Sistem Irigasi Cerdas – Diagram Sirkuit dan Kode
Sistem Irigasi Cerdas Berbasis Arduino
India adalah negara di mana 70% penduduknya bergantung pada pertanian untuk mata pencaharian mereka. Saat ini, setiap pekerjaan dapat dilakukan dengan cara yang paling mudah dengan menggunakan mesin. Tidak diragukan lagi, otomatisasi meningkatkan produktivitas dan menghemat banyak waktu dan tenaga. Irigasi adalah bagian terpenting dari pertanian untuk menghasilkan keuntungan maksimal dari investasi Anda di lapangan. Namun, ada beberapa mesin yang dapat digunakan petani di lahan pertanian untuk mempermudah pekerjaan mereka. Sayangnya, mesin seperti itu tidak terjangkau oleh petani karena biayanya yang mahal. Yang mereka butuhkan hanyalah mesin sederhana dan murah yang dapat digunakan dengan mudah untuk keperluan pertanian.
Dalam posting ini, kita akan membahas sistem irigasi yang cerdas dan sederhana yang dirancang menggunakan bahan berbiaya rendah. Tujuan dari sistem irigasi ini adalah untuk mendeteksi kadar air dalam tanah dan menjalankan pompa motor secara otomatis.
Selain bidang pertanian, kami juga membutuhkan sistem irigasi tanaman otomatis di rumah kami untuk merawat tanaman kami saat kami tidak ada. Melalui artikel ini, kita akan membahas proses desain proyek sistem irigasi pintar yang dapat digunakan untuk menyirami tanaman secara otomatis saat Anda duduk di kenyamanan rumah Anda. Anda dapat menyesuaikan jadwal air dan waktu berjalan menggunakan perangkat sistem irigasi pintar ini.
Sekitar 50% kehilangan air disebabkan karena inefisiensi sistem irigasi tradisional yang menyebabkan overwatering. Untuk mengatasi masalah ini, kami akan merancang sistem irigasi cerdas yang memeriksa tingkat kelembaban di tanah dan memberikan air ke tanaman secara otomatis. Saat sirkuit menemukan kelembapan yang cukup di tanah, pompa motor mati.
Juga, kami telah menggunakan modul GSM untuk memperbarui Anda secara teratur tentang kondisi kelembaban di tanah dan pompa air. Proyek ini sangat andal dan berguna untuk menghilangkan kebutuhan tenaga kerja dari proses irigasi di ladang.
Seperti yang dibahas di atas, kami telah menggunakan sensor kelembaban tanah untuk merasakan kelembaban di dalam tanah. Sebelum memulai proyek, mari kita lihat komponen utama yang digunakan dalam rangkaian untuk membantu Anda memahami dengan jelas cara kerja rangkaian.
- Proyek Terkait: Sistem Penyiraman &irigasi Tanaman Otomatis – Sirkuit, Kode &Laporan Proyek
Sensor Kelembaban Tanah
Ada dua probe dalam sensor kelembaban tanah yang digunakan untuk mengukur kandungan volumetrik air dalam tanah. Kedua probe ini memungkinkan arus melewati tanah dan kemudian mendapatkan nilai kelembaban yang ada di dalam tanah.
Bila ada air di dalam tanah, hambatannya akan berkurang dan oleh karena itu tanah akan menghantarkan listrik. Akibatnya, tingkat kelembaban yang dirasakan oleh sensor akan lebih tinggi. Tanah kering merupakan penghantar listrik yang buruk. Ketika ada lebih sedikit air di tanah, itu akan menghantarkan listrik lebih sedikit dan oleh karena itu hambatan akan lebih besar. Inilah alasan mengapa tingkat kelembapan akan lebih rendah.
Spesifikasi Teknis:
- Tegangan masukan – 3.3-5V
- Tegangan keluaran- 0- 4,2 V
- Arus masukan- 35mA
- Tegangan keluaran- Analog/Digital
Pinout Sensor Kelembaban Tanah:
- Vcc- Catu daya
- A0- Keluaran analog
- D0- Keluaran digital
- GND- Ground
Proyek Terkait: Sirkuit Alarm Hujan – Proyek Pendeteksi Salju, Air, dan Hujan
Seperti dibahas di atas, sensor kelembaban tanah terdiri dari dua pelat konduktor yang berfungsi sebagai probe. Karena sensor kelembaban tanah hanya bertindak sebagai dua pelat konduktor. Pelat pertama terhubung ke catu daya +5v. Pelat kedua terhubung langsung ke tanah. Output diambil langsung dari terminal pertama pin sensor kelembaban tanah.
