e-ISSN : 2715-5064

## Sistem Penyiraman Tanaman Tomat Otomatis Berbasis Arduino Uno dan Panel Surya
Dzalfa Zahrotun Nisa 1*) , Arnisa Stefanie 2
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang, Karawang Jl. HS. Ronggo Waluyo, Puseurjaya, Kec. Teluk jambe Timur, Kabupaten Karawang, Jawa Barat 41361 email: 1 dzalfa.zahrotun11058@student.unsika.ac.id. 2 arnisa.stefani@staff.unsika.ac.id
Abstract − As  time  goes  by,  technological  developments  are increasing, so that it can provide many conveniences for humans to do daily  work  such as  caring for  tomato plants.  In the  process  of caring  for  plants,  water  is  needed  for  plant  growth,  besides  that water is also used in the process of photosynthesis, water is used by plants to dissolve minerals that are absorbed by roots from the soil as  a  process  of  plant  development.  Watering  plants  regularly  can maintain and care for plants so they can grow well. Watering plants automatically using Arduino Uno and solar panels allows humans to  control and  monitor  plant  watering  devices.  The  results  of this study show that the automatic plant watering system using Arduino Uno  and  solar  panels  works  well.  This  research  aims  to  make  it easier for farmers in the process of watering tomato plants and to make it easier for farmers to control plants. So that negligence in watering plants can be avoided, and plants can grow optimally with water  intake  that  is  given  automatically.  The  results  of  the  study show that the automatic plant watering system works well and is able to monitor the condition of water content in the soil.
Keyword − arduino uno, solar panel, watering
Abstrak −  Seiring  berjalannya  waktu,  perkembangan  teknologi semakin  meningkat,  sehingga  dapat  memberikan  banyak kemudahan  bagi  manusia  untuk  melakukan  pekerjaan  sehari- hari seperti melakukan perawatan pada tanaman tomat. Dalam proses perawatan tanaman dibutuhkan air  untuk pertumbuhan tanaman, selain itu air juga digunakan pada proses fotosintesis, air dimanfaatkan oleh tanaman untuk melarutkan mineral yang diserap akar dari tanah sebagai proses perkembangan tanaman tersebut.  Penyiraman  tanaman  yang  dilakukan  secara  rutin dapat  menjaga  serta  merawat  tanaman  agar  dapat  tumbuh dengan baik. Penyiraman tanaman secara otomatis menggunakan  arduino    uno  serta  panel  surya  memungkinkan manusia  untuk  mengontrol  dan  memonitor  alat  penyiraman tanaman.  Hasil  dari  penelitian  ini  menunjukkan  sistem penyiraman  tanaman  otomatis  menggunakan  arduino  uno  dan panel surya bekerja dengan baik. Penelitian ini bertujuan untuk mempermudah petani dalam proses penyiraman tanaman tomat serta  mempermudah  para  petani  dalam  mengontrol  tanaman. Sehingga kelalaian dalam penyiraman tanaman dapat terhindari, serta tanaman dapat tumbuh dengan optimal dengan asupan air yang diberi secara otomatis. Hasil penelitian menunjukkan sistem penyiraman tanaman otomatis berjalan dengan baik dan mampu melakukan monitoring kondisi kadar air dalam tanah .
Kata Kunci − arduino uno, panel surya, penyiraman .

