INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 4 Nomor 4 Tahun 2024 Page 11600-11610 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative

## Perancangan Smart Garden Dengan Teknologi AI Dan IOT Pada Aplikasi Mobile Untuk Mendukung Produktivitas Umkm Pertanian
Fajar Purnomo Aji Universitas Nusa Mandiri
Email: fajarpurnomoaji01@gmail.com

## Abstrak
Industri pertanian, khususnya UMKM, menghadapi berbagai tantangan seperti kekurangan tenaga kerja, kelangkaan air, dan ketergantungan pada kondisi cuaca. Hal ini mengakibatkan inefisiensi dan rendahnya produktivitas.  Smart  Garden  hadir  sebagai  solusi  untuk  mengatasi  masalah  tersebut  dengan memanfaatkan teknologi IoT dan AI. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengembangkan aplikasi  mobile  berbasis  AI  dan  IoT  untuk  Smart  Garden  yang  dapat  meningkatkan  efisiensi  dan produktivitas industri pertanian UMKM. Penelitian ini memanfaatkan metode penelitian campuran yang menggabungkan pendekatan kualitatif dan kuantitatif. Data kualitatif dikumpulkan melalui wawancara dengan petani UMKM untuk memahami kebutuhan dan permasalahan mereka.
Kata kunci: Pertanian, Rekomendasi Tanaman, Ketinggian Tempat, Curah Hujan, Sistem Berbasis Aturan

## Abstract
The agricultural industry, especially MSMEs, faces various challenges such as labor shortages, water scarcity, and dependence on weather conditions. This results in inefficiency and low productivity. Smart Garden is here as a solution to solve this problem by using IoT and AI technology. The research aims to design and develop AI and IoT based mobile applications for Smart Gardens which can increase the efficiency  and  productivity of  the  MSME  agricultural  industry.  This  research  utilizes  mixed  research methods that combine qualitative and quantitative approaches. Qualitative data was collected through interviews with MSME farmers to understand their needs and problems.
Keyword: Agriculture, Crop Recommendations, Place Altitude, Rainfall, Rule Based System

