## Sistem Monitoring Aliran Air Dan Penyiraman Otomatis Pada Rumah Kaca Berbasis IOT Dengan Esp8266 Dan Blynk
Dani Sasmoko 1 Rena Horman 2
1,2 Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer Semarang e-mail: dani@stekom.ac.id 1

## Abstract
Recently, the Greenhouse farming systems, which the process of watering becomes very important. The process of watering used a hose that drained water from the pump. However, the pump does not reach the point of watering. Automatically it occurs when the land is dry. Therefore, an automatic watering and flow monitoring system has been developed. This system used Arduino and Esp8266 as a communication with the Blynk server which can be monitored by Android. The result of the study presents that the process of monitoring  and  watering  was  successfully  carried  out  and  can  be  performed  on  android. The  process  of watering is triggered by soil moisture and monitored by the use of a soil moisture sensor. Thus, the water flow is monitored with a water flow sensor.
Keywords : IoT, Arduino, Esp8266, Blynk, Farming

## Abstrak
Pertanian  berbasis  Rumah  Kaca,  pada  dasarnya sistem  penyiraman adalah  komponen  penting.  Proses penyiraman menggunakan selang dari pompa air, seringkali air tidak sampai pada titik penyiraman. Selain itu, proses penyiraman yang belum otomatis juga terjadi ketika tanah dalam kondisi kering. Oleh karena itu sistem  penyiraman  otomatis  dan  monitoring  aliran  air terus  dikembangkan.  Pada  intinya, sistem  ini menggunakan  arduino  dan  esp8266  sebagai  sarana  komunikasi  ke  server  blynk  yang  dapat  dipantau melalui  android. Hasil  penelitian  ini  menujukkan  bahwa proses monitoring  dan  penyiraman telah sukses dilakukan  dan  dapat  tampil  pada layar  android. Proses  penyiraman  dipicu  oleh  kelembaban  tanah  yang dimonitor dengan penggunaan sensor soil moisture. Selain itu, aliran air dipantau dengan sensor water flow.
Kata kunci : IoT, Arduino, Esp8266, Blynk, Pertanian

