## OTOMATISASI  PERTANIAN  DENGAN  SENSOR  SOIL

## MOISTURE,  SENSOR  CAHAYA,  LED  GROW  LAMPS, DAN  POMPA  AIR  UNTUK  PERTUMBUHAN  TANAMAN OPTIMAL
Haarisah Yustika Putri Al-Jufri 1 , Ony Novianti 2 , Ghibran Muhammad 3 , Revangga Adytya 4 , Agung Nugroho Pramudhita 5 1,2,3,4,5 Program Studi Teknik Informatika, Politeknik Negeri Malang, Jl. Soekarno Hatta No.9, Malang, Jawa Timur

## Ri

## Riwayat artikel:
Received: 19 Juni 2023 Accepted: 10 Juli 2023 Published: 1 Agustus 2023

## Keywords:
Internet of Things (IoT), Indoor Farming, Optimal Plant Growth, LED Grow Lamps, Water Pump
Corespondent Email: haarisahy@gmail.com
© 2023 JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan). This article is an open-access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY NC)
Abstrak. Pengembangan  teknologi  IoT  telah  menjadi  solusi  yang  menarik dalam  bidang  pertanian,  terutama  dalam  konsep  pertanian  indoor.  Pertanian indoor menawarkan alternatif yang ideal untuk menghadapi tantangan cuaca buruk dan perubahan iklim yang tidak dapat diprediksi. Namun, pertumbuhan tanaman  dalam  ruangan  memiliki  kelemahan  terkait  kondisi  cahaya  yang terbatas. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk merancang perangkat IoT  yang  terintegrasi,  melibatkan  sensor  soil  moisture,  sensor  cahaya,  UV LED  grow  lamps,  dan  pompa  air,  untuk  memantau  dan  mengontrol kelembaban  tanah,  intensitas  cahaya,  serta  memberikan  pencahayaan tambahan  yang  optimal  bagi  pertumbuhan  tanaman.  Diharapkan  penerapan teknologi IoT dalam pertanian ini dapat meningkatkan efisiensi penggunaan sumber  daya,  mengurangi  dampak  lingkungan,  dan  menghasilkan pertumbuhan  tanaman  yang  optimal,  sehingga  mendorong  pengembangan sistem pertanian yang lebih efisien, berkelanjutan, dan produktif.
Abstract. The  development  of  IoT  technology  has  become  an  interesting solution  in  the  field  of  agriculture,  particularly  in  the  concept  of  indoor farming. Indoor farming offers an ideal alternative to tackle challenges posed by  inclement  weather  and  unpredictable  climate  changes.  However,  indoor plant growth has limitations due to restricted light conditions. Therefore, this research  aims  to  design  an  integrated  IoT  device  involving  soil  moisture sensors, light sensors, UV LED grow lamps, and water pump to monitor and control soil moisture, light intensity, and provide optimal additional lighting for plant growth. The application of IoT technology in agriculture is expected to  enhance  resource  efficiency,  reduce  environmental  impact,  and  achieve optimal  plant  growth,  thus  promoting  the  development  of  a  more  efficient, sustainable, and productive agricultural system.

