Jurnal Indonesia Sosial Teknologi:p–ISSN: 2723 - 6609 e-ISSN :2745-5254 Vol. 3, No., 2 Februari 2022

## RANCANG BANGUN MINIATUR SISTEM PEMANTAUAN KONDISI LAHAN PERTANIAN DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS ARDUINO
Sultan Shidqi 1 , Sayuti Rahman 2 dan Arnes Sembiring 3
Jurusan Teknik Informatika, Universitas Harapan Medan, Medan, Indonesia 1,2 dan 3 Email: sultanshidqi10@gmail.com 1 , masay.ram@gmail.com 2 dan arnessembiring@gmail.com 3

## Abstrak
Tanah merupakan unsur penting dalam pertanian dikarenakan tanah media dalam bercocok tanam. Suhu dan kelembapan dapat memengaruhi pertumbuhan tanaman dan kesulitan petani yaitu mengetahui nilai suhu dan kelembapan pada lahan pertaniannya tanpa harus ke terjun langsung  ke  lahan.  Padahal  informasi  suhu  dan  kelembapan  tanah  sangat  penting  karena informasi  tersebut  digunakan  untuk  tindakan  perbaikan  dalam  mengelola  lahan  pertanian. Berdasarkan  permasalahan  tersebut  maka  penulis  merancang  miniatur  sistem  pemantauan yang dapat mengetahui nilai suhu dan kelembapan tanah pada miniatur lahan pertanian dengan SMS. Sistem rancangan ini menggunakan Arduino Uno sebagai kontrol sistem pada seluruh rangkaian, Modul GSM sebagai pengirim dan penerima SMS, sensor DHT22 untuk mengukur suhu, sensor kelembapan tanah untuk mengukur kelembapan air pada tanah dan LCD yang berfungsi  menampilkan  nilai  sensor.  Cara  pengaplikasian  yaitu  pengguna  cukup  mengirim SMS ke nomor yang ada pada Modul GSM dan teks SMS yang berisi “cek suhu tanah” atau “cek  kelembapan  tanah”  maka  pengguna  akan  mendapatkan  notifikasi  dari  sistem  serta mendapatkan informasi nilai sensor dari miniatur lahan. Untuk mengetahui apakah SMS sudah masuk ke sistem atau tidak pengguna dapat melihat SMS yang dikirim pada tampilan LCD sesuai dengan teks yang kita kirim ke sistem.
Kata kunci : Arduino Uno; Modul GSM; Sensor DHT22; Sensor Kelembapan Tanah; LCD

## Abstract
Soil is an important element in agriculture because soil is a medium for farming. Temperature and  humidity  can  affect  plant  growth  and  farmers  have  difficulty  knowing  the  value  of temperature and humidity on their agricultural land without having to go directly to the land. Whereas  information  on  soil  temperature  and  humidity  is  very  important  because  the information  is  used  for  corrective  actions  in  managing  agricultural  land.  Based  on  these problems, the authors designed a miniature monitoring system that can determine the value of temperature and soil moisture on miniature agricultural land with SMS. This design system uses Arduino Uno as a control system for the entire circuit, GSM Module as SMS sender and receiver, DHT22 sensor to measure temperature, soil moisture sensor to measure moisture in the soil and an LCD that functions to display sensor values. The application method is that the user simply sends an SMS to the number on the GSM Module and an SMS text containing "check soil temperature" or "check soil moisture" then the user will get a notification from the system and get sensor value information from the miniature land. To find out whether the SMS has entered the system or not, the user can see the SMS sent on the LCD display according to the text we sent to the system.
Keywords: Arduino Uno; GSM module; DHT22 sensors; Soil Moisture Sensor; LCD

