MENGENAL SENSOR VN400 DAN SEN0057 SEBAGAI

PENGUKUR KELEMBABAN TANAH KERING DAN JENUH

INTRODUCTION TO VN400 AND SEN0057 AS SOIL HUMIDITY

MEASURING DEVICE

Agung Trinanda1, Ahmad Sidik

2, Almasul Auzan

3, Aulia Rahma

4,

KELOMPOK 3

Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Jalan Raya

Dramaga, Bogor, Jawa Barat, 16003

Email: masul_doch@yahoo.com

Abstract: Soil is one of the things that supports the life of any kind of living things. Soil supports

the life of plants, mostly, making them alive to finally produce useful substances and preserving

water in the earth. One physical condition of the soil that solely related to the quality of planting is

humidity. If its too high, or too low, plants wouldnt be able to grow well. Without any help of measuring device, human cant tell if a body of soil is dry or humid. Thats why we need the help of soil humidity sensors. The purpose of this observations are to introduce several types of soil

humidity sensors, to know the specifications of each one of them, and to finally make a program

thatll be inputted to Arduino to read the output of the sensors. devices used in this observation are Arduino Uno as microcontroller, PC or laptop, USB cable, jumper cable, a glass to placed the soil

samples, and SEN0057 and VN400 soil humidity sensors. SEN0057 works at 3,3V 5V voltage; 0 4,2V output; low current, 35 mA; shaped like the letter U VH400 consume the 7 mA current, with 3,3 20V voltage, with temperature measured ranging from -40 to 85C, 2% accuration and 0 to 3 V output.

Keywords: Arduino, censor, humudity, SEN0057, VN400.

PENDAHULUAN Sejalan dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat dan juga dengan

bertambahnya populasi manusia, menyebabkan terjadinya krisis kebutuhan air

karena penggunaan secara terus menerus dalam jumlah besar oleh manusia.

Ironisnya air merupakan kebutuhan yang paling utama bagi seluruh mahluk hidup.

Pada saat musim kemarau keberadaan air semakin langka untuk digunakan pada

lahan pertanian. Untuk mendapatkan hasil pertanian yang maksimal dan

mengurangi penggunaan air yang sia-sia, pemberian air pada lahan pertanian tidak

boleh kurang atau lebih.

Tanah merupakan salah satu penunjang yang membantu kehidupan semua

mahluk hidup yang ada di bumi. Tanah sangat mendukung terhadap kehidupan

tanaman yang menyediakan hara dan air di bumi. Termasuk kelembaban tanah

yang menjadi faktor yang akan menentukan apakah tanaman itu berhasil tumbuh

atau tidak. Jika kelembaban tanah itu kurang atau berlebihan akan membuat

tanaman tidak tumbuh dengan optimal. Melalui indera manusia saja tidak akan

bisa mengetahui dengan tepat nilai dari kadar air tersebut. Oleh karena itu,

diperlukan alat untuk bisa membaca dengan baik nilai dari kadar air yaitu dengan

menggunakan sensor Kelembaban Tanah SEN0057 dan Vegetronix Soil Moisture

Sensor VN400.

Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran

mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik

(Musbikhin, 2011). Sensor kelembaban tanah merupakan sensor yang mampu

mendeteksi intensitas air dalam tanah. Penggunaan sensor harus diikuti dengan

mengetahui spesifikasi dari sensor tersebut agar pemakaiannya bisa benar dan

menghindari kerusakan yang terjadi pada alat tersebut. Oleh karena itu praktikum

kali ini dilakukan dengan tujuan untuk mengenal berbagai macam tipe sensor

kelembaban tanah, mengetahui spesifikasi sensor kelembaban tanah, dan

membuat program Arduino untuk membaca output sensor kelembaban tanah.