## 1. PENDAHULUAN
Pertanian  adalah  aktivitas  manusia  dalam memanfaatkan  sumber  daya  hayati  untuk
produksi  bahan  pangan,  bahan  baku  industri, sumber  energi,  dan  pengelolaan  lingkungan hidup.  [1]  Dalam  perkembangan  pertanian,
konsep pertanian di dalam ruangan atau indoor farming  menjadi  inovasi  yang  menarik perhatian. Indoor farming dapat menjadi solusi ideal dalam menghadapi tantangan pada bidang pertanian  seperti  cuaca  buruk  dan  perubahan iklim  yang  tidak  dapat  diprediksi.  [2]  Dengan menggunakan  teknologi  seperti  pencahayaan buatan, sistem irigasi otomatis, pertanian indoor mampu  menciptakan  kondisi  ideal  bagi tanaman  tanpa  tergantung  pada  faktor-faktor alam seperti cuaca dan musim.
Namun, penumbuhan tanaman dalam ruangan  memiliki  beberapa  kelemahan  seperti kondisi  cahaya  yang  terbatas.  Diperlukan sistem  integrasi  yang  mampu  memantau  dan mengontrol kondisi lingkungan agar mencapai kondisi ideal dalam ruang tanam. [3]
Untuk  mengatasi  hal  tersebut,  diperlukan peran  teknologi  Internet  of  Things.  Penerapan teknologi IoT pada sektor pertanian merupakan solusi yang tepat karena kemampuan elektronik yang  disediakan  oleh  IoT  dapat  mengatasi berbagai  tantangan  yang  dihadapi  oleh  para petani. [4] Untuk menjawab tantangan tersebut, terdapat beberapa faktor yang perlu diperhatikan  dalam  menentukan  keberhasilan pertanian.
Salah  satu  faktor  kunci  dalam  pertanian adalah  pertumbuhan  tanaman  yang  optimal, yang  dipengaruhi  oleh  aspek-aspek  seperti kelembaban  tanah  dan  intensitas  cahaya. Pertumbuhan  tanaman  dapat  terhambat  karena proses fotosintesis tidak berjalan optimal akibat kurangnya  paparan  sinar  matahari.  [5]  Oleh karena  itu,  penelitian  ini  dirasa  penting  untuk mengembangkan  rancangan  perangkat  IoT yang  mengintegrasikan  sensor  soil  moisture, sensor  cahaya,  UV  LED  grow  lamps,  dan pompa  air  untuk  mencapai  pertumbuhan tanaman yang maksimal.
Meskipun  pada  penelitian  sebelumnya  [6] telah  mempelajari  penerapan  IoT  pada pertanian  dalam  ruang  menggunakan  teknik hidroponik, masih terdapat kesenjangan pengetahuan  saat  teknik  hidroponik  (tanpa tanah) diubah dengan media tanah.
Oleh  karena  itu,  tujuan  dari  penelitian  ini adalah  mengisi  kesenjangan  tersebut  dengan merancang  perangkat  IoT  yang  mencakup sensor  soil  moisture,  sensor  cahaya,  UV  LED grow  lamps,  dan  pompa  air  serta  peralatan pendukung  lainnya.  Penelitian  ini  bertujuan untuk  merancang  alat  dalam  memantau  dan
mengontrol  kelembaban  tanah,  intensitas cahaya, serta memberikan pencahayaan tambahan  yang  optimal  untuk  pertumbuhan tanaman.  Selain  itu,  penelitian  ini  juga  akan menyelidiki kemampuan sistem dalam mengatur penyiraman tanaman secara otomatis berdasarkan  tingkat  kelembaban  tanah  yang terdeteksi.
Diharapkan bahwa penerapan teknologi IoT dalam  pertanian  melalui  rancangan  perangkat yang  terintegrasi  ini  dapat  meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya, mengurangi dampak lingkungan, dan menghasilkan pertumbuhan tanaman yang optimal. Penelitian ini  diharapkan  dapat  memberikan  kontribusi yang  berharga  dalam  pengembangan  sistem pertanian yang lebih efisien, berkelanjutan, dan dapat  meningkatkan  produktivitas  pertanian secara keseluruhan.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
1.1 Internet of Things (IoT)
Internet  of  Things  (IoT)  merupakan kemajuan  teknologi  yang  dapat  meningkatkan kualitas  hidup  manusia  melalui  penggunaan sensor  dan  kecerdasan  buatan  yang  terhubung melalui  internet,  memungkinkan  perangkat untuk saling terhubung dan berinteraksi dengan manusia.  [7]  Sistem  Internet  of  Things beroperasi  dengan  mengirimkan  instruksi  dan perintah  kepada  mesin  secara  otomatis  tanpa memerlukan intervensi manusia. [8]
1.2 Sensor Soil Moisture
Sensor  Soil  Moisture  adalah  sebuah perangkat  sensor  yang  berfungsi  untuk mengukur  tingkat  kelembaban  tanah  dengan cara  mengukur  resistansi  arus  yang  melalui tanah,  menjadikannya  pilihan  ideal  untuk memonitor  kelembaban  tanah  dalam  konteks pertanian.[9]
1.3 Sensor Cahaya
Sensor  Cahaya  adalah  sebuah  perangkat sensor analog yang berfungsi untuk mengidentifikasi intensitas cahaya yang mencapai sensor tersebut. [10]
1.4 LED Grow Lamps
Pada  penelitian  ini,  LED  Grow  Lamps merupakan  lampu  yang  secara  khusus  dibuat untuk  menyediakan  cahaya  yang  ideal  bagi pertumbuhan tanaman.
1.5 Pompa Air
Pompa air mini yang kecil, dikenal sebagai Water  Pump  atau  pompa  air  celup,  dapat
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062
dimanfaatkan  dalam  berbagai  aplikasi  seperti akuarium,  kolam  ikan,  hidroponik,  robotika, dan  proyek  yang  melibatkan  penggunaan mikrokontroler. [11]

