## APLIKASI MIKROKONTROLER ARDUINO PADA SISTEM IRIGASI TETES
UNTUK TANAMAN SAWI ( Brassica juncea )
Application of Arduino Microcontroller on Drip Irrigation System for Mustard Plant (Brassica juncea)
Muhammad Salman Ibnu Chaer 1 , Sirajuddin H. Abdullah 1,*) , Asih Priyati 1
1 Program Studi Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram
Email *) : Sirajuddinhajiabdullah@gmail.com
Diterima: 5 Juli 2016 Disetujui: 25 Agustus 2016

## ABSTRACT
Arduino  Uno  microcontroller  (ATmega328)  is  an  automatic  control  device  which  function  to control,  capture  and  store  data  that  can  be  used  to  design  electronic  circuits  to  control  on/off irrigation. In order to determine its performance, application of on/off irrigation control circuit in agriculture field need to be conducted. Mustard plant were  selected for this  experiment due to its sensitivity on irrigation. Purpose of this study was to applied control system based drip irrigation using Arduino microcontroller on mustard plant cultivation to compare growth and productivity of mustard  plant  using  automatic  irrigation  based  microcontroller  and  using  manual  irrigation, which adjusted to plants water requirement. Method used in this research was experimental method by  trial  on  the  field.  Observed  parameter  consist  of  changes  in  moisture  content,  performance  of on/off irrigation control system, quantity of irrigation water, plant height, number of leaves, length and  width  of  the  leaves,  plants  weight  and  crop  productivity.  Setting  point  for  lower  limit  soil moisture content was 25.47% and the upper limit was 28.73%. During the experiment, three times watering  were  conducted,  i.e.  at  11,  16  and  20  days  after  planting,  with  total  quantity  of  water 5,200  ml.  Height  of  mustard  plants  using  automatic  irrigation  was  21.26  cm  and  using  manual irrigation was 22.6 cm; number of mustard plant leaf using automatic irrigation was 13 leaves and using  manual  irrigation  was  13.4  leaves;  length  and  width  of  mustard  plant  leaf  using automatic irrigation  was  17.07  cm  and 8.05  cm,  while  using  manual  irrigation  was  20.75  cm  and 9.73  cm; mustard  plant  productivity  using  automatic  irrigation  was  13.54  ton/ha  and  using  manual irrigation was 17.41 ton/ ha.
Keywords: soil moisture content, microcontroller, productivity, mustard plant

## ABSTRAK
Mikrokontroler Arduino  Uno (ATMega328)  merupakan  sebuah  perangkat  kontrol  otomatis  yang dapat  berfungsi  mengontrol,  mengambil  serta  menyimpan  data  sehingga  dapat  digunakan  untuk merancang  rangkaian  elektronik  kendali on/off irigasi.  Untuk  mengetahui  kinerja  dari  rangkaian kendali on/off irigasi  perlu  dilakukan  penerapan  di  bidang  budidaya  pertanian . Tanaman  sawi dipilih untuk pengujian karena merupakan tanaman yang sensitif terhadap irigasi. Tujuan penelitian ini  menerapkan sistem kontrol berbasis  mikrokontroler Arduino pada irigasi tetes untuk budidaya tanaman  sawi  serta  membandingkan  pertumbuhan  dan  produktivitas  tanaman  sawi  menggunakan irigasi  otomatis  berbasis  mikrokontroler  dengan  tanaman  sawi  menggunakan  irigasi  manual  yang disesuaikan  dengan  kebutuhan  air  tanaman.  Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu metode eksperimental dengan percobaan lapangan. Parameter pengamatan berupa perubahan kadar lengas,  kinerja  sistem  kendali on/off irigasi,  jumlah  air  irigasi,  tinggi  tanaman,  jumlah  daun tanaman, panjang dan lebar daun tanaman, berat tanaman dan produktivitas tanaman. Setting point untuk kadar lengas yaitu batas bawah 25,47% dan batas atas 28,73%. Selama pengujian terjadi tiga kali pemberian air yaitu pada 11, 16 dan 20 hari setelah tanam dengan jumlah pemberian air 5.200
ml. Tinggi tanaman sawi dengan irigasi otomatis yaitu 21,26 cm dan irigasi manual yaitu 22,6 cm; jumlah daun tanaman sawi dengan irigasi otomatis 13 helai dan irigasi manual 13,4 helai;  panjang dan  lebar  daun  tanaman  sawi  dengan  irigasi  otomatis  yaitu  17,07  cm  dan  8,05  cm  sedangkan dengan  irigasi  manual  yaitu  20,75  cm  dan  9,73  cm;  produktivitas  tanaman  sawi  dengan  irigasi otomatis 13,54 ton/ha dan irigasi manual 17,41 ton/ha.