## PENDAHULUAN
Industri  pertanian,  khususnya  bagi  Usaha  Mikro,  Kecil,  dan  Menengah  (UMKM), berperan penting pada ekonomi Indonesia. Sektor ini dijadikan sumber pendapatan bagi banyak  orang  dan  berkontribusi  pada  ketahanan  pangan  nasional.  Namun,  industri pertanian di Indonesia masih dihadapkan pada berbagai tantangan, seperti:
1.  Kurangnya efisiensi: Proses pertanian masih banyak dilakukan secara manual, sehingga memerlukan waktu dan pekerja yang  banyak. Hal  ini mengakibatkan  inefisiensi dalam penggunaan sumber daya dan waktu, serta meningkatkan biaya produksi.
2.  Kurangnya  produktivitas:  Produktivitas  tanaman  masih  rendah  due  to  faktor-faktor seperti hama, penyakit, dan kekurangan air. Hal ini mengakibatkan hasil panen yang tidak optimal dan keuntungan yang rendah bagi petani.
Permasalahan:
Sistem  pertanian  di  Indonesia  dan  khususnya  green  house  CV  MAKHDUM  WANGI seringkali dihadapkan pada berbagai kendala, seperti kekurangan tenaga kerja, kelangkaan air,  dan  ketergantungan  pada  kondisi  cuaca.  Hal  ini  menyebabkan  inefisiensi  dan produktivitas yang rendah. Smart Garden, atau taman pintar, hadir  sebagai  solusi dalam menyelesaikan  beberapa  masalah  itu.  Smart  Garden  memanfaatkan  teknologi  untuk mengotomatiskan dan mengoptimalkan proses budidaya tanaman, sehingga meningkatkan efisiensi dan produktivitas.
Namun, implementasi Smart Garden masih dihadapkan pada beberapa tantangan, di antaranya:
1.  Biaya  yang  tinggi:  Biaya  awal  untuk  membangun  Smart  Garden  dapat  menjadi penghalang bagi banyak petani, terutama petani kecil.
2.  Kompleksitas  teknologi:  Penggunaan  teknologi  canggih  dalam  Smart  Garden membutuhkan pengetahuan dan keterampilan khusus yang mungkin tidak dimiliki oleh semua petani.
3.  Keterbatasan  akses  internet:  Di  beberapa  daerah,  akses  internet  yang  stabil  dan berkecepatan tinggi masih menjadi kendala untuk menggunakan sistem Smart Garden yang terhubung dengan internet.
4. Ketidakcocokan  dengan  tanaman  tertentu:  Tidak  semua  jenis  tanaman  cocok  untuk ditanam dengan sistem Smart Garden seperti tanaman rawa dan tanaman air Kutipan Jurnal Pendukung:
1. “Masa Depan Pertanian Indonesia” [1], “kesenjangan pendapatan antara pekerja sektor pertanian dan pekerja sektor manufaktur dan jasa. Gaji rata-rata seorang pekerja di sektor pertanian, kehutanan dan perikanan adalah Rp. 1.971.660. Dan dalam sector manufaktur Rp. 3.152.934. Layanan keuangan dan asuransi di Rp. 4.135.417. Hal ini juga dipengaruhi oleh  usia angkatan kerja produktif  dan tingkat pendidikan petani. Hanya ada 885.077
petani di bawah usia 25 tahun. Petani yang tersisa sebagian besar adalah petani berusia 45-54  tahun  sebanyak  9.185.564.  Penelitian  ini  dimulai  pada  bulan  Januari  2023  dan berakhir pada Maret 2023”.
2. “Pertanian Indonesia dalam Menghadapi Persaingan Pasar Bebas[2]”, Sektor pertanian merupakan salah satu sektor yang menentukan pembangunan nasional, oleh sebab itu dibutuhkan pemberdayaan pada sektor pertanian Indonesia agar produk pertanian yang dihasilkan dapat mengimbangi produk impor dan ekspor. Tujuan tulisan ini ialah untuk mengetahui  perbaikan  produk  pertanian  dalam  menghadapi  persaingan  pasar  bebas. Pemberlakuan Masyarakat Ekonomi ASEAN (MEA)/ASEAN Economic Community (AEC), berdampak pada persaingan bisnis yang semakin tinggi,
3. Menurut ”Jurnal Mempersiapkan Transformasi Pertanian Indonesia Di Era Society 5.0 [3]”, "Smart Garden  memiliki  potensi besar untuk meningkatkan efisiensi  dan  produktivitas pertanian  menggunakan  Agriculture    teknology.  Namun,  implementasi  Smart  Garden masih terhambat oleh beberapa faktor, seperti biaya yang tinggi, kompleksitas teknologi, dan keterbatasan akses internet."
Kutipan  jurnal  ini  memperkuat  fakta  bahwa  Smart  Garden  memiliki  potensi  untuk mengatasi  permasalahan  dalam  pertanian  tradisional,  akan  tetapi  masih  ada  sejumlah masalah yang harus diselesaikan agar dapat diimplementasikan secara luas.
Kesimpulan:
Smart  Garden  menawarkan  solusi  inovatif  untuk  meningkatkan  efisiensi  dan produktivitas pertanian. Namun, beberapa permasalahan perlu diatasi agar Smart Garden dapat  diakses  dan  dimanfaatkan  secara  optimal  oleh  para  petani.  Penelitian  dan pengembangan  lebih  lanjut  diperlukan  untuk  mengatasi  kendala-kendala  tersebut  dan memastikan Smart Garden  dapat memberikan manfaat yang nyata bagi para petani dan industri pertanian secara keseluruhan.

## METODE PENELITIAN
Gambar  1. Flowchart Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan pada analisis yaitu:
1.  Observasi  :  Digunakan  untuk  merancang,  membangun,  dan  menguji  sistem  Smart
Garden.
2.  Wawancara: Digunakan untuk memahami kebutuhan dan permasalahan petani UMKM dalam melakukan kegiatan pertanian.
3.  Studi  Pustaka:  Digunakan  untuk  mengevaluasi  efektivitas  sistem  Smart  Garden  dalam meningkatkan  efisiensi  dan  produktivitas  industri  pertanian  UMKM  green  house  CV MAKHDUM WANGI.

