## RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN TANAMAN SECARA MANDIRI BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

## Jonshon Tarigan, Minsyahril Bukit
Fisika, Fakultas Sains dan Teknik Universitas Nusa Cendana, Indonesia Email: jon76tarigan@staf.undana.ac.id

## Abstrak
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mempelajari  perancangan  piranti  yang  dapat  melakukan penyiraman secara mandiri. Untuk mempermudah kegiatan itu, maka kita perlu merancang sebuah sistem  perangkat  yang  dapat  melakukan  penyiraman  tanaman  cabai  secara  mandiri.  Alat  ini bertujuan untuk menggantikan pekerjaan manual menjadi otomatis. Manfaat yang didapat dari alat ini  adalah  dapat  mempermudah  pekerjaan  manusia  dalam  menyiram  tanaman  cabai  secara mandiri.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan  merancang,  membuat  dan  mengimplementasikan komponen-komponen sistem yang meliputi mikrokontroller sebagai pengendali, driver relay untuk memghiupkan dan mematikan pompa Air, dan LCD (linquit Cristal Display) untuk menampilkan nilai kelembaban tanah. Proses pengambilan data di dalam sebuah ruangan dengan menampilkan dalam  LCD  nilai  kelembaban  1  %  maka  dynamo  ON.  Nilai  tersebut  diperoleh  dari  hasil pengukuran menggunakan alat kelembaban tanah. Sedangkan dari hasil pengukuran menggunakan sensor  kelembaban  yl  69  yang  dilakukan  pada  tanaman  cabai  diperoleh  nilai  kelembaban  pada tanaman  cabai  45  %  -  65%.  Dapat  dilihat  bahwa  hasil  menunjukkan  sesuai  dengan  nilai kelembaban  cabai  yang  diperbolehkan,  sehingga  dapat  ditarik  kesimpulan  bahwa  rancangan sistem ini berjalan dengan baik.
Kata Kunci: Kelembaban tanah, Penyiraman mandiri, Sensor Kelembaban,

## Abstract
This research was conducted to study the design of devices that can-do watering independently. To facilitate  this  activity,  we  need  to  design  a  system  of  devices  that  can  water  the  chili  plants independently. This tool aims to replace manual work to be automatic. The benefits obtained from this  tool  are  to  facilitate  human  work  in  watering  chili  plants  independently.  This  research  was carried  out  by  designing,  creating  and  implementing  system  components  including  the microcontroller as a controller, relay driver to blow and turn off the water pump, and LCD (liquid Cristal Display) to display the value of soil moisture. The process of retrieving data in a room by displaying it in LCD with a humidity value of 1%, then the dynamo is ON. This value is obtained from  the  measurement  results  using  soil  moisture  tools.  Whereas  from  the  measurement  results using the humidity sensor yl 69 which was carried out on chilli plants obtained the value of humidity in  chili  plants 45%  - 65%. It can be seen that the results show in  accordance with  the moisture value of chilli that is allowed, so it can be concluded that the design of the system is running well.
Keyword: Soil moisture, independent watering, humidity sensor.