## 3. METODE PENELITIAN
Untuk  mencapai  hasil  yang  baik  dalam penyusunan  Laporan  Akhir,  sangat  penting untuk  memiliki  visi  yang  jelas  atau  rangkaian pedoman selama persiapannya. Oleh karena itu, penulis  menerapkan  pendekatan  penulisan berikut ini:
3.1 Blok Diagram
Tujuan  dari  perancangan  Blok  Diagram adalah  untuk  memahami  urutan  komponen yang  digunakan  dalam  tahapan  awal penggunaan  alat  aktif  hingga  mencapai fungsionalitasnya.  [12]  Oleh  karena  itu, secara umum blok diagram akan menunjukkan  komponen-komponen  alat mulai dari sumber tegangan yang digunakan hingga  proses  data  dan  perintah  yang terdapat pada setiap komponen tersebut. [13] Berikut  ini  adalah  ilustrasi  blok  diagram yang memperlihatkan hal tersebut:

## 3.2 Flowchart
Pembuatan  Flowchart  dilakukan  dengan tujuan  untuk  memahami  skema  dan mekanisme  kerja  alat  yang  akan  dibuat,
sehingga mempermudah proses
pelaksanaannya.  [14]  Berikut  ini  adalah flowchart dari alat yang kami buat: 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Rangkaian Skematik Alat
Gambar 1 : Bentuk alat secara keseluruhan
Skematik rangkaian menggambarkan susunan  komponen  yang  digunakan  dan bagaimana komponen-komponen tersebut
saling  terhubung  untuk  membentuk  kesatuan yang  terpadu  dalam  alat  tersebut.  Tujuan  dari skematik rangkaian ini adalah untuk mendukung kesuksesan dalam pembuatan alat.
[15]

