Vol. 12 No. 3, pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062              http://dx.doi.org/10.23960/jitet.v12i3.5146

## RANCANG BANGUN PURWARUPA
SISTEM

## MONITORING  DAN  KONTROL  BERBASIS  ARDUINO UNO UNTUK IRIGASI SAWAH PADA TANAMAN PADI
Raranta Asmara 1* , Syafarudin 2 , Paniran 3 1,2,3 Universitas Negeri Mataram; Jl. Majapahit No.62, Gomong, Kec. Selaparang, Kota Mataram, Nusa Tenggara Barat
Received: 21 Juli 2024 Accepted: 31 Juli 2024 Published: 7 Agustus 2024
Keywords: Arduino Uno; Sistem Irigasi; Budidaya Padi.
Correspondent Email: rarantaasmara17@gmail.c om.
Abstrak. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  dan  menguji  sebuah prototype sistem irigasi otomatis berbasis Arduino Uno untuk tanaman padi guna  meningkatkan  efisiensi  penggunaan  air  dan  produktivitas  pertanian. Metode  penelitian  melibatkan  perancangan  perangkat  keras  dan  perangkat lunak,  kalibrasi,  serta  pengujian  komponen  utama  seperti  sensor  ultrasonik, pompa air, dan motor DC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem irigasi otomatis  yang  dirancang  dapat  berfungsi  dengan  baik,  dengan  persentase kesalahan  sensor  ultrasonik  sebesar  2,12%,  tegangan  dan  arus  panel  surya yang fluktuatif namun optimal pada siang hari, serta performa motor DC yang konsisten  dalam  membuka  dan  menutup  pintu  air.  Kontribusi  penelitian  ini adalah  menyediakan  solusi  irigasi  yang  lebih  efisien  dan  otomatis  untuk petani, yang dapat mengoptimalkan penggunaan air dan meningkatkan hasil panen padi di Indonesia.
Abstract. This  research  aims  to  design  and  test  a  prototype  of  an  Arduino Uno-based  automatic  irrigation  system  for  rice  plants  to  enhance  water  use efficiency  and  agricultural  productivity.  The  research  methods  involve  the design of hardware and software, calibration, and testing of key components such  as  ultrasonic  sensors,  water  pumps,  and  DC  motors.  The  research findings indicate that the designed automatic irrigation system functions well, with an ultrasonic sensor error rate of 2.12%, fluctuating but optimal voltage and current from the solar panels during the day, and consistent performance of  the  DC  motor  in  opening  and  closing  the  water  gates.  This  research contributes to providing a more efficient and automated irrigation solution for farmers, optimizing water usage, and increasing rice yields in Indonesia.

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia  adalah  negara  yang  memiliki wilayah  dengan  tanah  subur  untuk  pertanian, sehingga  dikenal  sebagai  salah  satu  produsen padi  terbesar  di  dunia  [1].  Padi  merupakan tanaman pangan yang sangat vital bagi sebagian besar  masyarakat  Indonesia  dalam  kehidupan sehari-hari  [2].  Konsumsi  padi  di  Indonesia terus  meningkat  dari  tahun  ke  tahun, mendorong  para  petani  untuk  meningkatkan produksi mereka [3].
Meskipun  produksi  padi  di  Indonesia melimpah,  para  petani  sering  menghadapi kendala  yang  memengaruhi  kualitas  dan kuantitas  hasil  panen  [4].  Faktor  lingkungan seperti  kekeringan  dan  kelebihan  air  selama musim hujan dapat menurunkan hasil panen [5]. Untuk mengatasi masalah ini, diperlukan sistem pengairan  yang  efisien  di  sawah  [6].  Namun, teknologi  pengairan  yang  digunakan  masih bersifat konvensional dan kurang efisien dalam mengelola  penggunaan  air  secara  tepat.  Para petani  harus  memonitor  kondisi  tanah  secara
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
periodik  dan  mengairi  lahan  pertanian  sesuai dengan pengamatan pribadi mereka.
Pendekatan  ini  tidak  efisien  karena  seringkali menghasilkan  penggunaan  air  yang  berlebihan dan  tidak  sesuai  dengan  kebutuhan  tanaman, serta  dilakukan  secara  manual  yang  memakan waktu dan kurang efektif.
Untuk mengatasi permasalahan ini, dirancang  sebuah  alat  Perancangan  Prototype Sistem Irigasi Otomatis Menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno. Alat ini dilengkapi dengan sensor ultrasonik, pompa air, dan  motor  DC.  Sensor  ultrasonik  akan digunakan sebagai indikator untuk mengaktifkan pompa air untuk mengairi sawah. Melalui  penelitian  ini,  diharapkan  dapat membantu  para  petani  dalam  mengendalikan sistem irigasi secara efisien, yang pada akhirnya akan meningkatkan produksi tanaman padi.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Tanaman Padi
Tanaman  padi  (Oryza  sativa  L.)  adalah sumber  utama  beras,  makanan  pokok  bagi sebagian  besar  penduduk  dunia,  terutama  di Indonesia,  di  mana  sekitar  95%  penduduknya mengonsumsinya  [7].  Padi  melalui  empat  fase pertumbuhan  dan  terdiri  dari  bagian  vegetatif (akar, batang, daun) dan generatif (malai, bulir, daun, bunga) [8]. Tumbuh di daerah tropis/subtropis dengan curah hujan yang cukup dan  suhu  yang  sesuai,  padi  memerlukan  tanah berlempung berat atau berlapisan keras dan pH tanah  yang  netral  saat  tergenang.  Permintaan beras  terus  meningkat  seiring  bertambahnya jumlah penduduk.

