Fakultas Pendidikan MIPA dan Teknologi IKIP PGRI Pontianak 331
SISTEM OTOMATIS PENYIRAMAN DAN PEMUPUKAN
TANAMAN CABAI RAWIT PADA GREENHOUSE
BERBASIS MIKROKONTROLER
Ratih Ayuninghemi1, Surateno2, Wahyu Aji Pamungkas3 1,2,3Jurusan Teknologi Informasi Politeknik Negeri Jember
Jalan Mastrip Timur PoBox 164 Jember Jawatimur 1e-mail: ratih_hemi@polije.ac.id
Abstrak
Perubahan iklim yang drastis membuat petani cabai rawit mengalami kesulitan dalam mempertahankan pertumbuhan dan perkembangan tanaman cabai rawit. Dengan dibangunnya sistem otomatis pada greenhouse, harapannya dapat membantu pekerjaan petani dalam melakukan penyiraman dan pemupukan berdasarkan waktu dam volume penyiraman dan pemupukan yang dibutuhkan dan fase umur tanaman cabai rawit. Digunakan Real Time Clock (RTC) DS1307 sebagai pewaktu, Water Level Control (WLC) sebagai input indikator ketinggian larutan pupuk dan air pada tandon dengan output LED dan buzzer, LCD sebagai penampil, dan arduino sebagai pengolah data. Kinerja sistem otomatis ini akan diuji dengan mencoba melakukan penyiraman dan pemupukan dengan input dari RTC yang kemudian diproses arduino untuk mengirim output ke driver relay valve serta menerima input dari WLC untuk indikator ketinggian dan mengaktifkan buzzer sebagai pengingat, sehingga harapan sistem otomatis ini dapat membantu pekerjaan.
Kata Kunci: greenhouse, sistem otomatis, mikrokontroler.
Abstract
Drastic climate change makes farmers have difficulty in maintaining the growth and development of cayenne pepper plants. With the establishment of an automatic system in the greenhouse, it is expected that the system can help the farmer s ' work in watering and fertilizing based on the time and volume of watering and fertilizing needed and the age phase of the cayenne pepper plant. Real Time Clock (RTC) DS1307 is used as a timer, Water Level Control (WLC) as the indicator input of height of fertilizer solution and water at the tank with LED output and buzzer, LCD as viewer, and arduino as data processor. The performance of this automatic system will be tested by doing watering and fertilizing with input from the RTC, which is then processed by arduino to send output to the driver relay valve and receiving input from WLC for the height indicator and activating buzzer as a reminder. Thus, this system is expected to be able to help the farmers’.
Keywords: greenhouse. Automatic system, microcontroller.
PENDAHULUAN
Cabai rawit (Capsicum frustescen L.) merupakan salah satu komoditas hortikultura yang memiliki peluang bisnis prospektif. Akan tetapi, perubahan iklim yang drastis ditambah hewan penggangu atau hama yang sering menyerang membuat tanaman cabai sulit untuk tumbuh dan berbuah. Kejadian tersebut
Fakultas Pendidikan MIPA dan Teknologi IKIP PGRI Pontianak 332 mengakibatkan harga cabai rawit di pasar mengalami kenaikan yang tinggi yang akhirnya membuat masyarakat kesulitan untuk memenuhi kebutuhannya.
Hal ini mendorong para petani khususnya petani cabai rawit menemukan solusi untuk mengurangi dampak akan terjadinya perubahan iklim dan serangan hama yang mengancam. Oleh karena itu, diperlukan teknologi rumah kaca (greenhouse). Dengan cara ini para petani mampu menciptakan iklim buatan untuk meningkatkan pertumbuhan dan produktifitas budidaya tanaman cabai rawit.
Greenhouse biasanya terbuat dari kaca atau plastik yang menutupi seluruh
permukaan bangunan. Dalam penyiraman dan pemupukan tanaman tentu harus memperhatikan jumlah konsumsi air dan pupuk yang dibutuhkan tanaman cabai rawit serta waktu yang tepat untuk penyiraman dan pemupukan di setiap fase yang akan dibuat. Hal tersebut akan membantu para petani dalam pembudidayaan secara optimal melalui iklim buatan yang dibentuk sehingga mampu meningkatkan produktivitas tanaman cabai rawit.
