Proposal Kelompok 8 PDF [PDF]

Citation preview

PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA ALAT PENGUKUR KELEMBABAN DAN TEMPERATUR PADA TAMAN KOTA DEPOK



Diusulkan Oleh: M. Irfan Alfath (1606882673) Muhammad Aziz (1606877710) Saad Fakhry (1606908445) Kevin Fitzgerald (1606908350) Zidney Rayhan R (1706026456) Tristan Ardhika (1706071333)



UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2019



DAFTAR ISI



Halaman HALAMAN JUDUL........................................................................................



i



DAFTAR ISI ....................................................................................................



ii



BAB I PENDAHULUAN…….....................................................................



1



1.1



Latar Belakang .........................................................................



1



1.2



Rumusan Permasalahan ..........................................................



1



1.3



Tujuan ......................................................................................



2



1.4



Luaran yang diharapkan ...........................................................



2



1.5



Manfaat…………. ...................................................................



2



BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................



3



2.1



Alat dan Bahan….. ...................................................................



3



2.2



Rangkaian .................................................................................



8



2.3



Pengaruh Air Terhadap Tumbuhan ..........................................



9



BAB III METODE PELAKSANAAN .........................................................



11



3.1



Persiapan Umum ......................................................................



11



3.2



Perancangan .............................................................................



11



3.3



Pelaksanaan dan Uji Coba ........................................................



12



BAB IV BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ...........................................



14



4.1



Rancangan Anggaran Biaya .....................................................



14



4.2



Jadwal Kegiatan… ...................................................................



14



DAFTAR PUSTAKA………. ………………………....................................



15



LAMPIRAN ……………………………………...........................................



16



ix



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Polusi udara merupakan permasalahan yang serius bagi Kota Depok. Pada bulan Juli 2019, kualitas udara di Kota Depok mencapai angka 170 AQI (Air Quality Index) yang digolongkan sebagai kualitas udara yang tidak sehat (airvisual.com). Polusi udara berbahaya karena dapat memberikan dampak kesehatan yang buruk bagi manusia seperti asma, sesak napas, dan penyakit pernapasan lainnya. Salah satu penyebab dari buruknya kualitas udara di depok adalah kurangnya tanaman hijau. Pada tahun 2019 ini, pemerintah Depok sedang besar-besaran merencanakan dan melaksanakan pembuatan ruang terbuka hijau (depok.go.id). hal ini terjadi akibat banyaknya kritik dan protes di tahun-tahun sebelumnya kepada pemerintah Depok (republika.co.id). Sebagai masyarakat yang baik, kita bukan hanya bisa menuntut tapi juga harus ikut membantu demi kebaikan bersama. Salah satu hal yang dapat kita lakukan untuk membantu adalah dengan memperbanyak tanaman hijau di sekitar rumah dan merawatnya dengan baik. Sering kali kita tidak tahu kapan tumbuhan membutuhkan air. Jika kekurangan air, maka tumbuhan akan layu. Sebaliknya, jika kelebihan air, maka akan menjadi tempat berkembangnya bakteri dan memberikan penyakit pada tumbuhan. Agar dapat membantu masyarakat dalam menentukan tingkat kelembaban tanah, maka kami akan membuat alat pengukur kelembaban tanah. Diharapkan dengan adanya alat ini, kami dapat membantu merawat tumbuhan-tumbuhan yang ada dan memperbaiki kualitas udara di Depok. 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas pada proyek ini adalah : 1. Kurangnya tanaman hijau di Kota Depok. 2. Usaha dalam menyediakan alat untuk menentukan tingkat kelembaban tanah. 3. Usaha dalam menerapkan alat ukur kelembaban tanah kepada masyarakat.



1



1.3 Tujuan 1.



Merancang alat untuk mengukur kelembaban tanah.



2.



Menerapkan alat pengukur kelembaban kepada masyarakat.



1.4 Luaran yang Diharapkan Hasil yang diharapkan dengan adanya alat ini adalah kemudahan dalam mengukur kelembaban tanah untuk tanaman lengkap dengan packaging agar memiliki nilai jual yang tinggi. 1.5 Manfaat Manfaat yang dapat digunakan dari proyek ini adalah : 1.



Masyarakat dapat mengetahui tingkat kelembaban tanah ketika menanami tanaman.



2.



Nyaman dan mudah dalam penggunaan alat.



