217
OTOMATISASI PENYIRAMAN TANAMAN JAMBU MADU
BERDASARKAN WAKTU DAN KELEMBABAN TANAH
BERBASIS ARDUINO
Wilda Rina Hasibuan1, Joko Susilo2, Andrio Prijaya3 Sekolah Tinggi Sinar Husni (STT) Sinar Husni
SMA Swasta Sultan Iskandar Muda
Jl. Veteran Gg. Utama Psr.V Helvetia-Medan 20373
Jl. Sunggal Gg. Bakul Pekan 1 Sunggal, Kec Medan Sunggal Kota Medan
E-mail :wildarinahasibuan77@gmail.com1,dzuzilo@gmail.com2,andrio.prijaya@gmail.com
ABSTRACT
Soil moisture is one of the most influencing factors on the growth and development of a plant. Watering plants manually is considered quite long and time consuming, so by using technological innovations and information, a system is made that can monitor soil moisture and can automatically water plants. By using a soil moisture sensor that was built using the Arduino Uno microcontroller and added with a timer and date sensor, you can do watering 2 times a day. Based on the test results show the value of soil moisture with wet soil conditions by getting an output value below 750 then the machine automatically turns off and does not water the plants and the value of soil moisture with dry soil conditions by getting an output value above 750 then the machine will automatically turn on and water plant. This research is expected to be a solution to existing problems by providing convenience in the process of watering plants regularly.
Keywords: Soil Moisture, Arduino, Automatic, Sensor ABSTRAK
Kelembaban tanah adalah salah satu faktor yang paling mempengaruhi pada tumbuh kembang suatu tanaman. Penyiraman tanaman secara manual dirasakan cukup lama dan memakan waktu maka dengan menggunakan inovasi teknologi dan informasi, dibuatlah suatu sistem yang dapat memantau kelembaban tanah dan secara otomatis dapat menyiram tanaman. Dengan menggunakan sensor kelembaban tanah yang di.bangun dengan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno dan ditambah sensor pengatur waktu dan tanggal dapat melakukan penyiraman 2 kali dalam sehari. Berdasarkan hasil pengujian menunjukkan nilai kelembaban tanah dengan kondisi tanah basah dengan mendapatkan keluaran nilai dibawah 750 maka secara otomatis mesin mati dan tidak melakukan penyiraman tanaman dan nilai kelembaban tanah dengan kondisi tanah kering dengan mendapatkan keluaran nilai diatas 750 maka secara otomatis mesin akan hidup dan melakukan penyiraman tanaman. Penelitian ini diharapkan mampu menjadi solusi pada permasalahan yang ada dengan memberi kemudahan pada proses penyiraman tanaman secara teratur.
Kata Kunci : Kelembaban Tanah, Arduino, Otomatis, Sensor 1. PENDAHULUAN
Penyiraman tanaman adalah kegiatan yang perlu diperhatikan dalam proses pemeliharaan tanaman. Mengetahui kapan
penyiraman dapat dilakukan adalah aspek penting pada proses berkembangnya suatu tanaman. Kebutuhan air pada tanaman harus benar – benar diperhatikan karena
418 pertumbuhan suatu tanaman yang optimal
bilamana pemberian air dapat terpenuhi dalam jumlah dan waktu yang tepat. Apabila tanaman kekurangan air maka tanaman tidak bisa hidup bahkan akan kering dan akhirnya mati. Begitu juga sebaliknya bila tanaman kelebihan air maka akan membusuk dan mati. Inovasi Teknologi Informasi terhadap pertanian salah satunya adalah dengan melakukan penyiraman secara otomatis dengan menggunakan Sensor dan Arduino. Inovasi Teknologi Informasi ini sebagai pengendalian terhadap kadar air di dalam tanah pada khususnya untuk tanaman jambu madu. Air memiliki peran dan fungsi penting untuk tanaman, diantaranya ialah sebagai penyusun tubuh tanaman (70-90%), pelarut dan medium reaksi biokimia, medium transport senyawa, pelarut dan pengangkut mineral serta unsur hara, memberikan turgor bagi sel dan mempertahankan turgor tanaman, bahan baku dalam fotosintesis serta menjaga suhu tanaman supaya tetap konstan. [1].
Sistem yang dibuat dalam penelitian ini menggunakan beberapa sensor diantaranya sensor yang dilengkapi dengan pengatur waktu dan tanggal yang diintegrasikan dengan pompa air yang dapat hidup secara otomatis. Melalui sensor kelembaban tanah yang di tanam di tanah maka dapat mengontrol atau memonitoring kelembaban tanah dengan memberikan sensitifitas sehingga apabila tanah masih dalam keadaan basah seperti tersiram hujan maka sistem secara otomatis akan mem-block proses penyiraman walaupun berada di jadwal yang telah ditentukan. Adapun dengan menggunakan Arduino UNO berfungsi sebagai pengendali utama yang diprogram untuk melaksanakan proses sistem penyiraman secara otomatis.
