Model Pengukur Kelembaban Tanah Untuk Ta (1)
Model Pengukur Kelembaban Tanah Untuk Tanaman Cabai
Menggunakan Sensor Kelembaban Tanah Dengan Tampilan Output Web
Server Berbasis Mikrokontroler ATMega328
Rivaldy Wijaya P, Prof. Dr. Ing. Soewarto Hardienata, Andi Chairunnas, S.Kom, M.Pd
Email : rivaldy.wijaya.pratama@gmail.com
Program Studi Ilmu Komputer FMIPA Universitas Pakuan
ABSTRAK
Indonesia sebagai negara yang memiliki bidang pertanian sangat besar, hampir
setiap penduduk diindonesia adalah sebagai petani buah, sayuran, terutama tanaman cabai
sangat diminati oleh masyarakat untuk pembuatan makanan sehari-hari. Dalam penanaman
tanaman cabai perlu perawatan khusus karena tanaman cabai rentan terhadap kondisi
kekurangan dan kelebihan air didalam tanah, masalah yang dihadapi ialah petani lebih
sering memperkirakan kondisi hanya dengan melihat keadaan permukaan tanah. Dengan
perkembangan teknologi yang telah maju dan pesat dalam perkembangan dunia elektronika
ini dimanfaatkan dalam pembuatan model pengukur kelembaban tanah untuk tanaman
cabai menggunakan sensor kelembaban tanah dengan tampilan output web server berbasis
mikrokontroler ATMega328. Alat ini akan mempermudah petani untuk mengetahui nilai
kelembaban tanah yang telah dihitung nilai validasinya untuk tanaman cabai, agar dalam
pertumbuhan tanaman cabai tumbuh dengan kualitas yang baik.
Kata Kunci : soil moisture sensor, pengendali kelembaban tanah, ESP8266.
1. Pendahuluan
Umumnya tanah yang baik untuk
tanaman cabai adalah tanah lempung
berpasir andosol tanah merah yang banyak
mengandung bahan organik dan tingkat
kelembaban tanah yang sesuai 50%-70%
(lembab). Tanaman cabai menghendaki
pengairan yang cukup, jika air yang
diberikan berlebihan dapat menyebabkan
kelembaban tinggi didaerah perakaran
akibatnya
merangsang
tumbuhnya
penyakit jamur dan bakteri hingga
mengalami kematian. Jika kekurangan air
tanaman cabai dapat kurus dan kerdil layu
lalu mati, perairan dapat menggunakan
irigasi, air tanah dan air hujan. Salah satu
sifat tanaman cabai yang disukai oleh
petani adalah tidak mengenal musim.
Artinya, tanaman cabai dapat ditanam
kapan pun tanpa tergantung musim, itulah
sebabnya cabai dapat ditemukan kapan
pun dipasar atau di swalayan.
Dengan perkembangan teknologi yang
telah maju dan pesat dalam perkembangan
dunia elektronika dari hasil - latar
belakang permasalahan tersebut maka
dibuatlah model pengukur kelembaban
tanah untuk tanaman cabai menggunakan
sensor kelembaban tanah dengan tampilan
output web server berbasis mikrokontroler
ATMega328. Kelebihan yang dimiliki
oleh pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai ini, dapat mengetahui nilai
kelembaban tanah yang baik untuk
tanaman cabai tersebut dengan output web
server melalui smartphone menggunakan
sensor soil moisture yang terintegrasi
dengan mikrokontroler. Dimana nantinya
tanah diidentifikasi dengan keluaran nilai
persentase oleh alat pengukur kelembaban
tanah dan dapat dilihat pula melalaui
jaringan wifi menggunakan smartphone
dengan terintegrasi oleh web server dan
dikontrol dengan mikrokontroler untuk
1
indonesia dilakukan
spanyol dan portugis.
mengetahui nilai kelembabannya sehingga
memonitoring hasil dari pengukuran
kelembaban tanah dapat dilihat dengan
jarak jauh. Hasil nilai persentase dari alat
pengukur kelembaban tanah menerapkan
teknologi wifi untuk pemantauan jarak
jauh. Data akan ditransmisikan kedalam
jaringan web server untuk dapat diakses
mealalui web browser sesuai dengan IP
address 192.168.4.1 dari modul wifi
ESP8266.
Dari identifikasi permasalahan diatas
maka
dibuatlah
model
pengukur
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
menggunakan sensor kelembaban tanah
dengan tampilan output web server
berbasis
mikrokontroler
ATMega328
Ardiuno UNO R3.
Merealisasikan hasil nilai persentase
dari alat pengkuran kelembaban tanah
untuk tanaman cabai ini terintegrasi
kedalam web server melalui jaringan wifi
agar petani dapat melihat saran hasil
pengukuran dari jarak jauh menggunakan
smartphone atau personal komputer.
