Abstract — Green house is one way to cultivate plants to protect plants  from  rain,  maximize  photosynthesis  and  protect  from disturbing  plant  pests.  System  was  build  green  houses  with controlled  soil  moisture  and  temperature  in  accordance  with  the conditions  needed  by  shallots.  System  uses  YL-69  soil  moisture sensor,  DHT22  temperature  sensor,  the  data  acquisition  process using  Arduino  nano  to  control  soil  moisture  using  on-off controllers  and  the  temperature  uses  proportional  controlersl.  If often  exposed  to  sunlight,  it  provides  a  very  significant  change  in soil  moisture  in  plant  pots,  and  at  green  house  the  maximum temperature is 39°C and minimum temperature is 24°C.
Keywords  —  Arduino  Nano;  DHT22  Temperature  Sensor;
Green  House;  On-Off  Controller;  Proportional Controller; YL-69 Soil Moisture Sensor.
Abstrak  — Green  house termasuk  salah  satu  cara membudidayakan  tanaman  untuk  melindungi  tanaman  dari hujan,  memaksimalkan  proses  fotosintesis  dan  melindungi  dari hama  tanaman  yang  mengganggu.  Dibuat  sistem  untuk membangun green  house dengan  kelembaban  tanah  dan  suhu yang  terkendali  sesuai  dengan  kondisi  yang  dibutuhkan  bawang merah.  Sistem  menggunakan  sensor  kelembaban  tanah  YL-69, sensor  suhu  DHT22,  proses  akuisisi  datanya  menggunakan arduino  nano,  mengendalikan  kelembaban  tanah  menggunakan pengendali on-off dan  suhu  dalam green  house menggunakan pengendali  proporsional.  Jika  sering  terpapar  sinar  matahari maka  perubahan  yang  sangat  signifikan  terhadap  kelembaban tanah  di  dalam  pot  tanaman.  Dalam green  house diperoleh  suhu maximum 39°C dan suhu minimum 24°C.
Kata  kunci  —  Arduino  Nano; Green  House ;  Pengendali On-
Off ; Pengendali Proporsional; Sensor Kelembaban  Tanah  YL-69;  Sensor  Suhu DHT22.

## I. P ENDAHULUAN
Pada  era  saat ini sering terjadi gagal panen atau penurunan hasil  produksi  petani  secara  drastis  karena  rusaknya  tanaman yang  ditaman.  Gagal  panen  ini  disebabkan  oleh  beberapa faktor,  diantaranya  perubahan  cuaca,  serangan  hama,  kondisi tanah,  pemakaian  pupuk,  bibit,  dan  cara  bercocok  tanam petani. Dalam peningkatan di bidang pertanian terutama di
bidang pembudidayaan tanaman, ada beberapa cara yang biasa dilakukan  oleh  para  petani  atau  para  pembudidaya  tanaman,
salah  satunya  yaitu  dengan  membudidayakan  tanaman menggunakan cara green house.
Tujuan membudidayakan tanaman menggunakan cara green house adalah  untuk  melindungi  tanaman  dari  hujan, memaksimalkan  proses  fotosintesis,  melindungi  dari  hama tanaman  yang  mengganggu,  meminimalkan  penggunaan pestisida dan bahan kima lainnya.
Tanaman  pada green  house mempunyai  kebutuhan  yang unik  jika  dibandingkan  dengan  lingkungan  yang  ada  di  luar ruangan  maka  pengendalian  suhu  ruangan  dan  kelembaban tanah serta rangkaian pendukung lainnya, merupakan alternatif yang  mampu  menanggulangi  permasalahan  permasalahan tersebut.
Usaha  pengendalian  suhu  ruangan  dan  kelembaban  tanah membutuhkan  suatu  perangkat  tambahan,  seperti solenoid valve , exhaust  fan ,  pompa  air  dan  lain-lain,  perangkat tambahan  ini  bekerja  berdasarkan  keluaran  yang  didapat  oleh suatu  sensor.  Sensor  yang  digunakan  di  dalam  penelitian  ini yakni  sensor  suhu  dan  kelembaban  DHT22  dan  sensor kelembaban tanah YL-69 pada arduino.
Penelitian  ini  berbeda  dari  penelitian  sebelumnya  yang dibuat  pada  miniatur green  house untuk  analisa  datanya terhadap  pengujian  catu  daya,  pengujian  pada  sistem  kerja sensor  DHT22  dan  pengujian  pada  sistem  kerja moisture sensor [1]  .
Ada  juga  penelitian  untuk  sistem  pengendalian  dalam  satu bidang  pertanian  yang  berfokus  pada  pertumbuhan  namun pada  tumbuhan  hidroponik  yang  dijaga  kestabilan  pH  sesuai kebutuhan tumbuhan [2].
Berdasarkan  uraian  di  atas,  maka  fokus  penelitian  ini berjudul  “Pengendalian  Kelembaban  Tanah  dan  Suhu  dalam Green House”.
A. Arduino Nano
Arduino  nano  adalah  papan  pengembangan  mikrokontroler yang  diciptakan  berbasis  mikrokontroler  ATmega328  atau ATmega  168  dengan  berukuran  kecil  dan  lengkap.  Dengan spesifikasi  memiliki  30  pin,  5V  tegangan  operasi,  8  pin  input analog, 40 mA arus DC per pin I/O, dan ukuran arduino nano 1.85cm  x  4.3cm  [3].  Bentuk  fisik  arduino  nano  dapat  dilihat pada Gambar 1.
B. Sensor Kelembaban Tanah YL-69
Sensor  kelembaban  tanah  YL-69  digunakan  untuk mengetahui  atau  mengukur  kondisi  kelembaban  pada  tanah. Sensor ini memiliki dua probe yang berfungsi melewatkan arus melalui  tanah,  kemudian  membaca  resistansinya  untuk mendapatkan tingkat nilai kelembaban [4]. Bentuk fisik sensor kelembaban tanah YL-69 dapat dilihat pada Gambar 2.