## Gambar 2 : Rangkaian Alat
Alat ini terdiri dari 2 sensor yang terhubung pada  mikrokontroler  NodeMCU  ESP8266 Amica.  Pertama,  sensor  kelembaban    tanah yang berfungsi sebagai sensor untuk mengukur tingkat kelembaban tanah sebagai media tanam. Kedua,  sensor  cahaya  yang  berfungsi  untuk mengukur  intensitas  cahaya  di  lingkungan sekitar alat.
Kemudian pada alat ini juga dipasang relay sebagai  alat  kontrol  sistem,  berfungsi  sebagai penggerak  pompa  air  dan  lampu  ketika sensor mengirimkan data bahwa kondisi tanah kering atau intensitas cahaya kurang. Data kelembaban tanah dan intensitas cahaya yang diterima oleh sensor  akan  ditampilkan  melalui  LCD  yang terpasang pada box alat.
Gambar 3 : Tampilan LCD yang menunjukkan data dari sensor soil moisture
Gambar 4 : Tampilan LCD yang menunjukkan data dari sensor cahaya B. Hasil Simulasi Alat Kelas Uji Validasi Mendeteksi tingkat kelembaban tanah Tingkat kelembaban tanah  berhasil  dibaca oleh  sensor  dan  dapat ditampilkan melalui LCD  yang  terpasang pada box alat. Menyalakan pompa air Pompa air berhasil dinyalakan secara otomatis  ketika  tingkat kelembaban tanah kurang dari 50% Mendeteksi intensitas cahaya Sensor berhasil mendeteksi keadaan cahaya pada lingkungan  sekitar  alat dan data yang didapatkan berhasil ditampilkan melalui LCD  yang  terpasang pada box alat. Menyalakan LED Grow Lamp LED Grow Lamp berhasil menyala secara  otomatis  ketika sensor mengindikasikan intensitas  cahaya  di sekitar  alat  cenderung gelap.