Penggunaan alat kelembaban tanah ini
adalah mengukur kadar air didalam tanah
pada pot menggunakan sensor soil
moisture untuk megetahui kelembaban
tanah dengan kecocokan kelembaban
tanaman cabai telah dihitung nilai validasi
pada studi litelatur sebelumnya. Modul
ESP6288 pada sistem pengukuran
kelembaban tanah agar dapat mengirim
saran yang dapat diakses dari jarak jauh
selama masih dalam jangkauan wifi
ESP8266.
oleh
pedagang
Tanaman Cabai
Tanaman cabai menghendaki pengairan
yang cukup, jika air yang diberikan
berlebihan
dapat
menyebabkan
rangsangnya jamur, bakteri berkembang
dan pembusukan pada cabai. Jika
kekurangan air tanaman cabai dapat
mengalami kerkerdilan. Tanaman cabai
dapat tumbuh baik dengan kelembaban
tanah pada range 50%-70%, pengairan
dapat menggunakan irigasi, air tanah dan
air hujan.
Gambar 1. Tanaman Cabai
Sensor Soil Moisture
Sensor soil moisture adalah sensor
kelembaban tanah yang bekerja dengan
prinsip membaca jumlah kadar air didalam
tanah disekitarnya, sensor ini merupakan
sensor dengan teknologi rendah namun
ideal untuk memantau kadar air tanah
untuk tanaman.
Tanaman Cabai (Capsicum Annum L)
bersal dari dunia tropika dan subtropika
benua amerika, khususnya colombia,
amerika selatan, dan terus menyebar ke
amerika latin. Bukti budidaya tanaman
cabai pertama kali ditemukan dalam tapak
galian sejarah peru dan sisaan biji yang
telah berumur lebih dari 5000 tahun SM
didalam gua di tehuacan meksiko,
penyebaran cabai keseluruh dunia
termasuk ke negara-negara asia, seperti
Gambar 2. Soil Mouisture Sensor
ESP8266
IoT (Internet Of Things) semakin
berkembang seiring dengan perkembangan
mikrokontroler, module yang berbasiskan
Ethernet maupun wifi semakin banyak dan
beragam dimulai dari Wiznet, Ethernet
shield hingga yang terbaru adalah Wifi
module yang dikenal dengan ESP8266.
2
Ardiuno Uno
Arduino
Uno
adalah
board
mikrokontroler yang di dalamnya terdapat
mikrokontroler,
penggunaan
jenis
mikrokontrolernya berbeda – beda
tergantung spesifikasinya. Pada Arduino
Uno diguanakan mikrokontroler berbasis
ATmega 328. Memiliki 14 pin input dari
output digital dimana 6 pin input tersebut
dapat digunakan sebagai output PWM dan
6 pin input analog, 16 MHz osilator
kristal, koneksi USB, jack power, ICSP
header, dan tombol reset.
Gambar 4. Sketsa Alur Sistem
Alat pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai ini memiliki prinsip kerja
dengan memberi tegangan sebesar 9V ke
modul mikrokontroler, kemudian indikator
pada modul ESP8266 wifi dan LED pada
alat pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai akan aktif. Setelah indikator
pada alat telah aktif, sensor soil akan di
tancapkan ke dalam tanah agar membaca
nilai kadar air didalam tanah, lalu LCD
akan terus memberi saran dari kondisi
kadar air didalam tanah, dikondisi LED
biru menandakan alat aktif, jika LED
berwarna merah menandakan sensor soil
membaca kadar air kering, LED berwarna
kuning menandakan sensor soil membaca
kadar air di dalam tanah basah, LED
berganti berwarna hijau maka menandakan
sensor soil membaca kadar air lembab
cocok untuk tanaman cabai dan disatukan
dengan buzzer berbunyi menandakan
bahwa kondisi tanah lembab cocok untuk
tanaman cabai. ESP8266 akan aktif jika
smartphone atau pc ingin melihat saran
dari jarak jauh hanya mempairingkan wifi
ESP8266 dipengaturan wifi smartphone
lalu membuka web browser dan
memasukan ip address 192.168.4.1 akan
muncul saran dari alat pengukur
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
dikarnakan modul ESP8266 masih dalam
tahap pengembangan maka hasil dari
project yang menggunakan ESP8266
masih kurang sempurna jika ingin
mengetahui hasil saran harus merefresh
address web browser agar terus berganti
hasil saran dari alat pengukur kelembaban
tanah untuk tanaman cabai.
Gambar 3. Ardiuno uno
2. Metode
Penelitian ini dilaksanakan mulai
Bulan Februari 2016 sampai April 2016.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium
Workshop Program Studi Ilmu Komputer
FMIPA Universitas Pakuan Bogor.
Bahan Penelitian :
1. Modul Arduino UNO R3 ATMega328
2. Sensor Soil Moisture
3. LCD
4. Switch Basic
5. i2c
6. Baterai 9V
7. Jumper Female / Male / Male to Female
8. Acrylic
Alur Sistem
Sketsa ini menggunakan dua Arduino
UNO yang saling berkomunikasi dengan
komunikasi modul ESP8266 wifi. Input
sistem berupa Sensor soil moisture yang
berfungsi sebagai komponen pengukur
kelembaban didalam tanah. Output sistem
yaitu LCD 16X2 berupa text saran dari alat
pengukur
kelembaban
tanah
dan
handphone untuk melihat saran dari jarak
jauh.
3
Penerapan Perhitungan Klasifikasi
Pengukuran Kelembaban Tanah
Sensor yang digunakan sebagai input
adalah sensor soil moisture yang
diimplementasikan pada alat pengukur
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
dengan ouput berupa nilai persentase yang
telah dihitung nilai validasi dengan
kecocokan nilai persentase dari parameter
tanaman cabai.
