SISTEM OTOMATIS KELEMBABAN TANAH DAN LED GROWLIGHT UNTUK TANAMAN
SISTEM
OTOMATIS KELEMBABAN TANAH DAN LED GROWLIGHT UNTUK TANAMAN
Dosen
Pengampu:
Dr.
Samuel Beta K., Ing. Tech., M.T.
Disusun
Oleh:
Kelompok 2
|
1. Muhammad Affan Alif F. |
RE-3A |
(4.34.22.0.15) |
|
2. Muhammad
Nur Afiq P. |
RE-3A |
(4.34.22.0.17) |
|
3. Muhammad Zidaan Falih |
RE-3A |
(4.34.22.0.18) |
|
4. Yahya
Umar zaenuri |
RE-3A |
(4.34.22.0.26) |
PROGRAM
STUDI TEKNOLOGI REKAYASA ELEKTRONIKA
JURUSAN
TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK
NEGERI SEMARANG
2025
1.
Latar
Belakang
Pertumbuhan tanaman yang optimal
sangat bergantung pada dua faktor utama, yaitu ketersediaan air di dalam
tanah dan pencahayaan yang cukup. Dalam sistem pertanian
konvensional, pemantauan dan pengaturan kelembaban tanah serta pencahayaan masih
dilakukan secara manual, yang tidak hanya memakan waktu, tetapi juga rawan
terhadap ketidaktepatan dalam penyiraman dan intensitas cahaya yang dibutuhkan.
Ketidakteraturan ini dapat menyebabkan tanaman tumbuh tidak maksimal, bahkan
mengalami kerusakan.
Di era digital saat ini, penerapan
teknologi otomatisasi dalam bidang pertanian menjadi solusi yang sangat
potensial. Salah satunya adalah dengan mengintegrasikan sensor kelembaban
tanah dan LED growlight yang dikontrol secara otomatis
menggunakan sistem mikrokontroler. Sensor kelembaban memungkinkan sistem
mengetahui kapan tanah dalam kondisi kering, sehingga pompa air dapat aktif
hanya saat diperlukan. Sementara itu, LED growlight berperan sebagai sumber
cahaya buatan yang disesuaikan dengan kebutuhan fotosintesis tanaman, khususnya
di dalam ruangan atau pada kondisi minim cahaya matahari.
Penggunaan sistem otomatis
ini tidak hanya meningkatkan efisiensi dalam pemeliharaan tanaman, tetapi juga
mengurangi pemborosan air dan energi. Selain itu, sistem ini dapat digunakan
dalam berbagai skala pertanian, mulai dari hobi bercocok tanam di rumah hingga
pertanian hidroponik skala kecil dan menengah. Oleh karena itu,
pengembangan Sistem Otomatis Kelembaban Tanah dan LED Growlight untuk
Tanaman merupakan langkah inovatif dalam mendukung pertanian modern
berbasis teknologi.
2. Dasar
Teori
2.1 Moisture Sensor Capacitive Soil
Sensor kelembaban tanah kapasitif
adalah perangkat elektronik yang dirancang khusus untuk mengukur kadar air
dalam tanah menggunakan prinsip kapasitansi. Prinsip kerja utama sensor ini
adalah perubahan kapasitansi antara dua elektroda yang terpasang di dalam
tanah, yang dipengaruhi oleh kadar air dalam tanah tersebut.
Mereka memberikan informasi yang
berharga tentang kondisi tanah secara real-time, membantu dalam mengoptimalkan
penggunaan air dan meningkatkan produktivitas pertanian serta keberlanjutan
lingkungan.
2.2 Water Pump
Water pump
atau pompa air adalah perangkat mekanis yang dirancang untuk memindahkan air
dari satu tempat ke tempat lain dengan menciptakan tekanan atau hisapan. Pompa
air bekerja dengan prinsip dasar mengubah energi mekanis menjadi energi
hidrolik, yang memungkinkannya untuk menggerakkan air melalui sistem pipa atau
saluran.
Pompa air
bekerja dengan prinsip dasar menghisap air ke dalam sistem, menekannya melalui
impeller yang berputar untuk menciptakan tekanan, dan kemudian mendorongnya
keluar melalui sistem pembuangan. Proses ini terjadi berulang-ulang sesuai
dengan kebutuhan untuk memindahkan air dari satu tempat ke tempat lain.
2.3 Relay
Relay adalah
sebuah komponen elektronik yang berfungsi sebagai saklar yang dapat
dioperasikan secara elektrik. Fungsinya adalah untuk mengendalikan arus listrik
besar dengan menggunakan arus listrik kecil. Relay umumnya digunakan dalam
berbagai aplikasi di mana diperlukan pengendalian daya listrik yang lebih besar
atau untuk mengisolasi sinyal kontrol dari sirkuit daya utama.
3.
Permasalahan
Dalam praktik pertanian
konvensional, penyiraman dan pencahayaan tanaman sering dilakukan tanpa
memperhatikan kebutuhan aktual tanaman, sehingga berisiko menghambat
pertumbuhan. Tanah bisa menjadi terlalu kering atau basah, dan pencahayaan bisa
berlebihan atau kurang. Oleh karena itu, diperlukan sistem otomatis yang mampu
memantau kelembaban tanah dan mengatur pencahayaan LED growlight secara efisien
sesuai kebutuhan tanaman.
4.