2. METODOLOGI PENELITIAN Pada penelitian ini metode yang digunakan adalah bentuk eksperimen, dimana pada proses penelitian dibuat
sebuah rancangan alat yang mampu berjalan dengan otomatis agar dapat menyirami tanaman. Adapun beberapa kajian pustaka untuk mendukung penelitian ini yaitu :
2.1 Arduino UNO
Arduino adalah komponen robotika yang akan digunakan sebagai pengolah proses masukan dari sensor-sensor terhubung yang akan mengambil keputusan kapan tanaman harus disiram. Arduino memiliki prosesor mini & ROM yang digunakan untuk menyimpan kode pemrograman yang akan menjalankan tugas secara otomatis dengan bantuan 1 buat baterai 9 volt sebagai sumber arus listrik. Arduino ini merupakan sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang
mikrokontroler, mudah
menghubungkannya ke sebuah komputer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.[2]
Arduino UNO merupakan board mikrokontroler yang menggunakan mikrokontroler ATmega328, Arduino UNO memiliki konfigurasi 14 pin I/O (Input Output) digital, yang sebagian 6 juga berfungsi sebagai PWM (Pulse Widht Modulator) untuk output analog , 6 Pin sebagai input analog, 1 pin RX-TX dan 1 pin AREF (Analogue Reference). [3]
2.2 Sensor Kelembaban Tanah
Ukuran kelembaban tanah sangat menentukan kesuburan tanaman. Tanah yang terlalu lembab atau terlalu basah bisa jadi memberikan dampak negatif pada kesuburan tanaman. Sensor kelembaban tanah akan mengirimkan input informasi ke Arduino tentang kondisi kelembaban tanah secara realtime. Informasi kelembaban tanah ini nantinya yang akan digunakan sebagai acuan kapan tanaman harus
419 disiram. Soil moisture sensor FC-28 adalah
sensor kelembaban yang dapat mendeteksi kelembaban dalam tanah. Sensor ini terdiri dua probe untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca resistansinya untuk mendapatkan nilai tingkat kelembaban. Semakin banyak air membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (resistansi kecil), sedangkan tanah yang kering sangat sulit menghantarkan listrik (resistansi besar). Sensor ini sangat membantu untuk mengingatkan tingkat kelembaban pada tanaman atau memantau kelembaban tanah. [4] Prinsip kerja moisture sensor pada alat ini adalah dengan menanamkan satu buah sensor kelembaban pada tanah. Kerja sensor ini mendeteksi adanya tingkat kelembaban. Kelembaban tersebut disetting dengan parameter khusus, sehingga ketika kelembaban tersebut sesuai, maka tanah longsor dipastikan akan terjadi. [5].
2.3 Sensor pengukur waktu & tanggal Rutinitas penyiraman tanaman sangat diperlukan untuk menjaga kesuburan tanaman agar tetap produktif dalam menghasilkan buah. Sensor pengukur waktu & tanggal ini nantinya akan berperan besar dalam proses penjadwalan penyiraman mengingat manusia terkadang bisa saja lupa atau melakukan penyiraman di waktu yang tidak sama setiap harinya. Dengan sensor ini kita dapat leluasa mengatur kapan tanaman harus disiram secara otomatis.
Penentuan kapan start dan stop dari timer digital di program melalui mikrokontroller. Suatu mikrokontroler adalah suatu piranti chip tunggal yang berisi memori untuk infomasi program dan data yang mempunyai logika untuk pembacaan kontrol input terprogram, pemanipulasian data , dan pengiriman output. Dengan kata lain mikrokontroler dibangun sebagai suatu interface untuk input/output yang mampu digunakan untuk sensor, aktuator dan komunikasi [6]. Pendapat ini diperkuat oleh
[7] yang mengungkapkan “ Kemampuan mikrokontroller untuk menyimpan program tertentu membuatnya lebih unggul. Dalam hal ini program dari suatu mikrokontroller digunakan untuk membuat keputusan didasarkan pada situasi dan seleksi sebelumnya. Mikrokontroller memiliki kemampuan untuk membentuk fungsi matematika dan logika”.
