## PROTOTIPE PENYIRAM PUPUK CAIR PADA TANAMAN CABAI BERBASIS IOT (INTERNET OF THINGS) MENGGUNAKAN ALGORITMA FUZZY LOGIC

## Zulkipli, Iskandar Sulaini, Desy Rahmayati, Efan
Teknik Informatika, Institut Teknologi Pagar Alam Jl.Masik Siagim No75,Karang Dalo, Kec.DempoTengah, Kota Pagar Alam, Sumatera Selatan, 31521, Indonesia zulkipli.sttp1922@gmail.com

## ABSTRAK
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat prototipe yang menggunakan metode Fuzzy Logic untuk dan  `penyiraman  pupuk  cair    pada  tanaman  cabai  yang  dapat  membantu  dan  mempermudah  petani  dalam melakukan  pemberian  pupuk  secara  berkala  melalui  smartphone.  Selama  ini  penyiraman  pupuk  pada  tanaman cabai   masih secara manual menggunakan alat semprot manual untuk melakukan penyiraman  sehingga petani mengalami  beberapa  kesulitan  ataupun  keluhan  dalam  melakukan  pemberian  pupuk  cair.  Untuk  mengatasinya dibutuhkan  sebuah  prototype  yang  dirancang  menggunakan  model  pengembangan  sistem  Rapid  Aplication Development  (RAD)  dengan  tahapan  Requirements  Planning,  RAD  Workshop  Design,  dan  Implementation. untuk    memperoleh  data  dalam  penelitian  ini  peneliti  melakukan teknik  pengumpulan  data  diantaranya: obserfasi,wawancara dan stadi pustaka, Tahap pengujian menggunakan Expert Review.Hasil dari algoritma fuzzy logic yaitu didapatkan tingkat kelembapan tanah  dimmana  soil moisture sensor 1-400 RH untuk hasil perhitungan algoritma  Fuzzy  Logic  1,004  RH  untuk  tanah  basah,  dan  untuk  soil  moisture  sensor    400  -  800   dengan  hasil perhitungan    -0,04  RH  untuk  tingkat  tanah  kering.  Perancangan  dari  penelitian  ini  berupa  Prototipe  Penyiram Pupuk Cair Pada Tanaman Cabai Berbasis IoT ( Internet of Thing ) Mengunakan Algoritma Fuzzy Logic.
Kata kunci :  Fuzzy Logic, Rapid Application Development (RAD), Expert Review

## 1. PENDAHULUAN
Kesuburan  tanah  merupakan  salah  satu  hal penting dalam bidang pertanian. Berbagai macam jenis tanah dapat mempengaruhi tumbuh kembang tanaman, [1]  terutama  tanaman  cabai.tanaman  cabai  akan mendapatkan  hasil  panen  yang  maksimal  jika melakukkan penyiraman pupuk cair secara teratur.
Pupuk  cair  dapat  dikatakan  sebagai  salah  satu komponen  yang  cukup  penting  dalam  usaha peningkatan hasil prtanian. Pupuk cair dapat dianggap sebagai  bagian  penting  dalam  upaya  peningkatan produktivitas  pertanian.  Penggunaan  pupuk  kimia dalam jangka  panjang dapat merusak sifat fisik, kimia, dan biologi tanah, sehingga mengurangi kemampuannya  dalam  menahan  air,  unsur  hara,  dan keanekaragaman hayati mikroba[2].
Saat  ini  penyiraman  cabai  khususnya  di  kota Paghar Alam masih dilakukan secara manual  dengan menggunakan  pupuk  cair,  juga  menggunakan  spray gun manual dan  mesin batang.Ada beberapa kendala dalam  penggunaan  batang.Itu  memerlukan  banyak waktu  dan tenaga yang besar. Oleh karena itu, banyak pengembang  yang  mengembangkan  penelitian  untuk membuat proses irigasi ini lebih realistis menggunakan teknologi Internet of Things . Internet Of things (IoT) merupakan sebuah istilah yang merujuk paada pengaksesan perangkat elekronik melalui  internet[3].  Melalui  Internet,  interaksi  antara manusia  dengan  perangkat  atau  perangkat  yang mengakses  perangkat  elektronik    dapat  dilakukan untuk  berbagi  data  atau  berbagi  hak  akses  dengan mempertimbangkan keamanan akses.
Logika  Fuzzy  merupakan  sebuah  sistem  yang didapat  dari  pengembangan  Boolean  klasik  dimana input  dan  output  yang  dihasilkan  memiliki  pilihan keanggotaan yang semakin banyak mulai dari 0 dan 1 [4].  Logika  Fuzzy  ini  digunakan  sebagai  media perhitungan  gunamenentukan  status  keadaan  basah atau kering
Berdasarkan  penjelasan  di  atas  didapatkan kebutuhan petani yakni :
a. Prototipe  pemberian  pupuk  pada  tanaman  cabai berbasis internet  of  things dengan  mengunakan algoritma  fuzzy  logic  untuk  pemberian  pupuk dapat bekerja  sesuai kebutuhan petani.
b. Alat Penyiram    pupuk  cair    ini  dapat menyiramkan  pupuk  cair  dengan  tingkat kelembapan  yang  di  baca  oleh    dengan  soil moisture  sensor.  Dan  dapat  di  kontrol  manual melalui  aplikasi  blink  yang  terhubung  dengan smartphone melalui jaringan Wifi.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Cabai
Cabai adalah tanaman yang biasanya   tumbuh di daerah    beriklim  tropis.  Hampir  semua  jenis  tanah cocok  untuk  menanam  tanaman  cabai  merah keriting.Cabai  merupakan  tanaman  dengan  buah berwarna  merah  cerah  dan  rasa  pedas.Daging buahnya,tidak berair. Bijinya berjumlah banyak serta terletak  di  dalam  ruangan  buah.  Secara  umum  cabai memiliki  banyak  kandungan  gizi  dan  vitamin, diantaranya  kalori,  protein,  lemak,  kabohidrat, kalsium, vitamin A, B1, dan vitamin C [4]