2



BAB II TINJAUAN PUSTAKA



2.1 Alat dan Bahan Pada percobaan ini terdapat beberapa komponen dan modul yang dibutuhkan yaitu: 1. Mikrokontroller Arduino Uno Arduino



UNO



merupakan



board



mikrokontroler



yang



menggunakan



mikrokontroler ATmega328, Arduino UNO memiliki konfigurasi 14 pin I/O (Input Output) digital, yang sebagian 6 juga berfungsi sebagai PWM (Pulse Widht Modulator) untuk output analog, 6 Pin sebagai input analog, 1 pin RX-TX dan 1 pin AREF (Analogue Reference). Dengan menghubungkannya ke sebuah komputer melalui USB akan memberikan tegangan Direct Current (DC) dari baterai atau adaptor Alternating Current (AC) to DC Sebagai sumber tegangan untuk arduino. Arduino menggunakan Firmware ATmega16U2 yang diprogram sebagai USB to serial converter untuk komunikasi serial ke komputer melalui port USB.



Gambar 1. Arduino Uno Kelebihan Arduino diantaranya adalah tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari komputer, Arduino sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakannya. Bahasa pemrograman relatif



3



mudah karena software Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap, dan Arduino memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll. 2. Sensor Kelembanan Tanah (Soil Moisture Sensor) Soil moisture sensor FC-28 adalah sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Sensor ini sangat sederhana, tetapi ideal untuk memantau taman kota, atau tingkat air pada tanaman pekarangan. Sensor ini terdiri dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar). Sensor ini sangat membantu untuk mengingatkan tingkat kelembaban pada tanaman atau memantau kelembaban tanah. Soil moisture sensor FC-28 memiliki spesifikasi tegangan input sebesar 3.3V atau 5V, tegangan output sebesar 0 – 4.2V, arus sebesar 35 mA, dan memiliki value range ADC sebesar 1024 bit mulai dari 0 – 1023 bit.



Gambar 2. Soil Moisture Sensor Prinsip kerja moisture sensor pada alat ini adalah dengan menanamkan satu buah sensor kelembaban pada tanah. Kerja sensor ini mendeteksi adanya tingkat kelembaban. Kelembaban tersebut disetting dengan parameter khusus, sehingga ketika kelembaban tersebut sesuai, maka tanah longsor dipastikan akan terjadi. 3. Kabel Downloader



4



Downloader adalah jembatan penghubung antara komputer dengan mikrokontroler. Downloader yang umum digunakan untuk memasukkan data dari komputer ke mikrokontroler yaitu USB-ASP. Namun, ada pula yang tidak memakai USB-ASP yaitu menggunakan serial paralel port untuk melakukan download programnya.



Gambar 3. Kabel Downloader 4. LCD I2C Yang dimaksud dengan I2C LCD adalah modul LCD yang dikendalikan secara serial sinkron dengan protokol I2C/IIC (Inter Integrated Circuit) atau TWI (Two Wire Interface) yang digunakan untuk menampilkan data dari sensor melalui Arduino



Gambar 4. LCD i2c 5. Kabel Jumper Kabel dupont arduino merupakan kabel jumper yang digunakan untuk proyek rangkaian komponen elektronik yang dikerjakan dengan menggunakan breadboard.Lampu LED.



5



Gambar 5. Kabel Jumper 6. Resistor 220 ohm Fungsi resistor pada rangkaian elektronika adalah sebagai penahan tegangan dan arus. Sesuai dengan namanya resist arti nya adalah tahanan. Kita buat contoh nya menghidupkan LED, jika kita menghubungkan LED secara langsung dengan power supplay maka LED akan rusak karena nilai arus yang terlalu besar. Untuk mengurangi arus pada LED maka digunakan lah resistor sebagai penahan Arus, sehingga LED bisa menyala tapi tida merusak nya karena kelebihan Arus. Nilai Tahanan Resistor adalah Ohm. Makin besar nilai Ohm suatu resistor maka makin besar nilai tahanan nya. Kita buat lagi contoh misalnya untuk LED. Jika kita beri nilai tahanan 220 Ohm pada LED dan dilalui tegangan 5V maka nyala LED akan terang. Namun jika kita beri nilai tahanan lebih tinggi seperti 1K Ohm, maka LED akan lebih redup. Dari gejala Terang redup nya LED ini dapat disimpulkan bahwa nilai Tahanan pada resistor memang berpengaruh kepada besar nya arus yang di lewati.



