Vol. 7 No. 1 (April 2023)
RANCANG BANGUN SMART GREENHOUSE UNTUK BUDIDAYA TANAMAN SAWI PAKCOY ( brassica rapa subsp ) BERBASIS ANDROID
Thomas Nelson Kolo * , Lusianus Bala, Oktavia Prima Bili, Yudit Oviana Berek, Bernadeta Novia W. R. Mau, Maria E. Naben, Darsono Nababan, Yoseph P. K. Kelen Program Studi Teknologi Informasi, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia Email: nelsonkollo025@gmail.com
DOI: https://doi.org/10.46880/jmika.Vol7No1.pp112-117

## ABSTRACT
Due to rising market demand, green mustard cultivation is still being developed. A soil temperature and humidity control system based on the Arduino Uno microcontroller will be designed and tested in this study, as will an automatic plant watering system for this control. The part for recognizing temperature and mugginess utilized is the DHT22 sensor with a result as a computerized signal and has 4 pins comprising of a power supply, information sign, invalid and ground. This study employed engineering design for the production of the automation system. The study produced a smart greenhouse that is capable of remotely controlling microcontroller equipment and monitoring devices like sensors and can regulate, adjust, and modify the climate to optimize the conditions and processes of plant growth in the greenhouse.
Keywords: Smart Greenhouse, Pakcoy, Engineering Design, Android.

## ABSTRAK
Karena permintaan pasar yang meningkat, budidaya sawi hijau masih terus dikembangkan. Sebuah sistem kontrol suhu dan kelembaban tanah berbasis mikrokontroler Arduino Uno akan dirancang dan diuji pada penelitian ini, begitu juga sistem penyiraman tanaman otomatis untuk kontrol ini. Bagian untuk mengenali suhu dan panas yang digunakan adalah sensor DHT22 yang dihasilkan sebagai sinyal terkomputerisasi dan memiliki 4 pin yang terdiri dari power supply, information sign, invalid dan ground. Studi ini menggunakan desain teknik untuk produksi sistem  otomasi.  Studi  tersebut  menghasilkan  rumah  kaca  pintar  yang  mampu  mengendalikan  peralatan mikrokontroler dan perangkat pemantauan dari jarak jauh seperti sensor dan dapat mengatur, menyesuaikan, dan memodifikasi iklim untuk mengoptimalkan kondisi dan proses pertumbuhan tanaman di rumah kaca. Kata Kunci: Smart Greenhouse, Pakcoy, Rekayasa  Rancang Bangun, Android.

