Cara Mengukur Kelembapan Tanah dengan Arduino

Dalam proyek ini, kita akan belajar bagaimana cara mengukur kelembapan tanah dengan sensor capasitive soil moisture. Sensor Kelembaban Tanah yang dapat dihubungkan dengan Arduino dan hasil kalibrasi sensor akan ditampilkan ke display LCD 16×2 dalam persentase (%).

Kelembapan tanah pada dasarnya  adalah jumlah/kandungan air yang ada didalam tanah. Kelembapan ini dapat diukur dengan metode resistive dan capacitive. Disini kita akan menggunakan Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2. Sensor ini terbuat dari bahan yang tahan terhadap korosi sehingga efektif digunnaka unutk memonitoring kelembapan tanah dalamwaktu yang lama. Sensor jenis ini sudah dilengkapi dengan regulator 3,3 volt - 5,5 volt yang berada pada board soil moisture, sehingga tidak perlu manambah modul tambahan lagi.

Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2 - Image by Amazon.com

Fitur dan Spesifikasi

1. Memiliki 3-Pin 
2. Analog output
3. Tegangan Input: DC 3.3-5.5V
4. Tegangan Output: DC 0-3.0V
5. Interface: PH2. 0-3P
6. Size: 99x16mm/3.9×0.63″

Komponen

Komponen yang dibutuhkan dalam perancangan alat ini adalah sebagai berikut:

1. Arduino Uno
2. LCD 16x2
3. Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2
4. Kabel
5. Breadboard

Schematich

Rangkailah sensor kelembapan tanah dengan arduino seperti berikut:

Rangkaian Soil Moiteure dengan Arduino

Source Code

Dibawah ini adalah kode sederhana yang dapat mengetahui kalibrasi data sensor melalui serial monitor:

const int AirValue = 620;   //you need to replace this value with Value_1
const int WaterValue = 310;  //you need to replace this value with Value_2
int soilMoistureValue = 0;
int soilmoisturepercent=0;
void setup() {
  Serial.begin(9600); // open serial port, set the baud rate to 9600 bps
}
void loop() {
soilMoistureValue = analogRead(A0);  //put Sensor insert into soil
Serial.println(soilMoistureValue);
soilmoisturepercent = map(soilMoistureValue, AirValue, WaterValue, 0, 100);
if(soilmoisturepercent > 100)
{
  Serial.println("100 %");
}
else if(soilmoisturepercent 0 && soilmoisturepercent < 100)
{
  Serial.print(soilmoisturepercent);
  Serial.println("%");
  
}
  delay(250);
}

Setelah selesai di upload, buka serial monitor. Kemudian uji coba sensor dengan memasukan kedalam sampel tanah dari yang kering sampai basah. Jika sudah, makan akan menampilkan hasil diserial monitor seperti berikut:

Hasil Serial Monitor dari Sensor Kelembapan Tanah

Baca juga:
Monitoring & Control Smart Garden System with Android (IoT)
Cara Menggunakan Sensor Suhu DS18B20

Soil Moisture dengan LCD
Rangkaian dan program sensor kelembapan tanah sudah selesai dibahas, sekarang kita coba menambahkan LCD sebagai tampilan presentase hasil kalibrasi sensor kelembapan tanah. Buatlah rangkaian seperti pada gambar dibawah ini:

Rangkaian sensor kelembapan dengan tampilan LCD

Hubungkan pin VCC ke 3.3V dari Arduino dan GND ke GND, hubungkan pin ouput Analog ke pin A0 Arduino. Hubungkan 1, 3, 16 pin LCD ke GND & sambungkan 2, 15 hingga 5V VCC. Demikian pula, hubungkan pin 4, 6, 11, 12, 13, 14 LCD ke Arduino 12, 11, 5, 4, 3, 2 dari Arduino.

Source Code
Berikut ini adalah program sederhana yang mudah diimplementasikan dan dipahami:

#include 
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

const int AirValue = 600;   //you need to replace this value with Value_1
const int WaterValue = 350;  //you need to replace this value with Value_2
int soilMoistureValue = 0;
int soilmoisturepercent=0;
void setup() {
  Serial.begin(9600); // open serial port, set the baud rate to 9600 bps
  lcd.begin(16, 2);
}
void loop() {
soilMoistureValue = analogRead(A0);  //put Sensor insert into soil
Serial.println(soilMoistureValue);
soilmoisturepercent = map(soilMoistureValue, AirValue, WaterValue, 0, 100);
if(soilmoisturepercent > 100)
{
  Serial.println("100 %");
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Soil Moisture");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("100 %");
  delay(250);
  lcd.clear();
}
else if(soilmoisturepercent 0 && soilmoisturepercent < 100)
{
  Serial.print(soilmoisturepercent);
  Serial.println("%");
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Soil Moisture");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(soilmoisturepercent);
  lcd.print(" %");
  delay(250);
  lcd.clear();
}  
}

Dari hasil uji dilapangan, sensor ini perlu kalibrasi terlebih dahulu sebelum menempatkan ke tanaman untuk memperoleh data yang akurat. Caranya adalah mengkalibrasi sensor tanpa menempatkan kedalam tanah, kemudian ambil sampel tanah dari yang kering hingga basah.

Hail Uji Sensor kelembapan tanah