## 1. Pendahuluan
Pertanian  merupakan  salah  satu produk  utama  di  Indonesia.  Sehingga, Indonesia  dikenal sebagai negara  Agraris  yaitu negara  yang  memiliki  komoditi  pertanian . Sebagai sebuah perusahaan  pertanian, PT  Tunas  Argo  Persada, yang  berdomisili  di  Demak merupakan perusahaan  yang  bergerak  di  bidang  perbenihan  di  Indonesia.  SIstem  pertanian  melalui pembangunan  rumah  kaca  dipercaya mampu menghasilkan  benih-benih  yang  bermutu dan berkualitas baik. Secara konsep. metode penyiraman dengan menyambungkan selang air yang terhubung  dengan  pompa  air telah  dilakukan  dan  terbagi  ke  semua  titik  penyiraman.  Namun, permasalahan muncul apabila luasnya area pertanian (R) sehingga penyiraman sulit dipantau. Permasalahan itu terjadi ketika selang air mengalami kebocoran baik pada selang ataupun di persambungan selang sehingga air tidak mengalir sempurna. Imbasnya adalah tanaman benih tidak  mendapat  nutrisi  sempurna  karena  proses  penyiraman  terganggu.  Petugas pertanian
e-ISSN  2549-3701
memantau proses  penyiraman dengan  menggunakan  pandangan  mata.  Tentu  hal  ini  sangat terbatas sebab pandangan mata memiliki tingkat ketelitian yang kurang.
Selain proses  aliran  air,  permasalahan lainnya adalah proses penentuan jadwal waktu yang  cocok  untuk  menyiram  tanaman,  menurut  Munir,  Bajwa  dan  Chema  (2019),  waktu penyiraman ditentukan oleh beberapa kondisi antara lain kelembapan tanah, kelembapan udara, intensitas cahaya, dah temperature udara di suatu area. Pada lokasi penelitian, proses kendali temperature  udara  dan  dan  kelembapan  udara  sudah  menggunakan  sistem  otomasi  dan kontroling, tetapi untuk mengetahui kelembapan tanah masih menggunakan sistem pengamatan sehingga proses penyiraman tanah hanya berdasarkan waktu, yakni setiap pagi dan sore bukan berdasarkan nilai kelembapan tanah. Hal ini menyebabkan benih menjadi sangat sesitif terhadap kadar air di dalam tanah.
Berdasarkan  masalah  tersebut, proses  monitoring  dan  penyiraman  otomatis  dapat menggunakan  mikrokontroler otomatis.  Menurut    Utama,  Mulyanto,  Fauzi  dan  Putri  (2018), penggunaan  arduino  untuk  menggerakan  perangkat  secara  otomatis  dapat  dilakukan.  Mereka sebelumnya telah melakukan penelitian dengan menggerakkan atap. Menurut Prayitno (2017), proses  penyiraman  dan  monitoring pada  bidang industri  pertanian  bisa  dilakuan.  Beliau melakukan  penelitian  dengan memonitor  keadaan  pada  hidroponik  dengan  menggunakan android dengan framework blynk. Proses pengiriman data dari sensor ke server dapat dilakukan dengan menggunakan modul ESP8266 seperti halnya penelitian yang dilakukan oleh Sasmoko untuk memantau kondisi infus di rumah sakit (Sasmoko & Wicaksono, 2017).
Berdasarkan hal  tersebut, sistem  monitoring  penyiraman  bibit  tanaman  dengan memonitor keadaan aliran air  yang  mengalir dapat dilakukan.  Selain, memonitor keadaan penyiraman tentu diperlukan pemantauan kelembapan tanah. Pemantauan ini  perlu  dijalankan untuk memicu waktu yang tepat untuk dilakukan proses penyiraman air sehingga proses tersebut mampu  dijalankan  secara otomatis.  Keadaan pada Rumah  Kaca akan dipantau dengan menggunakan  android melalui teknologi  IoT  dengan  framework  blynk (Bohora,  Maharjan,  & Shrestha,  2016).  Proses  pengiriman  data  dari Rumah  Kaca ke  android dilakukan  dengan menggunakan modul ESP 8266 yang akan mengirim data ke server blynk sehingga android dapat menarik data tersebut (Media & Rif, 2019).

## 2. Tinjauan Pustaka

## 2.1. Internet Of Things ( IoT)
Adalah  suatu sistem yang  mampu  memonitor perangkat  keras  dan  menggerakkan  perangkat tersebut dari  jarak  jauh dengan menggunakan  teknologi komunikasi  internet.  Hal  ini  akan memudahkan pengguna memperoleh informasi dari manapun dan mampu memantau dari jarak jauh (J.  Doshi,  Patel,  &  Bharti,  2019). Menurut  Dhosi,  masa  sekarang  merupakan era  internet yang  memudahkan  kita menggunakan  platform  perangkat  keras  seperti resberry  pi,  arduino, orange pi dan perangkat lainnya yang terhubung ke Cloud seperti AWS (Amazon Web Service), Blynk, FireBase, Canned  an cloud lainnya. Hasilnya, terjadi komunikasi secara langsung  yang menghasilkan perangkat menjadi pintar dan mampu mengambil keputusan tanpa campur tangan dari manusia (H. S. Doshi, Shah, & Shaikh, 2017).
e-ISSN  2549-3701
Menurut  Daigaven (2017), Water  Flow  Sensor mampu  menghitung  debit  air  yang  mengalir dengan menggunakan motor. Sehingga, ketika air masuk, air akan menggerakkan motor dengan memutar motor yang nantinya akan dikonversikan ke dalam liter air. Gerakan motor akan selalu berubah seiring besarnya volume air yang mengalir menggerakan motor. Sensor ini terdiri dari rotor air, katup plastik, sensor hall efek.

## 2.3. Kelembapan Tanah ( Soil Moisture ) Sensor
Merupakan sensor  yang  mengukur  kadar  air  di  dalam  tanah.  Singh  dan  Saikia  (2017) mengatakan bahwa sensor ini menggunakan kapasitasi untuk mengukur permitivitas di sekitar tanah. Permitivitas  dialektrik  adalah  fungsi  dari  kandungan  air sehingga  ketika  sensor menciptakan  tegangan  sebanding dengan  permitivitas  dialektrik.  Secara  langsung,  pada  saat tanah dalam kondisi basah maka tegangan akan turun dan ketika kondisi kering tegangan akan meningkat.

