Vol.13, No. 2, Tahun 2019 ISSN: 2580-8397 (O); 0852-730X (P)

## Otomasi Greenhouse Berbasis Mikrokomputer RASPBERRY PI
Adi Fajaryanto Cobantoro 1 , Mohammad Bhanu Setyawan 2 , Miftahudin Agung Budi Wibowo 3 Universitas Muhammadiyah Ponorogo
1 adifajaryanto@gmail.com, 2 bhanu@umpo.ac.id, 3 miftahudin341@gmail.com
ABSTRAK . Masuknya era revolusi industri, banyak terjadi antropogenik. Salah satu penyebab dari ketidakseimbangan ekologis  yaitu  minimnya  penghijauan  di  lingkungan  perkotaan.  Kondisi  lingkungan  merupakan  hal  utama  tercapainya hasil produksi. Faktor utama yang mempengaruhi tumbuh kembang tanaman adalah suhu dan kelembapan, dalam hal ini untuk mencapai suhu dan kelembapan yang diinginkan sangatlah sulit serta sulit dikendalikan sesuai dengan kebutuhan. Seakan  suhu  serta  kelembapan  tersebut  membatasi  produksi  pertanian.  Dari  permasalahan  yang  ada  maka  dapat membangun prototype greenhouse bisa mengontrol suhu dan kelembapan secara otomatis sesuai kondisi sebenarnya pada tanaman.  Untuk  mencapai  kondisi  tersebut  menggunakan  sistem  kontrol  yang  mengendalikan  suhu  dan  kelembapan secara  otomatis.  Sistem  bekerja  sesuai  nilai  yang  telah  ditentukan  kemudian  nilai  dibandingkan  dengan  sensor  DHT22 untuk mengukur kelembapan udara dan YL-69 sebagai pengontrol kelembapan tanah dan sebagai pengontrol penyiraman tanaman secara otomatis. Pengujian prototype dilakukan menggunakan sebuah komputer dan mikrokontroler rassperry pi dengan  cara  menyambungkan  kabel  UTP  ke  raspberry  pi  ke  laptop  dengan  koneksi  sharing  internet.  Prototype  bisa berjalan dan dapat dikontrol melalui telegram.
Kata Kunci : Greenhouse, Mikrokontroler Raspberry pi, DHT22, YL-69
ABSTRACT .The  entry  of  the  industrial  revolution  era,  many  occur  anthropogenic.  One  of  the  causes  of  ecological imbalances  is  the  lack  of  reforestation  in  urban  environments.  Environmental  conditions  are  the  main  thing  to  achieve production. The main factors that influence plant growth and development are temperature and humidity, in this case to reach the desired temperature and humidity is very difficult and difficult to control as needed. As if the temperature and humidity  limit  agricultural  production.  From  the  existing  problems,  building  a  greenhouse  prototype  can  automatically control temperature and humidity according to the actual conditions in the plant. To achieve this condition use a control system  that  controls  temperature  and  humidity  automatically.  The  system  works  according  to  the  value  that  has  been determined then the value compared with the DHT22 sensor to measure air humidity and YL-69 as a controller of soil moisture  and  as  a  controller  for  watering  plants  automatically.  The  prototype  testing  was  done  using  a  computer  and raspberry  pi  microcontroller  by  connecting  the  UTP  cable  to  the  raspberry  pi  to  the  laptop  with  an  internet  sharing connection. The prototype can run and can be controlled by telegram.
Keywords : Greenhouse,Raspberry pi, DHT22, YL-69, IoT

## PENDAHULUAN
Masuknya era revolusi industri, memicu terjadinya antropogenik. Antropogenik merupakan aktifitas manusia yang memproduksi gas rumah kaca(Kahrahman, 2019). Aktifitas tersebut antara lain  transportasi  kendaraan  bermesin,  pembakaran  sampah,  rumah  tangga  dan  industri.  Hal  ini disebabkan karena pertumbuhan jumlah populasi manusia yang begitu cepat sehingga saat ini kota- kota  besar  sudah  penuh  sesak  karena  pengaruh  urbanisasi.  Tingginya  populasi  manusia  berarti mempercepat  konsumsi  sumber  daya  alam,  yang  pada  akhirnya  akan  menyebabkan ketidakseimbangan ekologis (Saaty & Sagir, 2015).
