Terbit online pada laman  : https://ejournal.seminar-id.com/index.php/bees

## BEES: Bulletin of Electrical and Electronics Engineering
ISSN 2722-6522 (Media Online), Vol 1, No 1, July 2020, pp 58-64

## Optimalisasi  Urban  Farming  menggunakan  System  Monitoring  Soil Moisture

## Ahmad Taqwa, Lindawati, Abdurrachman Faiz
Fakultas Teknik Elektro, Program Studi Teknik Telekomunikasi, Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang, Indonesia Email: tommy@polsri.ac.id, lindawati9111@yahoo.com, faizabdurrachman123@gmail.com.

## A RTICLE I NFO A B S T R A K
Article History Received : July 04, 2020 Accepted : July 07, 2020 Published  : July 20, 2020 Kurangnya  lahan  hijau  pada  daerah  perkotaan  membuat  kegiatan  berkebun  sulit dilakukan.  Tingginya  mobilitas  warga  perkotaan  membuat  kegiatan  berkebun berakibat  pada  kurang  terawatnya  tanaman  pada  urban  farming.  Namun,  masalah tersebut  dapat  diatasi  dengan  cara  berkebun  dengan  sistem  urban  farming  yang terkontrol.  Pada  penelitian  ini  dirancang  sistem  pemantauan  yang  dapat  membaca kelembaban tanah pada sistem urban farming. Sistem pemantauan kelembaban tanah dilakukan  dengan  mengimplementasikan  sensor  YL-69  yang  akan  mengetahui tingkat  kelembaban  tanah.  System  Monitoring  Soil  Moisture  ini  akan  terhubung dengan Internet of Things (IoT) yang akan menampilkan data secara real time. Data dari  sensor  kelembaban  tanah  jenis  YL-69  secara  real  time  ditampilkan menggunakan Platform IoT berbasis Web yaitu Thingspeak. Dengan adanya sistem tersebut,  diharapkan masyarakat  perkotaan dapat lebih efisien dan produktif dalam melaksanakan kegiatan berkebun secara urban farming.
Kata Kunci : Urban Farming, Kelembaban Tanah, Sensor YL-69, Internet of Things (IoT), Thingspeak .
C ORRESPONDENCE Email: f aizabdurrachman123@gmail.com

## A B S T R A C T
Lack of green land in urban areas makes gardening difficult. The high mobility of city residents makes gardening on urban agricultural crops. However, these problems can  be  overcome  by  gardening  with  a  controlled  urban  farming  system.  In  this research a monitoring system  is  designed  that  can  read soil  moisture in the  urban farming system. The humidity monitoring system is carried out by implementing the YL-69 sensor  which  will determine  the level  of  soil moisture. This  Soil  Moisture Monitoring  System  will  be  connected  to  the  Internet  of  Things  (IoT)  which  will display data in real time. The output of the YL-69 type humidity sensor in real time is required using the Web-based IoT Platform, Thingspeak. With this system, it is expected  that  the  community  can  be  more  efficient  and  productive  in  conducting gardening activities in urban areas.
Keywords: Urban Farming, Soil Moisture, Sensor YL-69, Internet of Things (IoT), Thingspeak.

## 1. PENDAHULUAN
Seiring meningkatnya kesadaran kaum urban (perkotaan) akan gaya hidup yang lebih sehat, masyarakat urban kini banyak menerapkan gaya hidup urban farming . Urban Farming adalah konsep memindahkan pertanian konvensional ke  pertanian  perkotaan,  yang berbeda  adalah  pada pelaku dan  media  tanamnya.  Urban  farming merupakan  konsep menyulap lahan perkotaan yang terbatas seperti tempat tinggal (balkon, atap, atau lahan pekarangan), pinggir jalan, bahkan tepi sungai menjadi tempat berkebun yang produktif [1]. Pertanian konvensional lebih berorientasi pada hasil produksi, sedangkan urban farming lebih pada karakter pelakunya yakni masyarakat urban [2]. Pada system  monitoring  soil  moisture  sensor ,  sensor  yang digunakan adalah  sensor  kelembaban  tanah  jenis YL-69. Sensor kelembaban tanah jenis YL-69 merupakan sensor kelembaban yang mendeteksi kelembaban tanah [3]. Kelembaban tanah merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan dari tanaman[4].  Sensor Jenis YL-69 ini memiliki beberapa kelebihan diantaranya harganya yang murah, pembacaan sensor yang stabil dan presisi [5]. Sensor kelembaban tanah menggunakan lempengan tembaga Masalah yang muncul bahwa urban farming harus  dilakukan  pemantauan  berkala  mengakibatkan  pengelolaan urban  farming banyak  menyita  waktu  para masyarakat  terkhusus  di  perkotaan  yang  menerapkan urban  farming .  Kelembaban  tanah  harus  sesuai  dengan kebutuhan tanaman yang dikelola. Dalam hal ini, para masyarakat urban harus dapat mengelola urban farming dengan baik sehingga masalah tersebut dapat dihindari. Disini penulis menggunakan board Arduino karena banyak digunakan
karena  memiliki  banyak  kelebihan,  selain  mudah  dipelajari,  juga  open-source,  dan  produknya  cukup  murah dibandingkan yang lain [6]. Dengan adanya Internet of Things (IoT), masyarakat perkotaan dapat mengelola urban farming dengan  lebih  terkendali  dan  optimal.  Dalam  penelitian  ini,  akan  dilakukan  kalibrasi  untuk  mengetahui karakteristik dari kelembaban tanah pada tanaman urban farming sehingga sistem ini dapat digunakan seara efisien dan produktif .