## 2.2. Sistem Irigasi
Irigasi adalah penyediaan aliran air ke lahan pertanian untuk memenuhi kebutuhan tanaman, penting  dalam  menunjang  pertanian  yang  arif dan berkelanjutan [9]. Berdasarkan PP 20/2006, irigasi  mencakup  penyediaan,  pengaturan,  dan pembuangan  air  untuk  pertanian,  dengan penentuan  volume  air  per  satuan  waktu  sesuai kebutuhan.  Jenis  irigasi  antara  lain  irigasi permukaan,  yang  menyalurkan  air  dari sumbernya ke lahan pertanian melalui pipa atau selang dengan gravitasi; irigasi bawah permukaan, yang meresapkan air ke daerah akar melalui  pipa  bawah  tanah;  irigasi  pencaran,
yang  menggunakan  pipa  dengan alat  pencurah untuk  memancarkan  air  seperti  hujan;  irigasi tradisional  dengan  ember,  yang  dilakukan secara  manual  oleh  petani;  irigasi  pompa  air, yang  mengambil  air  dari  sumur  dalam menggunakan  pompa; dan  irigasi tanah  kering dengan terasisasi, seperti irigasi tetes dan curah yang digunakan di daerah kering.

## 2.3. Arduino Uno
Arduino Uno adalah sebuah mikrokontroller berbasis ATmega328, seperti yang terlihat pada gambar  Arduino  UNO  memiliki  14  pin  digital IO  (Input/Output),  6  pin  diantaranya  dapat digunakan sebagai output PWM dan memiliki 6 pin input analog. [10]
Arduino UNO menggunakan mikrokontroller  yang  dikontrol  secara  penuh oleh mikroprosesor ATMega328,
mikroprosesor  yang  digunakan  ini  sudah dilengkapi  dengan  converter  sinyal  analog  ke digital  (ADC)  sehingga  tidak  diperlukan penambahan  ADC  eksternal.  Arduino  UNO dapat  disuplai  melalui  koneksi  USB  atau dengan sebuah power suplai eksternal dan dapat dipilih  secara  otomatis.  Suplai  tegangan eksternal  (non-USB)  diperoleh  dari  tegangan masukan  adaptor  DC  dengan  range  minimal 6~20 VDC ataupun baterai. Selain itu Arduino UNO dapat disuplai melalui pin Vin sebesar 5V sebagai pengganti daya dari USB maupun dari power suplai. [11]

## 2.4. Arduino IDE
IDE  adalah  singkatan  dari  Integrated Development Environment yang artinya adalah perangkat lunak resmi yang diperkenalkan oleh Arduino.cc,  yang  terutama  digunakan  untuk mengedit, menyusun, dan mengunggah kode di perangkat  Arduino  [12].  Arduino  IDE  sering digunakan untuk mendesain perangkat elektronika seperti kontrol robotik  dan menggunakan bahasa pemrograman c++.
Arduino  IDE  di  definisikan  sebagai perangkat  lunak  open  source  yang  terutama digunakan  untuk  menulis  dan  menyusun  kode modul  Arduino.  Penulisan  kode  di  perangkat lunak ini sangat mudah untuk dipelajari bahkan orang  awam  yang  belum  mengerti  kode sekalipun.  Perangkat lunak ini mudah berjalan di  sistem  operasi  seperti  mac,  windows,  linux dan platform java yang hadir dengan fungsi dan
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
perintah  bawaan  yang  memainkan  peran penting  untuk  debugging,  pengeditan,  dan penyusunan kode program.

## 2.5. Motor DC
Motor  Listrik  DC  atau  DC  Motor  adalah suatu  perangkat  yang  mengubah  energi  listrik menjadi  energi  kinetik  atau  gerakan  (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus  Searah.  Seperti  namanya,  DC  Motor memiliki  dua  terminal  dan  memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk  dapat  menggerakannya.  Motor  Listrik DC  ini  biasanya  digunakan  pada  perangkat- perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan  sumber  listrik  DC  seperti Vibrator  Ponsel,  Kipas  DC  dan  Bor  Listrik DC.[13]

## 2.6. Pompa Air
Pompa adalah mesin mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan dari dataran rendah  ke  dataran  tinggi  atau  mengalirkan cairan  dari  daerah  bertekanan  rendah  ke bertekanan  tinggi,  serta  mempercepat  aliran dalam sistem perpipaan [14]. Ini dicapai dengan menciptakan  tekanan  rendah  pada  sisi  masuk (suction)  dan  tekanan  tinggi  pada  sisi  keluar (discharge).  Pompa  juga  digunakan  dalam proses  yang  memerlukan  tekanan  hidraulik tinggi,  seperti  pada  peralatan  berat,  di  mana fluida  diisap  dari  kedalaman  tertentu  dan didorong ke ketinggian yang diinginkan.

## 2.7. Relay
Relay  adalah  suatu  peranti  yang  bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau  sebuah  saklar  elektronis  yang  dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan  memanfaatkan  tenaga  listrik  sebagai sumber  energinya  Kontaktor  akan  tertutup (menyala)  atau  terbuka  (mati)  karena  efek induksi  magnet  yang  dihasilkan  kumparan (induktor)  ketika  dialiri  arus  listrik  Berbeda dengan  saklar,  pergerakan  kontaktor  (on  atau off)  dilakukan  manual  tanpa  perlu  arus listrik.[15]

## 2.8. Sensor Ultra Sonic
Sensor  Ultra  Sonic merupakan  sensor  yang menggunakan gelombang ultrasonik.
Gelombang  ultrasonik  yaitu  gelombang  yang umum digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu  benda  dengan  memperkirakan  jarak antara  sensor  dan  benda  tersebut  [16].  Sensor ini  berfungsi  untuk  mengubah  besaran  fisis (bunyi)  menjadi  besaran  listrik  begitu  pula sebaliknya.  Gelombang  ultrasonik  memiliki frekuensi  sebesar  20.000  Hz.  Bunyi  tersebut tidak  dapat  didengar  oleh  telinga  manusia. Bunyi  tersebut  dapat  didengar  oleh  hewan tertentu  seperti  anjing,  kelelawar  dan  kucing. Bunyi  gelombang  ultrasonik  dapat  merambat melalui zat cair, padat dan gas.

