LA mikro
Modul 4 Smart Ricefield : Sistem Kendali Irigasi Sawah Otomatis
1. Pendahuluan[Kembali]
2. Tujuan[Kembali] - Mengoptimalkan penggunaan air dalam kegiatan irigasi agar tidak terjadi pemborosan atau kekurangan air.
- Meningkatkan efisiensi kerja petani dengan mengurangi keterlibatan manual dalam proses penyiraman tanaman.
- Meningkatkan hasil pertanian dengan menjaga kelembapan tanah pada level yang ideal untuk pertumbuhan tanaman.
- Mengembangkan sistem otomatisasi berbasis teknologi (seperti mikrokontroler dan sensor kelembapan tanah) untuk mendukung pertanian cerdas (smart farming).
- Memberikan solusi yang terjangkau dan mudah diterapkan di lahan pertanian skala kecil hingga menengah.
- Mengoptimalkan penggunaan air dalam kegiatan irigasi agar tidak terjadi pemborosan atau kekurangan air.
- Meningkatkan efisiensi kerja petani dengan mengurangi keterlibatan manual dalam proses penyiraman tanaman.
- Meningkatkan hasil pertanian dengan menjaga kelembapan tanah pada level yang ideal untuk pertumbuhan tanaman.
- Mengembangkan sistem otomatisasi berbasis teknologi (seperti mikrokontroler dan sensor kelembapan tanah) untuk mendukung pertanian cerdas (smart farming).
- Memberikan solusi yang terjangkau dan mudah diterapkan di lahan pertanian skala kecil hingga menengah.
3. Alat dan Bahan[Kembali]
Material of Transistor: Si
Polarity: NPN
Maximum Collector Power Dissipation (Pc): 12 W
Maximum Collector-Base Voltage |Vcb|: 80 V
Maximum Collector-Emitter Voltage |Vce|: 80 V
Maximum Emitter-Base Voltage |Veb|: 5 V
Maximum Collector Current |Ic max|: 1 A
Max. Operating Junction Temperature (Tj): 150 °C
Transition Frequency (ft): 50 MHz
Forward Current Transfer Ratio (hFE), MIN: 40
- Tegangan kerja: 5V DC
- Arus kerja: 15mA
- Jangkauan Maksimum: 4 m
- Jangkauan Minimum: 2 cm
- Sudut pengukuran: 15 derajat
- Sinyal masukan pemicu: pulsa TTL 10 us
- Resolusi: 1 cm
- Frekuensi Ultrasonik: 40 kHz
- Dimensi: 45 * 20 * 15 mm
Spesifikasi :
- Catu Daya : 5 V
- Output Arus : 100 mA
- Output Sinyal : TTL
- Sensitifitas : Dapat disesuaikan sesuai kebutuhan dengan potensiometer
- Dilengkapi indikator LED
- Sensor dan panel kontrol dipisah untuk mendapatkan kinerja yang optimal
- Dimensi Panel Kontrol : 30 x 16 mm
- Dimensi Sensor : 54 x 40 mm
Modul: ACS712
Chipset: ACS712ELC-5A
Tegangan: 5V
Bahan: PCB
Ukuran papan PCB: 27,4 (mm) x11,8 (mm)
- Catu Daya : 3 ~ 5V
- Pin : VCC (5V), GND, DO (Antarmuka Digital), dan A0 (Antarmuka Analog)
- Dimensi Probe : 60 x 30mm
- Dimensi PCB : 30 x 16mm
- Viewing angle:> 160
- Supports many control chip: Fully compatible with FOR Arduino, 51 Series, MSP430 Series, STM32 / 2, CSR IC, etc.
- Ultra-low power consumption: full screen lit 0.08W
- Voltage: 3V ~ 5V DC
- Working Temperature: -30 c ~ 70 c
- Module Size: 27.0MM * 27.0MM * 4.1MM
- I2C/IIC Interface, need 2 IO only.
