## RANCANG BANGUN SISTEM KENDALI PENANAMAN TUMBUHAN HORTIKULTURA DI DALAM RUANGAN TERTUTUP
Jumiyatun 1 , Ardi Amir 2 , Rachmiati Ndobe 3 , Supriyadi 4 1,2,3,4 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tadulako Email: jum@untad.ac.id , ndobeamy@gmail.com , supriyadisojol@gmail.com

## ABSTRACT
The aim from this research is to design a device who can make grow and fash horticultural plant in inside a room without  side-effect  of  sun-light  with  arduino  mega  as  the  brain  who  had  control  all  of  the  system  with  the  power  for monitoring  and control  the  light,  temperature  of the  room,  soil damp  and  watering  the  plans.  Subtitute  the  sun-light  for photosinthesis process exploit LED grow light is red and blue color, while for temperature detection inside the room used temperature sensor DHT22,chiller as a freeze tool and for detection a sum soil damp less than 280, the motor pump will active  for  doing  watering  the  plans.Lettuce-plan  and  leady  vegetable  who  has  product  from  different  system  appropriate with combination/domination ligh who has already used, for lettuce-plan dominate with blue light and dominan red light produce lettuce is not good enough while for light combination  blue and red, lettuce-plan who has produce looking good, the are many leaf-sum, is nit brittle, and growth very fast. For leafy vegetable from three combination/dominate light who used for produce in the same condition is growth very fast, has tall stem, and small, the less leafe sum (distance) and the leave color is yelow.
Keyword : LED Grow, Motor-Pump, Soil Moisture Sensor, Temperature Sensor .

## INTISARI
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  dan  membuat  sebuah  alat  yang dapat mempercepat  pertumbuhan  tanaman hortikultura  di  dalam ruangan  tertutup tanpa pengaruh cahaya matahari dengan menggunakan Arduino Mega sebagai otak yang mengatur keseluruhan sistem yang dilengkapi dengan kemampuan untuk memantau dan mengontrol pencahayaan, suhu ruangan,  kelembaban  tanah  dan  proses  penyiraman.Pengganti  cahaya  matahari  untuk  proses  berfotosintesis  memanfaatkan cahaya LED grow  berwarna merah dan biru, sedangkan untuk mendeteksi suhu di dalam ruangan menggunakan sensor suhu DHT22,  chiller  sebagai  pendingin  dan  untuk  mendeteksi  kelembaban  tanah  menggunakan  sensor  soil  moisture,  jika  sensor mendeteksi nilai rata-rata kelembaban tanah kurang dari sama dengan DA 280 maka motor pump akan aktif untuk melakukan penyiraman.Tumbuhan selada dan kangkung yang dihasilkan dari sistem ini berbeda-beda sesuai dengan kombinasi/dominan cahaya  yang digunakan, untuk tumbuhan selada dominan cahaya biru dan dominan cahaya merah menghasilkan selada  yang kurang baik  sedangkan  untuk kombinasi  cahaya  merah  dan biru, selada  yang dihasilkan terlihat lebih segar, jumlah daun banyak, tidak rapuh, dan pertumbuhannya cepat. Untuk  tumbuhan  kangkung  dari  tiga  kombinasi/dominan  cahaya   yang digunakan  menghasilkan  kondisi  yang  hampir  sama  yaitu  pertumbuhannya  sangat  cepat,  batangnya  meninggi  dan  kerdil, jumlah daun sedikit (berjarak) dan warna daun kekuning-kuningan.
Kata kunci : LED  grow, motor  pump, sensor  soil  moisture, sensor  suhu

## I. PENDAHULUAN
Meningkatnya  populasi  penduduk  dunia akan  menyebabkan  kebutuhan  akan  tempat tinggal  dan  kebutuhan  vital  lainnya,  terutama pangan  seperti  sayuran  yang  akan  meningkat pula.  Indonesia  merupakan  Negara  agraris  yang sedang  berkembang  pesat  baik  pembangunan  di
daerah  perkotaan  maupun  kawasan  industri.  Hal ini  menyebabkan  berkurangnya  lahan  bercocok tanam yang membutuhkan lahan yang cukup luas dan  kualitas  yang  bagus.  Kota  Palu  merupakan daerah  yang  terletak  di  bagian  utara  khatulistiwa dan  salah  satu  kota  tropis  terkering  di  Indonesia sehingga  proses  pertumbuhan  tanaman  untuk
82 - 89

