatan alat ini
memanfaatkan Node MCU yang berfungsi sebagai pengendali sekaligus
transfering data ke web yg nantinya akan dimononitoring bisa juga melalui
Android yang digunakan sebagai koneksi untuk pengendali alat penyiram
tanaman tersebut. Pemilihan sistem IoT (internet of things) karena merupakan
sistem open source yang tidak berbayar. Oleh karena itu saya sebagai penulis
ingin membuat “Rancang Bangun Penyiraman dan Monitoring Tanaman
OtomatisBerbasis IoT ( Internet Of Things )”.
1.2. Rumusan Masalah
Perumusan masalah pada laporan ini menitik beratkan pada:
1. Bagaimana merancang penyiraman dan monitoring tanaman otomotis
berbasis IOT ?
2. Bagaimana membuat program agar dapat ditampilkan di web?
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah :
1. Alat ini bekerja dengan mengukur kelembaban tanah dengan menggunakan
sensor soil moisture..
3
2. Alat ini menggunakan sensor limit switch sebagai pengatur posisi motor
untuk kembali ke posisi start.
3. Dalam cara pengiriman data menggunakan komunikasi serial yang akan
dikirim web.
4. Uji coba menggunakan tanaman padi
5. Pada tampilan database/web hanya menampilkan report dari masing-masing
sensor suhu,kelembaban sensor 1,sensor 2, dan sensor 3.
1.4. Tujuan Tugas Akhir
Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah :
1. Merancang alat penyiram dan monitoring tanaman berbasis IoT (internet of
thinks).
2. Mengetahui dan memahami cara kerja Arduino secara umum dan komponen
yang terdapat pada pembuatan tugas akhir ini.
3. Mengetahui dan memahami cara kerja NodeMCU secara umum dan
komponen yang terdapat pada pembuatan tugas akhir ini.
4. Sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Politeknik Negeri Medan
1.5. Manfaat Tugas Akhir
Manfaat dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah:
1. Menjadi innovasi baru dalam membantu pengguna baik itu petani, ibu rumah
tangga dan pengelola taman dalam melakukan penyiraman.
2. Mengontrol penggunnaan air dalam penyiraman tanaman.
3. Menghemat waktu dalam melakukan penyiraman tanaman.
1.6. Sistematika Laporan
Sistematika yang digunakan pada pembuatan laporan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut:
BAB 1: PENDAHULUAN
Uraian tenang latar belakang,batasan masalah,tujuan,manfaat dan
sistematika laporan.
BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA
4
Berisikan perkembangan terkini tentang topik tugas akhir dan teori-teori
serta teknik yang digunakan dalam pembuatan proyek ini. Urain teori ini
juga perlu diketahui secara prinsip untuk mempermudah dalam
pemahaman sistem kerja dari semua rangkaian.
BAB 3 :METODE ALAT
Pada bab ini akan diuraikan langkah-langkah yang dilakukan untuk
merancang,dilengkapi dengan diagram alir,seperti: deskripsi alat,mulai
dari rancangan awal,bahan yang digunakan,langkah pengerjaan sampai
selesai alat tersebut,serta metode pengujian.
BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisikan hasil dari pengujian rangkaian secara blok per blokdan
juga menganalisa sistem secara keseluruhan.
BAB 5 : PENUTUP
Bab ini merupakan laporan yang berisikan kesimpulan yangdidapatkan
dari pembahasan masalah dan saran-saran tentang cara pengoperasiannya
untuk penyempurnaan tugas akhir ini.
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kajian Pustaka
Berdasarkan Tugas Akhir ini yang berjudul“Rancang Bangun Penyiraman
dan Monitoring Tanaman Otomatis Berbasis IoT ( Internet Of Things )”, terdapat
beberapa perancangan dari tugas akhir ini baik dari segi hardware maupun
perancangan software.
Ditinjau dari perancangan tugas akhir sebelumnya, alat sebelumnya dikontrol
secara manual dan alat sekarang dapat dikontrol secara otomatis dan alat ini juga
bisa dimonitoring melalui web. Sehingga kami membuat alat ini bisa decontrol
secara otomatis dan dimonitoring kapan saja.
2.2. Dasar Teori
2.2.1. Arduino UNO R3
Arduino Uno adalah papan mikrokontroler dengan Processor ATmega328P.
Arduino Uno memiliki 14 digital pin input / output (dimana 6 pin dapat digunakan
sebagai output PWM), 6 input analog / ADC (Analog to Digital Converter), kristal
16 MHz,Dilengkapi dengan koneksi USB tipe B, header ICSP dan tombol reset.
Cukup dengan menguhubungkan Kabel USB dengan Komputer atau Adaptor catu
daya 12v si Arduino ini sudah bisa bekerja, untuk pemrograman ArduinoUno
dapat di Program menggunakan Arduino IDE.
Tabel 2. 1 Spesifikasi Arduino UNO
Microcontroller ATmega328P
Operating Voltage 5V
Input Voltage (recommended) 7-12V
Input Voltage (limit) 6-20V
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 Pin 20 Ma
DC Current for 3.3V Pin 50 Ma
6
Flash Memory 32 KB (ATmega328P)
of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328P)
EEPROM 1 KB (ATmega328P)
Clock Speed 16 MHz
Length 68.6 mm
Width 53.4 mm
Weight 25 g
Kelebihan Arduino Uno :
1. Memiliki Polyfuse reset yang akan meng-Cut Off arus dari Port USB jika
arus yang bekerja melebihi 500mA
2. Harga Lebih murah dan Terjangkau
3. Yang versi Arduino Uno R3 DIP IC ATmeganya bisa diganti dengan
ATmega lain yang sudah diisi dengan bootloader. dan ATmeganya bisa
bekerja di Sistem Minumum lain yang compatible.
Kekurangan Arduino Uno :
1. Tidak memiliki pin DAC (digital To Analog Converter seperti Arduino
Due )
2. Ukuran memeori flash 32kb, kalau membuat program yang kompleks
lebih baik memakai arduino Mega.
Gambar 2. 1 Modul Arduino UNO R3
Sumber : https://www.robotistan.com/arduino-uno-r3-clone-with-usb-cable-usb-chip-ch340
7
Gambar 2. 2 Rangkian Arduino UNO R3
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya
eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Untuk sumber daya Eksternal
(non-USB) dapat berasal baik dari adaptor AC-DC atau baterai. Adaptor ini dapat
dihubungkan dengan memasukkan 2.1mm jack DC ke colokan listrik board.
Baterai dapat dimasukkan pada pin header Gnd dan Vin dari konektor daya..
Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai 20 volt. Jika Anda
menggunakan tegangan kurang dari 6 volt mungkin tidak akan stabil. Jika
menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak papan.
Masing-masing dari 14 pin digital Uno dapat digunakan sebagai input atau output,
menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Mereka
beroperasi pada tegangan 5 volt. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi spesial:
Serial: pin 0 (RX) dan 1 (TX) digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan
(TX) data serial TTL. Pin ini terhubung dengan pin ATmega8U2 USB-to-Serial
TTL.
1. Eksternal Interupsi: Pin 2 dan 3 dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt
pada nilai yang rendah (low value), rising atau falling edge, atau perubahan
nilai. Lihat fungsi attach Interrupt untuk rinciannya.
8
2. PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 menyediakan 8-bit PWM dengan fungsi
analogWrite()
3. SPI: pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) mendukung komunikasi
SPI dengan menggunakan perpustakaan SPI
4. LED: pin 13. Built-in LED terhubung ke pin digital 13. LED akan menyala
ketika diberi nilai HIGH
Arduino Uno memiliki 6 input analog, berlabel A0 sampai A5, yang masing-
masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara
default mereka mengukur dari ground sampai 5 volt, perubahan tegangan
maksimal menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Selain itu,
beberapa pin tersebut memiliki spesialisasi fungsi, yaitu TWI: pin A4 atau SDA
dan A5 atau SCL mendukung komunikasi TWI menggunakan perpustakaan Wire.
Ada beberapa pin lainnya yang tertulis di board:
1. AREF. Tegangan referensi untuk input analog. Dapat digunakan dengan
fungsi analogReference().
2. Reset. Gunakan LOW untuk me-reset mikrokontroler. Biasanya digunakan
untuk menambahkan tombol reset.
2.2.2. NodeMCU
NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat opensource. Istilah
NodeMCU secara default sebenarnya mengacu pada firmware yang digunakan
daripada perangkat keras development kit.NodeMCU bisa dianalogikan sebagai
board arduino-nya ESP8266. Dalam seri tutorial ESP8266 embeddednesiapernah
membahas bagaimana memprogram ESP8266 sedikit merepotkan karena
diperlukan beberapa teknik wiring serta tambahan modul USB ke serial untuk
mengunduh program. Namun NodeMCU telah mengemas ESP8266 ke dalam
sebuah board yang kompak dengan berbagai fitur layaknya mikrokontroler +
kapabilitas akses terhadap Wifi juga chip komunikasi USB to serial. Sehingga
untuk memprogramnya hanya diperlukan ekstensi kabel data USB persis yang
digunakan sebagai kabel data dankabel charging smartphone Android.