- Driver IC: SSD1306
- Resistance (ohms) : 10K, 500K
- Power (Watts) : 0.25W, 1/4W
- Tolerance : -+ 5%
- Packaging : Bulk
- Composition : Carbon Film
- Temperature Coefficient : 350 ppm/C
- Lead free status : Lead free
- RoHS status : RoHS Compliant
4. Dasar Teori[Kembali]
4. STM32F103C8T6
Dalam proses pengembangannya, STM32F103C8T6 dapat diprogram menggunakan beberapa platform seperti STM32CubeIDE, Keil uVision, ataupun PlatformIO, dan bisa diakses melalui programmer seperti ST-Link V2 atau USB to Serial menggunakan bootloader. Untuk mempermudah pemrograman, STMicroelectronics menyediakan library seperti HAL (Hardware Abstraction Layer) dan LL (Low Layer) yang mempermudah akses ke fitur-fitur perangkat keras.
Fitur-Fitur Utama
-
USB 2.0 Full-Speed
-
12-bit ADC hingga 10 channel
-
DMA Controller
-
Up to 7 timers (PWM, encoder interface, input capture, output compare)
-
Real-Time Clock (RTC)
-
Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC)
- LED Power Indicator
5. Rapsberry Pi Pico
Transistor Bipolar Junction (BJT) adalah salah satu jenis transistor yang digunakan secara luas dalam rangkaian elektronik sebagai penguat, saklar, dan pengendali sinyal. Disebut "bipolar" karena melibatkan dua jenis pembawa muatan, yaitu elektron dan hole (muatan positif). BJT terdiri atas tiga lapisan semikonduktor yang membentuk dua sambungan PN, dan diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu NPN dan PNP. Pada transistor jenis NPN, susunan semikonduktornya adalah N–P–N, di mana lapisan P berfungsi sebagai basis, sedangkan dua lapisan N bertindak sebagai emitter dan kolektor.
Transistor NPN memiliki tiga terminal utama, yaitu emitter, basis, dan kolektor. Emitter berfungsi untuk mengalirkan elektron, basis berperan sebagai pengendali arus, dan kolektor bertugas mengumpulkan elektron. Agar transistor jenis NPN dapat beroperasi dalam mode aktif, tegangan antara basis dan emitter (V_BE) harus sekitar 0,7 volt agar basis menjadi forward bias terhadap emitter, sedangkan kolektor harus reverse bias terhadap basis. Ketika kondisi ini terpenuhi, arus kecil yang masuk ke basis akan mengontrol arus yang jauh lebih besar dari kolektor ke emitter. Hubungan arus ini dirumuskan dengan , di mana adalah penguatan arus transistor.
Transistor NPN dapat bekerja dalam tiga mode utama, yaitu mode cut-off (transistor mati), mode aktif (penguatan sinyal), dan mode saturasi (saklar menyala penuh). Dalam mode cut-off, arus basis tidak mengalir sehingga tidak ada arus kolektor-emitter. Dalam mode aktif, transistor berfungsi sebagai penguat arus. Sementara itu, dalam mode saturasi, transistor bertindak sebagai saklar tertutup dan arus maksimum mengalir dari kolektor ke emitter. Transistor NPN banyak digunakan dalam rangkaian elektronik digital karena kemampuannya bekerja dengan sinyal logika positif, serta keunggulannya dalam mengendalikan beban seperti LED, motor, atau relay dengan efisien.
HC-SR04 adalah sebuah sensor ultrasonik yang digunakan untuk mengukur jarak antara sensor dan suatu objek dengan memanfaatkan gelombang suara berfrekuensi tinggi di luar jangkauan pendengaran manusia. Sensor ini bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang ultrasonik (echo), mirip seperti sistem sonar pada kelelawar. HC-SR04 memiliki empat pin utama, yaitu VCC, GND, Trigger, dan Echo. Untuk melakukan pengukuran, mikrokontroler seperti Arduino atau STM32 akan mengirimkan pulsa logika tinggi ke pin Trigger selama minimal 10 mikrodetik. Setelah itu, sensor akan mengirimkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi sekitar 40 kHz ke arah objek.