7.
8.
9.
Gambar 5. Perhitungan Klasifikasi
Pengukuran Kelembaban Tanah
Penjelasan dari penerapan perhitungan
klasifikasi pengukuran kelembaban tanah
pada sistem :
1.
Sensor soil moisture membaca
kadar air didalam tanah yang
berupa besaran analog.
2.
Lalu dicovert oleh converter
menjadi besaran digital
dikarenakan arduino hanya
dapat membaca nilai digital.
3.
Arduino mengkonversi nilai
keluaran diserial monitor yang
nantinya akan menjadi range
batas dari nilai range basah,
lembab dan kering.
4.
Hasil dari pengukuran pot 1
dengan kondisi (basah)
mendapatkan keluaran nilai
range batas bawah yaitu 150
dan batas atas 339.
5.
Hasil pengukuran pot 2 dengan
kondisi (lembab) mendapatkan
keluaran nilai range batas
bawah yaitu 340 dan batas atas
475.
6.
Hasil pengukuran pot 3 dengan
kondisi (kering) mendapatkan
keluaran nilai range batas
bawah yaitu 476 dana batas
atas 1023.
Mendapatkan nilai udara 1023
dan air 350 yaitu dengan cara
uji coba langsung dengan
sensor soil moisture disaat
sensor ditancapkan kedalam
yang berisi hanya air, sensor
membaca 350 lalu dikurangi
hasil udara dengan hasil air
1023-350 = 673.(Anwar ;
2014)
Setelah mendapatkan hasilnya,
lalu hasil pengukuran batas
bawah dana batas atas dibagi
dengan hasil rumus
kelembaban dan dikalikan 100.
Hasil dari perhitungan dapat
mengeluarkan hasil nilai
persentase sesuai dengan
parameter kelembaban tanah
untuk tanaman cabai yaitu
50%-70% (Hasan ; 2005).
Desain Mekanis
1. Penempatan
komponenkomponen elelktonik dibuat
semaksimal mungkin untuk
menghasilkan kinerja sistem
yang optimal.
2. Massa keseluruhan sistem
dibuat seminimal mungkin,
karena itu model pengukur
kelembaban
tanah
untuk
tanaman cabai dibuat dengan
menggunakan bahan dasar
akrilik.
3. Bentuk dan
ukuran sistem
pengukur kelembaban tanah
untuk tanaman cabai dibuat
dengan bentuk kotak untuk
menghasilkan bentuk akhir
yang ideal.
4
Gambar 6. Desain Sistem Mekanik
Pengukuran Kelemebaban Tanah Untuk Tanaman
Cabai.
Gambar 7. Skematik Rangkaian Sistem
Pengukur Kelembaban Tanah Untuk Tanaman
Cabai.
Desain Elektrik
Dalam desain sistem elektrik terdapat
beberapa hal yang harus diperhatikan,
antara lain :
1. Sumber Catu Daya
Catu daya yang akan digunakan pada
rangkaian model pengukur kelembabn
tanah untuk tanaman cabai ini
menggunakan 2 sumber catu daya,
seperti berikut :
a. Sumber catu daya sebesar 9 VDC
(baterai kotak), digunakan pada
model pengukur kelembaban tanah
untuk tanaman cabai, dimana
modul
mikrokontroler
model
pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai bekerja pada arus 7
VDC selanjutnya sumber catu daya
akan menyuplai arus ke masingmasing komponen. Tegangan yang
masuk ke sensor soil moisture dan
modul ESP8266 wifi sebanyak 6,6
VDC.
b. Sumber catu daya sebesar 9 VDC
(baterai kotak), digunakan pada
model pengukuran kelembaban
tanah untuk tanaman cabai, dimana
modul
mikrokontroler
model
pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai menyuplai arus ke
komponen LCD 16X2 5 VDC.
Perancangan Hardware
Gambar 8. Diagra Blok Pengukur
Kelembaban Tanah Untuk Tanaman Cabai.
Desain Perangkat Lunak
Pembuatan perangkat lunak sistem
sistem dibagi menjadi 2 bagian, yaitu
desain software pada sistem pengkur
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
dan desain untuk smartphone. Berikut
flowchart dari desain software pada alat
Pengukuran kelembaban tanah untuk
tanaman cabai.
Gambar 9. Flowchart Sistem
5
3. Hasil Pembahasan
Bagian utama pada model pengukuran
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
terdapat sensor soil moisture dan ESP8266
wifi yang terintegrasi dengan smartphone
yang berfungsi sebagai komponen untuk
menerima saran jarak jauh.
Tabel 2. Pengujian Arduino UNO
Dari pengujian tersebut tegangan
input 5V berasal dari daya slot USB dan
power bank, 9V berasal dari baterai. Ouput
dari AduinoUNO mengeluarkan daya 3V
dimana komponen elektronik seperti
modul LCD dan sensor soil moisture
dapat bekerja dengan daya 3V sampai 5V,
output tegangan yang dikeluarkan Arduino
UNO dikonversi oleh IC Regulator untuk
menyesuaikan tegangan yang dibutuhkan
oleh komponen elektronik.
