View of APLIKASI MONITORING KADAR TANAH, KADAR AIR DAN KELEMBAPAN TANAH LADANG JAGUNG MELALUI WEB BERBASIS MIKROKONTROLER

(1)

486 Jurnal Teknik Informatika dan Sistem Informasi ISSN 2407-4322 Vol. 10, No. 3, September 2023, Hal. 486-497 E-ISSN 2503-2933

Aplikasi Web Berbasis Mikrokontroler Untuk Pengawasan Kualitas Tanah Di Ladang Jagung

Emiliyana Varida Sholehah¹⁾, Muhammad Rusdi²⁾, Muhammad Edya Rosadi³⁾ Program Studi Teknik Informatika, FTI UNISKA, Banjarmasin

E-mail : ¹[email protected], ²[email protected], ³edya@uniska- bjm.ac.id

Abstrak

Jagung termasuk kategori buah yang ditanam petani sejak dahulu menggunakan metode insting dalam menentukan kadar tanah tanaman jagung, seiring perkembangan zaman petani menggunakan alat bantu soil meter yang berfungsi mengukur pH tanah, kelembapan, dan pencahayaan, namun terdapat kekurangan pada mikrokontroler berupa data yang didapatkan tidak tersimpan. Sehingga petani memerlukan perhitungan mengukur pH tanah, pH air, serta kelembapan.

Untuk mendapatkan perhitungan maka dilakukan pemantauan dengan menyimpan data agar mengetahui tingkat nilainya secara terus-menerus. Berdasarkan permasalahan tersebut, melalui penelitian ini dibuat Aplikasi Web Berbasis Mikrokontroler untuk Pengawasan Kualitas Tanah di Ladang Jagung, pengambilan data dilakukan di ladang petani di desa Batu Ampar seluas 10.000 meter². Data yang didapat oleh mikrokontroler merupakan data yang sesuai dengan kondisi ladang, hasil perhitungan ditampilkan menggunakan web yang dapat dilihat oleh petani. Selain dapat memonitoring tanah dan air, petani dapat melihat lokasi tanah yang diambil datanya pada halaman maps free user dan memilih marker, maka tampil nama tempat, alamat, tanggal dan waktu hasil pH yang telah di monitoring keadaan tanahnya. Pengembangan penelitian selanjutnya.

Kata kunci : monitoring; mikrokontroler; pH; kelembapan tanah

Abstract

Corn is included in the category of fruit that farmers have planted since ancient times using the instinct method in determining the soil content of corn plants. Along with the development of the times, farmers used a soil meter to measure soil pH, humidity, and lighting. However, there are areas for improvement in the microcontroller in the form of data that needs to be stored. So farmers need calculations to measure soil pH, water pH, and humidity. Monitoring is carried out by storing data to continuously know the level of its value. Based on these problems, through this research, an application for monitoring soil content, moisture content and soil moisture for corn fields through a microcontroller-based web was made, and data collection was carried out in the farmer's field in Batu Ampar village covering an area of 10,000 meters2. The microcontroller's data follows field conditions, the results of calculations using web. At the same time, the web page can be viewed by farmers. Besides being able to monitor soil and water, farmers can see the location of the soil whose data was taken on the free user maps page and choose a marker, then the name of the place, address, date and time of the pH results have been monitored will appear. For further research development, the authors suggest minimizing the cost of making a microcontroller, adding sensors, and hosting web pages so that they can be viewed in the form of a mobile web application.

Keywords: monitoring; microcontroller; pH; soil moisture

(2)

Jatisi ISSN 2407-4322

Vol. 10, No. 3, September 2023, Hal. 486-497 E- ISSN 2503-2933 487

Emiliyana Varida Sholehah, et., al [Aplikasi Web Berbasis Mikrokontroler Untuk Pengawasan Kualitas Tanah di

