## Pemberi Nutrisi Cairan Otomatis Untuk Tanaman Berbasis Arduino Uno Dengan Menggunakan Web
Muhammad Eko Yunanto ¹ ) , Irawan, M.Kom ² )
1 Sistem Komputer, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Budi Luhur
1,2 Jl. Raya Ciledug, Petukangan Utara, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12260 E-mail : 1313500330@student.budiluhur.ac.id ¹ ) , irawan@budiluhur.ac.id ² )

## ABSTRAK
Perkembangan teknologi pada saat ini, menisngkatkan kreativitas manusia dalam menciptakan perangkat yang dapat mendukung kinerja manusia dalam melakukan proses pekerjaan khususnya bertanam, dengan bertanam  saat  ini  dapat  memanfaatkan  sumber  air  dengan  pengganti  tanah,  namun  manusia  memiliki kekurangan  waktu  dengan  kesibukan.  Sistem  otomatis  saat  ini  telah  diterapkan  hampir  di  setiap  bidang pekerjaan dengan tujuan untuk mempermudah kebutuhan manusia. Arduino Uno yang terintegrasi dengan berbagai  sensor,  sistem  otomasi  untuk  bertanam  antara  lain  untuk  mengatur  larutan  air,  sistem  irigasi tetesan  air,  serta  memberikan  informasi  suatu  keadaan  kepada  pemilik.  Penghijauan  atau  lebih  di  kenal dengan istilah Go Green ini di gunakan untuk menghijaukan kembali tanaman di sekitar halaman tempat tinggal  manusia,  akan  tetapi  masih  ada  yang  tidak  tertarik  dengan  penghijauan  ini,  karena  sulit menggunakannya.
Kata kunci : tanaman, arduino, kontroling, web monitoring
1.   PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dipertanian atau perkebunan merupakan  sumber  utama  dalam  memenuhi kebutuhan  pangan.  Di  dalam  pertanian/  atau perkebunan, air adalah hal yang sangat penting untuk memenuhi kebutuhan tumbuhan. Pengaturan  pembagian  atau  pengaliran  air menurut  sistem  tertentu  dipertanian  disebut irigasi. Pengairan atau irigasi merupakan faktor penting dalam industri pertanian dan
perkebunan. Irigasi dapat mempengaruhi hasil dari pertanian dan pekebunan apakah produknya baik atau tidak. Beberapa ancaman serius  yang  dihadapi  industri  tersebut  salah satunya adalah semakin menurunnya ketersediaan  air.  Untuk  itu  dibutuhkan  upaya untuk menggunakan air secara tepat. Teknologi pengairan  yang  masih  konvensional  belum mampu  mengelola  air  secara  tepat.  Pada umumnya petani mengunjungi lahannya untuk melihat kelembabapan atau kondisi pada tanah secara  periodik  dan  mengairi  lahan  pertanian sesuai dengan perspektif petani.
Dari  permasalahan  tersebut,  muncul sebuah pemikiran untuk merekayasa suatu alat yang  dapat  memantau  irigasi  tetesan  nutrisi tanaman.  Dengan  adanya  alat  ini  diharapkan dapat  menambah  efisiensi  kinerja  penyiram tetesan  nutrisi  pada  tamanan.  Dari  uraian diatas,  penulis  akan  mencoba  merancang  alat
yang berjudul, “PEMBERI NUTRISI CAIRAN  OTOMATIS  UNTUK  TAMANAN BERBASIS  ARDUINO  UNO  DENGAN MENGGUNAKAN WEB”.
1.2. Tujuan Penulisan
1.2.1. Tujuan Umum
1. Sebagai syarat akhir menyelesaikan studi di  Universitas  Budi  Luhur  jakarta jurusan Sistem Komputer.
2.  Penerapan  atas  ide  serta  teori  yang didapatkan  selama  menjadi  mahasiswa, dapat  di  implementasikan  sehingga dapat berguna bagi mahasiswa lainnya.

