## SISTEM KENDALI PENYIRAMAN TABULAMPOT MENGGUNAKAN METODE DRIP BERBASIS IOT DENGAN SUMBER SEL SURYA UNTUK MENINGKATKAN PRODUKTIVITAS PETANI DI KAWASAN WIDURI
Oleh:  Fauzi  Maulana 1 ,  Fadhel  Setiawan 2 ,  Zakki  Fuady 3 ,  Muhammad  Natcha  Al-Farizqi 4 ,  Krisna Surya Pamungkas 5 , Adi Wasono 6 1,2,3,4,5,6 Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. Sudarto,Tembalang, Kec Tembalang, Kota Semarang, Jawa  Tengah Email : fauzi.mtk12@gmail.com

## Abstrak
Kawasan Produksi  Widuri merupakan sebuah kawasan pertanian dengan menggunakan metode tabulampot (tanaman  buah  dalam  pot)  yang  beralamat  di  Desa  Wonokerto,  Kecamatan  Bancak,  Kabupaten  Semarang. Pada  dalam  sistem  penyiramannya  masih  menggunakan  metode  manual.  Namun,  cara  ini  dianggap  kurang efektif, karena membutuhkan waktu dan tenaga. Adanya permasalahan akibat para petani dalam penyiraman tabulampot yang di kawasan produksi widuri. Maka dibutuhkan suatu alat yang dapat membantu meringankan sistem  penyiraman  tabulampot.  Solusi  yang  tepat  ialah  perlu  diterapkannya  sistem  kendali  penyiraman tabulampot menggunakan metode drip berbasis IoT dengan sumber sel surya unutk meningkatkan produktivitas petani  di  kawasan  widuri.  Berdasarkan  data  sumber  sel  surya  penggunaan  selama  1  hari  PV  mampu menghasilkan energi sebesar 986,85 Wh sebagai pengisian baterai dan beban yang terpakai untuk penyiraman metode drip selama 2 jam per hari ialah hanya sebesar 83 Wh. Nilai sensor kelembaban yang digunakan dapat mendeteksi  nilai  kelembaban  dengan  baik,  ketika  nilai  sensor  kelembaban  tanah  kurang  dari  30%  pompa otomatis hidup dan mengalirkan air ke setiap tabulampot yang sudah terpasang dripper dan ketika nilai sensor kelembaban tanah sudah mencapai 90% pompa otomatis mati.

## Kata Kunci : Tabulampot, IoT, sel surya

## Abstract
The Widuri Production Area is an agricultural area using the tabulampot method (fruit plants in pots) located at Wonokerto Village, Bancak District, Semarang Regency. The watering system still uses manual methods. However,  this  method  is  considered  less  effective,  because it  requires  time  and  energy. There  are  problems caused by farmers in watering tabulampot in thistle production areas. So we need a tool that can help ease the tabulampot watering system. The right solution is to implement a tabulampot watering control system using an IoT-based drip method with a solar cell source to increase the productivity of farmers in the Widuri area. Based on solar cell source data used for 1 day, PV is capable of producing 986.85 Wh of energy as battery charging and the load used for drip watering for 2 hours per day is only 83 Wh. The humidity sensor value used can detect the humidity value well, when the soil moisture sensor value is less than 30% the pump automatically turns on and supplies water to each tabulampot that has a dripper installed and when the soil moisture sensor value reaches 90% the pump automatically turns off.
Keywords : Tabulampot, IoT, solar cell