9
Gambar 2. 3 Modul NodeMCU
Sumber : https://www.marginallyclever.com/product/nodemcu-lua-wifi-v3-development-board-
esp8266/
Gambar 2. 4 Rangkaian NodeMCU
Tabel 2. 2 Spesifikasi NodeMCU
SPESIFIKASI NODEMCU V3
Mikrokontroller ESP8266
Ukuran Board 57 mmx 30 mm
Tegangan Input 13 PIN
GPIO 13 PIN
Kanal PWM 10 Kanal
10
10 bit ADC Pin 1 Pin
Flash Memory 4 MB
Clock Speed 40/26/24 MHz
WiFi IEEE 802.11 b/g/n
Frekuensi 2.4 GHz – 22.5 Ghz
USB Port Micro USB
Card Reader Tidak Ada
USB to Serial Converter
CH340G
2.2.3. Soil Moisture
Soil moisture sensor adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi
kelembaban dalam tanah. Sensor ini membantu memantau kadar air atau
kelembaban tanah pada tanaman. Sensor ini terdiri dari dua probe untuk
melewatkan arus melalui tanah,kemudian membaca resistansinya untuk
mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Cara penggunaan modul ini cukup mudah,
yakni dengan memasukkan sensor ke dalam tanah dan setting potensiometer untuk
mengatur sensitifitas dari sensor. Sensor ini mampu mendeteksi langsung nilai
kelembaban tanah yang menunjukkan banyaknya kadar air di dalam tanah dengan
memadukannya dengan mikrokontroller.
Spesifikasi dari sensor ini adalah :
1. Comparator menggunakan LM393
2. Hanya menggunakan 2 plat kecil sebagai sensor
3. Supply Tegangan 3.3-5 VDC
4. Digital output D0 dapat secara langsung dikoneksikan dengan MCU
dengan mudah.
Prinsip kerja sensor ini yaitu dengan mengalirkan arus pada dua probe maka
resistansi yang terbaca berbanding lurus dengan jumlah kelembaban yang
terdeteksi. Makin banyak cairan maka lebih mudah mengalirkan listrik dengan
kata lain resistansinya kecil. Sebaliknya jika resistansinya besar maka listrik yang
mengalir akan kecil yang kita asumsikan tanah tersebut makin kering.
11
Gambar 2. 5 Soil Moisture
Sumber : https://geekelectronics.io/shop/soil-moisture-sensor-module/
Gambar 2. 6 Rangkaian Soil Moisture
2.2.4. Driver Motor
Driver motor merupakan bagian yang berfungsi untuk menggerakkan Motor
DC dimana perubahan arah motor DC tersebut bergantung dari nilai tegangan
yang diinputkan pada input dari driver itu sendiri. Driver motor berfungsi sebagai
piranti yang bertugas untuk menjalankan motor baik mengatur arah putaran motor
maupun kecepatan putar motor.
2.2.4.1. Motor Driver L293N
Driver motor L298N merupakan driver motor yang paling populer digunakan
untuk mengontrol kecepatan dan arah pergerakan motor.Kelebihan dari driver
motor L298N ini adalah cukup presisi dalam mengontrol motor. Selain itu,
kelebihan driver motor L298N adalah mudah untuk dikontrol.Untuk mengontrol
driver L298N ini dibutuhkan 6 buah pin mikrokontroler.Dua buah untuk pin
12
Enable satu buah untuk motor pertama dan satu buah yang lain untuk motor
kedua. Karena driver L298N ini dapat mengontrol dua buah motor DC.
Gambar 2. 7 L298N
Sumber : https://id.pinterest.com/pin/771452611145072629/
Gambar 2. 8 Rangkaian L298N
Spesifikasi :
1. Tipe : Dual H-Bridge
2. IC Driver : L298N
3. Logic voltage : 5V DC
4. Drive voltage : 5-35V DC
5. Logical current : 0mA-36mA
6. Driving current : 2A (MAX single bridge)
7. Temperatur : -20 C – 135 C
8. Power maksimum: 25W
13
9. Berat : 30g
10. Ukuran : 43 x 43 x 27mm
2.2.4.2. Driver Motor ULN2003
ULN2003 Stepper Motor Driver Module merupakan sebuah modul driver
untuk motor stepper dengan IC ULN2003. IC ULN 2003 merupakan IC penguat
arus yang didalamnya menggunakan konfigurasi transistor darlington.Transistor
darlington merupakan 2 buah transistor yang dirangkai dengan konfigurasi khusus
untuk mendapatkan penguatan ganda sehingga dapat menghasilkan penguatan
arusyang besar. Fungsi IC ULN 2003 adalah sebagai driver untuk mencatu daya
pada relay, karena keluaran dari mikrokontroler tidak dapat mencatu daya yang
terdapat pada relay secara langsung. Di dalam IC ini terdapat transistor darlington.
Gambar 2. 9 ULN2003 Sumber : https://e-radionica.com/en/driver-for-stepper-motor-uln2003.html
Gambar 2. 10 Rangkaian ULN2003
14
Spesifikasi:
Onboard ULN2003A motor driver chip
Semua koneksi sudah memiliki pin utk mempermudah koneksi
5-pin 5-12V power supply
Dilengkapi jumper On/Off
Lampu Indikator Step/Phase
Soket XH-5P onboard dapat disambung langsung ke Stepper Motor Model
28BYJ-48
Ukuran 31x35mm
2.2.5. Power Supply
Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan catu daya adalah suatu
alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun
elektronika lainnya. Pada dasarnya power supply atau catu daya ini memerlukan
sumber energi listrik yang kemudian mengubahnya menjadi energi listrik yang
dibutuhkan oleh perangkat elektronika lainnya.
2.2.5.1. Klasifikasi Umum Power Supply
Pada umumnya Power Supply dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok
besar, yakni berdasarkan fungsinya, berdasarkan bentuk mekanikalnya dan juga
berdasarkan metode konversinya. Berikut ini merupakan penjelasan singkat
mengenai ketiga kelompok tersebut :
1. Power Supply Berdasarkan Fungsi (Functional)
a. Regulated Power Supply adalah power supply yang dapat menjaga
kestabilan tegangan dan arus listrik meskipun terdapat perubahaan atau
variasi pada beban atau sumber listrik (Tegangan dan Arus Input).
b. Unregulated Power Supply adalah powersSupply tegangan ataupun arus
listriknya dapat berubah ketika beban berubah atau sumber listriknya
mengalami perubahan.
c. Adjustable Power Supply adalah power supply yang tegangan atau arusnya
dapat diatur sesuai kebutuhan dengan menggunakan Knob Mekanik.
15
Terdapat 2 jenis Adjustable Power Supply yaitu Regulated Adjustable
Power Supply dan Unregulated Adjustable Power Supply.
2. Power Supply Berdasarkan Bentuknya
Untuk peralatan elektronika seperti televisi, monitor komputer, komputer
desktop maupun DVD player, power supply biasanya ditempatkan di dalam atau
menyatu ke dalam perangkat-perangkat tersebut sehingga kita sebagai konsumen
tidak dapat melihatnya secara langsung. Jadi hanya sebuah kabel listrik yang
dapat kita lihat dari luar. power supply ini disebut dengan power supply internal
(built in). Namun ada juga power supply yang berdiri sendiri (stand alone) dan
berada diluar perangkat elektronika yang kita gunakan seperti carger handphone
dan adaptor laptop. Ada juga power supply stand alone yang bentuknya besar dan
dapat disetel tegangannya sesuai dengan kebutuhan kita.
3.Power Supply Berdasarkan Metode Konversinya
Berdasarkan Metode Konversinya, power supply dapat dibedakan menjadi
power supply linier yang mengkonversi tegangan listrik secara langsung dari
inputnya dan power supply switching yang harus mengkonversi tegangan input ke
pulsa AC atau DC terlebih dahulu.
2.2.5.2 Jenis-Jenis Power Supply
1. Power Supply AT
Jenis power supply yang pertama adalah power supply AT. AT (Advance
Technology). Power supply AT ini sendiri adalah power supply yang memang
khusus dibuat untuk penggunaan motherboard jenis AT.Karena merupakan salah
satu power supply dengan teknologi lama, dan hanya mampu mengeluarkan daya
sebesar 250 watt saja, dan penggunaan motherboard AT yang sudah tidak
digunakan lagi, maka otomatis, penggunaan power supply AT ini sudah tidak
digunakan lagi sebagai power supply standar komputer.
2. Power Supply ATX
Jenis dari power supply berikutnya adalah power supply ATX. ATX sendiri
merupakan kependekan dari Advanced Technology eXtended. ATX ini
merupakan motherboard pengembangan dari motherboard AT, dan tentu saja
16
penggunaan motherboard ATX ini juga mempengaruhi perkembangan power
supplynya, menjadi power supply ATX.Power supply ATX ini masih banyak
digunakan, mengingat masih banyak komputer dengan processor AMD yang
beredar di pasaran masih menggunakan motherboard berjenis ATX.
3. Power Supply BTX
Jenis power supply yang terakhir merupakan jenis power supply yang
menjadi standar power supply pada komputer – komputer dan juga PC modern
saat ini. Power supply BTX merupakan jenis power supply yang banyak
digunakan pada komputer yang menggunakan processor atau CPU Dual Core,
Core2 Duo, Intel i3, i5, dan juga i7, dan juga berbagai macam CPU AMD
keluaran terbaru. Apabila anda akan membangun sebuah komputer yang
menggunakan salah satu jenis processor diatas, maka power supply BTX adalah
pilihan yang tepat. BTX sendiri mengacu pada motherboard dengan jenis yang
sama, yaitu BTX, yang memiliki kepanjangan Balanced Technology eXtended.
Power supply BTX merupakan jenis power supply yang saat ini banyak dijual di
pasaran, dan juga umum digunakan, salah satunya karena kapasitas daya listriknya
yang bervariasi, mulai dari yagn rendah hingga yang besar, sehingga hampir
cocok dengan semua jenis processor dan juga CPU yang saat ini banyak beredar.