Gambar 10. Bagian Utama Model Pengukuran
Kelembaban Tanah Tanaman Cabai
Uji coba struktural dilakukan untuk
menguji apakah rangkaian sistem yang
dibangun sudah sesuai berdasarkan jalurjalur
pada
konsep
sistem
yang
direncanakan.Pada tahap ini dilakukan
pengujian
yang
bertujuan
untuk
mengetahui
apakah
modul-modul
elektronik sudah terhubung dengan benar
sehingga sistem dapat berjalan berfungsi
dengan baik dan memilih performa serta
berfungsi yang sesuai dengan rencana.
Pengujian
soil
moisture
dilakukan dengan cara memberikan
tegangan 3V dan 0V ke Arduino UNOyang
ada pada sistem pengukuran kelembaban
tanah untuk tanaman cabai dan
menghubungkan pin AO, pin VCC dan pin
GND pada sensor soil moisture. Setelah
output tegangan dicek pada pin soil
moisture yang dihubungkan dengan pin
VCC dan pin GND yang dihubugkan
dengan
phobe
positive
negative
multimeter.
Tabel 1.Pengujian Struktural
Pada pengujian ArduinoUNO R3
dilakukan
dengan
dengan
cara
memberikan tegangan 5V dan 9V. Setelah
itu output tegangan dicek pada pin 5V
yang dihubungkan dengan probe positif
dan pin GND yang dihubungkan dengan
negative pada multimeter.
Gambar 11.Pengujian Tegangan Pada Sensor Soil
Moisture
6
Uji
coba
dilakukan
dengan
caramengaktifkan wifi ESP8266 pada
pengaturan smartphone, lalu diuji coba
tanpa penghalang dengan jarak terdekat
hingga jarak maksimal yang dapat
dideteksi oleh sinyal wifi ESP8266.
Pada
pengujian ESP8266
dilakukan dengan cara memberikan
tegangan 2V dan 0V ke Aduino UNO
yang ada pada sistem pengukuran
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
dan menghubungkan pin TX, pin RX,
pinVCC dan pin GND pada ESP8266.
Setelah output tegangan dicek pada pin
ESP8266 dihubungkan dengan pin VCC
dan pin GND yang dihubungkan dengan
phobe positive negative multimeter.
Tabel 4. Uji Coba Validasi Dengan Penghambat
Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan basah
Tabel 5. Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan basah
Gambar 12.Pengujian Tegangan Pada Modul
ESP8266
Uji Coba Validasi ESP8266 Tanpa
Penghalang
Uji coba dilakukan dengan cara
mengaktifkan
wifi
ESP8266
pada
pengaturan smartphone, lalu diuji coba
tanpa penghalang dengan jarak terdekat
hingga jarak maksimal yang dapat
dideteksi oleh sinyal wifi ESP8266.
Tabel 3. Uji Coba Validasi Tanpa Penghambat
Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan
Lembab.
Uji Coba validasi ESP8266 Dengan
Penghambat
7
smartphone dengan memasukan IP
Address, modul LCD 16x2 sebagai
tampilan langsung dari alat pengukur
kelembaban tanah untuk tanamna cabai,
buzzer sebagai penanda bunyi bahwa
cocok untuk tanaman cabai dan LED
sebagai petunjuk nilai kering basah, cocok
untuk tanaman cabai, sensor soil moisture
sebagai input untuk menetukan kadar air
didalam tanah. Dengan menggunakan alat
pengukur kelembaban tanah ini lebih
modern melihat saran dari jarak jauh
menggunakan modul wifi dan hasil nilai
pertumbuhan pengujian
dapat terlihat
jelas perbedaan antara pot 1 yang telah di
uji coba dengan alat pengukur kelembaban
tanah dengan pot 2 yang hanya dalam
pemeliharaan penyiraman tanaman cabai
dengan manual menggunakan gayung,
perbandingan pertumbuhan pot 1 lebih
baik sesuai dengan kriteria dari parameter
yang sudah jelas nilai analisis.
Tabel 6. Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan Lembab.
Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan
Kering.
Tabel 7. Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan Kering.
Model Pengukur Kelembaban Tanah
Untuk Tanaman Cabai Menggunakan
Sensor Kelembaban Tanah Berbasis
Mikrokontroler ATMega328 ini masih
belum
sempurna
sehingga
butuh
penyempurnaan agar alat mempunyai nilai
fungsional yang kompleks. dibutuhkan
dari setiap modul-modul pendukung,
modul PH meter sebagai penambahan
untuk nilai banding jika alat ini dikembang
untuk tanaman lain seperti padi
membutuhkan kadar air lebih banyak dan
dapat mengetahui nilai PH yang
dibutuhkan
untuk
tanaman
padi
dikarenakan tanaman seperti padi, wortel
dan sayur-sayuran yang lain dapat
berpengaruh kepada PH didalam tanah.