Kata kunci: kadar lengas tanah, mikrokontroler, produktivitas, tanaman sawi

## PENDAHULUAN
Air  adalah  salah  satu  kebutuhan  dari tanaman  yang  harus  dipenuhi  dalam  suatu proses  budidaya  tanaman.  Untuk  memenuhi kebutuhan  tersebut  maka  perlu  dilakukannya pengairan.  Pengairan  atau  irigasi  adalah  usaha pemberian  air  dan  pengaturan  air  untuk menunjang  pertanian,  yang  jenisnya  meliputi irigasi  air  permukaan,  irigasi  air  bawah  tanah, irigasi  pompa,  dan  irigasi  tambak  (Anonim, 2001).    Namun  secara  umum    metode pemberian  air  irigasi  dapat  dibagi  menjadi  4 bagian, yakni: (a) Irigasi Permukaan, (b) Irigasi Bawah-permukaan, (c) Irigasi Curah ( sprinkler irigation ), dan (d) Irigasi Tetes ( drip irigation ). Metode  irigasi  yang  akan  digunakan tergantung  pada  faktor  ketersediaan  air,  tipe tanah, topografi lahan dan jenis tanaman. Salah satu  model  sistem  irigasi  yang  berkembang saat  ini  adalah  irigasi  tetes.  Irigasi  tetes merupakan  salah  satu  teknologi  irigasi  yang bertujuan  memanfaatkan  ketersedian  air  yang sangat terbatas secara efisien dan meningkatkan nilai pendayagunaan air. Teknologi  ini  sangat  cocok  diterapkan  pada lahan  kering  beriklim  kering  dengan  topografi relatif  landai.  Prinsip  pendistribusian  air  pada sistem irigasi tetes adalah dengan menyalurkan air  dari  tangki  penampung  yang  ditempatkan pada  posisi  yang  lebih  tinggi  dari  lahan  usaha tani,  melalui  selang  irigasi.  Kebutuhan  air tanaman  dipasok  dari  tangki  penampungan melalui  selang  irigasi  yang  didesain  khusus sehingga air dapat diberikan dengan debit yang sama  dan  konstan  pada  setiap  titik  keluaran selang  irigasi  menggunakan  sistem  tetes  pada daerah perakaran tanaman (Anonim, 2011).
Dalam pemberian irigasi pada tanaman perlu  juga  memperhatikan  kebutuhan  air tanaman  tersebut,  untuk  itu diperlukan pengontrolan  pada  pemberian  air  irigasi  untuk mencegah tejadinya  kekurangan dan kelebihan pemberian  air  yang  dilakukan.  Salah  satu  cara
pengontrolan  irigasi  adalah  dengan  cara penerapan  mikrokontroler  pada  sistem  irigasi. Mikrokontroler  dapat  diartikan  suatu  alat elektronik  digital  yang  mempunyai  masukan dan  keluaran  serta  kendali  dengan  program yang  bisa  ditulis  dan  dihapus  dengan  cara khusus. Penerapan  mikrokontroler pada sistem irigasi dapat memungkinkan dalam mengontrol pemberian  air  secara  otomatis  berdasarkan perintah yang diberikan. Dalam usaha pengontrolan  sistem  irigasi  menggunakan mikrokontroler, perlu ditunjang dengan komponen-komponen  elektronika  yang  dapat dikendalikan  oleh  mikrokontroler.  Komponen- komponen  tersebut  ada  yang  berperan  sebagai input (masukan)  untuk  memberikan  informasi yang  akan  diproses  oleh  mikrokontroler  dan output (keluaran)  sebagai  eksekutor  terhadap informasi yang telah diproses oleh mikrokontroler.
Perancangan  irigasi  tetes  berbasis mikrokontroler perlu diterapkan pada budidaya tanaman pertanian. Dalam penerapannya untuk budidaya tanaman pertanian dilakukan percobaan  pada  tanaman  sawi.  Tanaman  sawi dipilih  karena  tanaman  sawi  merupakan tanaman  yang  sensitif  terhadap  air  irigasi, dimana tanaman sawi akan terganggu pertumbuhannya  jika  kekurangan  air  dan  akan membusuk jika kelebihan air. Penerapan irigasi tetes  berbasis  mikrokontroler  dalam  budidaya sawi diharapkan dapat meningkatkan produktivitasnya  dan  penggunaan  air  dalam budidaya sawi dapat lebih efisien. Berdasarkan uraian  di  atas,  perlu  dilakukan  penelitian  ini.

## METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian  ini  yaitu  metode  eksperimental dengan percobaan lapangan.
