## Penyiraman Tanaman Otomatis Menggunakan Sensor pH Tanah dan Sensor Kelembaban
Alvin Mujahid 1* , Misbahul Jannah 2 , Salahuddin 3 , Taufiq 4 1,2,3,4) Department of Electrical Engineering, Universitas Malikussaleh, Aceh, Indonesia e-mail: alvinmujahid@gmail.com 1) , mjannah@unimal.ac.id 2) , salahuddin@unimal.ac.id 3) taufiq.te@unimal.ac.id 4)

## Abstrak
Tanaman  tomat  merupakan  jenis  sayuran  buah  yang  banyak dikonsumsi  oleh  masyarakat  Indonesia  dan  bernilai  ekonomis tinggi  bagi  petani.  Dalam  budidaya  tanaman  tomat  harus diperhatikan  dengan  baik  terutama  pada  pengairan  tanaman. Karena  apabila  tanaman  kekurangan  air  atau  kebanyakan  air maka  tanaman  tomat  akan  mati.  Kelembaban  tanah  yang  ideal untuk  tanaman  tomat  pada  kadar  air  tanah  60-80%  dan  pH yang  stabil  antara  5,5-7  penulis  terinspirasi  untuk  melakukan peneletian  yang  berjudul  “Rancang  Bangun  Penyiraman Tanaman Otomatis Menggunakan Sensor pH Tanah dan Sensor Kelembaban Tanah Untuk Tanaman Tomat Berbasis Internet Of Thing  (IoT)”  yang  bertujuan  untuk  membuat  alat  membantu pengguna untuk memantau tanamannya baik petani, ibu rumah tangga  dan  pengelola  tanaman  dalam  melakukan  pemantauan serta  dalam  penyiraman  tanaman  otomatis.  Penelitian  ini menggunakan NodeMCU  ESP8266  sebagai mikrokontroler  nya, sensor soil moisture sebagai sensor kelembaban tanah, sensor pH Tanah  sebagai  pendeteksi  tingkat  keasaam  pada  tanah,  sensor float  sebagai  pendeteksi  ketersediaan  air  dan  LCD  I 2 C  sebagai penampil  intruksi  pada  alat  ini.  Alat  ini  bekerja  secara  IoT dengan  menggunakan  web  ThingSpeak  sebagai  monitoring tanaman. Hasil penelitian menunjukkan alat ini telah dirancang dan  berhasil  dibangun  dengan  baik.  Dengan  hasil  pengujian konfigurasi  NodeMCU  dan  komponen  lainnya  telah  berjalan dengan  baik sesuai  pada  program.  Hasil  pengujian keseluruhan pada kelembaban rata-rata pada tiga jenis tanah, menggunakan metode manual dan otomatis didapat hasil yang tidak signifikan dengan  rata-rata  nilai  eror  0,024%,  dan  untuk  pH  tanahnya didapat rata-rata nilai eror 0,050%.
Kata  Kunci  —  Penyiraman  otomatis,  monitoring,  sensor kelembaban, sensor pH, IoT, Tomat..

## Abstract
Tomato plant is a type of fruit vegetable that is widely consumed by  the  people  of  Indonesia  and  has  high  economic  value  for farmers.  In  the  cultivation  of  tomato  plants  must  be  considered carefully, especially in watering plants. Because if the plant lacks water or too much water, the tomato plant will die. The ideal soil moisture for tomato plants at 60-80% soil moisture content and a stable  pH  between  5.5-7  the  authors  were  inspired  to  conduct  a research  entitled  “Design  Automatic  Plant  Watering  Using  Soil
pH  Sensors  and  Soil  Moisture  Sensors  for  Internet-Based Tomato Plants of Thing (IoT)” which aims to create a tool to help users  monitor  their  crops,  both  farmers,  housewives  and  plant managers in monitoring and watering plants automatically. This research uses the NodeMCU ESP8266 as the microcontroller, the soil moisture sensor as the soil moisture sensor. Soil pH sensor as a  detector  of  the  level  of  acidity  in  the  soil,  a  float  sensor  as  a detector  of  water  availability  and  an  I2C  LCD  as  a  display  of instructions  on  this  tool.  This  tool  works  IoT  by  using  web ThingSpeak  as  plant  monitoring.  The  results  of  the  research show that this tool has been designed and built successfully. With the  test  results,  the  NodeMCU  configuration  and  other components  have  been  running  well  according  to  the  program. The overall test results on the average moisture in three types of soil, using manual and automatic methods obtained insignificant results with an average error value of 0.024%, and for soil pH an average error value of 0.050% was obtained.
Keywords — Automatic watering, monitoring, humidity sensor, pH sensor, IoT, Tomato