## I. PENDAHULUAN
Pada  tanaman  tomat,  kelebihan  atau  kekurangan  tingkat kelembaban  dan  suhu  pada  tanaman  dapat  menyebabkan kerontokan  bunga  dan  menyebabkan  pertumbuhan  vegetatif berlebihan sehingga mengurangi pertumbuhan dan perkembangan  generatif.  Oleh  karena  itu,  perlu  dilakukan penyiraman tanaman agar kelembaban tanah dan kebutuhan air tercukupi.  Penyiraman  tanaman  adalah  salah  satu  pekerjaan
yang monoton, rutin dan dilakukan secara konvensional, yang biasanya memunculkan berbagai permasalahan. Salah satunya adalah  tidak  ada  ukuran  kuantitas  air  yang  sama  dalam  tiap penyiraman  yang akan  mengakibatkan tanaman  yang dirawat bisa  mengalami  kelebihan  ataupun  kekurangan  air  sehingga akhirnya mengalami pembusukan dan mati [1].
Permasalahan akan lebih kompleks jika tanaman yang dirawat merupakan tanaman yang membutuhkan perawatan yang lebih spesifik dan intensif, karena dibutuhkan pola penyiraman yang spesifik  dan  intensif  pula.  Penyiraman  tanaman  yang  hemat dan  tepat  waktu  merupakan  salah  satu  solusi.  Sehingga  akan membantu  jika  ada  suatu  sistem  penyiraman  otomatis  yang dapat  melakukan  penyiraman  secara  merata  sesuai  dengan kebutuhan [2].
Kemajuan teknologi di zaman sekarang membuat berbagai hal harus  mengutamakan  efisiensi  dan  kemudahan  dalam melakukan  pekerjaan  yang  selalu  dilakukan  setiap  hari.  Tak terkecuali dengan kegiatan penyiraman tanaman, kegiatan  ini mulai  dilihat  untuk  improvisasi  dan  modernisasi  guna mempermudah dalam melakukan kegiatan tersebut [3]. Oleh karena itu, dibuat alat penyiraman otomatis menggunakan sensor  soil  moisture  /  kelembaban  tanah  dan  arduino  uno sebagai  kendali  dan  kontrol  utama  dalam  alat.  Alat  ini menggunakan panel surya sebagai sumber energi pada sistem. Alat  ini  juga  dilengkapi  dengan  pompa  air  yang  berfungsi untuk  penyiraman  tanaman.  Alat  tersebut  dapat  membantu manusia dalam merawat dan menyiram tanaman tomat dengan jarak jauh.

## II.PENELITIAN YANG TERKAIT
”Alat  penyiram  tanaman  otomatis  berbasis  mikrokontroler dengan  android  sebagai  media  monitoring.  Fakultas  Elektro dan Komunikasi – Institut Teknologi Telkom”. Alat penyiram tanaman ini menggunakan sensor kelembaban tanah sehingga tidak perlu menyiram tanaman kembali. Keluaran dari sensor tersebut merupakan nilai ADC pada pin ADCnya. Range nilai ADC nya mulai dari 350 – 1023, dimana nilai 350 merupakan nilai  saat  jumlah  air  sudah  cukup  dengan  kata  lain  nilai resistansinya  kecil  dan  untuk  nilai  1023  merupakan  kondisi dimana  tanaman  mengalami  kekurangan  air  dan  nilai resistansinya besar sehingga menghambat aliran listrik antara lempengan sensor  [4].
“Implementasi  WSN  Pada  Robot  Penyiram  Tanaman Otomatis”.  Dari  penelitian  tersebut  peneliti  dibantu  dengan jaringa  nirkabel  atau  biasanya  disebut  wireless  system network,  yang  mana  digunakan  sebagai  acuan  dasar  maupun
*) penulis korespondensi : Dzalfa Zahrotun Email: dzalfa.zahrotun11058@student.unsika.ac.id
e-ISSN : 2715-5064
tujuan utama dilakukannya penelitian ini. Wireless digunakan untuk mengganti peran kabel dalam suatu jaringan komunikasi data dan merupakan pertukan informasi antara dua poin tanpa hubungan  langsung.  Fungsi  dari  wireless  pada  penelitian  ini digunakan untuk pertukan hasil kelembaban tanah, penjadwalan irigasi, sumber daya air dan perkiraan cuaca [5]. “Alat  penyiram  tanaman  otomatis  menggunakan  Arduino Uno”.  Menado  :  Jurusan  Teknik  Elektro,  Kementrian  Riset, Teknologi  dan  Pendidikan  tinggi  Politeknik  Negeri  Menado. Dari  penelitian  tersebut  peneliti  sama  –  sama  memakai  relay yang digunakan untuk  mematikan dan menghidupkan pompa air.  Fungsi  dari  relay  sendiri  difungsikan  sebagai  saklar otomatis serta untuk penguatan daya tegangan. Secara prinsip kerja  relay  ketika  coil  mendapat  mendapat  energi  listrik (energized),  akan  timbul  gaya  elektromagnet  yang  akan menarik amature yang berpegas, dan contact akan menutup [6].
III. METODE PENELITIAN Sistem penyiram tanaman otomatis  berbasis arduino uno dan panel surya ini memfokuskan untuk membuat suatu sistem alat untuk  memudahkan  kegiatan  penyiraman  dan  juga  membuat kegiatan  penyiraman  tanaman  menjadi  terjadwal  setiap harinya. Adapun dalam pembuatan sistem penyiram tanaman ini menggunakan metode pengumpulan data guna mencari data dan informasi agar tercapai tujuan pembuatan sistem penyiram tanaman  ini.  Adapun  juga  dijelaskan  tahap  –  tahap perancangan alat dari sistem ini. Sebelum memulai pembuatan sistem  penyiraman  tanaman  ini  yang  harus  dilakukan  yaitu pengumpulan  data  diperpustakaan  dan  mencari  referensi  dari berbagai jurnal.

