INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 3 Nomor 3 Tahun 2023 Page 3205-3215 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative

## Sistem Penyiraman Tanaman Otomatis Dengan Cavacitive Soil
Mousture Sensor Menggunakan Struktur

## Metode Matrix Berbasis Arduino
Sriani 1 ✉ , Soly Aryza Lubis 2 , Waju Indrian 3
Ilmu Komputer, Universitas Islam Negeri Sumatera Utara
Email : wajuindrian06@gmail.com 1 ✉

## Abstrak
Manusia  masih  membutuhkan  alat  atau  teknologi  untuk  membantu  pekerjaannya  di  dunia  yang semakin berteknologi, sehingga membutuhkannya. Tujuan dari tahap akhir proyek ini adalah untuk mengembangkan  metode  penyiraman  bibit  cabai  secara  otomatis.  Tujuan  alat  ini  adalah  untuk menggantikan  tenaga  kerja  manual  dengan  otomatisasi.  Alat  ini  menggunakan  Cavacitive  Soil Moisture Sensor, atau meteran kelembaban tanah, yang mengirimkan output ke Arduino Uno untuk menyalakan  driver  relai  dan  pompa  sehingga  dapat  menyiram  tanah  secara  otomatis  sesuai kebutuhan. Komponen  sistem  tersebut adalah  Arduino  Uno  sebagai  pengontrol, driver  relai untuk menghidupkan  dan  mematikan  pompa  air,  dan  LCD  (Linquit  Cristal  Display)  untuk  menampilkan pembacaan kelembaban tanah, hasil dari penelitian yang dihasilkan bahwa Sistem dapat memyiram Air kepada  tanaman  cabai  apabila  kelembaban  tanah diatas 400  ph  Sistem  tidak  dapat  menyiram tanaman  cabai,  Dan  apabila  kelembaban  tanah  sudah  dibawah  400  ph  Untuk  tanaman  cabai kelembaban nya harus diatas dari 200 ph guna suburnya tanaman cabai,kalau dibawah dari 200 ph maka  cabai  akan  busuk  dan  mati,  dengan  tingkat  keakurasian  84%  secara  keseluruhan  dalam penelitian.
Kata Kunci: Arduino,Sensor,Penyiraman,Cavacitive Soil Mousture Sensor

## Abstract
Humans still need tools or technology to help their work in an increasingly technological world, so they need it. The aim of the final phase of this project was to develop a method of automatically watering chili seedlings. The aim of this tool is to replace manual labor with automation. This tool uses a Cavacitive Soil Moisture Sensor, or soil moisture meter, which sends output to the Arduino Uno to turn  on  the  relay  and  pump  driver  so  that  it  can  water  the  soil  automatically  as  needed.  The components of the system are Arduino Uno as a controller, relay driver to turn on and turn off the water  pump,  and  LCD  (Linquit  Cristal  Display)  to  display  soil  moisture  readings,  the  results  of  the research resulted that the system can sprinkle water on the chili plants when the soil moisture is above 400 ph The system cannot water the chili plants, and if the soil moisture is below 400 ph. For chili plants the humidity must be above 200 ph for the growth of chili plants, if it is below 200 ph then the chilies will rot and die, with an overall accuracy rate of 84% in study.
Keyword: Arduino, Sensor, Watering, Cavacitive Soil Mousture Sensor

