Vol. 17, No. 1, March 2024, pp. 1~8 eISSN: 2502-339X, pISSN: 1979-276X, DOI: 10.30998/faktorexacta.v17i1.13914  1

## Rancangan Sistem Kendali Penyiraman dan Pemupukan untuk Perawatan Tanaman Tembakau pada Pusat Budidaya di Klaten Jawa Tengah
Faza Juan Haryono 1 , Alusyanti Primawati, M.Kom 2 , Aulia Ar Rakhman Awaludin, M.Pd. 3 1,2,3 Teknik Informatika, Universitas Indraprasta PGRI, Indonesia
Article Info ABSTRACT Article history: Received Aug 4, 2022 Revised Dec 14, 2023 Accepted Jan 24, 2024
The use of Internet of Things (IoT) technology can be one solution to assist  tobacco farmers in controlling  tobacco plants. The purpose of this study is to build a system and tools that can facilitate the work of tobacco farmers in watering and fertilizing tobacco plants through An- droid applications. The method used is Waterfall including needs anal- ysis, design, implementation, testing, and system maintenance. System development  used  the  IoT,  Android  application  and  NodeMCU  ESP 8266 microcontroller to control the DHT 11 sensor, Soil Moisture YL- 69, turn on the water pump and send data to the Android application to inform the temperature and air temperature on the plant, and can control watering and fertilization. This system can also display graph- ical data about temperature and soil moisture at any time. System test- ing with the blackbox method, the stage begins to check the function of each  component  of  the  sensor  system  to  find  out  data  on  tobacco plants. All functions can run well and perform watering and fertiliza- tion evenly. The implementation of this system will speed up and sim- plify the work of tobacco farmers by watering and fertilizing using an Android application as an IoT control connected to the tobacco grow- ing media.
Keywords:
NodeMCU Android Tembakau
Internet of Things
Smart Farming
Copyright © 2024 Universitas Indraprasta PGRI.
All rights reserved.

## Corresponding Author:
Faza Juan Haryono, Teknik Informatika, Universitas Indraprasta PGRI, Jl. Nangka No. 58 C, Tanjung Barat, Jagakarsa, Jakarta Selatan. Email: fazajuanharyono@gmail.com

