## RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING DAN CONTROLLING PENYIRAMAN TANAMAN KANGKUNG BERBASIS INTERNET OF THINGS
Anes Inda Rabbika 1,* , MH Nugraha 1 , Abd rohman 1 , Widyantoro 1 , Tata Kostaman 1 , Willy Muhamad Fauzi 2 , Asep Mustofa 2 , Tri Jaya Widagdo 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Sekolah Tinggi Teknologi YBS Internasional, Komplek Mayasari Plaza, Jln. Pasar Wetan, Argasari, Kec. Cihideung, Kab. Tasikmalaya, Jawa Barat, 46122
2 Program Studi Teknik Informatika, Sekolah Tinggi Teknologi YBS Internasional, Komplek Mayasari Plaza, Jln. Pasar Wetan, Argasari, Kec. Cihideung, Kab. Tasikmalaya, Jawa Barat, 46122
* E-mail: anesinda348@gmail.com
Diterima: 01-02-2023 Direvisi: 29-05-2023 Disetujui: 01-06-2023

## ABSTRAK
Tingginya  permintaan  pasar  terhadap  tanaman  kangkung  dapat  menjadi  peluang  besar  untuk  meningkatkan ekonomi  masyarakat  daerah.  Pendistribuan  air  pada  tanaman  kangkung  harus  dilakukan  secara  teratur  dan merata sedangkan aktivitas penyiraman tanaman kangkung oleh petani masih dilakukan secara manual  dengan membopong air seberat 20 liter Permasalahannya  selama ini para petani menyirami tanaman kangkung dengan berulang  –  ulang  membopong  air  di  punggungnya.  sehingga  perlu  adanya  sistem controlling dan monitoring untuk mempermudah petani dalam menyirami tamanan kangkung menggunakan sistem internet of things untuk membuka dan menutup  dengan sensor dikirimkan ke database lalu di tampilkan dalam bentuk tabel dan grafik. Hasl menunjukkan controlling dan monitoring penyiraman air berhasil sesuai debit air yang diprogramkan.
Kata kunci: controlling; monitoring; internet of things

## ABSTRACT
The  high  market  demand  for  water  spinach  can  be  a  great  opportunity  to  improve  the  local  community's economy.  The  distribution  of  water  to  the  kale  plants  must  be  done  regularly  and  evenly,  while  the  watering activities of the kale plants by the farmers are still done manually by carrying 20 liters of water. The problem so far  is that the  farmers  water  the  kale plants  by  repeatedly carrying  water  on their backs.  so it is necessary to have a control and monitoring system to make it easier for farmers to water the water spinach plants using an internet of thngs system to open and close with sensors that are sent to the database and then displayed in the form of tables and graphs. The results show that the control and monitoring of water sprinkling was successful according to the programmed water discharge.
Keywords : controlling; monitoring; internet of things

## 1. PENDAHULUAN
Kangkung merupakan hasil pertanian yang populer  dan  sering  dikonsumsi  oleh  orang Indonesia  [1].  Menurut  data  dari  Badan  Pusat
Statistik  (BPS)  [2]  produksi  tanaman  sayuran kangkung  dari  3  tahun  terakhir  ini  terus mengalami kenaikan, Pada tahun 2019
Indonesia  memproduksi  tanaman  sayuran kangkung  sebanyak  295.  556  ton,  kemudian

## SINTEK JURNAL: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
ISSN: 2088-9038, e-ISSN: 2549-9645
Homepage: http://jurnal.umj.ac.id/index.php/sintek
pada tahun 2021 dan tahun 2022 memproduksi sebanyak 312.336 ton dan 341. 196 ton.
Kangkung  banyak  mengandung  vitamin  A serta  bahan-bahan  mineral,  terutama  zat  besi dan  kalsium.  Kedua  jenis  mineral  tersebut merupakan  zat  yang  sangat  diperlukan  untuk pertumbuhan manusia [3].
Hal yang menjadi syarat tanaman kangkung  bisa  tumbuh  diantaranya  meliputi tanah  dan  iklim.  Syarat  utama  tanaman kangkung  yaitu  tanah  yang  subur  dan  cukup air.Waktu yang baik untuk menanam kangkung darat  yaitu  pada  musim  hujan  sementara  itu, untuk  jenis  kangkung  air  waktu  yang  ideal yaitu musim kemarau [4].