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Kerangka Penelitian
Keseluruhan Tahapan pada kerangka penelitian dijelaskan dengan gambar berikut:

## Gambar 1. Tahapan Penelitian
Dapat dilihat pada gambar diatas, bahwa keseluruhan tahapan penelitian dimulai dari tahapan sebagai berikut: 1. Studi Jurnal atau literatur
Pada Tahapan ini penulis mempelajari dan membaca arsip jurnal, literatur pustaka yang relevan dengan masalah yang akan di bahas. Studi literatur dilakukan dengan menelusuri sumber-sumber penelitian sebelumnya, baik dari buku,  jurnal  terakreditasi,  maupun  internet.  Pada  tahap  ini  diketahui  masalah  pada  urban  farming,  mulai  dari pemeliharaan yang menghabiskan banyak biaya, pelaku urban farming yang umumnya adalah masyarakat kota mempunyai  aktivitas  yang  padat.  Maka  dari  itu,  dengan  studi  literatur  dapat  dilakukan  pembaharuan  untuk penelitian selanjutnya.
2. Perancangan Perangkat Keras
Pada tahapan ini, penulis akan mulai membangun rancangan yang sesuai dengan kebutuhan alat. Pada sistem ini digunakan mikrokontroler ATmega32 sebagai kontroler/pusat pengolahan data, karena mikrokontroler ini cukup andal dan efektif sebagai pusat kendali, memiliki memori yang cukup besar sehingga dapat menampung memori program dengan cukup baik [7]. Perangkat keras ( hardware ) seperti sensor yang digunakan, mikrokontroler dan komponen penunjang lainnya dapat dilihat pada diagram blok sebagai berikut.

## Monitoring Soil Moisture

## 3. Perancangan Perangkat Lunak
Pada tahapan ini, penulis akan membangun perangkat lunak ( software ) yang akan digunakan untuk mengirimkan data ke platform IoT Thingspeak. 4. Integrasi Hardware dan Software
Pada tahapan ini, penulis menghubungkan kedua elemen dari sistem yaitu hardware dan software sehingga dapat bekerja sama secara harmonis dan terintegrasi.
5. Pengujian Sistem Alat
Pada tahapan ini, penulis menguji alat yang sudah terintegrasi dan lengkap untuk menguji fungsi dari alat yang telah selesai dibangun. Parameter yang akan diujikan berupa ketinggian air dan kelembaban tanah.
6. Analisa
Pada tahap ini, penulis melakukan analisa atau mengkaji alat yang telah selesai dibuat dan diuji.
7. Kesimpulan
Pada tahap ini, penulis merangkum tentang semua aspek yang ada pada penelitian dan menyimpulkannya secara singkat dan jelas.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Hasil Perancangan Perangkat
Hasil perancangan System Monitoring Soil Moisture ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu hasil rancangan perangkat keras (hardware) dan hasil rancangan perangkat lunak (software) .