METODE
Untuk mencapai penyelesaian kegiatan ini, dilakukan langkah-langkah seperti gambar 1.
Studi Pustaka dan Observasi ↓
Persiapan Alat dan Bahan ↓ Perancangan Alat ↓ Pembuatan Alat ↓ Pengujian Sistem
Fakultas Pendidikan MIPA dan Teknologi IKIP PGRI Pontianak 333
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Perancangan Alat
Wiring hardware
Gambar 2 Wiring Hardware Hasil Pembuatan Alat
Hasil pembuatan alat secara keseluruhan yang meliputi modul relay, modul
water level control, indikator led dan buzzer, gabungan arduino mega dengan lcd keypad, valve elektrik, dan mesin pompa otomatis.
(A) Alat Keseluruhan (B) Box Kontroler
Gambar 3 Alat Keseluruhan dan Box Kontroler Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui apakah alat penyiraman dan pemupukan berdasarkan jadwal yang ditentukan berfungsi dengan baik. Disini istilah penyiraman dan pemupukan digabung menjadi satu dengan nama yang sekarang dapat disebut fertigasi (fertilization and irrigation).
Fakultas Pendidikan MIPA dan Teknologi IKIP PGRI Pontianak 334 Pada Proyek ini menggunakan data hasil wawancara dari seorang petani yang bekerja di PT. Agrowisata Kusuma tentang jumlah larutan yang dibutuhkan pada fase 1 (usia muda) dan fase 2 (usia dewasa) setiap harinya, berapa hari untuk fase 1 dan fase 2, dan larutan apa yang cocok untuk tanaman cabai rawit. Jumlah larutan pupuk dan air dibutuhkan kurang lebih 500ml dalam sehari untuk fase 1 (usia muda) dan dibutuhkan kurang lebih 1000ml dalam sehari untuk fase 2 (usia dewasa). Komposisi larutan pupuk dan air yaitu menggunakan pupuk AB Mix A 1 liter dan AB Mix B 1 liter ditambah air sebanyak 198 liter, komposisi tersebut yang dipakai oleh narasumber untuk melakukan fertigasi. Untuk proyek ini disarankan untuk melakukan fertigas sebanyak 5 kali dalam sehari supaya asupan nutrisi yang diperoleh tanaman cabai rawit terpenuhi. Jadi dilakukan uji coba 5 kali dalam sehari dengan 1 kali fertigasi fase 1 sebanyak 100ml pertanaman dan 1 kali fertigasi fase 2 sebanyak 200ml, jika di jumlah larutan yang di alirkan ke tanaman sebanyak 500ml setiap hari untuk fase 1dan sebanyak 1000ml setiap hari untuk fase 2. Hasil fertigasi dalam 1 kali penyiraman yang berjumlah 100ml bukanlah jumlah yang mutlak, jadi jumlah fertigasi dapat kurang atau lebih dari acuan jumlah 100ml tersebut. Metode penyiraman yang dilakukan menggunakan metode drip
irrigation. Dari hasil ujicoba tanpa kontroler didapat waktu yang cukup cocok yaitu
80 detik. Waktu 80 detik tersebut menghasilkan jumlah larutan hampir 100ml di setiap gelasnya. Dilakukan juga pengujian untuk 1 tanaman hingga 6 tanaman secara berkala.
Tabel 1 Jumlah Larutan di Setiap Gelas pada Fase 1 Gelas Jumlah Larutan Referensi
Jumlah Larutan Presentase Error (%) 1 89ml 100ml 11% 2 91ml 100ml 9% 3 92ml 100ml 8% 4 88ml 100ml 12% 5 90ml 100ml 9% 6 92ml 100ml 8% Jumlah 542ml 600ml 9,3%
Kemudian dilanjutkan pengujian fase 2 yang hampir sama seperti pengujian fase 1 hanya saja waktu fertigasi lebih lama dari fase 1. Pada pengujian ini
Fakultas Pendidikan MIPA dan Teknologi IKIP PGRI Pontianak 335 menggunakan waktu 160 detik atau 2 kali dari waktu fertigasi fase 1 dalam menghidupkan relay untuk valve. Sama halnya pada pengujian fase 1, hanya mengubah posisi hari ke hari untuk fase 2 yaitu hari ke-35.