Kangkung air ditanam dengan menggunakan  media  tanam  air  sedangkan kangkung  darat  ditanam  dengan  menggunakan media  tanam  tanah.  Kangkung  yang  ditanam dengan  menggunakan  media    tanam  tanah memiliki  penangan  khusus  dalam  proses penanamannya.  Meskipun  kangkung  darat menggunakan media tanah tetap membutuhkan pupuk dan air.
Air  pada  proses  penanaman  kangkung berfungsi sebagai pengisi cairan tubuh tanaman, pelarut, penyerapan, dan mengangkut unsur  hara  (makanan)  dari  dalam  tanah  oleh akar  tanaman  ke  seluruh  organ  tanaman. Pendistribusian  air  harus  dilakukan  dengan secara  merata  dan  teratur  agar  proses pertumbuhan  kankung  dapat  berkembang dengan merata.
Tanaman  kangkung  harus  rutin  disirami maka  dari  permasalahan  di  atas  diciptakan sebuah  sistem  penyiraman  tanaman  otomatis sehingga  dapat  terpantau  dengan  baik.  Proses penyiraman  tidak  lagi  menggunakan  bantuan tenaga manusia dalam penyiramannya sehingga lebih menghemat waktu [5].Membantu  para  petani  dalam  menjalankan tugas mereka di lahan[6].
Internet  of  Things  (IoT)  dapat  didefinisikan kemampuan  berbagai  perangkat  yang  bisa saling  terhubung  dan  saling  bertukar  data melalui  jaringan  internet  [7-10].  Namun  IoT bukan  hanya  terkait  dengan  pengendalian perangkat  melalui  jarak  jauh,  tapi  juga
bagaimana  berbagi  data,  memvirtualisasikan segala hal nyata ke dalam bentuk internet, dan lain-lain  [11,12].  Internet  menjadi  sebuah penghubung  antara  sesama  mesin  secara otomatis.  Selain  itu  juga  adanya  user  yang bertugas  sebagai  pengatur  dan  pengawas bekerjanya  alat  tersebut  secara  langsung. Manfaatnya  menggunakan  teknologi  IoT  yaitu pekerjaan  yang  dilakukan  oleh  manusia menjadi lebih cepat, muda dan efisien [13-15].
Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah  dilakukan  diatas  telah  membuktikan bahwa  pengembangan  penyiraman  tanaman kangkung  membantu  para  petani  menghemat dalam waktu, namun belum adanya implementasi sistem monitoring dan
controlling  berbasis  internet  of  things,  maka hal  ini  akan  menjadi  sebuah novelty pada penelitian  yang  berjudul  “Rancang  Bangun Sistem
Monitoring
dan
Controlling
Penyiraman  Tanaman  Kangkung  Berbasis Internet of Things .”

## 2. METODE PENELITIAN
Tahapan  penelitian  dilakukan  dengan menganalisis  data  lapangan,  melakukan  studi literatur,  perancangan,  simulasi,  implementasi, pengujian dan validasi.
Analisis  lapangan  dilakukan  dengan  cara mengamati langsung bagaimana proses penyiraman  tanaman  yang  selama  ini  sudah berjalan,  sehingga  dapat  diketahui  apa  saja yang  diperlukan  dan  tidak  diperlukan  untuk pengembangan alat yang akan dibangun.
Studi  literatur  dilakukan  dengan  cara mengkaji  penjelasan  dari  berbagai  sumber terkait dengan pembuatan sistem. Perancangan dilakukan  dengan  cara  pengembangan  alat penyiram  tanaman  otomatis  untuk  membantu panen  kangkung  dengan  mengumpulkan  data serta memberi notifikasi terkait data yang telah didapatkan.  Selanjutnya  dlakukan  simulasi aplikasi  yang  digunakan  dengan  alat  penyiram tanaman  otomatis  sebagai  pemberi  notifikasi dari data yang terkumpul.
Gambar 1. Arduino Uno Arduino Uno merupakan
papan mikrokontroler  yang  berbasis  ATmega328, seperti  pada  gambar  1.  Arduino  Uno  memiliki 14  pin  digital  input  dan  output  (terdiri  dari  6 pin  digunakan  output  PWM),  6  pin  input analog,  clock  speed  16  MHz,  koneksi  USB, jack    listrik,  header  ICSP,  dan  tombol  reset. Agar  board  mikrokontroler  memiliki  daya, harus dihubungkan ke komputer menggunakan kabel  Jumper  atau  daya  eksternal  seperti adaptor dan baterai.