## Tabel 1 Data hasil panen melon cv makhdum wangi
Bulan 2020 2021 2022 2023 Januari 3 ton 5 ton 6 ton 8 ton Februari 1,5 ton 2 ton 3 ton 9 ton Maret 2 ton 4 ton 5 ton 7 ton April 5 ton 6 ton 8 ton 8 ton Mei 2 ton 3 ton 4 ton 10 ton Juni 3 ton 4 ton 5 ton 5 ton Juli 1 ton 3 ton 5 ton 8 ton Agustus 2 ton 3 ton 5 ton 9 ton September 3 ton 4 ton  5 ton - Oktober 1,5 ton 2 ton 4 ton 11 ton November 5 ton 7 ton 5 ton 9 ton Desember 3 ton 5 ton 5 ton 15 ton
Model pengembangan sistem yang dimanfaatkan untuk meneliti yaitu Agile Software Development. Model ini dipilih karena memiliki beberapa keunggulan, seperti:
1.  Fleksibilitas:  Model  Agile  memungkinkan  perubahan  pada  sistem  selama  proses pengembangan.  Hal  ini  memungkinkan  tim  untuk  beradaptasi  dengan  kebutuhan pengguna yang berubah dan umpan balik yang diterima selama pengujian.
2.  Keterlibatan  pengguna:  Model  Agile  melibatkan  pengguna  secara  aktif  dalam  proses pengembangan.  Hal  ini  memungkinkan  tim  untuk  memperoleh  umpan  balik  yang berharga dari pengguna dan memastikan bahwa sistem memenuhi kebutuhan mereka.
3.  Kolaborasi: Model Agile mendorong kolaborasi antara tim pengembangan, pengguna, dan  pemangku  kepentingan  lainnya.  Hal  ini  memungkinkan  tim  dalam  bekerjasama dengan efisien dan tercapainya tujuan yang sama.
Proses pengembangan sistem Agile umumnya terdiri dari beberapa iterasi, di mana setiap iterasi memiliki siklus yang terdiri dari beberapa tahapan berikut:
1.  Perencanaan:  Pada  tahap  ini,  pengembangan  dan  pengguna  mendefinisikan  tujuan iterasi dan prioritas fitur yang berkembang.
2.  Desain: Pada tahapan ini, pengembangan merancang fitur-fitur yang akan dikembangkan dalam iterasi.
3.  Implementasi:  Pada  tahap  ini,  pengembangan  mengimplementasikan  fitur-fitur  yang telah dirancang.
4. Pengujian:  Pada  tahap  ini,  pengembangan  menguji  fitur-fitur  yang  telah diimplementasikan untuk memastikan bahwa mereka bekerja dengan benar.
5.  Umpan balik: Pada tahap ini, pengembangan mengumpulkan umpan balik dari pengguna tentang fitur-fitur yang telah dikembangkan.
Proses Agile ini akan diulang beberapa kali hingga sistem selesai dikembangkan.
Gambar  1 Diagram Skema smart garden
Ruang lingkup analisis di antaranya:
1.  Perancangan dan pembangunan sistem Smart Garden berbasis Arduino Uno dan aplikasi mobile AI IoT.
2.  Pengembangan  algoritma  AI  untuk  menganalisis  data  sensor  dan  memberikan rekomendasi tindakan.
3.  Pengujian dan evaluasi efektivitas sistem Smart Garden dalam meningkatkan efisiensi dan produktivitas industri pertanian UMKM.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa dapat disimpulkan bahwa teknologi IoT dan AI memiliki  potensi  yang  besar  untuk  meningkatkan  efisiensi  dan  produktivitas  industri pertanian UMKM. Sistem Smart Garden berbasis Arduino Uno dan aplikasi mobile AI IoT dapat  menjadi  solusi  yang  tepat  untuk  mengatasi  tantangan  yang  dihadapi  oleh  petani UMKM
.