Solusi
Untuk mengatasi permasalahan dalam pemantauan dan perawatan tanaman secara
manual, solusi yang ditawarkan adalah merancang sistem otomatis berbasis
mikrokontroler yang dapat mengatur kelembaban tanah dan pencahayaan
tanaman secara mandiri. Sistem ini terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu:
- Sensor
kelembaban tanah, yang berfungsi untuk mendeteksi tingkat kelembaban
secara real-time. Ketika nilai kelembaban turun di bawah ambang batas
tertentu, sistem akan secara otomatis mengaktifkan pompa air untuk
menyiram tanaman hingga kondisi kembali normal.
- LED
growlight, sebagai sumber cahaya buatan yang digunakan ketika intensitas
cahaya alami tidak mencukupi. Sistem akan menyalakan lampu secara otomatis
berdasarkan waktu, sensor cahaya, atau logika kebutuhan fotosintesis
tanaman.
- Mikrokontroler
(seperti Arduino atau Raspberry Pi), yang berperan sebagai otak sistem
untuk memproses data dari sensor dan mengendalikan aktuator (pompa dan LED
growlight).
5.
Diagram
Blok
6.
Komponen
Komponen yang digunakan yaitu:
- Tanaman
- Lampu LED Growlight
- Raspberry PI 4
- Moisture Sensor
- Water Pump + Selang
- Relay
- Kabel Jumper
- Power Supply 12V/5A
- Laptop
- Internet
7.
Cara
Kerja
istem ini bekerja dengan memantau
kelembaban tanah menggunakan sensor yang terhubung ke mikrokontroler. Saat
kelembaban tanah turun di bawah batas yang ditentukan, mikrokontroler akan
mengaktifkan pompa untuk menyiram tanaman secara otomatis. Setelah kelembaban
kembali normal, pompa akan dimatikan.
Untuk pencahayaan, sistem
menggunakan sensor cahaya atau pengatur waktu untuk menilai kebutuhan cahaya
tanaman. Jika cahaya alami kurang, maka LED growlight akan menyala secara
otomatis untuk mendukung proses fotosintesis. Saat cahaya mencukupi, lampu akan
mati untuk menghemat energi.
Seluruh proses ini berjalan
otomatis berdasarkan data sensor dan logika pemrograman yang ditanamkan pada
mikrokontroler, sehingga tanaman dapat terawat dengan efisien tanpa perlu
pemantauan manual terus-menerus.
8. Diagram Alir
9.
Program
import
RPi.GPIO as GPIO
import
time
#
=== Setup GPIO Mode ===
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
#
=== Pin Configuration ===
SOIL_PIN
= 13
LDR_PIN
= 19
PUMP_PIN
= 17
LED_PIN
= 27
#
=== Setup I/O Pins ===
GPIO.setup(SOIL_PIN,
GPIO.IN)
GPIO.setup(LDR_PIN,
GPIO.IN)
GPIO.setup(PUMP_PIN,
GPIO.OUT)
GPIO.setup(LED_PIN,
GPIO.OUT)
#
=== Matikan semua relay di awal (relay aktif LOW) ===
GPIO.output(PUMP_PIN,
GPIO.HIGH)
GPIO.output(LED_PIN,
GPIO.HIGH)
print("Program
dimulai. Tekan Ctrl+C untuk berhenti.")
try:
while True:
soil_state = GPIO.input(SOIL_PIN) # 1 = kering, 0 =
basah
ldr_state = GPIO.input(LDR_PIN) # 1 = gelap,
0 = terang
print(f"Tanah: {'Kering' if soil_state else 'Basah'}
| Cahaya: {'Gelap' if ldr_state else 'Terang'}", end=' | ')
# === Pompa Air ===
if soil_state == 1: # Tanah kering
print("Pompa ON", end=' | ')
GPIO.output(PUMP_PIN, GPIO.LOW) #
Nyalakan pompa
time.sleep(10)
GPIO.output(PUMP_PIN, GPIO.HIGH) #
Matikan pompa
else:
print("Pompa OFF", end=' | ')
GPIO.output(PUMP_PIN, GPIO.HIGH)
# === Grow Light ===
if ldr_state == 1: # Gelap
print("Grow Light ON")
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW) #
Nyalakan LED (relay aktif LOW)
else:
print("Grow Light OFF")
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH) #
Matikan LED
time.sleep(2)
except
KeyboardInterrupt:
print("\nProgram dihentikan oleh pengguna.")
finally:
GPIO.cleanup()
10. Kesimpulan
Sistem otomatis yang dirancang mampu memantau dan mengatur kelembaban tanah serta pencahayaan tanaman secara efisien menggunakan sensor kelembaban dan LED growlight yang dikendalikan oleh mikrokontroler (Raspberry Pi). Sistem ini bekerja dengan mendeteksi kondisi tanah dan cahaya secara real-time, lalu mengaktifkan pompa air atau lampu LED sesuai kebutuhan. Dengan begitu, sistem ini dapat mengurangi intervensi manual, menghemat air dan energi, serta mendukung pertumbuhan tanaman yang optimal. Penerapan sistem ini cocok digunakan untuk pertanian skala rumah tangga maupun hidroponik kecil dan menengah, sejalan dengan konsep pertanian modern berbasis teknologi.
Video
presentasi job 2 Menyalakan
Buzzer
Video
presentasi job 8 Menghidupkan
motor dc & line follower
Komentar
Posting Komentar