## PENDAHULUAN
Perkembangan  dibidang  pengetahuan dan  teknologi  belakangan  ini  sangat  pesat. Kemajuan  di  bidang  ilmu  pengetahuan  dan teknologi  menghasilkan  inovasi  baru  yang menuju  ke  arah  yang  lebih  baik,  hal  ini  dapat dilihat  dari  industri  –  industri  yang  besar, perlengkapan  otomotif  sampai  pada  peralatan listrik rumah tangga, dan alat- alat pertanian. Dalam era gelobalisasi saat ini kita tidak lepas dari perkembangan dan teknologi, Oleh karena itu  kita  harus  mampu  menguasai  teknologi. Saat  ini  kemudahan  dan  efisiensi  waktu  serta
tenaga  menjadi  pertimbangan  utama  manusia dalam  melakukan  aktifitas.  Dari  waktu  ke waktu  kita  dihadapkan  pada  perkembangan teknologi yang begitu pesat, sehingga membuat pekerjaan  manusia  semakin  mudah  dan  lebih efisien,  karena  itu  penulis  berusaha  untuk membuat  sistem  penyiram  tanaman  secara mandiri.  Dimana  pada  alat  ini  penulis mengunakan  sebuah  sensor  soil  moisture  / kelembaban  tanah  dan  mikrokontroler sebagai kendali dan kontrol utama dalam alat tersebut. Sistem ini dibangun berfungsi untuk menyiram tanaman  cabai  secara  mandiri  menggunakan
sensor  kelambaban  tanah  dan  mikrokontroler. berdasarkan PH tanah yang sudah di set sesuai kebutuhan tanaman cabai, sistem ini dilengkapi LCD  (Linquid  Cristal  Display)  yang  dapat menampilkan  kondisi  tanah  apakah  lembab atau  kering  sesuai  dengan  pembacaan  dari sensor  kelembaban  tanah.  Sistem  ini  juga dilengkapi dengan pompa Air guna penyiraman cabai  secara  mandiri  yang  sangat  bermanfaat bagi manusia sekarang ini, karena dengan alat ini manusia tidak perlu lagi menyiram tanaman cabai secara manual. Dengan demikian  sistem ini bisa diaplikasikan pada manusia yang suka menanam  cabai  di  dalam  ruangan  atau menanam cabai di kebun sempit di depan teras rumah  dan  di  tempat  lain  nya  yang  besifat tertutup. Dengan latar belakang ini maka akan dirancangkan sebuah sistem penyiram tanaman Cabai  secara  mandiri  mengunakan  sensor kelembaban  tanah  kemudian  diproses  oleh mikrokontroler dan diinstruksikan kepada LCD untuk  menampilkan  nilai  kelembaban  tanah sesuai dengan PH tanah yang telah diukur oleh sistem ini.
Masalah  kekeringan  perlu  diatasi karena kekeringan mempunyai dampak terhadap  kehidupan  manusia.  Oleh  karena  itu, penyiraman  tanaman  secara  mandiri  sangatlah penting.  Penyiraman  tanaman  secara  mandiri ini sangat menolong manusia dalam pekerjaannya  supaya  lebih  mudah  dan  hemat air.  Sistem  penyiraman  ini  merupakan  suatu alat yang digunakan untuk menyiram tanaman yang  terus  menerus.  Untuk  meningkatkan kinerja dibutuhkan suatu alat penyiraman yang mampu menampilkan hasil secara mandiri pada LCD.  Sistem  yang  terkoneksi  melalui  LCD akan mempermudah pengguna dalam melakukan pengamatan dan penyiraman tanaman.
Adapun  tujuan  penelitian  ini  adalah merancang  sebuah  alat  untuk  menyiram tanaman  secara  mandiri.  Alat  penyiraman tanaman yang akan dirancang
ini memanfaatkan sensor PH tanah dan mikrokontroler AT mega 8535.
Manfaat  dari  penelitian  ini  adalah memberikan  kemudahan  untuk  menyiram tanaman mengukur secara mandiri dan sebagai sarana  pengembangan  ilmu  instrumentasi elektronika  khususnya  dalam  penyiraman tanaman.
LANDASAN TEORI Lahan Kering
Lahan  kering  merupakan  salah  satu agroekosistem  yang  mempunyai  potensi  besar untuk  usaha  pertanian,  baik  tanaman  pangan, holtikultura maupun tanaman tahunan. Umumnya  lahan  kering  dikaitkan  dengan pengertian  usaha  tani  bukan  sawah  yang bergantung air huian [1].
Propinsi Nusa Tenggara Timur termasuk  salah  satu  wilayah  dengan  lahan kering yang cukup luas. Luas daerah pertanian lahan  kering  sekitar  1.528.308  ha,  sedangkan lahan  pertanian  basah  seluas  284.103  ha, khususnya  di  kota  Kupang  curah  hujan  tahun 2014 yaitu 1414,8 mm/tahun dengan hari hujan 103 hari [2].

## Penyiraman Tanaman Otomatis
Menyiram  tanaman  merupakan  salah satu  bagian  merawat  tanaman  agar  tetap tumbuh  dengan  baik  dan  tidak  pulih  kembali. Penyiraman tanaman otomatis ini menggunakan sensor kelembaban tanah yang di mana sistem ini akan menyiram secara otomatis ketika  kondisi  tanah  kering.  Penyiraman  ini dilakukan  untuk  mempermudah  melakukan penyiraman  tanaman  serta  untuk  menghemat air,  karena  dengan  mengetahui  tanah  mana yang  memiliki  kelembaban  masuk  dalam penyiraman  tanah  ini  dapat  dilakukan  secara terjadwal  secara  tidak  langsung.  Biasanya menggunakan  sensor  kelembaban  yang  di tanamkan  ke  dalam  tanah  dan  dari  sensor tersebut  akan  diketahui  kelembaban  yang  ada pada  tanah.  Dari  pengukuran  yang  didapat melalui  sensor  tersebut,  akan  didapat  dua kondisi, yaitu tanah yang memiliki kelembaban kering  serta  tanah  yang  memiliki  kelembaban yang  basah.  Jika  hasil  pengukuran  dari  sensor kelembaban  tanah  itu  kering,  maka  pompa  air otomatis akan menyala dan menyiram air. Hal ini  sebaliknya,  jika  kondisi  tanah  memiliki kelembaban  basah  maka  pompa  air  akan otomatis dalam keadaan mati.