## Rancang Bangun Miniatur Sistem Pemantauan Kondisi Lahan Pertanian dengan SMS

## Pendahuluan
Pertanian merupakan bagian dari sejarah kebudayaan manusia dalam memenuhi kebutuhan pokoknya  di  bidang  makanan  (Tuwu,  2018).  Baik  secara  kualitas  maupun  secara  kuantitas makanan yang diproduksi harus sejalan demi memenuhi kebutuhan pangan manusia (Wattimena & Hattu, 2021). Indonesia juga termasuk salah satu negara agraris yang sebagian besar bertani merupakan salah satu mata pencaharian penduduknya (Budi & Sari, 2015).
Tanah merupakan salah satu penunjang yang membantu kehidupan makhluk hidup di bumi (Widodo et al., 2021). Tanah merupakan unsur penting dalam kegiatan bercocok tanam (Irawan, Soelaksini, & Nusraisyah, 2021), karena tanah merupakan media utama yang digunakan dalam kegiatan  bercocok  tanam  (Kumandang  et  al.,  2021).  Tanah  memberikan  pengaruh  besar  pada kehidupan  tanaman  sehingga  kualitas  tanah  perlu  diperhatikan  untuk  menghasilkan  tanaman dengan kualitas yang baik pula (Purba et al., 2021). Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan suatu tanaman diantaranya yaitu suhu dan kelembapan tanah (Anastasya, Aminudin, & Tayubi, 2019).
Suhu  dan  kelembapan  tanah  sangat  penting  diketahui  oleh  petani  dalam  memanfaatkan sumber tanah dalam pertanian (Alfian, Sasmito, & Vendyansyah, 2021). Suhu sangat berpengaruh terhadap  penyerapan  air,  berperan  juga  dalam  menentukan  reaksi  kimia  (Hikmah,  Mislan,  & Munir,  2021)  dan  aktivitas  mikroba  tanah  yang  dapat  merombak  senyawa  organik  tertentu menjadi  menjadi  hara  (Salim,  2021).  Proses  kehidupan  kehidupan  bebijian,  akar  tanaman  dan mikroba  tanah  secara  langsung  dipengaruhi  oleh  suhu  tanah  (Mulyana  &  Sofyan,  2015a). Kelembaban tanah diartikan sebagai air yang mengisi seluruh pori-pori tanah yang berada di atas water table . Definisi lain menyebutkan kelembaban tanah merupakan air yang tersimpan di pori- pori  tanah.  Defisit  dalam  kelembaban  tanah  dapat  menyebabkan  kelayuan  pada  tanaman (Anastasya et al., 2019). Lebih lanjut informasi mengenai kelembaban tanah digunakan untuk manajemen sumber daya air, peringatan awal kekeringan dan penjadwalan irigasi (Mulyana & Sofyan, 2015b).
Suhu optimal untuk pertumbuhan cabai merah adalah pada suhu 24 0 C-28 0 C dengan tingkat kelembaban tanah sebesar 70%-80%. Suhu dan kelembaban tanah yang ideal untuk pertumbuhan tanaman  cabai  merah  perlu  dijaga  maka  diperlukan  sebuah  alat  yang  dapat  mengukur  dan memantau  suhu  dan  kelembaban  tanah  (Anastasya  et  al.,  2019).  Tanaman  cabai  merah membutuhkan  perhatian  khusus  karena  jika  tanaman  tidak  mendapatkan  kondisi  atau  keadaan yang ideal maka tanaman ini tidak dapat tumbuh dengan baik misalnya kondisi kelembaban tanah yang  tidak  sesuai  maka  tanaman  akan  lambat  berbuah  atau  bahkan  tidak  berbuah  sama  sekali (Yahwe, Isnawaty, & Aksara, 2016).
Tanah sebagai faktor utama dalam hortikultura harus diperhatikan dengan sebaik-baiknya agar dapat memberikan hasil sesuai yang diharapkan. Salah satu permasalahan yang dialami oleh petani saat ini adalah kesulitan memonitoring suhu dan kelembaban tanah yang menjadi media tanam contohnya tanaman cabai selama 24 jam. Padahal informasi suhu dan kelembaban tanah sangat  penting  bagi  petani  karena  dengan  adanya  informasi  tersebut  petani  dapat  melakukan pengambilan  keputusan  dan  tindakan  perbaikan  dalam  mengelola  tanah  pertaniannya  (Husdi, 2018).
Penulis berharap dengan penelitian ini bisa membantu para petani dan masyarakat lainnya dalam memantau kondisi lahan pertaniannya dengan lebih mudah tanpa harus terjun langsung ke lahan pertanian tersebut.