4. Kesimpulan
Model pengukur kelembaban tanah
untuk tanaman cabai menggunakan sensor
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
berbasis mikrokontroler ATMega328
dalam
pembuatanya
menggunakan
mikrokontroler
Arduino
UNO
R3
ATMega328, modul wifi ESP8266 sebagai
output untuk menampilkan jarak jauh
berupa wifi yang dapat diakses oleh
8
9
Menggunakan Sensor Kelembaban Tanah Dengan Tampilan Output Web
Server Berbasis Mikrokontroler ATMega328
Rivaldy Wijaya P, Prof. Dr. Ing. Soewarto Hardienata, Andi Chairunnas, S.Kom, M.Pd
Email : rivaldy.wijaya.pratama@gmail.com
Program Studi Ilmu Komputer FMIPA Universitas Pakuan
ABSTRAK
Indonesia sebagai negara yang memiliki bidang pertanian sangat besar, hampir
setiap penduduk diindonesia adalah sebagai petani buah, sayuran, terutama tanaman cabai
sangat diminati oleh masyarakat untuk pembuatan makanan sehari-hari. Dalam penanaman
tanaman cabai perlu perawatan khusus karena tanaman cabai rentan terhadap kondisi
kekurangan dan kelebihan air didalam tanah, masalah yang dihadapi ialah petani lebih
sering memperkirakan kondisi hanya dengan melihat keadaan permukaan tanah. Dengan
perkembangan teknologi yang telah maju dan pesat dalam perkembangan dunia elektronika
ini dimanfaatkan dalam pembuatan model pengukur kelembaban tanah untuk tanaman
cabai menggunakan sensor kelembaban tanah dengan tampilan output web server berbasis
mikrokontroler ATMega328. Alat ini akan mempermudah petani untuk mengetahui nilai
kelembaban tanah yang telah dihitung nilai validasinya untuk tanaman cabai, agar dalam
pertumbuhan tanaman cabai tumbuh dengan kualitas yang baik.
Kata Kunci : soil moisture sensor, pengendali kelembaban tanah, ESP8266.
1. Pendahuluan
Umumnya tanah yang baik untuk
tanaman cabai adalah tanah lempung
berpasir andosol tanah merah yang banyak
mengandung bahan organik dan tingkat
kelembaban tanah yang sesuai 50%-70%
(lembab). Tanaman cabai menghendaki
pengairan yang cukup, jika air yang
diberikan berlebihan dapat menyebabkan
kelembaban tinggi didaerah perakaran
akibatnya
merangsang
tumbuhnya
penyakit jamur dan bakteri hingga
mengalami kematian. Jika kekurangan air
tanaman cabai dapat kurus dan kerdil layu
lalu mati, perairan dapat menggunakan
irigasi, air tanah dan air hujan. Salah satu
sifat tanaman cabai yang disukai oleh
petani adalah tidak mengenal musim.
Artinya, tanaman cabai dapat ditanam
kapan pun tanpa tergantung musim, itulah
sebabnya cabai dapat ditemukan kapan
pun dipasar atau di swalayan.
Dengan perkembangan teknologi yang
telah maju dan pesat dalam perkembangan
dunia elektronika dari hasil - latar
belakang permasalahan tersebut maka
dibuatlah model pengukur kelembaban
tanah untuk tanaman cabai menggunakan
sensor kelembaban tanah dengan tampilan
output web server berbasis mikrokontroler
ATMega328. Kelebihan yang dimiliki
oleh pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai ini, dapat mengetahui nilai
kelembaban tanah yang baik untuk
tanaman cabai tersebut dengan output web
server melalui smartphone menggunakan
sensor soil moisture yang terintegrasi
dengan mikrokontroler. Dimana nantinya
tanah diidentifikasi dengan keluaran nilai
persentase oleh alat pengukur kelembaban
tanah dan dapat dilihat pula melalaui
jaringan wifi menggunakan smartphone
dengan terintegrasi oleh web server dan
dikontrol dengan mikrokontroler untuk
1
indonesia dilakukan
spanyol dan portugis.
mengetahui nilai kelembabannya sehingga
memonitoring hasil dari pengukuran
kelembaban tanah dapat dilihat dengan
jarak jauh. Hasil nilai persentase dari alat
pengukur kelembaban tanah menerapkan
teknologi wifi untuk pemantauan jarak
jauh. Data akan ditransmisikan kedalam
jaringan web server untuk dapat diakses
mealalui web browser sesuai dengan IP
address 192.168.4.1 dari modul wifi
ESP8266.
Dari identifikasi permasalahan diatas
maka
dibuatlah
model
pengukur
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
menggunakan sensor kelembaban tanah
dengan tampilan output web server
berbasis
mikrokontroler
ATMega328
Ardiuno UNO R3.
Merealisasikan hasil nilai persentase
dari alat pengkuran kelembaban tanah
untuk tanaman cabai ini terintegrasi
kedalam web server melalui jaringan wifi
agar petani dapat melihat saran hasil
pengukuran dari jarak jauh menggunakan
smartphone atau personal komputer.
Penggunaan alat kelembaban tanah ini
adalah mengukur kadar air didalam tanah
pada pot menggunakan sensor soil
moisture untuk megetahui kelembaban
tanah dengan kecocokan kelembaban
tanaman cabai telah dihitung nilai validasi
pada studi litelatur sebelumnya. Modul
ESP6288 pada sistem pengukuran
kelembaban tanah agar dapat mengirim
saran yang dapat diakses dari jarak jauh
selama masih dalam jangkauan wifi
ESP8266.
oleh
pedagang
Tanaman Cabai
Tanaman cabai menghendaki pengairan
yang cukup, jika air yang diberikan
berlebihan
dapat
menyebabkan
rangsangnya jamur, bakteri berkembang
dan pembusukan pada cabai. Jika
kekurangan air tanaman cabai dapat
mengalami kerkerdilan. Tanaman cabai
dapat tumbuh baik dengan kelembaban
tanah pada range 50%-70%, pengairan
dapat menggunakan irigasi, air tanah dan
air hujan.
