rancang bangun alat pengukur suhu tanah sebagai … · 2016. 2. 23. · pengukuran suhu, merancang...
TRANSCRIPT
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
Gambar menunjukan grafik pengukuran dari suhu tanah selama 24 jam
sample tanah di Desa Cibunar, Kecamatan Balapulang.
Dengan suhu rata-rata tanah sebesar:
= 2017/24
= 84,04º F
48
Dengan nilai suhu maksimalnya adalah 86º F dan nilai minimalnya adalah
82º 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.
4.2.2.3. Pengukuran Suhu Tanah di Desa Buniwah
Gambar menunjukan grafik pengukuran dari suhu tanah selama 24 jam
sample tanah di Desa Buniwah Lor, Kecamatan Bojong.
Gambar 4.6 Grafik Perubahan Suhu Tanah di Buniwah
Dengan suhu rata-rata tanah sebesar:
= 2062/24
= 85,09º F
49
Dengan nilai suhu maksimalnya adalah 86º F dan nilai minimanya adalah
82º 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.
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
Keterangan (°F) Range (°F) (°F) (°F)
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
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 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
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 -
53
Sayuran < Min Min Optimum Optimum Max > Max
Keterangan (°F) Range (°F) (°F) (°F)
Labu Kuning x x v x x x Bisa ditanam Optimum
Kacang polong x x x x x v Tidak bisa ditanam -
Lada x x v x x x Bisa ditanam Optimum
Lobak x x v x x x Bisa ditanam Optimum
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
Lobak 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
Sayuran < Min Min Optimum Optimum Max > Max
Keterangan (°F) Range (°F) (°F) (°F)
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
Kubis 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
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 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
Bawang Putih 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
Lada x x v x x x Bisa ditanam Optimum
Labu Kuning x x v x x x Bisa ditanam Optimum
55
Sayuran < Min Min Optimum optimum Max > Max
Keterangan (°F) Range (°F) (°F) (°F)
Lobak x x v x x x Bisa ditanam Optimum
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
Lobak 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.setCursor(0, 1);
lcd.print("Check and Restart");
Serial.print("No Sensor ");
Serial.println("Detected");
delay(1000);
return;
else
layar();
sd();
check();
void sensor()
temp = (5 * analogRead(tempPin) * 100.0) / 1024;
if (temp > 100)
lcd.print("Sensor");
lcd.setCursor(0, 1);
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);
temp = (5 * analogRead(tempPin) * 100.0) / 1024;
RTC.readClock();
RTC.getFormatted(formatted);
int Fahrenheit = temp * 1.8 + 32 ;
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");
lcd.setCursor(0, 1);
Serial.print("Check Memory");
lcd.print("Check Memory");
delay(1000);
void layar()
temp = (5 * analogRead(tempPin) * 100.0) / 1024;
RTC.readClock();
RTC.getFormatted(formatted);
int Fahrenheit = temp * 1.8 + 32 ;
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.setCursor(0, 1);
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