## 1. Pendahuluan
Kawasan  Produksi  Widuri  merupakan sebuah
kawasan pertanian dengan menggunakan  metode  tabulampot  (tanaman buah dalam pot) yang beralamat di Desa
Wonokerto,  Kecamatan  Bancak,  Kabupaten Semarang. Tanam buah dalam pot atau yang biasa  disebut  Tabulampot  merupakan  suatu inovasi  baru  dari  kegiatan  bercocok  tanam. Karena tidak membutuhkan tempat yang
luas,  cukup  tempat  yang  mendapatkan  sinar matahari yang cukup. Tabulampot merupakan  salah  satu  jenis  bercocok  tanam yang paling mudah,karena tidak membutuhkan  banyak  perawatan,  cukup diberikan tulus atau pupuk dan air (Hidayati, 2021).
Pada  metode  penyiraman  ini  masih menggunakan  sistem  manual.  Namun,  cara ini dianggap kurang efektif, karena membutuhkan waktu dan tenaga. para petani juga tidak bisa meninggalkan tanaman dalam kurun waktu yang lama karena tanaman dapat kekurangan  air  yang  menyebabkan  layu, kemudian  kering  dan  mati  (Noviansyah, 2022).  Adanya  permasalahan  akibat  para petani  dalam  penyiraman  tabulampot  di kawasan  produksi  widuri.  Maka  dibutuhkan suatu alat yang dapat membantu meringankan kegiatan penyiraman
tabulampot.  Solusi  yang  tepat  ialah  perlu diterapkannya  sistem  kendali  penyiraman tabulampot  seperti  dengan  menggunakan metode drip berbasis IoT guna meningkatkan produktivitas  petani  di  Kawasan  Produksi Widuri.  Keunikan  dari  sistem  kendali penyiraman tabulampot menggunakan metode  drip  berbasis  IoT  tersebut  dapat digunakan dari jarak jauh tanpa harus datang ke  tempat.  Pemilihan  teknologi  ini  didasari oleh  kebutuhan  dan  permasalahan  yang terjadi  pada  para  petani.  Sistem  penyiraman dengan  kendali  otomatis  dan  penerapan berbasis  IoT  merupakan  inovasi  dimana beberapa perangkat elektronik dapat monitoring dari jarak jauh dengan memanfaatkan  internet  untuk  memperoleh sistem  monitoring  yang  lebih  efisien  dan menghemat waktu.

## 1.1. Tinjauan Pustaka
Berdasarkan penelitian Widiantoro (2020), Universitas Muhammadiyah Surabaya  dengan  judul  “Alat  Penyiram Tanaman Otomatis Berbasis Arduino menggunakan  Internet  of  Things  (IoT)”  ini
memberikan  penjelasan  tentang  sistem kontrol  menggunakan  aplikasi  otomatis. Dalam penelitian ini, terdapat latar belakang penelitian  yakni  kebutuhan  air  yang  cukup sangat penting pada tanaman, sehingga perlu dilakukan monitoring dalam proses penyiraman untuk menjaga agar penyiraman berjalan  optimal.  Ada  beberapa  hal  yang harus diperhatikan dalam melakukan monitoring penyiraman
tanaman,
diantaranya  adalah  kelembaban  tanah  dan suhu  udara.  Memanfaatkan  sistem  kontrol penyiram tanaman yang sudah ada. Perancang  mengembangkan  sistem  kontrol penyiram  tanaman  menggunakan  perangkat android  dengan  memanfaatkan  koneksi internet  untuk  kontrol  dan  monitoring  pada penyiraman tanaman. Sehingga memudahkan  pengguna  untuk  mengontrol dan memonitoring penyiraman tanaman dari jarak jauh.

## 2. Metode Penelitian
Metode  Drip  menurut  Eka,  Fitriyanti (2021) merupakan teknik penyiraman tanaman  yang  menggunakan  saluran  untuk menetesi  media  tanam  sedikit  demi  sedikit secara  konstan,  sehingga  media  tanam  tetap tercukupi kebutuhan airnya tanpa berlebihan dan  persediaan  air  tetap  cukup  untuk beberapa  hari,  tanpa  perlu  disiram  secara berkala  oleh  para  petani.  Metode  ini berfungsi  untuk  mengontrol  air  agar  tidak meyebabkan pemborosan air.

## 2.1 Desain Rangkaian
Perangkat  yang  digunakan  untuk  sistem penyiraman tabulampot terbagi menjadi yaitu sistem  penyiraman  dan  sistem  Sel  Surya sebagai  sumber  energi.  Sistem  penyirman menggunakan  beberpa  komponen  untuk melakukan pengendalian diantaranya : MCB,
Analog extend, ESP8266, Amplifier Elektronik,  PLC  Outsile,  Relay.  Sistem  Sel Surya  menggunakan  beberapa  komponen untuk memberikan supplya daya dari  Sel
Surya  ataupun  PLN  diantranya  :  Terminal Beban Drip, MCB AC, MCB DC,  Terminal Netral,  Terminal  Negatif  (-),  PLC  outseal Mega , Relay DC,  Low  Voltage Disconnect (LVD),  Relay  DC,  Solar  Charge  Controller (SCC),  Terminal  PV,  Baterai  dan  Power Supply  12V.  Desain  rangkaian  sistem penyiraman  ditunjukkan  ditunjukkan  pada Gambar  1  dan  sistem  sel  surya  ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 1. Desain Rangkaian Sistem Penyiraman.
Gambar 2. Desain Rangkaian Sistem sel surya.