Diagram  alir  penelitian  dapat  dilihat pada gambar berikut:
Gambar 1. Diagram Alir Proses Penelitian
1. Perancangan Instalasi Irigasi Tetes
Perancangan  instalasi  irigasi  tetes meliputi  pengujian  keseragaman  irigasi  guna menentukan  kelayakan  dari  instalasi  irigasi tetes  yang  digunakan.  Tingkat  keseragaman sistem  irigasi  tetes  dapat  diekspresikan menggunakan coefficient  of  uniformity (CU) dengan persamaan sebagai berikut:
Cu= 100 { 1- ∑| xi-x ̅| ∑ xi } ……………….......1)
dengan: Cu = koefisien keseragaman irigasi (%) 𝑥𝑖 = volume air pada wadah ke-i (ml) 𝑥̅ = nilai rata-rata dari volume air pada wadah (ml)
∑|𝑥𝑖 − 𝑥̅| =  jumlah  deviasi  absolut  rata- rata pengukuran (ml)
2. Perancangan Sistem Irigasi Otomatis Perancangan  sistem  irigasi  otomatis meliputi  modifikasi  rangkaian  irigasi  otomatis yang  ada  dan  kalibrasi  sensor  kadar  lengas tanah.    Kalibrasi sensor kadar lengas diperlukan untuk  mencocokkan nilai ekuivalen bilangan biner yang terbaca oleh sensor dengan kadar lengas tanah yang sebenarnya. Pengukuran  kadar  lengas  tanah  dengan  cara mengeringkan kembali tanah tersebut kemudian dihitung dengan persamaan:
%Kadar Lengas = Berat Awal ( gr ) - Berat akhir (gr) Berat Awal (gr) x100% ........ ..2)
Setelah  mengetahui  nilai  ekuivalen bilangan biner yang terbaca sensor dan % kadar lengas,  kemudian  dicari  persamaan  linearnya
Studi Pustaka
Irigasi Otomatis
Irigasi Manual Perancangan Rangkaian Irigasi Otomatis Persiapan Perancangan Instalasi Irigasi Tetes Mulai Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman
Penanaman Penanaman Pengamatan parameter: 1. Perubahan Kadar Lengas
2. Sistem Kendali On/Off Irigasi
3. Jumlah Penggunaan Air
4. Tinggi Tanaman
5. Jumlah Daun Tanaman
6. Panjang dan Lebar Daun
7. Berat Tanaman
Pengamatan parameter:
1. Jumlah Penggunaan Air
2. Tinggi Tanaman
3. Jumlah Daun Tanaman
4. Panjang dan Lebar Daun
5. Berat Tanaman

## Membandingkan Produktivitas
Tanaman Selesai
untuk dimasukkan ke dalam bahasa pemrograman.
3. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman Kebutuhan  air  tanaman  merupakan jumlah  air  yang  digunakan  untuk  memenuhi evapotranspirasi  tanaman  (ETc)  agar  dapat tumbuh  normal  (Doorenbos  dan  Pruitt  (1984) dalam Prabowo (2007). Besarnya ETc diperoleh dari persamaan: ETc = Kc x ETo……………………….3) Dimana : ETc =Evapotranspirasi tanaman (mm/hari) Kc =Koefisien tanaman ETo =Evapotranspirasi potensial (mm/hari)
Nilai  ET c didapakan  dari  perhitungan data  iklim  selama  10  tahun  terakhir  dari BMKG menggunakan aplikasi CROPWAT.
4. Penanaman Penanaman  bibit  sawi  yang  telah disemai  selama  7  hari  dilakukan  dengan  cara membuat lubang pada polybag , kemudian bibit sawi  ditanam  pada  lubang  tersebut.  Pada penanaman  ini  diperhatikan  akar  dari  tanaman sawi harus benar-benar berada dalam tanah dan dekat  dengan emitter irigasi  tetes  bawah permukaan tanah.
1. Pengamatan Pengamatan  yang  dilakukan  pada penelitian  ini  meliputi  pengamatan  terhadap pertumbuhan  sawi  dan  pengamatan  terhadap mikrokontroler.
a. Pengamatan Terhadap Pertumbuhan
Tanaman Sawi
Pengamatan  terhadap  pertumbuhan sawi  dilakukan  sampai  umur  panen  yaitu  25 hari  setelah  tanam  (HST).  Dengan  cara mengukur  tinggi  dan  jumlah  daun  sedangkan untuk  berat,  panjang  daun,  lebar  daun  diukur pada saat panen.
b. Pengamatan Terhadap Mikrokontroler Pengamatan  mikrokontroler  dilakukan dengan  cara  melihat  hasil  bacaan  dari  sensor yang  ditampilkan  pada  LCD  dan  yang tersimpan  pada SD  Card .  Selain  itu  dilakukan pengamatan  terhadap  respon  mikrokontroler jika  kadar  lengas  tanah  sudah  mencapai  batas bawah.

## Prosedur Penelitian
Prosedur yang dilakukan pada penelitian ini meliputi:
1. Menanam  tanaman  sawi  pada polybag yang sudah terpasang instalasi irigasi tetes otomatis dan instalasi irigasi manual
2. menyalakan  sistem  irigasi  otomatis  pada instalasi irigasi tetes otomatis
3. memberikan  air  irigasi  sesuai  kebutuhan air tanaman pada tanaman dengan instalasi irigasi manual
4. melihat  perubahan  kadar  lengas  melalui sistem irigasi otomatis sampai 25 HST
5. mengukur penggunaan air, tinggi tanaman, dan jumlah daun sampai 25 HST
6. memanen  tanaman  sawi  dan  mengukur panjang  daun,  lebar  daun  dan  berat tanaman
7. menghitung  produktivitas  tanaman  dan membandingkannya

## Analisis Data
Data  yang  diperoleh  dianalisis  untuk melihat perbedaan produktivitas antara tanaman  yang  menerapkan  irigasi  otomatis dengan  tanaman  yang  menggunakan  irigasi manual. Pengolahan data menggunakan Microsoft Excel untuk menyelesaikan persamaan  dan  disajikan  dalam  bentuk  tabel dan grafik.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan  Pengujian  Sistem  Kendali On/Off Irigasi Tetes 1. Perancangan Instalasi Irigasi Tetes
Perancangan  instalasi  irigasi  tetes diperlukan  untuk meningkatkan  efisiensi penggunaan  air,  karena  irigasi  tetes  dapat memusatkan  pemberian  air  pada  daerah perakaran,  sehingga  tanaman  akan  lebih mudah menyerap air untuk pertumbuhannya.