## Gambar  2 skematik IoT Smart Garden
Halaman tabel data yang berisi skematik rancangan arduino uno smart garden .

## Gambar  3 Skematik rancangan arduino uno smart garden
Cara Kerja
NodeMCU  V3  dengan  modul  WIFI  (ESP-12)  mengolah  data  dari  beberapa  sensor kemudian hasilnya dikirimkan melalui jaringan wifi (internet) untuk ditampilkan di android (aplikasi  Blynk).  Sensor  yang  diperlukan  untuk  monitoring  kondisi  lahan  tanaman diantaranya sensor kelembapan tanah, sensor suhu tanah serta sensor kelembapan udara. Ditambah dengan sebuah relay untuk mengontrol pompa air( untuk keperluan penyiraman). dalam kasus ini smart garden sangat potensial untuk keberlanjuatan pertanian indonesia.

## Gambar  4 tampilan IoT
Sensor yang digunakaan salah satunya adalah soil moisture

## Gambar  5 Sensor Soil Moisture
Adapun  data yang didapatkan untuk diproses adalah  data kelembapan tanah yang terbaca oleh sensor soil mosture nanti akan menjadi data masukan ke control penyiraman otomatis  dan  menjaadi  data  realtime  pembacaan  sensor  keadaan  kelembapan  tanah  di aplikasi blynk iot smart garden

## Tabel 2 Syarat Tumbuh melon
Melon Pagi dan Sore Pupuk 2 kali insek 1 kali Maret, April Melon Pagi dan Sore Pupuk 2 kali insek 1 kali Mei Melon Pagi dan Sore Pupuk 2 kali insek 1 kali Juni Melon Pagi dan Sore Pupuk 1 kali insek 1 kali Juli, Melon Pagi dan Sore Pupuk 1 kali insek 1 kali Agustus Melon Pagi dan Sore Pupuk 1 kali insek 1 kali Setember Melon Pagi dan Sore Pupuk 1 kali insek 1 kali Oktober, Melon Pagi dan Sore Pupuk 1 kali insek 1 kali November Melon Pagi dan Sore Pupuk 1 kali insek 1 kali Desember Melon Pagi dan Sore Pupuk 1 kali insek 1 kali Januari, Februari

## Tabel 3 Permintaan Hasil Panen Melon
No Bulan Panen Permintaan Pedagang Pasar Permintaan Pengepul Permintaan Investor 1 April Sisa panen 1 ton 1 ton 2 Mei, juni Sisa panen 2 ton 2 ton 3 Juli,Agustus  Sisa panen 2 ton 2 ton 4 September Sisa panen 1 ton 1 ton 5 Oktober Sisa panen 1 ton 1 ton 6 November Sisa panen 1 ton 1 ton 7 Desember Sisa panen 1 ton 1 ton 8 Januari Sisa panen 1 ton 1 ton 9 Februati Sisa panen 1 ton 1 ton 10 Maret Sisa panen 1 ton 1 ton
Proses Bisnis Berjalan CV. Makhdum Wangi dalam saya riset hasil pertanian melon CV. Makhdum  Wangi  di  pasarkan  oleh  H.BUDI  SUTANTO  dan  para  investor  ke  daerah  jawa tengah dan area banyumas sekitarnya juga luar kota luar jawa dan banyak pengepul yang datang langganan memesan untuk pasar nasional, daerah dan luarkota. Sementara ini masih dominan memenuhi pesanan di daerah jawa, Jakarta dan sekitarnya karna permintaan pasar yang tinggi,

## SIMPULAN
Tujuan dari riset ini yaitu merancang dan mengembangkan aplikasi mobile berbasis AI dan IoT untuk Smart Garden yang dapat meningkatkan efisiensi dan produktivitas industri pertanian UMKM..
.