## I. PENDAHULUAN
Tanaman  tomat  merupakan  jenis  sayuran  buah  yang banyak  dikonsumsi  oleh  masyarakat  Indonesia  dan  bernilai ekonomis  tinggi  bagi  petani.  Dalam  budidaya  tanaman  tomat harus  diperhatikan  dengan  baik  terutama  pada  pengairan tanaman.  Karena  apabila  tanaman  kekurangan  air  atau kebanyakan  air  maka  tanaman  tomat  akan  mati.  Kelembaban tanah  yang  ideal  untuk  tanaman  tomat  pada  kadar  air  tanah 60-80%  dan  pH  yang  stabil  antara  5,5-7[1]. Pada  saat  ini, petani  masih  menggunakan  teknik penyiraman  manual  untuk mengontrol  pengairan  tanaman  dengan  melakukan  interval waktu  tertentu.  Proses  ini  terkadang  mengkonsumsi  lebih banyak  air  atau  terkadang  penyiraman  terlambat  dilakukan dan  tanaman  telah  kering.  Kondisi  tenaman  yang  kekurangan air  telah  lebih  dahulu  mengalami  penurunan  sebelum  terlihat secara  visual  bahwa  tanaman  tersebut  telah  kering  dan  layu. Kurangnya  ideal  pH  tanah  dapat  menghambat  tingkat pertumbuhan  dan  bobot  buah  yang  lebih  ringan.  Karena perkembangan  tanaman  bergantung  pada  pH  tanah.  Masalah ini dapat diatasi dengan sebuah mikrokontroler berbasis sistem
penyiraman  otomatis  dimana  penyiraman  berlangsung  hanya saat tanaman membutuhkan air yang intens[2].
Berdasarkan pemaparan masalah diatas penulis terinspirasi untuk melakukan peneletian yang berjudul “Rancang Bangun Penyiraman  Tanaman  Otomatis  Menggunakan  Sensor  pH Tanah dan Sensor Kelembaban Tanah Untuk Tanaman Tomat Berbasis Internet Of Thing (IoT)”.

## II. METODE PENELITIAN

## A. NodeMCU
NodeMcu  merupakan  sebuah opensource platfrom  IoT dan pengembangan kit yang menggunakan bahasa pemograman  Lua  untuk  membantu programmer dalam membuat  prototype  produk  IoT  atau  bisa  dengan  memakai skecth dengan  arduino  IDE.  Pengembangan  kit  ini berdasarkan  modul  ESP8266,  yang  mengintegrasikan  GPIO, PWM  ( Pulse  Widht  Modulation ),  IIC,  1- Wire dan  ADC ( Analog to Digital Converter ) semua dalam satu board.
. Gbr 1. NodeMCU

## B. Sensor pH Tanah
Sensor  pH  adalah  sensor  yang  mendeteksi  tingkat keasaman  atau  kebasaan  suatu  tanah.  Sensor  pH  tanah  ini memiliki range 3,5-8,0. Sensor ini daat langsung disambungkan pada pin  analog  atau pin pada mikrokontroller lainnya. Sensor pH tanah ini memiliki 2 pin  yaitu output dan GND.

## C. Sensor Soil Moisture
Sensor  kelembaban  tanah  mampu  mengukur  kadar  air  di dalam  tanah,  sensor  ini  dimasukan  kedalam  tanah  untuk mengukur  kelembaban  yang  terkandung  dalam  tanah,  sensor kelembaban  tanah  soil  sensor  kapasitif  ini  dibedakan  dari kebanyakan  sensor  resitif  di  pasaran  dan  menggunakan penginderaan kapasitif untuk mendeteksi kelembaban tanah.

## D. Alat dan Bahan Penelitian
Pada  penelitian  kali  membutuhkan  beberapa  jenis  alat maupun bahan, diantaranya:
a. PC atau Laptop
b. NodeMCU
c. Soil meter
d. pH meter
e. Sensor pH Tanah
f. Sensor Soil
g. LCD
h. PowerSupply
i. Pompa pump

## E. Flowchar Penelitian
Adapun  kerangka  konsep  yang  digunakan  pada  penelitian ini  berfungsi  sebagai  panduan  langkah  kerja  dalam menjalakan penelitian. Kerangka konsep yang dimaksud ialah sebagai berikut.