Sensor kelembaban tanah bekerja berdasarkan prinsip sirkuit terbuka dan tertutup. Ketika tanah dikeringkan, tidak ada arus yang mengalir melaluinya dan itu bekerja seperti sirkuit terbuka. Ketika tanah lembab, arus akan mulai mengalir dari satu terminal ke terminal lain, bekerja sebagai sirkuit tertutup. Kami telah menghubungkan sensor kelembaban dengan papan Arduino UNO. Kami akan membahas antarmuka dan kode simulasi rangkaian di bagian selanjutnya dari artikel ini.
- Proyek Terkait: Diagram Sirkuit Indikator Ketinggian Air- Dua Proyek Sederhana
Aplikasi Sensor Kelembaban Tanah:
Perangkat ini dapat digunakan di taman rumah dan halaman rumput untuk menghilangkan kebutuhan proses penyiraman tanaman secara manual. Ini dapat digunakan untuk tanaman interior untuk memasok air secara teratur untuk irigasi.
Bagian terpenting kedua dari proyek ini adalah modul GSM yang digunakan bersama dengan mikrokontroler Arduino untuk komunikasi.
Modul GSM TTL SIM800:
Kami telah menggunakan modul GSM SIM800 dalam proyek sistem irigasi kami dan dihubungkan dengan Arduino untuk mengirim dan menerima pesan. Modul GSM pada dasarnya adalah modem GSM. Perangkat ini terhubung dengan PCB untuk mengambil berbagai jenis output dari papan. Dalam proyek kami, kami memiliki antarmuka modul GSM dengan Arduino dan output TTL diambil. Modul GSM quad-band ini bekerja pada frekuensi mulai dari GSM 850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz dan PCS 1900MHz. Modul GSM sangat kompatibel dengan Arduino dan mikrokontroler. Modul GSM TTL SIM800 dirakit dalam ukuran 24 * 24 * 3mm agar sesuai dengan hampir semua perangkat baik itu PDA smartphone dll. 
Di Asia, sebagian besar operator telepon seluler beroperasi di pita 900 MHz. Modul GSM dibuat dengan menghubungkan satu modem GSM ke PCB. Kemudian disediakan output RS232. Pastikan untuk memeriksa ulang kebutuhan daya GSM di proyek Anda sebelum memilih modul GSM yang sesuai untuk perangkat Anda. Selain itu, selalu pilih pin keluaran berkemampuan TTL untuk menghubungkannya langsung dengan Arduino tanpa ketidaknyamanan.
- Proyek Terkait: Sistem Otomatisasi Rumah Pintar – Sirkuit dan Kode Sumber
Spesifikasi Teknis:
- Berbasis quad band
- Tegangan yang dibutuhkan -9VDC-12 VDC
- Berbasis regulator switching catu daya
- Dibutuhkan daya- 1 MA
- Suhu pengoperasian- -40 SAMPAI + 85 derajat Celcius
Fitur Modul GSM 800:
- Skema pengkodean- CS-1, CS-2, CS-3, CS-4 Tx power
- Mengkonsumsi daya rendah
- Dilengkapi dengan saluran audio yang menyertakan input mikrofon dan output penerima
Sekarang Anda memiliki pengetahuan yang baik tentang cara kerja kedua perangkat yaitu sensor kelembaban tanah dan modul GSM. Selanjutnya, Anda harus menghubungkan kedua komponen tersebut dengan mikrokontroler Arduino.
- Pos Terkait: Pemutus Sirkuit WiFi Cerdas – Konstruksi, Pemasangan, dan Pengerjaan
Dewan Arduino UNO
Sebelum mengungkap detail papan Arduino UNO, izinkan kami memberi tahu Anda bahwa ada berbagai versi papan Arduino yang ada di pasaran yaitu Arduino mega, Arduino Due dll. Kami telah menggunakan Arduino UNO dalam proyek kami karena merupakan mikrokontroler antarmuka termurah dan termudah. Mikrokontroler ini terdiri dari 14 pin I/O digital dan 6 pin Analog. Mikrokontroler Arduino UNO juga mendukung komunikasi serial menggunakan pin TX dan Rx. Keuntungan terbesar menggunakan Arduino adalah Anda dapat mengoptimalkan dan memodifikasi perangkat lunak dan papan Arduino sesuai dengan kebutuhan Anda.
Menghubungkan Sensor Kelembaban Tanah dan Modul GSM dengan Arduino
Antarmuka sirkuit ini sederhana. Anda hanya perlu mengikuti diagram sirkuit.