## 2.4. ESP8266 modul
Adalah modul wifi yang dapat diintegrasikan ke dalam arduino sehingga mampu mengirim data melalui sensor dan diolah melalui arduino dan dikomunikasikan ke server. Menurut Mehta (2015), modul  ini  adalah  modul  yang  sangat  baik  untuk  digunakan  dalam  teknologi Internet  Of  Things (IoT) karena  selain harganya  yang  rendah,  kebutuhan  dayanya relatif sangat  kecil.  Modul  ini terdiri dari 2 pin GPIO, UART untuk berkomunikasi, CPU 32 bit dan antena yang sudah ditanam dalam PCB (Bohora et al., 2016).

## 3. Metodologi Penelitian
Penelitian ini merupakan jenis penelitian R & D atau Research and Development . Menurut Borg and  Gall,  penelitian  jenis  R&D memiliki  beberapa  tahapan  antara  lain  adalah  sebagai  berikut (Aka, 2019):
a. Pengumpulan Informasi,
Tahap  ini  dilakukan  oleh PT. Tunas  Argo  Persada  dengan  cara  wawancara  dan pengamatan langsung  terhadap  proses  penyiraman. Selain  itu  dilakukan  studi literature terhadap topik yang relevan dengan penelitian. b. Merumuskan Pokok Permasalahan.
Pada  tahap  ini  informasi  yang  diperoleh  pada  tahap  sebelumnya,  akan dianalisa  dan dirumuskan sehingga dapat ditentukan metode dan cara yang sesuai untuk memecah kan masalah yang terjadi.
c. Perencanaan
Pada tahap ini informasi masalah sudah didapatkan dan dilakukan perancangan jenis alat yang  akan  digunakan  untuk  memecahkan  masalah.  Dalam  hal  ini,  alat  yang  digunakan adalah esp8266, water  flow  sensor, dan soil  moisture serta  arduino.  Sedangkan  alat Framework  Cloud  Blynk digunakan sebagai  sarana  memonitor kondisi lapangan melalui android. Selain perancangan hardware, perancangan alur dari sistem menggunakan flow cart dan UML juga dijalankan . d. Pengujian Awal
Tahap ini dilakukan oleh pakar, tahap ini dilakukan evaluasi terhadap perencanaan tentang flow cart, UML dan skematik hardware yang akan dibuat.
e. Revisi
e-ISSN  2549-3701
Revisi  dilakukan terhadap hasil  pengujian oleh  pakar.  Tahap  ini  dilakukan  perbaikan kesalahan yang telah dikoreksi oleh pakar sehingga diperoleh hasil yang lebih baik.
f. Pembuatan Produk
Pada  tahap  ini  dilakukan  pembuatan  alat  dan  software  yang  sesuai berdasarkan hasil revisi  perencanaan  oleh  pakar. Pada  proses  pengembangan area  Rumah  Kaca digunakan Protoype berskala 1:30
g. Pengujian di lapangan
Tahap  ini  dilakukan  pengujian  dalam  beberapa  kondisi  tanah  dan  aliran  air,  apakah kondisi di lapangan sesuai dengan kondisi yang tampil di android.
h. Pengambilan Kesimpulan
Untuk  mengetahui  sejauhmana  produk berhasil  atau tidak. Tahap  ini  akan  dievaluasi apakah produk berhasi atau tidak.

## 4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Bahan
Penelitian  ini  menggunakan  beberapa  peralatan  alat  dan  bahan  seperti; Arduino  Uno, Soil Moisture Sensor , Water Flow Sensor, Kabel Male dan Female ESP 8266-01, Relay, dan Pompa Air.