## 3.1.1 Hasil Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Perancangan hardware  System  Monitoring  Soil  Moisture yang  telah  berhasil  dibuat  berdasarkan  rancangan  alat. System Monitoring Soil Moisture ini dikendalikan untuk membantu warga perkotaan pelaku dari urban farming . Hasil perancangan perangkat keras ( Hardware ) dapat dilihat pada gambar sebagai berikut.
Gambar 3. Tampak Depan Hasil Perangkat Keras
Gambar 5. Tampak Kiri Hasil perangkat Keras
Gambar 6. Tampak Belakang Hasil Perangkat Keras
Pada  gambar    3,  4  ,5  ,dan  6  menunjukkan  tampak  depan  ,kanan,  kiri  dan  belakang  dari System  Monitoring  Soil Moisture secara  utuh.  Selain  komponen  seperti  sensor  kelembaban  tanah  jenis  YL-69.  Pada  gambar  tersebut  juga terdapat wadah tanaman, reset button, serta LCD 16X2 untuk menampilkan output sensor kelembaban tanah. Pada gambar terlihat box hitam sebagai wadah penutup rangkaian yang terdiri dari komponen seperti Arduino Uno, modul SIM 800L, serta Jumper .

## 3.1.2 Hasil Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Perancangan  perangkat  lunak  ( software )  telah  berhasil  dibuat  sesuai  dengan  perancangan  awal. Software yang digunakan  disini  adalah  Thingspeak.  Thingspeak  adalah  salah  satu platform IoT  berbasis Web. Tampilan  pada Platform Thingspeak menampilkan output dari sensor kelembaban tanah YL-69. Output dari sensor diteruskan dari hardware ke software menggunakan Modul Sim 800L. Berikut tampilan dari hasil perancangan perangkat lunak yang menggunakan Thingspeak.

## 3.2 Pengujian
Pengujian ini dilakukan di pekarangan rumah penulis dengan tujuan untuk mengetahui kinerja dari Sistem monitoring Soil  Moisture .  Mulai  dari  pengujian  kinerja  mikrokontroler  yaitu  Arduino  Uno,  Sensor  kelembaban  tanah  dan kemampuan  modul  Sim  800L  untuk  mengirimkan  data  berupa output sensor  ke Platform IoT  Thingspeak.  Untuk mengetahui hasil pengujian, parameter yang akan diujikan yaitu kelembaban tanah yang dibaca oleh sensor.
3.2.1 Pengujian Sensor Kelembaban tanah
Tabel 1. Pengujian Sensor Kelembaban tanah No Nilai Keluaran Sensor Status Tanah 1. 1020 Kering 2. 1018 Kering 3. 1015 Kering 4. 614 Lembab 5. 645 Lembab 6. 664 Lembab 7. 672 Lembab 8. 358 Basah 9. 315 Basah 10. 315
Basah
Gambar 8. Grafik Output dari Sensor Kelembaban Tanah pada Thingspeak
Gambar 9. Kondisi pada Saat tanah kering
Gambar 11. Kondisi pada Saat Tanah Basah
Berdasarkan data pada tabel 1 dan gambar 8, 9,10, dan 11 dapat diketahui bahwa nilai keluaran sensor kelembaban tanah menurun secara drastis setelah dilakukan penyiraman, terlihat pada data ke-3 dan ke-4. Pada data ke-7 dan ke- 8  grafik  kelembaban  tanah kembali  turun  drastis  dikarenakan air  yang  sudah  mulai  menyebar  kesegala  sisi  wadah tanaman. Data status kelembaban tanah diambil berdasarkan karakteristik nilai dari sensor kelembaban tanah YL-69. Pada saat pengujian,  Sensor Kelembaban tanah YL-69 dapat berintegrasi dengan sistem lainnya dengan baik. Hal ini dibuktikan dari kerja sistem yang dapat berfungsi dengan baik sesuai keadaan yang ditentukan [8].