## DAFTAR PUSTAKA
M. T. N. Situmorang, “Masa Depan Pertanian Indonesia ,” J. Has. Penelit. Dan Pengemb ., Vol.
1, No. 3, Pp. 219 – 223, 2023, Doi: 10.61116/Jhpp.V1i3.177.
S.  Rusdiana  And  A.  Amam,  “Pertanian  Indonesia  Dalam  Menghadapi  Persaingan  Pasar Bebas ,” J. Agriovet , Vol. 4, Pp. 38 – 68, 2021.
M. B. Yunindanova, “Mempersiapkan Transformasi Pertanian Indonesia Di Era Society 5.0,” Agrosains J.  Penelit.  Agron.,  Vol.  24,  No.  1,  P.  32,  2022,  Doi: 10.20961/Agsjpa.V24i1.59741.
M. Firly, D. Wahjudi, And P. Yulianto,  “Perancangan Sistem Penyiraman Dan Pemupukan Otomatis (Smart Garden) Berbasis Iot (Internet Of Things) Menggunakan Nodemcu Esp8266,” Teodolita Media Komunkasi Ilm. Di Bid. Tek., Vol. 23, No. 1, Pp. 115 – 1129, 2022, Doi: 10.53810/Jt.V23i1.444.
M. Saiqul Umam, S. Adi Wibowo, And Y. Agus Pranoto, “Implementasi Protokol Mqtt Pada Aplikasi Smart Garden Berbasis Iot (Internet Of Things),” Jati (Jurnal Mhs. Tek. Inform., Vol. 7, No. 1, Pp. 899 – 906, 2023, Doi: 10.36040/Jati.V7i1.6131.
V. Omega Et Al., “Smart Garden Berbasis Internet Of Things,” Jtim, Vol. 6, No. 1, Pp. 36 – 42, 2023.
M. Syafaat, A. N. Ramadhan, R. B. Syafiun, And D. A. Haerunnisa, “Iot -Based Smart Garden Using Mqtt Protocol With Adafruit Io App,” J. Tek. Inform., Vol. 4, No. 4, Pp. 723 – 732, 2023, Doi: 10.52436/1.Jutif.2023.4.4.636.
K.  Prawiroredjo,  Engelin  Shinta  Dewi  Julian,  Deiny  Mardian  W,  Nora  Azmi,  And  Zulfikar, “Penyuluhan Dan Demonstrasi Alat Penyiram Tanaman Otomatis Dengan Teknologi Pertanian Pintar Bagi Umkm Bidang Pertanian ,” J. Bakti Masy. Indones ., Vol. 6, No. 1, Pp. 65 – 74, 2023, Doi: 10.24912/Jbmi.V6i1.23217.
J. Z. Abidin,  “Penguatan Petani Kecil  Dalam Mendukung Ketahanan Pangan Nasional,” J. Sustain.  Soc.  Eco-Welfare,  Vol.  1,  No.  2,  Pp.  79 – 93,  2024,  Doi: 10.61511/Jssew.V1i2.2024.239.
F.  Naufal,  E.  Ariyanto,  And  H.  H.  Nuha,  “Peningkatan  Pertumbuhan  Tanaman  Cabai Menggunakan Smart Garden Berbasis Iot,” Log . J. Penelit. Inform., Vol. 1, No. 1, P. 79, 2023, Doi: 10.25124/Logic.V1i1.6480.
E. Simanungkalit, M. Husna, J. S. Tarigan, And Suriadi, “Smart Garden On Chili Plants Based On  Iot,” Int.  J.  Res.  Vocat.  Stud.,  Vol.  3,  No.  4,  Pp.  46 – 51,  2024,  Doi: 10.53893/Ijrvocas.V3i4.146.
I.  Agustine  Cahyaningtyas,  A.  Stefanie,  And  I.  Ibrahim,  “Implementasi  Esp32  Cam  Dan Kodular  Berbasis  Android  Untuk  Monitoring  Smart  Garden,” Jati  (Jurnal  Mhs.  Tek. Inform., Vol. 7, No. 4, Pp. 2512 – 2518, 2024, Doi: 10.36040/Jati.V7i4.7121.
M. T. N. Situmorang, “Masa Depan Pertanian Indonesia,” J. Has. Penelit. Dan Pengemb., Vol. 1, No. 3, Pp. 219 – 223, 2023, Doi: 10.61116/Jhpp.V1i3.177.