## 4.1 Skematik Hardware
Gambar 1. Rangkaian Sistem Pemantau Aliran Air pada Rumah Kaca
Pada gambar 1, tampak rangkaian perangkat keras yang akan digunakan dalam penelitian ini. Sensor water flow ini akan berfungsi sebagai pendeteksi apakah ada aliran air dari pompa atau tidak, sedangkan soil moisture dipakai untuk memantau kondisi tanah, apakah mengandung air atau kering. Sedangkan, esp 8266 dipakai untuk mengirim nilai yang diperoleh oleh sensor water flow dan soil moisture ke server Blynk.
4.2 Flow Cart Sistem Pemantau Aliran Air Pada Rumah Kaca
e-ISSN  2549-3701
Gambar 2 . Flow Chart Sistem Pemantau Aliran Air pada Rumah Kaca.
Menurut  Gambar  2, flow  chart  sistem menunjukkan  saat alat pertama kali  dinyalakan,  arduino akan melakukan inisiasi perangkat yang terhubung dan sistem diatur untuk pertama kali. Sensor Soil Moisture atau kelembapan tanah akan mendeteksi kondisi tanah pada rumah kaca. Apabila tanah dalam kondisi kelembapan lebih dari 60% maka pompa air tidak menyala, informasi data ini  akan dikirim oleh esp 8266 ke server Blynk untuk ditampilkan pada aplikasi android. Ketika Sensor  Soil  Moisture mendeteksi  kelembapan  kurang  dari  60%, pompa  air akan  menyala sehingga proses penyiraman terjadi. Selama proses penyiraman aliran air yang mengalir ke titik penyiraman akan dipantau oleh sensor water flow dimana ketika ada aliran atau motor sensor berputar data akan dikirim ke server Blynk melalui esp 8266 berbunyi “ada aliran air”, dan ketika motor sensor water flow tidak berputar atau lemah data yang dikirim berbunyi “tidak ada aliran air”, data ini nanti akan ditampilkan ke dalam aplikasi android.

## 4.3 Pengujian Sistem Kondisi Tanah Lembab
e-ISSN  2549-3701
Gambar 3. Tampilan Pada Android Ketika Kondisi Kelembapan Lebih 60%
Pada  gambar  3. terlihat  tampilan  android  angka  62  yang  bermakna  bahwa kelembaban  tanah nya  lebih  dari  60, sehingga  tertulis  kondisi  “lahan  lembab”  yang  artinya  tanah  dalam  keadaan basah. Sehingga, pompa tidak akan menyala maka akan tertulis kondisi “pompa air mati”, pada kondisi pompa mati dan air tidak mengalir maka akan tertulis kondisi “tidak ada aliran air“. Tidak terjadinya proses penyiraman maka informasi yang dihasilkan adalah “tidak ada penyiraman.

## 4.4 Pengujian Sistem Pada Kondisi Tanah Kering dan Ada Aliran Air
Pada tampilan android ketika kondisi lahan Rumah Kaca pada kondisi kering terlihat seperti pada gambar  4.  Karena  kondisi kelembapan  tanah kering  maka  akan memicu  notifikasi  yang  akan dikirim seperti pada gambar sebelah kanan. Ketika notifikasi dibuka maka akan tampil gambar yang menunjukkan kondisi kelembaban tanah pada angka 17. Ketika kondisi kelembaban kering atau dibawah 60 maka status “Lahan Kering“ akan muncul dan akan mengakibatkan pompa untuk menyiram  menyala.  Ketika  pompa  menyala  untuk  menyiram, akan  keluar  status  “pompa  air hidup”.  Pada  saat  pompa  menyala  ini sensor  water  flow berputar  sehingga  akan  menyalakan status  “ada  aliran  air”  apabila  air  mengalir  lancar  ke  titik penyiraman  akan  muncul  status “Penyiraman Lancar”.
e-ISSN  2549-3701
Gambar 4 Tampilan Android pada Kondisi Tanah Kering dan Ada Aliran Air.

## 4.5 Pengujian Sistem Pada Kondisi Kering dan Tidak Ada Aliran Air
Pada  gambar  5,  tampak tampilan  android  ketika  kondisi  lahan  kering  dan  tidak  ada aliran  air, sebelah kanan adalah tampilan notifikasi di android. Ketika kondisi kering, pada kondisi ini akan tampil data seperti  di sebelah kiri  dimana  nilai kadar  air sebesar  32  yang artinya pada kondisi “Lahan Kering”. Lahan Kering ini akan memicu pompa menyala sehingga status “pompa air hidup” akan tampil. Ketika pompa air menyala akan tetapi sensor water flow tidak berputar maka akan tampil kondisi “tidak ada aliran air” dan akan memicu status “pipa bocor”.
e-ISSN  2549-3701
Gambar 5. Tampilan Android Pada Kondisi Lahan Kering Dan Tidak Ada Aliran Air.

