TRANSFORMTIKA , Vol.18, No.2, Januari 2021, pp. 240 - 248 ISSN: 1693-3656, journals.usm.ac.id/index.php/transformatika

## Pakcoy Plant Sprinklers Based Internet Of Things
Savira Riasti 1 , Aditya Akbar Riadi 2 , Ahmad Abdul Chamid 3
1 Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus Jl. Lkr. Utara, Kayuapu Kulon, Gondangmanis, Kec. Bae, Kabupaten Kudus, Jawa Tengah 59327, e-mail: 201851227@std.umk.ac.id
2 Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus Jl. Lkr. Utara, Kayuapu Kulon, Gondangmanis, Kec. Bae, Kabupaten Kudus, Jawa Tengah 59327, e-mail: aditya.akbar@umk.ac.id
3 Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus Jl. Lkr. Utara, Kayuapu Kulon, Gondangmanis, Kec. Bae, Kabupaten Kudus, Jawa Tengah 59327, e-mail: abdul.chamid@umk.ac.id

## ARTICLE  INFO
Article history:
Received 18 Januari  2020
Received in revised form 30 March 2021 Accepted 30 March  2021
Available online 30 March 2021

## ABSTRACT
Agriculture  is  a  pillar  of  the  economy  a nation,  with  the  system  and  the  implementation  of good agricultural, so will go the nation economic.
One of the causes of the lack of agricultural productivity  in  Indonesian  that  is  some  farmers  in Indonesian  still  relied  on  climate  change  rain without  blemish.  Climate  change  has  caused planting  patterns  the  farmers,  so  that  in  the  end agricultural  products  planted  could  not  stable  ,  any process  planting  .The  instability  caused  the  price  of agricultural products to be very significant plant at a certain season.
This  is  what  causes  the  thing  farmers  have to  produce  more  energy  and  the  cost  of  extra  do watering  manually  so  that  of  the  trees  can  grow fertile and can be harvest pakcoy especially in plants .To  overcome  the  problems  hence  writers  try  to make sprinkler system plant with using microcontroller Wemos D1 R1 of experiment to the republic of Indonesian that in arable land plant with using  soil  moisture  capacitive  sensors  that  is  going to  be  the  moisture  the  ground  in  plants  can  be monitored  over  long  distances  through  the  android application  named  Blynk.  The  system  will  shut when  discharging  is  out  of  danger  at  the  boundary moisture  expected  means  of  sensors  the  humidity and turn off water pump.
Keywords: Capacitive Soil Moisture Sensor; IOT; Wemos D1 R;  Sprinkler pakcoy plant