## 2.9. Solar Charge Controller
Solar  Charge  Controller adalah  salah  satu komponen  di  dalam  sistem  pembangkit  listrik tenaga  surya  yang  berfungsi  sebagai  pengatur arus listrik terhadap arus yang masuk dari Panel Surya  maupun  arus  beban  keluar  atau digunakan [17]. Bekerja untuk menjaga baterai dari  pengisian  yang  berlebihan. Solar  Charge Controller mengatur  tegangan  dan  arus  dari panel surya ke baterai. Saat tegangan pengisian di baterai telah mencapai keadaan penuh, maka controller akan menghentikan arus listrik yang masuk  kedalam  baterai  untuk  mencegah pengisian  yang  berlebihan  Saat  tegangan  di baterai  dalam  keadaan  hampir  kosong,  maka controller berfungsi menghentikan pengambilan arus listrik dari baterai oleh beban.

## 2.10. Baterai
Baterai merupakan alat yang terdapat dua sel elektronika  yang  bisa  merubah  energi  kimia menjadi  energi  listrik[18].  Baterai  berfungsi sebagai penyimpan energi listrik yang didapatkan  dari  panel  surya,  dan  sebaliknya memanfaatkan  energi  listrik  yang  tersimpan tersebut  untuk  keperluan  peralatan  listrik. Baterai  memiliki  kutub  positif  dan  kutub negatif.  Kutub  positif  artinya  memiliki  energi potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif. Kutub negatif artinya sumber elektron pada      saat    disambungkan  dengan    rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi listrik ke beban.
2.11. Panel Surya
Panel surya adalah perangkat yang memanfaatkan  sinar  matahari  sebagai  sumber
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
energi  listrik[19].  Energi  yang  dihasilkan bergantung  pada  panas  sinar  matahari  dan tegangan  panel  surya,  dengan  tegangan berbeda-beda  sesuai  kebutuhan  energi  listrik. Sel surya berfungsi maksimal saat cuaca cerah dan  sinar  matahari  cukup,  namun  kinerjanya menurun saat cuaca berubah-ubah.

## 3. METODE PENELITIAN
Pada metode penelitian ini akan menjelaskan  bagaimana  rancangan  sebuah prototype sistem monitoring dan kontrol irigasi tanaman padi berbasis Arduino Uno. Prototype yang  akan  dirancang  menggunakan  modul Arduino  Uno,  panel  surya  50Wp  sebagai sumber  tegangan  yang  akan  aki  12V.  pada perancangan ini akan menggunakan satu sensor HC-SR04  untuk  mengatur  ketinggian  air, pompa untuk memasukan air sawah dan motor dc untuk membuka pintu air untuk mengeluarkan air sawah.

## 3.1. Tahapan Penelitian
Untuk  melakukan  penelitian  irigasi  pada tanaman padi ini dibuat dalam beberapa tahapan penelitian untuk mempermudah
pengerjaanpenelitian,
Adapun
langkah penelitian sebagai berikut:
Pertama ,  Membuat  konsep  penelitian pengontroln dan monitoring kelembaban tanah pada sistem irigasi tanaman padi.
Kedua ,  Melakukan  studi  pustaka  terkait penelitian  yang  sudah  terkonsepkan  baik melalui  buku-buku,  jurnal  penelitian  ,  karya ilmiah, laporan akhir, skripsi dan internet.
Ketiga , Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam proses penelitian.
Keempat ,  Melakukan  perancangan  dan pembuatan  perangkat  keras  ( hardware )  sesuai konsep yang telah dibuat.
Kelima ,  Melakukan  pengujian  terhadap program sistem yang dibuat, jika tidak berhasil maka  dilakukan  evaluasi  dan  perbaikan,  jika berhasil  maka  akan  dilanjutkan  ke  tahap selanjutnya
Terakhir , Setelah semua rangkaian prosedur telah  dilakukan  maka  bagian  terakhir  ada melakukan pengujian sistem.
3.2. Alat dan Bahan Penelitian Penelitian  ini  menggunakan  berbagai  alat dan bahan, yaitu: laptop, Arduino Nano, panel surya 50Wp, sensor HC-SR04, aki 12V, pompa
DC, relay 5V, selang, kabel jumper, solder, box panel, timah, wadah alat, SCC, dan LCD.

## 3.3. Perancangan Sistem
Secara  umum  gambar  Blok  Diagram  pada rancangan  perangkat  keras  dapat  dilihat  pada gambar 1 dibawah ini:
Gambar 1. Blok Diagram Perancangan Sistem Kontrol Irigasi Tanaman Padi
Gambar 2. Wiring Diagram Sistem Kontrol
Pada  Gambar  2  menunjukkan  wiring diagram  perancangan  perangkat  keras  dari sistem kontrol irigasi tanaman padi menggunakan Arduino uno sebagai
Mikrokontrolernya.