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

anaman jagung merupakan salah satu contoh buah yang awalnya ditanam secara turun- temurun menggunakan metode naluri atau sering disebut dengan insting. Namun seiring perkembangan zaman, petani menggunakan alat bantu pH meter (soil meter) untuk mengetahui pH tanah, kelembapan tanah dan cahaya lebih akurat. Akan tetapi, banyak petani yang tidak memiliki alat ini, bahkan jika memiliki alat ini petani juga tidak dapat mengukur kadar pH air yang terkandung. Hal ini dikarenakan pada alat tersebut tidak memiliki pengukur pH air sekaligus dalam satu alat dan terdapat kekurangan berupa data yang didapat tidak dapat tersimpan namun hanya dapat dilihat pada saat alat ditancapkan. Selain itu, banyak orang yang tidak tahu betapa pentingnya mengetahui pH tanah, pH air, dan kelembapan tanah untuk menghasilkan hasil budidaya yang baik untuk tanaman jagung. Tanaman jagung tidak dapat tumbuh jika tanah terlalu asam atau terlalu basa, dan petani jagung dapat mengetahui tingkat pH tanah, pH air, dan kelembapan yang ideal untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung, serta tingkat kelembapan yang tepat untuk tanaman jagung.

Berdasarkan permasalahan di atas agar dapat memudahkan petani untuk mengetahui nilai dari asam dan basa pH tanah dan pH air serta kelembapan tanah dengan cepat, tepat dan akurat, maka diperlukan sebuah aplikasi web sebagai perantara untuk melihat dan mengukur kadar asam basa pada tanah serta kelembapan tanah. Petani hanya perlu datang ke kebun dengan alat mikrokontroler yang telah dirancang dan membuka web monitoring kadar tanah untuk melihat tingkat kadar pada pH tanah dan pH air serta kelembapan untuk menginformasikan tingkat kesuburan tanah pada wilayah tersebut, yang memiliki kelebihan berupa data yang tersimpan otomatis jika terkoneksi internet dan tetap dapat diinput secara manual jika tidak terhubung dengan internet setelah alat ditancapkan pada tanah.

Berbagai jenis penelitian akan hal ini telah dilakukan. Misalnya, penelitian [1] menyelidiki pengawasan kelembaban tanah pada lahan pertanian dengan menggunakan sensor kelembaban tanah fc-28 dan arduino uno; penelitian [2] menyelidiki sistem pengecekan pH tanah otomatis dengan menggunakan probe pH berbasis android yang dioperasikan oleh algoritma pencarian biner;

dan penelitian [3] menyelidiki pengaturan pH dan kelembaban tanah pada lahan pertanian. Sebuah upaya untuk mengetahui kadar keasaman media tanah untuk penanaman kembali dilakukan melalui telemonitoring. Dalam penelitian [5], alat pengukur suhu dan kelembaban tanah yang dirancang dengan arduino uno dan perhitungan MAPE digunakan pada lahan perkebunan. Studi [6] meneliti ketersediaan air bersih di Desa Ciaruteun Ilir, Kecamatan Cibungbulang, Kabupaten Bogor; Studi [7] meneliti Desain Bangun pH Tanah Digital dengan Arduino Uno; dan Studi [8], [9], dan [10]

merancang bangun alat yang menggunakan sensor pH untuk mengetahui tingkat keasaman air.

Dari berbagai macam penelitian, hanya ada batas untuk memantau pH tanah dan kelembaban tanah, sehingga perlu dilanjutkan dengan penggunaan kontrol otomatis dan penambahan pembelajaran mesin untuk aplikasi yang didasarkan pada informasi kelembaban tanah yang ditransmisikan. Pada saat penelitian hanya menggunakan sensor pH tanah, kelembapan tanah, atau hanya pH air, diharapkan penelitian selanjutnya dapat menggabungkan sensor pH tanah, kelembapan tanah, dan sensor kelembapan tanah d Menurut penelitian ini, "Aplikasi Web Berbasis Mikrokontroler untuk Pengawasan Kualitas Tanah di Ladang Jagung" dibangun untuk membantu melacak kadar keasaman atau kebasaan tanah dan air (pH tanah dan pH air), serta kelembapan tanah.