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dan Pembahasan yang telah diuraikan, maka dapat disimpulkan bahwa sensor  kelembaban  tanah  jenis  YL-69  terdiri  dari  2 probe yang  membaca  kelembaban  tanah  berdasarkan  nilai resistansi tanah. Semakin dalam probe yang dimasukkan ke tanah atau air, maka akan semakin sensitif pembacaan dari  sensor  kelembaban  tanah  YL-69.  Hasil  rancang  bangun system monitoring  soil  moisture ini  sangat  cocok diimplementasikan pada jenis-jenis tanaman urban farming seperti sayuran dan buah-buahan dalam pengujian adalah tanaman  cabai  karena  dapat  menyesuaikan  kelembaban  tanah  mulai  dari  basah,  lembab,  dan  kering.  Dari  hasil pengujian yang telah dilakukan, sistem soil moisture pada urban farming berjalan dengan baik, mulai dari pembacaan sensor lalu ke mikrokontroler dan ditransmisikan ke Platform IoT yang berbasis web yaitu Thingspeak. Kondisi tanah yang basah mempunyai range batas bawah 200-550, kondisi lembab mempunyai range 551-879, dan kondisi kering memiliki  range  output  880  sampai  dengan  1023.  Pada  saat melakukan  pengujian  kelembaban  tanah,  sifat air  yang menekan ke segala arah menyebabkan Terdapat penurunan nilai kelembaban tanah yang terjadi setelah penyiraman tanaman secara drastis pada data ke-7 dan ke-8.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Puji  syukur  penulis  ucapkan  senantiasa    memanjatkan    kehadirat    Allah    Swt.  Atas  nikmat  Iman,  Kesehatan  dan sehingga  dapat    menyelesaikan  penulisan  paper  ini.   Penulis  juga menyampaikan   rasa  terimakasih  yang  sebesar- besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, MT dan Ibu Hj. Lindawati S.T., M.T.I. selaku Dosen Pembimbing yang disela-sela rutinitas dan kesibukannya namun tetap dapat meluangkan waktunya  untuk  dapat  memberikan masukan, saran hingga selesainya penulisan paper ini.

## REFERENCES
[1]   7  Fakta  tentang  Urban  Farming,  sudah  tahu  belum?.  [Diakses  pada  02  Juli  2020  pukul  20.15  WIB]. https://www.idntimes.com/life/diy/rivandi-pranandita-putra/fakta-urban-farming-c1c2/6
[2] Mengenal  Urban  Farming,  Konsep  Pertanian  Kota  untuk  Masa  Depan.  [Diakses  pada  1  Juli  2020  pukul  15.17  WIB]. https://www.dekoruma.com/artikel/82123/urban-farming-konsep-pertanian-kota
[3] Lutfiyana, Noor Hudallah, 2017. Rancang Bangun Alat Ukur Suhu Tanah, Kelembaban Tanah, Resistansi.  [Diakses pada 25 Mei 2020 pukul 13.28 WIB]. https://journal.unnes.ac.id/nju/index.php/jte/article/view/11087.
[4] Putri Asriya, Meqorry Yusfi, 2016. Rancang Bangun Sistem Monitoring Kelembaban Tanah Menggunakan Wireless Sensor
Berbasis Arduino Uno [Diakses pada 1 Juli 2020 pukul 20.33 WIB].
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:G3AWZUSw1ywJ:jfu.fmipa.unand.ac.id/index.php/jfu/article/vie w/234+&cd=1&hl=en&ct=clnk&gl=id.
[5] Dina  Rahmawati,  Fera  Herawati,  2017. Karakterisasi  Sensor Kelembaban  Tanah  (YL-69)  Untuk  Otomatisasi  Penyiraman Tanaman Berbasis Arduino Uno. [Diakses pada 1 Juli 2020 pukul 21.20 WIB].
Ahmad  Taqwa,  Lindawati,  Abdurrachman  Faiz ,  Optimalisasi Urban  Farming Menggunakan System Monitoring Soil Moisture
portal.fmipa.itb.ac.id/skf2017/kfz/files/skf_2017_dina_rahmawati_1d61f8b552d2b0fd063f7e088c27a532.pdf+&cd=2&hl= en&ct=clnk&gl=id
[6] Junaidi, Yuliyan Dwi Prabowo. 2018. Project Sistem Kendali Elektronik Berbasis Arduino. [Diakses pada 12 Juni 2020 Pukul 21.12 WIB]. http://repository.lppm.unila.ac.id/7492/1/Buku%20Mikrokontroler.pdf.
[7] Abdullah, Mastura, 2018. Sistem Pemberian Nutrisi Dan Penyiraman Tanaman Otomatis Berdasarkan Real Time Clock Dan Tingkat  Kelembaban  Tanah  Berbasis  Mikrokontroler  ATMega328.  [Diakses  pada  02  Juli  2020  pukul  10.24  WIB] http://jurnal.uinsu.ac.id/index.php/fisitek/article/download/4030/pdf.
[8] Wulantika Sintia, Dedi Hamdani, 2018. Rancang Bangun Sistem Monitoring Kelembaban Tanah dan Suhu Udara Berbasis GSM SIM 900A dan Arduino Uno. [Diakses pada 13 Juni 2020 pukul 21.31 WIB].https://ejournal.unib.ac.id/index.php/kumparan_fisika/article/download/6231/2984