## 3.4. Perancangan Sistem Irigasi
Perancangan  Sistem  Irigasi  tanaman  padi dapat dilihat pada gambar 3 berikut ini:
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
Raranta  dkk

## Gambar 3 Perancangan Sistem Irigasi
Tanaman Padi
Pada perancangan diatas dapat dilihat bahwa sistem  irigasi  tetes  menggunakan  panel  surya, aki  dan  SCC  sebagai  sumber  tegangan  yang terdapat pada panel box. Pada perancangan ini terdapat sebuah wadah yang digunakan sebagai miniature sawah. Dimana pada wadah tersebut terdapat sebuah sensor utrasonik HCSR04 yang digunakan untuk mengukur  dan ketinggian air pada wadah. Ketika ketinggian air di bawah 10 cm,  pompa  air  aktif  untuk  menambah  volume air, dan pintu air tetap tertutup untuk mencegah kehilangan  air.  Sebaliknya,  ketika  ketinggian air  melebihi  10  cm,  pintu  air  terbuka  untuk membuang  kelebihan  air,  sementara  pompa berhenti  beroperasi.  Sistem  ini  memastikan bahwa ketinggian air tetap dalam rentang yang diinginkan  dengan  memanfaatkan  kontrol otomatis.
Hal ini menghindari masalah kekurangan atau  kelebihan  air,  dan  mengoptimalkan penggunaan  sumber  daya.  Dengan  pengaturan ini, sistem mampu menjaga kondisi sawah yang ideal untuk pertumbuhan tanaman dan efisiensi penggunaan energi.

## 3.5.  Diagram  Alir  Sistem  Kontrol  dan Monitoring

## Gambar 4 diagram Alir Sistem Kontrol

## 3.6. Pemberian Pupuk Tanaman Padi
Berikut  ini  adalah  tabel  jadwal  pemberian pupuk dan jenis pupuk yang akan diberikan oleh petani  untuk  diberikan  pada  tanaman  padi. Yang  dimulai  dari  hari  ke  10  sampai  dengan hari  ke  30  setelah  tanam.  Dan  pemberian pemberitahuan penjadwalan pupuk akan muncul  1  hari  sebelum  hari  pemupukan  agar petani  sudah  menyiapkan  kebutuhan  untuk melakukan pemupukan pada tanaman padi
Tabel 1. Jadwal Pemberian Pupuk Tanaman
Padi Jadwal Pemberian Pupuk Tanaman Padi Jenis Pupuk yg Diberikan Satu hari sebelum tanam SP36 Hari ke-7 setelah tanam Pupuk organik Hari ke-14 setelah tanam Pupuk Urea dan Pupuk Kcl Hari ke-25 setelah tanam Pupuk Urea
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
Hari ke-30 setelah tanam Pupuk Urea dan Pupuk KCL 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Rancang Bangun Sistem

## Monitoring dan Kontrol Irigasi Otomatis Tanaman Padi Berbasis Arduino Uno
Sistem  monitoring  dan  kontrol  irigasi otomatis  tanaman  padi  berbasis  Arduino  Uno dirancang  untuk  mengoptimalkan  penggunaan air  dan  meningkatkan  efisiensi  irigasi  dengan memanfaatkan  sensor  kelembaban  tanah, pompa  air,  dan  relai  yang  dikendalikan  oleh Arduino.  Sensor  kelembaban  tanah  mengukur kadar  kelembaban  dan  mengirim  data  ke Arduino, yang kemudian mengaktifkan pompa air  jika  kadar  kelembaban  di  bawah  ambang batas.

## 4.1.1. Hasil Perancangan
Hasil perancangan sistem keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 5 dibawah ini:
Gambar 5. Hasil Perancangan Sistem Irigasi Tetes
Pada gambar diatas dapat dilihat sistem telah selesai dirancang menggunakan sebuah
miniatur sawah berukuran 50cm x 50cm x 30cm sdan beberapa bagian utama yaitu sistem panel surya dan sistem kontrol irigasi.
Pada sistem panel surya terdapat panel surya sebagai  alat  pengubah  energi  cahaya  matahari menjadi  energi  listrik  yang  digunakan  untuk mengaktifkan  alat  sekalian  mengisi  energi listrik pada aki.  Aki berfungsi untuk menyimpan  energi  listrik  dan  akan  digunakan ketika  panel  surya  tidak  mendapatkan  energi cahaya  matahari  lagi.  Panel  surya  dan  aki dikontrol  oleh  solar  charge  control  yang terdapat pada panel box agar dapat mengkontrol energi  listrik  yang  masuk  ke  aki  dan didistribusikan dengan baik pada beban.
Pada sistem kontrol terdapat mikroontroller dan sensor yang digunakan untuk menjakankan masing-masing  fungsingnya.  Pada  sistem kontrol ini mengatur pengisian miniature sawah menggunakan sensor HCSR-04 sebagai pembaca  ketinggian  air  pada  sawah.  Ketika sensor HCSR-04 membaca nilai ketinggian air kurang  dari  10Cm,  maka  sistem  kontrol  akan mengaktifkan  pompa  untuk  mengisi  air  pada sawah dan pompa  akan mati saat sensor HCSR- 04 membaca ketinggian air sudah mencapai 10 Cm,  dan  apabila  sensor  HCSR-04  membaca ketinggian  air  lebih  dari  10  cm,  maka  sistem kontrol  akan  mengaktifkan  motor  DC  untuk membuka  pintu  pembuangan  air  sawah  dan Motor  akan  aktif  lagi  untuk  menutup  Pintu ketika  sensor  HCSR-04  membaca  ketinggian air sudah 10 Cm. Semua data yang didapatkan akan  ditampilkan  pada  sistem  monitoring seperti  pompa  ON/OFF,  motor  DC  ON/OFF, dan nilai ketinggian air.
Pada  sistem  monitoring  ini  menggunakan Arduino  uno  sebagai  mikrokontroler  dan menggunakan  LCD  20X4.  Sistem  monitoring mengamati  kondisi  ketinggian  air,  pompa  dan juga  motor  DC.  Data  yang  dimunculkan  pada LCD20x4 dapat dilihat pada gambar 6 di bawah ini:
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
Raranta  dkk