## 1. PENDAHULUAN
Tembakau  adalah  hasil  produk  pertanian  yang  mempunyai  nilai  ekonomi  yang  sangat  tinggi. Indonesia  menggunak  tembakau  sebagai  sebagai  bahan  baku  rokok,  obat-obatan  dan  lain  sebagainya. Tembakau  diproses  dari  daun  tanaman  tembakau  yang  termasuk  dalam  genus Nicotiana. secara  umum masyarakat hanya mengetahui tembakau sebagai bahan baku utama pada rokok, teteapi berdasarkan penelitian yang  banyak dilakukan   menunjukan  bahwa ada  manfaaat  lain  yang di  hasilkan dari tembakau, diantaranya menghsailkan  protein  anti  kanker,  melepaskan  gigitan  lintah,  obat  luka  dan  sebagai  biofuel  [1].  Peneliti sebelumnya merancang alat IoT untuk mengontrol tanaman tembakau dengan menggunakan sistem montoring dan otomatisasi smart greenhouse, tetapi sistem belum dilengkapi dengan sistem kendali penyiraman sehingga petani tidak hanya memantau dari jauh tetapi juga mudah dalam perawatan tembakau [1].
Proses  penyiraman  dan  pemupukan  salah  satu tempat  budidaya  tanaman  tembakau  di  Klaten  Jawa Tengah  masih manual akan memakan banyak waktu. Petani membutuhkan alat yang dapat digunakan  jarak jauh  tanpa  perlu  mendekati  lahan  pertanian  dapat  memperingan  pekerjaan  para  petani.  Dengan  demikian
2 diperlukan perancangan sistem kendali penyiraman untuk diimplementasikan kegunaannya terhadap tanaman tembakau.  [4].  Perancangan  dilakukan  dengan  menganalisis  proses  pengembangan  sistem  baru  berdasarkan hasil  analisis  sistem  atau  merupakan  tahap  setelah  analisis  dari  siklus  pengembangan  sistem  [10].  Sistem kendali melibatkan perangkat keras dan lunak sehingga perancangan menggunakan teknologi Internet of thing (IoT) yang merupakan suatu konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung  secara  terus  menerus.  IoT  dapat  didefinisikan  kemampuan  berbagai  device  yang  bisa  saling terhubung dan saling bertukar data melalui jaringan internet [5]. Teknologi database realtime yang digunakan pada rancangan ini adalah firebase, database ini hanya menyimpan data sementara firebase memeiliki produk utama yaitu menyediakan database realtime dan backend sebagai layanan ( Backend as a Service ). Layanan ini menyediakan pengembang aplikasi  API ( Application Programming  Interface )  yang  memungkinkan  aplikasi menangkap data yang akan disinkronisasi di klien dan disimpan di cloud firebase ini [6].
Maksud  tujuan  penelitian  ini  adalah  mempermudah  dalam  mengontrol  dan  monitoring  tanaman tembakau, sehingga dapat menghemat tenaga dan waktu. Di dalam proses sistem pemantauan dan pengawasan berbasis iot ini menggunakan metode deskriptif dan analisis. Metode perancangaan  menggunakan NodMCU sebagai microkontroler dan smartphone sebagai alat monitoring dan kontroling. Arduino IDE di gunakan untuk merancang program pada NodMCU,  mit app  di gunakan untuk  membuat kontroling. Beberapa  sensor yang digunakan untuk mendeteksi kualitas dari tanaman tembakau dapat memudahkan petani dalam  memberi air dan pupuk, setiap sensor bekerja mengontrol kadar air dan nutrisi dalam tanaman sehingga tanaman tembakau selalu  terkontrol  dengan  mudah  oleh  petani.  Dengan  adanya  sensor  tersebut  dapat  memberikan  notifikasi kepada petani melalui aplikasi android, sehingga petani dapat melakukan

## 2. METODE
Metode penelitian menggunakan eksperimen berbasis studi kasus. Tempat penelitian dilakukan pada pusat budidaya di Klaten Jawa Tengah dengan studi kasus membuat sistem kendali penyiraman untuk tanaman tembakau.  Sistem  dibangun  dengan  menggunakan  metode Waterfall yang  terdiri  dari  analisis  kebutuhan, desain, implementasi sistem pengujian, dan pemeliharaan sistem [2] (lihat Gambar 1).
Gambar 1. Metode waterfall yang digunakan dalam penelitian ini
Analisis  kebutuhan  dilakukan  secara  langsung  ketempat  penelitian.  Data  yang  dibutuhkan  adalah ukuran  suhu  ( temperature) ,  kelembapan  udara  ( humidity )  dan  kelembaban  tanah  ( moisture )  dari  tanaman tembakau. Deskrpisi data penelitian dijelaskan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Deskripsi kebutuhan data penelitian
Data Alat Pengambilan Data Suhu ( temperature ) Sensor DHT11 Kelembapan udara ( humidity ) Sensor DHT11 Kelembaban tanah ( moisture ) Soil Moisture YL-69

