PENGUKURAN KELEMBABAN TANAH DENGAN KADAR

PENGUKURAN KELEMBABAN TANAH DENGAN KADAR
AIR YANG BERVARIASI MENGGUNAKAN SENSOR
KELEMBABAN TANAH SEN0057 DAN VH400
Muhammad Ihsan1, Choliq Komarudin K2, Riandy Surya Irawan3, Diah Prabhandhari4,
Helena Novitasari Lasol5
Kelompok 6
Praktikum ke-5 [5 Oktober 2012]
1.
2.
3.
4.
5.

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi
Bogor. Email: ihsansitepu@gmail.com NRP: F44100003
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi
Bogor. Email: choliq_ps@yahoo.com NRP: F44100015
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi
Bogor. Email: ndie_paulwakerz@yahoo.co.id NRP: F44100026
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi
Bogor. Email: diah.prabhandhari@gmail.com NRP: F44100041

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi
Bogor. Email: helena.lasol@yahoo.com NRP: F44100076

Pertanian, Institut Pertanian
Pertanian, Institut Pertanian
Pertanian, Institut Pertanian
Pertanian, Institut Pertanian
Pertanian, Institut Pertanian

Abstract:. The soil moisture information’s determination is very important for many things and
has the main purpose to plan the plant’s treatment and maintenance, so the plant will has a good
growth rate. In this modern era, the determination of soil moisture can be done in a simple way
such as the use of soil moisture sensors. SEN0057 and VH400 are the example of soil moisture
sensors that can be obtained easily in many stores. SEN0057 is the low-tech soil moisture sensor
that works depend on the electricity’s resistance of soil. VH400 is the sensor that determines the
dielectric constant with transmission-line technique and uses it to determine the humidity of the
soil. The test of soil moisture by sensors is done in three conditions for each sensor. The results of
the SEN0057 sensor are 3 V for dry soil, 3,31 V for soil with 2 cc of water, and 3,34 V for soil with
4 cc of water. Meanwhile, the results of the VH400 sensor are 1,48 V for dry soil, 1,32 for soil with
2 cc of water, and 1,02 for soil with 4 cc of water. In SEN0057 sensor, if the water content in the

soil is getting higher, then the value of soil moisture will get higher too. It’s because SEN0057
reads electrical resistance. But, for the VH400 sensor, if the water content in the soil is getting
higher, then the value of soil moisture will get lower. It’s because VH400 reads dielectric
constants.
Keywords: SEN0057, Sensor, Soil Moisture, VH400

PENDAHULUAN
Tanah merupakan salah satu media yang digunakan untuk media hidup dari
berbagai macam tumbuhan.. Tanaman memerlukan air untuk dapat tumbuh secara
optimal. Untuk itulah kondisi kelembaban tanah harus dijaga pada suatu keadaan
tertentu yang sesuai dengan kebutuhan tanaman. Kelembaban tanah sering
menjadi faktor penentu dari keberhasilan tumbuhnya tanaman disamping faktor
lain seperti kandungan mineral tanah. Di sisi lain, keterbatasan indera manusia
menyebabkan kondisi kadar air tanah untuk dapat diketahui secara tepat.
Kekurangan kadar air atau kelebihan kadar air dapat mengakibatkan tanaman
tidak dapat tumbuh dengan baik. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem yang
bekerja secara otomatis dan cerdas untuk melakukan penyiraman tanaman. Sistem
ini akan menjaga kadar air pada tanah yang sesuai dengan kebutuhan tanaman.
Kondisi kadar air tanah diperoleh dari sensor kelembaban tanah dan dipengaruhi
juga oleh suhu udara.