## Pengendalian Kelembaban Tanah dan Suhu Dalam Green House
Eva I. Mahaganti, Sherwin R. U. A. Sompie, Feisy D. Kambey, Reynold F. Robot Teknik Elektro, Universitas Sam Ratulangi Manado, Jl. Kampus Bahu-Unsrat Manado, 95115 emahaganti@gmail.com, aldo@unsrat.ac.id, feisykambey@unsrat.ac.id, reynold.robot@unsrat.ac.id

## C. Sensor DHT22
Sensor  DHT22  merupakan  sensor  yang  berfungsi  untuk mengukur suhu dan kelembaban udara secara relatif. Keluaran dari  sensor  ini  yaitu  data  digital  yang  sudah  tidak membutuhkan  ADC  karena  terkalibrasi  secara  otomatis  [5]. Bentuk fisik sensor DHT22 dapat dilihat pada Gambar 3.
D. Pengendali On-Off
Pengendali on-off merupakan  suatu  aksi  pengendali  yang hanya memiliki dua keadaan yang aktif dan tidak aktif  dengan mengambil  dari  sinyal  keluaran  yang  cenderung  tetap  pada nilai  minimum  atau  maksimum  untuk  mendapatkan  sinyal keluaran sistem [6].
E. Pengendali Proporsional (P)
Pengendali proporsional atau yang biasa disebut pengendali P  merupakan  aksi  kendali  dengan  nilai  konstanta  penguatan proporsionalnya  konstan.  Pengendali  P  mempunyai  karakter mampu mengurangi waktu naik tapi tidak bisa menghilangkan kesalahan keadaan tunak [7].