## Gbr 2. Flowchart Penelitian

## F. Blok Diagram Sistem
Pada  pembuatan  rancang  bangun  penyiraman  tanaman otomatis ini memiliki beberapa bagian yang akan dirangkaikan sesuai dengan blok diagram pada gambar 3.
Gbr 3. Blok diagram sistem
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 9, No. 2, Agustus 2023 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318,

## Terakreditasi Sinta 5
Secara sederhana, blok diagram tersebut dapat dimaksudkan  bahwa  sumber  tegangan  DC  dari  Catu  daya, kemudian dari catu daya dapat menghidupkan NodeMCU, lalu mengaliri  ke  sensor  soil  moisture,  sensor  pH  tanah,  sensor Float,  dan  relay  yang  kemudian  hasil  yang  didapat  akan  di tampilkan  pada  user  melalui ThingSpeak dan  LCD.  Sehingga nilai yang didapat oleh sensor dapat dimonitoring.

## G. Pemodelan Sistem
Pembuatan  rancang  bangun  penyiraman  otomatis  ini diawali  dengan  perancangan  yang  digunakan  untuk  membuat skema  pada  software  simulasi.  Hal  ini  digunakan  untuk menanggulangi  adanya  kesalahan  pada  saat  perancangan  alat nantinya.  Software  simulasi  yang  digunakan  ialah  software proteus.  Skema  rangkaian  inverter  dapat  terlihat  seperti  pada Gambar 4.
Gbr 4. Pemodelan sistem penyiraman

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  bab  hasil  dan  pembahasan  akan  dijelaskan  tahap  inti dalam  pengerjaan  tugas  akhir  ini.  Dari  hasil  yang  sudah didapat,  dapat  dijadikan  kreteteria  yang  penting  dalam pengembangan  selanjutnya,  jika  masih  diperlukan  untuk mendapatkan  suatu  penyempurnaan.  Pada  bab  ini  akan dibahas mengenai hasil rancangan, hasil pengujian fungsional, hasil  pengujian  kinerja  berserta  pembahasan  dari  hasil  yang didapat.

## A. Program
Realisasi  program  yang  berhasil  dibuat  pada penelitian ini hanya terdiri dari 2 yaitu program pada Arduino IDE dan Thingspeak .
a. Arduino IDE

## Gbr 5. Tampilan program pada Arduino IDE
Realiasasi yang telah dilakukan pada software Arduino IDE ialah  program  yang  berhasil  diunduh  kedalam  papan mikrokontroler NodeMCU. Pada NodeMCU memiliki pustaka khusus yang terdiri dari LiquidCrystal_I2C.h,Wire.h, ESP8266WiFi.h,  ThingSpeak.h  seperti  yang  terlihat  pada Gambar 5 di bawah ini.

## b, Thingspeak
Realisasi  yang  dilakukan  pada  server  thingspeak  ialah tampilan  pada  layar personal  computer yang  didadalamnya terdapat informasi berupa grafik sensor kelembaban, pH tanah, dan  sensor  float.  Channel  yang  telah  dibuat  memiliki  nama Data  logger  pemantauan  kelembaban  dan  pH  Tanah, dengan author Alvin21  seperti yang diterlihat pada Gambar  6 dibawah ini.
Gbr 6. Tampilan pada server Thingspeak