Jika gelombang tersebut mengenai objek di depan sensor, maka gelombang akan dipantulkan kembali dan diterima oleh bagian penerima sensor. Pin Echo kemudian menghasilkan sinyal logika tinggi selama waktu yang sama dengan waktu tempuh bolak-balik gelombang ultrasonik tersebut. Dengan mengukur durasi pulsa pada pin Echo dan mengetahui kecepatan gelombang suara di udara (sekitar 343 meter per detik pada suhu ruang), maka jarak antara sensor dan objek dapat dihitung dengan rumus:
- Tegangan kerja: 5V DC
- Arus kerja: 15mA
- Jangkauan Maksimum: 4 m
- Jangkauan Minimum: 2 cm
- Sudut pengukuran: 15 derajat
- Sinyal masukan pemicu: pulsa TTL 10 us
- Resolusi: 1 cm
- Frekuensi Ultrasonik: 40 kHz
- Dimensi: 45 * 20 * 15 mm
- Pin1 (VCC) : 5V DC
- Pin2 (Trigger) : Ini adalah pin trigger yang memberi sinyal high selama 10 mikrodetik
- Pin3 (Echo) : Ini adalah pin echo yang menghasilkan pulsa high dengan durasi yang sesuai.
- Ping4(GND) : Ini adalah ground.
Rain sensor atau sensor hujan adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan dan intensitas air hujan. Sensor ini umumnya terdiri dari sebuah plat konduktif dengan pola jejak tembaga yang terbuka (seperti jaring), yang bekerja berdasarkan prinsip perubahan resistansi. Saat plat sensor dalam kondisi kering, resistansinya tinggi sehingga arus listrik tidak mudah mengalir. Namun, ketika tetesan air hujan membasahi permukaan sensor, air (sebagai penghantar) menyebabkan penurunan resistansi sehingga arus dapat mengalir lebih mudah antara jalur-jalur konduktif tersebut. Perubahan ini dapat dideteksi sebagai sinyal analog atau digital tergantung jenis output sensor yang digunakan.
Pada sistem yang menggunakan sinyal analog, output dari rain sensor biasanya dihubungkan ke pin ADC (Analog to Digital Converter) pada mikrokontroler. Nilai tegangan analog yang terbaca mencerminkan tingkat kekeringan atau kebasahan sensor: nilai tinggi menunjukkan kondisi kering, dan nilai rendah menandakan adanya air hujan. Sensor ini dapat dikalibrasi dengan menetapkan batas minimum dan maksimum nilai ADC untuk mengonversi data menjadi persentase tingkat kelembaban atau intensitas hujan.
- Catu Daya : 5 V
- Output Arus : 100 mA
- Output Sinyal : TTL
- Sensitifitas : Dapat disesuaikan sesuai kebutuhan dengan potensiometer
- Dilengkapi indikator LED
- Sensor dan panel kontrol dipisah untuk mendapatkan kinerja yang optimal
- Dimensi Panel Kontrol : 30 x 16 mm
- Dimensi Sensor : 54 x 40 mm
- Pin1 (VCC) : 3.3V DC hingga 5V DC
- Pin2 (GND) : Ini adalah pin ground
- Pin3 (A0) : Ini adalah pin analog output
- Ping4(D0) : Ini adalah pin digital output.
ACS712 adalah sensor arus berbasis efek Hall yang digunakan untuk mengukur arus listrik baik arus searah (DC) maupun arus bolak-balik (AC). Sensor ini diproduksi oleh Allegro Microsystems dan sangat populer dalam berbagai aplikasi elektronika karena kemampuannya mengukur arus secara non-invasif, yaitu tanpa perlu memutus rangkaian arus utama secara langsung. Sensor ACS712 bekerja dengan mendeteksi medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik yang mengalir melalui jalur internal sensor, dan mengubahnya menjadi tegangan analog yang proporsional terhadap besarnya arus tersebut.