Instalasi  irigasi  tetes  dibuat  dua  buah, satu  dipasangkan  mikrokontroler  untuk  irigasi otomatis, dan yang satunya dipasangkan keran manual  untuk  irigasi  secara  manual.  Instalasi irigasi  tetes  yang  telah  dibuat  kemudian  diuji keseragaman  irigasi  dari  setiap emitter- nya. Dari hasil pengujian didapatkan nilai coefficient of uniformity ( CU ) sebagai berikut.
Tabel  1 .  Nilai  Debit  Setiap Emitter dan c oefficient of uniformity ( CU ) Emiter ke- Debit Instalasi Irigasi Otomatis (ml/jam) Debit Instalasi Irigasi Manual (ml/jam) 1 900 920 2 900 880 3 890 910 4 920 900 5 900 900 6 920 880 7 920 880 8 880 900 9 910 930 10 920 890 Rata- Rata 906 899 CU (%) 98,68 98,53
Dari  Tabel  1  di  atas  dapat  diketahui bahwa  kedua  instalasi  memiliki  persentase coefficient of uniformity ( CU )  di  atas  95%, yaitu  98,68%  untuk  jaringan  irigasi  otomatis dan  98,53%  untuk  jaringan  irigasi  manual. Berdasarkan kriteria ASAE ( The Asean Society of  Agricultural  Economists )  nilai  persentase coefficient of uniformity ( CU )  pada  kedua instalasi  termasuk  dalam  kriteria  sangat  baik, sehingga  dapat  diterapkan  untuk  pengujian sistem kendali on/off irigasi.
2. Perancangan Sistem Kendali On/Off Irigasi Perancangan  sistem  kendali on/off irigasi adalah pembuatan rangkaian elektronika berbasis mikrokontroler yang berfungsi sebagai  pengontrol  irigasi.  Selanjutnya  dibuat bahasa  pemrograman  sebagai  perintah  untuk menjalankan  rangkaian.  Sebelum  membuat bahasa pemrograman, terlebih dahulu dilakukan proses kalibrasi sensor kadar lengas tanah.  Dari  hasil  kalibrasi  sensor  kadar  lengas tanah  didapatkan  persamaan  hubungan  antara nilai  ADC  yang  terbaca  oleh  mikrokontroler dengan  persentase  kadar  lengas,  yaitu  y  = 0,0655x  -  7,2842.  Kemudian  persamaan tersebut dimasukkan ke dalam bahasa pemrograman  untuk  menampilkan  bacaan kadar  lengas  oleh  sensor  pada  LCD  ( Liquid Crystal Display ) dan data yang tersimpan pada SDcard .
Dalam  bahasa  pemrograman  diatur setting  point untuk  mengatur  irigasi  pada tanaman  sawi. Setting  point ditentukan berdasarkan  kisaran  kadar  air  tanah  kapasitas lapang  dan  titik  layu  permanen.  Persentase
kadar  air  kapasitas  lapang  sebesar  30%  dan titik layu permanen sebesar 18%. Setting point yang  digunakan  adalah  batas  bawah  dengan nilai ADC 500 atau 25,47% kadar lengas tanah dan  batas  atas  dengan  nilai  ADC  550  atau 28,73% kadar lengas tanah. Setting point batas bawah  diatur  agar  melebihi  dari  persentase kadar  lengas  tanah  pada  titik  layu  permanen, ini  dilakukan  untuk  mencegah  tanaman mengalami kekurangan air yang bisa mengganggu proses pertumbuhannya. Sementara setting  point batas  atas  diatur  agar lebih  rendah  dari  kapasitas  lapang  untuk mencegah  terjadinya  kelebihan  air  yang  dapat merusak  tanaman. Setting  point ini  akan memberi  perintah  pada  mikrokontroler  secara otomatis  untuk  mengalirkan  air  kepada tanaman  sawi  saat  tanaman  membutuhkan  air dan menghentikan aliran air jika kebutuhan air sudah terpenuhi.
Selain setting point untuk kadar lengas tanah ditentukan juga setting point untuk suhu solenoid  valve .  Suhu solenoid  valve perlu dikontrol  untuk  mencegah  kerusakan  pada solenoid  valve akibat  suhu  yang  terlalu  tinggi saat solenoid valve menyala. Suhu operasi dari solenoid valve yaitu kisaran 20 o C sampai 70 o C. Setting  point untuk solenoid  valve yaitu temperatur  atas  sebesar  50 o C  dan  temperatur bawah  sebesar  35 o C.  Pada  saat  suhu solenoid valve telah  mencapai  temperatur  atas  secara otomatis solenoid  valve akan  mati  dan  proses pemberian  air  irigasi  akan  tertunda  dan  akan diteruskan kembali sampai suhu solenoid valve mencapai temperatur bawah.
3. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman Kebutuhan  air  tanaman  merupakan
jumlah  air  yang  digunakan  oleh  tanaman  agar dapat  tumbuh  normal.  Kebutuhan  air  tanaman dapat diketahui melalui evapotranspirasi tanaman  (ETc)  yang  terlebih  dahulu  dicari nilai  evapotranspirasi  potensial  (ETo)  dengan aplikasi  CROPWAT.  Dari  hasil  perhitungan dengan CROPWAT didapatkan nilai Evapotranspirasi  potensial  (ETo)  bulan  Maret adalah 3,88 mm/hari. Sehingga dapat diketahui rencana  jumlah  pemberian  air  untuk  instalasi irigasi  tetes  secara  manual  selama  pengujian sebagai berikut.
Tabel  2. Jumlah  Pemberian  Air  Irigasi Berdasarkan Kebutuhan Air Tanaman Hari ke Tanggal Umur tanaman (HST) Kc ETc (mm/hari) 1 7-Mar-16 8 0.3 1.164 2 8-Mar-16 9 0.3 1.164 3 9-Mar-16 10 0.3 1.164 4 10-Mar-16 11 1.2 4.656 5 11-Mar-16 12 1.2 4.656 6 12-Mar-16 13 1.2 4.656 7 13-Mar-16 14 1.2 4.656 8 14-Mar-16 15 1.2 4.656 9 15-Mar-16 16 1.2 4.656 10 16-Mar-16 17 1.2 4.656 11 17-Mar-16 18 1.2 4.656 12 18-Mar-16 19 1.2 4.656 13 19-Mar-16 20 1.2 4.656 14 20-Mar-16 21 0.6 2.328 15 21-Mar-16 22 0.6 2.328 16 22-Mar-16 23 0.6 2.328 17 23-Mar-16 24 0.6 2.328 18 24-Mar-16 25 0.6 2.328 Keterangan: Konversi  ETc  (mm/hari)  ke  ETc  (ml/luas tanam/hari) 1 mm/hari = 1000 ml/m 2 /hari
4. Persiapan Penanaman Persiapan penanaman
meliputi penyediaan  media  tanam.  Media  tanam  yang digunakan  adalah  campuran  tanah  dengan pupuk. Jenis tanah yang digunakan adalah jenis tanah  inseptisol.  Jenis  tanah  ini  diketahui melalui  pemetaan  jenis  tanah  dan  tempat pengambilan  sampel  yaitu  wilayah  Labuapi yang memiliki jenis tanah inseptisol. Tanah ini kemudian dicampurkan dengan pupuk kompos dan  sekam  padi  dengan  komposisi  3-2-1. Setelah  campuran  tanah  dan  pupuk  homogen, kemudian  dimasukkan  ke  dalam  20 polybag dengan  diameter  19,74  cm  masing-masing  7 kg.  Untuk  setiap  instalasi  irigasi  tetes  terdapat 10 polybag sebagai  media  tanamnya.  Setelah media tanam siap, dilakukan proses persemaian benih.  Benih  disemai  selama  7  hari  sampai tanaman  sawi  memiliki  2-3  helai  daun  sejati. Pada  hari  ke-8  tanaman  sawi  dipindahkan  ke dalam polybag yang  telah  berisi  media  tanam dan  terpasang  instalasi  irigasi  tetes  otomatis dan manual.

## Perubahan Kadar Lengas Tanah
Perubahan  kadar  lengas  tanah  diamati melalui  tampilan  LCD  ( Liquid  Crystal Display )  dan  data  yang  tersimpan  pada SDcard .  Pengamatan  perubahan  kadar  lengas tanah dilakukan selama 18 hari terhitung sejak umur  tanaman  8  hari  setelah  tanam  (HST) hingga  25  hari  setelah  tanam  (HST).  Untuk tanaman  yang  menggunakan  irigasi  otomatis didapatkan perubahan kadar air selama 18 hari seperti terlihat pada grafik berikut.
Gambar 2. Perubahan Kadar Lengas Tanah pada Irigasi Otomatis
Perubahan  kadar  lengas  tanah  yang ditunjukkan oleh grafik di atas dapat diketahui
bahwa  setiap  hari  terdapat  penurunan  kadar lengas  tanah  yang  disebabkan  evaporasi  dan
23 24 25 26 27 28 29 30 31 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 K ad ar L eng as T anah (%)
Hari Setelah Tanam (HST)
transpirasi  oleh  tanaman.  Evaporasi  adalah perubahan  air  menjadi  uap  air,  dalam  hal  ini terjadi pada tanah. Kemudian transpirasi adalah peristiwa  uap  air  meninggalkan  tanaman  dan memasuki  atmosfer.    Transpirasi  dari  tubuh tanaman  pada  siang  hari  dapat  melampaui evaporasi  dari  permukaan  air  atau  permukaan tanah basah, tetapi sebaliknya pada malam hari lebih  kecil  bahkan  tidak  ada  transpirasi. Peristiwa  evaporasi  dan  transpirasi  sering disebut  evapotranspirasi  yaitu kebutuhan konsumtif tanaman yang merupakan jumlah air untuk evaporasi dari permukaan areal tanaman
dengan  air  untuk  transpirasi  dari  tubuh tanaman. Pada grafik  juga terlihat peningkatan kadar  lengas  yang  disebabkan  oleh  adanya pemberian  air  oleh  sistem  kendali on/off irigasi.