Salah  satu  penyebab  dari  ketidak  seimbangan  ekologis  yaitu  minimnya  penghijauan  di lingkungan perkotaan. Hal ini dapat menimbulkan naiknya potensi pencemaran udara di kota besar. Kota Jakarta dan Hanoi merupakan dua kota yang menduduki peringkat atas yang paling tercemar (Indonesia, 2018). Menurunnya ruang terbuka hijau di kota besar menambah buruk kualitas udara di kota besar.
Untuk mengurangi efek pencemaran udara, saat ini sudah menjadi tren untuk menanam buah dan  sayuran  di  rumah  masing-masing  melalui  metode  greenhouse.  Greenhouse  atau  rumah  kaca adalah bangunan yang terbuat dari plastik atau kaca yang tebal yang berfungsi untuk memanipulasi kondisi  lingkungan  mengurangi  hama  serta  mempermudah  petani  memelihara  tanaman
(Rahmawati, 2019). Namun pada implementasinya tidak berjalan lancer, hal ini dikarenakan tidak ada  waktu  untuk  merawat  tanaman  yang  ada  pada  greenhouse.  Sehingga  diperlukan  sebuah rekayasa  perangkat  lunak  berdasar  IoT  (Internet  of  Things)  yang  dapat mengatur  secara  otomatis proses penyiraman dan suhu.
IoT  merupakan  salah  satu  teknologi  canggih  yang  saat  ini  berkembang  dan  akan  menjadi trend kedepannya. Teknologi ini berpotensi membawa dampak ekonomi menghasilkan keuntungan dari $2,7 sampai $6,2 pada tahun 2025(Wu & Yan, 2015). Artinya IoT juga akan menjadi bagian dari  pengembangan  teknologi  pertanian  yang  menjadi  fokus  dunia  dalam  mengatasi  keterbatasan lahan pertanian di tengah ketidakpastian iklim yang sering berubah karena pencemaran lingkungan.
Pada  artikel ini  ditawarkan  sebuah  purwarupa  Mini  Smart  Green  House  yang  bisa  menjadi solusi  terhadap  warga  ibukota  yang  ingin  memperbaiki  kualitas  udara  di  dalam  rumah  dan menanam  sayur  serta  buah  namun  masih  dapat  menjalankan  rutinitas  pekerjaan  sehari-hari. Otomasi Greenhouse terdiri dari Raspberry Pi sebagai computer server, sensor DHT 22 dan YL-69.
Raspberry  Pi  merupakan  komputer  mini  yang  dapat  digunakan  produk  yang  dapat disesuaikan untuk kepentingan IoT (Internet of Things) (Cobantoro, 2017; Masykur et al., 2016; A. Prasetyo,  Teknik,  Studi,  Informatika,  &  Ponorogo,  2016).  Sensor  DHT22  digunakan  untuk mengambil data suhu dan kelembapan udara, sedangkan sensor YL-69 berfungsi untuk mendeteksi kelembapan  tanah  dan  mendistribusikan  air.  Sehingga  tanaman  akan  terkontrol  dan  pertumbuhan tanaman  akan  lebih  maksimal  dibandingkan  dengan  tanaman  yang  dibudidayakan  di  luar greenhouse.

## TINJAUAN PUSTAKA
A. Green House
Green  house  pada  prinsipnya  adalah  sebuah  bangunan  yang  terbuat  dari  bahan  plastic  atau kaca  yang  sangat  tebal  dan  menutupi  seluruh  permukaan  bangunan  dari  atap  sampai  dinding  dan juga dilengkapi dengan peralatan yang mengontrol kelembapan, distribusi dan pupuk. Green house sebuah  bangunan  dimana  tanaman  seperti  sayur,  buah  dan  tanaman  pangan  dapat  dibudidayakan dengan  iklim  yang  bisa  diatur  yang  melindungi  tanaman  dari  panas  dan  dingin  berlebih,  debu, hama, intesitas cahaya, suhu dan kelembapan sehingga hasil panen bisa maksimal(Wardani, 2017). B. Temparatur / Suhu
Pertumbuhan  tanaman  sangat  dipengaruhi  oleh  temperature  atau  suhu,  proses  fotosintesis, transpirasi  dan  respirasi  pada  tanaman  akan  bekerja  ma  ksimal  apabila  suhu  dan  temperature  di sekitarnya  bekerja  dengan  baik  sehingga  menghasilkan  pertumbuhan  yang  maksimal(Wardani, 2017).
