View of ALAT PENYIRAMAN TANAMAN OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR KELEMBABAN TANAH DAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO

(1)

YAYASAN AKRAB PEKANBARU Jurnal AKRAB JUARA Volume 8 Nomor 1 Edisi Februari 2023 (219-227)

219 ALAT PENYIRAMAN TANAMAN OTOMATIS MENGGUNAKAN

SENSOR KELEMBABAN TANAH DAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO

--- Alvin Laili Tamami Hutapea, Muhammad Hafizd, Budi Supriyadi Universitas Bina Sarana Informatika

(Naskah diterima: 1 Januari 2023, disetujui: 31 Januari 2023) Abstract

Watering activities are an important thing in the maintenance of plants because they can support the optimal growth of plants in addition to the watering of plants must be done

promptly. In the right conditions and can also minimize human work, it takes an application of a system that can regulate the watering of plants in good conditions. The problem experienced by farmers is the difficulty to monitor soil moisture which is a major factor in agriculture. By utilizing technology to be able to monitor soil moisture. Environmental factors that can affectthe growth of plants are soil moisture. Innovation of information and communicationtechnology in agriculture is the use of Arduino sensors. By using information andcommunication technology equipment, it can know the soil moisture that becomes the mainplanting medium of crops. It will be very useful if you can know the moisture value of the soil tobe able to determine the handling or step of the soil. Observation is a way of retrieving data byusing vision as a tool to make direct observations. The author conducts direct observations onplant growth and yields on hydroponic plants in thousand of islands.

Keywords : Arduino Uno, Soil Moisture Sensor, HY-SRF05 Ultrasonic Sensor, 5v Relay, LED Light, Water Pump, LCD Screen, And Buzzer.

Abstrak

Kegiatan penyiraman merupakan suatu hal yang penting dalam pemeliharaan tanaman, karenahal tersebut dapat mendukung pertumbuhan tanaman secara optimal selain itu penyiramantanaman harus dilakukan dengan tepat waktu. Dalam kondisi yang tepat dan juga bisameminimalisir kerja manusia, maka dibutuhkan suatu penerapan sistem yang dapat mengaturpenyiraman tanaman dengan keadaan yang baik. Permasalahan yang dialami petani salahsatunya adalah kesulitan untuk memonitor kelembaban tanah yang menjadi faktor utama dalampertanian. Dengan memanfaatkan teknologi untuk dapat memonitor kelembaban tanah. Faktorlingkungan yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman merupakan kelembaban tanah.Inovasi teknologi informasi dan komunikasi dalam bidang pertanian adalah penggunaan sensorArduino. Dengan menggunakan peralatan teknologi informasi dan komunikasi maka dapatmengetahui kelembaban tanah yang menjadi media tanam utama dari tanaman pertanian. Akansangat berguna apabila dapat mengetahui nilai kelembaban tanah untuk dapat menentukanpenanganan atau langkah tanah. Observasi merupakan cara pengambilan data denganmenggunakan penglihatan sebagai

(2)

220 alat bantu untuk melakukan pengamatan secara langsung.Penulis melakukan pengamatan langsung (observation) terhadap pertumbuhan tanaman dan hasil pada tanaman hidroponik di kepulauan seribu.

Kata kunci : Arduino Uno, Sensor Kelembaban Tanah, Sensor Ultrasonik HY-SRF05,Relay 5v, Lampu LED, Pompa air, Layar LCD, Dan Buzzer.

I. PENDAHULUAN

ada era globalisasi, pastinya tidak terlepas dari perkembangan teknologi yang berkembang pesat, dengan perkembangan ilmu dalam bidang pengatahuan dan teknologi akan memberikaninovasi yang lebih baik. Sebagian besar penduduk desa berprofesi sebagai petani yang masihmenggantungkan pada perubahan iklim yang memberikan dampak pada proses pengolahanlahan pertanian, ketika musim kemarau tiba banyak dari petani yang kesulitan untukmengelolah lahan pertanian dikarenakan terbatasnya air pada saat musim kemarau. Sedangkan pemerintahan Indonesia berupaya agar pertanian Indonesia lebih produktif, maka harusmemperhatikan tentang kesuburan tanah. Tanah yang subur merupakan syarat agar tanamandapat tumbuh dengan baik, serta kadar air sangat mempengaruhi kesuburan tanaman. Kegiatan penyiraman merupakan suatu hal yang penting dalam pemeliharaan tanaman,karena hal tersebut dapat mendukung pertumbuhan

tanaman secara optimal selain itupenyiraman tanaman harus dilakukan dengan tepat waktu.