## Rancang Bangun Sistem Kendali Penanaman Tumbuhan Hortikultura di Dalam Ruangan Tertutup
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tadulako 1234
v6i2.1187
lahan  terbuka  kurang  maksimal.  Untuk  itu diperlukan alternatif  lain untuk  meda penanaman sayuran  yang  sehat  seperti  rumah  tanaman (greenhouse).
Rumah  tanaman  ( greenhouse )  merupakan tempat  yang  ideal  untuk  budidaya  tanaman sayuran,  buah,  atau  tanaman  hortikultura  lainnya seperti  selada  dan  kangkung.  Sistem  tanam  di dalam ruangan tertutup yang menggunakan tanah sebagai media tanamnya dimana unsur hara yang tersedia  di  dalam  tanah  akan  diserap  oleh tanaman  untuk  pertumbuhannya,  sedangkan intensites  cahaya,  suhu  ruangan,  kelembaban udara  berkaitan  dengan  faktor  di  luar  tanaman dalam mendukung pertumbuhannya.
Menurut  Marsela  Tracy, et  al. (2014)  Jurnal istem  Kendali  Cahaya  Rumah
membahas  tentang  Kekurangan  cahaya  matahari akan  mengganggu  proses  fotosintesis  dan pertumbuhan, meskipun kebutuhan cahaya tergantung  pada  kebutuhan  tumbuhan.  Selain  itu kekurangan  cahaya  akan  menimbulkan  gejala etiolasi, yaitu  batang  akan  tumbuh  lebih  kecil namun  lemah  dan  daunnya  berukuran  kecil,  tipis dan  berwarna  pucat  (tidak  hijau).  Gejala etiolasi tersebut  disebabkan  oleh  kurangnya  cahaya  atau tanaman berada di tempat yang gelap [1].
Cahaya  merah  dan  biru  merupakan  cahaya utama  yang  dibutuhkan  dalam  pertumbuhan tanaman,  hal  ini  dikarenakan  kedua  cahaya tersebut  merupakan  sumber  energi  utama  untuk asimilasi  CO 2 dalam  fotosintesis.  Cahaya  merah memiliki  gelombang  cahaya  yang  paling  efisien untuk  fotosintesis  sedangkan  cahaya  biru  sangat diperlukan  untuk  memicu  pertumbuhan  tanaman dan  memicu  pembungaan  (Nurunisa  Dzikrina, et al., 2018) [2].

## II. LANDASAN TEORI

## A. Tumbuhan Selada dan Kangkung
Selada (Lactuca sativa L) adalah tanaman yang  termasuk  dalam  famili  Asteracreae,  yang
memiliki  daun  bergerigi,  berombak,  berwarna hijau  segar  dan  juga  berwarna  merah. Tumbuhan ini memiliki banyak kandungan gizi yaitu  serat,  provitamin  A  (korotenoid),  kalium dan  kalsium.  Umumnya  tumbuhan  selada memiliki  ukuran  panjang  20-25  cm  dan  lebar 15 cm atau lebih [3].
Syarat  tumbuh  ideal  untuk  tumbuhan selada  berkualitas tinggi adalah suhu 20-300C, sedangkan  suhu  yang  lebih  tinggi  dari  300C dapat menghambat pertumbuhan dan menyebabkan  rasa  pahit  pada  daun  dan kelembaban udara serta kelembaban tanah yang dibutuhkan antara 80-100% [4]. Syarat tumbuh lainnya  adalah  memiliki  tingkat  keasaman tanah  pH  5-6.5,  tumbuhan  ini  dapat  tumbuh pada  jeni tanah  lempung  berdebu, berpasir dan tanah yang masih mengandung humus.
Sinar  matahari  merupakan  sumber  energi yang  diperlukan  dalam  proses  berfotosintesis, cahaya  merupakan  faktor  penting  dalam pertumbuhan  selada,  karena  penyerapan  unsur hara akan berlangsung optimal jika pencahayaannya berlangsung  antara  8-12 jam/hari [5].
Kangkung  darat  (Ipomea  Reptans  Poir) merupakan tanaman musiman, yang mengandung  gizi  cukup  tinggi,  yaitu  vitamin A,  C,  protein,  kalsium,  fosfor,  sotosterol  dan zat  besi.  Tanaman  kangkung  memiliki  sistem perakaran tunggang dan cabang-cabang akarnya  menyebar  kesemua  arah,  menembus tanah  sampai  kedalaman  60  cm  atau  lebih. Tanaman  ini  memiliki  tangkai  daun  melekat pada  buku-buku  batang  dan  diketiak  daunnya terdapat mata jensi yand dapat tumbuh menjadi percabangan baru.
Kangkung  darat  dapat  tumbuh  pada  daerah yang  beriklim  panas  dan  dingin,  pada  musim hujan tanaman kangkung pertumbuhannya sangat cepat dan subur. Tanaman ini membutuhkan lahan yang terbuka atau
82 - 89
82 - 89
v6i2.1187
mendapatkan  sinar  matahari  yang  cukup.  Suhu ideal  tumbuhan  kangkung  adalah  25-300C dengan tingkat keasaman pH 5,5-6,5.