## Gambar 6. Sistem Monitoring LCD16x2

## 4.2. Kalibrasi Dan Pengujian
Kalibrasi  dan  pengujian  dilakukan  dengan tujuan untuk mengetahui hasil dari perancangan yang  telah  dibuat  pada  bab  sebelumnya. Apakah sistem dapat bekerja dengan baik sesuai dengan  perancangan  atau  tidak.  Proses pengujian  dilakukan  pada  masing-masing bagian agar mempermudah dalam menganalisa kesalahan, serta memperbaiki untuk kesempurnaannya.

## 4.2.1. Kalibrasi Sensor Ultrasonic
Hasil pengujian sensor ultrasonic bisa dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik
N o. Pengukuran (cm) Selisih Penguku ran (cm) Persent
ase
Kesalah an
Manu
al Ultraso nik 1. 5 5.1 0.1 2% 2. 10 10.3 0.3 3% 3. 15 14.7 0.3 2% 4. 20 19.6 0.4 2%
5. 25 25.4 0.4 1.6% Rata-rata kesalahan 2.12%
Pada  tabel  diatas  dapat  diliat  bahwa perbandingan  sensor  HCSR04  dengan  alat pembanding memiliki rata-rata persentase eror sebesar 2,12%. Nilai tersebut dapat dinyatakan bahwa sensor HCSR04 sudah cukup baik untuk melihat  kondisi  ketinggian  air  dikarenakan tidak  melewati  batas  toleransi  3%  untuk  nilai persentase  error.  Perbedaan  nilai  presentase pada sensor HCSR04 dengan alat pembanding dapat  disebabkan  oleh  tingkat  akurasi  sensor yang digunakan.

## 4.2.2. Pengujian Panel Surya

## Gambar 7. Pengujian Panel Surya
Pengujian  panel  surya  dilakukan  pada tanggal  10  juni  hingga  16  juni  di  Batu  Layar, Lombok  Barat.  Pada  pengujian  panel  surya  di lakukan menghadap kea rah Utara dengan sudut kemiringan 8 ° untuk mengetahui tegangan dan arus  yang  dihasilkan  dari  jam  06.00  WITA hingga jam 18.00 WITA yang dapat dilihat pada Tabel 3 dibawah ini:
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
Tabel 3. Rata-rata Tegangan dan Arus Waktu Rata-Rata Tegangan (V) Arus (A) 06.00 6,21 0,00 07.00 10,39 0,00 08.00 11,57 0,23 09.00 12,54 0,69 10.00 12,88 1,07 11.00 13,62 1,33 12.00 13,23 1,19 13.00 12,75 0,66 14.00 12,68 0,37 15.00 12,59 0,24 16.00 11,72 0,11 17.00 10,68 0,04 18.00 6,44 0,00 Gambar 8. Rata-rata Tegangan dan Arus
Dari Tabel dan Gambar  dapat dilihat bahwa tegangan  dan  arus  bernilai  fluktuatif,dimana pada jam 06.00 WITA menghasilkan 6,21V dan 0,00A.  ketika  perpindahan  jam  maka  nilai tegangan dan arus mulai meningkat hingga titik puncaknya  terdapat  pada  jam  11.00  WITA dengan  tegangan  13,62  V  dan  Arus  1,33  A. Setelah  jam  12.00  WITA  nilai  tegangan  dan arus  mulai  menurun  hingga  titik  terendahnya terdapat  pada  jam  18.00  WITA  dengan tegangan 6,44 V dan arus   0,00 A.
Hal  ini  dapat  disebabkan  oleh  beberapa faktor yaitu cuaca, dan energi cahaya matahari yang  didapatkan.  Pada  saat  jam  06.00  WITA hingga  jam  11.00  WITA  energi  cahaya matahari  terus  meningkat  hingga  puncaknya pada  jam  11.00  WITA,  setelahnya  pada  jam 12.00  WITA  hingga  jam  18.00  WITA  energi cahaya  matahari  menurun  begitu  juga  dengan nilai  tegangan  dan  arus  yang  didapatkan  oleh panel surya.

## 4.2.3. Pengujian LCD
Pengujian  ini  menggunakan  LCD16x2 dimana pin VCC LCD dihubungkan ke pin 5V Arduino  Uno,  pin  ground  dihubungkan  ke  pin
ground Arduino uno, pin SCL dihubungkan ke pin A5 arduino Uno dan pin SDA dihubungkan ke  pin  A4  Arduino  Un,  ysng  bertujuan  untuk menampilkan nilai ketinggian air sawah, status pintu, dan status pompa air. Pada program telah diatur  agar  baris  pertama  menampilkan “Ketinggian  air”,  baris  ketiga  menampilkan “Pintu  air  TUTUP/BUKA”,  baris  keempat menampilkan  “Pompa  air  ON/OFF”    Hasil pengujian  LCD  pada  sistem  ini  dapat  dilihat pada Gambar 9.
6,21
10,39 11,57 12,54 12,88 13,62 13,23 12,75 12,68 12,59 11.72 10,68 6,44 0.00 0.00 0,23 0,69 1.07 1,33 1,19 0.66 0,37 0,24 0,11 0.04 0.00 0 5 10 15 06.00 07.00 08.00 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 Teg an gan (V ) dan A rus (A) Waktu (Jam) Tegangan (V) Arus (A)
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
Raranta  dkk