Gambar 2. 11 Power Supply 12 V 3 A
Sumber : https://www.railwayscenics.com/regulated-switching-power-supply-12v-amp-36-watt-p-
2462.html
17
Gambar 2. 12 Rangkaian Power Supply
Spesifikasi :
Power Supply Switching 12V 3A
Sumber tegangan input : 86-240 V AC
Tegangan Output : 12V DC
Daya maksimal : 3A (36W)
Dimensi : P 8,5 x L 5,8 x T 3,4 (CM)
2.2.6. Water Pump DC
Water pump atau pompa air adalah mesin atau peralatan mekanis yang
digunakan untuk menaikkan cairan dari dataran rendah ke dataran tinggi atau
untuk mengalirkan cairan dari daerah bertekanan rendah ke daerah yang
bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju aliran pada suatu sistem jaringan
perpipaan.Water pump DC adalah motor pompa air yang berukuran kecil. Pompa
air mini ini bisa digunakan untuk aquarium, kolam ikan, hidroponik, robotika atau
proyek dalam pembuatan aolikasi yang berbasis mikrokontroler. Water pump
menggunakan motor DC Brusshless dan bekerja dengan tegangan DC 12V.
Kelebihan water pump mini ini adalah tidak berisik dalam penggunaannya dan
aman ketika bekerja didalam air.
18
Gambar 2. 13 Water Pump DC 12 V
Sumber :https://tokokomputer007.com/mini-water-pump-pompa-air-mini-dengan-banyak-fungsi/
Spesifikasi :
Dimensi 92 x 46 x 35 mm
Lainnya Tegangan kerja: DC 6-12V
Nilai saat ini: 0,5-0,7A
Max.flow: 700ML / 30S
Maks. hisap: 2m
Head: hingga 3m
Input / output diameter tabung: luar 8mm, dalam 4.8mm
Umur: hingga 2500H
Suhu air: hingga 80
Pompa air ini cocok untuk project controller / arduino karena :
a. Desain Kecil dan Praktis
Pompa air ini termasuk dalam kategori pompa air fleksibel karena memiliki
desain yang cukup kecil yakni berukuran sekitar 92 x 46 x 35 mm serta jugaproses
Gambar 2. 14 Rangkaian Water Pump
19
pemasangan yang juga cukup mudah dan praktis sehingga anda tidak perlu
memancing hisapan awal pompa ini dengan menggunakan air.
Hemat Daya
Pompa air ini memang tidak membutuhkan daya listrik yang cukup besar,
tercatat pompa air mini 12 Vini hanya membutuhkan daya listrik sekitar 12 volt
ketika bekerja dan 6 volt ketika tidak digunakan dan juga hanya membutuhkan
sekitar 0,5 hingga 0,7 ampere ketika pompa air sedang bekerja dan bilamana
pompa air ini tidak bekerja hanya membutuhkan daya sekitar 0,18 ampere.
Satu Pompa Untuk Beragam Kebutuhan
Pompa air mini ini memang memiliki fungsi yang cukup banyak. Anda
dapat menggunakan pompa ini sebagai pompa air rumah tangga, pompa air untuk
akuarium, pompa untuk pancuran kolam, pompa air untuk teras atau taman, dan
juga untuk kebutuhan yang menggunakan pompa air lainnya.
2.2.7. Floating Switch
Sensor air atau floating sensor adalah saklar pelampung air untuk
mendeteksi jika air dalam suatu wadah / tangki / bak sudah mencapai ketinggian
pada titik tertentu (sesuai dengan posisi saklar ini). Prinsip kerja saklar ini adalah
menggunakan reed switches (saklar lidi) didalam batang dan magnet didalam
pelampung yang berada disekeliling batang.
Gambar 2. 15 Floating Switch
Sumber :https://www.aliexpress.com/w/wholesale-aquarium-float-switch.html?switch_new_app=y
20
Gambar 2. 16 Rangakain Floating Switch
Spesifikasi:
1. Kontak: Pelampung posisi dekat derat = MATI, Pelampung posisi paling
ujung = ON
2. Gunakan dengan hidroponik, tangki air asin, tangki air tawar,
berkebun,akuarium untuk kontrol kepala daya, mangkuk hewan peliharaan,
tangki ikan, filtrasi,pemanasan, atau apa pun proyek Anda mungkin Tidak
mengandung merkuri
3. Kapasitas kontak: 10W
4. Resistansi isolasi:> 10
5. Suhu Operasional: hingga 60C
6. Tekanan kerja: 0,6MPA
7. Ganti bahan: PP
8. Ukuran: 18mm x 36mm
9. Panjang Kabel: 37cm
10. Warna putih
2.2.8. Sensor DHT22
DHT-22 juga disebut sebagai AM2302 adalah kelembaban dan suhu relatif
sensor digital output. DHT22 adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu
dan kelembaban udara di sekitarnya. DHT22 termasuk sensor yang memiliki
kualitas terbaik, dinilai dari respon, pembacaan data yang cepat, dan kemampuan
anti-interference. Ukurannya yang kecil, dan dengan transmisi sinyal hingga 20
21
meter, membuat produk ini cocok digunakan untuk banyak aplikasi-aplikasi
pengukuran suhu dan kelembaban.
Gambar 2. 17 Sensor DHT22
Sumber : https://www.espruino.com/DHT22
Gambar 2. 18 Rangkaian Sensor DHT22
Spesifikasinya
1. Jenis : AM2302.
2. Kelembaban relatif dan pengukuran suhu.
3. Ukuran kecil, konsumsi daya yang rendah.
4. Sinyal transmisi jarak hingga 20 meter.
5. Resolusi akurasi : 0,1.
6. Kisaran kelembaban :0-100% RH.
7. Kisaran suhu : -40 s/d 80 ºC.
8. Presisi pengukuran kelembaban : ± 2% RH.
9. Presisi pengukuran temperature : ± 0,5 ºC.
10. Tidak ada komponen tambahan.
11. Ukuran : 2,5 x 1 x 0,8 cm.
22
1. Berat : 2 g.
2. Daya input : 3.3-6V Input
2.2.9. Motor Stepper
Motor Stepper adalah perangkat elektromekanis yang mengkonversi daya
listrik menjadi energi mekanik.Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa
yang diberikan kepada motor. Karena itu,untuk menggerakkan motor stepper
diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa
periodik.Motor stepper menggunakan teori operasi magnet untuk membuat poros
motor memutar jarak dengan tepat ketika pulsa listrik disediakan. Stator memiliki
delapan kutub dan rotor memiliki enam kutub. Rotor akan membutuhkan 24 pulsa
listrik untuk memindahkan 24 langkah untuk membuat satu revolusi yang
lengkap. Cara lain untuk mengatakan ini adalah bahwa rotor akan bergerak
tepatnya 15 ° untuk setiap pulsa listrik yang diterima oleh motor.Motor Stepper
dibentuk oleh kumparan dan magnet dan menggabungkan poros yang bergerak
ketika energi digunakan. Perbedaan antara Motor Stepper dan Motor DC adalah
cara porosnya bergerak. Rotor bergerak dengan menerapkan energi ke kumparan
yang berbeda sesuai urutan yang telah ditentukan. Motor stepper juga dapat
menahan posisi mereka dan menolak rotasi. Penggunaan motor stepper memiliki
beberapa keunggulan dibandingkan dengan penggunaan motor DC biasa.
Gambar 2. 19 Motor Stepper 12V DC
Sumber : https://www.itead.cc/28byj-48-high-quality-stepper-motor-12v.html
23
Gambar 2. 20 Rangkaian Motor Stepper 12V Spesifikasi:
1. Vsuplai : DC 12V
2. Arus : 1A
3. Pulse per rotasi : 4096 P/R atau 0,0878 deg / pulse
4. Wire : 5 wire
5. Torsi : 300 gr.cm
6. Dimensi body : panjang 2 cm x diameter 2,75 cm
7. Dimensi shaft : panjang 8 mm x diameter 5 mm
8. Berat : 10 gram
Keunggulannya antara lain adalah :
1. Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih mudah
diatur.
2. Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulaibergerak.
3. Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi. Memiliki
respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik (perputaran).
4. Murah dan banyak dijumpai dipasaran dapat menghasilkan perputaran yang
lambat sehingga beban dapat dikopel langsung ke porosnya.
2.2.9.1. Jenis-Jenis Motor Stepper
Berdasarkan struktur rotor dan stator pada motor stepper, maka motor stepper
dapat dikategorikan dalam 3 jenis sebagai berikut :
1.Motor Stepper Variable Reluctance (VR)
24
Motor stepper jenis ini telah lama ada dan merupakan jenis motor yang
secara struktural paling mudah untuk dipahami. Motor ini terdiri atas sebuah rotor
besi lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator. Ketika lilitan stator
diberi energi dengan arus DC, kutub-kutubnya menjadi termagnetasi. Perputaran
terjadi ketika gigi-gigi rotor tertarik oleh kutub-kutub stator. Berikut ini adalah
penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance (VR):
Gambar 2. 21Motor Stepper Tipe Variable Reluctance (VR)
Sumber : http://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-tipe-variable-reluctance-vr/
2.Motor Stepper Permanent Magnet (PM)
Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng bundar
(tin can) yang terdiri atas lapisan magnet permanen yang diselang-seling dengan
kutub yang berlawanan. Dengan adanya magnet permanen, maka intensitas fluks
magnet dalam motor ini akan meningkat sehingga dapat menghasilkan torsi yang
lebih besar. Motor jenis ini biasanya memiliki resolusi langkah (step) yang rendah
yaitu antara 7,50 hingga 150 per langkah atau 48 hingga 24 langkah setiap
putarannya. Berikut ini adalah ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe
permanent magnet :
25
Gambar 2. 22Motor Stepper Tipe Permanent Magnet (PM)
Sumber : https://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-tipe-permanent-magnet-pm/
3.Motor Stepper Hybrid (HB)
Motor stepper tipe hibrid memiliki struktur yang merupakan kombinasi dari
kedua tipe motor stepper sebelumnya. Motor stepper tipe hibrid memiliki gigi-gigi
seperti pada motor tipe VR dan juga memiliki magnet permanen yang tersusun
secara aksial pada batang porosnya seperti motor tipe PM. Motor tipe ini paling
banyak digunkan dalam berbagai aplikasi karena kinerja lebih baik. Motor tipe
hibrid dapat menghasilkan resolusi langkah yang tinggi yaitu antara 3,60 hingga
0,90 per langkah atau 100-400 langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah
penampang melintang dari motor stepper tipe hibrid :
Gambar 2. 23Motor Stepper Tipe Hibrid
Sumber :http://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-tipe-variable-hibrid-vr/
26
Berdasarkan metode perancangan rangkain pengendalinya, motor stepper
dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu motor stepper unipolar dan motor stepper
bipolar.