## 2.1.  Analisis Kebutuhan
Survey  lapangan  dilakukan  untuk  mengetahui  kebutuhan  sistem  serta  menganalisis  data  yang diperoleh  [3].  Hasil  dari  langkah  ini  yaitu  ditemukan  masalah  yang  timbul  pada  proses  penyiraman  dan pemupukan  masih  menggunakan  proses  manual.  Solusi  tepat  lagi  untuk  mengatasi  masalah  tersebut  adalah dengan  diterapkannya  teknologi  IoT yang  dapat  melakukan  proses  penyiraman  dan  pemupukan  secara terkontrol melalui aplikasi android. Luaran dari proses tersebut mempermudah petani untuk melakukan proses
3
pempukukan  dan  penyiraman  tanah  dari  jarak  jauh  yang  berdasarakan  data  yang  diperoleh  dari  sensor kelembapan tanah  maupun suhu udara,  yang  nantinya proses tersebut dilakukan pada aplikasi android  yang terkoneksi pada internet.
Sistem  ini  membutuhkan hardware berupa  Green  House  sebagai  prototipe  sistem,  Sensor  DHT  11 adalah salah satu sensor yang digunakan untuk membaca suhu ruangan dan kelembaban udara [7], Sensor soil moisture YL-69  adalah  sensor  kelembaban  yang  dapat  mendeteksi  kelembaban  dalam  tanah  yang  diukur dengan transmission-line saat dialiri listrik oleh lengan sensor [8], relay 2 chanel untuk mengatur water pump sesui perintah yang diberikan, water pump untuk memompa air dan pupuk cair ke area tanaman, NodeMCU ESP 8266 adaalah sebuah platform IoT yang bersifat opensource [9]. sebagai kontrol terhadap hardware, dan beberapa peralatan seperti Relay untuk memberi arus pada hardware .

## 2.2.  Desain Sistem
Sistem terdiri dari komponen hardware meliputi Green House sebagai prototipe sistem, Sensor DHT 11 untuk mengetahui kelembapan udara maupun suhu pada ruangan tersebut, Sensor soil moisture YL-69 untuk mengetahui kelembapan pada tanah yang berada pada tempat tersebut, relay 2 chanel untuk mengatur water pump  sesui  perintah  yang  diberikan,  water  pump  untuk  memompa  air  dan  pupuk  cair  ke  area  tanaman, NodeMCU ESP 8266 sebagai kontrol terhadap hardware, dan beberapa peralatan seperti Relay untuk memberi arus pada hardware . Gambar sistem secara umum diperlihatkan pada Gambar 2.

## Gambar 2. Gambaran Umum Sistem
Cara kerja sistem dimulai dari sensor DHT 11 dan Soil moisture YL-69 yang akan mengirimkan data kondisi pada tanaman pada NodeMCU jika terjadi perubahan pada kelembapan pada tanah maka petani dapat melakukan  proses  penyiraman.  NodeMCU  akan  memproses  data  yang  sudah  diterima  berupa  hasil pengukuruan suhu dan kelembapan pada tanaman. Data yang sudah diterima  juga akan dikirim ke Firebase melalui  jaringan  wireless  yang  terhubung  dengan  internet,  data  ini  akan  dikirim  ke  aplikasi  android  dalam bentuk  hasil  presentase.  Selain  itu  NodeMCU  juga  merima  data  dari  think  speak  untuk  menampilkan  data grafik  yang  telah  dibaca  oleh  sensor  DHT  11  dan  soil  moisture  YL-69,  yang  nantinya  data  dari  sensor  ini diproses oleh NodeMCU dan dikirim ke Firebase untuk memberikan informasi suhu dan kelembapan real time pada tanah dalam bentuk grafik ke pengguna melalui aplikasi android. Aplikasi android yang dirancang untuk mengendalikan proses penyiraman dan pemupukan dinamakan TembakauApp.

## 2.3.  Pengujian
Setelah semua perangkat selesai dirangkai,  selanjutnya dilakukan pembuatan program dan uji coba sistem. Apabila terjadi kesalahan dan kurang sempurna,  dilakukan perbaikan dan penyem-purnaan program. Keberhasilan  alat  ditentukan  oleh  kemampuannya  dalam  melakukan  penyiraman  dan  pemupukan  serta pembacaan  data  melalui  sensor  yang  terdapat  pada  alat,  melakukan  monitoring  tanaman  tembakau  melalui aplikasi  android,  dan  menampilkan  hasil  pengukuran  pada  kualitas  tanah  dan  tanaman  harian  berupa  grafik
4
pada aplikasi android. Apabila sudah sesuai dengan fungsi alat tersebut, maka dilakukan testing dengan cara melakukan pengujian penyiraman dan pemupukan secara bertahap sampai tidak terjadi kesalahan.