Sensor ini tersedia dalam beberapa varian tergantung dari rentang arus yang dapat diukur, yaitu ±5 A, ±20 A, dan ±30 A. Output dari sensor ini berupa tegangan analog yang berkisar antara 0 hingga 5 volt, dengan tegangan tengah (offset) pada kondisi tanpa arus sekitar 2.5 volt. Ketika arus mengalir melalui sensor, tegangan output akan berubah secara proporsional terhadap arah dan besar arus. Misalnya, jika arus mengalir dalam satu arah (positif), tegangan akan naik di atas 2.5 V; jika dalam arah sebaliknya (negatif), tegangan akan turun di bawah 2.5 V.
Modul: ACS712
Chipset: ACS712ELC-5A
Tegangan: 5V
Bahan: PCB
Ukuran papan PCB: 27,4 (mm) x11,8 (mm)
- Pin1 (VCC) : 3.3V DC hingga 5V DC
- Pin2 (GND) : Ini adalah pin ground
- Pin3 (OUT) : Ini adalah pin output.
Sensor kelembaban tanah tipe resistif adalah perangkat elektronik sederhana yang digunakan untuk mendeteksi tingkat kelembaban atau kandungan air dalam tanah. Prinsip kerja sensor ini didasarkan pada perubahan resistansi listrik antara dua elektroda logam yang ditanam ke dalam tanah. Ketika tanah dalam keadaan basah, kandungan air yang tinggi membuat tanah menjadSi lebih konduktif, sehingga resistansi antara elektroda menjadi rendah. Sebaliknya, ketika tanah kering, resistansi meningkat karena air yang bersifat konduktif berkurang. Perubahan resistansi ini kemudian diubah menjadi sinyal tegangan yang bisa dibaca oleh mikrokontroler seperti Arduino atau STM32.
Sensor ini biasanya terdiri dari dua bagian: probe tanah (elektroda) dan modul pembaca. Modul memiliki dua output: analog (A0) dan digital (D0). Output analog menghasilkan tegangan proporsional dengan tingkat kelembaban, sedangkan output digital memberikan sinyal logika HIGH atau LOW berdasarkan ambang batas yang bisa diatur melalui potensiometer pada modul. Sensor ini beroperasi dengan tegangan 3.3–5V, dan sangat mudah digunakan dalam sistem penyiraman otomatis, monitoring pertanian, atau proyek berbasis Internet of Things (IoT).
- Catu Daya : 3 ~ 5V
- Pin : VCC (5V), GND, DO (Antarmuka Digital), dan A0 (Antarmuka Analog)
- Dimensi Probe : 60 x 30mm
- Dimensi PCB : 30 x 16mm
- Pin1 (VCC) : 3.3V DC hingga 5V DC
- Pin2 (GND) : Ini adalah pin ground
- Pin3 (A0) : Ini adalah pin analog output
- Ping4(D0) : Ini adalah pin digital output.
OLED (Organic Light Emitting Diode) adalah teknologi tampilan yang memanfaatkan lapisan tipis bahan organik yang dapat memancarkan cahaya ketika diberi tegangan listrik. Berbeda dengan layar LCD yang membutuhkan lampu latar (backlight), setiap piksel pada OLED dapat menyala sendiri (self-emissive), sehingga menghasilkan tampilan dengan kontras tinggi, warna tajam, dan konsumsi daya yang rendah, terutama saat menampilkan warna gelap atau hitam.
Pada aplikasi mikrokontroler seperti Arduino atau STM32, OLED yang umum digunakan adalah modul OLED berbasis driver SSD1306 berukuran 0.96 inci dengan resolusi 128x64 piksel. Modul ini berkomunikasi menggunakan antarmuka I2C atau SPI, dan mampu menampilkan teks, grafik, hingga animasi sederhana. Untuk menampilkan data, biasanya digunakan pustaka (library) seperti Adafruit_SSD1306 dan Adafruit_GFX, yang menyediakan berbagai fungsi untuk menggambar bentuk, menulis teks, serta mengatur posisi piksel.