C. Kelembapan udara dan Tanah
Kelembapan  udara  dan tanah  sangat  erat  kaitannya  dengan  kadar  air  yang  dibutuhkan  oleh tumbuhan.  Pertumbuhan  tanaman  akan  semakin  maksimal  apabila  semakin  lembap.  Kelembapan udara dan tanah sangat mempengaruhi proses transpirasi, fotosintesi, respirasi dan penyerapan air baik dari akar atau daun(Lomo, 2016).
D. Sensor Kelembapan Tanah
Sensor  kelembapan  adalah  suatu  alat  ukur  yang  digunakan  untuk  membantu  proses pengukuran  kelembapan  uap  air  yang  terkandung  dalam  udara.  Jenis-jenis  sensor  kelembaban diantaranya  Cspacitive  Sensors,  Electrical  conductivity  Sensors,  Thermal  Conductivity  Sensors, Optical Hygrometer, dan Oscillating Hygrometer(T. F. Prasetyo, Frastya, & S, 2018). E. Sensor Suhu
Sensor  Suhu  adalah  suatu  komponen  yang  bisa  mengubah  besaran  panas  menjadi  besaran listrik  sehingga  bisa  mendeteksi  adanya  perubahan  suhu  pada  obyek  tertentu.  Sensor  suhu melakukan pengukuran terhadap jumlah energy panas dan dingin yang dihasilkan oleh suatu obyek sehingga  memungkinkan  kita  untuk  mengetahui  gejala  perubahan-perubahan  suhu  tersebut  dalam bentuk output analog maupun digital (Fadlilah & Saniya, 2018).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan  dan  implementasi  berikut  ini  menjelaskan  terkait  gambaran  umum,  perangkat keras, perangkat lunak dan implementasinya yang dijelaskan pada gambar 1.
Gambar 1 . Desain Smart Greenhouse
Dari  gambar  di  atas  terlihat  model  smart  greenhouse  pada  ruangan  greenhouse terdapat  sensor  DHT22  yang  digunakan  untuk  mendeteksi  suhu  dan  kelembapan  pada  ruangan greenhouse, sensor YL-69 digunakan untuk mendeteksi kelembapan tanah, nantinya sensor YL-69 juga akan berfungsi sebagai pengontrol pompa secara otomatis, Raspberry pi yang digunakan pada sisitem ini adalah Raspberry pi 3 model B, semua sensor disambungkan pada raspberry pi, ketika sensor  DHT22  dihidupkan  client  bisa  memonitor  suhu  dan  kelembapan  menggunakan  telegram dengan  mengetik  perintah  /temp  pada  chat  telegram,  kemudian  raspberry  mengambil  data  dari sensor  DHT22  kemudian  dikirim  ke  pesan  singkat  telegram.  Selanjutnya  sensor  yl-69  untuk medeteksi apakah tanah kering atau lembab menggunakan nilai set point yang diperoleh sensor yl- 69.  Ketika  nilai  melebihi  nilai  set  point  maka  pompa  akan  menyala  menandakan  tanah  kering, ketika dibawah nilai set point maka pompa akan mati, dan akan mengirimkan notif secara langsung ke telegram.

## A. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan  perangkat  keras  terdiri  dari raspberry  Pi,  sensor  suhu  dan  kelembapan,  sensor kelembapan  tanah,relay,  submarsible  pump  yang  nantinya  akan  diimplementasikan  ke  dalam prototype    sensor  suhu,  kelembapatan  dan  kelembapan  tanah  yang  terhubung  dengan  pin  GPIO pada raspberry pi, relay yang berfungsi untuk menyalakan dan mematikan pompa secara otomatis dan terhubung ke GPIO Raspberry pi.