## F. Selenoid Valve
Dalam  suatu  pengendalian  untuk  aliran air biasa digunakan selenoid  valve .  Untuk  menjalankan  atau  memberhentikan pengairan air dalam sistem kontrol mengunakan selenoid valve jika  katup  tertutup  maka  pengaliran  air  berhenti  atau  tertahan sedangkan jika katup selenoid valve terbuka maka air mengalir dengan  bebas  [8].  Bentuk  fisik selenoid  valve dapat  dilihat pada Gambar 4 .
Gambar 1. Arduino nano
Gambar 2. Sensor kelembaban tanah YL-69
Gambar 3. Sensor DHT22
G. AC Light Dimmer Controller Module
AC  light  dimmer  controller  module ini  adalah  komponen yang  digunakan  untuk  mengatur  daya  keluaran  bentuk  sinyal AC  menjadi  terpotong-potong,  yang  mana  komponen  ini menggunakan  PWM  sebagai  pengendali  untuk  dimmer. Pengontrolan  menjadi  lebih  presisi  karena  dimmer  PWM mampu  menghasilkan  tingkatan  daya  yang  kecil  [9].  Bentuk fisik AC  light  dimmer  controller  module dapat  dilihat  pada Gambar 5.
H. Exhaust Fan Exhaust  fan adalah  alat  yang  digunakan  untuk  menarik udara  dari  luar  ruangan  bersamaan  juga  mehisap  udara  dari dalam  ruangan  untuk  dibuang  keluar.  Peletakan exhaust  fan harus  diantara  dalam  dan  luar  ruangan  agar exhaust  fan yang merupakan  jenis  kipas  angin dapat  mensirkulasi  udara diruangan  [10].  Bentuk  fisik exhaust  fan dapat  dilihat  pada Gambar 6.
Gambar 4. Selenoid valve
Gambar 5. AC light dimmer controller module
Gambar 6. Exhaust fan

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Perancangan Sistem
Dalam  perancangan  pengendalian  kelembaban  tanah  dan suhu  dalam green  house ini  memerlukan  konsep  yang  tepat sehingga  mendapatkan  hasil  yang  sesuai  tujuan.  Pemilihan perangakat  keras  dan  perangkat  lunak  yang  merupakan implementasi  sistem  mekanik  dan  sistem  kontrol  yang  sangat berperan penting untuk perancangan sistem.

## 1) Perancangan rangkaian
Berdasarkan  Gambar  7  merupakan  sistem  penyusun beberapa komponen yaitu :
a) Sensor  kelembaban  tanah  YL-69.  Digunakan  untuk mengukur tingkat nilai kelembaban tanah.
b) Sensor  DHT22.  Digunakan  untuk  mengukur  nilai  suhu dalam ruangan.
c) Arduino  nano.  Digunakan  untuk  mengendalikan  atau akuisisi data suatu sistem.
d) Liguid Crystal Display (LCD) 16 x 2 . Digunakan sebagai penampil.
e) Modul  I2C  LCD  16x2.  Digunakan  untuk  mengurangi penggunaan kaki LCD 16x2.
Berdasarkan gambar 7 dapat dijelaskan bahwa gambar yang ada adalah gambar keseluruhan mengunakan satu pengontrol
untuk  mengontorol  kelembaban  tanah, mengontorol suhu, dan mengontorol  keluaran  tampilan  LCD  sesuai  kondisi  yang terkontrol.  Untuk  sistem  pengendalian  kelembaban  tanah dalam  pipa  tanaman  dapat  menggunakan  sensor  kelembaban tanah  YL-69  dimana  pin  VCC  pada  sensor  langsung dihubungkan  pada  pin  5V  di    arduino  nano  kemudian  pin lainnya  pada  sensor  dihubungkan  di  potensiometer  sebagai kalibrator  kemudian  masuk  di  pin  analog  pada  arduino  nano. Sedangkan  2  pin  lainnya  pada  potensiometer  terhubung  dan masuk  di  pin  GND  pada  arduino  nano.  Untuk  sistem pengendalian  suhu  dalam green  house dapat  menggunakan sensor  suhu  dan  kelembaban  DHT22  dimana  pin  VCC  pada sensor  langsung  dihubungkan  pada  pin  5V  di  arduino  nano kemudian  pin  data  pada  sensor  dihubungkan  di  pin  9  pada Arduino untuk pin ground pada sensor langsung dihubungkan pada  pin ground dipengendali.  Untuk  menampilkan  nilai kelembaban  tanah  dan  suhu  dalam green  house dapat menggunakan  LCD  16x2.  pada  pin  LCD  16x2  pin  VCC langsung dihubungkan pada pin 5V di arduino nano, pin SCL dihubungkan pada pin A5, pin SDA dihubungkan pada pin A4 dan  untuk  pin ground pada  LCD16x2  langsung  dihubungkan pada pin ground dipengendali.
2) Perancangan diagram alur sistem kerja kelembaban tanah dan suhu
Dalam  mempermudah  pembuatan  suatu  sistem  kerja  maka dibuat  diagram  alir  ( flowchart )  guna  menjabarkan  alur  kerja sistem  tersebut.  Berdasarkan  Gambar  8  merupakan  diagram alir  sistem  pengendalian  kelembaban  tanah  yang  dapat dijelaskan  bahwa  alur  sistem  pengendalian  kelembaban  tanah diawali  dengan  data  masukan  berupa  nilai  yang  terbaca  pada sensor  kelembaban  tanah.  Jika  nilai  analog  sensor  terbaca kurang dari
60%  maka  solenoid  valve  akan  terbuka  untuk  mengaliri  air pada  pipa  tananan  dan  jika    nilai  analog  sensor  terbaca  lebih dari  60%  maka  solenoid  valve  akan  tertutup.  Berdasarkan Gambar  9,  dapat  dijelaskan  bahwa  alur  sistem  pengendalian suhu  dalam  green house diawali dengan data masukan berupa nilai  yang  terbaca  pada  sensor  suhu  DHT22. Jika nilai sensor terbaca  lebih  dari  28.5 ° C  maka  exhaust  fan  akan  menyala untuk  mendinginkan  suhu  dalam  green  house  jika    sensor terbaca kurang dari 28.5 ° C maka exhaust fan akan mati.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Hasil desain
Hasil  desain  pengendalian  kelembaban  tanah  dan  suhu dalam green  house ini  dirancang  agar  dapat  bekerja  dengan tepat.  Perancangan  ini  dibuat  sedemikian rupa sehingga dapat mengendalikan kelembaban tanah dan suhu dalam green house yang  beradalam  diluar  ruangan  dengan  kondisi  cuaca  yang berubah-ubah  agar  terhindar  dari  curah  hujan  dan  paparan sinar  matahari  secara    langsung.  Berdasarkan  Gambar  10 merupakan  tampak  dalam green  house dengan  ukuran  yang disesuaikan dengan kebutuhan peletakan komponen-komponen yang  dibutuhkan  serta  ruang  untuk  penanam  beraktifitas. Berdasarkan Gambar 11 merupakan tampak luar green house, ukuran  kontruksi green  house yaitu  dengan  tinggi  2.7  meter, panjang  2.2  meter,  lebar  2  meter,  dan  untuk  pot  tanaman memiliki tinggi 1 meter, bak penampung air 150 liter.

