Konversi Analog ke Digital (ADC)

Dunia nyata bersifat analog. Suhu ruangan tidak tiba-tiba meloncat dari 25°C ke 26°C, melainkan naik secara perlahan (25.1, 25.2, dst). Sinyal ini berupa kurva halus.

Di sisi lain, mikrokontroler seperti Arduino adalah perangkat digital yang hanya mengerti 0 dan 1 (tegangan LOW atau HIGH). Untuk menjembatani perbedaan ini, Arduino membutuhkan ADC (Analog-to-Digital Converter).

Pin analog Arduino Uno (A0 - A5) memiliki ADC dengan resolusi 10-bit. Apa maksud dari 10-bit?

Angka 10-bit berarti Arduino bisa membedakan tegangan masuk ke dalam 2 pangkat 10 tingkat yang berbeda.
2¹⁰ = 1024 tingkat (dimulai dari 0 hingga 1023).

• Tegangan 0V akan dibaca sebagai angka 0
• Tegangan 5V akan dibaca sebagai angka 1023

Terkadang kita perlu mengetahui berapa Volt sebenarnya tegangan yang masuk ke pin analog berdasarkan angka yang kita baca menggunakan analogRead().

Contoh: Jika kita membaca nilai ADC 512 (sekitar setengah dari 1023), maka tegangannya adalah:
(512 / 1023.0) × 5.0 ≈ 2.5V

Salah satu sensor analog yang paling umum adalah Soil Moisture Sensor. Sensor ini menggunakan dua buah probe berlapis konduktor untuk mengalirkan arus listrik kecil ke dalam tanah.

• Tanah Basah: Air menghantarkan listrik dengan baik. Resistansi (hambatan) rendah, tegangan yang terbaca oleh Arduino akan rendah (nilai ADC kecil).
• Tanah Kering: Hambatan tinggi, tegangan yang terbaca akan lebih tinggi (nilai ADC besar).

Mari kita terapkan konsep ADC ini untuk membuat sistem penyiraman tanaman otomatis! Sistem akan membaca kelembaban tanah. Jika tanah kering (kelembaban di bawah 30%), sistem akan menyalakan pompa air selama 3 detik.

const int SOIL_PIN    = A0;
const int POMPA_PIN   = 7;  // Relay/LED sebagai simulasi pompa
const int LED_BIRU    = 13; // Indikator sedang menyiram

// Kalibrasi sensor (sesuaikan dengan sensor Anda)
const int KERING      = 850; // nilai ADC saat tanah kering
const int BASAH       = 350; // nilai ADC saat tanah basah

// Threshold: siram jika kelembaban di bawah 30%
const float BATAS_SIRAM = 30.0;

float hitungPersen(int nilaiADC) {
  // Map dari rentang sensor ke 0-100%
  float persen = map(nilaiADC, KERING, BASAH, 0, 100);
  // constrain agar nilai tidak lebih dari 100% atau kurang dari 0%
  return constrain(persen, 0, 100);
}

void setup() {
  pinMode(POMPA_PIN, OUTPUT);
  pinMode(LED_BIRU, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("=== Sistem Penyiraman Otomatis ===");
}

void loop() {
  int nilaiADC = analogRead(SOIL_PIN);
  float kelembaban = hitungPersen(nilaiADC);
  float tegangan = nilaiADC * (5.0 / 1023.0);
  
  Serial.print("ADC: "); Serial.print(nilaiADC);
  Serial.print(" | Tegangan: "); Serial.print(tegangan, 2); Serial.print("V");
  Serial.print(" | Kelembaban: "); Serial.print(kelembaban, 1); Serial.println("%");
  
  if (kelembaban < BATAS_SIRAM) {
    digitalWrite(POMPA_PIN, HIGH);
    digitalWrite(LED_BIRU, HIGH);
    Serial.println("⬇ Menyiram tanaman...");
    delay(3000); // Siram selama 3 detik
    digitalWrite(POMPA_PIN, LOW);
    digitalWrite(LED_BIRU, LOW);
    Serial.println("✓ Selesai menyiram.");
  }
  
  delay(5000); // Cek setiap 5 detik
}