## Gambar 9. Tampilan Data Pada LCD20x4

## 4.2.4. Pengujian Motor DC
Tabel 4. Pengujian Motor DC Ketinggi an (cm) Wak tu buka (s) kecepata n buka(cm /s) Wakt u tutup( s) Kecepet an tutup(cm /s) 5 1,88 2,65 1,88 2,65 10 2,20 4,54 2.20 4,54 15 3,58 4,18 3,58 4,18
Berdasarkan  tabel  diatas  dapat  dilihat tentang  sistem  pintu  memiliki  performa  yang cukup  konsisten  meskipun  ketinggian  pintu bervariasi.  Pada  ketinggian  5  cm,  waktu  yang dibutuhkan untuk membuka dan menutup pintu adalah 1,88 detik dengan kecepatan 2,65 cm/s. Ketika  ketinggian  meningkat  menjadi  10  cm, waktu  buka  dan  tutup  tetap  sama,  yaitu  2,20 detik, tetapi kecepatan meningkat menjadi 4,54 cm/s,  menunjukkan  bahwa  sistem  dapat menangani  perubahan  ketinggian  dengan efisiensi  yang  lebih  tinggi  pada  ketinggian menengah.  Namun,  pada  ketinggian  15  cm, meskipun waktu buka dan tutup tetap pada 3,58 detik, kecepatan menurun sedikit menjadi 4,18 cm/s.  Ini  mungkin  mengindikasikan  bahwa dengan  bertambahnya  ketinggian,  sistem memerlukan penyesuaian mekanis atau mengalami penurunan efisiensi. Secara keseluruhan,  data  ini  menunjukkan  bahwa sistem  pintu  berfungsi  dengan  baik  pada berbagai  ketinggian,  meskipun  ada  sedikit penurunan  dalam  kecepatan  pada  ketinggian yang lebih tinggi.

## 4.2.5. Pengujian Sistem Pengisian Sawah

## Tabel 5. Pengujian Sistem Pengisian Sawah
Ketinggian air Volume air Waktu pengisian Kecepatan pengisian pompa 5 cm 13.000 cm³ 2,36 menit 5500 cm³/min 10 cm 26.000cm³ 4,73 menit 5500 cm³/min 15 cm 39.000cm³ 7,09 menit 5500 cm³/min 20 cm 52.000cm³ 9,45 menit 5500 cm³/min
Pada  Tabel  5  diatas  dapat  dilihat  data tentang  pengujian  sistem  pengisian  wadah  air. Pada sistem ini menggunakan sensor HCSR-04 untuk  menghitung  tinggi  air  dalam  wadah  air, penelitian  ini  menunjukkan  waktu  yang diperlukan untuk mengisi sebuah bak berbentuk kotak  dengan  panjang  50  cm  dan  lebar  52  cm pada berbagai ketinggian (5 cm, 10 cm, 15 cm, dan  20  cm)  menggunakan  pompa  dengan kecepatan  pengisian  yang  konsisten  sebesar 5500  cm³  per  menit.  Dari  hasil  perhitungan, dapat dilihat bahwa waktu pengisian meningkat secara  linear  seiring  dengan  peningkatan ketinggian air dalam wadah. Pada ketinggian 5 cm,  waktu  pengisian  adalah  2,36  menit, sedangkan  pada  ketinggian  20  cm,  waktu pengisian  mencapai  9,45  menit.  Hal  ini menunjukkan bahwa dengan kecepatan pengisian  yang  tetap,  volume  air  yang  harus diisi langsung mempengaruhi durasi pengisian. Analisis ini mengindikasikan efisiensi pengisian  yang  stabil  dari  pompa  dan membantu  memperkirakan  waktu  pengisian untuk ketinggian air yang berbeda, yang sangat bermanfaat  dalam  perencanaan  pengisian  air sawah dengan kapasitas yang telah ditentukan.

## 4.2.6.  Pengujian  Sistem  Irigasi  Tanaman Padi

## Tabel 6. Pengujian Sistem Irigasi Tanaman
Padi Ketinggian air Status pompa Status pintu keterangan 0 Cm Menyala Tertutup Air di bawah 10 cm, pompa menyala 5 Cm Menyala Tertutup Air di bawah 10 cm, pompa menyala 7 Cm Menyala Tertutup Air di bawah 10 cm, pompa menyala 10 Cm Mati Tertutup Air mencapai 10 cm, pompa mati 12 Cm Mati Terbuka Air di atas 10 cm, pintu terbuka
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
15 Cm Mati Terbuka Air di atas 10 cm, pintu terbuka
Pada tabel di atas, dapat dilihat bahwa sistem irigasi otomatis berfungsi dengan efektif dalam mengatur  ketinggian  air  di  sawah.  Ketika ketinggian air di bawah 10 cm, pompa air aktif untuk menambah volume air, dan pintu air tetap tertutup  untuk  mencegah  kehilangan  air. Sebaliknya,  ketika  ketinggian  air  melebihi  10 cm,  pintu  air  terbuka  untuk  membuang kelebihan  air,  sementara  pompa  berhenti beroperasi.  Sistem  ini  memastikan  bahwa ketinggian  air  tetap  dalam  rentang  yang diinginkan  dengan  memanfaatkan  kontrol otomatis.
Hal  ini  menghindari  masalah  kekurangan atau  kelebihan  air,  dan  mengoptimalkan penggunaan  sumber  daya.  Dengan  pengaturan ini, sistem mampu menjaga kondisi sawah yang ideal untuk pertumbuhan tanaman dan efisiensi penggunaan energi.