## 1. Pendahuluan
Pertanian  merupakan  tulang  punggung  pasokan  pangan  bagi  kehidupan  bangsa Indonesia  (Sunarso,  2017).  Pemerintah  Indonesia  terus-menerus  berupaya  agar  pertanian  di
Indonesia lebih produktif, bila sumberdaya lahan, tenaga kerja, serta sumberdaya lainnya dapat memberikan  hasil  yang  lebih  tinggi,  maka  Indonesia  akan  dapat  menghasilkan  bahan  pangan yang lebih banyak serta meningkatkan pendapatan masyarakat pedesaan (Sjaiful Bahri, 2005).
Salah  satu  faktor  penyebab  kurangnya  produktifitas  pertanian  di  Indonesia  adalah mayoritas petani di Indonesia masih menggantungkan pada perubahan iklim dalam pengolahan lahan pertanian.
Perubahan  iklim  berdampak  pada  pola  tanam  oleh  petani,  misalnya  petani  mulai bercocok  tanam  ketika  akan  memasuki  musim  hujan.  Ketika  musim  kemarau  tiba,  lahan pertanian  menjadi  kekurangan  air.  Pada  musim  pancaroba  sering  muncul  hama  yang  dapat merusak tanaman pertanian. Sebagai contoh penanaman tanaman pakcoy yang merupakan salah satu jenis sayuran yang populer di masyarakat. Tanaman pakcoy memerlukan pH tanah antara 6 –  7  sehingga  membutuhkan  penyiraman  supaya  tanah  tidak  menjadi  kering,  tergenang  dan membuat daun pakcoy menjadi layu atau kekurangan unsur air pada musism kemarau.  Karena hal tersebut penyiraman tanaman secara manual dapat mengganggu efisiensi waktu dan tenaga. Penyiraman  pada  tanaman  dengan  kelebihan  atau  kekurangan  air  dapat  pula  mengurangi  daya tahan maupun menyebabkan kematian pada tanaman itu sendiri. Sehingga berpotensi kerugian pada petani tanaman.
Hal inilah yang menyebabkan petani banyak mengalami kerugian dan akhirnya frustasi karena  kecewa.  Saat  musim  kemarau  para  petani  yang  ingin  tetap  bercocok  tanam  harus mengeluarkan tenaga dan biaya ekstra melakukan penyiraman secara manual agar tanamannya bisa tumbuh subur dan bisa panen.
Air  merupakan  kebutuhan  penting  bagi  setiap  mahluk  hidup  termasuk  tanaman.  Salah satu  metode  untuk  memenuhi  kebutuhan  air  pada  tanaman  dengan  penyiraman.  Penyiraman tanaman merupakan pekerjaan yang biasa dilakukan setiap hari, baik itu untuk tanaman pribadi di rumah, tanaman yang ada di tamantaman kota dan di sepanjang jalan trotoar serta tanaman- tanaman  yang  dibuat  usaha  budidaya.  Penyiraman  tanaman  tersebut  merupakan  salah  satu pekerjaan yang monoton dan rutin serta biasanya pekerjaan ini dilakukan secara manual dengan membayar  seorang  pegawai  untuk  melakukan  penyiraman  pada  waktu-waktu  tertentu.  Oleh sebab  itu,  dibuat  alat  penyiraman  otomatis  dengan  kendali  manusia  dikontrol  melalui  ponsel pintar.  Dengan  alat  ini  diharapkan  dapat  bekerja  dengan  area  penyiraman  kecil  (seperti  taman rumah)  ataupun  skala  besar  (area  persawahan  modern  dengan  rumah  kaca).  Karena  banyak masyarakat  pedesaan  yang  jauh  dari  teknologi  masih  melakukan  penyiraman  secara  manual dengan  mengandalkan  aliran  air  dari  waduk  maupun  hujan  sehingga  tanaman  petani  kualitas buruk akibat masalah air dan dapat jadi gagal panen.
Salah  satu  cara  untuk  mengatasi  permasalahan  ini  yaitu  dengan  menggunakan  sistem penyiram air pada lahan pertanian dengan sensor kelembaban dan berbasis IOT. Yang nantinya kelembaban  tanah  dari  lahan  tersebut  akan  terpantau  di  android  petani,  sehingga  petani  tidak perlu datang secara rutin ke lahan pertaniannya untuk menyiram tanaman yang ditanam. Sensor kelembaban  akan  bekerja  ketika  standart  kelembaban  dari  tanah  tersebut  dirasa  kurang,  saat sensor  kelembaban  memberikan  sinyal  disitulah  mikrokontroler  mulai  membaca  sensor  dan megaktifkan sensor water pump untuk mengalirkan air ke tanah yang kelembabannya kurang.

