## Pengunaan Sensor Soil Moisture untuk Penyiraman Tanaman Hias secara Otomatis

## Irjii Matdoan
Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer dan Manajemen, Universitas Sains dan Teknologi
Email : Irjiimatdoan12@gmail.com

## Abstract
In this day and age, humans expect a tool or technology that can help make human work easier. This  article  makes  a  device  that  can  do  the  job  of  watering  ornamental  plants  automatically.  This  tool uses a soil moisture sensor which functions as a soil moisture detector and sends commands to Arduino uno  to  turn  on  the  relay  driver  so  that  the  pump  can  flush  water  according  to  the  soil's  needs automatically. The making of this article is done by designing, manufacturing and implementing system components which include Arduino uno as a controller, relay drivers to turn the water pump on and off, LCD (Liquid Cristal Display) to display soil moisture values. The results of the study prove that the tools made  can  function  properly  and  can  be  developed  as  expected.  The  tool  can  function  when  the  soil moisture is less than 300 PH, it does not work if the soil moisture is above 300 PH.
Keywords : Ornamental Plants, Arduino Uno, Soil Moisture

## Abstrak
Pada  zaman  ini  manusia  mengharapkan  sebuah  alat  atau  teknologi  yang  dapat  membantu pekerjaan manusia menjadi lebih mudah. Artikel ini membuat sebuah perangkat yang dapat melakukan pekerjaan  menyiram  tanaman  hias  secara  otomatis.  Alat  ini  mengunakan  sensor  soil  moisture  / kelembaban tanah yang berfungsi sebagai pendeteksi kelembaban tanah dan mengirim perintah kepada Arduino uno guna menghidupkan driver relay agar pompa dapat menyiram air sesuai kebutuhan tanah secara otomatis. Pembuatan artikel ini dilakukan dengan merancang, membuat dan mengimplementasikan komponen-komponen sistem yang meliputi Arduino uno sebagai pengendali, driver relay untuk menghidupkan dan mematikan Pompa Air, LCD (Liquid Cristal Display) untuk menampilkan nilai kelembaban tanah. Hasil penelitian membuktikan alat yang dibuat dapat berfungsi dengan baik dan dapat  dikembangkan  sesuai  yang  diharapkan.  Alat  dapat  berfungsi  apabila  kelembaban  tanah  kurang dari 300 PH, tidak berfungsi apabila kelembaban tanah diatas dari 300 PH.
Kata kunci : Tanaman Hias, Arduino Uno, Soil Moisture

## 1. PENDAHULUAN
Didalam bidang pengetahuan dan teknologi belakangan ini berkembang dengan pesat[1][2]. Dengan adanya kemajuan di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi menghasilkan inovasi baru yang menuju ke arah  yang  lebih  baik[3].  hal  ini  dapat  dilihat  dari  industri  –  industri  yang  besar,  perlengkapan  otomotif sampai pada peralatan listrik rumah tangga[4].
Sistem  elektronik  berbasis mikrokontroler dapat  diimplementasikan  untuk  melakukan  pendeteksian dan  pencatatan  adanya  kelembapan  tertentu  di  dalam  tanah  secara  otomatis  untuk  menggantikan pendeteksian  dan  pencatatan  secara  manual  oleh  orang[5].  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  sistem elektronis dapat mendeteksi adanya kelembapan tanah dengan presisi dan  mencatatnya  dalam perangkat
penyimpan dalam bentuk file lebih cepat dibandingkan dengan proses konvensional. Penelitian lainnnya adalah monitoring control greenhouse berbasis  komputer  untuk  memantau  kelembapan  dan  suhu  tanah pada  sebuah  model greenhouse [6].  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  teknologi  jaringan  komputer memungkinkan  pengelola greenhouse untuk  memantau  kelembapan  dan  suhu  pada greenhouse secara jarak  jauh  dan  berpotensi  untuk  dikembangkan  lebih  lanjut  untuk  diaplikasikan  pada greenhouse yang sebenarnya.
Alat  diuji  pada  sebuah  pot  tanaman  hias  kecil  dengan  ruangan  terbuka  yang  mendapatkan  cahaya  yang cukup, jika sistem elektronis mendeteksi kadar amonia melebihi nilai yang sudah ditentukan maka sistem elektronis  akan  menghidupkan  kipas  dan  apabila  kelembapan  sudah  di  atas  ambang  batas  maka  sistem elektronis akan mematikan pompa air secara otomatis[7].
Pada  bidang  pertanian  dan  perkebunan  terutama  tanaman  ketersediaan  air  sangatlah  penting  karena tanaman tidak bisa hidup dan berkembang dengan baik jika air pada tanah tidak sesuai dengan kebutuhan tanaman.  Untuk  itu  perlu  dilakukan  penyiraman  secara  teratur,  Ketersediaan  air  pada  tanaman  harus benar-benar  diperhatikan,  jika  kekurangan  air  bibit  akan  kering  dan  akhirnya  mati.  Sebaliknya  jika kelebihan  air,  bibit  akan  busuk.  Dengan  selalu  terpenuhinya  kebutuhan  akan  air,  maka  tanaman  dapat tumbuh, berbuah dan berkembang dengan baik [8] .