Dalam kondisi yang tepat dan jugabisa meminimalisir kerja manusia, maka dibutuhkan suatu penerapan sistem yang dapatmengatur penyiraman tanaman dengan keadaan yang baik. Permasalahan yang di alami petanisalah satunya adalah kesulitan untuk memonitor kelembaban tanah yang menjadi faktor utama dalam pertanian. Dalam pertanian tanah sebagai faktor utama yang harus di pertimbangkan dengan sebaik mungkin agar memberikan hasil yang di harapkan. Dengan memanfaatkan teknologi untuk dapat memonitor kelembaban tanah.

Faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman merupakan kelembaban tanah. Inovasi teknologi informasi dan komunikasi dalam bidang pertanian adalah penggunaan sensor Arduino.

Dengan mengunakan peralatan teknologi informasi dan komunikasi maka dapat mengutahui kelembaban tanah yang menjadi media tanam utama dari tanaman pertanian.

P

(3)

221 Akan sangat berguna apabila dapat

mengetahui nilai kelembaban tanah untuk dapat menentukan penanganan atau langkah tanah. Oleh karna itu dibuatlah sistem penyiraman air untuk mempermudah pekerjaan petanidalam penyiraman tanaman, alat ini dibuat dengan sebaik baiknya yang berfungsi untukmenyiram tanaman secara otomatis dan untuk mengatur kelembaban tanah.Berdasarkan penjelasan diatas maka dengan ini penulis tertarik untuk mengadakanpenelitian dengan judul: “ Sistem Penyiram Tanaman Otomatis Mengunakan SensorKelembaban Tanah Berbasis Arduino”.

II. KAJIAN TEORI 2.1. Penelitian Terkait

Menurut (Kenny Philander YR, 2021) Penelitian ini berfokus untuk membuat sistem penyiraman tanamann otomatis berbasis Arduino, yang dimana pompa air dapat memompa air secara otomatis bedasarkan hasil indentifikasi dari sensor kelembaban tanah, yang bertujuan untuk memudahkan masyarakat dalam menyiram tanaman.

Menurut (Deddy Prayama, Amelia Yolanda, 2018) Salah satu faktor penyebab kurangnya produktifitas pertanian di Indonesia adalah mayoritas petani di Indonesia masih

menggantungkan pada perubahan iklim dalam pengolahan lahan pertanian. Prototype atau purwarupa yang dapat melakukan otomatis penyiraman tanaman ini diciptakan bertujuan untuk membantu petani di Indonesia dalam mengolah lahan pertanian tanpa perlu melakukan penyiraman secara manual dan melihat kondisi cuaca.

Menurut (Al Hafiz & Erlinda, 2020) Metode penyiraman tanaman saat ini membutuhkan tenaga dan memerlukan waktu bagi kita untuk menyirami tanaman dan bahkan kita tidak tau apakah tanaman tersebut memerlukan air karna dipermukaan tanahnya saja yang kering sedangkan didalamnya masih banyak air tersedia dengan alat pengendali ini dapat ditentukan kadar airnya jika kadar air dalam tanah tersebut rendah, maka alat akan otomatis hidup dan menyiram tanaman.

2.2 Sensor

Sensor Kelembaban Tanah

Menurut (sari merliana, 2018) Dalam penelitian mengunakan sensor kelembaban tanah dengan memanfaatkan rangkaian.

Dengan cara mengukur sesistansi tanah maka dapat diketahui nilai kelembaban tanah tersebut. Teknologi microchip sudah berkembang sejak ditemukan bahan semikonduktor sebagai komponen elektronika.

(4)

222 Penemuan ini menyebapkan perangkat

komputer yang tadinya besar menjadi kecil.

Semikonduktor sebagai bahan pembuat Integrated Circuit (IC) yang menjadikan teknologi microchip dan microcomputer semakin maju pesat. Pada penelitian ini peneliti menggunakan microchip atau mikrokontroler Arduino yang sudah didesain khusus untuk memudahkan para perancang prototype melakukan uji coba dalam membangun suatu alat dalam hal ini alat penyiram tanaman otomatis. Sensor yang digunakan dalam penelitian ini adalah sensor plat logam yang bersifat sesistif untuk mengukur kelembaban tanah yang dikonversi menjadi tegangan analog yang dikemudian akan dicoba oleh microcontroller yang telah di isi dengan program. Sehingga alat akan bekerja sesuai dengan hasil penelitian yang akan dilakukan.

Sumber:https://www.nyebarilmu.com/cara- mengakses-soil-moisture-sensor-secaraonline/

Gambar II. 1. Sensor Kelembaban Tanah

2.3 Buzzer

Menurut (Fani et al., 2020) Buzzer adalah sebuah elektronika yang berfungsi mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya cara kerja buzzer hamper sama dengan dengan loud speaker, Buzzer terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma.