Pada  prakteknya  konsep  ini  diaplikasikan dalam  desain-desain  alat  atau  projekprojek yang menggunakan sensor dan microcontroller untuk  menerjemahkan  inputan  analog  ke perangkat  keras  lain  (NodeMCU)  untuk meneruskan  data  ke  dalam  sistem  perangkat lunak  guna  mengontrol  gerakan  alat-alat elektro-mekanik  seperti  lampu  dan  pembacaan sensor-sensor
Water  Flow  sensor  G  ½  adalah  sensor yang  mendeteksi  aliran  air  yang  melewati sensor  tersebut.  Seperti  pada  gambar  2,  sensor ini  terdiri  dari  tubuh  katup  plastik,  rotor  air, dan  sensor  hall-effect.  Ketika  air  mengalir melewati rotor, rotor akan berputar. Kecepatan putaran  ini  akan  tergantung  dengan  kecepatan atau  besarnya  aliran  air  yang  melewati  sensor tersebut
Implementasi  dilakukan  dengan  cara membuat alat sesuai dengan desain pengembangan yang sebelumnya telah dilakukan  dan  melakukan  uji  coba  kelayakan sistem  untuk  mendapatkan  hasil  sesuai  yang diinginkan.
Gambar 2. Sensor Tekanan Air
Sensor  tekanan  air  adalah  jenis  sensor tekanan  yang  biasa  digunakan  dalam  praktek industri.  Sensor  ini  secara  luas  digunakan dalam  berbagai  lingkungan  industri  yang dinamis, pemeliharaan air dan rekayasa tenaga air,  peralatan  konstruksi  transportasi,  sistem kontrol produksi, teknologi aerospace, teknologi  kapal,  pipa  dan  sebagainya.  Sensor tekanan  air  adalah  alat  yang  dapat  mendeteksi informasi yang terukur dan mengubah informasi yang terdeteksi menjadi sinyal listrik atau bentuk lain dari keluaran informasi sesuai dengan  aturan  tertentu,  untuk  memenuhi transmisi informasi, pemrosesan,
penyimpanan, tampilan,
catatan dan persyaratan  kontrol.  Ini  adalah  langkah pertama  untuk  mewujudkan  deteksi  dan kontrol otomatis.
Rangkaian  peralatan  sistem monitoring dan controlling penyiraman tanaman kangkung.dirancang dengan menggunakan perangkat lunak SolidWorks.
Sistem
monitoring  penyiraman  tanaman  kangkung terdiri  dari  2  sensor  yaitu: flow  rate  sensor untuk  mendeteksi  jumlah  alira  debit  air  dan sensor  tekanan  air  untuk  mengukur  kebutuhan tekanan  air  menyirami  seluruh  blok  tanaman kangkung.
Gambar 3. Rancangan Flow Rate
Sistem Controlling dilakukan  dalam menyalakan dan mematikan pompa air melalui smartphone sekaligus  membuka  dan  menutup katup pada pipa.
Gambar 4. Rancangan Pressure Sensor pada Pipa
Pembuatan program mengggunakan
Arduino  IDE,  pemograman  nantinya  diupload pada  mikrokontroler  sehingga  menjalankan program  sesuai  perintah.  Pengujian  dan validasi  sistem  di  lakukan  dengan  metode black box seperti ditunjukkan gambar 5.
KEBUN KANGKUNG PIPA AIR SENSOR DEBIT AIR SENSOR TEKANAN AIR MICROCONTROLLER POMPA AIR MOTOR OPERATED VALVE SERVER SMARTPHONE/PC MOV ada pada pipa Mengirim data debit dan tekanan air Mengirim data sensor Menampilkan data sensor Menyalakan/Mematikan Pompa Mendeteksi debit dan tekanan air Memilih button untuk controlling Mengirim Intruksi Membuka/menutup katup
Gambar 5. Perancangan Instrumen Sistem
Inti  dari  sensor  tekanan  air  biasanya terbuat dari silikon menyebar, prinsip kerjanya adalah  bahwa  tekanan  tekanan  air  langsung diterapkan  ke  diafragma  sensor,  sehingga diafragma  menghasilkan  mikro-perpindahan sebanding dengan tekanan air. Hambatan listrik dari  sensor  berubah,  dan  sirkuit  elektronik digunakan  untuk  mendeteksi  perubahan,  dan output  dari  sinyal  pengukuran  standar  yang sesuai dengan tekanan diubah [7].

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Implementasi  dari  rancangan  yang  telah dibuat  pada  pipa  yaitu  pemasangan  sensor tekanan dan debit air, seperti gambar 6.