## Metode Penelitian
Jika  ingin  melakukan  penelitian  terhadap  sistem  yang  sedang  diterapkan,  penulis melakukan percobaan sistem pada miniature lahan pertanian. Berikut tata cara kerja dari sistem yang penulis kerjakan sebagai berikut:
1.  Dimulai dari Arduino Uno yang membaca suhu dan kelembapan tanah melalui sensor suhu dan kelembapan tanah
2.  Kemudian hasil pembacaan dari sensor suhu dan kelembapan tanah ditampilkan Arduino di LCD
3.  Kemudian Arduino akan mengecek apakah ada SMS masuk dari pengguna, jika tidak maka Arduino akan kembali pada proses pembacaan sensor suhu dan sensor kelembaban tanah. Jika ada  SMS  masuk  dari  pengguna  maka  Arduino  akan  memproses  SMS  yang  masuk  dari pengguna
4.  Kemudian Arduino akan memproses isi SMS yang masuk dari pengguna. Apakah SMS yang masuk  dari  pengguna  berisi  “cek  suhu  tanah”  jika  iya  maka  Arduino  akan  mengirim  SMS balasan ke pengguna yang isi notifikasinya “Sukses Beri Cek Suhu Tanah” serta mengirim hasil data suhu tanah. Setelah itu proses selesai
5.  Kemudian Arduino akan memproses isi SMS yang masuk dari pengguna. Apakah SMS yang masuk dari pengguna berisi “cek kelembaban tanah” jika iya maka Arduino akan mengirim SMS balasan ke pengguna yang isi notifikasinya “Sukses Beri Cek Kelembapan Tanah” serta mengirim hasil data kelembapan tanah. Setelah itu proses selesai
6.  Jika isi SMS yang masuk ke sistem dari pengguna yang isinya selain “cek suhu tanah” dan “cek kelembapan tanah”, maka Arduino akan mengirim SMS balasan ke pengguna yang isi notifikasinya berisi “Format Perintah Salah”. Setelah itu proses selesai.
Penelitian ini mengikuti sistem diagram alir ( flowchart system ) seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 1. Diagram Alir Sistem.

## Rancang Bangun Miniatur Sistem Pemantauan Kondisi Lahan Pertanian dengan SMS

## Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan bagian hasil dan pembahasan ini pada rancang bangun miniatur sistem pemantauan kondisi lahan pertanian dengan SMS gateway akan dilakukannya pengujian alat  yang  dapat  berfungsi  sesuai  dengan  keinginan  penulis.  Pengujian  akan  dilakukan pada  komponen-komponen  yang  terhubung  pada  sistem  miniatur  sistem  pemantauan kondisi lahan pertanian yang mana menggunakan komponen seperti Arduino Uno, Sensor kelembaban  tanah,  sensor  DHT22  dan  Modul  GSM  SIM800L.  Tujuan  pengujian dilakukan  untuk  mengetahui  berjalannya  perangkat  dengan  baik  dan  benar  serta  tidak terjadi kesalahan saat implementasi.

## 1. Pengujian Modul GSM SIM800L
Pengujian Modul GSM SIM800L ini bertujuan untuk mengetahui apakah modul GSM  SIM800L  mendapat  sinyal  dari  kartu  sim  yang  dipasang  di  modul.  Karena, apabila sinyal tidak ditemukan maka proses pengiriman SMS gateway ke sistem tidak bisa berjalan. Berikut adalah gambar pengujian sinyal di serial monitor Arduino IDE.
Gambar 2. Pengujian Proses Sinyal Modul GSM SIM800L.
Gambar 3. Pengujian Hasil Sinyal Modul GSM SIM800L.
2. Pengujian Sensor Suhu
Pengujian sensor suhu DHT22 ini bertujuan untuk mengetahui apakah sensor suhu ini  bekerja  baik  atau  tidak,  dimana  nantinya  sensor  suhu  ini  akan  digunakan  untuk mengukur suhu pada miniatur lahan pertanian. Jika ingin melakukan uji coba sensor suhu DHT22 penulis melakukan perbandingan dengan menggunakan sensor LM35DZ. Berikut uji coba perbandingan pertama sensor yang dilakukan oleh penulis.
Gambar 4. Pengujian Perbandingan Pertama Sensor DHT22 dan Sensor LM35DZ.
Gambar 5. Pengujian Hasil Perbandingan Pertama Sensor DHT22 dan Sensor LM35DZ.
3. Pengujian Sensor Kelembapan Tanah
Pengujian sensor kelembapan tanah ini bertujuan untuk mengetahui apakah sensor kelembapan tanah ini bekerja baik atau tidak, dimana nantinya sensor kelembapan tanah ini akan digunakan untuk mengukur kelembapan tanah pada miniatur lahan pertanian. Jika ingin melakukan ujicoba penulis langsung menancapkan sensor kelembapan tanah yang  telah  dipersiapkan.  Berikut  uji  coba  pengujian  sensor  kelembapan  tanah  yang dilakukan penulis.