Tabel 2 Jumlah Larutan di Setiap Gelas pada Fase 2
Dari Tabel 2 dapat diketahui bahwa terdapat error dimana gelas ke 2 dan 3 melebihi batas jumlah referensi larutan sedangkan gelas yang lain dibawah jumlah referensi dan ada juga yang hampir tepat 200ml jumlahnya serta jumlah larutan total 6 tanaman yang lebih dari 1200ml. Hal ini dipengaruhi oleh adanya batu kecil yang menyumbat pada ujung dripper 1 dan 5 sehingga aliran larutan menjadi tersumbat dan aliran larutan pada dripper 2 dan 3 menjadi cukup cepat sehingga larutan yang tertampung pada gelas 2 dan 3 menjadi banyak. Pada pengujian fase 2 ini juga terdapat jeda waktu 24 - 32 detik dari waktu terakhir mesin pompa menyala dan mati yang kemudian menyala kembali.
SIMPULAN
Berdasar pada hasil penelitian, maka dapat disimpulkan: (1) Sistem otomatis dalam melakukan penyiraman dan pemupukan berdasarkan waktu yang sudah ditentukan menggunakan Arduino Mega 2560 sebagai pengolah data, RTC DS1307 sebagai jam, LCD Keypad sebagai penampil dan pengaturan jam menggunakan
button, dan Modul Relay sebagai kontak untuk menghidupkan Valve Elektrik.
Modul Water Level Control digunakan sebagai deteksi ketinggian larutan pupuk dan air pada tandon, dan indikator LED dan Buzzer sebagai output dari Modul
Water Level Control yang terdiri dari 3 LED berwarna merah, kuning, dan hijau
serta buzzer; dan (2) Hasil analisis data pengujian dapat diketahui bahwa terdapat
Gelas Jumlah Larutan Referensi Jumlah Larutan Persentase Error (%) 1 187ml 200ml 6,5% 2 230ml 200ml 15% 3 245ml 200ml 22,5% 4 196ml 200ml 2% 5 185ml 200ml 7,5% 6 199ml 200ml 8% Jumlah 1242ml 1200 3,5%
Fakultas Pendidikan MIPA dan Teknologi IKIP PGRI Pontianak 336 2 faktor yang mempengaruhi aliran larutan yang keluar dan jumlah larutan di setiap tanaman menjadi tidak sama yaitu, kedalaman pemasangan dripper pada selang dan adanya suatu benda yang menyumbat pada selang.
DAFTAR PUSTAKA
Artanto, D. Merakit PLC dengan Mikrokontroller. Jakarta: Elex Media Komputindo
Fadhil, dkk. 2015. Rancang Bangun Prototype Alat Penyiraman Otomatis dengan Sistem Timer RTC DS1307 Berbasis Mikrokontroler ATMega16 pada Tanaman Aeroponik. Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem, 3(1). Jogiyanto. 2005. Analisis dan Desain Sistem Informasi. Yogyakarta: Penerbit Andi. Kadir, A. 2013, Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan
Pemrogramannya menggunakan Arduino. Yogayakarta: Andi Komputindo.
Nasrullah, dkk. 2011. Rancang Bangun Sistem Penyiraman Secara Otomatis Menggunakan Sensor Suhu LM35 Berbasis Mikrokontroler ATMega8535.
Rekayasa dan Teknologi Elektro, 5(3).
Nelson, P. V. 1978. Green House Operation and Management. Reston Publishing Company Inc. Virginia.
Schematics, Electro. 2014. Arduino Watel Level Indicator + Controller,
https://www.electroschematics.com/9964/arduino-water-level-indicator-controller/ (diakses pada tanggal 19 November 2016).
Suhardiyanto, H. 2009. Teknologi Rumah Tanaman untuk iklim Tropika Basah
Pemodelan dan Pengendalian Lingkungan. IPB Press. Dramaga. Bogor
Wijayanto, A. 2015. Budidaya 10 Sayuran Paling Favorit. Yogyakarta: Araska
Winoto, A. 2008. Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 dan
Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR + CD. Bandung. Penerbit