Gambar 6. Sensor Tekanan dan Debit Air
Sensor  ini  akan  mendeteksi  aliran  air  dan tekanan  air  yang  melewati  sensor  pada  pipa. Data  tersebut  nantinya  akan  dikirim  melalui jaringan  ke  server.  Sensor  debit  air  tidak  akan berfungsi  apabila  sensor  belum  dialiri  air  atau belum  bekerja  dan  baru  akan  berfungsi  ketika sensor telah di aliri air.
Implementasi mikrokontroler Arduino UNO dan  NodeMCU  dlbuat  sebagai  pelaksana program  atau  intruksi,  serta  mengendalikan sistem  dan  pusat  pengolah  data  digital.  Data dari sensor akan dikirim ke server menggunakan  microcontroller.  Selain  itu, komponen lain yang digunakan yaitu relay dan modul  motor  steper  untuk  membuka  dan menutup  katup  pipa  menggunakan  Motor Operated Valve  (MOV) .
Gambar 7. Mikrokontroler Arduino UNO dan NodeMCU
.
Implementasi MOV
dibuat untuk membuka  dan  menutup  katup  pada  pipa  yang nantinya akan dialiri oleh air. Para petani tidak perlu  lagi  secara  manual  membuka  dan menutup katup di lokasi kebun.
Gambar 8. MOV ( Motor Operated Valve )
Pada  gambar  9  dengan  adanya  MOV  ini maka para petani akan bisa lebih mempersingkat  dan  memperingkas  kegiatan yang biasanya dilakukan.
Gambar 9.  Pemasangan MOV pada Pipa
Dengan  MOV  ini  juga  para  petani  bisa terhindari  bahaya  ergonomi  yang  dapat berisiko  terjadinya  Musculoskeletal  Disorders (MsDs)  yang  berkaitan  dengan  postur  tubuh yang janggal dalam durasi yang lama..
Landing
Page Sistem
Penyiraman
Tanaman  Kangkung  dibuat  sebagai  tampilan halaman  awal  sistem  penyiraman  tanaman, pada gambar 10.
Gambar 10. Landing Page Sistem Penyiraman Pada  halaman  ini  akan  ditampilkan beberapa informasi mengenai tanaman kangkung. Pada menu bar terdapat menu login untuk  nantinya  bisa  masuk  ke  dalam  sistem monitoring dan controlling penyiraman tanaman  kangkung,  seperti  ditunjukkan  pada gambar 11.
Gambar 11. Data Tekanan Air dan Debit Air
Data  yang  dihasilkan  dari  sensor  dikirim ke  database  melalui  jaringan  selanjutnya database  tersebut  akan  ditampilkan  ke  sistem dalam  yang  diolah  dalam  bentuk  tabel  dan grafik  sehingga  dapat  dibaca  oleh  petani dengan  lebih  mudah,  seperti  tunjukkan  pada gambar 12 dan 13.
Gambar 13. Data Pressure
Pada gambar 14, MOV digerakkan menggunakan sistem pada web untuk membuka  (open)  atau  menutup  (closed)  katup pada  posisi  tertentu  sesuai  yang  dikehendaki. Selain  MOV,  pada  sistem  ini  juga  petani  bisa menggunakan sistem pada web untuk menyalakan  dan  mematikan  Pompa  Air  untuk melakukan penyiraman pada tanaman.
Gambar 14. Tombol Kontrol MOV
Setelah  sistem  selesai,  maka  petani  bisa memonitoring dan mengontrol sistem penyiraman  tanaman  kangkung  menggunakan sensor  yang  ada  dan  MOV  yang  terpasang pada pipa.
Tabel 1. Skenario Pengujian
Terakhir  untuk  pengujian  implementasi  sistem dilakukan  dengan  3  skenario  pengujian  yaitu: mendeteksi  debit  air,  mendeteksi  tekanan,  dan menyalakan pompa air. Seperti yang ditunjukkan  pada  tabel  1,  hasil  pengujian  3 skenario tersebut sesuai yang diharapkan.

## 4. KESIMPULAN
Dapat  disimpulkan  setelah  rancangan sistem di implementasikan tujuan penelitian ini tercapai,  salah  satunya  mengontrol  dan memonitoring  penyiraman  tanaman  kangkung menggunakan web sehingga penyiraman tanaman  kangkung  lebih  efektif  dan  efisien. Manfaatnya  para  petani  tidak  menyirami tanaman kangkung secara manual dan penyiraman  tanaman  kangkung  dilakukan terjadwal  dan  merata.  Pengembangan  yang  di perlukan  salah  satunya  tambahkan  fitur-fitur yang lebih canggih di web.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] F. Perdana and H. Hardinsyah, “Analisis Jenis, Jumlah,  Dan  Mutu  Gizi  Konsumsi  Sarapan Anak Indonesia,” J. Gizi Dan Pangan , vol. 8, no. 1, p. 39, Nov. 2013, doi: 10.25182/jgp.2013.8.1.39-46.