Buzzer biasa digunakan sebagai indicator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat.

Sumber:https://www.aldyrazor.com/2020/05/b uzzer-arduino.html

Gambar II. 2 Buzzer

2.4 Bahasa Pemograman 2.4.1 Bahasa C

Menurut (Abdullah, 2019) Bahasa C merupakan salah satu bahasa pemrograman komputer. Dibuat pada tahun 1972 oleh Dennis Ritchie untuk Sistem Operasi Unix di Bell Telephone Laboratories. Meskipun C dibuat untuk memprogram sistem dan jaringan komputer namun bahasa ini juga sering

(5)

223 digunakan dalam mengembangkan software

aplikasi. Bahasa C juga banyak dipakai oleh berbagai jenis platform sistem operasi dan arsiktektur komputer, bahakan terdapat beberapa compiler yang sangat populer telah.

Bahasa C secara luar biasa memengaruhi bahasa populer lainnya, terutama C++ yang merupakan extensi dari C.

2.4.2 Software Editor

Software yang digunakan untuk membuat dan mengelola program serta layout yaitu :

Arduino Integrated Developtment Enviroenment (IDE) Menurut (Endra et al., 2019) IDE merupakan kependekan dari Integrated Developtment Enviroenment. IDE merupakan program yang digunakan untuk membuat program pada Esp 8266 NodeMcu.

Program yang ditulis dengan menggunakan Software Arduino IDE disebut sebagai sketch.

Sketch ditulis dalam suatu editor teks dan disimpan dan dalam file dengan ekstensi .ino.

Pada Software Arduino IDE, terhadap semacam message box berwarna hitam yang berfungsi menampilkan status, seperti pesan error, compile, dan upload program. Di bagian bawah paling kanan Software Arduino IDE, menunjukan board yang terkonfigurasi beserta COM Ports yang digunakan.

a. Verify/Compile, berfungsi untuk mengecek apakah sketch yang dibuat ada kekeliruan dari segi sintaks atau tidak. Jika tidak ada kesalahan, maka sintaks yang dibuat akan decompile kedalam bahasa mesin.

b. Upload, berfungsi mengirimkan program yang sudah dikomplikasi ke

Sumber:https://www.aldyrazor.com/2020/05/softw are-arduino-ide.html

Gambar II. 3 Arduino IDE

III. METODE PENELITIAN 3.1 Blok Rangkaian Alat

Blok rangkaian alat sistem penyiraman tanaman secara otomatis berbasis sensor kelembaban ini yang dibuat sebagai berikut.

(6)

224 Gambar III. 1 Blok Rangkaian Alat

Dari gambar diagram blok rangkaian diatas penulis menguraikan cara kerja rangkaian sebagai berikut.

1.Input

Blok ini berfungsi sebagai pemberi masukan data untuk di process. Pada input ini terdapat tiga input yaitu sensor kelembaban tanah (soil masture), sensor ultrasonik yang akan memberikan masukan data untuk di process, dan untuk usb digunakan untuk catu daya.

2.Process

Process merupakan komponen utama sebagai pengelola data dari input (masukan), sensor dan akan menghasilkan output, dalam proses ini menggunakan mikrokontroler Arduino uno.

Di dalam board Arduino uno terdapat comprator unit dan generator unit.

a. Comprator unit

Comprator unit berfungsi untuk membandingkan keluaran dari sensor adalah low atau high yang kemudian akan di proses ke dalam board Arduino.

b. Generator Unit

Generator Unit berfungsi untuk menghasilkan pulsa control sehingga di dapatkan arus keluaran yang sesuai dengan arus referensi. Tegangan dan arus yang akan di proses ke dalam board Arduino.

3. Output

Blok ini berfungsi untuk pemberi keluaran dari blok proses diantaranya adalah

a. Lcd berfungsi untuk output tampilan layar yang akan menampilkan kondisi kelembaban tanah dan kondisi level air.

b. Pompa berfungsi untuk output penyiraman tanaman yang memberikan suplai air untuk tanaman tersebut.

c. Buzzer dan Led berfungsi untuk memberikan peringatan bahwa kondisi air tengah surut dan akan tetap berbunyi jika kondisi air masih belum tersedia

3.2 Skema Rangkaian Alat

Skema yang dibuat adalah sebagai berikut:

(7)

225 Gambar III. 2 Skema Rangkaian Alat

Rangkaian ini dibuat menggunakan mikrokontroller arduino uno sebagai pusat pemrosesan data, Sensor ultrasonik HY-SRF05 sebagai pembaca level air dalam sebuah tangki, capassitive soil moisture sebagai sensor kelembaban tanah. Lampu led dan buzzer adalah sebagai indikator air yang berada di tangki habis. LCD sebagai tampilan layar, dan relay adalah untuk menghidupkan pompa air.