Gambar 2 . Desain hardware
Terlihat  pada  gambar  2  peletakan  Raspberry  Pi  di  samping  media  tanam,  kemudian  sensor suhu dankelembapan berada di samping kanan media tanam dan sensor kelembapatan tanah berada di samping kiri media tanam, peletakan tersebut agar mudah mendeteksi masing-masing sensor.
Implementasi perangkat keras
Gambar 3 .Implementasiperangkatkeras
Implementasi perangkat keras menjelaskan  proses  pada  hasil  perancangan agar menjadikan sebuah  sistem  yang  layak  untuk  digunakan,  sistem  ini  menggunakan  beberapa  komponen  yang memiliki  fungsi  yang  berbeda  yaitu  Raspberry  pi  sebagai  pusat  kontrol  sensor,  DHT22  sevagai pendeteksi  suhu  da  kelembapan,  sensor  YL-69  sebagai  pendeteksi  kelembapan  tanah,  relay  2 chanel sebagai sklar submarsible pump dan telegram sebagai penampil notifikasi (notif).
B. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan  perangkat  lunak  yaitu  perancangan  pada  raspberry  pi  sehingga  sensor  sensor dapat berjalan dengan baik sekaligus membaca nilai sensor yang digunakan dalam sisitem ini untuk mengirimkan ke telegram.
Gambar 4 . Diagram Alir sistem
Diagram  alir  sistem  dapat  dilihat  sensor  DHT22  dan  YL-69  mendapat  perintah  dari telegram  selanjutnya  raspberry  pi  mengambil  data  masing-masing  sensor  jika  berhasil  raspberry akan mengirim notif ke telegram jika gagal akan mendapat perintah eror.
Gambar 5 . Diagram alir sensor shu dan kelembapan udara
Pada  tahapan  ini  (gambar  5)  sensor  akan  mendeteksi  suhu  dan  udara  yang  ada  di ruangan  greenhouse,  dengan  perintah  “temp”  maka  raspberry  akan  menjalankan  sensor  DHT22 selanjutnya  raspberry  mengambil  data  sensor  tersebut  kemudian  mengirimnya  ke  telegram  dan memberikan pesan berupa berapa suhu dan kelembapan yang ada di greenhous secara real time.
START Perintahn Telegram Monitoring suhu/kelembapan Kelembapan tanah dan pompa otomatis Rapberry menerima perintah Sukses Pesan Eror Jalankan END
Gambar 6 . Diagram alir sensor kelembapan tanah
Sensor Yl-69 soil moisture berfungsi sebagai pendeteksi media tanam masih ketersediaan air atau  kering,  Sebelumnya  sensor  YL-69  atau  soil  moisture  sensor  mempunyai  output  analog sedangkan raspberry tidak mmepunyai pin GPIO analog maka membutuhkan ADC shiled yang di rancang  kusus  untuk  Mikrokontroler  Raspberry  PI  unutk  mengkonversi  dari  analog  ke  digital selanjutnya  ADC  shiled  mengirim  data  ke  Raspberry  PI.  Dengan  nilai  set  point  jika  kelembapan >10000 pompa akan menyala menandakan kelembapan tanah sudah mencapai batas kering dengan notif  “KADAR  AIR  TANAH  MASIH  TERPENUHI”  jika  <10000  maka  pompa  akan  mati menandakan  tanah  sudah  mendapatkan  air.  Kemudian  notif  tersebut  dikirimkan  ke  user  melalui telegram.
C.Hasil Pengujian dan Kalibrasi
Pada  tahapan  ini  setelah  semua  perangkat  sensor  terhubung  dengan  Raspberry  PI,  tahapan selanjutnya melakuka pengujian dengan kendali telegram untuk tampilan awal dapat di lihat pada gambar di bawah ini:
Gambar 7 . Pengujian melalui telegram
Kemudian untuk mengecek ketersedian air pada tanah Greenhouse secara langsung dikirim ke telegram ketika tanah sudah mencapai ambang kering yang dilakukan pompa submarsible pump dapat dilihat pada gambar 8 dibawah ini
Gambar 8 . Tampilan notif tanah kering
Selanjutnya  menguji  respon  sensor  saat  mengirim  notif  ke  telegram  <10000  dengan  Notif “'AIR DALAM GREENHOUSE HABIS POMPA MENYALA” data tersebut diperoleh dari hasil konfersi dari ADC shiled yang telah merubah dari analog ke digital.