## 1.2.2 Tujuan Kusus
1. Memonitoring nutrisi air secara otomatis.
2.  Mengetahui cara kerja water flow sensor dalam mengontrol volume air.
3. Mempermudah pengetahuan yang dimiliki  pada  bidang  teknologi,  yaitu sistem dan monitoring.

## 1.3  Batasan Masalah
1. Mikrokontroler yang digunakan Arduino uno R3.
2. Pembahasan tentang monitoring nutrisi pada tanaman.
3.      Pembacaan  air  nutrisi  hanya  berupa nilai volume air.
Alat  yang  dibuat  dengan  monitoring  cairan nutrisi  dengan  monitoring  satu  tanaman  yang terintegrasi.
2.        LANDASAN TEORI
2.1.     Teori Singkat Hardware
2.1.1.  Microcontroller Arduino Uno R3
Arduino Uno adalah
papan
mikrokontroler  yang  berbasis  pada  microchip ATmega328. Ini memiliki 14 pin input / output digital (yang 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, osilator kristal 16 MHz, koneksi USB, colokan listrik, header ICSP, dan tombol reset. Ini berisi semua yang dibutuhkan untuk  mendukung  mikrokontroler;  cukup hubungkan  ke  komputer  dengan  Kabel  USB 1.5m Tipe A ke B. (Hendriono, 2014).

## 2.1.2. Water Flow Sensor
Sensor  aliran  air  ini  hanya  memiliki tiga kabel dan dapat dengan mudah dihubungkan antara mikrokontroler dan papan Arduino.  Ini  hanya  membutuhkan  +  5  V  Vcc dan  memberikan  output  pulsa,  sensor  harus dipasang  dengan  padat  di  antara  pipa  air (http://repository.usu.ac.id/bitstream/handle/1 23456789/33933/Chapter%20II.pdf;jsessionid =4AF9DA5780E1E0221FF6025DB618E8C8? sequence=3). 2.1.3. Ethernet Shield W5100 Arduino Ethernet Shield memungkinkan mikrokontroler Arduino
terhubung ke Internet. Hal ini didasarkan pada chip  Wiznet  W5500  Ethernet.  Wiznet  W5500 menyediakan  sebuah  jaringan  (IP)  stack  yang mampu berupa TCP dan UDP. Ethernet Shield terhubung ke mikrokontroler Arduino menggunakan header wire-wrap panjang yang meluas  melalui  Shield.  Ada  slot  kartu  micro-
SD  onboard,  yang  bisa  digunakan  untuk menyimpan file melalui jaringan. Ini kompatibel dengan Arduino Uno danATMega(http://www.kabib.net/2016/11/ca ra-membuat-webserver-di-arduino.html).

## 2.1.4  Water Pump DC 12V
Water pump DC  ini penggunaan yang umum  adalah  Pompa  air  mini  biasanya digunakan  pada  sistem  irigasi  hidroponik,
robotika,  dan  sebagainya.  Jenis  pompa  air  ini cukup banyak tergantung keperluannya. Sebenarnya  masih  ada  jenis  pompa  air  yang lain  berdasarkan  tenaga  penggeraknya  seperti pada gambar dibawah ini. (Siswoyo, 2008).

## Gambar 2.1 Konstruksi Water Pump DC

## 2.1.5.     Relay 2 Channel
Relay  adalah  Saklar  (Switch)  yang dioperasikan  secara  listrik  dan  merupakan komponen Elektromekanikal yang terdiri dari 2 bagian  utama  yakni  Elektromagnet (Coil)  dan Mekanikal (seperangkat Kontak
Saklar/Switch).dan jumlah kutub kontak saklar tergantung  pada  jenis  relay.  Perbedaan  relay dengan  saklar  manual  adalah  pada  prinsip kerjanya,  dimana  relay  merupakan  saklar elektronik  yang  dikendalikan  dengan  cara memberikan dan memutus arus listrik ke dalam kumparan sehingga saklar terbuka dan tertutup secara  otomatis.  Sedangkan  saklar  manual dikendalikan  oleh  manusia  dengan  cara menekan saklar secara manual sehingga saklar dapat  terbuka  dan  tertutup.  rangkaian  relay board  dapat  dilihat  pada  gambar  dan  bentuk fisik  relay  board  pada  gambar  dibawah  ini. (Abi, 2014).