## B. Pengujian Keseluruhan
Pengujian  keseluruhan  dilakukan  dengan  3  tahap  dari pengujian,  yaitu  hari  pertama,  hari  ketujuh  dan  hari  ke-14. Pada  setiap  tahapan  yang  dilakukan  kurang  lebih  pada  saat jam  06:00,  12:00,  dan  18:00,  seperti  yang  telah  dijelaskan pada  bab  sebelumnya.  Kemudian  peneliti  juga  mencatat  serta mengambil dokumentasi pada saat pengujian berupa foto pada panel  kontorl  dan Thingspeak .  Tampilan  nilai  yang  didapat LCD I 2 C seperti yang terlihat pada Gambar 7, Gambar 8, serta Gambar 9 dibawah ini.
4
Gbr 8. Tampilan kondisi air pada LCD
Gbr 9. Tampilan pada thingspeak
Berdasarkan  Gambar  7,  dan  Gambar  8,  nilai  yang  tampil pada  LCD  I 2 C  dengan  Gambar  9  tampilan Thingspeak memiliki  nilai  yang  sama  serta  waktu  pengambilan  sampel hanya  terlambat.  Dari  gambar  diatas,  maka  data  hasil pengujian keseluruhan pada sensor soil, sensor pH dan sensor float seperti pada Tabel 1. Tabel 2. Dan 3. dibawah ini.
TABEL I
P ENGUJIAN PADA SENSOR SOIL MOISTURE
TABEL III P ENGUJIAN PADA SENSOR P H M ETER TABEL IIIII P ENGUJIAN PADA SENSOR FLOAT
Berdasarkan Tabel 1 s.d. 3 maka dapat disimpulkan bahwa pengujian  secara  keseluruhan  pada  sensor  soil  moisture, sensor pH Tanah dan sensor float dikatakan berhasil dilakukan. Kemudian  setelah  berhasil  dilakukan  maka  dapat  dinyatakan bahwa LCD dan thingspeak memiliki output yang sama
IV. KESIMPULAN (PENUTUP)
Adapun kesimpulan yang bisa ditarik pada penelitian ini sebagai berikut.
a. Alat  penyiram  tanaman  otomatis  menggunakan  sensor pH  tanah  dan  sensor  kelembaban  tanah  berhasil dirancang. hasil pengujian sensor soil moisture didapat nilai  eror  rata-rata  0,024%  dan  sensor  pH  tanah  nilar error rata-rata 0,050%.
b. Sensor  pH  tanah  yang  digunakan  untuk  mendektiksi pH pada tanah, sehingga dapat membantu pertumbuhan
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 9, No. 2, Agustus 2023 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318, Terakreditasi Sinta 5
pada  tanaman  tomat  pada  penyiraman  otamatis dibandingkan dengan penyiraman saat manual.
c. Pengujian  keseluruhan  sistem  tidak  terjadi  perbedaan nilai pada panel kontrol dengan server ThingSpeak.
d. Dapat  membantu  manusia  dengan  penyiraman otomatis  sesuai  kebutuhan  pH  dan  kelembaban  yang dibutuhkan  oleh  tanaman  tomat  yang  sesuai  dengan baik .

## R EFERENSI
[1] S. Bachtiar, M. Rijal, and D. Safitri, “Pengaruh komposisi media hidroponik terhadap pertumbuhan tanaman tomat,” Biosel Biol. Sci. Educ. , vol. 6, no. 1,
pp. 52–60, 2017.
[8] U. Prasetio, Panen sayuran hidroponik setiap hari .
AgroMedia, 2015.
[9] K. N. Siva, A. Bagubali, K. V Krishnan, and others, “Smart watering of plants,” in 2019 International Conference on Vision Towards Emerging Trends in Communication and Networking (ViTECoN) , 2019, pp. 1–4.
[10] Nasrullah, E., Trisanto, A., & Utami, L. (2011). “Rancang bangun sistem penyiraman tanaman secara otomatis menggunakan sensor suhu lm35 berbasis mikrokontroler atmega8535.” Electrician: Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro , 5 (3), 182-192.
bangun sistem penyiraman tanaman secara otomatis menggunakan sensor suhu lm35 berbasis mikrokontroler atmega8535,” Electrician , vol. 5, no. 3, pp. 182–192, 2011.
[5] L. D. Susanawati and B. Suharto, “Kebutuhan air tanaman untuk penjadwalan irigasi pada tanaman jeruk Keprok 55 di Desa Selorejo menggunakan Cropwat 8.0,” J. Irig. , vol. 12, no. 2, pp. 109–118, 2018.
[6] J. John, B. Salbu, E. T. Gjessing, and H. E. Bjørnstad, “Effect of pH, humus concentration and molecular weight on conditional stability constants of cadmium,”
Water Res. , vol. 22, no. 11, pp. 1381–1388, 1988.
[7] R. G.  Borguini and E. A. da Silva Torres, “Tomatoes and  tomato  products  as  dietary  sources  of antioxidants,” Food Rev. Int. , vol. 25, no. 4, pp. 313– 325,