## 2.2 Diagram Blok Sistem Penyiraman.
Pada diagram blok sistem kontrol sumber energi  listrik  akan  dialiri  dari  sistem  PLTS menuju  panel  kontrol  melalui  MCB  sebagai pemutus  dan  penghubung  tegangan  listrik. kemudian  pada  sistem  ini  terdapat  pilihan manual  dan  otomatis  yang  dihubungkan melalui selector swtich. Apabila sistem kerja menggunakan  manual  maka  PLC  outseal akan bekerja dengan cara push button ditekan maka  relay  dan  pompa  akan  bekerja
mengaliri  air  pada  penyiraman  tabulampot. Namun  apabila  sistem  ini  bekerja  secara otomatis,  maka  node  mcu  akan  memproses dan  sensor  akan  mengirim  data  nilai  sensor kelembabapan  tanah.  Apabila  nilai  sensor kurang dari 90%, maka pompa akan bekerja dan megaliri air pada penyiraman tabulampot.  Dengan  menampilkan  nilai sensor  melalui  LCD  dan  aplikasi  Mit  App Inventor.
Gambar 3. Diagram Blok Sistem Penyiraman.
2.3 Diagram Blok Sistem PLTS.
Sumber  Sel  Surya  berfungsi  untuk menjadi  suplai  daya  utama  sistem  kendali penyiraman tanaman dengan metode drip dan sprinkle di Kawasan Produksi Widuri. Panel Surya  berfungsi  untuk  mengubah  energi matahari  menjadi  energi  listrik.  Power metering  berfungsi  untuk  menampilkan energi yang dihasilkan panel surya atau PLN. Solar  Charge  Controller  (SCC)  berfungsi untuk  mencegah  pengisian  energi  baterai yang  berlebihan  dengan  membatasi  jumlah dan  laju  pengisian  daya  ke  baterai.  Baterai berfungsi sebagai media untuk penyimpanan listrik  yang  nantinya  dijadikan  untuk  suplai daya ke beban. Beban adalah peralatan listrik yang akan mengonsumsi energi listri. Listrik PLN berfungsi sebagai suplai daya cadangan ketika  suplai  daya  utama  tidak  cukup  untuk menyuplai  beban.  Power  Supply  berfungsi untuk mengubah tegangan AC 220 V menjadi tegangan  DC  12  V.  PLC  outseal  adalah perangkat  elektronik  digital  yang  dapat  di program  untuk  menyimpan  instruksi  dan melakukan  fungsi-fungsi  khusus,  seperti
logika,  pengurutan,  pengaturan  waktu, perhitungan,  dan  operasi  aritmatika  sebagai kendali  sistem.  LVD  berfungsi  untuk memutus  beban  dari  baterai  secara  otomatis pada  saat  tegangan  baterai  sudah  turun mencapai batas pengaturan tegangan rendah dan  kemudian  akan  menyambung  kembali secara  otomatis  jika  baterai  sudah  terisi mencapai  batas  pengaturan  tegangan  atas yang  telah  ditentukan.  Relay  berfungsi sebagai saklar atau pengendali yang digunakan  untuk  mengatur  aliran  listrik dalam suatu rangkaian elektronik.
Gambar 4. Diagram Blok Sistem Sel Surya.