1. Motor Stepper Unipolar
Rangkaian pengendali motor stepper unipolar lebih mudah dirancang karena
hanya memerlukan satu switch / transistor setiap lilitannya. Untuk menjalankan
dan menghentikan motor ini cukup dengan menerapkan pulsa digital yang hanya
terdiri atas tegangan positif dan nol (ground) pada salah satu terminal lilitan
(wound) motor sementara terminal lainnya dicatu dengan tegangan positif konstan
(VM) pada bagian tengah (center tap) dari lilitan seperti pada gambar berikut.
Gambar 2. 24 Motorstepper dengan lilitan unipolar
Sumber :http://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-dengan-lilitan-unipolar/
2. Motor Stepper Bipolar
Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa yang
berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Jadi pada setiap terminal
lilitan (A & B) harus dihubungkan dengan sinyal yang mengayun dari positif ke
negatif dan sebaliknya. Karena itu dibutuhkan rangkaian pengendali yang agak
lebih kompleks daripada rangkaian pengendali untuk motor unipolar. Motor
stepper bipolar memiliki keunggulan dibandingkan dengan motor stepper unipolar
dalam hal torsi yang lebih besar untuk ukuran yang sama.
27
Gambar 2. 25Motor Stepper Dengan Lilitan Bipolar
Sumber : http://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-dengan-lilitan-bipolar/
2.2.10. Limit Switch
Limit switch (saklar pembatas) adalah saklar atau perangkat elektromekanis
yang mempunyai tuas aktuator sebagai pengubah posisi kontak terminal (dari
Normally Open/ NO ke Close atau sebaliknya dari Normally Close/NC ke
Open). Posisi kontak akan berubah ketika tuas aktuator tersebut terdorong atau
tertekan oleh suatu objek. Sama halnya dengan saklar pada umumnya, limit
switch juga hanya mempunyai 2 kondisi, yaitu menghubungkan atau memutuskan
aliran arus listrik. Dengan kata lain hanya mempunyai kondisi ON atau Off.
Gambar 2. 26 Limit Switch
Sumber: https://www.robotshop.com/en/micro-contact-limit-switch.html
28
Spesifikasi
1. Dimensions: 0.79 in x 0.59 in x 0.24 in (2.0 cm x 1.5 cm x 0.6 cm)
2. Weight: 0.95 oz
3. Current: 0.5A
4. Voltage: 125V / 250V
5. Plastic
6. Color: Black
Gambar 2. 27 Rangkaian Limit Switch
29
BAB 3
METODE
3.1. Spesifikasi Alat
Hal pertama yang dilakukan dalam merancang suatu alat adalah menentukan
spesifikasi awal alat yang akan dibuat. Spesifikasi ini adalah uraian rinci dari alat
yang akan dibuat yang bertujuan untuk menjabarkan sifat hasil produk terutama
kualitasnya. Adapun spesifiksi yang ditentukan adalah seperti berikut :
Tabel 3. 1 Spesifikasi alat
No Parameter Keterangan Satuan
1. Dimensi
Panjang 44 cm
Lebar 23 cm
Tinggi 42 cm
2. Pengolahan Data
Aurduino UNO R3
1 buah
NodeMCU 1 buah
3. Sensor
Soil Moisture 3 buah
DHT22 1 buah
Floating 1 buah
4. Sumber
Tegangan Power Supply 1 buah
5. Output Water Pump 1 buah
3.2. Perancangan Diagram Blok
Dalam perancangan suatu sistem, terlebih dahulu direncanakan dengan
membuat diagram blok. Diagram blok merupakan pernyataan hubungan yang
berurutan dari satu atau lebih komponen yang memiliki satu kesatuan dimana
setiap blok komponen mempengaruhi komponen lainnya. Diagram blok memiliki
arti khusus dengan memberikan keterangan didalamnya. Untuk setiap blok
dihubungkan dengan satu garis yang menunjukkan arah kerja dari setiap blok
yang bersangkutan.
30
Pada diagram blok sistem terdapat beberapa blok, yaitu blok masukan (input),
blok pengendali (process), dan blok keluaran (output). Diagram blok secara
keseluruhan seperti terlihat pada gambar 3.1.
Gambar 3. 1 Blok Diagram Sistem
Keterangan Diagram Blok
1. DHT22
DHT22 merupakan komponen input sistem. Berfungsi mengukur suhu dan
kelembaban udara di sekitarnya. Sensor yang memiliki kualitas terbaik, dinilai
dari respon, pembacaan data yang cepat, dan kemampuan anti-interference.
2. Soil Moisture
31
Soil Moisture merupakan komponen input. Berfungsi untuk mendeteksi
tingkat kelembaban tanah dan juga dapat digunakan untuk menentukan apakah
ada kandungan air di tanah/ sekitar sensor.
3. Floating Switch
Float switch adalah sebuah unit saklar diskret yang berfungsi untuk
mengontrol level permukaan cairan di sebuah wadah penampungan.
4. Limit Switch
Berfungsi sebagai pengatur titik offset/awal posisi motor yang nantinya akan
berada ditengah – tengan poros pipa.
5. Hotspot
Merupakan komponen input. Berfungsi sebagai pembagi jaringan wireless atau
wifi ke NodeMCU agar dapat terhubung ke web.
6. Power Supply
Merupakan komponen input. Berfungsi sebagai supply tegangan 12 volt DC
yang nantinya akan disalurkan ke beberapa komponen.
7. Buck Converter
Merupakankomponeninput. Berfungsi sebagai penurun tegangan 12 volt DC
menjadi tegangan 5 volt DC.
8. Arduino UNO R3
Arduino UNO R3 merupakan pusat kontrol dari semua proses kerja sistem.
Berfungsi untuk mempercepat dan mempermudah dalam pembuatan system
control, baik bersifat automasi maupun instrumentasi.
9. NodeMCU
NodeMCU berfungsi sebagai perangkat tambahan mikrokontroler
seperti Arduino agar dapat terhubung langsung dengan wifi dan membuat koneksi
TCP/IP.
10. Web
Merupakan output yang berfungsi memonitoring dan menampilkan informasi
data teks dari beberapa sensor secara dinamis yang nantinya akan terupdate
selama 10 detik sekali.
11. Driver ULN2003
32
Driver ULN2003 berfungsi sebagai driver untuk mencatu daya pada relay,
karena keluaran dari mikrokontroler tidak dapat mencatu daya yang terdapat pada
relay secara langsung.
12. Driver L298N
Driver L298N berfungsi untuk mengontrol kecepatan serta arah perputaran
motor DC dan merupakan sebuah IC tipe H-bridge yang mampu mengendalikan
beban-beban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor stepper.
13. Motor stepper
Motor stepper berfungsi mengubah pulsa listrik yang diberikan menjadi
gerakan motor discret (terputus) yang disebut step (langkah).
14. Water Pump
Water pump merupakan komponen output. Berfungsi sebagai pengairan
pompa untuk pancuran kolam, pompa air untuk taman, dan kebutuhan lainnya
yang memerlukan pompa air skala kecil.
3.3. Perangkat Keras
Beberapa perangkat keras yang digunakan dalam pembuatan sistem:
a. Laptop
b. Komponen-komponen elektronika
c. Peralatan kerja elektronika
d. Multimeter
e. Akrylik
f. Box plastik
g. Spacer besi
h. Lem Altiko
i. Lem Silicone
3.4. Perangkat Lunak
Beberapa software yang digunakan dalam pembuatan sistem:
a. Arduino IDE (Integrated Developtment Enviroenment)
Arduino menggunakan bahasa pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa
C, yaitu Sketch. Arduino IDE dilengkaPi dengan library C/C++ yang biasa
33
disebut Wiring yang membuat operasi input dan output menjadi lebih mudah.
Pada pembuatan tugas akhir ini, menggunakan Bahasa C sebagai bahasa
pemograman Arduino.
b. Easy EDA
Electronic design automation (EDA) adalah kategori software tools untuk
merancang sistem elektonik seperti IC dan PCB. EasyEDA adalah
perangkat EDA berbasis web yang memungkinkan teknisi hardware untuk
merancang, mensimulasikan berbagai publik pribadi dan mendiskusikan
skema simulasi dan PCB. Pada tugas akhir ini, EasyEDA digunakan untuk
membuat skematik rangkaian komponen.
3.5. Perancangan Hardware
Setelah membuat diagram blok dan mengetahui fungsi serta komponen apa
saja yang dibutuhkan, maka tahap selanjutnya adalah perancangan hardware
sistem. Dalam perancangan hardware, dilakukan beberapa proses, diantaranya
perancangan rangkaian masing-masing komponen, dan pengkabelan (wiring).
Gambar 3. 2 Skematik Utama Sistem
34
Skematik utama terdiri dari:
1. Skematik Pinout Arduino Uno R3
2. Skematik Pinout NodeMCU
3. Skematik Power Supply Manajemen
4. Skematik Pinout Dht22
5. Skematik Pinout Soil Moisture
6. Skematik Pinout Driver Motor ULN2003
7. Skematik Pinout Driver Motor L298N
8. Skematik Pinout Water Pump
9. Skematik Pinout Limit Switch
3.6 Perancangan dan Pembuatan Software
Pada rancangan ini akan dibutuhkan sebuah software untuk memprogram
mikrikontroller. Tampilan yang nantinya digunakan ialah WEB. Sebelum
perancangan software, lakukan pembuatan flowchart atau diagram alir supaya
sistem berjalan dengan baik.