## 4.6 Tabel pengujian sensor dari berbagai kondisi
Tabel 1 menunjukkan hasil pengujian dengan berbagai kondisi penyiraman.
Tabel 1. Pengujian Sistem Dengan Berbagai Kondisi
No Kelembaban Notifikasi Penyiraman Kesimpulan Pompa Air Aliran 1. 62% Tidak ada Mati Tidak Ada Pipa Bocor 2. 17% Ada Hidup Ada Penyiraman Lancar 3. 32% Ada Hidup Tidak Ada Pipa Bocor 4. 66% Tidak ada Mati Tidak Ada Tidak ada penyiraman 5. 78% Tidak ada Mati Tidak Ada Pipa Bocor 6. 55% Ada Hidup Tidak Ada Pipa Bocor 7. 33% Ada Hidup Ada Penyiraman Lancar 8. 50% Ada Hidup Ada Penyiraman Lancar 9. 64% Tidak ada Mati Tidak Ada Tidak Ada Penyiraman 10. 70% Tidak ada Mati Tidak Ada Tidak ada Penyiraman
Pada table 1 terlihat berbagai kondisi yang dialami oleh sistem dan hasil yang diperoleh dalam 10x  uji  coba tampak  pada  tampilan android  sesuai  dengan  kondisi  yang  terjadi  di  lapangan
e-ISSN  2549-3701
sehingga  kondisi  aliran air  menyala  atau  tidak  bisa  diketahui.  Selain  kondisi  aliran  air,  sistem otomasi penyiraman terjadi ketika kadar kelembaban dibawah 60% sehingga menyalakan pompa air seperti yang diharapkan sehingga proses penyiraman otomatis berjalan sempurna.
Penelitian ini serupa dengan yang dilakukan oleh prayitno dimana arduino mengirimkan data  dari  android  ke Blynk yang  membedakan  adalah  sarana  komunikasi.  Penelitian  yang dilakukan  oleh  Prayitno dengan menggunakan Ethernet Shield sedangkan  penelitian  yang dilakukan  penulis  menggunakan  Esp  8266.  Kelebihan pada  penelitian  penulis  adalah penggunaan  teknologi  wireless  yang  bisa  meletakkan  perangkat  secara  mudah  dan  tidak tergantung  penggunaan  kabel (Prayitno,  2017).  Selain  itu, penelitian  yang  berbasis  Iot dapat dilakukan  untuk monitor keranjang  bayi.  Teknologi  yang  digunakan  adalah teknologi  wireless namun memiliki perbedaan pada perangkat wirelessnya. Perangkat yang digunakan sebelumnya adalah dengan menggunakan Wemos (Sasmoko & Bachtiar, 2018). Pada bidang pertanian, IoT masih banyak menggunakan sensor Dht 11 dan hanya mengukur kadar cahaya (J. Doshi et al., 2019).

## 5. Penutup

## 5.1. Kesimpulan
Proses  monitoring  kondisi  aliran  air  pada  rumah  kaca  dengan  menggunakan  arduino  dan  Esp 8266 dapat dilakukan. Proses otomasi penyiraman berjalan lancar dan proses penyiraman terjadi ketika kelembapan kurang dari 60. Sedangkan proses monitoring kondisi ketika aliran air tidak lancar, status  pompa  menyala  dan  aliran  air  tidak lancar.  Hal  ini  bermakna  bahwa terjadi kebocoran pada pipa. Penelitian sebelumnya banyak menekankan pada monitoring temperature, kelembaban udara dan penyiraman saja, berbeda dengan penelitian ini yang lebih menekankan pada monitoring aliran air pada proses penyiraman.