## 2.4.  Implementasi Sistem
Implementasi  dilakukan  dengan  melakukan  uji  coba  secara  bertahap  hingga  sistem  dan  alat  tidak mengalami kesalahan dan gangguan maka sistem dapat diujicoba secara lapangan.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1.  Rancangan Sistem Kendali Penyiraman
Sistem  kendali  penyirama  dan  pemupukan  menggunakan  2  perangkat  yaitu  perangkat  keras  yang terhubung untuk mengambil data dan mengirim data secara realtime dan perangkat lunak yaitu aplikasi berbasi android  yang  menerima  data  dan  menampilkan  data  serata  mengedalikan  perangkat  keras  yang  terhubung. Sistem  kendali  penyiraman  untuk  perawaran  tanaman  tembakau  di  pusat  budidaya  Klaten  Jawa  Tengah dirancang dengan 5 fungsi utama yang bisa digunakan user sebagai actor yaitu masuk dashboard , mengontrol air,  mengontrol pupuk, melihat data real time, dan  melihat grafik keseluruhan. Gambaran rancangan sistem dijelaskan dalam usecase diagram (Gambar 3).
Gambar 3. Usecase Diagram Penelitian
Prosedur atau rangkaian proses pada rancangan sistem kendali penyiraman untuk tanaman tembakau pada pusat budidaya di Klaten Jawa Tengah yang terdiri dari dua sistem diantaranya air dan pupuk, baik proses kontrol atau pengawasan. Flowchart prosedur TembakauApp untuk mengendalikan penyiraman untuk tanaman tembakau pada pusat budidaya di Klaten Jawa Tengah akan ditampilkan pada Gambar 4.
Rancangan Sistem Kendali Penyiraman dan Pemupukan untuk Perawatan Tanaman Tembakau pada Pusat Budidaya di Klaten Jawa Tengah (Faza Juan Haryono )
Gambar 4 . Flowchart Prosedur TembakauApp Aplikasi TembakauApp terhubung dengan beberapa sensor dan peralatan IoT. Skema antar alat sensor yang terintegrasi dalam sistem kendali penyiraman digambarkan dalam wiring diagram (lihat Gambar 5). Pada poin (1) soil moisture sensor yang merupakan sensor untuk mengukur kelembaban tanah yang terhubung pada pin A0 yang berada digambar poin (5) sebagai pusat kontroler. Pada poin (2) merupakan sensor DHT 11 yang berfungsi untuk menerima data suhu dan data kelembaban udara pada area prototipe, yang terhubung pada pin D3 yang terdapat NodeMCU. Pada poin (3) merupakan NodeMCU yang befungsi sebagai kontroler. Pada poin (4  dan  5)  merupakan  water  pump,  masing-masing  memiliki  dua  fungsi  yaitu  sebagai  menyalurkan  air  dan pupuk, keduanya terhubung pada poin (6)  yaitu relay dua channel  yang berfungsi sebagai pengontrol water pump. Pada poin (7) merupakan konektor daya.
Gambar 5. Wiring Diagram Alat IoT dalam Sistem Kendali Penyiraman Tanaman Tembakau
3.2.  Skenario Pengujian
6
Tahap  pengujian  dilakukan  dalam  bentuk  pengujian  fungsionalitas  alat.  Pengujian  yang  dilakukan meliputi pengujian pembacaan sensor DHT 11, pembacaan sensor soil moisture YL-69, melakukan penyiraman dan pemupukan,  memberi notifikasi kualitas tanaman tembakau, monitoring tanaman tembakau (lihat Tabel 1).