## 2.2. Fuzzy Logic
Logika  fuzzy  merupakan  suatu  sistem  yang didapat  dari  pengembangan    sistem  Boolean  klasik dimana  masukan  dan  keluaran  mempunyai  pilihan keanggotaan yang semakin bertambah antara 0 dan 1. Sistem fuzzy mirip dengan konsep pemikiran manusia yang  diubah  ke  dalam  bentuk  matematis,  sehingga pengaturan  dan  pengendaliannya  dipengaruhi  oleh informasi.dari pengalaman praktis [5]

## 3. METODE PENELITIAN

## 3.1. Metode Pengembangan Sistem
Rapid  Application  Development  merupakan gabungan  dari  bermacam-macam  teknik  terstruktur, dengan teknik prototyping dan teknik pengembangan join  application,  sehingga  menggunakan  pendekatan konstruksi komponen, untuk mempercepat pengembangan sistem/aplikasi[6].
Gambar 1. Rapid application development (rad)
a. Requirement Planning
Pada  tahap  ini  analisis  kebutuhan  dilakukan pencarian informasi,  dengan  wawancara kepada petani.  Oleh  karena  itu,  apa  saja  yang  akan dibutuhkan  untuk  mengetahui  kebutuhan  yang terkait,  dengan  rencana  estimasi  pemberian pupuk secara berbasis IoT dengan menggunakan algoritma regresi linier, sehingga harus melakukan  studi  pendahuluan  dengan  subjek yang ada.
b. Design Workshop
Dalam  sesi  ini  sehabis  melaksanakan  analisis dengan  riset  pendahuluan  yaitu,  pengumpulan bahan  dalam  wawancara  meliputi  sofware  dan Hardware.  Sehingga  harus  sesuai  dengan kebutuhan,  untuk  estimasi  pemberian  pupuk berbasis  IoT  dengan  menggunakan  algoritma regresi linier.
c. Build The System Tahap  ini  adalah  tahap  produk  akan  di  bangun.
Dalam  hal  ini  software  yang  digunakan  dalam pembangunan sistem .
d. Implementation Tahap ini adalah tahap di mana rancangan yang sudah  jadi  dan  siap  untuk  di  lakukan  testing, sehingga bisa melihat apakah ada kesalahan atau tidak,  pada  prototipe  penyiram  pupuk  cair berbasis  IoT  dengan  menggunakan  algoritma Fuzzy Logic