## 1.1 Tinjauan Pustaka
Penelitian  pertama  yang  berjudul  Prototype  Penyiraman  Tanaman  Otomatis  dengan Sensor  Kelembaban  Tanah  Berbasis  ATMega328.  Jurnal  tersebut  berisi  penjelasan  mengenai system  penyiraman  tanaman  otomatis  menggunakan  sensor  kelembaban Soil  Moisture  YL-69 sebagai pendeteksi kelembaban tanah yang digunakan sebagai media tanam, sensor suhu LM35 sebagai  pendeteksi  suhu  daerah  sekitar  tanaman  yang  akan  disiram,  dan  ultrasonik  HC-SR04 sebagai pendeteksi tinggi air yang berada ditempat penampungan air, sehingga nantinya tinggi air dalam penampungan akan ditampilkan ke dalam LCD yang berukuran 16x2. Kontrol utama
dan  output  utama  menggunakan  mikrokontroler  ATMega328, waterpump untuk  mengalirkan air, dan LCD 16x2.[1]
Sistem  Penyiram  Tanaman  Otomatis  dengan  Pemantauan  dan  Notifikasi  melalui IOT.  Penelitian  ini  membahas  mengenai  alat  penyiram  otomatis  berdasarkan  tingkat kelembaban air dalam tanah sebesar 30%-35%, berfungsi untuk mengendalikan dan mengawasi kelembaban  air  pada  tanah  dengan  memperhatikan  volume  air  yang  dibutuhkan  oleh  tanaman dan  persentasenya  ditampilkan  pada  platform  IOT.  Data  persentase  kelembaban  ditampilkan dalam  bentuk  garfik  menggunakan  IOT ThingSpeak dan Blynk  Apps difungsikan  untuk memberikan  notifikasi  ke  smartphone  user  ketika  alat  berada  pada  status  aktif  atau  non- aktif.[10]
Penelitian  Perancangan  Sistem  Pertanian  Cerdas  Penyiram  Tanaman  Berbasis Soil Moisture Sensor  Menggunakan  Aplikasi  Pemrograman  Mikrokontroler  Arduino  IDE  1.8.9 menjelaskan  bahwa sistem  ini  dirancang  untuk  memonitor secara  realtime  tingkat  kelembaban tanah  di  sekitar  daerah  pertanian,  ketika  tingkat  kelembaban  tidak  sesuai  mikrokontroler  akan mengirim sinyal untuk mengaktifkan pompa air secara otomatis aga dapat segera menyiram area lahan pertanian yang memiliki kadar kelembaban yang tidak sesuai dengan kebutuhan. Peneliti juga memberikan saran untuk melakukan penelitian dengan pengembangan yang lain.[6]
Selanjutnya,  pada  penelitian  Rancang  Bangun  Alat  Pengontrol  Penyiram  Tanaman Otomatis  Mengunakan  Sensor  Kelembaban  Tanah  di  Area  Pertanian.  Jurnal  ini  membahas mengenai  alat  pengontrol  penyiram  tanaman  bayam  menggunakan Arduino  Uno dan  sensor kelembaban tanah untuk mendeteksi kadar kelembaban tanah. Alat tersebut terdiri dari Arduino Uno sebagai otak pergerakan alat, sensor kelembaban tanah untuk mengambil data tanaman, dan Ethernet  Shield yang  digunakan  sebagai  sistem  monitoring  berbasis  website  untuk memperlihatkan hasil data yang telah didapatkan pada alat.[3]
Pada  penelitian  kelima  pada  jurnal  Teknik  Elektro  dan  Komputer  dengan  judul “Rancang  Bangun  Penyiram  Tanaman  Berbasis  Arduino  Uno  Menggunakan  Sensor Kelembaban  YL-39  dan  YL-69”.  Jurnal  ini  membahas  mengenai  perancangan  alat  penyiram tanama  otomatis  menggunakan  sensor  kelembaban  tanah  YL-69  yang  dikendalikan  oleh Arduino Uno dan diinstruksikan ke android untuk menampilkan tanah sesuai dengan pH tanah. Alat  ini  beroperasi  sesuai  dengan  data  inputan  sensor  kelembaban  tanah  dan Arduino  Uno  R3 sebagai  otak  program,  lalu  android  untuk  menerima  hasil  kelembaban  tanag  berdasarkan  pH tanah  yang  sudah  diset.  Alat  pada  penelitian  ini  juga  terdapat  RTC  yang  digunakan  untuk pengatur  waktu  jam  dan  tanggan  pada  alat  dan  terdapat Bluetooth sebagai  penerima  data kelembaban dalam bentuk nilai pada Android .[4]
Berdasarkan  penelitian  sebelumnya  berbagai  jenis  sensor  kelembaban  dan  metode yang  digunakan  telah  banyak  dilakukan  pada  berbagai  penelitian  dengan  diimplementasikan pada  pembahasan  yang  berbeda.  Maka  pada  penelitian  ini  akan  membahas  tentang  Sistem Penyiraman Tanaman Pakcoy Berbasis IOT dengan menggunakan jenis mikrokontroler Wemos D1  R1,  sensor Capacitive  Soil  Moisture V1.2  dan  objek  penelitian  tanaman  pakcoy  yang nantinya  akan  dimonitoring  secara  real  time  dalam  bentuk  grafik  pada  aplikasi  Blynk  di Android.