## Rancang Bangun Miniatur Sistem Pemantauan Kondisi Lahan Pertanian dengan SMS
Gambar 6. Pengujian Sensor Kelembapan Tanah.
Gambar 7. Pengujian Hasil Sensor Kelembapan Tanah.
Berdasarkan bab II teori mengenai sensor kelembapan tanah kita mendapatkan persentase tanah dalam 3 kondisi yaitu tanah kering yang persentasenya 0 % - 29,3 %, persentase tanah lembab yaitu 29,3% - 68,4% dan persentase tanah basah yaitu 68,4% - 92,8%. Setelah penulis melakukan uji coba sensor kelembaban tanah dengan cara menancapkan sensor ke tanah dan nilai yang didapat dari pengujian tersebut antara 52% - 57%, berarti tanah tersebut dalam keadaan lembab
4. Pengujian LCD ( Liquid Crystal Display )
Pengujian LCD bertujuan untuk mengetahui apakah LCD berjalan dengan sesuai hasil  yang  diharapkan  penulis  atau  tidak.  Menurut  sistem  alat  miniatur  sistem pemantauan  kondisi  lahan  pertanian  ini  LCD  akan  menampilkan  kondisi  suhu  dan kelembaban  tanah  pada  miniatur  lahan  pertanian  dan  pengguna  juga  dapat  melihat string SMS  dari  luar  telah  masuk  ke  sistem  alat.  Berikut  gambar  pengujian  LCD  di bawah ini.
Gambar 8. Pengujian LCD Baca Nilai Sensor.
5. Pengujian Pengiriman SMS ke Sistem Alat
Pengujian  pengiriman  SMS  ke  sistem  alat  bertujuan  untuk  mengetahui  apakah pengiriman sms ke sistem alat berjalan dengan sesuai hasil yang diharapkan penulis atau tidak. Berikut gambar pengujian pengiriman SMS ke sistem alat dibawah ini.
Gambar 9. Pengujian Pengiriman SMS ke Sistem Alat.

## Rancang Bangun Miniatur Sistem Pemantauan Kondisi Lahan Pertanian dengan SMS
Berdasarkan gambaran pengujian diatas pengujian pengiriman SMS ke sistem alat  dapat  dinyatakan  bahwa  pengiriman  SMS  ke  sistem  alat  dapat  berjalan  sesuai dengan yang diharapkan penulis.
6. Pengujian SMS Balasan
Pengujian  SMS  balasan  bertujuan  untuk  mengetahui  apakah  pengiriman  SMS balasan alat berjalan dengan sesuai hasil yang diharapkan penulis atau tidak. Berikut gambar pengujian pengiriman SMS baalsan ke sistem alat dibawah ini.
Gambar 10. Pengujian SMS Balasan.
Berdasarkan  gambaran  dapat  dinyatakan  bahwa  pengiriman  SMS  ke  pengguna dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan penulis.
7. Pengujian  Alat
Pada  pengujian  alat  miniatur  sistem  pemantauan  kondisi  lahan  pertanian menggunakan  SMS gateway ini  meliputi  pengujian  Modul  GSM  SIM800L,  sensor suhu, sensor kelembaban tanah, dan LCD yang akan dijelaskan melalui bentuk tabel pengujian. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada tabel 1.