Kinerja Sistem Kendali On/Off Irigasi Tetes Selama pengamatan diketahui solenoid valve menyala  tiga  kali,  yaitu  pada  saat  umur tanaman  11,  16  dan  20  hari  setelah  tanam (HST).
Gambar 3 . Grafik Kadar Lengas Pada 11 HST
Gambar 4. Grafik Kadar Lengas Pada 16 HST
22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 22:30:02 22:35:00 22:39:59 22:44:59 22:49:59 K ad ar L en g as T an ah ( %) Waktu Selenoid Valve ON 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 16:50:03 16:55:01 17:00:01 17:05:00 17:09:59 K ad ar L en g as T an ah ( %) Waktu Selenoid valve ON

## Gambar 5 . Grafik Kadar Lengas Pada 20 HST
Pada grafik di Gambar 5 di atas terlihat kadar  lengas  tetap  bertambah  walaupun pemberian  air  sudah  terhenti.  Hal  ini disebabkan  oleh  masih  terdapat  sisa  air  pada saluran  irigasi  yang  menetes  ketika  pemberian air  dihentikan.  Pemberian  air  paling  lama terjadi  pada  20  HST,  karena  terjadinya kesalahan  pengukuran  oleh  sensor.  Kesalahan pengukuran  yang  terjadi  adalah  terlambatnya sensor  menanggapi  perubahan  kadar  lengas ketika  terjadi  pemberian  air  irigasi,  sehingga membutuhkan  waktu  yang  lebih  lama  untuk mencapai setting point batas  atas  untuk menghentikan  pemberian  air  irigasi.  Menurut Srivastava (1987) sumber kesalahan pengukuran  meliputi  derau  ( noise ),  waktu tanggap ( response time ), keterbatasan rancangan ( design limitation ), transmisi, keausan  atau  kerusakan  sistem  pengukuran, pengaruh lingkungan terhadap sistem.

## Jumlah Penggunaan Air Irigasi
Air  diperlukan  oleh  tanaman  untuk proses fotosintesis, metabolisme serta transportasi  bahan  makanan  dari  daun  ke seluruh tubuh tanaman. Air juga penting untuk melarutkan  unsur  hara  dalam  tanah  sehingga dapat diserap oleh akar tanaman. Ketersediaan air  bagi  pertumbuhan  tanaman  dapat  dipenuhi melalui irigasi (Erni,  R., 2010). Pemberian air irigasi  pada  penelitian  ini  dilakukan  dengan dua  cara,  yaitu  dengan  otomatis  dan  manual. Pemberian air irigasi secara otomatis dilakukan  dengan  melihat  kadar  lengas  tanah dimana  pemberian  air  akan  dilakukan  ketika kadar lengas tanah sudah mencapai nilai batas bawah yang telah ditentukan dan pemberian air irigasi  akan  terhenti  ketika  kadar  lengas  tanah sudah  mencapai  nilai  batas  atas.  Sedangkan pemberian  irigasi  secara  manual  diberikan berdasarkan  kebutuhan  air  tanaman  yang dihitung  melalui  evapotranpirasi.  Berdasarkan hasil  penelitian  didapatkan  jumlah  pemberian air selama 18 hari didapatkan diagram sebagai berikut.
Gambar 6. Diagram Jumlah Pemberian Air
22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 9:20:46 9:25:46 9:30:47 9:35:48 9:40:49 9:45:47 K ad ar le n g as T an ah ( %) Waktu Selenoid Valve ON
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 P emb er ian ai r (ml ) Umur Tanaman (HST) Irigasi Otomatis
Irigasi Manual
Berdasarkan  diagram  pada  Gambar  6 di  atas  dapat  diketahui  pemberian  air  per  hari untuk  tanaman  dengan  irigasi  tetes  manual paling  banyak  terdapat  pada  saat  umur tanaman  11  sampai  20  HST.  Tanaman  akan lebih  banyak  membutuhkan  air  pada  periode tengah  pertumbuhan  karena  pertumbuhan vegetatif  tanaman  maksimal  terjadi  pada periode  ini.  Selain  itu,  luas  permukaan tanaman  pada  periode  ini  sudah  mencapai maksimum  sehingga  penguapan  lebih  besar. Sedangkan pada periode
awal, evapotranspirasi  lebih  rendah  karena  tanaman masih kecil sehingga luas permukaan tanaman untuk  melakukan  penguapan  lebih  kecil.  Hal ini  sesuai  dengan  literatur  Islami  dan  Utomo (1995)  dalam  Simangunsong,  F.P.,  dkk. (2013),  yang  menyatakan  bahwa  absorbsi  air oleh tanaman berubah sesuai dengan perkembangan tanaman.