## 2. Metode Penelitian
2.1 Tahapan penelitian ini dilakukan menggunakan metode Waterfall, sebagai berikut :
a) Requirement Analisis
Tahap ini pengembang sistem diperlukan komunikasi yang bertujuan untuk memahami perangkat lunak yang diharapkan oleh pengguna dan batasan perangkat lunak tersebut. Informasi ini biasanya dapat diperoleh melalui wawancara, diskusi atau survei langsung. Informasi dianalisis untuk mendapatkan data yang dibutuhkan oleh pengguna.
b) System Design
Spesifikasi kebutuhan dari tahap sebelumnya akan dipelajari dalam fase ini dan desain sistem  disiapkan.  Desain  Sistem  membantu  dalam  menentukan  perangkat keras(hardware)  dan  sistem  persyaratan  dan  juga  membantu  dalam  mendefinisikan arsitektur sistem secara keseluruhan.
c) Implementation
Pada tahap ini, sistem pertama  kali dikembangkan di program  kecil yang disebut unit, yang  terintegrasi  dalam  tahap  selanjutnya.  Setiap  unit  dikembangkan  dan  diuji  untuk fungsionalitas yang disebut sebagai unit testing.
d) Integration & Testing
Seluruh  unit  yang  dikembangkan  dalam  tahap  implementasi  diintegrasikan  ke  dalam sistem setelah pengujian yang dilakukan masing-masing unit. Setelah integrasi seluruh sistem diuji untuk mengecek  setiap kegagalan maupun kesalahan.
e) Operation & Maintenance
Tahap akhir dalam model waterfall. Perangkat lunak yang  sudah  jadi,  dijalankan  serta dilakukan    pemeliharaan. Pemeliharaan termasuk  dalam  memperbaiki    kesalahan  yang tidak  ditemukan  pada  langkah  sebelumnya.  Perbaikan  implementasi  unit  sistem  dan peningkatan jasa sistem sebagai kebutuhan baru.
Gambar 2.1 Metode Waterfall
3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Perancangan
3.1.1 Blok Diagram
Gambar  3.1  dapat  dijelaskan  bahwa Capacitive  Soil  Moisture  Sensor merupakan inputan yang berfungsi untuk menghitung kelembaban tanah pada media tanam tanaman pakcoy dalam  satu  hari  sesuai  dengan  kelembaban  yang  sudah  ditentukan.  Ketika Capacitive  Soil Moisture Sensor mendeteksi kelembaban tanah kurang dari 60% atau menujukkan angka lebih dari 500 RPH, maka sensor akan mengirim sinyal inputan ke Wemos D1 R1 yang selanjutnya akan  mengaktifkan  relay  dan  led,  sekaligus  menyalakan  pompa  air  untuk  mengalirkan  air  ke media tanam sampai sensor kelembaban menunjukkan indikator 70% atau menampilkan angka antara 400 – 500 RPH. Ketika indikator kelembaban menunjukkan angka 70% maka Wemos D1 R1  akan  menonaktifkan  relay  dan  led,  sekaligus  pompa  akan  mati  dan  air  akan  berhenti mengalir.  Pada  outputan  BLYNK  sendiri,  difungsikan  untuk  memonitoring  grafik  kelembaban secara  real  time  serta  memberikan  notifikasi  melalu  LCD  BLYNK  saat  terjadinya  penyiraman dan status kelembaban yang terkoneksi dengan alat melalui WIFI.

## Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

## 3.2 Pengujian Sistem
Pengujian sistem penyiraman otomatis pada tanama pakcoy berbasis IOT ini dilakukan untuk  mengetahui  apakah  alat  bekerja  sesuai  apa  yang  diinginkan  atau  tidak.  Pengujian  ini antara lain menguji Relay yang menggerakkan Water Pump yang bekerja sebagai kran otomatis, Capacitive Soil Moisture Sensor yang berfungsi sebagai pengukur kelembaban tanah, Aplikasi Blynk pada Android untuk menampilkan informasi dari data yang diukur pada tanaman pakcoy.

## 3.2.1 Ketika Pertama Kali Menyala
Gambar 3.2 Pembacaan Kelembaban Tanah
Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa Capacitive Soil Moisture Sensor berjalan sesuai yang diinginkan.
Capacitive Soil Moisture Sensor
Water Pump Power Supply Wemos D1 R1 Blynk on Android Relay LED

## 3.2.2 Ketika Kondisi Kelembaban Tanah Kering
Gambar 3.3 Ketika Kelemban Tanah Berstatus Kering
Mendeteksi  kelembaban  tanah  pada tanaman  pakcoy  dengan  benar. Jika  kelembaban tanah lebih dari 500 adalah data pin tegangan analog yang sudah diubah menjadi data desimal oleh  prosessor  wemos.  Jika  dijadikan  ke  persentase  maka  akan  diperoleh  nilai  kelembaban sebagai berikut:
Hum   =(100-(a0*0.0977)); =(100-(500 x 0.0977)) = 51,15%
Jadi  alat  akan  menyiram  tanaman  pakcoy  jika  kelembaban  tanahnya  menunjukkan angka di atas 51,15%.
Gambar 3.4 Informasi Ketika Berstatus Kering
Ketika  kelembaban  tanah  dalam  keadaan  kering,  maka  blynk  akan  menampilkan grafik kelembaban secara realtime dan menampilkan  pesan “KONDISI KERING, PUMP ON” dan menghitung keluarnya air selama 10 detik, sedangkan pompa akan menyala mengeluarkan air.

## 3.2.3 Ketika Kondisi Kelembaban Tanah Normal
Gambar 3.1 Ketika Berstatus Normal
Untuk  kelembaban  tanah  normal,  sensor  kelembaban  akan  mendeteksi  ketika kelembaban tanah mencapai angka lebih dari 400 atau kurang dari 500. Jika kelembaban tanah menunjukkan angka 450 maka persentasenya akan diperoleh nilai kelembaban sebagai berikut:
Hum  =(100-(a0*0.0977)); =(100-(450 x 0.0977)) = 56,04%
Jadi  alat  akan  berhenti  menyiram  tanaman  pakcoy  jika  kelembaban  tanahnya menunjukkan angka 56,04%.
Gambar 3.2 Informasi Ketika Berstatus Normal pada Blynk
Ketika  kelembaban  tanah  menunjukkan  Normal,  maka  blynk    akan  menampilkan grafik  kelembaban  secara  realtime  dan  menampilkan    pesan  “KONDISI  NORMAL,  PUMP OFF”,  sedangkan  pompa  tidak  akan  bekerja  mengeluarkan  air  hinga  kondisi  kelembaban kembali kering di angka lebih dari 500.

## 3.2.4 Ketika Kondisi Kelembaban Tanah Basah
Gambar 4.3 Ketika Berstatus Basah
Untuk  kelembaban  tanah  basah,  sensor  kelembaban  akan  mendeteksi  ketika kelembaban tanah mencapai angka kurang dari 40. Jika kelembaban tanah menunjukkan angka 400 maka persentasenya akan diperoleh nilai kelembaban sebagai berikut:
Hum  =(100-(a0*0.0977)); =(100-(400 x 0.0977)) = 60,92%
Jadi  alat  akan  tetap  berhenti  menyiram  tanaman  pakcoy  jika  kelembaban  tanahnya menunjukkan angka 60,92%.
Gambar 4.4 Informasi Ketika Pemakaian Mencapai Batas
Ketika kelembaban tanah menunjukkan Basah, maka blynk akan menampilkan grafik kelembaban  secara  realtime  dan  menampilkan    pesan  “KONDISI  BASAH,  PUMP  OFF”, sedangkan  pompa  tidak  akan  bekerja  mengeluarkan  air  hinga  kondisi  kelembaban  kembali kering di angka lebih dari 500.