3.6.1. Flowchart Sistem
Prinsip kerja sistem dapat diwakili dengan diagram alir program atau flowchart
dibawah ini:
35
Gambar 3. 3 Flowchart Sistem
Pada saat mesin dihidupkan, mesin akan menuju titik stand by dengan menuju
ketitik limit switch terlebih dahulu. di mode stand by barulah sensor akan bekerja,
pertama sekali mesin akan mengecek kondisi air apakah sudah terisi atau masih
kosong jika masih kosong mesin tidak akan berjalan. ketika sudah terdapat air,
sensor soil moisture mulai mengecek kondisi tanah. Jika kelembaban tanah
tersebut kurang dari nilai minimum basah maka itu menandakan bahwa tanah
butuh air dan mesin akan berjalan ketitik dimana pot yang memiliki tanah yang
36
membutuhkan air tersebut. Sebelum air diberikan, mesin akan melihat kondisi air
terlebih dahulu, bila air tidak mencapai titik minimum maka mesin tidak akan
berjalan .Setelah tanah sudah cukup basah, mesin kembali ketitik stand by dan
mulai mengecek air dan soil moisture lagi.
37
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan
sistem yang dibuat program pengujian ditampilkan ke sistem tersebut. Serta
pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui apakah sudah dapat berkerja atau
berfungsi dengan baik sebagaimana yang diinginkan. Dari pengujian akan
didapatkan data-data dan bukti-bukti bahwa sistem yang telah dibuat dapat
bekerja dengan baik.
1. Pengujian Power Supply
2. Pengujian dan Analisa Tampilan Web
3. Pengujian Program
4.1. Pengujian Power Supply
Pengujian power supply dilakukan untuk mengetahui berapa teganganlistrik
dc yang dihasilkan power supply sebagai sumber tegangan untuksemua komponen
yang terpasang pada alat ini, dari hasil pengujian didapattegangan sebesar 12,32v
seperti terlihat pada gambar 4.1 yang nantinya dapat mensuplai sebagian modul
seperti driver water pump l298n,driver uln2003 dan water pump setelah itu
tegangan diturunkan melalui buck converter dan akan diturunkan lagi
tegangannya yang semula 12,32v menjadi 5,1v setelah tegangan diturunkan lalu
sudah bisa untuk mensuplai ke komponen arduino,nodemcu,dht22,soil moisture
dan limit switch.
38
Gambar 4.1Pengujian Power Supply
4.2. Pengujian Sensor suhu dan Soil Moisture
Hasil dan Pembahasan Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini yaitu
dilakukan beberapa tahapan pengujian yaitu :
a) Pengujian Struktural Pengujian struktural dimaksudkan untuk menguji dan
mengetahui apakah jalur-jalur rangkaian sudah sesuai dan benar dalam
konstruksi serta pemasangan.Pengujian yang dilakukan dengan menggunakan
uji koneksi menggunakan multimeter digital. Dimana tabel hasil pengujian
struktural dapat dilihat pada table 2.
Tabel 4. 1Pengujian Konektivitas
KOMPONEN PIN KONEKSI KETERANGAN
ARDUINO
SOIL MOISTURE 1 PIN A1 TERKONEKSI
SOIL MOISTURE 2 PIN A2 TERKONEKSI
SOIL MOISTURE 3 PIN A3 TERKONEKSI
b) Pengujian Fungsional yang berfungsi untuk menguji apakah sistem hardware
dan software telah bekerja sesuai dengan yang diharapkan, dari pengujian ini
dilakukan terhadap kinerja hardware apakah telah sinkron terhadap algoritma
yang dimasukkan kedalam arduino uno R3. Pengujian ini digambarkan
sebagai berikut :
1. Sebelum melakukan pengujian sistem, dilakukan pemasangan sensor
dan pipa penyiram, seperti pada gambar berikut ini :
39
2. Pengujian Sensor dan aktivasi penyiraman Pada tahapan ini dilaAkukan
beberapa kali pengujian dengan sampel tanah berbeda tingkat kadar
airnya.
Tabel 4. 2Uji Sensor Dan Aktifasi Penyiraman.
KELEMBABAN AREA
SEKITAR
78.80%
SUHU SEKITAR 29.60 C
SENSOR SOIL MOISTURE 1 >= 450 = KERING WATER PUMP MENYALA
<=450 = LEMBAB WATER PUMP MATI
SENSOR SOIL MOISTURE 2 >= 400 = KERING WATER PUMPM ENYALA
<= 400 = LEMBAB WATERPUMP MATI
Gambar 4. 2 Pemasangan Sensor Kelembaban Tanah.
Gambar 4. 3 Instalasi Pipa Penyiraman Air
40
SENSOR SOIL MOISTURE 3 >= 457 = KERING WATER PUMP MENYALA
<=457 = LEMBAB WATER PUMP MATI
4.3. Pengujian Tampilan Web
Gambar 4. 4 Tampilan Web
Berikut adalah gambar tampilan wab yang sudah bisamenampilklan data yang
diupload dari NodeMCU, web ini dapat diakses dimanapun asalkan kita harus
tehubung kejaringan internet.
4.4. Pengujian Program
4.4.1. Program Library Blynk pada Arduino
Gambar 4. 5 Program Library pada Arduino
Program diatas merupakan program yang berfungsi untuk mendaftarkan library
yang dipakai dalam perancangan alat,seperti DHT22 dan Softwareserial.h.
4.4.2. Program InisialisasiPin Komponen
Inisialisasi pin motor stepper,sensor limit switch dan sensor dht22.
41
Untuk pin Motor stepper terletak di pin 8,9,10,dan11. Untuk pin Limit Switch
terletak di pin 13, untuk pin dht22 terletak pada pin 12.
Gambar 4. 6 Program Inisialisasi Komponen
42
4.4.3. Program Inisialisasi Input/Output(I/O)
Program diatas merupakan program untuk menginisialisasi masing masing
komponen sebagai input maupun output serta kondisi awal komponen di dalam
perancangan. Proses inisialisasi input/output diletakkan dalam satu perintah
khusus yaitu void setup(). Program diatas menentukan kondisi awal masing
masing komponen.Untuk perintah digitalWrite,harus ditentukan kondisi awalnya
apakah HIGH atau LOW.
Gambar 4. 7 Program Inisialisasi Input/Output (I/O)
43
4.4.4. Program untuk Kondisi Berulang(Looping)
Program diatas merupakan programyang menyimpan nilai suhu dan nilai sensor
soil moisture. Yangnantinya keseluruhan data tersebut akan dikirimkan melalui
Arduino ke NodeMCU lalu diupload ke Web.
Gambar 4. 8 Program Looping Sensor Suhu dan Tanah
44
BAB 5
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Setelah dilakukan pengujian sistem secara keseluruhan, maka dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut:
1. Untuk menghubungkan Arduino ke NodeMCU kita harus menggunakan
komunikasi serial agar dapat terhubung ke web.
2. Semua sistem akan berjalan apabila sensor Floating Switch sudah
mendeteksi adanya air yang diletakkan diwadah air.
3. SensorSoil Moisture digunakan untuk mendeteksi kelembaban dan
kekeringan tanah yang nantinya dapat menggerakan motor ketanaman lalu
memulai penyiraman, apabila tanah yang kering sudah mendapatkan
konsumsi air yang cukup maka secara otomatis motor akan kembali ke
titik 0 yang sudah diset diprogram.
4. Selama alat terhubung ke jaringan internet, maka kita bisa memonitoring
alat ini.
5.2. Saran
Untuk pengembangan selanjutnya dari alat ini, penulis memberikan
beberapa saran antara lain:
1. Sebaiknya ditambahkanLCD agar menampilkan kondisi proses
penginiliasasiprogram awal.
2. Sebaiknya ditambahkan buzzer guna memberikan indikator beberapa
beefsebagai tanda adanya air dipenampungan.
3. Sebaiknya ditambahkan sumber daya cadangan sehingga listrik mati sistem
dapat tetap berjalan.
4. Sebaiknya ditambahkan nozle water sprinkle agar proses penyiraman
tanaman menjadi lebih merata.
5. Untuk pengembangan selanjutnya, sebaiknya digunakan satu aplikasi pada
smartphone/android yang dapat menghandle sistem pada arduino dan
NodeMCU agar lebih efisien.
45
DAFTAR PUSTAKA
Agung.M.Bangun.2014.Arduino For Beginners.(SuryaUniv-Arduino-Muhammad
-Bangun-Agung-202136575862733).
Andrianto,Heri.(2016). Ardiono Belajar Cepat Pemrograman, Bandung. Penerbit :
Informatika Bandung.
Djuandi, Feri, 2011.“Pengenalan Arduino", Jakarta: Penerbit Elexmedia
Kadir,Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan
Pemrograman Menggunakan Arduino. Yogyakarta: CV ANDI.
Sasongko,Bagus Heri.(2012). Pemrograman Mikrokontroler dengan Bahasa C.