2.4 Pompa air
Pompa air digunakan sebagai sumber air yang digunakan untuk menyiram tanaman dengan batuan pipa sebagai media pengaliran air ke masing-masing pot. Pompa Air adalah sebuah alat mekanik yang dapat memindahkan fluida atau gas dengan cara menghisap ataupun dengan cara memberi tekanan. Bila kita memperhatikan pompa air, ada 2 komponen utama yang akan kita temukan. Pertama , Motor sebagai penggerak pompa dan Pompa sebagai alat yang mengangkut atau memindahkan air. [8]
2.5 Perancangan Sistem
Perancangan dan pembuatan Sistem Penyiraman Otomatis difokuskan pada tingkat kelembaban tanah berbasis arduino. Berikut ini unit – unit yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Pemasangan sensor kelembaban tanah 2. Penempatan sensor waktu dan tanggal 3. Penempatan pompa
Arduino Uno digunakan sebagai editor untuk membuat program
420 Gambar 1. Bagan Sistem
Penyiraman Otomatis
Cara kerja dari sistem tersebut adalah : 1. Pada saat perangkat dinyalakan
maka akan melakukan iniliasisasi awal.
2. Sensor kelembaban tanah akan melakukan pembacaaan nilai kelembagan tanah.
3. Mikrokontroler Arduino Uno akan memproses data yang diberikan oleh sensor.
4. Jika nilai kelembaban dinilai kurang dari ambang batas atas atau semakin kecil berarti tanah semakin basah, maka pompa akan mati. Bila nilai kelembaban lebih dari ambang batas atau semakin tinggi menandakan tanah semakin kering maka pompa akan hidup.
5. Waktu penyiraman diberikan selama 5 menit.
6. Penyiraman dilakukan sebanyak 2 kali dalam satu hari tepatnya pada pukul 08.00 dan 17.00 WIB
Gambar 2. Rencana Rancangan Program Penyiraman
Gambar 3. Pengujian Perangkat pada Penyiraman Tanaman 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Kode Program adalah bentuk sebuah program yang dapat berguna untuk menjalankan sistem penyiraman tanaman secara otomatis berbasis Arduino Uno berikut kode programnya :
#include <virtuabotixRTC.h> #define relay 7
int pinDigital = A0;
//Inisialisasi pin (CLK, DAT, RST) virtuabotixRTC myRTC(8,9,10);
void setup(){
//Inisialisasi port serial arduino dengan komputer Serial.begin(9600);
pinMode(pinDigital, INPUT);
//penulisan data pertama kali dan disarankan saat transfer
//ke-2 ini tidak digunakan dikarenakan akan menghapus data
//sebelumnya
//myRTC.setDS1302Time(00,37,18,4,1,0 4,2021);
//detik, menit, jam, hari dalam seminggu, tanggal, bulan, tahun
// 00:59:23 "Rabu" 7-September-2017 pinMode(relay,OUTPUT);
}
421 //memanggil fungsi untuk update data
waktu
myRTC.updateTime();
//penulisan data pada serial monitor komputer
Serial.print("Current Date / Time: "); //fungsi penulisan data untuk tanggal Serial.print(myRTC.dayofmonth);
//penulisan data "/" sebagai separator Serial.print("/");
//fungsi penulisan data untuk bulan Serial.print(myRTC.month);
//penulisan data "/" sebagai separator Serial.print("/");
//fungsi penulisan data untuk tahun Serial.print(myRTC.year);
//penulisan data untuk jarak Serial.print(" ");
//fungsi penulisan data untuk jam Serial.print(myRTC.hours);
Serial.print(":");
//fungsi penulisan data untuk menit Serial.print(myRTC.minutes);
Serial.print(":");
//fungsi penulisan data untuk detik Serial.println(myRTC.seconds);
int dataAnalog = analogRead (pinDigital); Serial.print ("PH : ");
Serial.println (dataAnalog); delay( 1000);
//jika output relay "NO" Maka Ubah digitalWrite Dibawah menjadi "LOW" //jika output relay "NC" Maka Ubah digitalWrite Dibawah menjadi "HIGH" digitalWrite(relay,HIGH);
if(myRTC.hours == 8 &&
myRTC.minutes == 0 && dataAnalog > 750 )
{
digitalWrite(relay,LOW); }
else if(myRTC.hours == 8 && myRTC.minutes != 0 && dataAnalog<750 || myRTC.hours == 8 && myRTC.minutes ==52 && dataAnalog < 750 )
{
digitalWrite(relay,HIGH); }
else if(myRTC.hours == 18 && myRTC.minutes == 00 && dataAnalog > 750 )
{
digitalWrite(relay,LOW); }
else if(myRTC.hours == 18 && myRTC.minutes != 00 && dataAnalog<750 || myRTC.hours == 8 && myRTC.minutes == 00 && dataAnalog < 750 )
{
digitalWrite(relay,HIGH); }
}
Pada pengujian ini dengan bantuan sensor pengatur waktu dan tanggal, pompa air akan otomatis hidup dan dapat menyirami tanaman. Dengan tambahan sensor kelembaban tanah nantinya dapat memberikan sensitifitas lebih terhadap proses penyiraman, sehingga apabila tanah masih dalam keadaan lembab seperti karena hujan atau telah disiram secara manual oleh manusia maka mesin secara otomatis akan mem-block proses penyiraman walaupun berada pada jadwal yang telah ditentukan sehingga keadaan tanah tidak terlalu basah. Pompa air akan menyala dan melakukan penyiraman apabila nilai kelembababan 750.