## Tabel 1. Pengujian Alat
No Skenario Hasil yang Diharapkan Hasil Pengujian Kesimpulan 1 Pengujian Modul GSM SIM800L Modul GSM SIM800L mendapatkan sinyal Modul GSM SIM800L mendapat sinyal Valid 2 Pengujian sensor suhu agar dapat mengukur suhu dari luar Sensor suhu dapat mengukur nilai suhu dari luar Sensor suhu dapat mengukur nilai suhu dari luar Valid 3 Pengujian sensor kelembaban tanah agar dapat mengukur kelembaban tanah dari lahan miniatur Sensor kelembaban tanah dapat mengukur persentase kelembaban tanah dari lahan miniature Sensor kelembapan tanah dapat mengukur persentase kelembapan tanah Valid 4 Pengujian LCD agar dapat menampilkan nilai sensor dan string SMS LCD menampilkan nilai sensor dan string SMS yang telah masuk ke sistem LCD menampilkan nilai sensor dan string SMS Valid 5 Pengujian notifikasi SMS dari sistem ke pengguna Sistem mengirim notifikasi SMS hasil setelah selesai dijalankan Sistem mengirim notifikasi SMS ke pengguna Valid 6 Pengujian SMS ke sistem untuk membaca suhu tanah pada miniatur lahan pertanian Sistem menerima perintah SMS kemudian Arduino memproses perintah SMS dan memberi instruksi ke komponen serta mengirim notifikasi ke pengguna sesuai dengan perintah SMS Sistem menerima perintah SMS kemudian Arduino memproses perintah SMS dan mengirim notifikasi suhu tanah pada miniatur lahan pertanian kepada pengguna Valid 7 Pengujian SMS ke sistem untuk membaca kelembaban tanah pada miniatur lahan pertanian Sistem menerima perintah SMS kemudian Arduino memproses perintah SMS dan memberi instruksi ke komponen serta mengirim notifikasi ke pengguna sesuai dengan perintah SMS Sistem menerima perintah SMS kemudian Arduino memproses perintah SMS dan mengirim notifikasi kelembapan tanah pada miniatur lahan pertanian kepada pengguna Valid

## Kesimpulan
Setelah  selesai  melakukan  tahap  perancangan  dan  pembuatan  sistem  yang  kemudian dilanjutkan  dengan  tahap  implementasi  dan  pengujian  sistem  maka  dapat  diambil  kesimpulan bahwa  untuk  merancang  dan  membangun  sebuah  sistem  pemantauan  kondisi  lahan  pertanian dengan  SMS gateway yaitu  berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  sistem  pemantauan kondisi  lahan  pertanian  dengan  SMS gateway berbasis  Arduino  dapat  bekerja  dengan  baik, dimana kita dapat mengecek suhu dan kelembapan tanah pada miniatur lahan pertanian dengan sms apabila pengguna mengirimkan pesan via SMS yang sesuai dengan nomor sim card yang ada di  sistem  (Modul  GSM).  Jika  ingin  memberi  sensor  suhu  dan  sensor  kelembapan  tanah  maka pengguna akan mudah mengetahui suhu dan kelembapan tanah pada miniatur lahan pertanian.
.