## Mikrokontroler ATmega 8535
Mikrokontroler  yang  digunakan  pada penelitian ini adalah mikrokontroler ATMega8535. Pada umumnya, suatu mikrokontoler  membutuhkan  dua  elemen (selain power  supply )  untuk  berfungsi  yaitu kristal oscillator (XTAL),  dan  Rangkaian RESET.  Analogi  fungsi  kristal oscillator adalah jantung pada tubuh manusia. Perbedaannya,  jantung  memompa  darah  dan seluruh  kandungannya,  sedangkan  kristal
memompa data. Dan fungsi rangkaian RESET adalah untuk membuat mikrokontroler memulai  kembali  pembacaan  program,  hal tersebut  dibutuhkan  pada  saat  mikrokontroler mengalami  gangguan  dalam  meng-eksekusi program. Pada sistem minimum AVR khususnya  ATmega8535  terdapat  elemen tambahan (optional ), yaitu rangkaian pengendalian  ADC: AGND  (=  GND  ADC), AVCC  (VCC  ADC),  dan  AREF  (=  Tegangan Referensi  ADC) .  Rangkaian  sistem  minimum mikrokontroler  AVR  ATMEGA8535  dapat dilihat pada gambar 1. [3].
Gambar 1. Rangkaian Sistem Mikrokontroler

## ATMega8535

## METODE PENELITIAN Blok Diagram Sistem
Dalam  perancangan  Sistem  penyiraman tanaman  ini  dibutuhkan  sensor  ph  tanah (kelembaban tanah), mikrokontroler AT Mega 8535,  dan  LCD.  Sensor  Ph  tanah  akan mengukur  kelembaban  tanah.  Sinyal  ini kemudian  dikirimkan  ke  mikrokontroler  AT Mega  8535  yang  terhubung  dengan  LCD. Mikrokontroler akan dihubungkan ke komputer menggunakan USB konektor yang sudah  tersedia  pada  sistem.  Selanjutnya,  LCD digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran. Blok diagram sistem secara umum ditunjukkan pada Gambar .2.
Gambar 2 Blok Diagram Sistem.

## Perancangan Diagram Alur
Program Mikrokontroler  terdiri dari 2 fungsi yaitu setup ( ) dan loop ( ). Fungsi setup ( ) dijalankan setiap kali board mikrokontroler dihidupkan.  Sedangkan  fungsi  loop  (  ) dijalankan  terus  menerus  selama  board  hidup. Komputer akan mengirimkan perintah pengukuran  kepada  mikrokontroler  melalui komunikasi serial. Diagram alir untuk pemrograman sistem ditunjukkan pada Gambar .3.
mulai Inisialisasi port serial Ambil data sensor selesai Kirim data sensor

## Gambar 3 Diagram Alur Pemrograman.

## Sensor Kelembaban Tanah
Sensor  soil  moisture  yl-69  adalah  sensor yang  mampu  mengukur  kelembaban  suatu tanah.  Cara  menggunakannya  cukup  mudah, yaitu  membenamkan  probe  sensor  ke  dalam tanah  dan  kemudian  sensor  akan  langsung membaca kondisi kelembaban tanah. Kelembaban  tanah  dapat  diukur  melalui  value yang  telah  tersedia  di  dalam  sensor.  Namun kekurangan  dari  sensor  ini  adalah  sensor  ini tidak dapat bekerja dengan baik di luar ruangan dikarenakan sensor ini rawan korosi atau karat. Versi  baru  dari  sensor  kelembaban  tanah  ini ialah probe sensornya sudah dilengkapi dengan lapisan kuning pelindung nikel. Sehingga nikel
Sensor Kelembaban Mikrokontroler AT Mega 8535 LCD
pada sensor kelembaban ini bisa terhindar dari oksidasi yang menyebabkan karat

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Perancangan Sistem Penyiraman
Pada sistem ini dibuat sistem secara umum sehingga diperoleh gambaran rangkaian sistem secara keseluruhan. Sistem penyiraman mandiri ini memiliki prinsip kerja, yaitu sensor kelembaban tanah sebagai input yaitu membaca serta  mengukur  tingkat  kelembaban  tanah  dan mikrokontroler yang dipakai ialah Mikrokontroller  yang  akan  memproses  input dari sensor kelembaban yang selanjutnya akan memberikan perintah on atau off kepada relay. Mikrokontroller ini juga  menghasilkan Output berupa  data  pada  serial  monitor  yang  akan ditampilkan dalam software arduino IDE pada komputer (PC) dan juga LCD 2 x 16. Adapun gambaran sistem secara umum yang diperlihatkan dalam Gambar 4.
Gambar 4.  Sistem Penyiraman Tanaman.