## B. Arduino Mega 2560
Arduino  adalah  pengendali  mikro single- board yang  bersifat open-source , diturunkan dari wiring  platform ,  dirancang  untuk  memudahkan penggunaan  elektronik  dalam  berbagai  bidang. Hardware -nya  memiliki  prosesor  Atmel  AVR dan software -nya  memiliki  bahasa  pemrograman sendiri.  Arduino  dapat  mengenali  lingkungan sekitarnya  melalui  berbagai  jenis  sensor  dan dapat mengenali lampu, motor, dan berbagai jenis aktuator  lainnya  [6].  Arduino  mampu  men- support mikrokontroller yang dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB.
Gambar 1 Arduino Mega 2560

## C. Sensor Soil Moisture
Soil  moisture adalah  sensor  sederhana dengan  dua  lengan  yang  dibuat  dari  yaitu stainless  steel  serta  dapat  membaca  nilai kelembaban  berdasarkan  tingkat  resistansi  listrik yang  dimiliki  tanah.  Salah  satu  lengan soil moisture berfungsi untuk mengantarkan listrik ke dalam tanah dan lengan lainnya berfungsi sebagai penangkap  aliran  listrik  yang  bergerak  melalui tanah [7].
Gambar 2. Sensor Soil Moisture

## D. Modul RTC DS1307
DS1307  adalah  sebuah  IC  ( Integrated Circuit )  jenis RTC ( Real Time Clock ) yang biasa digunakan  untuk  aplikasi  timer  pada  peralatan- peralatan elektronik, khususnya mikrokontrol.
Gambar 3. Skema RTC DS1307
DS1307  membutuhkan  sebuah  kristal  32768 Hz  untuk clock ,  VCC  5V,  Vbat  3  Volt,  dan  dua buah  resistor pull-up pada  output  SDA  dan  SCL yang  terhubung  dengan  mikrokontroler.  Pin digunakan  untuk  menyuplai  tegangan  pada  saat tegangan  dari  VCC  tidak  ada,  sehingga  IC  in masih dapat bekerja pada saat tidak tegangan dari VCC  karena  Vbat  menggunakan  tegangan  dari baterai jam/CMOS 3 Volt.

## E. Sensor DHT 22
Sensor  DHT  22  adalah  sensor  yang  dapat difungsikan  mendeteksi  perubahan  suhu  dan kelembaban  dengan  keluaran  berupa  data  digital sehingga tidak memerlukan proses ADC (Saptadi A.H, et  al ).  Sensor  ini  sebenarnya  terdiri  dari komponen  pendeteksi  kandungan  air,  pendeteksi suhu  dan  mikropengendali  8  bit  dalam  satu kemasan.    Berdasarkan  pengujian  yang  pernah dilakukan  DHT22  memiliki  akurat  yang  lebih baik  dari  pada  DHT11.  sedangkan  DHT11 memiliki  rentang  galat  yang  lebih  besar dibandingkan  dengan  DHT22  (saptadi,  2014) mengatakan  pengukuran  suhu  dan  kelembaban dapat dilakukan dengan teknik multichannel data logger.
v6i2.1187

## Gambar 4. Sensor DHT22

## F. Sensor Level Air
Sensor level air adalah alat yang digunakan untuk  memberikan  sinyal  ke  alarm  atau automation  panel  bahwa  permukaan  air  telah mencapai level tertentu. Sensor akan memberikan signal  dry  contact (NO/NC)  ke  panel. Detector ini  bermanfaat  memberikan  alert  atau  untuk menggerakkan  perangkat  automation  lainnya. Alat  ini  telah  dilengkapi  dengan  built-in buzzer yang berbunyi pada saat terjadi trigger.
Gambar 5. Sensor Level Air

## G. LED Grow
LED grow adalah suatu semikonduktor yang memancarkan  cahaya  monokromik  atau  bisa diartikan  sebagai  diode  yang  memancarkan cahaya bila dialirkan arus listrik [8]. Semikonduktor  adalah  material  yang  dapat bertindak  sebagai konduktor (penganta  arus listirk) dan isolator (penahan arus listirk). Lampu LED  memancarkan  cahaya  dari  pergerakan elektron  pada  material.  Lampu  LED  terdiri  dari material  semikonduktor  yang  memancarkan gelombang  cahaya  yang  dapat  dilihat  oleh  mata manusia dan memancarkan dalam jumlah besar.
Gambar 6. LED Grow

## III. METODE PENELITIAN

## Perancangan Alat
Konsep perancangan alat pada penelitian ini digambarkan  dalam  bentuk  diagram  blog  pada gambar 7.