(3)

488 Jatisi ISSN 2407-4322 Vol. 10, No. 3, September 2023, Hal. 486-497 E-ISSN 2503-2933

Emiliyana Varida Sholehah, et., al [Aplikasi Web Berbasis Mikrokontroler Untuk Pengawasan Kualitas Tanah di Ladang Jagung]

2. METODE PENELITIAN

2.1 Metode

Teknik pengumpulan data merupakan proses alat untuk menguraikan data yang digunakan dalam membangun aplikasi ini ada 3 metode, berikut adalah gambaran tahapan urutan penerapan metode penelitian yang digunakan yaitu adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Gambaran Tahapan Urutan Penerapan Metode Penelitian

2.1.1 Metode Observasi

Pelaksanaan pengamatan pada penelitian secara langsung di lahan warga yang ingin bertani jagung pada saat melakukan observasi. Adapun tahap melakukan observasi pada lahan warga yang ingin bertani jagung:

1. Melakukan kunjungan pada rumah warga sekitar wilayah yang ingin bertani jagung namun bingung dalam hal menentukan kadar tanah untuk ditanam.

2. Menanyakan luas tanah yang ingin digunakan untuk bercocok tanam atau bertani jagung.

2.1.2 Metode Studi Pustaka

Penulis menggunakan metode studi pustaka dengan membaca literatur, menganalisis, mengutip beberapa artikel dan jurnal di internet, mempelajari dokumen, dan membuat kesimpulan tentang topik yang dibahas. Metode studi pustaka yang digunakan meliputi :

1. Melalui sumber internet.

2. Referensi E-book.

3. Referensi buku.

4. Referensi jurnal.

(4)

2.1.3 Metode Wawancara

Suatu bentuk metode riset dengan mengajukan beberapa pertanyaan terhadap narasumber pada objek penelitian. Diajukan beberapa pertanyaan kepada warga sekitar, adapun hasil wawancara dari narasumber yaitu warga sekitar setuju dengan adanya penelitian yang membantu memecahkan masalah warga sekitar yang mengalami kesulitan tentang menentukan kadar tanah dan air (pH tanah dan pH air) agar dapat mengetahui jenis pH apa yang cocok untuk bercocok tanam ataupun bertani. Warga sekitar mengharapkan agar Aplikasi Web Berbasis Mikrokontroler untuk Pengawasan Kualitas Tanah di Ladang Jagung dapat menentukan kadar tanah dan air (pH tanah dan pH air) yang nantinya juga dapat menentukan tanah yang ingin ditanam pada saat bercocok tanam atau bertani.

2.2 Tinjauan Pustaka

2.2.1 Sistem Monitoring

Sistem monitoring adalah bagian integral dari infrastruktur jaringan atau sistem. Sangat penting untuk dipenuhi segera. Untuk memantau kesehatan, sistem, dan jaringan, deteksi dini akan dilakukan oleh sistem monitoring. Sebagai contoh, sistem monitor akan mendeteksi utilisassi CPU mendekati ambang kritis, suhu perangkat lebih tinggi daripada normal, dan sebagainya. Jika ada ketidaknormalan atau melampaui ambang batas yang telah ditentukan, sistem akan memberi tahu pengguna melalui email, SMS, atau aplikasi mobile [11]. Dengan demikian, pengguna dapat mencegah hal-hal yang lebih buruk terjadi [11].

2.2.2 Sensor pH

Ph meter adalah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur tingkat keasaman atau kebasaan suatu larutan, dengan skala 0–14. pH pada skala 0-7 dianggap asam, dan pH pada skala 7- 14 dianggap basa [12].

2.2.3 Kelembaban Tanah

Keadaan kelembapan tanah dapat diketahui dengan mengamati daya serap tanah terhadap air yang disiramkan, yakni mengamati waktu yang diperlukan air untuk dapat meresap ke dalam tanah.