## 3.2. Rumus Fuzzy Logic
Sistem  Fuzzy  mirip  dengan  konsep  berfikir manusia  yang  dirubah  ke  dalam  bentuk  matematis, sehingga pengaturan dan pengendaliannya dipengaruhi oleh informasi dari pengalaman yang ada di dunia nyata [5]
𝜇 𝐾𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔[𝑥] = { 𝑥−400 400 0, 𝑥 ≤ 400 400, ≤ 𝑥 ≤ 800 1, 𝑥 ≥ 800 𝜇 𝐵𝑎𝑠𝑎ℎ[𝑥] = { 800−𝑥 400 0, 𝑥 ≤ 400 400, ≤ 𝑥 ≤ 800 1, 𝑥 ≥ 800 Diketahui:
 X  = nilai yang dibaca sensor
 401-800 =Nilai tertinggi
 1-400=Nilai rendah Sensor
 400 =Nilai (Nilai kering – nilai basah)
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Implementasi Sistem
Pada  peenelitian  ini  akan  di  hasilkan  suatu teknologi  yang  dapat  menbantu  petani  cabai  dalam melakukan  penyiraman  pupuk  cair,berupa  prototipe penyiram  pupuk  cair  berbasis  iot  menggunakan algoritma  fuzzy  logic.  Dengan  menggunkan Soil moisture  sensor yang  dihubungkan  ke  NODEMCU ESP8266  menggunakan  kabel  jumper  yang  panjang agar sensor dapat diletakkan pada pot berisi tanah yang diletakkan  di  bawah  tanaman  cabai.pot  yang  telah  di isi  tanah  kering  ini  bertujuan  agar  petani  dapat mengetahui jumlah pupuk cair yang telah disemprotkan  pada  tanaman  cabai  dari  tingkat kelembapan tanah pada pot tersebut akibat penyemprotan oleh waterpump.
Sensor  soil  yang  di  letakkan pada  pot  disini berfungsi untuk mendeteksi tingkat kelembapan tanah, sehingga setiap kali melakukan peneyemprotan pupuk cair,  maka  sensor  akan  mengirimkan  tingkat kelembapan pada pada tanah yang ada pada pot.
Pengujian  pada  alat  penyiram  pupuk  cair  pada tanaman  cabai  ini  yaitu  melakukan  pengujian  uji validitas pada alat yang dipakai agar bisa mengetahui kinerja  masing-masing  dari  alat  yang  dipakai  apakah alat bekerja dengan baik.

## 4.2. Hasil Rangkaian Soil Moisture Sensor
(1)
(2)
Soil  Moisture  Sensor  berfungsi    untuk mendeteksi  tingkat  kelembapan  tanah    Soil  Moisture Sensor  ini  memiliki  3  kabel  yaitu  VCC,  GND  dan output.Berikut  adalah  rangkaian  dari  Soil  Moisture Sensor.

## 4.3. Hasil Rangkaian Relay
Relay  ini  membutuhkan  tegangan  sebesar  5V, pada rangkaian ini relay dihubungkan ke pin VU pada nodemcu  esp8266  dimana  pin  VU  ini  memiliki tegangan sebesar 5V. Apabila relay tidak dihubungkan ke  pin  VU  pada  nodemcu  maka  relay  tidak  akan berfungsi atau mati, apabila dihubungkan maka relay akan berfungsi. Berikut ini merupakan rangkaian dari relay.

## Gambar 3. Hasil rangkaian relay

## 4.4. Hasil rangkaian NodeMCU ESP8266
Rangkaian  NodeMCU  ESP8266  ini  berfungsi untuk  menghubungkan  alat  ke  Blynk.  NodeMCU ESP8266  juga  tempat  menghubungkan  seluruh komponen  alat  yang  digunakan.  Berikut  adalah gambar dari rangkain NodeMCU ESP8266.
Gambar 4. Hasil rangkaian nodeMCU ESP8266

## 4.5. Hasil Rangkaian Water Pump
Gambar 5. Hasil rangkaian Water Pump Rangkaian  water  pump  ini  berfungsi  untuk menyemprotkan  pupuk  cair,  water  pump  memiliki  2 kabel  yaitu  terminal  positif  pada  relay    dan  rrelay  di hubungkan pada  nodemcu dan  terminal negative pada sumber  daya  tambahan.output  yang  dihubungkan  ke nodemcu.Berikut  adalah  gambar  rangkaian  water pump.