## 4. Kesimpulan
Alat  Penyiram  Tanaman  Pakcoy  Berbasis  IOT  ini  akan  bekerja  menyiram  secara otomatis  ketika  kelembaban  tanah  pada  tanaman  pakcoy  bernilai  lebih  dari  51,15%  atau berstatus  kering.    Alat  ini  dapat  memonitoring  secara  real  time  kelembaban  tanah  dan  proses penyiraman tanaman otomatis bagi tanaman pakcoy tanpa perlu berada di area tanam. Alat ini dapat  membantu  meringankan  kinerja  petani  yang  sebelumnya  setiap  hari  harus  menyiram tanaman  secara  manual.  Petani  akan  lebih  menghemat  pengeluaran air  dan tenaga,  karena alat ini  bisa  dipantau  di  rumah.  Segi  waktu  petani  akan  dapat  mengalihkan  waktunya  yang sebelumnya  digunakan  untuk  menyiram  tanaman  pakcoy  secara  manual  sekarang  dapat digunakan untuk pemupukan atau yang lainnya.

## Referensi
[1]    Affan  B,  Eko  W.  Prototype  Penyiram  Tanaman  Otomatis  dengan  Sensor  Kelembaban Tanah Berbasis Atmega 328. Jurnal JE-Unisla . 2017; 2(1): 5 – 10.
[2] Agus  MK,  Danang  E,  Yudo  BU.  Sistem  Kendali  Suhu  Dan  Kelembaban  Pada GreenhouseTanaman Sawi Berbasis IoT . Jurnal Generation . 2018; 3(2): 37 – 46.
[3] Deddy  P,  Amelia  Y,  Andi  WP.  Rancang  Bangun  Alat  Pengontrol  Penyiram  Tanaman Otomatis  Menggunakan  Sensor  Kelembaban  Tanah  Di  Area  Pertanian. Jurnal  Resti . 2018; 2(3), 807 – 812.
[4] Erricson  ZK,  Elia  KA,  Dringhuzen  J,  Mamahit.  Rancang  Bangun  Penyiram  Tanaman Berbasis  Arduino  Uno  Menggunakan  Sensor  Kelembaban  YL-39  Dan  YL-69. Jurnal Teknik Elektro dan Komputer . 2018; 7(3): 267 – 276.
[5] La Sarido, Junia. Uji Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Pakcoy (Brassica rapa L.) dengan Pemberian Pupuk Organik Cair pada System Hidroponik . Jurnal AGRIFOR . 2017; 16(1): 65 – 74.
[6] Muhayat.  Perancangan  Sistem  Pertanian  Cerdas  Penyiram  Tanaman  Berbasis  Soil Moisture  Sensor  Menggunakan  Aplikasi  Pemrograman  Mickrokontroler  Arduino  IDE 1.8.9. Jurnal Chlorophyl . 2019; 12(1): 44 – 54.
[7] Sunarso.  Strategi  Pembangunan  Pertanian  yang  Visioner  dan  Integratif.  Edisi  Pertama. Yogyakarta: CV. Budi Utama. 2017
[8] Scott  P,  Carl  G,  Sjaiful  B.  Aplikasi  Policy  Analysis  Matrix  pada  Pertanian  Indonesia. Edisi Pertama. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia. 2005
[9] Wagiono,  Nurcahyo  WS.  Pengaruh  Aplikasi  Penempatan  Hidrogel  Pada  Tanah  Entisol Karawang  Terhadap  Efisiensi  Penggunaan  Air,  Hasil,  Dan  Pertumbuhan  Tanaman Pakchoy (Brassica-rapa L.). Jurnal Argotek Indonesia . 2017; 2(2): 93 – 97.
[10]  Waworundeng,  Jacqueline  M.S,  Novian  CS,  Robert  RY.  Sistem  Penyiram  Tanaman Otomatis  dengan    Pemantauan  dan  Notifikasi  melalui  IoT. Jurnal  Cogito  Smart .  2018; 4(2): 316 – 326.