METODE PENELITIAN Pada praktikum ini, alat yang digunakan adalah Arduino Uno sebagai

mikrokontroler, PC atau laptop, kabel USB, kabel jumper, gelas atau tempat untuk

menyimpan tanah dan sensor kelembaban tanah yang digunakan adalah sensor

SEN0057 dan Vegetronix Soil Moisture Sensor VN400. Sedangkan bahan yang

digunakan adalah tanah dan air untuk ditambahkan ke dalam tanah supaya

kelembabannya 100%.

Sensor yang pertama digunakan adalah Vegetronix Soil Moisture Sensor

VN400 dengan kabel warna merah dipasang ke power 3.3-20 V DC pada arduino,

hitam pada output (A0) dan biru pada ground (GND). Kabel USB yang sudah

terpasang antara arduino dengan PC, kemudian sensor VN400 dimasukkan ke

dalam gelas yang telah berisi tanah yang kering. Kode Arduino untuk sinyal

analog yang telah tertulis pada modul praktikum diketik, selanjutnya menunggu 5

menit kemudian program diupload dan dilakukan monitoring data. Selanjutnya

data kelembaban tanah akan ditampilkan pada monitor.

Sensor kemudian diganti dengan yang kedua yaitu SEN0057. Pasang kabel

sensor pada arduino yaitu kabel warna biru dipasang pada analog output (Ao),

kabel hitam pada ground (GND), dan kabel merah pada power (5V). Selanjutnya

perlakuan yang sama dilakukan serta dengan program yang sama pada sensor

VH400 yang sebelumnya telah dilakukan. Kemudian program diupload dan

dimonitoring.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengukuran kelembaban tanah dapat dilakukan dengan berbagai cara baik

langsung maupun tidak langsung. Salah satu cara pengukuran secara langsung

adalah melalui bantuan alat sensor. Sensor yang digunakan dalam praktikum kali

ini adalah SEN0057 dan VN400. Sensor kelembaban tanah SEN0057 bekerja

pada tegangan 3,3V- 5V dengan nilai keluaran 0 sampai 4,2V. Arus yang dimiliki

sensor ini tergolong rendah yaitu 35 mA. Bentuk dari alat ini seperti huruf u

dengan bagian yang agak meruncing di kedua sisinya. Sensor kelembaban tanah

VH400 memiliki konsumsi catu daya dibawah 7 mA dengan besar catu daya 3,3

sampai 20 V DC. Kemampuan ukur suhu VH400 berada pada rentang -40

sampai 85C dengan akurasi 2% dan output 0 sampai 3 V.

Pada praktikum ini, nilai kelembaban dua sampel tanah yang bersifat kering

dan basah akan dicari menggunakan dua macam sensor kelembaban yang berbeda,

yaitu SN0057 serta VN400. Keduanya dipakai secara bergantian, masing-masing

pada tanah basah dan kering. Praktikum ini dilakukan dengan menggunakan

bantuan perangkat lunak Arduino. Program akuisisi data yang dimasukkan adalah

sebagai berikut:

void setup(){

Serial.begin(57600);

}

void loop(){

Serial.print("Nilai Kelembaban Tanah:");

Serial.println(analogRead(0));

delay(3000);

}

Setelah perangkat lunak disiapkan, sensor ditancapkan ke tanah basah dan

kering, maka tampilan Arduino akan menjadi seperti berikut:

Gambar 1. Tampilan Arduino pada saat sensor SN0057 mulai digunakan

Gambar 2. Tampilan Arduino pada saat sensor VN400 mulai digunakan

Adapun data yang didapatkan adalah sebagai berikut:

Tabel 1. Titik yang menunjukkan kelembaban 0% dan 100% pada grafik persamaan kelembaban

VN400 SEN0057

0% 317 235

100% 512 1023

Pada tabel diatas ditunjukkan kedua titik rujukan yang nantinya akan dibentuk

menjadi grafik untuk mencari persamaan kelembaban dari kedua sensor yang

dipakai. Adapun kedua nilai ini berasal dari nilai tengah dari data-data yang

muncul pada layar kerja saat sensor mulai ditancapkan pada kedua sampel tanah

dan dihubungkan ke Arduino. Nilai 0% merupakan nilai tengah pada saat

pengukuran kelembaban tanah yang kering, sedangkan nilai 100% pada tanah

yang basah.