## Pegujian Sistem Sensor
Proses  pengujian  sensor  kelembaban dilakukan  di  dalam  sebuah  ruangan  dengan mengukur kelembaban tanah yang kering. Nilai tersebut  diperoleh  dari  hasil  pengukuran menggunakan alat kelembaban tanah. Sedangkan hasil pengukuran ditunjukkan pada tabel 1.
Data  pengukuran  yang  diperoleh sebesar  1  %  dan  dynamo  on.  Data  hasil pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan  variasi  keadaan  diperoleh  nilai kelembaban tanah yang bervariasi dan keadaan dinamo on/off.

## Hasil Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Proses  pengambilan  data  di  sebuah lahan  dengan  mengukur  nilai  kelembaban tanaman cabai. Hasil pengukuran
menggunakan sensor Kelembaban pada kondisi tersebut ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Tampilan Aplikasi Saat Pengujian
Sensor Kelembaban Tabel .1 Hasil Pengukuran Sensor Kelembaban No. Tanggal Nilai Kelembaban (%) Dinamo 1 08/09/2018 1 ON 2 08/09/2018 5 ON 3 08/09/2018 10 ON 4 08/09/2018 15 ON 5 08/09/2018 20 ON 6 08/09/2018 25 ON 7 08/09/2018 30 ON 8 08/09/2018 35 ON 9 08/09/2018 40 ON 10 08/09/2018 45 ON 11 08/09/2018 50 ON 12 08/09/2018 55 OFF 13 08/09/2018 60 OFF 14 08/09/2018 65 OFF 15 08/09/2018 70 OFF 16 08/09/2018 75 OFF 17 08/09/2018 80 OFF 18 08/09/2018 85 OFF 19 08/09/2018 90 OFF 20 08/09/2018 100 OFF
Data  pengukuran  tersebut  kemudian ditampilkan  dalam  layar  LCD  dan  hasil pengukuran  yang  dilakukan  pada  tanaman cabai  dapat  ditunjukkan  pada  Tabel  2.  Dari tabel  2.  dapat  dilihat  bahwa  nilai  kelembaban berkisar antara 45% -65%, dimana kelembaban
45  %  -  50  %  dinamo  on  sedangkan  nilai kelembaban 51% - 65% dinamo Off.  Dari data yang  diperoleh  maka  sistem  ini  dapat  bekerja dengan baik.
Tabel 2 Hasil Pengukuran Kelembaban
Tanaman.

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Sensor kelembaban Yl 69 dapat digunakan sebagai sistem penyiraman tanaman secara mandiri.
2. Data  pengukuran  Kelembaban  tanaman cabai 45 – 65 %, nilai kelembaban ini dapat tumbuh dengan baik.

## Saran
Untuk  mengembangkan  sistem  ini menjadi  lebih  baik,  maka  terdapat  beberapa saran  untukmeningkatkan  penelitian  ini  lebih lanjut. Beberapa saran tersebut antara lain:
1. Sensor  kelembaban  yang  digunakan  lebih sensitif  sehingga  hasil  pengukuran  lebih baik dan data yang diperoleh lebih akurat.
2. Dapat  dilakukan  pengembangan  menjadi sistem  yang  lebih  komplek  dengan memanfaatkan  fungsi  akuarium  untuk memelihara  dan  memeberi  makan  ikan secara otomatis.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Abdurachman, A. 2008. Strategi dan Teknologi Pengelolaan lahan kering Mendukung Pengadaan Pangan Nasional, Jurnal Litbang Pertanian, 27,2, 43-49 E
2. Apriando, T. 2014, Kekeringan Lahan Pertanian di NTT From http://
www.mongabary.co.id , Diakses 3
Desember 2015
3. Winoto, A.2010. Mikrokontroler
AVRAtmega8/32/16/8535 dan Pemrogramannya   dengan Bahasa C pada WinAVR . Bandung:Informatika. No. Tanggal Kelembaban (%) Dinamo (ON/OFF) 1 11/09/2018 45 ON 2 11/09/2018 45 ON 3 11/09/2018 45 ON 4 11/09/2018 46 ON 5 11/09/2018 46 ON 6 22/09/2018 47 ON 7 22/09/2018 47 ON 8 22/09/2018 48 ON 9 22/09/2018 49 ON 10 22/09/2018 50 ON 11 11/09/2018 51 OFF 12 11/09/2018 51 OFF 13 11/09/2018 52 OFF 14 11/09/2018 53 OFF 15 11/09/2018 54 OFF 16 11/09/2018 55 OFF 17 11/09/2018 56 OFF 18 11/09/2018 57 OFF 19 11/09/2018 58 OFF 20 11/09/2018 59 OFF 21 22/09/2018 60 OFF 22 22/09/2018 61 OFF 23 22/09/2018 62 OFF 24 22/09/2018 63 OFF 25 22/09/2018 65 OFF