Jumlah  air  yang  diberikan  kepada tanaman  dengan  irigasi  otomatis  pada  umur tanaman  11  HST  sebanyak  1.500  ml,  pada umur  tanaman  16  HST  sebanyak  1.200  ml, pada  umur  tanaman  20  HST  sebanyak  2.500 ml,  dan  jumlah  total  air  yang  terpakai  untuk irigasi otomatis sebanyak 5.200 ml. Sedangkan jumlah total pemberian air pada irigasi manual sebanyak  18.905  ml.  Air  irigasi  yang  dibutuh untuk  irigasi  tetes  otomatis  lebih  sedikit dibandingkan dengan irigasi tetes manual. Hal ini dikarenakan pada irigasi manual pemberian air  dilakukan  setiap  hari  sesuai  dengan kebutuhan air tanaman sedangkan pada irigasi otomatis  pemberian  air  berdasarkan setting point kadar  lengas  tanah  yang  ditentukan sehingga dalam sehari belum tentu irigasi tetes otomatis mengalirkan air.

## Pertumbuhan Tanaman
Gambar 7 . Grafik Pertumbuhan Tinggi
Tanaman
Berdasarkan  grafik  pada  Gambar  7  di atas,  dapat  diketahui  bahwa  tanaman  dengan irigasi  manual  lebih  tinggi  daripada  tanaman dengan  irigasi  otomatis  sampai  hari  ke-15, sedangkan  dari  hari  ke-16  sampai  hari  ke-18 tanaman  dengan  irigasi  otomatis  lebih  tinggi daripada tanaman dengan irigasi manual.
Gambar 8. Grafik Pertumbuhan Jumlah Daun Tanaman
Berdasarkan  grafik  di  atas  terlihat bahwa  jumlah  daun  antara  tanaman  dengan irigasi otomatis dan tanaman yang diberi irigasi manual tidak terlalu berbeda.
Gambar 9 . Diagram Panjang dan Lebar Daun
Tanaman
Berdasarkan  diagram  di  atas  dapat diketahui  bahwa  tanaman  dengan  irigasi manual  memiliki panjang dan lebar daun yang lebih  besar  yaitu  20,75  cm  dan  9,73  cm dibandingkan  dengan  tanaman  dengan  irigasi otomatis yaitu 17,07 cm dan 8,05 cm.
0 5 10 15 20 25 1 3 5 7 9 11 13 15 17
T in g g i T an ama n ( cm) Hari Ke Tanaman Dengan Irigasi Otomatis Tanaman Dengan Irigasi Manual 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 3 5 7 9 11 13 15 17 Ju ml ah Dau n ( h el ai ) Hari Ke Tanaman Dengan Irigasi Otomatis Tanaman Dengan Irigasi Manual 17.07 8.05 20.75 9.73 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 Panjang Daun Lebar Daun cm Tanaman Dengan Irigasi Otomatis Tanaman Dengan Irigasi Manual
Gambar 10 . Diagram Berat Tanaman
Berdasarkan  diagram  pada  Gambar  10 di atas dapat diketahui bahwa tanaman dengan irigasi  tetes  manual  memiliki  berat  yang  lebih besar  yaitu  53,32  gram  dibandingkan  dengan tanaman  dengan  irigasi  otomatis  yaitu  41,47 gram.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  pemberian air  secara  manual  yang  sesuai  dengan kebutuhan air tanaman memberikan hasil yang lebih  baik  dibandingkan  dengan  tanaman dengan  pemberian  air  secara  otomatis  yang berdasarkan kadar lengas tanah.
Produktivitas dari tanaman sawi dengan  irigiasi  tetes  otomatis  dan  irigasi  tetes manual dapat dilihat pada diagram  Gambar 11 di  atas.  Produktivitas  adalah  jumlah  produksi tanaman  dalam  berat  tanaman  per  satuan  luas lahan  tanam.  Tanaman  dengan  irigasi  tetes manual  memiliki  produktivitas  yang  lebih tinggi  dibandingkan  dengan  tanaman  dengan irigasi tetes otomatis.
Gambar 11 . Diagram Produktivitas Tanaman
Pertumbuhan  tanaman  sangat  dibatasi oleh  jumlah  air  yang  tersedia  dalam  tanah, sehingga  perlu  adanya  pemberian  air  irigasi untuk meunjang pertumbuhan tanaman. Hal ini penting  dalam  kaitannya  dengan  peranan  air dalam  tubuh  tanaman.  Pemberian  air  yang sesuai  dengan  kebutuhan  tanaman  dalam  hal ini pemberiaan irigasi secara manual memberikan hasil yang baik, karena
pemenuhan  kebutuhan  air  digunakan  untuk pertumbuhan  berada  dalam  keadaan  optimum, sehingga  terjadi  kesinambungan  penggunaan dan pengeluaran air yang selanjutnya meransang aktivitas metabolisme yang digunakan  untuk  pertumbuhan  bagian-bagian tanaman seperti batang dan akar lebih panjang, dan daun lebih lebar.
S etting point untuk  irigasi  otomatis adalah kisaran kadar air tanah kapasitas lapang dan  titik  layu  permanen  karena  air  yang tersedia  bagi  tanaman  berada  dalam  kisaran kapasitas  lapang  sampai  pada  titik  layu permanen. Tetapi dengan setting point tersebut masih  menunjukkan  tanda-tanda  kekurangan air  bagi  tanaman  sehingga  pertumbuhan terhambat  dan  memberikan  hasil  produktivitas yang  lebih  rendah  dibandingkan  dengan tanaman dengan irigasi manual yang pemberian  air  irigasinya  sesuai  dengan kebutuhan air tanaman.