## PENDAHULUAN
Perkebunan  cabai  Indonesia  masih  menantikan  musim  hujan  untuk  pertumbuhan tanaman. Inilah yang membuat keluaran produk pertanian tidak mungkin tetap konsisten dalam satu waktu. Akibat rendahnya produksi selama musim kemarau, harga komoditas pertanian bisa naik drastis. Sementara ini berlangsung, saat musim hujan, hasil produksi melimpah  sehingga  harga  menjadi  murah,  dan  sampai  membusuk  tidak  bisa  dijual  di pasaran karena stok melimpah(Zulhijayanto & Fadlil, 2022).
Petani kehilangan banyak uang akibat tragedi ini, dan mereka akhirnya menjadi tidak bahagia dan kesal. Petani yang ingin tetap bercocok tanam di musim kemarau harus lebih giat lagi menyirami tanaman secara manual agar tumbuh subur dan menghasilkan buah(Al Hafiz & Erlinda, 2020; Haryadi et al., 2022). Kami membutuhkan sistem pengairan tanaman otonom  yang  dapat  beroperasi  di  musim  kemarau  dan  musim  hujan  untuk  mengatasi keterbatasan ini. Metode ini memanfaatkan chip microcontroler yang telah dikonfigurasi untuk mencari sensor kelembaban tanah di area pertanian(Sayekti et al., 2022; YR et al., 2021). Alat akan menyiram tanaman secara otomatis saat tanah sudah kering. Sebaliknya, jika tanah basah, alat tidak akan menyirami, memungkinkan tanaman tumbuh subur karena kebutuhan airnya selalu terpenuhi(Nabil Azzaky & Anang Widiantoro, 2021). Untuk alasan ini, penelitian ini menggunakan sensor kelembaban tanah untuk membuat alat penyiram tanaman  otomatis.  Diharapkan  bahwa  teknologi  ini  akan  dibuat  dan  membantu  petani memecahkan  masalah  terkait  irigasi.  Sedangkan  Arduino  Uno  berfungsi  sebagai pengontrol  dan  kontrol  utama  instrumen,  penemu  alat  ini  juga  menggunakan  sensor kelembaban tanah kapasitif. Alat ini menggunakan Arduino Uno dan sensor kelembaban
tanah untuk menyiram tanaman secara otomatis. Alat ini juga memiliki layar LCD (Linquid Crystal Display) yang menampilkan kondisi tanah lembab atau kering menurut pembacaan tanah, yang dimodifikasi sesuai kebutuhan tanaman. nilai yang ditampilkan pada LCD dari sensor  kelembaban.  Pompa  air  juga  disertakan  dengan  peralatan  ini  untuk  irigasi matriks(Firly et al., 2022; Nadindra & Chandra, 2022; Tullah et al., 2019).
Penelitian ini bertujuan mengetahui cara kerja Cavacitive Soil Mousture Sensor dalam mengukur  kelembapan  tanah  pada  tanaman  bibit  cabai,  untuk  menerapkan  struktur metode matrix dalam penyiraman pot yang berisi bibit cabai, untuk dapat menghasilkan sistem yang dapat melakukan penyiraman tanaman secara otomatis.

## METODE PENELITIAN
Bahan yang digunakan untuk membuat Sistem Penyiram Tanaman Otomatis Dengan Cavacitive Soil Mousture Sensor Menggunakan Struktur Metode Matrix Berbasis Arduino adalah Air,  Penggaris, Vas Bunga, Bibit  Cabai, Gabus Plastik, Tanah Hitam, Obeng(Al & Rosyid, 2022) . Dalam penelitian ini cara kerja dari “Sistem Penyiram Tanaman Otomatis Dengan Cavacitive Soil Mousture Sensor Menggunakan Struktur Metode Matrix Berbasis Arduino” ini menggunakan beberapa tahapan perancangan sebagai berikut :

## Gambar 1. Langkah Penerapan Perancangan Sistem
Penyiapan  alat  dan  bahan,  perakitan  alat,  pengujian  alat,  dan  penerapan  alat merupakan tahapan proses perencanaan kerja yang digunakan dalam penelitian. Diagram blok  memberikan  deskripsi  proyek  kerja  dalam  penelitian  ini.  Pada  Gambar  diatas merupakan langkah semua sirkuit (tata letak) telah dirancang sebelumnya dan diagram
blok  sistem  dibuat  untuk  mengilustrasikan  koneksi  komponen,  dapat  dilihat  di  gamabr berikut ini ke sirkuit Arduino(Alfanugraha, 2022; Darmawan et al., 2022).