Yogyakarta. Penerbit : Andi Yogyakarta
Pangaliela Egber. 2016. “Sistem Pengaman Kendaraan Dengan Menggunakan
Metode Geofence Pada Google Maps”. Skripsi. Teknik Elektro, Universitas
Katolik Widyamandala.
https://www.instructables.com/id/IoT-Automatic-Plant-Watering-System/
https://kelasrobot.com/apa-itu-arduino-arduino-adalah/
https://www.niagahoster.co.id/blog/pengertian-website/
http://zonaelektro.net/motor-stepper/
https://www.robotistan.com/arduino-uno-r3-clone-with-usb-cable-usb-chip-ch340
https://www.marginallyclever.com/product/nodemcu-lua-wifi-v3-development-
board-esp8266/
https://geekelectronics.io/shop/soil-moisture-sensor-module/
https://id.pinterest.com/pin/771452611145072629/
https://e-radionica.com/en/driver-for-stepper-motor-uln2003.html
https://www.railwayscenics.com/regulated-switching-power-supply-12v-amp-36-
watt-p-2462.html
https://tokokomputer007.com/mini-water-pump-pompa-air-mini-dengan-banyak-
fungsi/
https://www.aliexpress.com/w/wholesale-aquarium-float-
switch.html?switch_new_app=y
https://www.espruino.com/DHT22
46
https://www.itead.cc/28byj-48-high-quality-stepper-motor-12v.html
http://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-tipe-variable-reluctance-vr/
https://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-tipe-permanent-magnet-pm/
http://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-tipe-variable-hibrid-vr/
http://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-dengan-lilitan-unipolar/
http://zonaelektro.net/motor-stepper/motor-stepper-dengan-lilitan-bipolar/
https://www.robotshop.com/en/micro-contact-limit-switch.html
Arduino Uno R3
INTRODUCTION
Arduino is used for building different types of electronic circuits easily using of both a physical
programmable circuit board usually microcontroller and piece of code running on computer with
USB connection between the computer and Arduino.
Programming language used in Arduino is just a simplified version of C++ that can easily replace
thousands of wires with words.
ARDUINO UNO-R3 PHYSICAL COMPONENTS
ATMEGA328P-PU microcontroller
The most important element in Arduino Uno R3 is ATMEGA328P-PU is an 8-bit Microcontroller
with flash memory reach to 32k bytes. It’s features as follow:
• High Performance, Low Power AVR
• Advanced RISC Architecture
o 131 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
o 32 x 8 General Purpose Working Registers
o Up to 20 MIPS Throughput at 20 MHz
o On-chip 2-cycle Multiplier
• High Endurance Non-volatile Memory Segments
o 4/8/16/32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash program memory
o 256/512/512/1K Bytes EEPROM
o 512/1K/1K/2K Bytes Internal SRAM
o Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000 EEPROM
o Data retention: 20 years at 85°C/100 years at 25°C
o Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
o In-System Programming by On-chip Boot Program
o True Read-While-Write Operation
o Programming Lock for Software Security
• Peripheral Features
o Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode
o One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode
o Real Time Counter with Separate Oscillator
o Six PWM Channels
o 8-channel 10-bit ADC in TQFP and QFN/MLF package
o Temperature Measurement
o 6-channel 10-bit ADC in PDIP Package
o Temperature Measurement
o Programmable Serial USART
o Master/Slave SPI Serial Interface
o Byte-oriented 2-wire Serial Interface (Philips I2 C compatible)
o Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator
o On-chip Analog Comparator
o Interrupt and Wake-up on Pin Change
• Special Microcontroller Features
o Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
o Internal Calibrated Oscillator
o External and Internal Interrupt Sources
o Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby,
and Extended Standby
• I/O and Packages
o 23 Programmable I/O Lines
o 28-pin PDIP, 32-lead TQFP, 28-pad QFN/MLF and 32-pad QFN/MLF
• Operating Voltage:
o 1.8 - 5.5V
• Temperature Range:
o -40°C to 85°C
• Speed Grade:
o 0 - 4 [email protected] - 5.5V, 0 - 10 [email protected] - 5.5.V, 0 - 20 MHz @ 4.5 - 5.5V
• Power Consumption at 1 MHz, 1.8V, 25°C
o Active Mode: 0.2 mA
o Power-down Mode: 0.1 µA
o Power-save Mode: 0.75 µA (Including 32 kHz RTC)
Pin configuration
ATMEGA16u2- mu microcontroller
Is a 8-bit microcontroller used as USB driver in Arduino uno R3 it’s features as follow:
High Performance, Low Power AVR
• Advanced RISC Architecture
o 125 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
o 32 x 8 General Purpose Working Registers
o Fully Static Operation
o Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
• Non-volatile Program and Data Memories
o 8K/16K/32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
o 512/512/1024 EEPROM
o 512/512/1024 Internal SRAM
o Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/ 100,000 EEPROM
o Data retention: 20 years at 85˚C/ 100 years at 25˚C
o Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
o In-System Programming by on-chip Boot Program hardware-activated after reset
o Programming Lock for Software Security
• USB 2.0 Full-speed Device Module with Interrupt on Transfer Completion
o Complies fully with Universal Serial Bus Specification REV 2.0
o 48 MHz PLL for Full-speed Bus Operation: data transfer rates at 12 Mbit/s
o Fully independent 176 bytes USB DPRAM for endpoint memory allocation
o Endpoint 0 for Control Transfers: from 8 up to 64-bytes
o 4 Programmable Endpoints:
– IN or Out Directions
– Bulk, Interrupt and Isochronous Transfers
– Programmable maximum packet size from 8 to 64 bytes
– Programmable single or double buffer
o Suspend/Resume Interrupts
o Microcontroller reset on USB Bus Reset without detach
o USB Bus Disconnection on Microcontroller Request
• Peripheral Features
o One 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode (two 8-bit
PWM channels)
o One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare and Capture Mode(three 8-
bit PWM channels)
o USART with SPI master only mode and hardware flow control (RTS/CTS)
o Master/Slave SPI Serial Interface
o Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator
o On-chip Analog Comparator
o Interrupt and Wake-up on Pin Change
• On Chip Debug Interface (debug WIRE)
• Special Microcontroller Features
o Power-On Reset and Programmable Brown-out Detection
o Internal Calibrated Oscillator
o External and Internal Interrupt Sources
o Five Sleep Modes: Idle, Power-save, Power-down, Standby, and Extended Standby
• I/O and Packages
o 22 Programmable I/O Lines
o QFN32 (5x5mm) / TQFP32 packages
• Operating Voltages
o 2.7 - 5.5V
• Operating temperature
o Industrial (-40°C to +85°C)
• Maximum Frequency
o 8 MHz at 2.7V - Industrial range
o 16 MHz at 4.5V - Industrial range
Pin configuration
OTHER ARDUINO UNO R3 PARTS
Input and Output
Each of the 14 digital pins on the Uno can be used as an input or output, using pinMode (),
digitalWrite(), and digitalRead() functions. They operate at 5 volts. Each pin can provide or
receive a maximum of 40 mA and has an internal pull-up resistor (disconnected by default) of
20-50 k Ohms. In addition, some pins have specialized functions:
o Serial: 0 (RX) and 1 (TX). Used to receive (RX) and transmit (TX) TTL serial data.
These pins are connected to the corresponding pins of the ATmega8U2 USB-to-TTL
Serial chip.
o External Interrupts: 2 and 3. These pins can be configured to trigger an interrupt on a
low value, a rising or falling edge, or a change in value.
o PWM: 3, 5, 6, 9, 10, and 11. Provide 8-bit PWM output with the analogWrite() function.
o SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). These pins support SPI
communication using the SPI library.
o LED: 13. There is a built-in LED connected to digital pin 13. When the pin is HIGH
value, the LED is on, when the pin is LOW, it's off.
The Uno has 6 analog inputs, labeled A0 through A5, each of which provide 10 bits of resolution
(i.e.1024 different values). By default they measure from ground to 5 volts, though is it possible
to change the upper end of their range using the AREF pin and the analogReference() function.
Additionally, some pins have specialized functionality:
TWI: A4 or SDA pin and A5 or SCL pin. Support TWI communication using the Wire
library.
There are a couple of other pins on the board:
AREF: Reference voltage for the analog inputs. Used with analogReference().
Reset: Bring this line LOW to reset the microcontroller. Typically used to add a reset
button to shields which block the one on the board.
ARDUINO UNO R3 SCHEMATIC DIAGRAM
1
Thomas Liu (Business Manager)
Email: [email protected]
User Manual V1.2
ESP8266 NodeMCU WiFi Devkit
1. Specification:
Voltage:3.3V.
Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP.
Current consumption: 10uA~170mA.
Flash memory attachable: 16MB max (512K normal).
Integrated TCP/IP protocol stack.
Processor: Tensilica L106 32-bit.
Processor speed: 80~160MHz.
RAM: 32K + 80K.
GPIOs: 17 (multiplexed with other functions).
Analog to Digital: 1 input with 1024 step resolution.
+19.5dBm output power in 802.11b mode
802.11 support: b/g/n.
Maximum concurrent TCP connections: 5.
Handson Technology
2
Thomas Liu (Business Manager)
Email: [email protected]
23
www.handsontec.com
2. Pin Definition:
3. Using Arduino IDE
3
Thomas Liu (Business Manager)
Email: [email protected]
Digital-output relative humidity & temperature sensor/module
DHT22 (DHT22 also named as AM2302)
4
Thomas Liu (Business Manager)
Email: [email protected]
Capacitive-type humidity and temperature module/sensor
5
Thomas Liu (Business Manager)
Email: [email protected]
1. Feature &
Application
:
* Full range
temperatur
e
compensat
ed * Relative humidity and temperature measurement
* Calibrated
digital
signal *Outstanding long-term stability *Extra components not needed
* Long
transmissi
on
distance *
Low
power
consumpti
on *4 pins packaged and fully interchangeable
2. Description:
DHT22
output
calibrated
digital
signal. It
utilizes
exclusive
digital-
signal-
collecting-
technique
and
humidity
sensing
technology
, assuring
its
reliability
and
stability.Its
sensing
elements is
connected
with 8-bit
single-chip
computer.
Every sensor of this model is temperature compensated and calibrated in accurate calibration
chamber and the calibration-coefficient is saved in type of programme in OTP memory, when
the sensor is detecting, it will cite coefficient from memory.