[2] Produksi  Tanaman  Sayuran  2021, Badan Pusat Statistik , 2022. https://www.bps.go.id/indicator/55/61/1/produ ksi-tanaman-sayuran.html  (accessed  Nov.  29, 2022).
[3] Haryoto, Kreatif di Seputaran Rumah Bertanam  Kangkung  Raksasa  di  Pekarangan .
Yogyakarta: Kanisius, 20019.
[4] Pracaya, Bertanam  8  Sayuran  Organik . Jakarta: Penebar Swadaya, 2016.
[5] T.  S.  Usman,  A.  T.  Hanuranto,  and  S. Raniprima, “Perancangan Implementasi Website Budidaya Tanaman Kangkung Dengan Sistem Internet Of Things,” p. 8.
[6] N.  Azis,  M.  S.  Hartawan,  and  S.  N.  Amelia, “Rancang  Bangun  Otomatisasi  Penyiraman dan  Monitoring  Tanaman  Kangkung  Berbasis Android,” J.  IKRA-ITH  Inform. ,  vol.  4,  no.  3, 2020.
[7] Sensor Tekanan Air, Silver Instruments , 2022. https://id.silverinstruments.com/water- pressure-sensor.html (accessed Nov. 29, 2022 ).
[8] R.Chhabra,  “IOT  Based  Smart  Irrigation System  Using  Soil  Moisture  Sensor  And
No. Skenario Pengujian Test Case
Hasil Yang
diharapkan Validitas 1. Mendeteksi Debit Air Sensor dipasang pada pipa untuk mendeteksi debit air Sensor mengirimkan data debit air ke sever
melalui mikrokontroller Valid 2. Mendeteksi Tekanan Air
Sensor dipasang pada
pipa untuk mendeteksi tekanan air
Sensor mengirimkan data tekanan air ke sever melalui mikrokontroller Valid 3 Menyalakan Pompa Air Pompa Air dikontrol melalui sistem pada smartphone/laptop untuk menyalakan
pompa Pompa menyala Valid
ESP8266 WI-FI Module,”  International Journal  Of  Advance  Research  In  Computer
Science And Software Engineering Vol. 7, No.
1, pp.528-532, January 2017.
[9] Sanjana  Pandey  B,  “ IOT  Based  Smart Irrigation  System  Using  soil  Moisture  Sensor and ESP8266 ”(Sanjana Pandey, n.d.)
[10] A.  Sharma,  A.  Yadav,  and  S.  Sachdeva,
" Smart Irrigation System Based on Internet of
Things,"  in  Proceedings  of  the  International
Conference
on Communication and Electronics  Systems (ICCES),  Coimbatore, India, 2016.
[11] K. Islam, S. U. Islam, and A. K. Das, " Design and  Implementation  of  IoT-Based  Smart Irrigation  System ,"  in Proceedings  of  the International Conference on Electrical,
Computer  and  Communication  Technologies (ICECCT), Coimbatore, India, 2017.
[12] S.  D.  Kiran,  G.  V.  H.  V.  Prasad,  and  P. Sravani,  " IoT-Based  Smart  Irrigation  System Using  Raspberry  Pi,"  in  Proceedings  of  the International Conference on Electrical,
Electronics, Communication, Computer Technologies  and  Optimization  Techniques (ICEECCOT), Mysuru, India, 2019.
[13] N.  N.  Ali  and  A.  A.  El-Minshawy,  " Smart Irrigation  System  Based  on  IoT  Using
Wireless  Sensor  Networks,"  International Journal  of  Computer  Science  and  Network Security, vol.  19,  no.  7,  pp.  107-114,  July 2019.
[14] R.  Dharavath  and  S.  P.  Singh,  " Smart Irrigation  System  Using  IoT  and  Machine
Learning," in Proceedings of the International Conference  on  Machine  Learning,  Big  Data, Cloud  and  Parallel  Computing (COMITCon), Vijayawada, India, 2020.
[15] A. R. Silva, T. C. Cardoso, R. C. Segundo, and G.  D.  A.  Almeida,  " Smart  Irrigation  System Based  on  IoT  and  Machine  Learning Techniques," in Proceedings of the International  Congress  on  Energy  and Environment  Engineering  and  Management (CIIEM), Belo Horizonte, Brazil, 2021.