- Viewing angle:> 160
- Supports many control chip: STM32 / 2, CSR IC, etc.
- Ultra-low power consumption: full screen lit 0.08W
- Voltage: 3V ~ 5V DC
- Working Temperature: -30 c ~ 70 c
- Module Size: 27.0MM * 27.0MM * 4.1MM
- I2C/IIC Interface, need 2 IO only.
- Driver IC: SSD1306
- Pin1 (VCC) : 3.3V DC hingga 5V DC
- Pin2 (GND) : Ini adalah pin ground
- Pin3 (SCL) : Ini adalah jalur komunikasi I2C
- Pin4(SDA) : Ini adalah jalur data untuk komunikasi I2C
Motor pompa air adalah perangkat elektromekanis yang digunakan untuk mengalirkan atau memindahkan air dari satu tempat ke tempat lain dengan memanfaatkan prinsip kerja motor listrik sebagai penggerak utama. Pompa air terdiri dari dua bagian utama: motor listrik dan unit pompa (impeller atau rotor). Motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa putaran poros, yang kemudian menggerakkan impeller untuk menciptakan perbedaan tekanan sehingga air dapat terdorong keluar melalui saluran keluaran (output). Pompa air kecil yang umum digunakan dalam proyek elektronika atau otomasi berbasis mikrokontroler biasanya menggunakan motor DC sebagai penggeraknya.
Jenis pompa air yang sering digunakan dalam skala kecil adalah pompa air submersible (terendam) atau pompa mini DC, yang biasanya bekerja pada tegangan 3–12 volt. Motor jenis ini mudah dikendalikan menggunakan sakelar, transistor, atau driver motor seperti L298N atau MOSFET, serta dapat diintegrasikan ke sistem kontrol otomatis seperti sistem penyiraman tanaman otomatis. Kinerja pompa dapat dikontrol menggunakan sinyal PWM untuk mengatur kecepatan motor dan debit air yang dihasilkan.
Jumper adalah kabel elektrik yang memiliki pin konektor di setiap ujungnya dan berfungsi sebagai penghubung dua komponen yang melibatkan Arduino tanpa memerlukan solder.
14. Resistor
a. Prosedur[Kembali] - Siapkan semua alat dan komponen yang dibutuhhkan
- Rangkai semua komponen.
- Buka programpada arduino IDE dan upload pada arduino Master dan Slave.
- Setelah selesai proses upoad, jalan kan rangkaian sesuai dengan prinsip kerja yang telah dibuat.
- Selesai
- Siapkan semua alat dan komponen yang dibutuhhkan
- Rangkai semua komponen.
- Buka programpada arduino IDE dan upload pada arduino Master dan Slave.
- Setelah selesai proses upoad, jalan kan rangkaian sesuai dengan prinsip kerja yang telah dibuat.
- Selesai
b. Hardware[Kembali]
c. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[Kembali]
Prinsip Kerja Sistem ini dirancang untuk melakukan monitoring dan pengendalian irigasi secara otomatis berbasis mikrokontroler Raspberry Pi Pico dan STM32. Raspberry Pi Pico bertindak sebagai unit pengumpul data dari berbagai sensor, sedangkan STM32 berfungsi sebagai pengendali aktuator berupa pompa air dan menampilkan data pada OLED berdasarkan data yang dikirim melalui komunikasi UART. Sistem ini mengandalkan empat jenis sensor utama, yaitu sensor kelembaban tanah, sensor hujan, sensor ketinggian air (ultrasonik), dan sensor arus, untuk mengambil keputusan penyiraman secara cerdas dan efisien.