Small size & low consumption & long transmission distance(20m) enable DHT22 to be
suited in all kinds of harsh application occasions.
Single-row packaged with four pins, making the connection very convenient.
3. Technical Specification:
Model DHT22
Power supply 3.3-6V DC
Output signal digital signal via single-bus
Sensing element Polymer capacitor
Operating range humidity 0-100%RH; temperature -40~80Celsius
Accuracy humidity +-2%RH(Max +-5%RH); temperature <+-0.5Celsius
Resolution or sensitivity humidity 0.1%RH; temperature 0.1Celsius
Repeatability humidity +-1%RH; temperature +-0.2Celsius
Humidity hysteresis +-0.3%RH
Long-term Stability +-0.5%RH/year
Sensing period Average: 2s
Interchangeability fully interchangeable
Dimensions small size 14*18*5.5mm; big size 22*28*5mm
4. Dimensions: (unit --- mm)
1) Small size dimensions: (unit --- mm)
5. 6.
7. 28BYJ-48 – 5V Stepper Motor
8.
9. The 28BYJ-48 is a small stepper motor suitable for a large range of applications.
10.
11.
12.
13.
14.
6
Thomas Liu (Business Manager)
Email: [email protected]
Rated voltage : Number of Phase
5VDC 4
Speed Variation Ratio 1/64
Stride Angle 5.625°/64 Frequency 100Hz
DC resistance 50Ω±7%(25)
Idle In-traction Frequency > 600Hz
Idle Out-traction Frequency > 1000Hz
In-traction Torque >34.3mN.m(120Hz) Self-positioning Torque >34.3mN.m
Friction torque 600-1200 gf.cm Pull in torque 300 gf.cm Insulated resistance >10MΩ(500V) Insulated electricity power 600VAC/1mA/1s
Insulation grade A
Rise in Temperature <40K(120Hz) Noise <35dB(120Hz,No load,10cm) Model 28BYJ-48 – 5V
15.
16.
17.
18. 19.
20. P
.O. Box
8231 Cherrywood Tau
ranga
New Zealand Phone: ++64 7 578 7739 Fax: ++64 7 578 7749 E-mail: [email protected] Website: www.kiatronics.com
Copyright Welten Holdings Ltd - Specifications subject to change
without further notice.
7
Thomas Liu (Business Manager)
Email: [email protected]
User Guide
Handson Technology
L298N Dual H-Bridge Motor Driver
This dua l bidirectional motor driver, is based on the very popular L298 Dual H-Bridge Motor Driver Integrated
Circuit. The circuit will allow you to easily and independently control two motors of up to 2A each in both
directions.It is ideal for robotic applications and well suited for connection to a microcontroller requiring just
a couple of control lines per motor. It can also be interfaced with simple manual switches, TTL logic gates,
relays, etc. This board equipped with power LED indicators, on-board +5V regulator and protection diodes.
SKU: MDU-1049
Brief Data:
Input Voltage: 3.2V~40Vdc.
Driver: L298N Dual H Bridge DC Motor Driver
Power Supply: DC 5 V - 35 V
Peak current: 2 Amp
Operating current range: 0 ~ 36mA
Control signal input voltage range :
Low: -0.3V ≤ Vin ≤ 1.5V.
High: 2.3V ≤ Vin ≤ Vss.
Enable signal input voltage range :
o Low: -0.3 ≤ Vin ≤ 1.5V (control signal is invalid).
o High: 2.3V ≤ Vin ≤ Vss (control signal active).
Maximum power consumption: 20W (when the temperature T = 75 ).
Storage temperature: -25 ~ +130 .
On-board +5V regulated Output supply (supply to controller board i.e. Arduino).
Size: 3.4cm x 4.3cm x 2.7cm
ULN2002A/ ULN2003A/ ULN2004A
Document number: DS35313 Rev. 7 - 2
1 of 13 www.diodes.com
January 2017 © Diodes Incorporated
Schematic Diagram:
ULN2002A/ ULN2003A/ ULN2004A
Document number: DS35313 Rev. 7 - 2
2 of 13 www.diodes.com
January 2017 © Diodes Incorporated
HIGH VOLTAGE, HIGH CURRENT
\DARLINGTON TRANSISTOR ARRAYS
Description
The ULN2002A, ULN2003A and ULN2004A are high voltage, high current
Darlington arrays each containing seven open collector common emitter
pairs. Each pair is rated at 500mA. Suppression diodes are included for
inductive load driving, the inputs and outputs are pinned in opposition to
simplify board layout.
Device options are designed to be compatible with common logic families:
ULN2002A (14-25V PMOS)
ULN2003A (5V TTL, CMOS)
ULN2004A (6-15V CMOS, PMOS)
These devices are capable of driving a wide range of loads including
solenoids, relays, DC motors, LED displays, filament lamps, thermal print-
heads and high-power buffers.
The ULN2002A, ULN2003A and ULN2004A are available in both a small
outline 16-pin package (SO-16) and PDIP-16 package.
Features
500mA Rated Collector Current (Single Output)
High Voltage Outputs: 50V
Output Clamp Diodes
Inputs Compatible with Popular Logic Types
Relay Driver Applications
―Green‖ Molding Compound (No Br, Sb)
Totally Lead-Free & Fully RoHS Compliant (Notes 1 & 2)
Halogen and Antimony Free. “Green” Device (Note 3)
Pin Assignments
(Top View)
1B 1 16 1C
2B 2 15 2C
3B 3 14 3C
4B 4 13 4C
5B 5 12 5C
6B 6 11 6C
7B 7 10 7C
E 8 9 COM
SO-16
(Top View)
1B 1 16 1C
2B 2 15 2C
3B 3 14 3C
4B 4 13 4C
5B 5 12 5C
6B 6 11 6C
7B 7 10 7C
E 8 9 COM
PDIP-16
Notes: 1. No purposely added lead. Fully EU Directive 2002/95/EC (RoHS) & 2011/65/EU (RoHS 2) compliant.
2. See http://www.diodes.com/quality/lead_free.html for more information about Diodes Incorporated’s definitions of Halogen- and Antimony-free, "Green" and Lead-
free.
3. Halogen- and Antimony-free "Green‖ products are defined as those which contain <900ppm bromine, <900ppm chlorine (<1500ppm total Br + Cl) and
<1000ppm antimony compounds.
Connection Diagram
1C
2C
3C
4C
5C
6C
7C
COM
16 15 14 13 12 11 10 9
ULN2002A/ ULN2003A/ ULN2004A
Document number: DS35313 Rev. 7 - 2
3 of 13 www.diodes.com
January 2017 © Diodes Incorporated
1 2 3 4 5 6 7 8
1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B E
ULN2002A/ ULN2003A/ ULN2004A
Document number: DS35313 Rev. 7 - 2
4 of 13 www.diodes.com
January 2017 © Diodes Incorporated
Pin Descriptions
Pin Number Pin Name Function
SO-16/PDIP-16
1 1B Input Pair 1
2 2B Input Pair 2
3 3B Input Pair 3
4 4B Input Pair 4
5 5B Input Pair 5
6 6B Input Pair 6
7 7B Input Pair 7
8 E Common Emitter (Ground)
9 COM Common Clamp Diodes
10 7C Output Pair 7
11 6C Output Pair 6
12 5C Output Pair 5
13 4C Output Pair 4
14 3C Output Pair 3
15 2C Output Pair 2
16 1C Output Pair 1
Functional Block Diagram
COM
7.0 V
Output C
Input B
10.5kΩ
7.2kΩ
3.0kΩ E
ULN2002A
COM
RB Output C
Input B
7.2
ULN2002A/ ULN2003A/ ULN2004A
Document number: DS35313 Rev. 7 - 2
5 of 13 www.diodes.com
January 2017 © Diodes Incorporated
Water Pump Motor - DC 12V/370-04PM SKU:50200 Weight:65.00 Gram
Note: This pump does NOT come with connecting wire, please choose motor cab
le of corresponding current to work with it.
Description:
Makeblock water pump motor - DC 12V/370-04PM has a 12V motor and a tough thermoplastic body, it is widely used for for water priming pump, automotive pump experiment pump bonsai rockery, DIY projects and so on.
ULN2002A/ ULN2003A/ ULN2004A
Document number: DS35313 Rev. 7 - 2
6 of 13 www.diodes.com
January 2017 © Diodes Incorporated
Specification:
Rated Voltage: DC 12V
Load: Water
water absorption: 1L-1.2L/min
Current(With load): Less than 320mA
Flow : 2.0LPM
Total Size : D27 x 75mm
Water Hole Diameter: 6.5mm
Maximum pressure : More than 360mmHg
Noise:Less than <60dB
Size Charts(mm):
ULN2002A/ ULN2003A/ ULN2004A
Document number: DS35313 Rev. 7 - 2
7 of 13 www.diodes.com
January 2017 © Diodes Incorporated
MICRO SWITCH™ Standard
Subminiature Snap-Action Z
Series Snap-Action Switches
0DB ESCRIPTION
The industry-defining name in snap-action switches,
Honeywell MICRO SWITCH™ standard
subminiatures are designed for repeatability and
enhanced product life. The MICRO SWITCH™ Z
Series combines small size and light weight with
ample electrical capacity, low cost, and enhanced
life.
The MICRO SWITCH™ Z Series consists of six
product families with unique features that
can drop right into an application.
These reliable and rugged switches offer a variety of
actuators, terminations, circuitry configurations,
electrical ratings, contact materials, operating
characteristics, and sealing allows them to be
utilized in numerous potential applications.
Carefully manufactured and thoroughly inspected, the
MICRO SWITCH™ Z Series standard subminiatures
are a great value for applications requiring sensing
presence or absence of an object.