## 5.2. Saran
Pada penelitian ini masih terbatas menggunakan sensor soil moisture sebagai input. Untuk lebih detail bisa ditambahkan sensor yang lain seperti dht11, sensor tingkat cahaya, dan tingkat kadar air hujan. Pada bidang pertanian seperti hal nya Rumah kaca, selain itu bisa dilakukan banyak mikrokontroler yang terhubung pada sistem bukan menggunakan Blynk yang memiliki batasan dalam menentukan jumlah tampilan.

## REFERENSI
Aka, K. A. (2019). Integration Borg & Gall (1983) and Lee & Owen (2004) models as an alternative model of design-based research of interactive multimedia in elementary school. Journal of Physics: Conference Series , 1318 (1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1318/1/012022 Bohora, B., Maharjan, S., & Shrestha, B. R. (2016). IoT Based Smart Home Using Blynk Framework.
Zerone Scholar , 1 (1), 26–30. Retrieved from http://zerone.pcampus.edu.np/ojs/index.php/scholar/article/view/6
Daigavane, V. V. (2017). Water Quality Monitoring System Based on IOT. Advances in Wireless and Mobile Communications , 10 (5), 1107–1116. https://doi.org/10.12783/dtcse/iece2018/26605 Doshi, H. S., Shah, M. S., & Shaikh, U. S. A. (2017). INTERNET of THINGS ( IoT ): INTEGRATION of
BLYNK for DOMESTIC USABILITY. Vishwakarma Journal of Engineering Research (VJER) , 1 (4),
149–157.
Doshi, J., Patel, T., & Bharti, S. (2019). Smart Farming using IoT, a solution for optimally monitoring farming conditions. The 3rd International Workshop on Recent Advances on Internet of Things: Technology and Application Approaches(IoT-T&A 2019) Application Approaches(IoT-T&A 2019) November , 160 , 746–751. https://doi.org/10.1016/j.procs.2019.11.016 Media, E., & Rif, M. (2019). Internet of Things ( IoT ): BLYNK Framework for Smart Home. 3rd UNJ
e-ISSN  2549-3701
International Conference on Technical and Vocational Education and Training 2018 Volume 2019 Corresponding , 2019 , 579–586. https://doi.org/10.18502/kss.v3i12.4128 Mehta, M. (2015). ESP8266 : A Breakthrough in Wireless Sensor Networks and Internet of Things.
International Journal of Electronics and Communication Engineering & Technology , 6 (8), 7–11.
Retrieved from www.iaeme.com/IJECET/index.asp
Munir, M. S., Bajwa, I. S., & Cheema, S. M. (2019). An intelligent and secure smart watering system using fuzzy logic and blockchain. Computers and Electrical Engineering , 77 , 109–119.
https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2019.05.006
Prayitno, W. A. (2017). Sistem Monitoring Suhu, Kelembaban, dan Pengendali Penyiraman Tanaman
Hidroponik menggunakan Blynk Android. Circulation Research , 1 (4), 292–297. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.112.270033
Sasmoko, D., & Bachtiar, D. (2018). Intelligent Baby Box Based on IoT to Observe Room Temperature and Baby Crying. Lontar Komputer : Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi , 9 (3), 114. https://doi.org/10.24843/lkjiti.2018.v09.i03.p01
Sasmoko, D., & Wicaksono, Y. A. (2017). Implementasi Penerapan Internet of Things ( IoT ) Pada Monitoring Infus Menggunakan Esp 8266 dan Web Untuk Berbagi Data. JURNAL ILMIAH INFORMATIKA , 2 (1). Retrieved from http://ejournal.amiki.ac.id/index.php/JIMI/article/view/36 Singh, P., & Saikia, S. (2017). Arduino-based smart irrigation using water flow sensor, soil moisture sensor, temperature sensor and ESP8266 WiFi module. IEEE Region 10 Humanitarian Technology Conference 2016, R10-HTC 2016 - Proceedings . https://doi.org/10.1109/R10-HTC.2016.7906792 Utama, S., Mulyanto, A., Arif Fauzi, M., & Utami Putri, N. (2018). Implementasi Sensor Light Dependent Resistor (LDR) Dan LM35 Pada Prototipe Atap Otomatis Berbasis Arduino. CIRCUIT: Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Elektro , 2 (2), 83–89. https://doi.org/10.22373/crc.v2i2.3706