Gambar 1. Tanaman Cabai
Sensor Soil Moisture
Sensor soil moisture adalah sensor
kelembaban tanah yang bekerja dengan
prinsip membaca jumlah kadar air didalam
tanah disekitarnya, sensor ini merupakan
sensor dengan teknologi rendah namun
ideal untuk memantau kadar air tanah
untuk tanaman.
Tanaman Cabai (Capsicum Annum L)
bersal dari dunia tropika dan subtropika
benua amerika, khususnya colombia,
amerika selatan, dan terus menyebar ke
amerika latin. Bukti budidaya tanaman
cabai pertama kali ditemukan dalam tapak
galian sejarah peru dan sisaan biji yang
telah berumur lebih dari 5000 tahun SM
didalam gua di tehuacan meksiko,
penyebaran cabai keseluruh dunia
termasuk ke negara-negara asia, seperti
Gambar 2. Soil Mouisture Sensor
ESP8266
IoT (Internet Of Things) semakin
berkembang seiring dengan perkembangan
mikrokontroler, module yang berbasiskan
Ethernet maupun wifi semakin banyak dan
beragam dimulai dari Wiznet, Ethernet
shield hingga yang terbaru adalah Wifi
module yang dikenal dengan ESP8266.
2
Ardiuno Uno
Arduino
Uno
adalah
board
mikrokontroler yang di dalamnya terdapat
mikrokontroler,
penggunaan
jenis
mikrokontrolernya berbeda – beda
tergantung spesifikasinya. Pada Arduino
Uno diguanakan mikrokontroler berbasis
ATmega 328. Memiliki 14 pin input dari
output digital dimana 6 pin input tersebut
dapat digunakan sebagai output PWM dan
6 pin input analog, 16 MHz osilator
kristal, koneksi USB, jack power, ICSP
header, dan tombol reset.
Gambar 4. Sketsa Alur Sistem
Alat pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai ini memiliki prinsip kerja
dengan memberi tegangan sebesar 9V ke
modul mikrokontroler, kemudian indikator
pada modul ESP8266 wifi dan LED pada
alat pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai akan aktif. Setelah indikator
pada alat telah aktif, sensor soil akan di
tancapkan ke dalam tanah agar membaca
nilai kadar air didalam tanah, lalu LCD
akan terus memberi saran dari kondisi
kadar air didalam tanah, dikondisi LED
biru menandakan alat aktif, jika LED
berwarna merah menandakan sensor soil
membaca kadar air kering, LED berwarna
kuning menandakan sensor soil membaca
kadar air di dalam tanah basah, LED
berganti berwarna hijau maka menandakan
sensor soil membaca kadar air lembab
cocok untuk tanaman cabai dan disatukan
dengan buzzer berbunyi menandakan
bahwa kondisi tanah lembab cocok untuk
tanaman cabai. ESP8266 akan aktif jika
smartphone atau pc ingin melihat saran
dari jarak jauh hanya mempairingkan wifi
ESP8266 dipengaturan wifi smartphone
lalu membuka web browser dan
memasukan ip address 192.168.4.1 akan
muncul saran dari alat pengukur
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
dikarnakan modul ESP8266 masih dalam
tahap pengembangan maka hasil dari
project yang menggunakan ESP8266
masih kurang sempurna jika ingin
mengetahui hasil saran harus merefresh
address web browser agar terus berganti
hasil saran dari alat pengukur kelembaban
tanah untuk tanaman cabai.
Gambar 3. Ardiuno uno
2. Metode
Penelitian ini dilaksanakan mulai
Bulan Februari 2016 sampai April 2016.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium
Workshop Program Studi Ilmu Komputer
FMIPA Universitas Pakuan Bogor.
Bahan Penelitian :
1. Modul Arduino UNO R3 ATMega328
2. Sensor Soil Moisture
3. LCD
4. Switch Basic
5. i2c
6. Baterai 9V
7. Jumper Female / Male / Male to Female
8. Acrylic
Alur Sistem
Sketsa ini menggunakan dua Arduino
UNO yang saling berkomunikasi dengan
komunikasi modul ESP8266 wifi. Input
sistem berupa Sensor soil moisture yang
berfungsi sebagai komponen pengukur
kelembaban didalam tanah. Output sistem
yaitu LCD 16X2 berupa text saran dari alat
pengukur
kelembaban
tanah
dan
handphone untuk melihat saran dari jarak
jauh.
3
Penerapan Perhitungan Klasifikasi
Pengukuran Kelembaban Tanah
Sensor yang digunakan sebagai input
adalah sensor soil moisture yang
diimplementasikan pada alat pengukur
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
dengan ouput berupa nilai persentase yang
telah dihitung nilai validasi dengan
kecocokan nilai persentase dari parameter
tanaman cabai.
7.
8.
9.