## 5. KESIMPULAN
Dari  hasil  pembahasan  yang  dilakukan pada  penelitian  yang  berjudul  “Otomatisasi Pertanian Dengan Sensor Soil Moisture, Sensor Cahaya,  Led  Grow  Lamps,  Dan  Pompa  Air Untuk  Pertumbuhan  Tanaman  Optimal”  maka dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  perangkat berfungsi sesuai dengan tujuan awal
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062
pembuatannya, yaitu pot tanam yang dilengkapi dengan  sistem  irigasi  dan  pencahayaan otomatis. Peneliti selanjutnya diharapkan dapat menyinkronkan  data  dengan  aplikasi  yang terhubung dengan internet untuk alat yang lebih baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  N.  Nurhaedah,  “Perkembangan  Umkm  Dalam
Pembangunan Pertanian Industri Kota Makassar,” Bata Ilyas Educ. Manag. Rev. , Vol. 2, No. 2, Art. No. 2, Dec. 2022, Accessed: Jun. 14, 2023. [Online]. Available: Https://Www.Ojs.Stieamkop.Ac.Id/Index.Php/ Biemr/Article/View/285
[2]  S.  R.  Umar,  N.  P.  Aryani,  H.  Zamani,  A.  R. Nurjanah, And R. K. Sari, “Edukasi Pengaruh Pemberian  Cahaya  Lampu  Pada  Proses Pertumbuhan  Tanaman  Cabai  Bagi  Usaha Tani,” J. Bina Desa , Vol. 4, No. 3, Art. No. 3, 2022.
[3]  A. Arifin And M. Rizal, “Implementasi Sistem Otomatisasi Perawatan Tanaman Indoor Berbasis Internet Of Things (Iot),” Remik  Ris. Dan E-J. Manaj. Inform. Komput. , Vol. 7, No.
2, Art. No. 2, Apr. 2023, Doi: 10.33395/Remik.V7i2.12277.
[4]  N. Nasution, M. Rizal, D. Setiawan, And M. A. Hasan,  “Iot  Dalam  Agrobisnis  Studi  Kasus : Tanaman  Selada  Dalam  Green  House,” It  J. Res. Dev. , Vol. 4, No. 2, Art. No. 2, 2020, Doi: 10.25299/Itjrd.2020.Vol4(2).3357.
[5]  S.  Aulia,  A.  Ansar,  And  G.  M.  D.  Putra, “Pengaruh Intensitas Cahaya Lampu Dan Lama Penyinaran  Terhadap  Pertumbuhan  Tanaman Kangkung (Ipomea Reptans Poir) Pada Sistem Hidroponik  Indoor,” J.  Ilm.  Rekayasa  Pertan.
Dan  Biosist. ,  Vol.  7,  No.  1,  Art.  No.  1,  Mar. 2019, Doi: 10.29303/Jrpb.V7i1.100.
[6]  N.  Alfahira,  D.  Triyanto,  And  I.  Nirmala, “Sistem  Monitoring  Dan  Kendali  Tanaman Hidroponik Indoor Farming Menggunakan Led Grow  Light  Berbasis  Website,” Coding  J.
Komput. Dan Apl. , Vol. 9, No. 03, Art. No. 03, Feb.
2022,
Doi:
10.26418/Coding.V9i03.50908.
[7]  K. Krisdayanti And M. S. Putra, “Pengembangan  Program  Internet  Of  Things Pada  Coffee  Vending  Machine,” Jupit.  J.
Penelit.  Ilmu  Dan  Tek.  Komput. ,  Vol.  15,  No.
1c, Art. No. 1c, Apr. 2023.
[8]  F. Susanto, N. K. Prasiani, And P. Darmawan, “Implementasi  Internet  Of  Things  Dalam Kehidupan  Sehari-Hari,” J.  Imagine ,  Vol.  2,
No.  1,  Art.  No.  1,  Apr.  2022,  Doi: 10.35886/Imagine.V2i1.329.
[9]  A.  Jaenul,  S.  Wilyanti,  And  W.  G.  Gene,
“Rancang Bangun Bsm Untuk Pemantauan Dan Penyiraman  Otomatis  Pertanian  Berbasis Internet  Of  Things,” J.  Tek.  Elektro  Dan Komputasi  Elkom ,  Vol.  5,  No.  1,  Art.  No.  1, Mar. 2023, Doi: 10.32528/Elkom.V5i1.8116.
[10] A.  Denih,  S.  Kom,  E.  Kurnia,  And  S.  Kom, “Sistem  Informasi  Geografis  Terintegrasi Dengan  Internet  Of  Things  (Iot)  Serta Penerapan Studi Kasus”.
[11] A.  Yunan,  S.  Safriati,  And  H.  Hermalinda, “Teknik  Penyiraman  Tanaman  Menggunakan Mikrokontroler Berbasis Internet Of Things,” J. Inf.  Syst.  Res.  Josh ,  Vol.  3,  No.  3,  Art.  No.  3, Apr. 2022, Doi: 10.47065/Josh.V3i3.1480.
[12] R.  M.  Azhari,  A.  Azhar,  And  M.  Kamal, “Rancang  Bangun  Sistem  Pengendalian  Suhu Dan  Level  Pada  Proses  Penyulingan  Air  Laut Menjadi Air Tawar Dengan Metode Boiling,” J. Tektro , Vol. 3, No. 2, 2019, Doi: 10.30811/Tektro.V3i2.1624.
[13] I. Ishadi And H. Syaputra, “Perancangan Sistem Greenhouse Sebagai Budidaya Pakcoy
(Brassica Rapa. L) Secara Hidroponik Berbasis Iot,” Bina  Darma  Conf.  Comput.  Sci.  Bdccs , Vol. 3, No. 2, Art. No. 2, Nov. 2021.
[14] P.  Aulia,  S.  Herawati,  And  A.  Asmendri, “Pengembangan  Media  Flowchart  (Bagan Arus)  Berbasis  Microsoft  Visio  Pada  Mata Pelajaran  Fiqih  Materi  Ketentuan  Zakat  Kelas Viii  Di  Mtsn  6  Tanah  Datar,” -Tarb.  Al- Mustamirrah J. Pendidik. Islam , Vol. 1, No. 0,
Art. No. 0, Dec. 2020, Doi: 10.31958/Atjpi.V1i0.2494.
[15] D.  Setiadi  And  M.  N.  A.  Muhaemin, “Penerapan  Internet  Of  Things  (Iot)  Pada Sistem  Monitoring  Irigasi  (Smart  Irigasi),” Infotronik J. Teknol. Inf. Dan Elektron. , Vol. 3,
No.  2,  Art.  No.  2,  Dec.  2018,  Doi: 10.32897/Infotronik.2018.3.2.108.