422 Gambar 4. Pengujian Keseluruhan Alat
Saat Tanah Kering
Hasil akhir yang didapatkan dari nilai sensor adalah basah dan kering. Semakin kecil nilainya berarti tanah dalam kondisi semakin basah. Begitupun apabila semakin tinggi nilai menandakan bahwasanya tanah semakin kering. Penyiraman dilakukan 2 kali dalam satu hari yaitu pada pukul 08.00 WIB dan pukul 17.00 WIB di sore hari. Bila pada pukul 08.00 WIB dan nilai sensor diatas t50 maka pompa akan menyala dan melakukan penyiraman. Apabila pada pukul 08.00 WIB nilai sensor dibawah 750 maka pompa tidak akan menyala dan tidak melakukan penyiraman. Begitu juga pada pukul 17.00 WIB bila nilai sensor diatas 750 maka akan melakukan penyiraman dan bila nilai sensor dibawah 750 maka osecara otomatis tidak akan melakukan penyiraman.
Gambar 5. Pengujian Keseluruhan Alat Saat Tanah Basah
Gambar 6. Tampilan Penyiraman Tanaman Selam 5 Menit 4. KESIMPULAN
Berdasarkan dari hasil analisis yang dilakukan maka dapat diperoleh kesimpulan :
1. Sistem ini dapat melakukan penyiraman secara otomatis pada tanaman jambu madu. 2. Pengujian yang dilakukan
memberikan hasil pengukuran kelembaban tanah dengan
menggunakan sensor
kelembaban tanah untuk mengetahui kondisi tanah dalam keadaan basah ataupun kering. 3. Semakin kecil nilai kelembaban
maka tanah semakin basah maka tidak akan dilakukan penyiraman. 4. Semakin tinggi nilai kelembaban
maka tanah semakin kering maka akan dilakukan penyiraman.
5. Penyiraman dilakukan sebayak2 kali dalam sehari yaitu pada pagi dan sore hari.
5. SARAN
Dari penelitian ini menunjukkan bahwa system penyiraman otomastis pada penyiraman tanaman jambu madu ini hanya sebatas penyiraman otomatis dengan membaca kelembaban tanah perlu adanya kontrol otomatis dan sistem modul yang
423 dapat mengubah jadwal penyiraman
tanaman.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Suyanto, D., D. Hariyono dan S. Ashari. 2003. Pengaruh Berbagai Macam Komposisi Media dan Interval Pemberian Air Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman selada (Lactuca sativa var. asparagina). Agriwarta 9 (11):330-338
[2]. Anonymous. 2013. “Master MikroArduino”. 2013. E-book dari
situs
http://inkubator- teknologi.com/avrsiap-guna/paket-lengkap-belajararduino/
[3]. Kurniawan, “Purwarupa IoT (Internet Of Things) Kendali Lampu Gedung (Studi Kasus Pada Gedung Perpustakaan Universitas Lampung),” vol. 57, 2016.
[4]. L. . F. A. Caesar Pats Yahwe, Isnawaty, “Rancang Bangun Prototype System Monitoring Kelembaban Tanah Melalui Sms Berdasarkan Hasil Penyiraman Tanaman System Monitoring Kelembaban Tanah Melalui Sms Berdasarkan Hasil
Penyiraman Tanaman,” semanTIK, vol. Vol 2, no. 1, pp. 97–110, 2016.
[5]. V. V. Verdi, E. Kurniawan, F. T. Elektro, and U. Telkom, “Desain Dan Implementasi Sistem Pengukuran Kelembapan Tanah Menggunakan Sms Gateway Berbasis Arduino Design and Implementation of Soil Moisture Mesurement,” vol. 2, no. 3, pp. 7004701 2015.
[6]. Spasov, P. (1996). Microcontroller Technology: The 68HC11. Prentice Hall International, INC.
[7]. Iovine, J. (2002). PIC Microcontroller Project Book. MC Graw Hill Book Company, USA
[8]. Teknik Elektronika. “Pengertian Power Supply dan Jenis-jenisnya.” Internet:https://teknikelektronika.com/ pengertian-power-supply-jenis-catu-daya/, [March 15, 2018]