Untuk mengaktifkan sistem, hubungkan sistem dengan catu daya +9volt dc, jika led hijau pada aarduino menyala maka sistem tersebut siap bekerja, jika led pada arduino mati maka periksa suplai tegangan.

Ketika sistem sudah bekerja maka pembacaan dari beberapa sensor pun sudah mulai mengirimkan datanya ke arduino. Jika level air kurang dari 3cm maka led merah dan

buzzer akan menyalah dan akan ada tampilan di layar lcd, dan setelah air lebih dari 3cm buzzer dan led akan mati secara otomatis. Dan untuk kelembaban tanah jika nilai kelembaban kurang dari 50% maka pompa air akan otomatis menyala dan jika kelembaban lebih dari 50% pompa akan mati dan akan ada tampilan di layar lcd

3.3 Cara Kerja Alat

Dari blok rangkaian alat yang kami buat terdapat 3 input yaitu sensor Soil Masture digunakan sebagai mengirim data kelembaban tanah ke process, lalu ada sensor ultrasonic digunakan untuk mengirim data ketinggian air yang berada pada tangki penampungan, dan untuk input catu daya kami menggunakan kabel USB, dari input akan mengirim data ke process disini kami menggunaka Arduino Uno sebagai pemeroses atau mikrokontroler untuk mengelola data yang akan di jadikan output, pada output kami memiliki 4 output yaitu buzzer dan led digunakan untuk output indikator tangki bila ketinggian air kurang dari 3cm, lcd digunakan untuk output yang akan menampilkan hasil kelembaban dan kondisi air, pompa digunakan sebagai output penyiram tanaman yang berguna menyuplai air dari tangki.

(8)

226 3.4 Flowchart Program

Program diawali dengan pembacaan data dari semua equipment. Prmbacaan ketinggian air dan kelembaban tanah sama mlevelnya dengan flowcart ini, jadi tidak saling senunggu satu sama lain. Jika level air kurang dari 3cm maka akan menyala sebuah buzzer dan akan

Gambar III. 3 Flowchart Program 3.5. Foto Alat

IV. KESIMPULAN

Dari hasil akhir pembuatan alat penyiraman tanaman secara otomatis ini yang kami buat, dapat diambil beberapa kesimpulan, sebagai berikut.

a. Dibutuhkan suplai daya sebesar 5 volt pada rangkaian, agar alat bercalan dengan baik

b. Sensor Ultrasonik HY-SRF05 memiliki jarak pengukuran 20 cm

c. Sensor kelembaban bertipe capasitive memiliki keunggulan dibanding dengan sensor yang resistive yaitu tidak korosi.

d. Secara keseluruhan alat berfungsi dengan baik dan bekerja sesuai dengan fungsi alat tersebut.

e. LCD bekerja dengn baik dengan penampilan jarak yang diproses oleh ultrasonic tersebut dan hasil kelembaban tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Deddy, P., Amelia, Y., & Andi, P. W. (2018).

Rancang Bangun Alat Pengontrol Penyiram Tanaman Otomatis Menggunakan Sensor Kelembaban Tanah Di Area Pertanian. 2(3), pp. 807-812.

Endra, Robby Yuli, Cucus, Ahmad, Afandi, Freddy Nur, & Syahputra, Muhammad Bintang. (2019). Model Smart Room Dengan Menggunakan Mikrokontroler

(9)

227 Arduino Untuk Efisiensi Sumber Daya.

10(1), pp. 1-14.

Gunawan, & Marliana, S. (2018). Rancang Bangun Alat Penyiram Tanaman Otomatis Menggunakan Sensor Kelembaban Tanah. 3(1), pp. 13-17.

Handri, A., Sumarno, Jalaluddin, Dedy , H., &

Indra, G. (2020). Perancangan Alat Monitoring Pendeteksi Suara di Ruangan Bayi RS Vita Insani Berbasis Arduino Menggunakan Buzzer. 4(1), p. 144.

I Putu , D. L., Salmawaty , T., & Iskandar , N.

Z. (2019). Perancangan Alat Pengendali Pintu Air Sawah Otomatis dengan SIM800l Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno. 17(1), pp.40-56.

Kenny, Y. P., Rinto, S., & Muhlis, M. (2021).

Sistem Penyiraman Tanaman Otomatis Berbasis Arduino. 6(1), p. 1.Muksin Hi,

& Abdullah. (2019). Rancang Bangun Sistem Kontrol Lampu Listrik Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535. 2(1), pp.

40-47.

Nofri, A.-H. W., & Erlinda. (2020).

Perancangan Sistem Penyiraman Tanaman Otomatis Meggunakan Arduino. 3(2), Pp. 245-260.