## 3.2.  Hasil Akhir Alat
Hasil akhir perancangan alat IoT yang terintegrasi dengan aplikasi TembakauApp sebagai sistem kendali penyiraman dibuat dengan menggunakan sample tanah tanaman tembakau (Gambar 6a). Alat sensor ditanam kedalam media tanam terhubung dengan kontroler (lihat Gambar). Sensor akan mengambil data ukuran suhu ( temperature) , kelembapan udara ( humidity ) dan kelembaban tanah ( moisture ) dari tanaman tembakau. Data akan dikirim ke aplikasi secara real time dan menampilkan data dalam tampilan grafik yang melaporkan kelembaban dan suhu disetiap waktunya (Gambar 6b).
a b
Gambar 6. Prototype Alat Sistem Kendali Penyiraman Tanaman Tembakau (a) perangkat keras; (b) perangkat lunak
Pompa  air  dan  pupuk  dapat  bekerja  sesuai  perintah  yang  diberikan  oleh  pengguna.  Jika  pengguna melakukan perintah dengan cara menekan tombol air yang berwarna pada aplikasi android maka sistem akan mengirimkan perintah kepada relay untuk mengaktifkan pompa air, jika pengguna menekan tombol air yang tidak berwrana pada aplikasi android maka sistem akan mngirimkan perintah kepada relay untuk mematikan pompa air. Begitupula dengan proses pemupukan, jika pengguna menekan tombol pupuk yang berwarna maka sistem akan mengirimkan perintah kepada relay untuk mengaktifkan pompa pupuk dan jika pengguna menekan tombol  pupuk  yang  tidak  berwarna  makan  sistem  akan  mengirimkan  perintah  kepada  relay  untuk menonaktifkan pompa puppuk Gambar 7 dan 8.
Gambar 7 Pompa Air dan Pupuk ON
Gambar 8 Pompa Air dan Pupuk OFF
7
Pengujian dilakuan terhadap perangkat keras yang terhubung dengan IoT dan perangkat lunak untuk mengendalikan IoT. Hasil pengujian IoT dilakukan dengan menggunakan black box. Semua fungsi diuji dan hasilnya sukses semua. Deskripsi hasil pengujian dijelaskan dalam Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengujian IoT pada Sistem Kendali Penyiraman Tanaman Tembakau
No Kasus yang di Uji Skenario Uji
Hasil yang Diharapkan
Hasil Pengujian 1 Pengujian sensor DHT11 Mengukur suhu dan kelembabab udar Menampilkan hasil pengukuran Sukses 2 Pengujian sensor Soil Moisture Mengukur kelembaban dalam tanah Menampilkan hasil pengukuran Sukses 3 Pengujian water pump Memompa air dan pupuk Menampilkan hasi pengukuran Sukses
Pengunji perangkat lunak dilakukan terhadap 3 fungsi yaitu  halaman dashboard, control dan report. Ketiga fungsi berhasil dijalankan secara realtime. Deskripsi hasil pengujian dijelaskan dalam Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pengujian Perangkat Lunak pada Sistem Kendali Penyiraman Tanaman Tembakau
No Kasus yang di Uji Skenario Uji Hasil yang Diharapkan Hasil Pengujian 1 Dashboard Memilih  menu  yang  tersedia  dan menampilkan hasil pengambilan data realtime dengan perangkat keras yang terhubung Menampilkan  menu  sesuai pilihan dan menampilkan data User  berhasil  menginstall Aplikasi, serta dapat menampilkan halaman awal pada applikasi 2 Control Memilih  kegiatan  yang  di  inginkan seperti fungsi ON atau Off pada status air atau pupuk Memproses inputan yang dipilih User dapat melakukan proses penyiraman dan pemupukan 3 Report Menampilkan data realtime Data Ditampilkan User  dapat  melihat  laporan grafik