## Rancang Bangun Miniatur Sistem Pemantauan Kondisi Lahan Pertanian dengan SMS

## Bibliografi
Alfian,  Deska  Mukhamad,  Sasmito,  Agung  Panji,  &  Vendyansyah,  Nurlaily.  (2021). Implementasi Logika Fuzzy Pada Rancang Bangun Sistem Penyiraman Tanaman Berbasis Arduino. JATI (Jurnal Mahasiswa Teknik Informatika) , 5 (1), 94–101.
Anastasya, Mareta Dwi, Aminudin, Ahmad, & Tayubi, Yuyu Rachmat. (2019). Rancang bangun alat monitoring suhu dan kelembaban tanah pada tanaman cabai merah (Capsicum Annum L) berbasis android. Seminar Nasional Fisika , 1 (1), 353–359.
Budi, Setyo, & Sari, S. (2015). Ilmu dan implementasi kesuburan tanah. In UMMPRESS. Malang . Hikmah, Putri Islam Nur, Mislan, Mislan, & Munir, Rahmiati. (2021). Rancang Bangun Sistem Monitoring  Suhu  dan  Kelembaban  Tanah  pada  Media  Tanam  Berbasis  Mikrokontroler ATMEGA328P. Progressive Physics Journal , 2 (1), 29–36.
Husdi,  Husdi.  (2018).  Monitoring  Kelembaban  Tanah  Pertanian  Menggunakan  Soil  Moisture Sensor Fc-28 Dan Arduino Uno. ILKOM Jurnal Ilmiah , 10 (2), 237–243.
Irawan,  Triono  Bambang,  Soelaksini,  Liliek  Dwi,  &  Nusraisyah,  Anni.  (2021).  Analisa Kandungan bahan organik Kecamatan Tenggarang, Bondowoso, Curahdami, Binakal dan Pakem untuk Penilaian Tingkat Kesuburan Tanah Sawah Kabupaten Bondowoso (2). Jurnal Ilmiah Inovasi , 21 (2), 73–85.
Kumandang, Enggal Muluk, Kaunang, Natassa Febriana, Ismayana, Bayu, Gayatry, Karina Maya, Darmawi, Rahmadan Ichwani, Mahendra, Arya Putra, Udjir, Muhammad Donny Pratama, Manta, Faisal, Suanggana, Doddy, & Matarru, Andre Amba. (2021). Optimalisasi Potensi Melalui  Tanaman  Sayuran  dan  Ikan  Berbasis  Teknologi  Akuaponik  Pada  Skala  Rumah Tangga. Seminar Nasional Pengabdian Kepada Masyarakat (SEPAKAT) , 2 . Mulyana, Agus, & Sofyan, Syam. (2015a). Alat Ukur Parameter Tanah dan Lingkungan Berbasis Smartphone Android. Scientific Journal of Informatics , 2 (2), 165–177.
Mulyana, Agus, & Sofyan, Syam. (2015b). Alat Ukur Parameter Tanah dan Lingkungan Berbasis Smartphone Android. Scientific Journal of Informatics , 2 (2), 165–177.
Purba, Tioner, Ningsih, Hardian, Purwaningsih, Purwaningsih, Junaedi, Abdus Salam, Gunawan, Bambang, Junairiah, Junairiah, Firgiyanto, Refa, & Arsi, Arsi. (2021). Tanah dan Nutrisi Tanaman . Yayasan Kita Menulis.
Salim,  Mohammad  Iqbal.  (2021).  Simulasi  Logika  Fuzzy  Pada  Pengatur  Sensor  Suhu  dan Kelembapan Tanah Tanaman. Prosiding Seminar Nasional Fortei7 (SinarFe7) , 4 (1), 136– 139.
Tarigan,  Zeplin  Jiwa  Husada,  Tjipto,  Silvy  Iskandar,  Yunita,  Sandra,  &  Gosal,  Ireneus  Joy.
(2013). Analisa Implementasi Enterprise Resource Planning pada Perusahaan. Universitas Kristen Petra Surabaya .
Tuwu,  Darmin.  (2018).  Peran  Pekerja  Perempuan  Dalam  Memenuhi  Ekonomi  Keluarga:  Dari Peran Domestik Menuju Sektor Publik. Al-Izzah: Jurnal Hasil-Hasil Penelitian , 13 (1), 63– 76.
Wattimena,  Josina  Augustina  Yvonne,  &  Hattu,  Vondaal  Vidya.  (2021).  Ketahanan  Pangan Masyarakat Adat Sebagai Wujud Pemenuhan Ham Dalam Masa Pandemi Covid-19. SASI , 27 (2), 247–266.
Widodo,  Dyah,  Kristianto,  Sonny,  Susilawaty,  Andi,  Armus,  Rakhmad,  Sari,  Mila,  Chaerul, Muhammad,  Ahmad,  Siti  Nurjanah,  Damanik,  Darwin,  Sitorus,  Efbertias,  &  Marzuki, Ismail. (2021). Ekologi dan Ilmu Lingkungan . Yayasan Kita Menulis.
Yahwe,  Caesar  Pats,  Isnawaty,  Isnawaty,  &  Aksara,  L.  M.  Fid.  (2016).  Rancang  Bangun Prototype  System  Monitoring  Kelembaban  Tanah  melalui  Sms  Berdasarkan  Hasil Penyiraman Tanaman “studi kasus tanaman Cabai dan Tomat.” SemanTIK , 2 (1).