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Pengertian Tanah
Dalam  pertanian  dan  tanaman,  tanah  diartikan  lebih  khusus  yaitu  sebagai  media  tumbuhnya  tanaman  di darat. Tanah berasal dari hasil pelapukan batu bercampur dengan sisa-sisa bahan organik dan organisme (vegetasi  atau  hewan)  yang  hidup  diatasnya  atau  didalamnya.  Selain  itu  di  dalam  tanah  terdapat  pula udara dan air. Tanah tersusun dari empat bahan utama yaitu bahan mineral, bahan organik, air dan udara. Berdasarkan kandungan bahan organiknya, tanah dibedakan menjadi tanah mineral, yang memiliki kadar bahan  organik  kurang  dari  20%,  dan  tanah  organik  yang  memiliki  kandungan  bahan  organik  sama  atau lebih dari 20% [8].
B. Sensor Soil Moisture
Sensor Soil Moisture mempunyai 4 pin, yaitu pin A0, D0, VCC, GND. Dimana pin A0 untuk memberikan input berupa sinyal analog dan D0 berupa sinyal digital, sedangkan untuk pin VCC sebagai positif listrik dan  GND  sebagai  massa  atau ground . Sensor  Soil  Moisture berfungsi  untuk  menentukan  kuantitas volumetrik kadar air dalam tanah dan terdiri dari nikel karena nikel memiliki konduktivitas terbaik [9].

## C. Arduino UNO R3 + Wifi
Arduino  Uno  WiFi  adalah  Arduino  Uno  baru  dengan  modul  WiFi!  Papan  didasarkan  pada ATmega328 dengan ESP8266 Modul WiFi terintegrasi. Ini memiliki 14 pin input/output digital (6 di antaranya  dapat  digunakan  sebagai output PWM),  6  input  analog,  resonator  keramik  16  MHz, koneksi USB, colokan listrik, header ICSP, dan tombol reset. Ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler ;  cukup  sambungkan  ke  komputer  dengan  kabel  USB,  dengan  adaptor AC-ke-DC  atau  baterai  untuk  memulai.  Modul  WiFi  ESP8266  adalah  SOC  mandiri  dengan tumpukan protokol TCP/IP terintegrasi yang dapat memberikan akses ke WiFi Anda jaringan. Salah satu fitur utama Uno Wifi adalah dukungan pemrograman OTA ( Over-the-air ) untuk sketsa Arduino dan untuk firmware Wifi [10].
Gambar 2. Arduino UNO R3 + Wifi

## D. Relay
Relay adalah  komponen  elektronika  berupa  saklar  elektronik  yang  digerakkan  oleh  arus  listrik. Secara  prinsif,  relay  merupakan  tuas  saklar  dengan  lilitan  kawat  pada  batang  besi  ( solenoid )  di dekatnya.  Ketika solenoid dialiri  arus  listrik,  tuas  akan  tertarik  karena  adanya  gaya  magnet  yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus di hentikan, gaya magnet akan  hilang,  tuasakan  kembali  keposisi  semula  dan  kontak  saklar  kembali  terbuka. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus / tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 A / AC 220 V) dengan memakai arus / tegangan yang kecil (misalnya 0.1 A / 12 Volt DC).[8]
Gambar 3 . Relay Module