FEATURES
Small size and light weight switches lend themselves to
numerous potential applications
Choice of low energy or power-duty electrical ratings allow the
switch to be specified in more types of applications
Broad range of amp ratings (from 0.1 A to 10.1 A)
Watertight IP67 sealing available on some listings allows the
switch to be used where sealing and presence/absence detection
is required
UL/CSA, cUL, ENEC, and CE approvals
POTENTIAL APPLICATIONS
Industrial: Appliances, communication equipment, computers,
electromechanical timers, mechanical cam assemblies (timers),
office equipment, electric tools, HVAC wall controls,
instrumentation, valves, vending machines
Transportation: Automotive, truck, and boat wire harnesses;
sub-assemblies for convertible roofs; lock modules for tail-
gate/trunk; tank and hood latch detection
Medical: Medical and hospital beds, foot pedal controls, and
chair lifts
Applications where a pre-wired sealed on/off switch is
required
Snap-Action Switches
Honeywell Sensing and Control
2
SPECIFICATIONS
SERIES ZM (coil internal spring) ZM1 (flat internal spring) ZV (coil spring)
Differentiator Integral lever, no ENEC, and an internal coil spring
Integral lever, ENEC, and a flat internal spring
Snap-on lever, ENEC, and coil spring
Use Use when ENEC is not required and the lever needs to be better secured to the switch
Used when added forces of a flat snap spring, ENEC, and a secured lever are required
Use when ENEC and a snap-on lever are required
Potential applications
alarms, computers, food processors, gas detectors,
humidifiers, joysticks, money sorters, water pumps
air conditioners, consumer electronics, gas detectors,
humidifiers, telephones, time recorders, toys
air conditioners, computers, consumer appliances, gas
detectors, joysticks, money sorters, telephones, toys
Ampere rating 0.1 A, 5 A, 10.1 A 0.1 A, 3 A, 6 A, 10.1 A 0.1 A, 6 A, 10.1 A
Circuitry SPDT, SPNO SPDT, SPNO, SPNC SPDT, SPNO, SPNC
Operating force 0.18 oz to 8.78 oz 12 gf to 355 gf 0.78 oz to 11.01 oz
Termination Quick connect, solder, pcb Quick connect, solder, pcb quick connect, solder, pcb
Actuator Pin plunger, straight, roller, sim. roller, L-shaped
Pin plunger, straight, roller, sim. roller, L-shaped
pin plunger, straight, roller, sim. roller
Voltage 125 Vac, 250 Vac, 30 Vdc 125 Vac, 250 Vac 125 Vac/125 Vdc 6(2) A 250 Vac
Agency approvals UL, CE, CSA UL, cUL, ENEC UL, CE, CSA, ENEC
Agency file info CE: 61058-1; UL: E12252; CSA: LR212438
UL: E12252; c-UL: E12252 CE: 61058-1; UL:12252; c-UL: E12252
Operating temperature
-40 °C to 120 °C [-40 °F to 248 °F]
-40 °C to 120 °C [-40 °F to 248 °F]
-40 °C to 120 °C [-40 °F to 248 °F]
Contacts Silver, gold-plated silver, gold-
plated brass, silver-tin-indium oxide
Silver, gold-plated silver, gold-
plated brass, silver-tin-indium oxide
Silver, gold-plated silver, silver- tin-indium oxide
Housing Polyamide (nylon) Polyamide (nylon) Polyamide (nylon)
Sealing None
Storage humidity 85 % RH max. at 40 °C [104 °F]
Dielectric strength 1000 Vac (50 Hz to 60 Hz)
between contacts, between
terminals and ground, for one Minute
1000 Vac (50 Hz to 60 Hz)/min 1000 Vac (50 Hz to 60 Hz)
between contacts, between
terminals and ground, for one minute
Contact resistance 300 mOhm max. 300 mOhm max. 300 mOhm max.
Insulation resistance 100 mOhm min. (at 500 Vdc/min)
100 mOhm min. (at 250 Vdc/min)
100 mOhm min. (at 500 Vdc/min)
Vibration 10 Hz to 55 Hz, displacement 0,75 mm (p-p)
Expected mechanical life
10 million min. 10 million min. @ <10 A; 1 million min. @ 10 A
10 million min.
Electrical service life Min. 1,000,000 operations on
resistive load current 0.1 A at 125
Vac; 0.1 A at 30 Vdc; Min. 6,000
operations on resistive load 5 A at 125/250 Vac
Min. 10,000 operations Min. 1,000,000 operations @
0.1 A; Min 10,000 operations on
resistive and motor load current
6(2) A 250 Vac
Electrical operating frequency
0.1 A – 120 operations/min other – 10 to 30 operations/min
10 to 30 operations/min 0.1 A – 120 operations/min; Other – 10 to 30 operations/min
Mechanical operation frequency
120 operations/min.
Snap-Action Switches
Honeywell Sensing and Control
3
SERIES ZW (water-tight) ZD (water-tight) ZX
Differentiator IP67 rating with lead wires; snap-on lever, coil spring, and
ENEC
Smaller sized (like the ZX), sealed to IP67 (with leadwires only);
plunger travel can be restricted, offers side-post quick mounting
Two-thirds the size of the ZM Series; unsealed, integral lever,
and coil spring
Use Use when a sealed position
switch in a small and cost- effective package is required
Use for automotive applications
due to sealing and quick mounting option
Use when a much smaller
unsealed position switch is required
Potential
applications
air conditioners, computers,
consumer appliances, gas detectors, joysticks, money sorters, telephones, toys
automotive (operation systems
and engine area interior), air conditioners, communication, electric toothbrushes, toys
calculators, computer mouse,
cordless phones, electric knife & stapler, tester machines, walkie- talkies
Ampere rating 0.1 A. 5 A 0.1 A, 3 A 0.1 A. 3 A
Circuitry SPDT, SPNO, SPNC SPDT SPDT
Operating force 1.94 oz to 7.16 oz 130 gf to 195 gf 0.53 oz to 5.3 oz
Termination quick connect, solder, cable bottom exit, cable side exit
Solder, pcb straight, pcb left angle, pcb right angle, pre-wired
solder, pcb snap-in, pcb left angle, pcb right angle
Actuator pin plunger, straight, roller, sim. Roller
Pin plunger, straight, sim. roller pin plunger, straight, roller, special
Voltage 125 Vac, 250 Vac 125 Vac, 12 Vdc 125 Vac , 48 Vdc
Agency approvals UL, cUL, CE, ENEC UL, cUL, CE, ENEC UL, CE, CSA
Agency file info CE: 61058-1; UL: E12252; c-UL: E12252
UL: E12252; c-UL: E12252 CE: 61058-1; UL:12252; CSA: LR212438
Operating
temperature
-40 °C to 120 °C
[-40 °F to 248 °F] (w/o wires) -40 °C to 105 °C [-40 °F to 221 °F] (w/ wires)
-40 °C to 120 °C
[-40 °F to 248 °F]
-40 °C to 120 °C
[-40 °F to 248 °F]
Contacts silver, gold-plated silver Silver, gold-plated silver silver, gold-plated silver
Housing PBT polyester thermoplastic PBT polyester thermoplastic Polyamide (nylon)
Sealing IP67 (with leadwires only) IP67 (with leadwires only) None
Storage humidity 85 % RH max. at 40 °C [104 °F]
Dielectric strength 1000 Vac (50 Hz to 60 Hz) between contacts and 1250 Vac (50
Hz to 60 Hz), between terminals and ground, for one Minute
150 Vac (50 Hz to 60 Hz)/minute between contacts,
500 Vac (50 Hz to 60 Hz)/minute between live parts and dead metal parts
1000 Vac (50 Hz to 60 Hz) between contacts, between
terminals and ground, for one minute
Contact resistance 30 mOhm max. 100 mOhm max. 100 mOhm max.
Insulation resistance 100 mOhm min. (at 500 Vdc/min)
100 mOhm min. (at 250 Vdc/min)
100 mOhm min. (at 500 Vdc/min)
Vibration 10 Hz to 55 Hz, displacement 0,75 mm (p-p)
Expected mechanical life
2 million min. 500,000 min. 1 million min.
Electrical service life Min. 10,000 operations Min. 500,000 operations on resistive load current 10 mA;
Min. 6000 operations on resistive load current 3 A
Min. 1,000,000 operations on resistive load current 0.1 A at 48
Vdc; Min. 10,000 operations on resistive load current 3 A at 125 Vac
Electrical operating frequency
10 to 30 operations/min 10 mA – 120 operations/min 3 A – 10 to 30 operations/min
0.1 A – 120 operations/min 3 A – 10 to 30 operations/min
Mechanical operation frequency
120 operations/min.
Snap-Action Switches
Honeywell Sensing and Control
1
ZM AND ZM1 STANDARD LEVER OPTIONS & DIMENSIONS mm/in
Lever/
Terminals Dimensions Lever/
Terminals Dimensions
Pin plunger/
solder
OP: 11,4 mm ±0,3 mm [0.449 in ± 0.012 in]
DT: 0,2 mm [0.008 in max.]
Pin plunger/
quick connect
OP: 11,4 mm ±0,3 mm [0.449 in ± 0.012 in]
DT: 0,2 mm [0.008 in max.]
Pin plunger/
PCB right
OP: 11,4 mm ±0,3 mm [0.449 in ± 0.012 in]
DT: 0,2 mm [0.008 in max.]
Pin
plunger/PCB
OP: 11,4 mm ±0,3 mm [0.449 in ± 0.012 in]
DT: 0,2 mm [0.008 in max.]
Simulated
roller/quick
connect
OP: 15,1 mm ±1,5 mm [0.591 in ± 0.059 in]
DT: 0,9 mm [0.035 in max.]
Simulated
roller/solder
OP: 15,1 mm ±1,5 mm [0.591 in ± 0.059 in]
DT: 0,9 mm [0.035 in max.]