Grafik 1. Persamaan kelembaban sensor VN400 dan SEN0057

Grafik diatas menunjukkan persamaan kelembaban dari kedua sensor yang ada.

Nilai yang dimasukkan kedalam persamaan merupakan nilai kelembaban 0% dan

100% yang berada pada tabel 1. Pada kedua persamaan yang terbentuk terlihat

bahwa nilai kelembaban semakin naik seiring dengan makin basahnya tanah. Hal

ini sesuai dengan literature yang ada yaitu semakin basah tanah yang menjadi

sampel maka semakin tinggi kelembabannya.

Tabel 2. Nilai kelembaban (dalam persen) kedua sensor

% VN400 SEN0057

0 317 235

10 336.5 313.8

20 356 392.6

30 375.5 471.4

y = 1.95x + 317

y = 7.88x + 235

0

200

400

600

800

1000

1200

0% 50% 100% 150%

VN400

SEN0057

Linear (VN400)

Linear (SEN0057)

40 395 550.2

50 414.5 629

60 434 707.8

70 453.5 786.6

80 473 865.4

90 492.5 944.2

100 512 1023

Pada tabel 2, disajikan nilai kelembaban (dalam persen) dari masing-masing

sensor. Sebelas nilai tersebut didapatkan dari persamaan yang telah disajikan pada

grafik 1 (y = 7.88x + 235 untuk sensor SEN0057, dan y = 1.95x + 317 untuk

VN400). Kedua persamaan tersebut didapat dengan cara memasukkan nilai

persentase kedalam persamaan yang telah diperoleh. Contoh perhitungannya

adalah sebagai berikut:

y = 7.88x + 235

y = 7.88(10) +235

y = 313.8

Setelah standar kelembaban dalam persen ditetapkan, maka kemudian nilai

kelembaban tanah yang tertera pada Arduino dapat dikonversi menjadi persen.

Adapun nilai yang didapatkan adalah sebagai berikut:

Tabel 3. Nilai kelembaban (dalam persen) dari seluruh data kelembaban yang ditampilkan

Arduino

no

detik

ke-

VN400 SEN0057

Kering basah kering basah

nilai % nilai % nilai % nilai %

1 3 265 -26.6667 501 94.35897 277 5.329949 1023 100

2 6 317 0 511 99.48718 462 28.80711 1022 99.8731

3 9 323 3.076923 511 99.48718 354 15.10152 1022 99.8731

4 12 318 0.512821 511 99.48718 189 -5.83756 1022 99.8731

5 15 323 3.076923 512 100 222 -1.64975 1022 99.8731

6 18 318 0.512821 512 100 231 -0.50761 1022 99.8731

7 21 318 0.512821 512 100 235 0 1023 100

8 24 312 -2.5641 512 100 234 -0.1269 1023 100

9 27 312 -2.5641 511 99.48718 232 -0.38071 1022 99.8731

10 30 312 -2.5641 511 99.48718 236 0.126904 1022 99.8731

11 33 313 -2.05128 512 100 238 0.380711 1023 100

12 36 312 -2.5641 511 99.48718 237 0.253807 1023 100

13 39 313 -2.05128 510 98.97436 232 -0.38071 1022 99.8731

14 42 312 -2.5641 523 105.641 230 -0.63452 1023 100

15 45 313 -2.05128 517 102.5641 233 -0.25381 1023 100

16 48 313 -2.05128 511 99.48718 234 -0.1269 1022 99.8731

17 51 312 -2.5641 511 99.48718 235 0 1023 100

18 54 318 0.512821 511 99.48718 236 0.126904 1023 100

19 57 318 0.512821 512 100 235 0 1022 99.8731

20 60 313 -2.05128 527 107.6923 234 -0.1269 1023 100

Dari tabel 3 diatas dapat terlihat kelembaban kedua sampel tanah yang

ditampilkan oleh kedua sensor. Konversi dari data yang ditampilkan oleh Arduino

menjadi dalam satuan persen dilakukan dengan cara mencari regresi linear

terlebih dahulu. Pada tabel diatas dapat terlihat nilai negatif atau minus. Hal ini

dapat disebabkan oleh kedua sensor yang belum dikalibrasi ataupun kesalahan

dalam penggunaan alat oleh praktikan.