## PENDAHULUAN
Pertumbuhan  dan  perkembangan  teknologi informasi telah meningkatkan efektivitas dan efisiensi segala  aspek,  termasuk  sektor  pertanian.  Indonesia merupakan  negara  agraris,  dan  sebagian  besar penduduknya  bergantung  pada  sektor  pertanian,  baik dalam  skala  kecil  maupun  besar.  Namun,  kemajuan teknologi ini tidak merata dan dapat diakses oleh semua orang.  masyarakat,  terutama  mereka  yang  tinggal  di daerah terpencil.
Sayuran  yang  dikenal  dengan  sebutan  pakcoy ini memiliki nama latin Brassica rapa subsp. Chinensis. Sayuran  ini  tidak  berkepala  dan  memiliki  daun  yang halus  dan  tidak  berbulu.  Tangkai  daunnya  lebar  dan kokoh,  urat  daun  dan  daunnya  seperti  sawi,  namun daunnya  lebih  tebal  dari  sawi.  Keinginan  masyarakat untuk  menanam  sayuran  terkendala  oleh  minimnya lahan, terutama di pekarangan rumah yang sempit.
Populasi  Indonesia  tumbuh  pada  tingkat  yang
sama  dengan  permintaan  pakcoy.  Dalam  kebanyakan kasus,  masyarakat  atau  petani  hanya  bertahan  hidup dari produksi sayuran berdaun seperti sawi, kangkung, bayam,  dan  varietas  lainnya.  Karena  benihnya  lebih murah  daripada  sayuran  lain  dan  komoditas  ini memiliki  masa  panen  yang  singkat,  memberikan pasokan  input  yang  signifikan  kepada  petani, membudidayakan sawi menarik banyak orang (Ishadi, I., & Syaputra, 2021).
Panen  petani  juga  terhambat  oleh  sejumlah faktor  lain.  Musim  hujan  yang  berkepanjangan,  sinar matahari  yang  kurang  efektif,  serangan  hama,  dan pemilihan  pupuk  yang  tidak  tepat  adalah  beberapa faktor tersebut. Dengan mengintensifkan usaha, maka dapat  diupayakan  peningkatan  produksi  sawi. Pengelolaan tanah, udara, dan air merupakan beberapa faktor alam yang mempengaruhi produktivitas tanaman sawi  yang  menjadi  fokus  upaya  intensifikasi.  Agar budidaya tanaman sawi lebih efektif dalam usaha ini,
Vol. 7 No. 1 (April 2023)
ISSN: 2620-4339 (media online)
kemajuan  teknologi  harus  memberikan  dorongan (Bafdal, N., & Dwiratna, 2018).
Sebuah  teknologi  yang  dikenal  dengan  Smart Greenhouse  dapat  membantu  manusia  dalam membudidayakan  tanaman  sawi  sendiri.  Orang  tidak perlu  menghabiskan  banyak  waktu  untuk  merawat tanaman  mereka  dengan  menggunakan Smart Greenhouse (Syadza, Q., Permana, A. G., & Ramadan, 2018).  Dengan  smartphone  monitoring,  pengawasan juga  dapat  dilakukan  dengan  lebih  cermat. Smart Greenhouse tidak  terpengaruh  oleh  ketersediaan  sawi di  pasar  dan  dapat  membantu  individu  dalam memenuhi  kebutuhan  tanaman  sawi  secara  lebih efektif.  Selain  itu,  Smart  Greenhouse  dapat dimanfaatkan  untuk  mendorong  penanaman  tanaman tambahan.
Untuk  menjawab  permasalahan  tersebut  maka berdasarkan kenyataan diatas kami mengusulkan solusi untuk melakukan “Rancang Bangun Smart Greenhouse untuk budidaya tanaman sawi Pakcoy ( Brassica Rapa subsp )  Berbasis Android ”.  Salah  satu  teknologi  yang layak dikembangkan dan disebarluaskan adalah Smarth greenhouse berbasis Internet  of  Things ( IoT )  dengan menggunakan Raspberry  Pi . Smart  Greenhouse merupakan  revolusi  dalam  bidang  pertanian  dengan pengaturan iklim yang sesuai untuk proses pertumbuhan tanaman  melalui  alat  sensor,  aktuator,  sistem pemantauan  dan  bagaimana  mengontrol  untuk omptimalisasi kondisi  pertumbuhan  dan  otomatisasi proses pertumbuhan tanaman tersebut.
Internet of  Things (IoT)  adalah  konsep bagaimana suatu objek dapat mentransfer data melalui jaringan tanpa melalui interaksi antara manusia dengan manusia atau computer dengan manusia (Madakam & Lake, 2015). Hal ini menjadikan petani tidak perlu harus selalu  berada  dalam  lokasi  atau greenhouse karena sudah  dikontrol  oleh  s ystem komputer.  Untuk Universitas  Timor  sendiri  adalah  publikasi  ilmiah internasional dan prototype hasil penelitian (Setiadi, D., & Muhaemin, 2018).