## A. Blok Diagram Rancangan Alat
Perancangan  dan  pembuatan  alat  penyiraman  tanaman  tomat otomatis secara umum dapat dilihat dari blok diagram yang ada pada Gambar 1. Blok diagram  merupakan penjelasan kepada sistem  yang  akan  dirancang  dan  diciptakan  dengan menyeluruh.  Seperti  langkah  aturan  di  dalam  proses  analisis bahwa  perlu  dilakukan  pendefinisian  sebelumnya  kepada sistem yang akan dirancang artinya bahwa harus ada deskripsi atau  gambaran  yang  jelas  terkait  ruang  lingkup  pembahasan, yang mana sebagai medianya berupa blok diagram.

## Gambar. 1 Blok Diagram Sistem.
Pada  diagram  diatas,  input  yang  didapatkan  oleh  sensor  soil moisture  berupa  nilai  numerik.  Dan  input  yang  didapat  akan dikirim ke system arduino uno. Panel surya berfungsi sebagai sumber  energi  berupa  tegangan  yang  dihasilkan  dari  sinar matahari. Didalam sistem input akan dicocokan pada data yang telah di atur sesuai dengan  jenis tanaman . Hasil  pencocokan data  akan  dikirimkan  kembali  melalui  arduino  uno  kepada pompa  air,  dimana  jika  data  melewati  batas  yang  ditentukan maka pompa air akan menyala.