Pertama, sambungkan pin analog sensor kelembaban tanah ke pin analog 1 Arduino. Sekarang, hubungkan VCC dan GND sensor ke 5V dan GND Arduino.
Selanjutnya, masukkan kartu sim ke dalam modul. Sekarang, Anda perlu menghubungkan modul GSM dengan catu daya. Kami menggunakan modul 12V jika Anda memiliki modul 5V maka Anda dapat langsung menyalakannya dengan 5V Arduino. Hubungkan sumber 12V seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian. Sekarang, hubungkan pin modul GND dengan GND Arduino. Hubungkan pin ST modul dengan pin digital 9 Arduino dan pin SR modul dengan pin digital 10 Arduino. Kami juga telah menghubungkan LCD untuk menampilkan tingkat kelembapan yang dirasakan. Hubungkan LCD seperti yang ditunjukkan pada diagram sirkuit juga hubungkan pot untuk memanipulasi kontras LCD.
- Proyek Terkait: Pengukuran Jarak Menggunakan Arduino dan Sensor Ultrasonik
Hubungkan relai dan transistor menggunakan diagram driver relai.
Sekarang kumpulkan komponen di bawah yang disebutkan dalam daftar dan hubungkan sirkuit seperti yang ditunjukkan pada diagram sirkuit:
- Papan Arduino UNO
- Modul GSM
- Menghubungkan Kabel
- Transistor
- Layar LCD 16×2
- Supply Listrik
- Relai
- Pompa
- Sensor Kelembaban Tanah
- Resistor
- Konektor Terminal
- Pengatur Tegangan
Penjelasan Kode Pemrograman
Bagian pemrograman untuk proyek ini sangat mudah. Pertama, kita perlu mendefinisikan library untuk LCD dan untuk sensor kelembaban. Pada baris berikutnya kami telah mendefinisikan pin pemancar dan penerima sensor yang masing-masing terhubung ke pin digital 9 dan 10:
#include
#include
SoftwareSerial mySerial(9,10);
Sekarang, kami telah mendefinisikan beberapa variabel untuk menggunakannya daripada menggunakan nomor pin:
int M_Sensor = A0;
int W_led = 7;
int P_led = 13;
Pada baris berikutnya, kita telah mendefinisikan pin LCD yang terhubung ke Arduino:
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
Pada fungsi setup, pertama-tama kita menginisialisasi LCD dengan fungsi lcd.begin() dan sensor kelembapan dengan menggunakan fungsi mySerial.begin(). Kami telah melewati 16,2 karena LCD memiliki 16 kolom dan 2 baris dan ini menunjukkan bahwa kami akan menggunakan seluruh LCD. Selanjutnya, kita telah menginisialisasi dan mendefinisikan mode pin pin 13 digital sebagai output yang terhubung ke LED status pompa dan relai dan pin 7 sebagai pin input yang terhubung ke led level air.
void setup()
{
lcd.begin(16, 2);
mySerial.begin(9600);
pinMode(7,INPUT);
pinMode(13,OUTPUT);
}
Sekarang, masuk ke fungsi loop. Pada baris pertama, kami telah mengosongkan LCD sehingga jika ada output sebelumnya yang hilang. Di baris berikutnya kita mengambil nilai sensor kelembaban dan menyimpannya dalam variabel bernama 'Moist':
lcd.clear();
int Moist = analogRead(M_Sensor);
Pada baris berikutnya kami telah memperkenalkan kondisi untuk tanah kering, basah, dan basah:
if (Moist> 700) // for dry soil
{
lcd.setCursor(11,0);
lcd.print("DRY");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print("SOIL");
if (digitalRead(W_led)==1) //test the availability of water in storage
{
digitalWrite(13, HIGH);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("PUMP:ON");
mySerial.println(“AT+CMGF=1”);
delay(1000);
mySerial.println(“AT+CMGS=\”NUMBER”\r”);
delay(1000);
mySerial.println(“PUMP:ON”);
delay(100);
mySerial.println((char)26);
delay(1000);
}
else
{
digitalWrite(13, LOW);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("PUMP:OFF");
mySerial.println(“AT+CMGF=1”);
delay(1000);
mySerial.println(“AT+CMGS=\”NUMBER”\r”);
delay(1000);
mySerial.println(“PUMP:OFF”);
delay(100);
mySerial.println((char)26);
delay(1000);
}
}
if (Moist>= 300 && Moist<=700) //for Moist Soil
{