## Gambar 2. Koneksi Komponene Sistem
Teknik  pengumpulan  data  yang  akan  dipergunakan  pada  penelitiann  ini  adalah menggunakan  teknik  studi  litelatur  dimana  dalam  penelitian  ini,  salah  satu  teknik pengumpulan data yang dilakukan  adalah pencarian referensi teoritis terkait  kasus dan permasalahan yang ditemukan. Pencarian informasi melalui penelitian literatur di beberapa jurnal  ilmiah  dan  tesis  terkait  rancang  bangun  alat  penyiram  tanaman  otomatis  dan pengukuran  kelembaban  tanah  berbasis  arduino  dengan  sensor  kelembaban  tanah kapasitif  Menggunakan  metode  Matrix  dapat  memperkuat  permasalahan  dan  teori penelitian yang mendasarinya(Chandra, 2023).
Pada  tahap  perancangan  ini  tujuannya  adalah  membuat  gambar  hardware  yaitu desain rangkaian arduino uno yang menjelaskan tata letak komponen yang akan dipasang dengan menggunakan aplikasi fritzing , dan membuat gambar software yaitu penjelasan flowchart. menunjukkan prosesnya(Achmad et al., 2023). saat membuat sistem aliran serta prosesnya pada gambar berikut ini :
Gambar 3. Proses Alur Aliran Sistem

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Beberapa  tahapan  yang  dilakukan  dalam  penelitian  ini  adalah  analisis  data, representasi data, hasil analisis data dan perancangan alat. Pada langkah ini perlu dilakukan analisis sistem penyiraman tanaman otomatis dengan sensor kelembaban tanah kapasitif menggunakan  metode  struktur  matriks  berbasis  arduino.  Analisis  perangkat  lunak  dan perangkat keras(Aditama & Mulyati, 2022; Wicaksana et al., 2023).
Sistem ini mengandalkan komponen elektronik yang sumber energi utamanya adalah tegangan listrik agar dapat berfungsi tegangan yang diinginkan berbeda dari tegangan langsung yang digunakan untuk menyalakan bola lampu, misalnya ada bagian penting dari sistem  ini  yang  membutuhkan  tegangan  listrik  dengan  berbagai  tegangan  arus  tinggi. Berdasarkan  hal  tersebut,  penulis  mengembangkan  sebuah  sistem  sederhana  yang berfungsi sebagai penyalur daya untuk bagian- bagian seperti mikrokontroler arduino dan bagian  bantu  lainnya  yang  membutuhkan  aliran  listrik(Retno  Devita  et  al.,  2021).  Data keluaran yang dapat dikumpulkan secara signifikan dipengaruhi oleh komponen perangkat keras  yang  digunakan.  Tujuan  melakukan  ini  adalah  untuk  mengurangi  kesalahan  yang signifikan. Selain itu, proses pemrograman di kompiler Arduino IDE didukung oleh standar pengkodean untuk mencapai presisi dan kebenaran data.
1. Pengukuran Cavacitive Soil Mousture Sensor
Pada  bagian  ini  adalah  data  kasus  pembacaan  kelembapan  tanah  dengan menggunakan  cavacitive  soil  moisture  sensor  pada  metode  analog.  Data  dari sensor  akan  diolah  oleh  Arduino  dan  hasilnya  akan  ditampilkan  pada  serial monitor  rangkaian  yang  perlu  dibuat  untuk  merealisasikan  contoh  kasus  ini ditunjukan pada gambar dibawah.
Gambar 4. Kerangka Sensor Arduino
Kemudian  mempersiapkan  tanah  yang  ingin  diteliti  oleh  sensor  dengan menancapkan alat tersebut kedalam tanah untuk mengambil datanya seperti gambar yang dibawah ini.
Gambar 5. Sensor Data Kelembapan tanah
Sampel tanah yang dirujuk di atas dapat berupa jenis tanah lainnya. Tanah dalam kasus ini adalah tanah pupuk, namun, ini tidak perlu karena tanah perlu dibasahi untuk mengembang hingga volume yang dapat digunakan. Oleh karena itu, disarankan untuk menggunakan  jenis  tanah  yang  sudah  agak  kering,  dan  masih  cukup  gembur  untuk dimasukkan ke dalam sensor. Ini akan membuat proses eksperimen jauh lebih mudah.
Kode  Arduino  untuk  membaca  sinyal  analog  dari  sensor  kapasitif  diberikan  pada Kode  1.  Kode  Arduino  menggunakan  pin  analog  A0  untuk  membaca  sinyal  dari  sensor kapasitif setiap 100 milidetik. Arduino membaca sinyal dalam bit, jadi ini diubah menjadi tegangan dengan membaginya dengan resolusi 10-bit Arduino Uno, dan mengalikannya dengan  Referensi  masukan  3.3V.  Sensor  kapasitif  harus  membaca  tegangan  mendekati 3.15V setelahKode 1 diunggah ke papan Arduino. “Ini harus berfungsi sebagai verifikasi bahwa sensor berfungsi dengan baik(Teknik et al., 2023).
Kode  Arduino  menggunakan  pin  analog  A0  untuk  membaca  sinyal  dari  sensor kapasitif setiap 100 milidetik. Arduino membaca sinyal dalam bit, jadi ini diubah menjadi tegangan dengan membaginya dengan resolusi 10-bit Arduino Uno, dan mengalikannya dengan  Referensi  masukan  3.3V.  Sensor  kapasitif  harus  membaca  tegangan  mendekati 3.15V setelah Kode 1 diunggah ke  papan Arduino. Ini harus  berfungsi sebagai verifikasi
bahwa sensor berfungsi dengan baik.