## 2.4 Desain dan Tata Letak.

## Gambar 5. Desain dan Tata Letak
Peletakan kontruksi sel surya pada lahan tersebut didasari oleh faktor cahaya matahari yang  baik  dan  dekat  dengan  output  beban penyiraman.  Luas  wilayah  yang  digunakan untuk  penempatan  sel  surya  dan  metode penyiraman drip sekitar 237 m2 dari seluruh wilayah di  Kawasan Produksi Widuri. Total tanaman yang disirami sebanyak 48 tabulampot yang terdiri  dari 4 baris, dimana tiap  baris  tersebut  terdapat  12  tabulampot yang dipasangi sensor pada salah satunya.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Setelah perancangan dan pembuatan alat sistem  kendali  penyiraman  tabulampot menggunakan  metode  drip  berbasis  IoT dengan sumber sel surya unutk meningkatkan produktivitas  petani  di  kawasan  widuri.  dan dilanjutkan dengan pengujian alat. Pengujian alat  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  apakah alat  sistem  kendali  penyiraman  tabulampot dengan  sumber  sel  surya  tersebut  sudah berjalan sesuai dengan target yang diinginkan.
3.1 Pengujian pengisian baterai dan pengukuran radiasi matahari Sumber  Sel  Surya  dipengaruhi  oleh radiasi  matahari  yang  diterima  permukaan fotovoltaik.  Cuaca  juga  mempengaruhi besarnya radiasi matahari  yang sampai pada fotovoltaik,  hal  ini  dapat  terjadi  karena  jika cahaya  matahari  tertutup  oleh  awan  atau objek lainnya maka nilai radiasi yang terukur akan  berkurang.  Dengan  itu  proyek  kami membangun  Sel  Surya  jauh  disekiar  yang dapat  mempengaruhi  kurangnya  radiasi matahari.  Pengujian  pembangkitan  energi listrik  dilakukan  selama  1  hari,  yaitu  pada Jumat, 4 Agustus 2023. Pada tanggal tersebut musim sudah memasuki musim kemarau.
Pengujian  dilakukan  pada  pukul  06.00 sampai  18.00.  Pemilihan  waktu  tersebut didasari  oleh  pengamatan  awal  dimana matahari mulai tampak dan dapat melakukan pengisian walaupun terdapat beberapa waktu yang  tidak  dapat  menghasilkan  energi.  Data yang  diambil  adalah  radiasi  matahari  yang diterima area fotovoltaik menggunakan Solar Power  Meter.  Tabel  1  merupakan  tabel pengujian  pengisian  energi  listrik  ke  baterai oleh Sel Surya.

## Tabel 1. Pengujian Pengisian Baterai
No . Jam PV in (Volt) Tegangan (Volt) Daya (Watt) Radiasi (W/m 2 ) 1 06.00 28 V 10,1 0 43 2 06.30 39 V 12 20 172,4 3 07.00 39,3 V 12,1 27,8 283,6
Gambar 6. Grafik Debit Air Pada Tabulampot

## 3.3 Pengujian penyiraman sistem otomatis
Pengujian penyiraman otomatis bertujuan untuk mengetahui bahwa sistem penyiraman otomatis  berkerja  sesuai  dengan  tahap perancangan, yang dimana sensor dapat menampilkan nilai kelembapan tanah dan pompa dapat hidup maupun mati berdasarkan nilai  sensor  kelembapan  tanah.  Pengujian penyiraman  otomatis  dilakukan  pada  hari Sabtu, 14 Juli 2023, berikut data dari penyiraman :
Tabel 2. Pengujian Penyiraman Sistem Otomatis

## 3.2 Pengujian debit air dripper
Pengujian  debit  air  dripper  menunjukan nilai volume dan debit air pada dripper yang menyirami  tabulampot.  Pada  pengujian tersebut yang diambil 10 Tabulampot sebagai sampel,  dengan  waktu  selama  28  menit, volume dan debit tertingginya adalah 1,7 liter dan  terendahnya  adalah  1,3  liter  sedangkan rata-rata volume adalah 1,49 liter. Dari hasil tersebut, dengan selisih volume tertinggi dan terendah sebesar 0,4 liter keakurasian volume dapat  dikatakan  akurat,  karena  menurut petani  alpukat  dikawasan  widuri,  selisih volume  tersebut  tidak  menjadi  masalah. Berikut grafik dari debit air Tabulampot :
3.4 Hasil Implementasi Merupakan hasil penerapan implementasi yang telah dilakukan pemasangan di lokasi mitra. Hasil implementasi  berupa  sebuah  panel  kendali untuk  menyiraman  drip  dan  juga  terdapat panel surya sebagai sumber energi sistem.
No . Jam PV in (Volt) Tegangan (Volt) Daya (Watt) Radiasi (W/m 2 ) 4 07.30 39,1 V 13 53,3 407,2 5 08.00 39,5 V 13,2 80,6 709,2 6 08.30 39 V 13,5 103,9 989 7 09.00 38,9 V 13,4 96,4 965 8 09.30 38,8 V 13,72 144 1145 9 10.00 39,4 V 13,9 123,7 997 10 10.30 38,9 V 14,2 149,1 1120 11 11.00 38,8 V 14,14 153,5 1181 12 11.30 39 V 14,14 151,8 1231 13 12.00 38,8 V 13,84 143,9 1011 14 12.30 38,9 V 13,79 144,7 1126 15 13.00 39 V 13,7 139,8 970,8 16 13.30 39 V 13,23 108,8 933,4 17 14.00 39 V 13,4 101,8 766,2 18 14.30 39 V 13,52 90,3 641,8 19 15.00 39 V 13,5 71,6 600,7 20 15.30 39 V 13,12 40,6 513 21 16.00 38,6 V 13,12 18,4 224 22 16.30 37 V 12,28 9,7 129 23 17.00 36,3 V 10,1 0 80,4 24 17.30 36 V 10,1 0 30,7 25 18.00 28 V 1,34 0 0 Waktu Nilai kelembapan tanah (%) P 1 P2 S 1 S 2 S 3 S4 12.10 27,8 25,1  32,4  20,7  Hidup  Hidup 12.20 33,9 50,8  47,6  67,2  Hidup  Hidup 12.30 93,3 113  72,4  93,1  Hidup  Hidup 12.40 86,4 97,3  95,6  88,3 Mati Hidup 12.50 84,6 94,3  90,1  94,2 Mati Mati