Tanah dikatakan masih cukup mampu menjaga kelembapan, jika penyerapan air hingga kedalaman antara 0,2-20 cm berlangsung selama maksimal satu jam. Jika waktu yang diperlukan lebih dari satu jam, tanah tersebut tergolong liat dan mudah becek pada musim hujan. Semakin ke dalam, peresapan air akan semakin lambat. Setelah mencapai kedalaman 100 cm, kecepatan penyerapan air semakin berkurang. Sekitar 2-3 hari kemudian, tanah digali sampai kedalaman 30 cm. Jika ternyata masih basah, berarti tanah tersebut cukup mampu mengikat air dan mampu menjaga kelembapan tanah. Sebaliknya, jika mengering, tanah kurang mampu mengikat air dan kurang mampu menjaga kelembapan. Kelembapan tanah yang kurang baik dapat diperbaiki dengan penggemburan tanah menggunakan cangkul atau alat lainnya sehingga tanah menjadi berongga. Penggemburan tanah terutama dilakukan terhadap tanah lapisan atas hingga kedalaman 30-40 cm [13].

(5)

3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Perancangan

Gambar 2 menunjukkan desain penelitian yang digunakan.

Gambar 2. Rancangan Aplikasi Monitoring Mikrokontroler

Alur rancangan aplikasi yang diusulkan untuk petani jagung adalah sebagai berikut:

1. Menancapkan alat sensor pada tanah yang ingin diketahui nilai pH tanah, nilai kelembapan dan pada air untuk sensor Ph air (jika ingin mengetahui nilai pH air).

2. Alat sensor mengirim data yang telah didapat ke dalam aplikasi yang telah dibuat.

3. Data dikelola dalam aplikasi, kemudian aplikasi akan melakukan proses penentuan pH mana yang cocok berdasarkan hasil Ph yang didapat. Setelah diproses data hasil penentuan yang telah dihitung rata–rata nilai pH yang didapat oleh alat ataupun yang diinput manual cocok, kemudian dikembalikan ke aplikasi agar dikelola menjadi hasil keluaran berupa informasi yang telah diketahui hasil hitungnya. Setelah aplikasi mendapatkan hasil keluaran maka petani dapat memasukkan titik lokasi agar dapat mengetahui lokasi mana alat sudah ditancapkan. Aplikasi akan menghasilkan output, Hasil output berupa hasil penentuan pH yang cocok berdasarkan hasil Ph yang telah dihitung rata-ratanya, dapat mengetahui nilai kelembapan dan status kelembapannya, serta dapat mengetahui lokasi mana alat sudah ditancapkan yang kemudian data dikelola oleh sistem.

(6)

3.1.1 Perancangan Perangkat Keras Mikrokontroler

Komponen perakitan mikrokontroler tersebut dirangkai menggunakan kabel jumper yang akan menghidupkan mikrokontroler agar dapat mengakses internet dan mengirim data pada aplikasi, untuk desain rangkaian dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Komponen Perakitan Mikrokontroler

1. Komponen-komponen alat yang dihubungkan pada Arduino UNO R3 melalui kabel jumper:

a. Sensor pH Tanah b. Sensor pH Air c. Sensor Soil Moisture d. Modul WIFI ESP 8266 -01 e. LCR 4x20

f. Power Bank

2. Handphone Android (Membagikan wifi pada Arduino UNO R3 dan Laptop) 3. Laptop (menerima data dari Arduino UNO R3 dan wifi dari Android).

3.1.2 Perancangan Skema Perangkat Lunak untuk Aplikasi Monitoring

Perancangan skema perangkat lunak untuk aplikasi monitoring mikrokontroler mengikuti skema relasi tabel pada gambar 4.

(7)

user lokasi_tanah

data_tanah hasil_ph

notifikasi teknik_penanaman

nama_user username password level id_alat status_alat id_user PK id_hasil_ph

id_user latitude longitude nama_tempat alamat id_lokasi

PK

FK id_user

nilai_kelembapan nilai_ph_tanah nilai_ph_air status_ph_tanah status_ph_air status_data status_kelembapan datetime id_data_tanah

PK

FK id_user

nilai_ph_tanah nilai_ph_air nilai_kelembapan status_ph_tanah status_ph_air status_kelembapan ket_status_kel datetime id_hasil_ph