## B. Hasil pengujian
Pengujian  diawali  dengan  pengambilan  data  suhu  dan kelembaban  tanah  tanpa  sistem  pengendalian  untuk  menjadi referensi  pembuatan  sistem  pengendalian  dan  dilakukan pengendalian sesuai yang dibutuhkan tanaman bawang merah.
1) Data kelembaban tanah dan penyiraman
Pengambilan  data  kelembaban  tanah  pada  setiap  pukul 06:00-08:00  WITA,  12:00-14:00  WITA,  dan  19:00-21:00 WITA  terhadap  empat  pot  tanaman  A,  B,  C,  dan  D.  Pada Gambar  12  dimana  pengambilan  data  pukul  06:00  –  08:00 WITA tidak terlalu banyak perubahan yang terjadi disebabkan oleh  paparan  sinar  matahari  yang  kurang  sehingga  tidak memberikan  pengaruh  yang  banyak  terhadap  kelembaban tanah di dalam pot tanaman.
Gambar 10. Tampak dalam green house
Pada Gambar 13 dimana pengambilan data pukul 12:00-14:00 WITA  mengalami  perubahan  yang  sangat  fluktuatif  hal  ini terjadi  karena  paparan  sinar  matahari  yang  sangat  banyak sehingga  memberikan  pengaruh  yang  sangat  signifikan terhadap  kelembaban  tanah  di  dalam  pot  tanaman.  Pada Gambar  14  dimana  pengambilan  data  pukul  19:00-21:00 WITA kelembaban tanah naik karena tidak ada pengaruh sinar matahari  yang  dapat  membuat  tingkat  kelembaban  tanah menjadi rendah.