## 5. KESIMPULAN
Dari  hasil  perancangan,  pengujian,  dan pengamatan  yang  telah  dilakukan  pada penelitian  Rancang  Bangun  Purwarupa  Sistem Monitoring dan Kontrol Berbasis Arduino Uno untuk Irigasi Sawah pada Tanaman Padi, dapat diambil kesimpulan bahwa:
1. Pada  rancangan  purwarupa  sistem monitoring dan kontrol irigasi tanaman padi  berbasis  Arduino  Uno  dapat meningkatkan  efisiensi  penyaluran  air dalam  irigasi  sawah  padi  dengan memanfaatkan sensor ultrasonik HCSR-04  untuk  mengukur  ketinggian air.  Sistem  ini  diatur  untuk  menjaga ketinggian  air  pada  level  10  cm  yang dianggap  optimal  untuk  pertumbuhan tanaman  padi.  Ketika  ketinggian  air turun  di  bawah  10  cm,  pompa  air diaktifkan  secara  otomatis  untuk mengisi  sawah.  Begitu  ketinggian  air mencapai  10  cm,  pompa  air  mati otomatis untuk mencegah genangan air berlebihan.  Selain  itu,  motor  DC digunakan  untuk  membuka  pintu pembuangan  air  ketika  ketinggian  air
melebihi  10  cm,  dan  otomatis menutupnya  ketika  air  mencapai  10 cm.  Pendekatan  ini  memastikan distribusi  air  yang  tepat  waktu  dan efisien,  sesuai  dengan  kebutuhan tanaman  padi,  dan  mengurangi pemborosan sumber daya air.
2. Pada  rancangan  purwarupa  sistem monitoring  dan  kontrol  irigasi  sawah berbasis Arduino  Uno  yang  dirancang berhasil  menyediakan  pemantauan real-time  terhadap  kondisi  irigasi melalui  tampilan  LCD,  menampilkan ketinggian  air,  status  pompa  air (ON/OFF), dan status pintu pembuangan  (ON/OFF).  Data  yang dikumpulkan  dari  sensor  ultrasonik ditampilkan secara langsung,
memberikan  visibilitas  yang  jelas terhadap  ketinggian  air  di  sawah. Pengujian  dari  pukul  06:00  hingga 18:00  menunjukkan  bahwa  sistem mampu  memberikan  informasi  yang akurat dan terkini, menjaga ketinggian air pada level optimal 10 cm. Sistem ini secara  otomatis  mengaktifkan  pompa air  ketika  ketinggian  air  di  bawah  10 cm  dan  menonaktifkannya  saat mencapai 10 cm, serta membuka pintu pembuangan ketika air melebihi 10 cm dan  menutupnya  kembali  setelah ketinggian air sesuai. Dengan kemampuan  ini,  sistem  memudahkan petani dalam mengontrol dan
memonitor  irigasi  secara  efektif, merespons  perubahan  kondisi  air dengan tepat waktu, sehingga meningkatkan  efisiensi  penggunaan sumber  daya  air  dan  mendukung pertumbuhan optimal tanaman padi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Universitas  Negeri  Mataram  yang  telah memberikan kontribusi dan dukungan terhadap penelitian ini.
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062