S.  Rusdiana  And  A.  Amam,  “Pertanian  Indonesia  Dalam  Menghadapi  Persaingan  Pasar Bebas,” J. Agriovet, Vol. 4, Pp. 38 – 68, 2021.
M. B. Yunindanova, “Mempersiapkan Transformasi Pertanian Indonesia Di Era Society 5.0,” Agrosains    J.  Penelit.  Agron.,  Vol.  24,  No.  1,  P.  32,  2022,  Doi: 10.20961/Agsjpa.V24i1.59741.
M. Firly, D. Wahjudi, And P. Yulianto,  “Perancangan Sistem Penyiraman Dan Pemupukan Otomatis (Smart Garden) Berbasis Iot (Internet Of Things) Menggunakan Nodemcu Esp8266,” Teodolita Media Komunkasi Ilm. Di Bid. Tek., Vol. 23, No. 1, Pp. 115 – 1129, 2022, Doi: 10.53810/Jt.V23i1.444.
M. Saiqul Umam, S. Adi Wibowo, And Y. Agus Pranoto, “Implementasi Protokol Mqtt Pada Aplikasi Smart Garden Berbasis Iot (Internet Of Things ),” Jati (Jurnal Mhs. Tek. Inform ., Vol. 7, No. 1, Pp. 899 – 906, 2023, Doi: 10.36040/Jati.V7i1.6131.
V. Omega Et Al., “Smart Garden Berbasis Internet Of Things,” Jtim, Vol. 6, No. 1, Pp. 36 – 42, 2023.
M. Syafaat, A. N. Ramadhan, R. B. Syafiun, And D. A. Haerunnisa, “Iot -Based Smart Garden Using Mqtt Protocol With Adafruit Io App ,” J. Tek. Inform ., Vol. 4, No. 4, Pp. 723 – 732, 2023, Doi: 10.52436/1.Jutif.2023.4.4.636.
K.  Prawiroredjo,  Engelin  Shinta  Dewi  Julian,  Deiny  Mardian  W,  Nora  Azmi,  And  Zulfikar, “Penyuluhan Dan Demonstrasi Alat Penyiram Tanaman Otomatis Dengan Teknologi Pertanian Pintar Bagi Umkm Bidang Pertanian ,” J. Bakti Masy. Indones ., Vol. 6, No. 1, Pp. 65 – 74, 2023, Doi: 10.24912/Jbmi.V6i1.23217.
J. Z. Abidin, “Penguatan Petani Kecil Dalam Mendukung Ketahanan Pangan Nasional,”
J.  Sustain.  Soc.  Eco-Welfare,  Vol.  1,  No.  2,  Pp.  79 – 93,  2024,  Doi: 10.61511/Jssew.V1i2.2024.239.
F. Naufal, E. Ariyanto, And H. H. Nuha, “Peningkatan Pertumbuhan Tanaman Cabai Menggunakan Smart Garden Berbasis Iot ,” Log. J. Penelit. Inform ., Vol. 1, No. 1, P. 79, 2023, Doi: 10.25124/Logic.V1i1.6480.
E. Simanungkalit, M. Husna, J. S. Tarigan, And Suriadi, “Smart Garden On Chili Plants Based On  Iot,” Int.  J.  Res.  Vocat.  Stud.,  Vol.  3,  No.  4,  Pp.  46 – 51,  2024,  Doi: 10.53893/Ijrvocas.V3i4.146.
Agustine Cahyaningtyas, A. Stefanie, And I. Ibrahim, “Implementasi Esp32 Cam Dan Kodular Berbasis Android Untuk Monitoring Smart Garden,” Jati (Jurnal Mhs. Tek. Inform., Vol. 7, No. 4, Pp. 2512 – 2518, 2024, Doi: 10.36040/Jati.V7i4.7121.
Prof. Richardus Eko Indrajit, “ Internet Of Things (Iot )” 2022
Setiawardana, Et.Al. “ Belajar Cepat Iot” 2021
Annamania Castrignano Et,Al. “ Agricultural Iot And Decision Aupport For Precision Smart Farming” 2020
Heri Andrianto, Et.Al. “ Arduino Belajar Cepat Dan Pemrograman ”2021
Prof. Dr. Ir. Widodo Budiharto, S.Si.,M.Kom, Et.Al” Pemrogramanarduino Untuk Agriculture Dan Smart Farming” 2023