Perancangan Sistem Penyiram Tanaman Otomatis di dalam kampus ITB menggunakan ESP32

Halo teman teman semua !!!

Kembali lagi bersama saya Daniel Hutabalian. Pada kesempatan kali ini saya akan membahas tentang proses pengaplikasian ESP32 pada kehidupan sehari - hari sekaligus untuk menjawab persoalan yang diberikan di soal UTS saya. Saya akan membahas tentang Sistem Penyiram Tanaman secara Otomotis pada ESP32. Tanpa banyak berbasa basi lagi, langsung saja kita menuju artikelnya!

Identifikasi Masalah

          Jumlah tanaman yang ada di dalam kampus ITB tidak sedikit. Ada banyak sekali tanaman yang ada di kampus ITB baik di dalam gedung maupun di luar gedung ITB. Karena banyaknya tanaman yang ada di ITB ini, sangat repot sekali bagi karyawan untuk memerhatikan seluruh tanaman ini setiap harinya. Ditambah lagi karyawan tidak hanya fokus kepada merawat tanaman, masih banyak pekerjaan lain yang harus diperhatikan oleh karyawan. Hal ini dilakukan karena tanaman sangat penting dalam membuat lingkungan kampus yang asri dan indah. 

Rancangan Solusi

        Dari permasalahan singkat yang disampaikan di  atas, diusulkan suatu solusi sistem untuk memantau dan memelihara kondisi tanaman di dalam kampus. Sistem ini akan mengecek kondisi tanaman. Dengan menggunakan sensor kelembaban tanah akan dicek apakah tanah pada tanaman lembab atau tidak, kemudian  digunakan Real Time Clock (RTC) untuk mengetahui waktu real saat penyiraman tanaman. Kemudian dipasang LCD 4x20. LCD ini berfungsi untuk menampilkan waktu secara real-time dari alat RTC tadi. Waktu yang ditampilkan adalah waktu saat terakhir kali dilakukan penyiraman bunga. Kemudian sebagai output dibuat Motor Servo MG996 untuk melakukan output air kepada tanaman.

1. Spesifikasi
   Dalam pembuatan sistem ini dibutuhkan alat - alat yang akan dijelaskan di bawah ini.
   1. ESP32 DEVKIT V1

            2. Soil Moisture YL- 69

                Sensor ini terdiri dari dua elektrode (probe) yang nantinya akan membaca kadar air di daerah sekitarnya, sehingga arus melewati dari satu elektrode ke elektrode yang lain. Arus dilewatkan pada elektroda di dalam tanah sehingga pengukuran nilai resistansi tanah menentukan kelembapannya. Jika tanah memiliki kadar air yang lebih banyak, keluaran sensor akan berkurang dan dengan demikian arus akan lebih mudah melewati probes sensor. Soil moisture sensor memiliki spesifikasi tegangan input sebesar 3.3 V atau 5 V, tegangan output sebesar 0-4.2 V, arus sebesar 35 mA, dan memiliki value range ADC sebesar 1024 bit mulai dari 0 – 1023 bit.

            3. Motor Servo MG996

                Motor servo yang digunakan adalah MG996 yang memiliki masukan tegangan 5 Volt dan memiliki putaran maksimal 180°. Motor servo ini memiliki 3 masukan, yaitu power, ground dan control. 

            

              4. I2C Display 4 x 20

                I2C Display adalah Display LCD yang sudah dilengkapi dengan fitu alat I2C. Fungsi alat ini adalah agar alat - alat lain yang digunakan seperti sensor kelembaban tanah dan juga Real Time Clock (RTC), agar data dari alat tersebut dapat ditampilkan ke dalam layar LCD.

                                 

            5. Real Time Clock DS3231

                Interface atau antarmuka untuk mengakses modul ini yaitu menggunakan i2c atau two wire (SDA dan SC.L). Sehingga apabila diakses menggunakan mikrontroler misal Arduino Uno pin yang dibutuhkan 2 pin saja dan 2 pin power. Module DS3231 RTC ini pada umumnya sudah tersedia dengan battery CR2032 3V yang berfungsi sebagai back up RTC apabila catudaya utama mati

                                                        

                    

        2. Rancangan Sistem 

            

          Dalam sistem tersebut dapat dilihat ESP32 DEVKIT V1 adalah mikrokontroler yang berperan sebagai pengendali utama dari sistem. Terdapat pencatu daya yang berfungsi untuk memberikan daya kepada ESP32. Kemudian sensor kelembaban tanah akan mendeteksi apakah tanah pada tanaman lembab atau tidak. Apabila tanah lembab maka dilakukan proses penyiraman bunga atau tanaman. Apabila tidak, maka dilakukan terus pengecekan kondisi kelembabab tanah hingga tanah kering. Saat tanah kering, maka ESP32 akan memproses data dan akan memerintahkan Motor Servo untuk mengeluarkan sejumlah air dari sumber air. Dan saat terjadi penyiraman tanah, akan dimasukkan waktu real dari RTC DS3231 ke dalam layar LCD Display 4 x 20. Demikian seterusnya proses tersebut dilakukan.

        3. Perancangan Perangkat Keras

          

          Dari gambar skema perangkat keras di atas dapat dilihat gabungan alat - alat yang membentuk suati sistem. ESP32 digunakan sebagai pusat sistem. Dapat dilihat bahwa ketiga alat yaitu I2C Display, DS3231, dan Soil Moisture memiliki GND dan VCC. Oleh karena itu, mereka saling terhhubung melalui pin tersebut. Dan penghubungan pin dari alat - alat yang lain dapat dilihat dari gambar skema perangkat kerasnya di atas. Semua pin yang ada pada alat  saling berinteraksi untuk melakukan penyiraman tanaman secara otomatis.

   

          4. Perancangan Perangkat Lunak      

 Dari flowchart tersebut dapat dilihat proses kerja dari sistem ini. Yang pertama dilakukan adalah pemberian daya atau sumber power kepada ESP32. Setelah itu, dilakukan pengecekan kelembaban tanah. Apabila tanah masih tetap lembab, maka dilakukan proses pengecekan kembali kondisi kelembaban tanah sampai tanah kering. Saat tanah kering, maka langsung dilakukan penyiraman tanaman oleh Motor Servo. Setalah dilakukan penyiraman tanaman, dilakukan pengambilan data waktu secara real-time lewat alat Real Time Clock (RTC). Setelah didapat waktu real dari penyiraman bunga, maka waktu tersebut ditampilkan ke dalam layar agar orang dapat mencek apakah masih terjadi penyiraman bunga baru-baru ini atau sudah lama tidak terjadi penyiraman bunga. Apabila sudah lama tidak terjadi penyiraman bunga, maka tanaman perlu dicek. Apabila tanaman kering tetapi tidak terjadi penyiraman bunga maka perlu dicek alat - alat yang terhubung. Mungkin ada gangguan yang terjadi atau dapat juga disebabkan karena kerusakan alat. Begitulah proses kerja dari sistem ini.

Demikian dulu penjelasan dari saya teman teman. Apabila ada pertanyaan silahkan ditanya di kolom komentar. Saya akan berusaha untuk membalasnya secepat mungkin. Saya ucapkan terimakasih bagi teman - teman yang sudah mau membaca artikel saya ini dan sampai jumpa di artikel berikutnya.

Bye !!!