Gambar 6. Resistor 220 ohm



6



7. Buzzer 5V Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).



Gambar 7. Buzzer 5V 8. Bread board Breadboard adalah board yang digunakan untuk membuat rangkaian elektronik sementara dengan tujuan uji coba atau prototipe tanpa harus menyolder. Dengan memanfaatkan breadboard, komponen-komponen elektronik yang dipakai tidak akan rusak dan dapat digunakan kembali untuk membuat rangkaian yang lain



7



Gambar 8. Breadboard 2.2 Rangkaian Sensor kelembaban tanah akan mengirimkan data ke Arduino kemudian ditampilkan pada LCD. Pada percobaan ini terdapat indicator yaitu basah, normal, dan kering yang ditandai oleh lampu LED. Jika kondisi tanah basah atau kering terdapat peringatan berupa buzzer.



Gambar 9. Rangkaian



8



Keterangan: •



Sensor soil moisture: o A0



à A0 Arduino



o GND à GND o VCC à 5v •



LDC i2c 16x2: o SDA à A4 o SCL



à A5



o GND à GND o VCC à 5v •



•



Lampu LED o (-)



à GND



o (+)



à Resistor 220-ohm ke merah (pin 3), hijau (pin 4), kuning (pin 5)



Buzzer o (-)



à GND



(+)



à pin 2



o



2.3 Pengaruh Air Terhadap Tumbuhan Air merupakan hal yang esensial bagi tumbuh kembangnya tumbuhan. Pada dasarnya air memiliki beberapa sifat yang sangat mempengaruhi kegunaannya untuk tumbuhan. Gaya Kohesi yang dimiliki oleh air berguna untuk penyerapan air secara vertikal dalam tumbuhan dapat dijelaskan dengan tiga elemen atau konsep kohesi yaitu adanya perbedaan potensi air antara tanah dan atmosfer sebagai tenaga pendorong, adanya tenaga hidrasi dinding pembuluh xilem yang mampu mempertahankan molekul air terhadap gravitasi dan adanya gaya kohesi antara molekul air yang menjaga keutuhan kolom air dalam pembuluh xilem. Gaya adhesi terjadi antara air dengan dinding xilem pada tumbuhan. Akibat dari adanya gaya ini terbentuknya kapilaritas. Kapilaritas menyebabkan naiknya cairan ke dalam tabung yang sempit, yang terjadi karena zat cair tersebut membasahi dinding tabung (dengan daya adhesi) lalu tertarik ke atas. Pembuluh xilem



9



dapat dipandang sebagai pembuluh kapiler sehingga air naik di dalamnya sebagai akibat dari



adhesi



antar



dinding



xilem



dan



molekul



air.



Sifat Polaritas air memungkinkan air untuk mengubah bentuknya menjadi tetesan setelah melewati xilem pada tumbuhan. Sifat air yang menguap pada suhu yang tinggi menyebabkan tumbuhan melakukan transpirasi yang berfungsi untuk mengatur suhu pada tumbuhan. air adalah pelarut yang sangat baik untuk tiga kelompok bahan (solute) biologis yang penting yaitu: bahan organik, ion-ion bermuatan (K+, Ca2+, NO3- dan molekul kecil. Bahan organik dan air dapat membentuk ikatan ion hidrogen termasuk asam amino, karbohidrat serta protein yang berat molekulnya rendah, mengandung hidroksil, amine atau gugus fungsional asam karbiksolat. Air juga membentuk dispersi koloida dengan karbohidrat dan protein dengan berat molekul tinggi. Peranan air pada tumbuhan pun sangat beragam. Air yang diserap oleh biji berguna untuk melunakkan kulit biji dan menyebabkan pengembangan embrio dan endosperm. Hal ini mengakibatkan pecah atau robeknya kulit biji. Air berguna sebagai alat transport larutan makanan dan endosperm atau cotyledon kepada titik tumbuh pada embryonic axis, didaerah mana diperlukan untuk membentuk protoplasma baru. Dan yang terpenting air berperan sangat krusial pada proses fotosintesis. Untuk itu dibutuhkan kadar air yang cukup, tidak kurang dan tidak lebih. Kekurangan air akan berdampak buruk pada tumbuhan seperti terganggunya proses fotosintesis, pengembangan sel, sintesis protein, sintesis dinding sel, dan perkembangan yang abnormal. Kekurangan air dapat dilihat dengan kasat mata karna tanaman tersebut akan cenderung kerdil, layu, produksi rendah, dan kualitasnya turun. Kelebihan air pun akan berdampak buruk pada tanaman karna akan membuat poripori tanah tidak ada oksigen akibat menggenangnya air terlalu banyak. Tanaman juga akan sangat rentan terhadap serangan jamur dan bakteri karna jamur dan bakteri cenderung tumbuh di area yang lembab. Kelebihan air akan membuat tanaman terlihat menguning, pertumbuhan lambat.