## METODE PENELITIAN
Eksperimen  dilakukan  di  rumah  kaca  dengan Rancangan  Acak  Lengkap  (RAL),  yang  melibatkan beberapa  perlakuan  penyiraman  dan  pengulangan. Terdapat 15 bibit yang diamati setelah masing-masing perlakuan  diulang  sebanyak  enam  kali  dengan  satu tanaman  per  ulangan.  Setiap  dua  minggu  selama  dua bulan, pupuk majemuk diterapkan pada setiap tanaman.
Pembuatan  sistem  otomasi  menggunakan metode desain teknik untuk pengembangan rumah kaca pintar.  Metode  engineering  design,  seperti  yang
didefinisikan oleh (Nafila, A., Prijatna, D., Herwanto, T., & Handarto, 2018), adalah rangkaian kegiatan yang meliputi perencanaan, perancangan, pembangunan, dan implementasi  proses  yang  bila  diterapkan  akan menghasilkan  proses  atau  produk  baru.  Alat  otomasi yang diatur dan difokuskan pada setiap tahapan proses akan dihasilkan dari pendekatan ini.
Gambar 1. Tahapan Penelitian
Bagan  tersebut  menunjukkan  bahwa  proses penelitian  dimulai  dengan  sebuah  masalah.  Bagian pokok masalah terdiri dari dua hal yaitu latar belakang masalah  dan  rumusan  masalah.  Pada  tahap  ini  para analis  mengenali  permasalahan  yang  dialami  di lapangan,  misalnya  faktor  cuaca  yang  tidak  menentu mempengaruhi jalannya kegiatan sehingga diperlukan lompatan  ke  depan  yang  baru  dalam  kerangka  kerja pedesaan dengan menggunakan inovasi.
Peneliti  kemudian  memunculkan  teori-teori yang terkait dengan masalah ini. Tujuan mereka adalah memperjelas  masalah  dan  mencari  cara  lain  untuk menyelesaikannya.  Tahapan  ini  adalah  solusi mengidentifikasi  kebutuhan  sebelum  melakukan perancangan alat. Adapun komponen-komponen yang dibutuhkan adalah Arduino Uno yang berfungsi untuk mengontrol  sensor  suhu  dan  kelembaban  udara (DHT22) dan sensor intensitas cahaya (GUVA-S12SD) berfungsi untuk mengakuisisi data kondisi iklim mikro dalam greenhouse , serta sensor kelembaban tanah (Soil Moisture) .Setelah  diperoleh  alternatif  solusi,  maka langkah  selanjutnya,  peneliti  harus  merumuskan dugaan-dugaan  yang  nanti  akan  ditunjukkan  dengan data atau diuji dengan data. Dugaan itu disebut dengan hipotesis  (Firdhausi,  A.  R.,  Budiyanto,  A.,  & Nurcahyani, 2018).
Setelah itu dilanjutkan ke proses desain sistem yang  mana  proses  desain  terbagi  menjadi  dua  bagian yakni  desain  mekanisme  dan  desain  sistem. Perancangan  sistem  dan  pengujian  adalah  tahapan untuk melakukan desain prototipe berbasis Internet of Things (IoT) yang dikontrol oleh mikrokontroler. Awal dari  tahapan  ini  adalah  dengan  melakukan  proses
perencanaan  sistem  secara  keseluruhan.  Peneliti sekaligus  menentukan  populasi  dan  mengembangkan instrumen  penelitian  setelah  berhasil  merumuskan hipotesis.  Peneliti  kemudian  menguji  kualitas instrumen  secara  bersama-sama  dengan  mengambil sampel menggunakan metode sampling tertentu.
Peneliti mengumpulkan data sampel, menganalisis  data,  dan  menarik  kesimpulan  dan rekomendasi  setelah  mendapatkan  instrumen  dan sampel  yang  berkualitas  tinggi.  Tujuannya  adalah untuk  membuat  desain Smart  Greenhouse dengan Mikrokontroler  Arduino  Uno  yang  dapat  membantu proses penanaman dan penyiraman..