Gambar 5. Perhitungan Klasifikasi
Pengukuran Kelembaban Tanah
Penjelasan dari penerapan perhitungan
klasifikasi pengukuran kelembaban tanah
pada sistem :
1.
Sensor soil moisture membaca
kadar air didalam tanah yang
berupa besaran analog.
2.
Lalu dicovert oleh converter
menjadi besaran digital
dikarenakan arduino hanya
dapat membaca nilai digital.
3.
Arduino mengkonversi nilai
keluaran diserial monitor yang
nantinya akan menjadi range
batas dari nilai range basah,
lembab dan kering.
4.
Hasil dari pengukuran pot 1
dengan kondisi (basah)
mendapatkan keluaran nilai
range batas bawah yaitu 150
dan batas atas 339.
5.
Hasil pengukuran pot 2 dengan
kondisi (lembab) mendapatkan
keluaran nilai range batas
bawah yaitu 340 dan batas atas
475.
6.
Hasil pengukuran pot 3 dengan
kondisi (kering) mendapatkan
keluaran nilai range batas
bawah yaitu 476 dana batas
atas 1023.
Mendapatkan nilai udara 1023
dan air 350 yaitu dengan cara
uji coba langsung dengan
sensor soil moisture disaat
sensor ditancapkan kedalam
yang berisi hanya air, sensor
membaca 350 lalu dikurangi
hasil udara dengan hasil air
1023-350 = 673.(Anwar ;
2014)
Setelah mendapatkan hasilnya,
lalu hasil pengukuran batas
bawah dana batas atas dibagi
dengan hasil rumus
kelembaban dan dikalikan 100.
Hasil dari perhitungan dapat
mengeluarkan hasil nilai
persentase sesuai dengan
parameter kelembaban tanah
untuk tanaman cabai yaitu
50%-70% (Hasan ; 2005).
Desain Mekanis
1. Penempatan
komponenkomponen elelktonik dibuat
semaksimal mungkin untuk
menghasilkan kinerja sistem
yang optimal.
2. Massa keseluruhan sistem
dibuat seminimal mungkin,
karena itu model pengukur
kelembaban
tanah
untuk
tanaman cabai dibuat dengan
menggunakan bahan dasar
akrilik.
3. Bentuk dan
ukuran sistem
pengukur kelembaban tanah
untuk tanaman cabai dibuat
dengan bentuk kotak untuk
menghasilkan bentuk akhir
yang ideal.
4
Gambar 6. Desain Sistem Mekanik
Pengukuran Kelemebaban Tanah Untuk Tanaman
Cabai.
Gambar 7. Skematik Rangkaian Sistem
Pengukur Kelembaban Tanah Untuk Tanaman
Cabai.
Desain Elektrik
Dalam desain sistem elektrik terdapat
beberapa hal yang harus diperhatikan,
antara lain :
1. Sumber Catu Daya
Catu daya yang akan digunakan pada
rangkaian model pengukur kelembabn
tanah untuk tanaman cabai ini
menggunakan 2 sumber catu daya,
seperti berikut :
a. Sumber catu daya sebesar 9 VDC
(baterai kotak), digunakan pada
model pengukur kelembaban tanah
untuk tanaman cabai, dimana
modul
mikrokontroler
model
pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai bekerja pada arus 7
VDC selanjutnya sumber catu daya
akan menyuplai arus ke masingmasing komponen. Tegangan yang
masuk ke sensor soil moisture dan
modul ESP8266 wifi sebanyak 6,6
VDC.
b. Sumber catu daya sebesar 9 VDC
(baterai kotak), digunakan pada
model pengukuran kelembaban
tanah untuk tanaman cabai, dimana
modul
mikrokontroler
model
pengukur kelembaban tanah untuk
tanaman cabai menyuplai arus ke
komponen LCD 16X2 5 VDC.
Perancangan Hardware
Gambar 8. Diagra Blok Pengukur
Kelembaban Tanah Untuk Tanaman Cabai.
Desain Perangkat Lunak
Pembuatan perangkat lunak sistem
sistem dibagi menjadi 2 bagian, yaitu
desain software pada sistem pengkur
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
dan desain untuk smartphone. Berikut
flowchart dari desain software pada alat
Pengukuran kelembaban tanah untuk
tanaman cabai.
Gambar 9. Flowchart Sistem
5
3. Hasil Pembahasan
Bagian utama pada model pengukuran
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
terdapat sensor soil moisture dan ESP8266
wifi yang terintegrasi dengan smartphone
yang berfungsi sebagai komponen untuk
menerima saran jarak jauh.
Tabel 2. Pengujian Arduino UNO
Dari pengujian tersebut tegangan
input 5V berasal dari daya slot USB dan
power bank, 9V berasal dari baterai. Ouput
dari AduinoUNO mengeluarkan daya 3V
dimana komponen elektronik seperti
modul LCD dan sensor soil moisture
dapat bekerja dengan daya 3V sampai 5V,
output tegangan yang dikeluarkan Arduino
UNO dikonversi oleh IC Regulator untuk
menyesuaikan tegangan yang dibutuhkan
oleh komponen elektronik.