## 2.1.5 Sensor Photodioda
Photodioda    adalah  suatu  jenis  dioda yang  resistansinya  akan  berubah-ubah  apabila terkena  sinar  cahaya  yang  dikirim  oleh transmitter “LED”. Resistansi dari photodioda dipengaruhi  oleh  intensitas  cahaya  yang diterimanya,  semakin  banyak  cahaya  yang diterima  maka  semakin  kecil  resistansi  dari photodioda  dan  begitupula  sebaliknya  jika semakin sedikit intensitas cahaya yang diterima oleh  sensor  photodioda    maka  semakin  besar nilai  resistansinya,  Sensor  photodioda  sama seperti sensor LDR, mengubah besaran cahaya yang  diterima  sensor  menjadi  perubahan konduktansi (kemampuan suatu benda menghantarkan  arus  listrik  dari  suatu  bahan).
Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini merupakan bentuk fisik dari sensor photodioda. (Bishop, 2004 ).
2.2     Teori Singkat Software
2.2.1  Arduino IDE IDE  itu  merupakan  kependekan  dari
Integrated  Developtment  Enviroenment,  atau secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan  terintegrasi  yang  digunakan  untuk melakukan  pengembangan.  Disebut  sebagai lingkungan  karena  melalui  software  inilah Arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan  fungsi-fungsi  yang  dibenamkan melalui sintaks pemrograman. Arduino menggunakan  bahasa  pemrograman  sendiri yang menyerupai bahasa C. Bahasa pemrograman Arduino (Sketch) sudah dilakukan  perubahan  untuk  memudahkan pemula  dalam  melakukan  pemrograman  dari bahasa  aslinya.(Adriansyah  &  Hidyatama, 2013).

## Gambar 2.9 Softwere Arduino

## 2.2.2 Web Browser
Mengetikkan  sesuatu  alamat  pada browser maka data akan dilewatkan oleh suatu protocol  HTTP  melewati  port  80  pada server.perintah  yang  kita  ketik  tadi  akan  di proses  ke  dalam  mesin  pencari.  Alamat  ini adalah URL dari  suatu situs  yang  mempunyai alamat  yang  unik  di  Internet.  Web  Browser akan  mengirimkan  suatu  aturan  yang  telah disepakati  sebelumnyua,  aturan  ini  biasa disebut  sebagai  protocol.  Contoh  web  yang digunakan dibawah ini.

## Gambar 3.0 Aplikasi Web Browser

## 3      PERANCANGAN SISTEM 3.1   Diagram blok
Berikut keterangan diagram blok :
Arduino  Uno  R3  bertindak  sebagai  pengatur dan  pengendali.  Dari  proses  ini,  Arduino  ini akan  memproses  data  masukan  dan  keluarnya data dari alat tersebut.
Sensor Water Flow berfungsi untuk mengetahui debit air. Sensor Photodioda berfungsi untuk mengetahui habis atau tidaknya cairan nutrisi. Relay berfunsi untuk memutus dan menyambungkan arus dari Motor Pump DC.
Buzzer  akan  bunyi  jika  sensor  Photodioda mendeteksi cairan nutrisi habis.
Web  akan  menampilkan  “Air  habis”  jika Photodioda mendeteksi tidak ada air
Gambar 3.1. Blok Diagram

## 3.1.1 Cara Kerja Alat
Cara kerja alat ini adalah
menonitoring  cairan  nutrisi  dan  tetesan  cairan nutrisi,  ditabung  cairan  nutrisi  terdapat  Water Pump  DC  untuk  meyedot  air  ke  Water  Flow Sensor sehingga Water Flow Sensor membaca debit  air  yang  mengalir,  Water  Pump  DC menyedot air sampai Milliliter air yang dibatasi sesuai  pada  pengaturan  Water  Flow  Sensor. Sensor  Photodioda  untuk  mendeteksi  cairan nutrisi,  jika  tidak  ada  air  sensor  Photodioda akan menampilkan “air Habis” dan buzzer akan berbunyi.