## 4. PENUTUP
Rancangan Sistem Kendali Penyiraman Untuk Perawatan Tanaman Tembakau Pada Pusat Budidaya Di Klaten Jawa Tengah dengan berbasis IoT. Menjadikan proses perawatan tanaman tembakau menjadi lebih efisien dan menghemat tenaga. Dari hasil penulisan Tugas Akhir ini peneliti menarik  simpulan :
1. Rancangan Sistem Kendali Penyiraman Untuk Perawatan Tanaman Tembakau adalah salah satu hal yang penting bagi petani, khususnya para petani di daerah Klaten Jawa Tengah, karena proses penyiraman dan pemupukan masih manual akan memakan banyak waktu.
2. Dengan adanya aplikasi TembakauApp yang berbasis IoT yang dapat digunakan  jarak jauh tanpa perlu mendekati lahan pertanian dapat memperingan pekerjaan para petani.
3. Laporan yang dihasilkan lebih baik dan waktu untuk proses penyiraman dan pemupukan menjadi lebih cepat.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan ridho dan karunia-Nya dalam pengerjaan jurnal ini. Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih atas segala bantuan dan dukungannya kepada :
1. Orang tua dan keluarga yang telah memberikan doa dan dukungannya kepada penulis.
2. Universitas Indraprasta PGRI atas kesempatannya untuk penulisan jurnal ini.
3. Bapak Tulus Nugroho, S.E selaku Kepala Desa Jatipuro Kecamatan Trucuk Kabupaten Klaten.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Hafid Hilmi. (2020). Sistem Monitoring dan Otomatisasi Smart Greenhouse Untuk Tanaman Tembakau Kasturi dan Besuki Menggunakan Wireless Sensor Network Berbasis IoT .
[2] Sukamto,  &  M.  Shalahudin  (2013).  Rekayasa  Perangkat  Lunak  Terstruktur  Dan  Beriorentasi  Objek. Informatika, 26.
[3] Jogiyanto Hartono M, P. D. M. B. A. A. C. M. A. C. A. (2018). Metoda Pengumpulan dan Teknik Analisis Data (Prof.  ,  Dr.  ,  MBA.  ,  Ak.  ,  CMA.  ,  CA.  ogiyanto  Hartono  M,  Ed.).  Penerbit  Andi. https://books.google.co.id/books?id=ATgEEAAAQBAJ
8
[4] al Fatta, H., & Marco, R. (2015). Analisis Pengembangan dan Perancangan Sistem Informasi Akademik Smart Berbasis Cloud Computing Pada Sekolah Menengah Umum Negeri (SMUN) di Daerah Istimewa Yogyakarta. In Agustus (Vol. 8, Issue 2).
[5] Efendi,  Y.  (2018). Internet of  Things  (IOT)  Sistem  Pengendalian  Lampu  Menggunakan  Raspberry  PI Berbasis Mobile. Jurnal Ilmiah Ilmu Komputer , 4 (1). http://ejournal.fikom-unasman.ac.id
[6] Syadza, Q., Ganda Permana,  A., & Nur Ramadan, D. (2018). Pengontrolan dan  Monitoring Prototype Green House Menggunakan Controling and Monitoring of Green House Prototype using Microcontroler and Firebase. E-Proceeding of Applied Science , 4 , 192–197.
[7] Sari,  I.  A.,  Handayani,  A.  N.,  &  Lestari,  D.  (2018). Smart  Greenhouse  sebagai  Media  Pembibitan Kentang Granola Kembang Berbasis Mikrokontroler .
[8] Ekaprasetyo, A., Setyo Pambudi, W., Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, M., & Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi  Adhi Tama Surabaya, D. (2020). Prototype Rancang Bangun Robot Penyiram Tanaman Otomatis Dengan Kendali Fuzzy. Jurnal Ilmiah MATRIK , 22 (1).
[9] Murdiyantoro,  R.  A.,  Izzinnahadi,  A.,  &  Armin,  E.  U.  (2021).  Sistem  Pemantauan  Kondisi  Air Hidroponik  Berbasis  Internet  of  Things  Menggunakan  NodeMCU  ESP8266. Journal  of Telecommunication, Electronics, and Control
Engineering (JTECE) , 3 (2), 54–61. https://doi.org/10.20895/jtece.v3i2.258
[10] Kiki  Yulansari,  &  Sukadi.  (2013).  Sistem  Informasi  Pengolahan  Data  Iuran  Badan  Pembantu Penyelenggaraan Pendidikan Sekolah Menengah Kejuruan Negeri 2 Donorojo. Seruni , 2 (1).