## 2) Data suhu dalam green house
Pengambilan  data  suhu  dalam green  house dilakukan dengan  nilai  KP  yang  ditentukan  sebesar  10,  30  dan  50  pada setiap  pukul  06:00-08:00  WITA,  12:00-14:00  WITA,  dan 19:00-21:00  WITA.  Pada  Gambar  15  adalah  grafik pengambilan  data  pukul  06:00  –  08:00  WITA  dengan  KP sebesar  10.  Pada  Gambar  16  adalah  grafik  pengambilan  data pukul  12:00-14:00  WITA  dengan  KP  sebesar  10.  Pada Gambar 17 adalah grafik pengambilan data pukul 19:00-21:00 WITA  dengan  KP  sebesar  10.  Pada  Gambar 18 adalah grafik pengambilan  data  pukul  06:00  –  08:00  WITA  dengan  KP sebesar  30.  Pada  Gambar  19  adalah  grafik  pengambilan  data pukul  12:00-14:00  WITA  dengan  KP  sebesar  30.  Pada Gambar 20 adalah grafik pengambilan data pukul 19:00-21:00 WITA  dengan  KP  sebesar  30.  Pada  Gambar 21 adalah grafik pengambilan  data  pukul  06:00  –  08:00  WITA  dengan  KP sebesar  50.  Pada  Gambar  22  adalah  grafik  pengambilan  data pukul  12:00-14:00  WITA  dengan  KP  sebesar  50.  Pada Gambar 23 adalah grafik pengambilan data pukul 19:00-21:00 WITA dengan KP sebesar 50.
Gambar 11. Tampak luar green house
Gambar 12. Kelembaban tanah pukul 06:00-08:00 WITA
Gambar 13. Kelembaban tanah pukul 12:00-14:00 WITA
Gambar 14. Kelembaban tanah pukul 19:00-21:00 WITA
Gambar 15. Suhu pukul 06:00-08:00 WITA dengan KP sebesar 10
Gambar 16. Suhu pukul 12:00-14:00 WITA dengan KP sebesar 10
Gambar 17. Suhu pukul 19:00-21:00 WITA dengan KP sebesar 10

## Gambar 18. Suhu pukul 06:00-08:00 WITA dengan KP sebesar 30
Gambar 19. Suhu pukul 12:00-14:00 WITA dengan KP sebesar 30
Gambar 20. Suhu pukul 19:00-21:00 WITA dengan KP sebesar 30
Gambar 21. Suhu pukul 06:00-08:00 WITA dengan KP sebesar 50
Gambar 22. Suhu pukul 12:00-14:00 WITA dengan KP sebesar 50
Gambar 23. Suhu pukul 19:00-21:00 WITA dengan KP sebesar 50

## IV. K ESIMPULAN DAN S ARAN A. Kesimpulan
Berdasarkan
penelitian dan pembahasan dalam pengendalian kelembaban tanah dan suhu dalam green house, maka  dapat  disimpulkan  beberapa  hal  terkait  dengan  hasil penelitian yaitu:
Penelitian  ini  telah  selesai  dibuat  dan  dapat  mengendalikan suhu dalam green house menggunakan pengendali proporsioanal serta kelembaban tanah menggunakan pengendali on-off .
Kelembaban  tanah  di  kontrol  menggunakan pengendali on-off dengan set point yang diberikan 60%. Sistem ini telah berhasil mengendalikan kelembaban tanah apabila dibawah 60% maka relay  akan  aktif  dan selenoid  valve akan  terbuka  untuk mengaliri  air  pada  pot  tanaman  dan  jika  telah  mencapai  60% maka selenoid valve akan tertutup.
Kelembaban  tanah  pada  masing-masing  pot  tanaman  dalam green  house dapat  di  deteksi  menggunakan  4  buah  sensor kelembaban  tanah  YL-69  untuk  masing-masing  4  buah  pot tanaman.
Semakin  besar  nilai  KP  yang  diberikan  maka  semakin  cepat respon  putaran exhaust  fan sehingga  dapat  menggendalikan suhu  dalam green  house sesuai  dengan  set  point  yang ditentukan.
Data  suhu  dalam green  house di  kontrol  menggunakan pengendali  proporsional  dan  diperoleh    nilai  suhu  maximum yaitu  39°C  pada  pukul  07:45  dengan  KP=10  dan  nilai  suhu minimum yaitu 24°C pada pukul 06:00 dengan KP=10.