## 4.6. Hasil Rangkaian Keseluruhan Alat
Setelah  melakukan  beberapa  tahapan  seperti perangkaian  elektronika,  pembuatan  mekanik,  serta perangkaian (software), maka menghasilkan prototype penyiram  pupuk  cair  pada  tanaman  cabai  berbasis internet of things (IoT) dengan mengunakan algoritma Fuzzy Logic , terlihat pada gambar dibawah.
Gambar 6. Hasil rangkaian keseluruhan alat
4.7. Hasil Tampilan Dashboard Blynk Tampilan dari dashboard aplikasi blynk menampilkan tingkat suhu pada tanah, tombol  on/off. Berikut  ini  gambar  tampilan  dari    dashboard  pada aplikasi blynk.
Gambar 7. Tampilan dashboard blynk

## 4.8. Hasil pengujian
Hasil pengujian uji fungsional untuk mengetahui kinerja  dari  masing-masing  atau  komponen  dari  alat prototype  estimasi  pemberian  pupuk  .  Sebelum melakukan  pengujian  peneliti  melakukan  speedtsest terhadap  jaringan,  dibawah  ini  merupakan  speedtest yang dilakukan oleh peneliti:
Tabel 1. Hasil pengujian jaringan Jaringan Download Upload IM3 6,72 Mbps 1,94 Mbps Telkomsel 34,7 Mbps 12,9 Mbps
Berdasarkan  hasil  pengujian  speedtest  pada beberapa  jaringan  diatas  maka  dalam  penelitian  ini peneliti  menggunakan  jaringan  Telkomsel  untuk melakukan  pengujian  dari  hasil  penelitian  yang  telah diselesaikan,  karena  jaringan  Telkomsel  ditempat melakukan pengujian sangat kuat.

## 4.9. Hasil fungsionalitas
Hasil  pengujian fuzzy logicMenentukan fariabel dan  domain.Variable  yang  digunakan soil  moisture sensor adalah sebagain berikut:
Tabel 2. Variable pengujian Tingkat kelembapan tanah Nilai basah 1-400 kering 400-800
1) Fuzzyfikasi
Fuzzy set soil moisture sensor, seperti gambar berikut:
Gambar 8. Fuzzyfikasi  soil moisture sensor
Fungsi keanggotaan soil moisture sensor adalah sebagai berikit:
Diketahui:  Nilai tertinggi sensor 800(kering)
 Nilai Rendah Sensor 1-400(basah)  Nilai 400 (Nilai kering – nilai basah)
 X    =nilai yang dibaca sensor
Mencari  nilai  tingkat  kelembapan  apabila tingkat sensor  380 𝝁 𝐾𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔[384] = { 384  − 400 400 = −16 400 = −0,04 𝑅𝐻 𝝁 𝐵𝑎𝑠𝑎ℎ[384] = { 800−384 400 = 416 400 = 1,004 RH
4.10. Hasil P engujian relay Pengujian relay bertujuan  untuk  menguji kelayakan relay dan  performanya sehingga  sesuai dengan apa yang diharapkan, pemasangan kabel untuk pompa  dihubungkan  ke  pin Normaly  Open  (NO) di relay agar  posisi  awal  pompa  terbuka  atau  arus  dari lsitrik terputus.
Tabel 3. Hasil pengujian relay
No  Relay Kondisi Relay Keterangan Hasil Pengujian 1 Relay 1
OFF
Relay 1 memutus aliran listrik ke pompa air Berhasil ON Relay 1 menghubungkan aliran listrik kepompa air Berhasil

## 4.11. Hasil Pengujian NodeMCU
Pengujian  nodemcu  dilakukan  untuk  menguji kelayakan  nodemcu  dan  performanya  agar  dapat bekerja  sesuai dengan apa yang diharapkan.
Tabel 4. Hasil pengujian nodemcu
No  NodeMcu Kondisi NodeMcu Keterangan Hasil Pengujian 1 NodeMcu
OFF
Nodemcu tidak terhubung ke smartphone dan aplikasi
blynk Berhasil ON Nodemcu terhubung ke smartphone dan aplikasi blynk Berhasil

## 4.12. Pengujian Pompa Air
Pengujian pompa air dilakukan untuk menguji performa  dari  kelayakan  pompa  air  sehingga  sesuai dengan apa yang diharapkan.
(4) (3)
Tabel 5. Pengujian pompa air No Pompa Air Kondisi Pompa Air Keterangan Hasil Pengujian 1 Pompa Air OFF Pompa air tidak mengeluarkan air Berhasil ON Pompa air mengeluarkan air Berhasil