Pertumbuhan  tanaman  yang  terhambat akibat  kekurangan  air  sering  dihubungkan dengan  penurunan  laju  fotosintesis  sebagai akibat dari pembukaan stomata yang berkurang untuk  mengurangi  transpirasi  agar  kehilangan air berkurang. Menurunnya aktifitas fotosintesis  akan  menghambat  pertumbuhan yang  pada  akhirnya  pertumbuhan  tanaman akan  menurun.  Tanaman  yang  kekurangan  air dapat  menyebabkan  pertumbuhan  tanaman menjadi  terhambat,  sehingga  menyebabkan tanaman  menjadi  kerdil  dan  bagian  tanaman berbentuk  kecil.  Tanaman  yang  menderita kekurangan  air  mempunyai  ukuran  yang  lebih kecil  dibandingkan  dengan  tanaman  yang tumbuh normal (Asona, M., 2013).
Hasil dari tanaman sawi pada penelitian  ini  belum  optimal  berdasarakan keterangan  benih  pada  kemasan  benih  yang digunakan  yaitu  benih  sawi  varietas  Kumala. Tinggi tanaman pada keterangan benih yaitu ± 31  cm,  sedangkan  pada  penelitian  ini  tinggi tanaman  sawi  dengan  irigasi  otomatis  yaitu 21,26  cm  dan  tanaman  sawi  dengan  irigasi manual  yaitu  22,6  cm.  Untuk  produktivitas tanaman  pada  keterangan  benih  yaitu  29-30 ton/ha, sedangkan pada penelitian ini produktivitas  tanaman  sawi  dengan  irigasi otomatis  yaitu  13,54  ton/ha  dan  tanaman  sawi dengan  irigasi  manual  yaitu  17,41  ton/ha.  Hal ini  disebabkan  oleh  faktor  lingkungan  yang kurang  mendukung  seperti  tempat  penanaman sawi  dengan  suhu  lingkungan  yang  tinggi karena  dekat  dengan  pantai,  kurangnya
41.47 53.32 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 Be rat t an ama n ( g r) Jenis Irigasi Tanaman Dengan Irigasi Otomatis Tanaman Dengan irigasi
Manual
penyinaran  karena  sering  terjadi  mendung  dan hujan,  kurang  tingginya  tempat  penanaman sawi yaitu ± 10 mdpl, tanaman sawi akan lebih baik pertumbuhannya jika dibudidayakan pada ketinggian  100-500  mdpl,  dan  kurangnya pemberian  pupuk  yang  dilakukan  selama penelitian  dimana  pemupukan  dilakukan  pada saat pengolahan tanah saja.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan  pembahasan  penelitian  di atas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Sistem  kontrol  berbasis  mikrokontroler Arduino pada  irigasi  tetes  dapat  diterapkan untuk  budidaya  tanaman  sawi  dengan setting  point yaitu  batas  bawah  25,47% kadar  lengas  tanah  dan  batas  atas  28,73% kadar lengas tanah.
2. Jumlah penggunaan air irigasi untuk irigasi otomatis  lebih  sedikit  daripada  irigasi manual  yang  berdasarkan  kebutuhan  air tanaman.
3. Pertumbuhan  tanaman  sawi  dengan  irigasi otomatis masih menunjukkan gejala kekurangan air.
4. Produktivitas  tanaman  sawi  dengan  irigasi otomatis  lebih  rendah  daripada  tanaman sawi dengan irigasi manual.

## Saran
Saran  untuk  penelitian  selanjutnya adalah  menentukan setting point yang  sesuai dengan kebutuhan air tanaman.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2001. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia  Nomor  77  Tahun  2001 Tentang Irigasi, Bab 1, Pasal 1.
Anonim. 2011. Teknologi Irigasi. Info Agroklimatlogi  dan  Hidrologi  5(1):2-4. Balai  Penelitian  Agroklimatologi  dan
Hidrologi.
Asona,  M.  2013.  Pertumbuhan  dan  Produksi
Bayam (Amaranthus  sp.) Berdasarkan Waktu Pemberian Air. Skripsi.
Universitas Negeri Gorontalo.
Erni,  R.  2010.  Karakterisasi  Alat  Penyiraman
Sistem  Tetes  ( Drip  Irrigation )  Untuk Tanaman Tomat ( Lycopersicum esculentum ) pada Media Tanam Polybag Plastik. Skripsi. Universitas Mataram.
Prabowo,  A.,  dkk.  2007.  Pengelolaan  Irigasi Hemat  Air  di  Lahan  Kering:  Aplikasi
Irigasi Tetes dan Curah. Balai Pengembangan  Mekanisasi  Pertanian. Banten. Srivastava.  A.  C.  1987.  Teknik  Instrumentasi. Universitas Indonesia (UI-Press). Jakarta.
Simangungsong,  F.  P.,  dkk,  2013.  Analisis Efisiensi  Irigasi  Tetes  Dan  Kebutuhan Air  Tanaman  Sawi  ( Brassica  juncea ) Pada  Tanah Inceptisol .  Jurnal  Rekayasa Pangan dan Pertanian 2 (1): 83-89.