## E. LCD
Suatu display dari  bahan  cairan  kristal  yang  pengoprasiannya  menggunakan  sistem  dot  matriks.  LCD ( Liquid Cristal Display ) 16x2 dapat menampilkan sebanyak 32 karakter yang terdiri dari 2 baris dan tiap baris  dapat  menampilkan  16  karakter.  LCD  ( Liquid  Cristal  Display )  adalah  salah  satu  jenis  display
elektronik  yang  dibuat  dengan  teknologi  CMOS logic yang  bekerja  dengan  tidak  menghasilkan  cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit.  LCD  ( Liquid  Cristal  Display )  berfungsi  sebagai  penampil  data  baik  dalam  bentuk  karakter, huruf, angka ataupun grafik. Lapisan pada LCD terbuat dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan.[8]
Tabel 1. Spesifikasi LCD 16x2
Pin Deskripsi 1 Ground (-) 2 Vcc (+) 3 Mengatur kontras dan pencahayaan 4 Register select 5 Read/Write LCD register 6 Enable 7-14 Data I/O (Input Output) 15 Vcc (+) LED 16 Ground (-) LED
Gambar 4 . LCD (Liquid Crystal Display) 16x2

## F. I2C/TWI LCD 1602
I2C/TWI LCD 1602 merupakan  modul  yang dipakai  untuk  mengurangi penggunaan  kaki di LCD 1602. Modul ini memiliki 4 Pin yang akan dihubungkan ke Arduino.
1. GND : dihubungkan ke GND Arduino
2. VCC : dihubungkan ke 5V Arduino
3. SDA : Merupaakan I2C data dan dihubungkan ke pin analog pada arduino
4. SCL : Merupakan I2C clock dan dihubungkan ke pin analog pada arduino.
Gambar 5. I2C Module

## G. LM2596
Rangkaian  terpadu  monolitik  yang  ideal  untuk  desain  pengatur switching step-down yang  mudah dan  nyaman  ( buck  converter ).  Ini  mampu  menggerakkan  beban  3,0  A  dengan  sangat  baik  line  dan peraturan  beban.  Perangkat  ini  tersedia  dalam output yang  dapat  diatur  versi  dan  kompensasi  internal untuk  meminimalkan  jumlah  komponen  eksternal  untuk  menyederhanakan  desain  suatu  catu  daya. Karena konverter LM2596 adalah power supply switch-mode , yaitu efisiensi secara signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan yang populer regulator linier tiga terminal, terutama dengan voltase masukan yang lebih  tinggi.  LM2596  beroperasi  pada  frekuensi  switching  150  kHz  memungkinkan  komponen  filter berukuran lebih  kecil dari  yang dibutuhkan dengan regulator pengalih  frekuensi rendah. Tersedia dalam standar  Paket  TO-220  5-lead  dengan  beberapa  pilihan  tikungan  yang  berbeda,  dan  D2PAK  mount permukaan paket.

## 2.1. Arsitektur Sistem
Penyiraman  tanaman  otomatis  adalah  teknik  penyiraman  modern  tanpa  menggunakan  objek manusia sebagai peran utama dalam aksi tersebut. Tanaman dengan penyiraman dan kandungan air yang cukup karena tanaman mendapat nutrisi yang terukur untuk meningkatkan kualitasnya.
Gambar 6. Flowchart Pembacaan Sensor

## 2.2. Perancangan Alat
Sensor  Soil  Moisture akan  menghasilkan  keluaran  berupa  sinyal  analog  yang  kemudian dikirimkan  ke  port  A0  mikrokontroler Arduino  Uno  Wifi untuk  selanjutnya  diolah.  Sinyal  hasil  olahan mikrokontroler Arduino  Uno  Wifi  kemudian  dikirimkan  ke  LCD  16x2  melalui  module  I2c  untuk selanjutnya  dikirimkan  ke relay untuk  menghidupkan  pompa  air.  Semua  komponen  mendapatkan  daya dari  adaptor  yaitu  VCC  yang  ditunjukkan  pada  jalur  warna  merah  sedangkan  jalur ground (GND) ditunjukkan pada jalur warna hitam.
Gambar 7 . Skematik Perancangan Rangkaian Sensor

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Kalibrasi Sensor Soil Moisture
Untuk mendapatkan Nilai menggunakan rumus dibawah ini:
Nilai =  {[log(ratio) – b]/m} /10 (1)
Pada  pembacaan  sensor  untuk  mendapatkan  nilai  seluruh  hasil  perhitungan  pada  kalibrasi  awal dimasukan kedalam program dan diinisialisasikan.
Gambar 9. Program Arduino IDE