## Gambar 8. Pemasangan Sensor dan Penyiraman Drip
3.5 Tampilan Aplikasi
Aplikasi yang digunakan untuk memonitoring  kondisi  kelembaban  tanah secara realtime dan jarak jauh. Selain itu juga memonitoring  kondisi  pompa  apakah  dalam kondisi  menyala  atau  sedang  dalam  kondisi padam

## Gambar 9. Tampilan Aplikasi

## 4. Kesimpulan
Dapat disimpulkan bahwa daya yang dapat  diserap  oleh  panel  surya  besarnya berbanding  lurus  dengan  besarnya  radiasi matahari  yang  terukur.  Semakin  besar  nilai radiasi matahari yang terukur, maka semakin besar pula daya yang diserap oleh panel surya untuk  mengisi  baterai.  Baterai  pun  masih dapat  terisi  meskipun  di  hari  yang  sama dilakukan  pemakaian  beban.  Berdasarkan data, selama 1 hari PV mampu menghasilkan
energi sebesar 986,85 Wh sebagai pengisian baterai  dan  beban  yang  terpakai  untuk penyiraman  metode  drip  selama  2  jam  per hari ialah hanya sebesar 83 Wh. Lalu sensor kelembaban yang digunakan dapat mendeteksi  nilai  kelembaban  dengan  baik, ketika nilai sensor kelembaban tanah kurang dari  30%  pompa  otomatis  Hidup  dan mengalirkan  air  ke  setiap  tabulampot  yang sudah  terpasang  dripper  dan  ketika  nilai sensor  kelembaban  tanah  sudah  mencapai 90% pompa otomatis mati.

## DAFTAR PUSTAKA
Hidayati,  N.,  2021.  TANAM  BUAH DALAM POT (TABULAMPOT)
SEBAGAI. Indonesian Engagement
Journal, Volume Vol.2. Noviansyah,  Rizky  Tira.  (2022).  Sistem Penyiraman  Tanaman  Otomatis  Pada Tanaman Kamboja Jepang menggunakan ESP 8266 Dan Construct 2. Jurnal Portal Data, 2(4), 1-10. Widiantoro,  A.,  2020.  Alat  Penyiram Tanaman  Otomatis  Berbasis  Arduino menggunakan Internet Of Things(IOT). J-Eltrik, November.Volume Vol 2. Hasanah,  A.  W.,  &  Febryan,  R.  (2021). Perancangan Sistem Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya  Off  Grid  6  ,  4 Kwp  Untuk  1  Unit  Rumah  Tinggal Energi dan Kelistrikan : Jurnal Ilmiah.
13(1), 20–25.
Eka,Fitriyanti. (2021). Rak Tanaman Minimalis Dengan Penyiraman Sistem Drip  Irigasi  Sederhana.  Rak  Tanaman Minimalis Dengan Pepnyiraman Sistem Drip Irigasi Sederhana.
Palembang: Unersiatas Bina Darma.