Sensor kelembaban tanah (soil moisture sensor) berfungsi untuk mendeteksi kadar air di dalam media tanam. Sensor ini bekerja dengan prinsip perubahan resistansi; saat tanah basah, resistansinya rendah dan menghasilkan nilai ADC yang kecil, sedangkan saat tanah kering, resistansinya meningkat dan nilai ADC menjadi lebih tinggi. Sensor dihubungkan ke pin ADC1 pada Raspberry Pi Pico dan nilai yang diperoleh dikalibrasi terhadap nilai minimum dan maksimum (SOIL_ADC_MIN dan SOIL_ADC_MAX) untuk dikonversi ke dalam bentuk persentase kelembaban tanah. Nilai ini menjadi parameter utama dalam menentukan kebutuhan penyiraman.
Sensor hujan (rain sensor) juga bekerja berdasarkan prinsip resistif, di mana plat sensor akan mengubah nilai resistansi saat terkena air hujan. Sensor ini terhubung ke pin ADC0 dan dikalibrasi dengan nilai RAIN_ADC_MIN dan RAIN_ADC_MAX agar outputnya dapat direpresentasikan dalam bentuk persentase. Jika nilai kelembaban hujan melebihi ambang batas tertentu, sistem akan menganggap bahwa kondisi sedang hujan, dan proses penyiraman akan dibatalkan meskipun tanah dalam keadaan kering.
Untuk mengetahui volume air yang tersedia di dalam penampungan, digunakan sensor ultrasonik HCSR04. Sensor ini mengukur jarak permukaan air dari bagian atas tabung dengan memancarkan gelombang ultrasonik dan menghitung waktu pantulan yang kembali ke sensor. Data yang diperoleh diubah menjadi satuan sentimeter dan digunakan untuk menghitung tinggi air aktual di dalam tabung dengan mengurangkan nilai jarak dari tinggi tabung (TINGGI_TABUNG_CM). Jika air dalam tabung tidak mencukupi (misalnya kurang dari 5 cm), maka pompa tidak akan dinyalakan untuk menghindari kerusakan akibat kekeringan.
Sensor arus ACS712 digunakan untuk memantau apakah pompa benar-benar menyala saat diberikan tegangan. Sensor ini menghasilkan output tegangan proporsional terhadap arus yang mengalir. Nilai tegangan dibaca dari ADC2 pada Raspberry Pi Pico dan dikonversi menjadi satuan miliampere (mA) dengan mempertimbangkan nilai tegangan saat tidak ada arus (TEGANGAN_NOL_ACS) serta sensitivitas sensor (SENSITIVITAS, yaitu 185 mV/A untuk versi 5A). Jika nilai arus yang terdeteksi sangat rendah (<100 mA), maka sistem menganggap bahwa motor tidak beroperasi dengan baik. Dalam kondisi ini, sistem akan mengalihkan pengaktifan ke motor cadangan.
Semua nilai hasil pembacaan sensor dikirimkan melalui komunikasi UART ke mikrokontroler STM32 dalam bentuk string terformat (H:<tinggi_air>,R:<hujan>,S:<tanah>,C:<arus>). STM32 kemudian menguraikan data ini dan melakukan pengambilan keputusan berdasarkan logika sebagai berikut: jika tanah kering, air mencukupi, dan tidak sedang hujan, maka motor 1 akan diaktifkan. Jika setelah 10 detik motor 1 tidak menunjukkan arus yang memadai (menandakan gagal beroperasi), maka sistem secara otomatis akan mengaktifkan motor 2 sebagai cadangan. Seluruh informasi status sistem dan data sensor ditampilkan secara real-time pada layar OLED, termasuk informasi kelembaban tanah, tinggi air, status hujan, serta status pompa yang aktif.
d. Flowchart[Kembali]
Sistem ini dirancang untuk melakukan monitoring dan pengendalian irigasi secara otomatis berbasis mikrokontroler Raspberry Pi Pico dan STM32. Raspberry Pi Pico bertindak sebagai unit pengumpul data dari berbagai sensor, sedangkan STM32 berfungsi sebagai pengendali aktuator berupa pompa air dan menampilkan data pada OLED berdasarkan data yang dikirim melalui komunikasi UART. Sistem ini mengandalkan empat jenis sensor utama, yaitu sensor kelembaban tanah, sensor hujan, sensor ketinggian air (ultrasonik), dan sensor arus, untuk mengambil keputusan penyiraman secara cerdas dan efisien.