## HASIL DAN PEMBAHASAN Perancangan Rangkaian Elektronik (Hardware)
Perancangan  perangkat  keras  diawali  dengan merancang  diagram  blok  terlebih  dahulu  kemudian diikuti dengan desain rangkaian elektronik menggunakan fritzing .  Adapun  diagram  blok  dari perancangan prototype  smart greenhouse berbasis internet of things (IoT) dengan Mikrokontroler Arduino Uno sebagai berikut:
Gambar 2. Blok Diagram
Keterangan:
a. Blok Tegangan/Power Supply Blok  tegangan/ power  supply berfungsi  sebagai media penyuplai tegangan kepada setiap blok yakni blok masukan, blok proses serta blok keluaran.
b. Blok Masukan (Input Block) Pada  perancangan  blok  masukan  seperti  pada gambar 3 terdapat beberapa sensor serta komponen yang akan bekerja sesuai fungsinya masing-masing. Berikut  komponen-komponen  yang  terdapat  pada blok masukan.
1. Sensor suhu dan kelembaban udara (DHT22) Sensor ini mengukur suhu dan kelembaban udara di dalam rumah kaca.
2. Sensor kelembaban tanah (soil moisture)
Fungsi  sensor  kelembaban  tanah  adalah  untuk mengukur kadar air tanah tanaman.
3. Sensor intensitas sinar UV(GUVA-S12SD) Sensor  GUVA-S12SD  sebagai  detektor sinar UV pada greenhouse
c. Blok Proses (Process Block) Terdapat dua jenis mikrokontroler pada perancangan blok proses yakni.
1. Arduino Uno
Arduino  Uno  berfungsi  untuk  membaca  data  dari setiap  sensor  kemudian  mengirim  data-data tersebut  ke  server  melalui  internet  dengan bantuan ESP8266.
2. ESP8266 ESP866  adalah  modul  wifi  yang  dapat terhubung  langsung  ke  internet  (wifi)  dengan bertindak  sebagai  mikrokontroler  tambahan, seperti Arduino.Blok Keluaran (Output Block) Pada  gambar  3  terdapat  perancangan  blok keluaran  berupa  hasil  yang  diperolah  dari proses.  Berikut  komponen  pada  blok ouput/keluaran.
3. Blynk Blynk  berfungsi  untuk  mengendalikan  module arduino dan module sejenisnya melalui internet. Aplikasi  ini  dapat  digunakan  untuk  membantu menjaga tanaman dalam kondisi yang baik dan stabil  dengan  memantau  dan  mengontrol kondisinya.
Berikut merupakan desain rangkaian elektronik menggunakan fritzing.
Gambar 3. Desain Rangkaian Elektronik
Tabel 1. Keterangan Pin Rangkaian Elektronik
Warna Kabel Pin Merah VCC (Tegangan) Kuning dan Hijau Data Hitam Ground (Kutub Negatif)
Vol. 7 No. 1 (April 2023) ISSN: 2620-4339 (media online)
Coklat TX Ungu RX Biru SDA Orange SCL Tabel 2. Keterangan Komponen dan Pin Rangkaian Sensor/Komponen Pin Arduino DHT22 VCC GND D7(Arduino) GUVA-S12SD VCC
GND A0 (Arduino) Soil Moisture VCC
GND
A1(Arduino) Relay
VCC GND
D8 (Arduino) ESP8266
VCC GND TX RX LCD VCC GND SDA SCL
Perancangan rangkaian elektronik pada alat ini dirancang  dengan  menggunakan  aplikasi fritzing . Gambar  4  merupakan  skema  untuk  menggabungkan beberapa set komponen perangkat keras menjadi satu sirkuit  komprehensif.  Arduino  Uno  merupakan komponen  utama  untuk  mengendalikan  sistem  dan sensor,  seperti  yang  digambarkan  pada  Gambar  4. ESP8266 akan menerima input dari Arduino kemudian memproses  data  yang  diterima  dari  Arduino  untuk dikirim ke server (Blynk) dengan menggunakan media wireless .

## Cara Kerja Smart Green House
Mulai menginisialisasi sensor Soil moisture dan sensor DHT22, yaitu:
1. Mengscanning sensor kelembaban tanah, misalkan tanah  dalam  keadaan  kering  jika,  (tidak)  maka kembali  untuk  mengscanning  kelembaban  tanah. jika  kering  (Ya)  maka  proses  akan  berlanjut  atau relay akan hidup, perintahkan  ke pompa air untuk nyala setelah nyala maka pompa air otomatis akan nyala  dan  melakukan  penyiraman,  dan  ketika
kondisi tanah sudah basah maka Ya dan relay akan mati sehingga proses penyiraman juga selesai jika, tidak maka kembali untuk menyalakan pompa air.
2. Mengscanning suhu dan kelembaban udara, proses berlanjut ketika suhu dan kelembaban  udara panas (Ya) maka relay akan hidup dan perintah pompa air juga  untuk  nyalakan misting  colling  system jika,
(tidak) maka akan kembali ke proses mengscanning suhu  dan  kelembaban  udara  ketika,  sudah  normal maka relay akan mati dan proses akan selesai.
Gambar 4. Flowchart sistem kerja Smart Greenhouse menggunakan arduino

## Pengujian
Pengujian  Monitoring  Suhu  dan  Kelembapan  Pada Smart Greenhouse
Di  Smart  Greenhouse,  pemantauan  parameter faktor  lingkungan  diuji  secara  real  time.  Tujuan  dari pengujian  ini  adalah  untuk  membandingkan  hasil monitoring smartphone dengan hasil pembacaan sensor. Pada pagi, siang, sore, dan malam, pengujian dilakukan selama  beberapa  jam.  Pengambilan  sampel  dilakukan dengan  selang  waktu  30  menit.  Penundaan  30  menit dipilih untuk memudahkan melihat saat nilai parameter berubah. Terlampir adalah data pemantauan parameter. Gambar  6  sampai  8  menggambarkan  perbandingan hasil  parameter  monitoring  dengan  kondisi  plant. Gambar  8  menunjukkan  contoh  penampakan monitoring pada smartphone Android.
Vol. 7 No. 1 (April 2023)
Gambar 5. Hasil Pengujian Suhu
Gambar 6. Hasil Pengujian Kelembaban
Gambar 7. Contoh Monitoring ang Ditampilkan pada Smartphone
Ponsel  Android  digunakan  sebagai  pengontrol aktuator  jarak  jauh  dan  monitoring,  dan  aplikasi pengaturan terhubung ke wi-fi ESP8266 di rumah kaca. Aplikasi  dapat  berfungsi  dengan  baik  dengan  fungsi masing-masing. Pesan kesalahan akan ditampilkan jika koneksi  nirkabel  terputus,  mengharuskan  Anda  untuk memeriksa  koneksi  sekali  lagi.  Gambar  8  merupakan hasil  dari  aplikasi  yang  telah  dibuat  untuk mengendalikan dan juga memonitor tanaman pakcoy.