## Gambar 7. Diagram Blog Perancangan Alat

## Rangkaian Keseluruhan Sistem
Sistem alat ini menggunakan Arduino Mega sebagai  otak  yang  mengatur  keseluruhan  sistem dalam  alat,  semua  sinyal-sinyal  input  akan diproses  dan  akan  mengeluarkan  output  sesuai program yang telah ditanamkan di dalamnya [9].

## v6i2.1187
Gambar 8.Rangkaian Keseluruhan Alat
Keterangan : RTC  digunakan  untuk  mengatur ON/OFF
LED grow berdasarkan  waktu  yang  telah ditentukan  dimana  LED ON selama  22  jam  dan OFF selama 2 jam dari pukul 11.00   13.00. Sensor  Suhu  DHT22  berfungsi  mendeteksi suhu di ruangan tertutup, dimana data dari sensor suhu  akan  dikirim  ke board Arduino  yang  telah ditanamkan logika program, jika suhu kurang dari 20 0 C maka chiller akan OFF dan jika lebih besar sama  dengan  20 0 C chiller akan ON yang  untuk diproses dan ditampilkan pada LCD.
Sensor  soil moisture  berfungsi  untuk mendeteksi  kelembaban  tanah.  Pada  Arduino telah  ditanamkan  logika  program  yang  apabila total  kelembaban  tanah  kurang  dari  atau  sama dengan 280 maka motor pump akan ON .
Sensor level air berfungsi mendeteksi air di dalam  penampungan  Pada  Arduino  Mega  telah ditanamkan  logika  program,  jika  sensor  tidak mengenai  air  di  penampung  maka buzzer akan bunyi
Chiller bekerja  untuk  mendinginkan  suhu  di ruangan  tertutup,  saat  sensor  suhu  mendeteksi suhu  di  atas  suhu  optimum  maka chiller akan berfungsi.

## Bentuk Media Tanam
Rancang  bangun  sistem  kendali  penanaman tumbuhan  hortikultura  di  dalam  ruangan  tertutup
diketahui  dapat  menjalankan  fungsinya  untuk mempercepat pertumbuhan selada dan kangkung.
Gambar 9. Bentuk Media Tanam
Keterangan : Panjang media tanam  : 100 cm Lebar media tanam   : 54,4 cm Tinggi media tanam  : 190,3 cm
Tempat lampu
: 70x22 cm

## IV.   HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## Pengujian  Sensor  Suhu  dan  Termometer  di Dalam Ruangan
Pengujian  terhadap  sensor  suhu  dilakukan dengan  tujuan  untuk  mengetahui  keakuratan sensor  suhu  dengan  membanding-kannya  dengan termometer.
v6i2.1187

## Tabel 1. Hasil Pengujian Sensor Suhu dan Termometer
Keterangan : MSE = Mean Square Error n =  jumlah percobaan
Sumber:
Andriyanto,  Untung  Sus,  dan  Basith  Abdul. Metode  dan  Peramalan  Aplikasi, Edisi  Kedua, Jakarta : Erlangga. 2010 [10].
Nilai  MSE  ( Mean  Square  Error )  pada pengukuran  suhu  pada  tabel  1  menggunakan sensor  suhu  dengan  pembanding  termometer yaitu  nilai pada hari sabtu 0,31 dan minggu 0,41
Hasil  pengujian  sensor  suhu  dan  termometer di  peroleh  nilai  MSE  yang  cukup  baik  karena nilai  tersebut  sudah  mendekati  nol  sehingga sensor  suhu  dianggap  memiliki  keakuratan  yang cukup baik.
Gambar 10. Grafik pengujian sensor suhu dan termometer pada hari sabtu
Gambar 11. Grafik pengujian sensor suhu dan termometer pada hari minggu
Pengujian  di  Dalam  dan  di  Luar  Ruangan Menggunakan Termometer
Pengujian  dilakukan  agar  mengetahui perbedaan dan pengaruh suhu terhadap pertumbuhan  tumbuhan  di  dalam  dan  di  luar ruangan dengan menggunakan termometer sebagai pendeteksi.