## 3.2 Rangkaian Keseluruhan
Rangkaian keseluruhan yaitu, Arduino  Uno  R3,  seperti  Rangkaian  Water Flow  sensor,  Rangkaian  Relay,  Rangkaian Water Pump DC, Rangkaian Infrared, rangakaian  Ethernet  Shield  dan  rangkaian
Buzzer.  Rangkaian  alat  secara  keseluruhan ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar 3.2 Rangkaian Keseluruhan

## 3.2.1 Rangkaian Water Flow Sensor
Pada Gambar 3.3 Water Flow Sensor berfungsi sebagai membaca debit air.

## Gambar 3.3 Rangkaian Water Flow Sensor

## 3.2.2 Rangkaian Relay
Pada  Gambar  3.4  Relay  berfungsi sebagai berfunsi untuk memutus dan menyambungkan arus.
Gambar 3.4 Rangkaian Relay

## 3.2.3 Rangkaian Water Pump DC 12V
Pada  gambar  3.5  Water  Pump  DC 12V berfungsi untuk menyedot air.
Gambar 3.5 Rangkaian Water Pump DC

## 3.2.4 Rangkaian Photodioda
Pada Gambar 3.6 Photodioda berfungsi mendeteksi suatu benda.

## Gambar 3.6 Rangkaian Photodioda

## 3.2.5 Rangkaian Ethernet Shield
Pada  gambar  3.7  ethernet  Shield digunakan sebagai penghubung antara Arduino dengan PC untuk  menampilkan data yang ada pada  arduino  ke  dalam  sebuah  aplikasi browser .
Gambar 3.7 Ethernet Shield

## 3.2.6 Rangkaian Buzzer
Pada  gambar  3.8  Buzzer  untuk menjadi alarm.
Gambar 3.8 Rangkaian Buzzer
3.3    Flowchart
3.3.1 Flowchart Pada Program
Gambar 3.9. Flowchart

## 4.  IMPLEMENTASI  DAN  EVALUASI PROGRAM
Pada bab ini membahas implementasi program, cara kerja program yang dikembangkan,  evaluasi  terhadap  sistem  yang diadakan  serta  mengembangan  melebihi  dari alat dan program  yang ada.  Implementasi  alat ini  dilakukan  pada  program  dan  sistem  alat untuk  hasil  yang  sesuai  dengan  sistem  yang sudah  dirancang  program,  agar  alat  berfunsi dengan maksimal.

## 4.1 Tujuan Pengujian
Tujuan dari  sistem ini adalah :
Mengetahui  apakah  perangkat  keras ini yang telah dikerjakan dapat bekerja dengan maksimal atau tidak.
Dapat  mengetahui  perbandingan  antara  hasil pengujian  alat  dengan  perancangan  alat, sehingga dapat diketahui apakah kinerja system kerja alat stabil.
Dapat disimpulkan dari hasil pengujian alat dan program  yang  didapat  diharapkan  pada
kemudian  hari  akan  dibuat  suatu  sistem  yang dapat bekerja dengan lebih baik.

## 4.2.     Prosedur Pengujian
4.2.1.  Setup Alat
Setup  alat  adalah  awal  melakukan agar  peralatan  dapat  bekerja  secara  optimal.. Menghubungkan  Arduino  Uno  R3  dengan beberapa komponen pendukung yang
digunakan,  saya hanya akan menjelaskan pin- pin  yang  digunakan  pada  perancangan  alat yang sudah dibuat, dimana pin atau port pada Arduino  memiliki  fungsi  yang  berbeda  dan semua pin atau port pada Mikrokontroler dapat digunakan sebagai input dan output. Di bawah ini  dijelaskan  fungsi  dari  masing-masing  pin atau port Arduino yang digunakan.
Tabel 4.1. Daftar PIN Arduino yang Digunakan