## Pengujian Kinerja Alat
Untuk  mengetahui  bagaimana  penggunaan Smart Greenhouse untuk mendapatkan hasil maksimal dari pertumbuhan tanaman pakcoy dilakukan pengujian kinerja  alat.  Pengujian  ini  diakhiri  dengan  menaksir tingkat tanaman Sawi. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengukur tinggi tanaman Sawi.
Tabel 3. Perbandingan Rata-rata Tinggi Tanaman
No Minggu ke Rata-rata Tinggi Pakcoy Selisih Penanaman dengan alat kendali Penanaman tanpa alat kendali 1 1 6,57 5,15 1,42 2 2 11,21 9,38 1,83 3 3 13,31 12,89 0,42 4 4 15,06 14,19 0,87 5 5 16,74 15,30 1,46 6 6 17,23 16,47 0,76 7 7 18,41 16,81 1,60
Gambar 8. Ketinggian Tanaman Sawi Pakcoy di
Smart Greenhouse
Gambar 9. Ketinggian Tanaman Sawi Pakcoy di Luar
Smart Greenhouse
Nilai rata-rata mingguan pertumbuhan tanaman sawi untuk masing-masing sampel digambarkan pada Gambar 8 dan 9. Selisih antara dua perbandingan rata- rata  tinggi  tanaman  diperoleh  saat  penanaman  tanpa alat  kontrol  dibandingkan  dengan  penanaman  dengan alat kontrol. Nilai rata-rata tinggi tanaman per minggu yang  ditanam  di  Smart  Greenhouse  sampel  A tergambar  pada  Gambar  8,  sedangkan  nilai  rata-rata tinggi tanaman per minggu yang ditanam di luar Smart Greenhouse tergambar pada sampel B pada gambar 9.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  proses  penelitian  dapat  ditarik kesimpulan  bahwa  penggunaan  rumah  kaca  dalam budidaya  tanaman  merupakan  metode  penyediaan lingkungan  yang  mendekati  kondisi  ideal  bagi pertumbuhan  tanaman.  Ini  memudahkan  petani  untuk bekerja  dari  rumah  karena  rumah  kaca  dikendalikan oleh komputer.

## DAFTAR PUSTAKA
Bafdal, N., & Dwiratna, S. (2018). Water harvesting system as an alternative appropriate technology to supply irrigation on red oval cherry tomato production. International Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology , 8 (2), 561–566. Firdhausi, A. R., Budiyanto, A., & Nurcahyani, I.
(2018). Rancang Bangun Smart Greenhouse untuk Budidaya Tanaman Cabai (Capsicum Annum L.) dengan OS Android, 16–22.
Ishadi, I., & Syaputra, H. (2021). Perancangan Sistem Greenhouse Sebagai Budidaya Pakcoy (Brassica Rapa. L) Secara Hidroponik Berbasis IoT. Bina Darma Conference on Computer Science (BDCCS) , Vol. 3 , No , 337–344.
Madakam, S., & Lake, V. (2015). Internet of Things (IoT): A literature review. Journal of Computer and Communications , 3 (5).
Nafila, A., Prijatna, D., Herwanto, T., & Handarto, H.
(2018). Analisis Struktur Dan Fungsional Greenhouse (Studi Kasus Kebun Percobaan Dan Rumah Kaca Fakultas Pertanian, Universitas Padjadjaran). Teknotan: Jurnal Industri Teknologi Pertanian , 36–49. Setiadi, D., & Muhaemin, M. N. A. (2018). Penerapan
Internet of Things (IoT) Pada Sistem Monitoring Irigasi (Smart Irigasi). Infotronik: Jurnal Teknologi Informasi Dan Elektronika , 95–102. Syadza, Q., Permana, A. G., & Ramadan, D. N.
(2018). Pengontrolan Dan Monitoring Prototype Greenhouse Menggunakan Mikrokontroler Dan
Firebase. EProceedings of Applied Science , 4 (1).