lcd.setCursor(11,0);
lcd.print("MOIST");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print("SOIL");
digitalWrite(13,LOW);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("PUMP:OFF");
mySerial.println(“AT+CMGF=1”);
delay(1000);
mySerial.println(“AT+CMGS=\”NUMBER”\r”);
delay(1000);
mySerial.println(“PUMP:OFF”);
delay(100);
mySerial.println((char)26);
delay(1000);
}
if (Moist < 300) // For Soggy soil
{
lcd.setCursor(11,0);
lcd.print("SOGGY");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print("SOIL");
digitalWrite(13,LOW);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("PUMP:OFF");
mySerial.println(“AT+CMGF=1”);
delay(1000);
mySerial.println(“AT+CMGS=\”NUMBER”\r”);
delay(1000);
mySerial.println(“PUMP:OFF”);
delay(100);
mySerial.println((char)26);
delay(1000);
}
delay(1000);
}
- Postingan Terkait: Supply Daya Variabel Menggunakan Arduino UNO – Sirkuit dan Kode
Bekerja Sistem Irigasi Otomatis
Kerja sistem irigasi otomatis sangat sederhana dan mudah dipahami. Dalam proyek ini, Arduino digunakan untuk mengendalikan seluruh kerja rangkaian. Pertama-tama, ketika tidak ada kelembaban di tanah, akan ada konduksi antara dua probe sensor tanah. Akibatnya, transistor akan tetap dalam keadaan ON. Juga, pin13 Arduino akan tetap rendah. Setelah itu, Arduino akan mengirimkan pesan kepada pengguna sebagai kelembaban tanah normal. Motor dimatikan”. Dalam situasi ini, pompa motor akan tetap dalam keadaan “OFF”.
Bila tidak ada kelembaban di tanah, transistor Q2 menjadi OFF. Juga, pin D7 menjadi tinggi. Akibatnya, pengiriman Arduino memulai pompa air dan mengirim pesan ke pengguna sebagai kelembaban rendah terdeteksi. Motor dihidupkan. Sekali lagi, pompa motor akan mati secara otomatis ketika ada cukup kelembaban di tanah yang terdeteksi oleh sensor kelembaban tanah.
- Proyek Terkait: Diagram dan Operasi Saklar Lampu Kamar Mandi Otomatis
Fitur Sistem Irigasi Cerdas
Sistem irigasi cerdas ini memenuhi semua kriteria sistem irigasi yang ideal. Beberapa fitur yang menguntungkan adalah:
- Sistem irigasi pintar ini mudah beradaptasi dengan kondisi cuaca dan merasakan kelembapan yang sesuai untuk mengoperasikan pompa air
- Sensor kelembaban tanah dengan mudah mendeteksi aliran air yang tinggi dengan merasakan kelembaban yang ada di tanah dan oleh karena itu mati dan mulai secara otomatis
- Menggunakan sistem irigasi pintar, Anda dapat mengatur aliran air dari jarak jauh tanpa harus ke ladang
- LCD yang terhubung dengan sirkuit menampilkan data kelembaban tanah secara teratur yang dapat digunakan untuk mencatat kelembaban pada berbagai keadaan
Proyek Terkait: Bel Pintu Otomatis dengan Deteksi Objek Oleh Arduino
Intinya
Sistem irigasi pintar sangat berguna dalam hal produktivitas dan keandalan juga. Selain itu, perangkat ini mudah dirancang dan dapat dirakit menggunakan komponen elektronik yang mudah didapat. Mikrokontroler Arduino yang digunakan dalam perangkat lunak ini sangat populer dan dapat dengan mudah dihubungkan tanpa ketidaknyamanan. Kami telah menggunakan sensor kelembapan tanah untuk merasakan kelembapan di dalam tanah.
Modul GSM digunakan proyek ini untuk memberi tahu pengguna dengan mengirim pesan di ponsel mereka. Kami juga telah menjelaskan metode kerja dan antarmuka semua komponen dengan Arduino. Kami berharap Anda sekarang dapat merancang sistem irigasi cerdas berbiaya rendah ini untuk menghemat air dalam kehidupan Anda sehari-hari.
Proyek Terkait:
- Bagaimana Cara Membuat Rangkaian Tripler Tegangan?
- Daftar Ide Proyek Tahun Terakhir Elektronik
- Ide Proyek Teknik Elektro untuk Mahasiswa Teknik
- Ide Proyek Mini Elektronik Sederhana dan Dasar untuk Pemula
- Proyek Teknik Elektro &Elektronik Lainnya