## Gambar 6. Coding Sensor IDE Pengkalibrasian Tanah
Keluaran data dari prosedur kalibrasi sensor kelembaban tanah kapasitif. Data yang disajikan di sini cukup untuk menurunkan hubungan antara sifat tanah dan respons sensor kapasitif, yang menghasilkan perkiraan volumetrik air isi, θv.
Tabel 1. Data Pengkalibrasian Tanah No Nama Percobaan Angka Hasil 1 Massa container [g] 22,75 2 Kepadatan Air [k gm−3] 997,0 3 Massa  Tanah   Kering dari 200ml [g] 26,33 4 Kepadatan massal Tanah [g 𝑚𝑙 − 1] 0,13165 5 Volume Tanah [ml] 200 6 Tanah + Massa Kontainer (62,78).(71,51).(82,41).(96,94).(109,22).(132,37).(1 38,9).(159,02).(186,76). 7 Pembacaan Sensor [V] (2,96).(2.90).(2,94).(2.43).(2,08).(2.04.(2.01).(1.81) .
Keluaran data dari   prosedur kalibrasi sensor kelembaban tanah kapasitif. Data yang disajikan di sini cukup untuk menurunkan hubungan antara sifat tanah dan respons sensor kapasitif,  yang  menghasilkan  perkiraan  volumetrik  air  isi,  θv (Siagian  et  al.,  2022).  jika memperhitungkan prosedur pengeringan.roses eksperimen dapat memakan waktu kira- kira  10  menit  per  pengukuran  (pengemasan,  penyiraman,  pengendapan),  dan  dengan sekitar 6-10 pengukuran per percobaan - pekerjaan yang sebenarnya bisa menjadi 1-2 jam. Jadi, setelah beberapa hari awal pengeringan tanah, ditambah 2 jam percobaan, Bersama dengan beberapa hari pengeringan tanah percobaan skala penuh memakan waktu sekitar 7  hari.  Cara  untuk  memastikan  eksperimen  tercepat  adalah  dengan  meletakkan  tanah
dengan sangat tipis  di atas kertas lilin. Ini akan memberikan sekitar 7 hari  per kalibrasi tanah(Al  Hafiz  &  Erlinda,  2020).  Juga  disarankan  agar  spreadsheet  digunakan  untuk mencatat  semua  nilai  saat  sedang  diukur,  mirip  dengan  yang  ditunjukkan  pada  Tabel sebelumnya.