## B. Flowcharts Sistem

## Gambar. 2 Flowchart Sistem
Alur  kerja  yang  bisa  dijelaskan  atau  dideskripsikan  untuk menjelaskan  keseluruhan  rangkaian  proses  kerja  alat penyiraman tanaman tomat otomatis adalah sebagai berikut : 1. Sensor  Soil  Moisture  akan  membaca  informasi mengenai kadar kelembaban tanah pada tanaman tomat.
2. Alat membaca beberapa parameter dari kondisi tanah.
3. Jika kondisi tanah kering (nilai kelembaban lebih dari
500) maka akan diputuskan akan dilakukan proses penyiraman air  dan  bila  kondisi  tanah  sudah  cukup  air  (kurang  dari  500) maka alat akan berhenti melakukan penyiraman.
4. Proses 1 sampai 3 diatas akan terus berulang dari satu tanaman ke tanaman yang lain.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sistem penyiram tanaman otomatis berbasis Arduino uno dan panel  surya  ini  bertujuan  untuk  meringankan  kegiatan penyiraman  tanaman  tomat  dan  membuat  penyiraman  lebih terjadwal  setiap  harinya.  Sistem  penyiram  tanaman  ini menggunakan  sensor  kelembaban  tanah  dan  berguna  untuk mengetahui nilai kelembaban tanah dalam kondisi kering atau basah. Jika keadaan tanah dalam keadaan kering pada saat jam penyiraman  akan  dilakukan  penyiraman  dan  jika  keadaan tanah basah maka tidak akan dilakukan penyiraman.
A. Tampilan Sistem Perangkat Keras
Sistem  penyiraman  tanaman  otomatis  ini  dibuat  dengan berbagai  perangkat  keras (Hardware) guna  untuk  membuat sistem  penyiram  tanaman  ini  bisa  bekerja  sesuai  keinginan. Untuk  merancang  alat  penyiraman  tanaman  otomatis  dengan menggunakan  panel  surya  memerlukan  beberapa  komponen yaitu  arduino  uno,  sensor soil  moisture, relay,  kabel  jumper, pompa  air,  projek  board,  dan  panel  surya.  Komponen  yang digunakan  sebagai  penghubung  atau  oak  penggerak  dengan aplikasi adalah Arduino Uno. Mikrokontroler ini sebagai pusat untuk  pengirim  data  yang  diperoleh  dari  sensor  yang  yang berhubungan  dengan  Arduino  Uno  dan  berbagai  hardware yang dipakai.
e-ISSN : 2715-5064
Spesifikasi komponen yang digunakan ● Panel Surya
Model
: GH5P-18 Rated maximum power (pm) : 5W Tolerance : 0~+5% Voltage at Pmax (Vmp) : 9V Current at Pmax (Imp) : 0,55 A Open-circuit voltage(Voc) : 11,6 V Short-circuit current (Isc) : 0,62 A Normal operating cell temp (NOCT) : 45 Maximum system voltage :1000VDC Maximum series fuse rating : 10 A Operating temperature : -40to+85`C Application class : class A Cell technology : poly:Si Weight : 0,5 kg Dimension(mm) : 180*270*17
Spesifikasi : Operating Voltage : 5V Input Voltage (recommended): 7 - 12V Input Voltage (batas) : 6-20 V Digital I/O Pins : 14 (6 sebagai output PWM) Analog Input Pins : 6 DC Current per I/O pin : 40 mA DC Current untuk 3.3 V pin : 50 mA Flash Memory : 32 Kb (ATmega328) dengan 0,5 sebagai bootloader SRAM : 2 KB (ATmega328) EEPROM : 1 KB (ATmega328) Clock Speed : 16 MHz Panjang : 68.6 mm Lebar : 53.4 mm Berat : 25g ● Sensor soil moisture Wiring connection :
VCC : 3.3V-5V GND : GND DO : digital output interface (0 dan 1) AO : analog output interface
e-ISSN : 2715-5064
Spsifikasi: Maximum load   : AC 250V/10A, DC 30V/10A Jumlah channel   : 1 Working voltage   : 5V, active LOW Weight : 60 g Indication LEDs for Relay output status ● Pompa air dc mini Spesifikasi : Daya dorong : 0.3 - 0.8 cm Aliran : 1.2-1.6 L/menit Diameter luar water outlet : 7.5mm Diameter dalam water outlet : 4.7mm ● Projek board Spesifikasi: Tipe : SYB-130 Ukuran : 188x46x8.5mm Jumlah titik : 760 (12 x 65 baris) B. Perancangan Software
Software  yang  digunakan  pada  perancangan  ini  yaitu menggunakan Arduino IDE.
a. Arduino  Uno  merupakan  perangkat  inti  dari  alat  ini karena Arduino Uno yang mengatur semua komponen pada alat lainnya.
b. Sensor  soil  moisture  berfungsi  untuk  membaca kelembaban tanah.
c. Breadboard berfungsi untuk menghubungkan rangkaian komponen tanpa harus menyolder.
d. Relay  adalah  perangkat  elektronika  yang  berguna sebagai saklar  mekanik, atau memisahkan rangkaian listrik tegangan tinggi denganntengangan rendah.
e. Panel  surya  merupakan  sumber  energi  untuk menggerakan alat.
f. Pompa  air  berfungsi  untuk  memompa  air  dan melakukan penyiraman tanaman.