## B. Saran
Untuk  pengembangan  lebih  lanjut  kedepannya  disarankan untuk :
Lebih  baik  untuk  mempercepat  menurunkan  suhu  pada green house menambahkan exhaust fan .
Sensitivitas sensor kelembaban tanah YL-69 kurang baik maka untuk  kedepannya  dapat  menggunakan  sensor  kelembaban yang lebih baik dari sensor kelembaban tanah YL-69.
V. K UTIPAN
[1] D. Setiawan, D. Notosudjono, and E. Wismiana, “Pada Miniatur Green House  Dengan  Menggunakan  Mikrokontroler  Atmega  328  Oleh :,”  pp. 1–10.
[2] R.  Laksmana,  H.  Lin,  and  Y.  Chang,  “Raspberry  Pi  based  pH  Control for Nutrient Film Hydroponic System,” 2016.
[3] Pinem,  Siti  Malinda  (2019,  Februari  11).  Arduini  Nano  [Online]. Tersedia di : http://repository.usu.ac.id/bitstream/handle/ 123456789/62649/ Chapter%20II.pdf.
[4] Prastyo,  M  Ajie  (2019,  Februari  11).  Sensor  Kelembaban  Tanah [Online]. Tersedia di : http://eprints.polsri.ac.id/3429/3/File%20III.pdf.
[5] J.  Karunia  (2019,  Februari  11).  Sensor  DHT22  [Online].  Tersedia  di  : http://repository.uksw.edu/bitstream/123456789/14084/3/T1_61201101
1_BAB%20II.pdf.
[6] Robotics  University  (2019,  Februari  11).  Pengendali on-off [Online]. Tersedia di : http://www.robotics-university.com/2015/01/teknik- kendali-dua-posisi-on-off.html.
[7] Robotics  University  (2019,  Februari  11).  Pengendali  propesioamal [Online].  Tersedia  di  :  http://www.robotics-university.com/2015/02/ teknik -kendali-proporsional-p..html.
[8] Insinyoer.com (2019, Februari 11). Selenoid Valve [Online]. Tersedia di : http://www.insinyoer.com/prinsip-kerja-solenoid-valve/
[9] Perancangan  Mesin-Otomatis  dan  Instrument  (2019,  Februari  11). AC Light Dimmer Controller Module [Online]. Tersedia di : https://www.semesin.com/project/2018/05/01/dimmer-pwm-arduino/ [10] Lamudi  (2019,  Februari  11). Exhaust  Fan [Online].  Tersedia  di  : https://www.lamudi.co.id/journal/pengertian-exhaust-fan-dan-cara- memilihnya/)
Penulis bernama lengkap Eva Ivonne Mahaganti, anak  kedua  dari  dua  bersaudara  anak  dari  Evert Mahaganti,  SE  (ayah)  dan  Acesproly  Silangen, STh  (ibu).  Lahir  di  Manado  pada  tanggal  25 Januari 1997.
Sebelum  menempuh  jenjang  pendidikan  di Fakultas  Teknik  Universitas  Sam  Ratulangi, penulis  telah  menempuh  pendidikan  secara berturut-turut  di  TK  GMIM  94  Sion  Malalayang Satu  (2001-2002)  kemudian  melanjutkan  ke  SD Negeri  Malalayang  (2002-2008)  selanjutmya  ke  SMP  Negeri  8  Manado (2008-2011) dan meyelesaikan sekolah tingkat atas di SMA Negeri 9 Manado (2011-2014).
Pada  tahun  2014,  penulis  memulai  pendidikan  di  Fakultas    Teknik,  Jurusan Teknik  Elektro,  Universitas  Sam  Ratulangi  Manado  dengan  mengambil konsentrasi  minat  Kontrol.  Dalam  menempuh  pendidikan  ini  penulis melaksanakan kerja praktek selama 2 bulan di PT. PLN Wilayah Suluttenggo bagian  APD.  Penulis  selesai  melaksanakan  pendidikan  di  Fakultas  Teknik Universitas  Sam  Ratulangi  Manado  Program  Studi  S1  Teknik  Elektro,  pada tanggal 23 Januari 2019.