Sensor kelembaban tanah (soil moisture sensor) berfungsi untuk mendeteksi kadar air di dalam media tanam. Sensor ini bekerja dengan prinsip perubahan resistansi; saat tanah basah, resistansinya rendah dan menghasilkan nilai ADC yang kecil, sedangkan saat tanah kering, resistansinya meningkat dan nilai ADC menjadi lebih tinggi. Sensor dihubungkan ke pin ADC1 pada Raspberry Pi Pico dan nilai yang diperoleh dikalibrasi terhadap nilai minimum dan maksimum (SOIL_ADC_MIN dan SOIL_ADC_MAX) untuk dikonversi ke dalam bentuk persentase kelembaban tanah. Nilai ini menjadi parameter utama dalam menentukan kebutuhan penyiraman.
Sensor hujan (rain sensor) juga bekerja berdasarkan prinsip resistif, di mana plat sensor akan mengubah nilai resistansi saat terkena air hujan. Sensor ini terhubung ke pin ADC0 dan dikalibrasi dengan nilai RAIN_ADC_MIN dan RAIN_ADC_MAX agar outputnya dapat direpresentasikan dalam bentuk persentase. Jika nilai kelembaban hujan melebihi ambang batas tertentu, sistem akan menganggap bahwa kondisi sedang hujan, dan proses penyiraman akan dibatalkan meskipun tanah dalam keadaan kering.
Untuk mengetahui volume air yang tersedia di dalam penampungan, digunakan sensor ultrasonik HCSR04. Sensor ini mengukur jarak permukaan air dari bagian atas tabung dengan memancarkan gelombang ultrasonik dan menghitung waktu pantulan yang kembali ke sensor. Data yang diperoleh diubah menjadi satuan sentimeter dan digunakan untuk menghitung tinggi air aktual di dalam tabung dengan mengurangkan nilai jarak dari tinggi tabung (TINGGI_TABUNG_CM). Jika air dalam tabung tidak mencukupi (misalnya kurang dari 5 cm), maka pompa tidak akan dinyalakan untuk menghindari kerusakan akibat kekeringan.
Sensor arus ACS712 digunakan untuk memantau apakah pompa benar-benar menyala saat diberikan tegangan. Sensor ini menghasilkan output tegangan proporsional terhadap arus yang mengalir. Nilai tegangan dibaca dari ADC2 pada Raspberry Pi Pico dan dikonversi menjadi satuan miliampere (mA) dengan mempertimbangkan nilai tegangan saat tidak ada arus (TEGANGAN_NOL_ACS) serta sensitivitas sensor (SENSITIVITAS, yaitu 185 mV/A untuk versi 5A). Jika nilai arus yang terdeteksi sangat rendah (<100 mA), maka sistem menganggap bahwa motor tidak beroperasi dengan baik. Dalam kondisi ini, sistem akan mengalihkan pengaktifan ke motor cadangan.
Semua nilai hasil pembacaan sensor dikirimkan melalui komunikasi UART ke mikrokontroler STM32 dalam bentuk string terformat (H:<tinggi_air>,R:<hujan>,S:<tanah>,C:<arus>). STM32 kemudian menguraikan data ini dan melakukan pengambilan keputusan berdasarkan logika sebagai berikut: jika tanah kering, air mencukupi, dan tidak sedang hujan, maka motor 1 akan diaktifkan. Jika setelah 10 detik motor 1 tidak menunjukkan arus yang memadai (menandakan gagal beroperasi), maka sistem secara otomatis akan mengaktifkan motor 2 sebagai cadangan. Seluruh informasi status sistem dan data sensor ditampilkan secara real-time pada layar OLED, termasuk informasi kelembaban tanah, tinggi air, status hujan, serta status pompa yang aktif.
d. Flowchart[Kembali]