10



BAB 3 METODE PELAKSANAAN



3.1. Persiapan Umum Alat dan bahan : Hardware: •



Mikrokontroler Arduino Nano



•



Kabel downloader



•



Sensor kelembapan tanah FC-28 + Komparator



•



LCD L2C 16x2



•



Lampu LED 5mm (Merah, Kuning, Hijau)



•



Resistor 220 Ohm



•



Buzzer 5 Volt



•



Kabel jumper



•



Project board



Software: •



Arduino IDE



3.2. Perancangan a. Perancangan alat Kami merancang alat ini dengan membuat rancangan bagaimana alat ini bekerja, alat ini akan bekerja dengan mengambil informasi nilai kelembapan dari tanah dan memprosesnya di mikrokontroler, kemudian mikrokontroler akan memproses data tersebut dan menentukan keluaran pada LED dan buzzer.



11



Berikut adalah alur kerja alat yang kami buat :



Gambar 3.1 Flowchart



b. Pembuatan Simulasi Sebelum membuat alat penguji kelembapan tanah ini kami terlebih dahulu membuat simulasi pada software Fritzing untuk menguji coba apakah alat yang telah kami rancang dapat berfungsi dengan baik.



3.3. Pelaksanaan dan Uji Coba Pada tahapan ini dibagi pelaksanaan dibagi menjadi 4 tahap meliputi pembuatan program untuk mikrokontroler, pembuatan alat, pengujian alat, dan evaluasi.



12



a. Pembuatan Kode untuk Mikrokontroler Kami menggunakan software Arduino IDE untuk membuat program pada mikrokontroler yang nantinya akan. Software ini dipilih untuk menyesuaikan mikrokontroler yang kami gunakan. b. Pembuatan Alat Kami membuat alat ini sesuai dengan rancangan yang telah kami simulasikan di software. Kami menghubungkan sensor, mikrokontroler, buzzer, LED, dan LCD pada project board, kemudian kami juga membuat rangka luar untuk membuat alat kami terlihat rapi dan lebih kuat c. Pengujian Alat Kami menyiapkan tiga jenis tanah, tanah basah, tanah kering, dan tanah yang memiliki kelembapan yang tepat. Selain itu kami juga menyiapkan laptop sebagai pembaca masukan dari sensor ke mikrokontroler. Pengujian ini dilakukan dengan cara memasukkan sensor kelembapan tanah ini ke setiap tanah lalu mencatat setiap nilai masukan dari sensor ke mikrokontroler. Pengujian juga dilakukan terhadap komponenkomponen lain seperti LED, LCD, dan buzzer untuk mengetahui apakah alat tersebut sudah berfungsi dengan baik. d. Evaluasi alat Evaluasi ini bertujuan untuk membuat alat kami menjadi lebih presisi dalam menentukan kelembapan tanah. Melalui pembacaan nilai masukan sensor ke mikrokontroler kami dapat melakukan kalibrasi sensor pada setiap kondisi tanah, kemudian kami memperbaiki program yang telah kami buat dengan memperbaiki parameter-parameter yang ada pada program tersebut.



13



BAB 3 BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN



4.1 Rancangan Anggaran Biaya Ringkasan anggaran biaya disusun berdasarkan harga pasaran komponen-komponen yang kami gunakan pada proyek ini. No 1 2 3 4 5 6 7 8 9



Jenis Barang Arduino Uno + Kabel Sensor Soil Mosture LCD 12C 16x2 Lampu LED Meran 5 mm Resistor 220 Ohm Buzzer 5V Kabel Jumper Pack Project Board / Bread Board Biaya Lain-Lain (Ongkos Kirim / Perjalanan / Tak Terduga) Total



Biaya (Rp) 79,000 15,000 35,000 500 500 2,000 15,000 25,000 100,000 275,000



4.2 Jadwal Kegiatan Adapun jadwal kegiatan yang kami rencanakan adalah sebagai berikut. No.



Jenis Kegiatan



Minggu 1



2



Persiapan



3



Pelaksanaan



4



Perakitan



5



Pengambilan Data



6



Penyusunan Laporan



2



14



3



4



5



DAFTAR PUSTAKA



Anggriawan, Aldo Redicka, 2014, Rancang Bangun Sistem Peringatan Serta Pemantau Suhu dan Kelembaban Shelter BTS Melalui Fasilitas SMS, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya, Malang. (https://media.neliti.com/media/publications/117222-ID-rancang-bangun-sistemperingatan-keamana.pdf diakses tanggal 18 September 2018)



15



LAMPIRAN Desain Alat



•



Tampak Depan



•



Tampak Belakang



16