PK

FK

id_user nilai_ph_tanah nilai_ph_air nilai_kelembapan status_ph_tanah status_ph_air status_kelembapan ket_status_kels tatus_notifikasi datetime id_nitifikasi

PK

FK persiapan_lahan

pemilihan_bibit ph_tanah_tanaman penyiangan kapasitas_air pengairan pengapuran kapasitas_pupuk pemberian_pupuk pola_tanam penanaman usia_panen pasca_panen kandungan_gizi pengendalian_mutu penyimpanan id_teknik_penanaman

PK FK

Gambar 4. Penghubung Antar Tabel

Gambar 3 merupakan skema relasi antar tabel, di mana terdapat tabel user, tabel lokasi_tanah, tabel data_tanah, tabel hasil_ph, tabel notifikasi dan tabel teknik_penanaman.

Perancangan perangkat lunak aplikasi monitoring mikrokontroler mengikuti diagram flowchart kirim data sensor pada gambar 4.

(8)

Mulai

Selesai Kirim Data

If WIFI Terkoneksi ?

Menampilkan Tabel Data Tanah Ya

Data Sensor

Tersambung Ke WEB Sever

Tidak

Gambar 5. Flowchart Kirim Data Sensor

(9)

Flowchart kirim data sensor, di mana data yang telah didapat sebelumnya melalui baca sensor dikirim ke tabel data air dengan syarat terkoneksi WIFI dan ditampilkan pada tabel data tanah. Tapi jika tidak maka data akan dikirim ulang oleh alat.

3.2 Implementasi

3.2.1 Implementasi Skema Perangkat Keras

Gambar 6. Implementasi Skema Perangkat Keras

Gambar 6 menunjukkan hasil implementasi perangkat keras pada sistem monitoring. Ini terdiri dari mikrokontroler Arduino, modul WiFi ESP 8266 -01, LCR 4x20, Sensor pH Tanah, Sensor pH Air, dan Sensor Moisture Soil. Alat ini mengukur dan mengumpulkan data tentang kelembaban dan pH ladang pertanian. Dengan koneksi internet, data ini dikirim dan ditampilkan pada sistem monitoring berbasis web, di mana mereka dapat dipantau secara real-time.

3.2.2 Implementasi Perangkat Lunak

(10)

Gambar 7. Implementasi Perangkat Lunak

Hasil implementasi perangkat lunak ditunjukkan pada Gambar 6. Halaman ini menampilkan data tentang nilai pH tanah, pH air, dan nilai kelembaban tanah. Ini juga menampilkan tabel data monitoring alat ketika alat dijalankan dan terhubung ke internet, serta gambar peta dari hasil lokasi yang telah dimasukkan secara manual. Data yang dikirimkan oleh perangkat keras yang sudah dilengkapi dengan sensor-sensor membentuk data yang ditampilkan oleh aplikasi halaman web.

4. KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan sebelumnya, Aplikasi Web Berbasis Mikrokontroler untuk Pengawasan Kualitas Tanah di Ladang Jagung, dapat disimpulkan bahwa alat yang dibangun menggunakan arduino uno dapat digunakan dalam menentukan nilai pH tanah, pH air dan kelembapan tanah, dengan menggunakan sensor pH tanah, pH air dan sensor soil mouisture. Hal ini dapat membantu petani jagung dalam memonitoring tanah serta air yang dimiliki, hanya dengan cara menancapkan alat pada tanah (untuk mengetahui pH tanah) yang telah ditandai atau ingin dicek berapa kadar pH pada tanah, kemudian menancapkan alat lagi pada air (untuk mengetahui pH air) yang akan digunakan atau ingin dicek berapa kadar pH pada air, dan jika ingin mengetahui kelembapan yang ada pada tanah setelah alat sensor mendapatkan nilai maka dapat dilihat hasil yang didapat oleh alat secara langsung melalui lcd arduino atau melalui halaman web yang telah dibuat dan diproses oleh sistem. Aplikasi Monitoring Mikrokontroler ini juga dibangun dengan menggunakan pengkodean pada alat sensor. Sedangkan untuk membuat halaman web yang dapat dilihat oleh petani jagung dengan menggunakan framework Codeigniter. Selain dapat memonitoring tanah dan air, petani jagung juga dapat melihat lokasi tanah yang telah diambil datanya dengan melihat pada halaman maps free user dan mengeklik marker, maka akan terlihat tampilan nama tempat, alamat, dan tanggal serta waktu hasil pH yang ingin ditandai lokasinya.