Berikut adalah tabel hasil analisis kalibarasi pada saat sensor menyala.
Tabel 1. Pengujian kalibrasi sensor kelembapan tanah
Tahapan menguji respon sensor saat mengirim notif ke telegram >10000 dengan Notif “'AIR DALAM GREENHOUSE TERPENUHI” Berikut adalah tabel hasil analisis kalibrasi.
Tabel 2. Tampilan kalibrasi sensor kelembapan tanah
Selanjutnya kalibrasi sensor suhu dan kelembapan ruangan greenhouse ditunjukan pada tabel 3 berikut.

## Tabel 3. Kalibrasi sensor suhu dan kelembapan udara

## KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil pengujian kalibrasi yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.
1. Penelitian ini menggunakan prototype yang cara kerjanya secara otomatis, dan program yang dirancang  berjalan  dengan  baik  sesuai  yang  diharapkan  seperti  mengecek  suhu  dan kelembapan udara maupun pengairan secara otomatis.
2. Untuk  mengendalikan  program  melalui  pesan  Telegram  berjalan  dengan  lancer  sesuai  awal perancangan, pengiriman pesan tidak ada kendala walapun dikendalikan dalam jarak jauh.
3. Pengujian prototype dilakukan menggunakan sebuah computer dan mikrokontroler Raspberry PI dengan cara menyambungkan kabel UTP ke Raspberry PI ke laptop dengan koneksi sharing internet sehingga prototype bisa berjalan dan dapat dikontrol melalui Telegram.

## DAFTAR RUJUKAN
Cobantoro, A. F. (2017). Rekayasa Web Proxy Pada Komputer Mikro Untuk Keamanan Anak Dalam Berinternet. In Seminar Nasional dan Gelar Produk 2017 (p. 171). Fadlilah, U., & Saniya, N. (2018). MONITORING SUHU KABEL TRAFO MELALUI
TAMPILAN LCD DAN SMS. Emitor , 17 (02), 1–8. Indonesia, G. (2018). Greenpeace Media Briefing Data Terkini Kualitas Udara Kota-kota di Seluruh Dunia .
Kahrahman, S. (2019). Evaluating University Students ’ Understanding of Atmospheric Environmental Issues Using a Three-Tier Diagnostic Test **. International Electronic Journal of Environmental Education , 9 (1), 1–17. Lomo, L. A. (2016). Smart Greenhouse Berbasis Mikrokontroler Arduino Mega 2650 Rev 3 . Universitas Sanata Dharma.
Masykur, F., Prasetiyowati, F., Studi, P., Informatika, T., Ponorogo, U. M., & Pi, R. (2016). Aplikasi Rumah Pintar ( Smart Home ) Pengendali Peralatan, 3 (1), 51–58. Prasetyo, A., Teknik, F., Studi, P., Informatika, T., & Ponorogo, U. M. (2016). Rancang Bangun Database Dua Arah, 7 (2), 769–774.
Prasetyo, T. F., Frastya, E. A., & S, E. E. (2018). Sistem Pendeteksi Kesuburan Tanah Pada Desa
Cihaur Kelompok Tani Bina Mandiri, 191–198. Rahmawati, D. (2019). Pengujian Monitoring On-Line Rumah Kaca Cerdas Berbasis Android.
Cyclotron , 2 (1). https://doi.org/10.30651/cl.v2i1.2529 Saaty, T. L., & Sagir, M. (2015). Choosing the best city of the future. Journal of Urban Management , 4 (1), 3–23. https://doi.org/10.1016/j.jum.2015.06.003 Wardani, A. (2017). Purwarupa Perangkat IoT Untuk Smart Greenhouse Berbasis Mikrokontroler . Universitas Telkom.
Wu, G. Le, & Yan, D. S. (2015). Parking Information Monitoring and Management System Based on Internet of Things Technology. Applied Mechanics and Materials , 738 – 739 , 229–232. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.738-739.229