## D. Pengujian Uji Validasi
Pengujian uji validasi ini dilakukan dengan langsung mencoba sensor  yang  dipakai  pada  alat,  setelah  didapat  hasil  nilai kelembaban  tanah,  nilai  tersebut  dicocokan  dengan  nilai kelembaban yang diatur pada alat untuk memperoleh hasil jika keadaan tanah kering  maka pompa akan hidup pada saat jam penyiraman. Sebaliknya jika pada saat jam penyiraman tanah dalam keadaan basah maka pompa tidak akan menyiram.
Tabel I. Uji Validasi ( Uji Pengukuran Sensor Soil Moisture)
Pengujian ini dilakukan di Karawang yang merupakan daerah panas  yang  cocok  untuk  penerapan  panel  surya,  hasil  yang didapatkan  selama  pengujian  ini  tertera  pada  tabel  diatas. Pengujian  ini  menghasilkan  rata-rata  nilai  kelembaban  tanah dengan  kondisi  kering  sebesar  944,6  yang  akan  membuat pompa  air  menyala,  sedangkan  rata-rata  nilai  kelembaban tanah dengan kondisi lembab menghasilkan nilai sebesar 457,2 yang  akan  mengakibatkan  pompa  air  mati  atau  berhenti mengalirkan air.
V.KESIMPULAN DAN SARAN
Bedasarkan  hasil  perancangan  dan  pengujian  yang  telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Alat  penyiraman  tanaman  otomatis  menggunakan  panel surya  dapat  berjalan  sesuai  dengan  tujuan  yang  telah dibuat
2. Alat  bekerja  sesuai  dengan  ketentuan  yang  telah  dibuat yaitu :
- Alat  hanya  akan  melakukan  penyiraman  apabila sudah  memasuki  waktu  penyiraman  dan  kondisi  tanah kering atau tidak basah.
- Alat  tidak  akan  menyiram  apabila  kondisi  tanah basah.
- Alat akan otomatis berhenti menyiram apabila kondisi tanah telah basah.
e-ISSN : 2715-5064

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  kepada  pembimbing  dan  rekan-rekan  Teknik Elektro  Universitas  Singaperbangsa  Karawang  yang  telah membantu proses penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] H. Yanto, A. Tusi dan S. Triyono, “The Application of Drip Irrigation System  on  Cauliflower  in  A  GreenHouse,  “Jurnal  Teknik  Pertanian Lampung, vol. 3, 2014.
[2] R. Fauziah, A. D. Susila dan E. Sulistyono, “Budidaya Bawang Merah pada  Lahan  Kering  Menggunakan  Irigasi  Sprinkler  pada  berbagai Volume dan Frekuensi”, Jurnal Hortikultura Indonesia, vol 7(1), 2016.
[3] M.  W.  Sari,  P.  W.  Ciptadi,  and  R.  H.  Hardyanto,  “Study  of  Smart Campus  Development  Using  Internet  of  Things  Technology,”  IOP Conf.  Ser.:  Mater.  Sci.  Eng.,  vol.  190,  p.  012032,  Apr.  2017,  doi:
10.1088/1757-899X/190/1/012032.
[4] M. A. Kurniawan, U. Sunarya, and D. A. Nurmantris, “Alat Penyiram Tanaman Otomatis Berbasis Mikrokontroler Dengan Android  Sebagai Media Monitoring,” p. 9.
[5] F. T. M. Rajagukguk, V. C. Poekoel, and M. D. Putro, “Implementasi WSN Pada Robot Penyiram Tanaman Otomatis,” vol. 7, p. 10, 2018.
[6] J.  S.  Wakur,  “alat  penyiram  tanaman  otomatis  menggunakan  arduino uno,” p. 64.
[7] I.  Batara  and  Naibaho,  Penyiraman  otomatis  pada  tanaman  berbasis arduino  menggunakan  sensor  kelembaban  tanah.  Sumatra  Utara:
Universitas Sumatera Utara, 2017.
[8] H. Husdi, “monitoring kelembaban tanah pertanian menggunakan soil moisture sensor fc-28 dan arduino uno,” Ilk. J. Ilm., vol. 10, no. 2, pp. 237–243, Sep. 2018, doi: 10.33096/ilkom.v10i2.315.237- 243.
[9] B. Cahyono,  Teknik  Budidaya  Tomat Unggul. Jakarta: Pustaka Mina, 2016.
[10] Prakoso,  Dimas  Febriananda,  (2004).  kinerja  pompa  air  berdasarkan intensitas panel surya. Skripsi.Universitas muhammadiyah Surakarta.
[11] S.  Hadi,  P.  Udianto,  and  R.  Abdillah,  “pengaruh  intensitas  cahaya matahari terhadap  output  tegangan solarcell pengisi baterai kendaraan listrik,” vol. 3, p. 12, 2017.
[12] T.  A.  Hafizh,  “perancangan  dan  implementasi  pompa  air  bertenaga surya di perumahan permata buah batu,” p. 10.
[13] A.  A.  Aniley,  “soil  moisture  sensors  in  agriculture  and  the possibleapplication  of  nanomaterials  in  soil  moisture  sensors fabrication,” vol. 6, no. 1, p. 10, 2018