## 4.2.2.  Upload Software Pada Rangkaian
Sesudah  melakukan perancangan alat dan  pembuatan  alat,  selanjutnya  adalah penyususan program - program untuk pengendalian alat yang disertakan pada system program  ini.  Program  pengendalian  diberikan untuk  mengatur  dan  menyesuaikan  proses kinerja  alat  pada  setiap  rangkaian.  Setiap pengontrol
yang disusun berbasis mikrokontroler yang dalam hal ini menggunakan IDE Arduino. 4.3 Hasil Pengujian 4.3.1 Pengujian dan Analisa Sensor Photodioda Pengujian ini dilakukan untuk menguji  coba  sensor  photodioda.  Dapatkah sensor tersebut berfungsi atau tidak.
Photodioda  di  uji  coba  menggunakan  cahaya led dan di tampilkan pada serial monitor.
Table 4.2. Hasil pengujian Sensor Photodioda
4.3.2. Pengujian  dan  analisa  Sensor

## Water Flow
Pengujian ini dilakukan untuk menguji coba sensor water flow, apakah sensor tersebut  berfungsi  atau  tidak.  Pada  pengujian ini  menggunakan  water  pump  dc  untuk mengujia coba pada sensor water flow, ketika water  pump  dc  mengalirkan  air  dan  melewati kipas  sensor  apakah  sensor  dapat  membaca berapa  mililiter  air yang  mengalir  pada sensor.
Tabel 4.3. Hasil pengujian Sensor Water Flow

## 4.3.3. Pengujian  dan  analisa  Ethernet Shield
Pengujian  ini  dilakukan  dengan  cara menambahkan  program  web  berbasis  HTML pada program IDE Arduino. Berikut ini adalah program  IDE  Arduino  untuk  pengujian Ethernet shield.
Gambar 4.2. Hasil Pengujian Ethernet Shield Pada Web Browser

## 5.    PENUTUP
5.1  Kesimpulan Dari  hasil  analisa  dapat  disimpulkan  sebagai berikut:
Sensor  Water  Flow  tidak  membaca  debit  air dengan sempurna.
Water  Pump  dc  tidak  begitu  akurat  untuk menyedot cairan nutrisi ke water flow sensor.
Sensor  Photodioda  dapat  membaca  cairan nutrisi.

## 5.2  Saran
Saran  dari  semua  pihak  sangat  perlu dibutuhkan, ada pun halnya sebagai berikut:
Menambahkan sistem yang lebih canggih yaitu seperti  sensor  membaca  tetesan  nutrisi  atau sensor deteksi cairan nutrisi.
Menambahkan fungsi alat agar dapat dikendalikan oleh aplikasi android.

## Daftar Pustaka
[1]        Adriansyah,  A.  &  Hidyatama  ,  O.  (2013), “Rancangan Bangun Arduino Atmega 328P”, 4(3), 120-132.
[2]     Bishop, O. (2014). Dasar-dasar Elektronika,
Jakarta: Erlangga.
[3] Hendriono, Dede. (2014),”Mengenal Arduino  Uno”, Elektronika Arduino.
[4]                Oshwah,  (2015),”Relay”,  Electronic  for Beginner, 2-3.
[5]      Siswoyo 2008, Teknik Listrik Industri Jilid 3 Untuk  SMK,  Departemen  Pendidikan Nasional,Jakarta.
[6]    Candra,  Hendrik.  2015.  “Sistem  Kontrol Otomatis  Irigasi  Tetes  Menggunakan
Arduino Mega” Universitas Lampung. [7](http://repository.usu.ac.id/bitstream/andle/1234 56789/33933/Chapter%20II.pdf;jsessionid=4AF9D A5780E1E0221FF6025DB618E8C8?sequence=3)
[8](https://ayuanggrianih.wordpress.com/tugas- kuliah/tugas-i-jaringan-interner/3