## 3.2. Pengujian Pada Tanaman Hias
Tujuan dari pengujian untuk mengetahui rentang nilai kelembapan tanah pada tanaman hias sehingga bisa melakukan  tindak  pencegahan  kematian  pada  tanaman.  Data  hasil  pengukuran  kelembapan  tanah  pada Tabel 2.  menunjukkan alat mampu mengukur kelembapan tanah yaitu antara 40-60.
Tabel 2. Hasil Pengujian Pada Tanaman Hias
Status Tanah Kadar Air Pada Tanah Tegangan (Volt) Kering <60 <5 Lembab >60 >5
Gambar 10 . Pengujian Langsung Tanaman

## 4.  SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  dan  pengamatan  yang  telah  dilakukan  maka  didapatkan  beberapa  kesimpulan, adalah  Sistem  penyiraman  pada  tanaman  hias  masih  terbilang  konvensional  dan  tidak  efisien  terhadap penyiraman,  Agar  tanaman  mendapatkan  air  yang  cukup  sekaligus  tidak  boros  air  maka  perlu  dibuat sistem  penyiraman  otomatis  dan  Penulis  merancang  sebuah  sistem  penyiraman  secara  otomatis.  yang dapat  digunakan  membantu  dalam  melakukan  pengolahan  budidaya  tanaman  secara  efisien  dan  efektif dan mempermudah penyiraman yang dilakukan, dengan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno Wifi serta sensor soil moisture dan modul pendukungnya lainnya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] D. Alita, S. Setiawansyah, and A. D. Putra, “C45 Algorithm for Motorcycle Sales Prediction On CV Mokas Rawajitu,” J. SISFOTEK Glob. , vol. 11, no. 2, pp. 127–134, 2021.
[2] D.  Alita,  I.  Tubagus,  Y.  Rahmanto,  S.  Styawati,  and  A.  Nurkholis,  “SISTEM  INFORMASI GEOGRAFIS PEMETAAN WILAYAH KELAYAKAN TANAM TANAMAN JAGUNG DAN SINGKONG  PADA  KABUPATEN  LAMPUNG  SELATAN,” J.  Soc.  Sci.  Technol.  Community Serv. , vol. 1, no. 2, 2020.
[3] L.  Ariyanti,  M.  N.  D.  Satria,  and  D.  Alita,  “SISTEM  INFORMASI  AKADEMIK  DAN ADMINISTRASI  DENGAN  METODE  EXTREME  PROGRAMMING  PADA  LEMBAGA KURSUS DAN PELATIHAN,” J. Teknol. dan Sist. Inf. , vol. 1, no. 1, pp. 90–96, 2020.
[4] J. S. Wakur, Alat Penyiram Tanaman Otomatis Mengunakan Arduino Uno . 2015.
[5] Y.  Rahmanto,  A.  Rifaini,  S.  Samsugi,  and  S.  D.  Riskiono,  “Sistem  Monitoring  pH  Air  Pada Aquaponik Menggunakan Mikrokontroler Arduino UNO,” J. Teknol. dan Sist. Tertanam , vol. 1, no. 1, pp. 23–28, 2020.
[6] S.  Sawidin,  O.  E.  Melo,  and  T.  Marsela,  “Monitoring  Kontrol  Greenhouse  untuk  Budidaya Tanaman Bunga Krisan dengan LabView,” vol. 4, no. 4, 2015.
[7] R.  I.  Borman,  K.  Syahputra,  P.  Prasetyawan,  and  Jupriyadi,  “Implementasi  Internet  Of  Things pada  Aplikasi  Monitoring  Kereta  Api  dengan  Geolocation  Information  System,”  pp.  322–327, 2018.
[8] R.  Tullah,  A.  H.  Setyawan,  and  B.  P.  Tanah,  “Sistem  Penyiraman  Tanaman  Otomatis  Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno Pada Toko Tanaman Hias Yopi,” vol. 9, no. 1, 2019.
[9] J. Jtik, J. Teknologi, P. Ariyanto, A. Iskandar, and U. Darussalam, “Rancang Bangun Internet of Things ( IoT ) Pengaturan Kelembaban Tanah untuk Tanaman Berbasis Mikrokontroler,” vol. 5, no. 2, 2021.
[10] S. Samsugi, A. Ardiansyah, and D. Kastutara, “Arduino dan Modul Wifi ESP8266 sebagai Media Kendali Jarak Jauh dengan antarmuka Berbasis Android,” J. Teknoinfo , vol. 12, no. 1, pp. 23–27, 2018.