## DAFTAR PUSTAKA
[1] D.  Darmawan,  V.  Genua,  S.  Kristianto, Murdaningsih,  dan  J.  I.  B.  Hutubessy, Tanaman  Perkebunan  Prospektif  Indonesia , Pertama.  Pasuruan:  Penerbit  Qiara  Media, 2021.
[2] Y.  Yigibalom,  J.  Lumintang,  dan  C.  J.  Paat, “Sikap  Mental  Petani  Dalam  Usaha  Bidang Pertanian  Tanaman  Pangan  Di  Desa  Jirenne Kabupaten  Lanny  Jaya  Propinsi  Papua,” HOLISTIK  J.  Soc.  Cult. ,  2020,  Diakses:  2 Agustus  2024.  [Daring].  Tersedia  pada: https://ejournal.unsrat.ac.id/v3/index.php/holi stik/article/view/29347
[3] S.  Mulyani,  A.  T.  Fathani,  dan  E.  P.  Purnomo, “Perlindungan Lahan Sawah Dalam Pencapaian  Ketahanan  Pangan  Nasional,” Rona Tek. Pertan. , vol. 13, no. 2, Art. no. 2, Okt 2020, doi: 10.17969/rtp.v13i2.17173.
[4] S.  Fathi dkk. ,  “Sosialisasi  Penggunaan  Mesin Pengering  dalam  Penanganan  Pasca  Panen Padi  bagi  Petani  di  Desa  Paya  Lumpat,” Teknodimas Teknol. Pengabdi. Masy. , vol. 1, no. 2, Art. no. 2, Jul 2024, Diakses: 2 Agustus 2024. [Daring]. Tersedia pada: http://jurnal.utu.ac.id/teknodimas/article/view /9684
[5] S. Agustin, N. P. Cantika, M. Nashrulloh, dan N. I.  Khusna,  “Konsekuensi  Perubahan  Iklim pada  Pertanian  Lokal  di  Pakel  Tulungagung terhadap Harga Pangan di Pasaran,” J. Islam. Econ.  Finance ,  vol.  2,  no.  2,  Art.  no.  2,  Apr 2024, doi: 10.59841/jureksi.v2i2.1070.
[6] N.  A.  Abdullah,  M.  Amin,  F.  Amir,  dan  S.  B. Widodo,  “Pemanfaatan  Energi  Surya  Untuk Menggerakkan  Pompa  Submersible  Pada Sistem  Pengairan  Sawah  Tadah  Hujan,” J. Vokasi , vol. 7, no. 1, Art. no. 1, Mar 2023, doi: 10.30811/vokasi.v7i1.3823.
[7] A. J. Putri, “Analisis Efisiensi Pemasaran Gabah Dan Bauran Pemasaran  Beras  Di Kecamatan Buay  Madang  Timur  Kabupaten  Ogan Komering  Ulu  Timur,”  Skripsi,  Universitas Lampung,  Lampung,  2023.  Diakses:  2 Agustus  2024.  [Daring].  Tersedia  pada: https://digilib.unila.ac.id/75182/
[8] I. R. Montolalu, “Beberapa Sistem Tanam Pada Tanaman Padi Sawah (Oryza Sativa L.),” JIU J. Ilm. Unklab , vol. 19, no. 1, hlm. 12–21, Jun 2015,  Diakses:  2  Agustus  2024.  [Daring]. Tersedia pada: https://ejournal.unklab.ac.id/index.php/jiu/art icle/view/261
[9] D.  Islamiati,  “Analisis  Sistem  Pengairan  Air Sawah  oleh  Masyarakat  di  Kecamatan Seunagan  Timur  dalam  Perspektif  Haq  Al- Majra,” skripsi, UIN Ar-raniry, Banda Aceh,
2021.  Diakses:  2  Agustus  2024.  [Daring]. Tersedia pada: http://repository.ar-raniry.ac.id
[10]  M.  U.  Zafira,  K.  Ghozali,  dan  I.  A.  Sabilla, “Rancang  Bangun  Prototype  Monitoring Kualitas Udara dalam Ruangan,” J. Tek. ITS , vol. 11, no. 2, hlm. A91–A96, Agu 2022, doi: 10.12962/j23373539.v11i2.86341.
[11]  N. Ikhsan, D. Syauqy, dan A. S. Budi, “Sistem Deteksi  Tingkat  Kematangan  Pada  Tapai Singkong  Berdasarkan  Data  Sensor  pH  dan Kadar Alkohol Berbasis Embedded System,” J.  Pengemb.  Teknol.  Inf.  Dan  Ilmu  Komput. , vol.  3,  no.  10,  Art.  no.  10,  2019,  Diakses:  2 Agustus  2024.  [Daring].  Tersedia  pada: https://j-ptiik.ub.ac.id/index.php/j- ptiik/article/view/6566
[12]  F. Lase, “Rancang Bangun Alat Pengontrolan Irigasi  Berbasis  Internet  of  Things,”  skripsi, Prodi  Teknik  Informatika,  Batam,  2021. Diakses:  2  Agustus  2024.  [Daring].  Tersedia pada: http://repository.upbatam.ac.id/561/
[13]  A.  Wajiansyah  dan  S.  Supriadi,  “Rancang Bangun  Prototipe  Embedded  System  Untuk Kendali Kecepatan Putaran Motor DC,” Pros. Semin. Nas. Tek. Elektro UIN Sunan Gunung Djati Bdg. , hlm. 343–352, Mar 2020, Diakses:
2  Agustus  2024.  [Daring].  Tersedia  pada: https://senter.ee.uinsgd.ac.id/repositori/index. php/prosiding/article/view/senter2019p38
[14]  Z.  Iqtimal,  I.  D.  Sara,  dan  S.  Syahrizal, “Aplikasi  Sistem  Tenaga  Surya  Sebagai Sumber  Tenaga  Listrik  Pompa  Air,” J. Komput. Inf. Teknol. Dan Elektro , vol. 3, no.
1,  Art.  no.  1,  Mar  2018,  Diakses:  2  Agustus 2024. [Daring]. Tersedia pada: https://jurnal.usk.ac.id/kitektro/article/view/9
991
[15]  Y. C. Saghoa, S. R. U. A. Sompie, dan N. M. Tulung, “Kotak Penyimpanan Uang Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno,” J. Tek. Elektro Dan  Komput. ,  vol.  7,  no.  2,  Art.  no.  2,  Jun 2018, doi: 10.35793/jtek.v7i2.19904.
[16]  “Aplikasi  Sensor  Ultrasonik  Untuk  Deteksi Posisi  Jarak  Pada  Ruang  Menggunakan Arduino Uno,” Univ. Negeri Surabaya , vol. 6, no.  2,  2017,  Diakses:  2  Agustus  2024. [Daring].
Tersedia pada:
https://ejournal.unesa.ac.id
[17]  B. H. Purwoto, J. Jatmiko, M. A. Fadilah, dan I. F. Huda, “Efisiensi Penggunaan Panel Surya sebagai  Sumber  Energi  Alternatif,” Emit.  J. Tek.  Elektro ,  vol.  18,  no.  1,  Art.  no.  1,  Mar 2018, doi: 10.23917/emitor.v18i01.6251.
[18]  M. B. Rizqi, P. Pangaribuan, dan A. Suhendi, “Desain  Dan  Implementasi  Smart  Switching Pada  Sistem  Catu  Daya  Listrik  On  Grid,” EProceedings Eng. , vol. 6, no. 2, Agu 2019,
Diakses:  2  Agustus  2024.  [Daring].  Tersedia
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
pada: https://openlibrarypublications.telkomunivers ity.ac.id/index.php/engineering/article/view/1 0384
[19]  C.  D.  S.  Ringo,  “Instalasi  Perangkat Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS) Sebagai Sumber Energi Pada Taman Gedung Makhtab Kampus Panca Budi,” J. Tek. Mesin Ind.  Elektro  Dan  Inform. ,  vol.  1,  no.  1,  hlm. 01–06, Mar 2022, doi:
10.55606/jtmei.v1i1.462.