## Tabel 2. Hasl Pengujian Suhu di Dalam dan di Luar Ruangan pada Hari Sabtu dan Minggu
Gambar 12. Grafik suhu di dalam dan di luar ruangan pada hari Sabtu
82 - 89

## v6i2.1187

## Gambar 13. Grafik suhu di dalam dan di luar ruangan pada hari minggu

## Pengujian Sensor Soil Moisture
Pengujian  terhadap  sensor soil  moisture dilakukan  untuk  mengetahui  apakah  sensor berfungsi  dengan  baik,  dengan  pengujian  sensor pada tiga kondisi tanah yaitu tanah kering, kurang basah dan basah.

## Tabel 3. Data Analog Sensor Soil Moisture
NO Kondisi Tanah Rata-rata Nilai Data Analog (DA) Sensor 1 Basah DA 140   DA 339 2 Lembab DA 340   DA 475 3 Kering DA 476   DA 1023
Jumlah  sensor soil  moisture yang  digunakan pada  penelitian  ini  adalah  10  buah  dengan meletakkan  sensor  ke  masing-masing  tumbuhan yang di tanam.
Gambar 14. Tampilan Serial Monitor Sensor Soil Moisture
Nilai  rata-rata  kelembaban  tanah  yang digunakan  pada  tumbuhan  selada  dan  kangkung adalah  kurang  dari  sama  dengan  280,  adapun rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
Kondisi di Dalam dan di Luar Ruangan
v6i2.1187

## IV. KESIMPULAN
Pada  penelitian  yang  dilakukan,  kombinasi cahaya  LED  merah  dan  biru  berpengaruh  lebih baik  terhadap  proses  pertumbuhan  dari  pada hanya  menggunakan  LED  merah  atau  LED  biru saja. Tumbuhan  yang  dihasilkan  dari  kombinsi cahaya  LED  merah  dan  biru  untuk  tumbuhan selada  yaitu  segar,  batang  besar,  jumlah  daun lebih  banyak,  dan  batang  daun  tidak  rapuh, sedangkan  tumbuhan  kangkung  jumlah  daun lebih  banyak  tetapi  daun  kekuning-kuningan, antar  daun  berjarak  dan  batang  meninggi. Tumbuhan  selada  dan  kangkung  membutuhkan cahaya yang cukup banyak dan stabil.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Marsela,  T.,  Sadjad,  R.S.,  &  Achmad,  A.
Rumah  Kaca  Cerdas  pada  Budidaya  Bunga akassar:  Universitas Hasanudin.
[2]  Nurunisa  D.,  Sasongko  A.B.,  &  Indrianto  A.
Emitting  Diodes  Intensitas  Rendah  dan Cekaman  Dingin  Terhadap  Pertumbuhan Vegetatif  Anggrek Phalaenopsis dalam Jurnal  Biota. Yogyakarta.  Volume 4(1) : 41-48.
[3] Pengendalian  Pencahayaan  Untuk  Tanaman
Selada  ( Lactuca  Sativa  L.) Dengan  Sistem Tanaman Hidroponik di dalam Greenhouse
Skripsi.  Yogyakarta  :  Universitas  Negeri Yogyakarta [4]  Putra  R.R.,  Mercuriani  S.I.,  &  Semiarti  E.
Terhadap  Pertumbuhan  Tunas  dan  Profil Protein  Tanaman  Anggrek Phalaenopsis amabilis Transgenik Pembawa Gen dalam Jurnal
Bioeksperimen. Yogyakarta. Volum 2(2): 79- 90.
[5]  Restiani  A.R.,  Triyono,  S.,  Tusi,  A.,  &
Terhadap  Pertumbuhan  dan  Hasil  Produksi Tanaman  Selada  ( Lactuca  sativa  L) dalam Jurnal
Teknik  Prtanian. Lampung.  Volume  4(3): 219-226.
[6]  Talaumbanua  M.,  Purwantana  B.,  &  Sutiarso
Pengendali Iklim Mikro Di Dalam
Greenhouse Untuk  Pertumbuhan  Tanaman jurnal  Agritech. Yogyakarta. Volume 34(2): 213-222.
[7] Tanah Pertanian Menggunakan Soil Moisture Sensor  FC-
Jurnal Ilmiah, Gorontalo. Volume 10(2):237- 243.
[8]  Irawan  L.  2017.  Pengaruh  Ekstrak  Alang- alang  ( Imprata  Cylindrica  L )  dan  Teki ( Cyperus Rotundus L) Terhadap Pertumbuhan Gulma pada Pertanaman
Selada (Lactuca sativa L) . Skripsi.
[9]
Yogyakarta.
[10] Adriyanto,  Untung  Sus  &  Basith  Abdul, 2010. Metode dan Peramalan Aplikasi, Edisi Kedua, Jakarta : Erlangga.
82 - 89
v6i2.1187