## 4.13. Implementasi Pengujian  pada aplikasi blink
Pengujian  yang  dilakukan  ini  bertujuan  untuk mengetahui  respon  dari  aplikasi  blynk  dengan  alat prototype penyiram  tanaman  serta  untuk  melihat selisih  waktu  respon  alat  dengan  aplikasi  blynk. Dibawah  ini  merupakan  tabel  pengujian  respon aplikasi blynk
Tabel 6. Hasil pengujian pada aplikasi blynk No Waktu Mengirim Data Waktu Menerima Data Selisih Waktu (Detik) 1 21:05:00 21:05:02 2 2 21:05:20 21:05:22 2 21:05:35 21:05:36 1 21:05:49 21:05:51 2 21:06:10 21:06:12 2 21:06:23 21:06:24 1 21:06:38 21:06:39 1 21:07:03 21:07:05 2 21:07:15 21:07:17 2 21:07:28 21:07:31 3 Rata-rata 1,8
Dari  pengujian  yang  telah  dilakukan  diatas diketahui bahwa respon aplikasi blynk pada alat paling cepat antara mengirim data dan menerima data yaitu 1 detik sedangkan paling lama yaitu 3 detikdan rata-rata yang didapatkan yaitu 1,8 detik. Waktu respon antara aplikasi  blynk  dengan  alat  tidak  sama,  karena  waktu respon  aplikasi  blynk  pada  alat  dipengaruhi  jaringan wi-fi  yang  tersambung  pada  alat  yang  dapat mengakibatkan  cepat  dan  lamanya  proses  respon tersebut.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  pengujian  bahwa prototype  smart  monitoring  berbasis  iot  kelembapan ada  beberapa  kesimpulan  sebagai  berikut:  Prototipe penyiram  pupuk  cair  berbasis  iot  ( internet  of  things )
untuk  menyiramkan  pupuk  cair  pada  tanamaan  cabai agar  dapat  bekerja  sesuai  dengan  yang  diharapkan. Sistem  penyiram  pupuk  cair  ini  dibangun  dengan merangkai komponen-komponen alat yang diperlukan, seperti:  NodeMCU  ESP8266,  sensor  kelembaban tanah,  Alat  penyiram  tanaman  ini  dapat  melakukan menyiraman pada  tanaman saat kondisi tanah antara 400 RH - 800 RH. Dan alat akan berhenti menyiram tanaman  pada  kondisi  tanah  dengan  kelembaban  1- 400 RH. Pengujian yang dilakukan pada alat ini adalah pengujian  tingkat  kelembapan,  pengujian  relay  dan pengujian  dashboard  blynk  yang  memperoleh  hasil sesuai dengan  yangdiharapkan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  M.  Arifin,  N.  D.  Putri,  A.  Sandrawati,  dan  R. Harryanto,  “Pengaruh  Posisi  Lereng  terhadap Sifat Fisika dan Kimia Tanah pada Inceptisols di Jatinangor,” SoilREns , vol. 16, no. 2, hal. 37–44, 2019, doi: 10.24198/soilrens.v16i2.20858.
[2]  M. Rijal, A. Bin Syarif, C. Pary, R. Rosmawati, S. Imkari, dan H. Mutmainnah, “Aplikasi Pupuk Organik  Pupuk  Cair  Dari  Libah  Tahu  Berbantu Em-4  Terhadap  Pertumbuhan  Cabai  Merah,” Biosel  Biol.  Sci.  Educ. ,  vol.  9,  no.  2,  hal.  191, 2020, doi: 10.33477/bs.v9i2.1635.
[3]  V.  Rahmadhani  dan  Widya  Arum,  “Literature Review  Internet  of  Think  (Iot):  Sensor, Konektifitas Dan Qr Code,” J. Manaj. Pendidik. Dan Ilmu Sos. , vol. 3, no. 2, hal. 573–582, 2022, doi: 10.38035/jmpis.v3i2.1120.
[4]  R.  Dwi  Pratama, G. Pria Utama, J. C. Chandra, dan  D.  Kusumaningsih,  “Prototipe  Penyiraman Otomatis Air dan Pupuk Menggunakan Arduino Dengan  Metode  Fuzzy  Logic  Berbasis  Website Pada Toko Rezeki Sumber Pot,” SKANIKA Sist. Komput. dan Tek. Inform. , vol. 6, no. 2, hal. 109– 118, 2023.
[5]  Y.  Efendi,  “Internet  Of  Things  (Iot)  Sistem Pengendalian  Lampu  Menggunakan  Raspberry Pi Berbasis Mobile,” J.  Ilm. Ilmu Komput. , vol. 4,  no.  2,  hal.  21–27,  Sep  2018,  doi: 10.35329/jiik.v4i2.41.
[6]  P.  A.  Wulandari,  P.  Rahima,  dan  S.  Hadi, “Rancang Bangun Sistem Penyiraman Otomatis Berbasis Internet of Things Pada Tanaman Hias Sirih Gading,” J. Bumigora Inf. Technol. , vol. 2, no. 2, hal. 77–85, 2020, doi: 10.30812/bite.v2i2.886.