Gambar 10. Bagian Utama Model Pengukuran
Kelembaban Tanah Tanaman Cabai
Uji coba struktural dilakukan untuk
menguji apakah rangkaian sistem yang
dibangun sudah sesuai berdasarkan jalurjalur
pada
konsep
sistem
yang
direncanakan.Pada tahap ini dilakukan
pengujian
yang
bertujuan
untuk
mengetahui
apakah
modul-modul
elektronik sudah terhubung dengan benar
sehingga sistem dapat berjalan berfungsi
dengan baik dan memilih performa serta
berfungsi yang sesuai dengan rencana.
Pengujian
soil
moisture
dilakukan dengan cara memberikan
tegangan 3V dan 0V ke Arduino UNOyang
ada pada sistem pengukuran kelembaban
tanah untuk tanaman cabai dan
menghubungkan pin AO, pin VCC dan pin
GND pada sensor soil moisture. Setelah
output tegangan dicek pada pin soil
moisture yang dihubungkan dengan pin
VCC dan pin GND yang dihubugkan
dengan
phobe
positive
negative
multimeter.
Tabel 1.Pengujian Struktural
Pada pengujian ArduinoUNO R3
dilakukan
dengan
dengan
cara
memberikan tegangan 5V dan 9V. Setelah
itu output tegangan dicek pada pin 5V
yang dihubungkan dengan probe positif
dan pin GND yang dihubungkan dengan
negative pada multimeter.
Gambar 11.Pengujian Tegangan Pada Sensor Soil
Moisture
6
Uji
coba
dilakukan
dengan
caramengaktifkan wifi ESP8266 pada
pengaturan smartphone, lalu diuji coba
tanpa penghalang dengan jarak terdekat
hingga jarak maksimal yang dapat
dideteksi oleh sinyal wifi ESP8266.
Pada
pengujian ESP8266
dilakukan dengan cara memberikan
tegangan 2V dan 0V ke Aduino UNO
yang ada pada sistem pengukuran
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
dan menghubungkan pin TX, pin RX,
pinVCC dan pin GND pada ESP8266.
Setelah output tegangan dicek pada pin
ESP8266 dihubungkan dengan pin VCC
dan pin GND yang dihubungkan dengan
phobe positive negative multimeter.
Tabel 4. Uji Coba Validasi Dengan Penghambat
Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan basah
Tabel 5. Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan basah
Gambar 12.Pengujian Tegangan Pada Modul
ESP8266
Uji Coba Validasi ESP8266 Tanpa
Penghalang
Uji coba dilakukan dengan cara
mengaktifkan
wifi
ESP8266
pada
pengaturan smartphone, lalu diuji coba
tanpa penghalang dengan jarak terdekat
hingga jarak maksimal yang dapat
dideteksi oleh sinyal wifi ESP8266.
Tabel 3. Uji Coba Validasi Tanpa Penghambat
Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan
Lembab.
Uji Coba validasi ESP8266 Dengan
Penghambat
7
smartphone dengan memasukan IP
Address, modul LCD 16x2 sebagai
tampilan langsung dari alat pengukur
kelembaban tanah untuk tanamna cabai,
buzzer sebagai penanda bunyi bahwa
cocok untuk tanaman cabai dan LED
sebagai petunjuk nilai kering basah, cocok
untuk tanaman cabai, sensor soil moisture
sebagai input untuk menetukan kadar air
didalam tanah. Dengan menggunakan alat
pengukur kelembaban tanah ini lebih
modern melihat saran dari jarak jauh
menggunakan modul wifi dan hasil nilai
pertumbuhan pengujian
dapat terlihat
jelas perbedaan antara pot 1 yang telah di
uji coba dengan alat pengukur kelembaban
tanah dengan pot 2 yang hanya dalam
pemeliharaan penyiraman tanaman cabai
dengan manual menggunakan gayung,
perbandingan pertumbuhan pot 1 lebih
baik sesuai dengan kriteria dari parameter
yang sudah jelas nilai analisis.
Tabel 6. Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan Lembab.
Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan
Kering.
Tabel 7. Uji Coba Validasi Pengukuran
Kelembaban Tanah Dalam Keadaan Kering.
Model Pengukur Kelembaban Tanah
Untuk Tanaman Cabai Menggunakan
Sensor Kelembaban Tanah Berbasis
Mikrokontroler ATMega328 ini masih
belum
sempurna
sehingga
butuh
penyempurnaan agar alat mempunyai nilai
fungsional yang kompleks. dibutuhkan
dari setiap modul-modul pendukung,
modul PH meter sebagai penambahan
untuk nilai banding jika alat ini dikembang
untuk tanaman lain seperti padi
membutuhkan kadar air lebih banyak dan
dapat mengetahui nilai PH yang
dibutuhkan
untuk
tanaman
padi
dikarenakan tanaman seperti padi, wortel
dan sayur-sayuran yang lain dapat
berpengaruh kepada PH didalam tanah.
4. Kesimpulan
Model pengukur kelembaban tanah
untuk tanaman cabai menggunakan sensor
kelembaban tanah untuk tanaman cabai
berbasis mikrokontroler ATMega328
dalam
pembuatanya
menggunakan
mikrokontroler
Arduino
UNO
R3
ATMega328, modul wifi ESP8266 sebagai
output untuk menampilkan jarak jauh
berupa wifi yang dapat diakses oleh
8
9