Sensor kelembaban tanah yang dapat ditemukan di pasaran bukan hanya

VN400 dan SEN0057 saja. Contoh sensor kelembaban tanah lain yang dapat

ditemukan adalah EcoDuino. Alat ini difungsikan dalam proses penanaman

tanaman. EcoDuino merupakan sebuah sistem terintegrasi yang dapat memantau

bukan hanya kelembaban tanah media tanam, tetapi juga temperatur, intensitas

cahaya, dan lain-lain. Data yang didapat EcoDuino akan disimpan dan dapat

diakses melalui teknologi nirkabel. Jika kelembaban semakin menurun, alat ini

juga dapat mengeluarkan perintah untuk menyiram tanaman secara otomatis

(Anonim, 2013)

KESIMPULAN Berdasarkan praktikum yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa untuk dapat

mengetahui nilai kelembaban dari tanah yaitu dengan menggunakan alat sensor

kelembaban tanah yang dinamakan sensor SEN0057 dan Vegetronix Soil Moisture

Sensor VN400 serta mengetahui spesifikasi dari alat sensor tersebut. Spesifikasi

dari SEN0057 adalah Bekerja pada tegangan 3.3V 5V, Memiliki nilai keluaran dari 0 4.2 V, Memiliki arus rendah yaitu 35 mA. Spesifikasi dari VN400 adalah konsumsi catu daya dibawah 7 mA, catu daya sebesar 3.3 sampai 20 V DC, Rentang ukur antara -40 dan

85oC, dan output sebesar 0-3 V. Pada saat pengukuran terdapat faktor kesalahan yaitu alat

sensor yang tidak bekerja dengan baik sehingga nilai kelembaban tanah yang dibaca

sensor tidak stabil.

DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2013. Moisture Sensor [terhubung berkala]. http: //www.indo-

ware.com/produk-284-moisture-sensor-.html (6 Oktober 2013)

Musbikhin. 2011. Pengertian Sensor dan Macam-macam Sensor. [terhubung berkala]

http: //www.musbikhin.com/ pengertian sensor- dan- macam-macam-sensor (diakses 6 oktober 2013).

LAMPIRAN 1. Dokumentasi praktikum pengenalan sensor

kelembaban tanah

Gambar 3. Sensor Kelembaban Tanah Gambar 4. Sensor Kelembaban Tanah

SEN0057 VN400

Gambar 5. Kabel jumper Gambar 6. Hardware Arduino

Gambar 7. Arduino yang terhubung Gambar 8. Kabel USB

dengan sensor kelembaban

tanah SEN0057 dan ditancapkan

ketanah basah

LAMPIRAN 2. Program akuisisi data

void setup(){

Serial.begin(57600);

}

void loop(){

Serial.print("Nilai Kelembaban Tanah:");

Serial.println(analogRead(0));

delay(3000);

}

LAMPIRAN 3. Tampilan program arduino

Gambar 9. Tampilan program Arduino saat dijalankan untuk mendeteksi kelembaban

tanah kering dengan menggunakan VN400

Gambar 10. Tampilan saat program Arduino dijalankan untuk mendeteksi kelembaban

tanah basah dengan menggunakan VN400

Gambar 11. Tampilan program Arduino saat dijalankan untuk mendeteksi kelembaban

tanah kering dengan menggunakan SEN 0057

Gambar 12. Tampilan program Arduino saat dijalankan untuk mendeteksi kelembaban

tanah basah dengan menggunakan SEN 0057