## Gambar 7. Grafik Pengkalibrasian Tanah
Analisa Struktur Metode Matriks (ASMM) adalah suatu metode untuk menganalisa struktur dengan menggunakan bantuan matriks, yang terdiri dari matriks keakuan, matriks perpindahan, dan matriks gaya. Dengan menggunakan hubungan Suatu struktur Matrix tidak berubah meskipun bebanya diubah-ubah besar dan arahnya, maka metode matrix dapat  dipakai  dengan  mudah  untuk  meletakan  tanaman  atau  bibit  cabai  yang  ingin ditanam dengan berjarak(YR et al., 2021).

## Gambar 8. Metode Penggunaan Matrix
Metode diatas memiliki ukuran lebar lebih kurang 35 cm serta memiliki Panjang 40 cm dimana jarak antara cabai ke cabai yaitu sebesar 7 sampai 10 cm. Setelah menganalisis data diatas maka diperoleh hasil analisis data yang meliputi pendeteksian data volume air dari sensor dan pengaturan garis. Selain itu juga menganalisa rangkaian alat dari beberapa komponen kecil agar alat tidak begitu maksimal untuk penyiraman tanaman yang efektif.
Tabel 2. Hasil Data Kelembapan Tanah No Lcd Kondisi Tanah Basah/Kering Pompa On/Off 1 445 Kering On 2 451 Kering On 3 437 Kering On 4 443 Kering On 5 204 Basah Off 6 205 Basah Off 7 207 Basah Off
Penerapan  Sistem  Penyiram  Tanaman  Otomatis  Dengan  Cavacitive  Soil  Mousture Sensor Menggunakan Struktur Metode Matrix Berbasis Arduino ini akan dibuat dengan sebuah prototype.

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  dari  Sistem  Penyiram  Tanaman  Otomatis  Dengan Cavacitive Soil Mousture Sensor Menggunakan Struktur Metode Matrix Berbasis Arduino dapat  disimpulkan  bahwa  Sistem  dapat  memyiram  Air  kepada  tanaman  cabai  apabila kelembaban tanah diatas 400 ph Sistem tidak dapat menyiram tanaman cabai, Dan apabila kelembaban tanah sudah dibawah 400 ph Untuk tanaman cabai kelembaban nya harus diatas dari 200 ph guna suburnya tanaman cabai,kalau dibawah dari 200 ph maka cabai akan  busuk  dan  mati,  dengan  tingkat  akurasi  84%  dalam  proses  penelitian  yang  telah dilakukan.