(11)

5. SARAN

Sistem Monitoring Kadar Tanah Menggunakan Arduino Berbasis Web sebaiknya memiliki alat sensor yang dapat membaca titik koordinat agar tidak menginput secara manual, serta dihosting agar dapat dilihat dalam bentuk aplikasi web mobile.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua orang, terutama kepada orang tua penulis, Bapak Muhammad Sholeh dan Ibu Masliana, serta kakak penulis, Umar Masnur Syarifudin Sholeh, yang terus memberikan dukungan moril, materil, dan doa kepada penulis. serta kepada pihak kampus dan dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk membimbing penulis.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Husdi. (2018). Sensor Soil Moisture. Monitoring Kelembaban Tanah Pertanian Menggunakan Soil Moisture Sensor FC-28 dan Arduino Uno, 7.

[2] Meivaldi, R. (2018). Sensor PH Tanah. Sistem Pengecekan PH Tanah Otomatis Menggunakan Sensor PH Probe Berbasis Android Dengan Algoritma Binary Search, 7.

[3] Martin, J. (2015). Kendali pH dan Kelembaban Tanah Berbasis Logika Fuzzy Menggunakan.

e-Proceeding of Engineering, 2236-2245.

[4] Wardah, R. Z. (2019). Deteksi Kadar Keasaman Media Tanah Untuk Penanaman Kembali Secara Telemonitoring. Jurnal JARTEL, (ISSN (print): 2407-0807 ISSN (online): 2654- 6531).

[5] Fitrianto, D. (2022). Rancang Bangun Alat Ukur Suhu dan Kelembaban Tanah Menggunakan Arduino Uno Dengan Perhitungan MAPE pada Lahan Perkebunan. Jurnal ELECTRA:

Electrical Engineering Articles, pp. 19-27.

[6] Jatnika, H. (2021). Monitoring Kualitas Air Berbasis Smart System Untuk Ketersediaan Air Bersih Desa Ciaruteun Ilir, Kec. Cibungbulang, Kab. Bogor. PETIR: Jurnal Pengkajian dan Penerapan Teknik Informatika, P-ISSN 1978-9262, E-ISSN 2655-5018.

[7] Sari, V. F. (2021). Desain Bangun PH Tanah Digital Berbasis Arduino Uno. JoP, Hal 36–41 .

(12)

[8] Ihsanto, E. (2014). Rancang Bangun Sistem Pengukuran Ph Meter Dengan Menggunakan Mikrokontroller Arduino Uno. Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana, ISSN : 2086 9479.

[9] Darmawan, I. G. (2020). Rancang Bangun Alat Ukur Kelembaban Tanah Berbasis Arduino Uno. PoliGrid, ISSN 2723-4428 eISSN 2723-4436.

[10] Yakin, G. (2021). Rancang Bangun Alat Pengukur pH Tanah Menggunakan Sensor pH Meter Modul V1.1 SEN0161 Berbasis Arduino Uno. Buletin Fisika, 105 – 111.

[11] Syamsudin, M., 2013. 60 Menit Belajar Monitoring Jaringan (Cacti). -: Bukudigital.net, Google Books Program dan Kindle Amazon.com.

[12] Prof.Dr.Suharmanto M.Kom, D. C. (2021). Desain Prototipe Reaktor Plasma untuk Plasma Activated Water (PAW) Sebagai pupuk Cair Nitrogen Menggunakan DIelectric Barrier Discharge (DBD), Internet of Things (IoT dan Logika Kabur. Malang: Academia Publication.

[13] Sarpian, T. (2009). Pedoman Berkebun Lada dan Analisis Usaha Tani. Yogyakarta:

Kanisius.