## DAFTAR PUSTAKA
Achmad,  s.,  fajar,  c.,  primananda,  r.,  &  akbar,  s.  R.  (2023).  Implementasi  n-modular redundancy with spare pada sistem penyiraman otomatis. Jurnal pengembangan teknologi informasi dan ilmu komputer, 7(1), 54 – 61.
Aditama,  n.  Y.,  &  mulyati,  s.  (2022).  Pemantauan  penyiraman  tanaman  secara  otomatis menggunakan  nodemcu  esp8266  berbasis  web. Jurnal  ticom:  technology  of information and communication, 11(september), 68 – 74.
Al hafiz, n. W.,  & erlinda, e. (2020). Perancangan sistem penyiraman tanaman otomatis
Al, m., & rosyid, a. (2022). Sistem monitoring dan kendali alat pengaturan budidaya bibit cabai berbasis website. Jurnal elkon, 2(2), 32 – 43.
Alfanugraha,  k.  (2022).  Rancang  bangun  alat  penyiraman  tanaman  tomat  otomatis menggunakan sensor rtc berbasis arduino uno. Comserva: jurnal penelitian … , 2(5), 369 – 383. Https://doi.org/10.36418/comserva.v2i5.317
Chandra, j. C. (2023). Prototype sistem alat penyiraman tanaman cabai otomatis berbasis web  menggunakan  mikrokontroler  prototype  web-based  automatic  chili  plant watering  system  using  nodemcu  esp8266  microcontroller. Seminar  nasional mahasiswa fakultas teknologi informasi (senafti), 2(april), 500 – 507.
Darmawan,  i.  W.  B.,  kumara,  i.  N.  S.,  &  khrisne,  d.  C.  (2022).  Smart  garden  sebagai implementasi sistem kontrol  dan monitoring  tanaman berbasis teknologi  cerdas. Jurnal spektrum, 8(4), 161. Https://doi.org/10.24843/spektrum.2021.v08.i04.p19
Firly,  m.,  wahjudi,  d.,  &  yulianto,  p.  (2022).  Perancangan  sistem  penyiraman  dan pemupukan otomatis (smart garden) berbasis iot (internet of things) menggunakan nodemcu esp8266. Teodolita: media komunkasi ilmiah di bidang teknik, 23(1), 115 – 1129. Https://doi.org/10.53810/jt.v23i1.444
Haryadi, e., sidki, a., manurung, d., sampurna, ), & riskiono4, d. (2022). Penyiram tanaman otomatis berbasis arduino uno menggunakan rtc. Jurnal ilmiah mahasiswa kendali dan listrik, 3(1), page.
Nabil  azzaky,  &  anang  widiantoro.  (2021).  Alat  penyiram  tanaman  otomatis  berbasis arduino  menggunakan  internet  of  things  (iot). J-eltrik,  2(2),  48. Https://doi.org/10.30649/j-eltrik.v2i2.48
Nadindra, d. E., & chandra, j. C. (2022). Sistem iot penyiram tanaman otomatis berbasis arduino dengan kontrol telegram. Skanika, 5(1),
104 – 114. Https://doi.org/10.36080/skanika.v5i1.2887
Retno devita, hartika zain, r., ipriadi, eka putra, o., & rahmawati, s. (2021). Teknologi internet of things (iot) dalam penyemprotan insektisida aglonema pada greenhouse. Jurnal teknologi, 11(2), 36 – 43. Https://doi.org/10.35134/jitekin.v11i2.50
Sayekti, i., supriyo, b., krishna, b., dadi, utomo, k., & beta, s. (2022). Penerapan iptek sistem penyiraman dan monitoring pada budidaya tanaman toga “taman tosabu kramas” berbasis internet of things (iot) di kelurahan kramas tembalang semarang. Jl. Prof, soedarto sh, 10(4), 50275.
Siagian, s. B., samsudin, s., & irawan, m. D. (2022). Implementation of gain ratio on knn
method  in  predicting  sales  of  electronic  sparepart  at  panasonic  service  center lhokseumawe. Jurnal  teknik  informatika  c.i.t  medicom,  14(1),  36 – 47. Https://doi.org/10.35335/cit.vol14.2022.242.pp36-47
Teknik, j., manufaktur, o., bandung, p. M., suryatini, f., purnomo, w., & harlanti, r. R. (2023). Sistem  kendali  penyemaian  bersusun  pada  tanaman  hidroponik  berbasis  logika fuzzy  tsukamoto  dengan  aplikasi  blynk. Jitel  (jurnal  ilmiah  telekomunikasi, elektronika, dan listrik tenaga), 3(1), 37 – 46.
Tullah, r., sutarman, & setyawan, a. H. (2019). Dosen stmik bina sarana global, 3 mahasiswa stmik bina sarana global. Jurnal sisfotek global, 9(1), 2088 – 1762.
Wicaksana, a. A., mulyani, a. T., suranti, n., & sukmah, m. (2023). Penerapan teknologi tepat guna  penyiraman  otomatis  menggunakan  capacitive  soil  moisture  sensor  pada taman  tanaman  obat  keluarga  (  toga  )  desa  gedangan. Jurnal  pengabdian masyarakat indonesia (jpmi), 2(2), 150 – 163.
Yr, k. P., suppa, r., & muhallim, m. (2021). Sistem penyiraman tanaman otomatis berbasis arduino. Jurasik  (jurnal  riset  sistem  informasi  dan  teknik  informatika),  6(1),  1.
Https://doi.org/10.30645/jurasik.v6i1.266
Zulhijayanto, & fadlil, a. (2022). Desain sistem monitoring dan penyiraman tanaman tomat berbasis internet of things (iot). Buletin ilmiah sarjana teknik elektro, 4(2), 94 – 104. Https://doi.org/10.12928/biste.v4i2.5884