Sensor adalah sebuah piranti yang dapat mengubah besaran suhu menjadi
besaran tegangan (Riyadi, 2011). Dalam lingkungan sistem pengendali dan
1

robotika, sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran,
hidung, lidah yang kemudian akan dikelola oleh kontroler sebagai otaknya. Sensor
dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik berfungsi mengubah
besaran fisik, seperti temperatur, gaya, dan kecepatan putaran, menjadi besaran
listrik yang proporsional. Sensor kelembaban tanah merupakan sensor yang
mampu mendeteksi intensitas air didalam tanah (Pamungkas, 2012). Sensor
kelembaban tanah diletakkan pada tanah yang berfungsi mendeteksi kelembaban
udara dalam tanah. Jika kelembaban tanah kurang, maka air akan dialirkan untuk
menambah kelembaban pada tanah. Sehingga, tujuan percobaan kali ini adalah
untuk mengenal berbagai macam tipe sensor kelembaban tanah, mengetahui
spesifikasi sensor kelembaban tanah, serta membuat program Arduino untuk
membaca output sensor kelembaban tanah.

METODOLOGI
Percobaan penentuan nilai kelembaban tanah ini dilakukan di Laboratorium
Kualitas Udara, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB. Alat yang

digunakan meliputi sensor kelembaban tanah tipe SEN0057 dan tipe VH400,
mikrokontroller Arduino Uno, laptop, kabel USB, pipet volumetric, dan gelas
plastik. Sedangkan bahan yang digunakan pada percobaan, yaitu tanah dan air.
Langkah percobaan yang dilakukan adalah mikrokontroller Arduino Uno
disiapkan. Setelah itu, koneksi USB dihubungkan ke dalam port USB laptop,
dengan tujuan untuk komunikasi serial dengan laptop dan memberikan daya pada
Arduino Uno agar tetap bekerja.
Langkah selanjutnya adalah kabel sensor kelembaban tanah bertipe SEN0057
disiapkan. Pada dasarnya, prinsip kerja dari sensor kelembaban tanah tipe
SEN0057 dengan VH400 sama, tetapi yang membedakan adalah pengkoneksian
kabel ke Arduino Uno dan hasil outputnya. Pada SEN700, kabel merah
dikoneksikan pada power, kabel hitam dikoneksikan pada GND, dan kabel biru
dikoneksikan pada analog. Sedangkan untuk VH400, kabel merah dikoneksikan
pada power 3.3-20 V DC, kabel hitam dikoneksikan pada output, dan kabel biru
dikoneksikan pada ground, seperti pada gambar berikut.

(a)
(b)
Gambar 1. Arduino Uno yang dikoneksikan dengan sensor kelembaban tanah
(a)tipe VH400 dan (b)tipe SEN0057

Setelah itu, kode program diketik seperti yang tercantum pada lampiran 1.
Kemudian, tanah diambil sebanyak enam sendok dan dimasukkan ke dalam gelas
plastik. Selanjutnya, sensor kelembaban tanah SEN0057 ditancapkan pada tanah.
Untuk tipe VH400, langkah praktikum sama dengan SEN0057. Setelah itu, untuk
mengetahui output besar kelembaban, menu compile dipilih, kemudian menu
2

upload dipilih.
Langkah selanjutnya adalah tanah awal ditambahkan air sebanyak 2 cc.
Kemudian, tanah tersebut diaduk agar airnya tercampur secara merata dan
didapatkan hasil kelembaban yang maksimal. Lalu, sensor kelembaban tanah
SEN0057 ditancapkan pada tanah yang sudah diberi takaran air 2 cc. Untuk tipe
VH400, langkah praktikum sama dengan SEN0057. Setelah itu, menu compile
dipilih, lalu menu upload dipilih.
Langkah berikutnya adalah tanah ditambahkan air kembali sebanyak 2 cc.
Kemudian, tanah tersebut diaduk agar airnya tercampur secara merata dan
didapatkan hasil kelembaban yang maksimal. Selanjutnya, sensor kelembaban
tanah SEN0057 ditancapkan pada tanah yang sudah diberi takaran air 4 cc. Untuk
tipe VH400, langkah praktikum sama dengan SEN0057. Setelah itu, menu
compile dipilih, lalu menu upload dipilih.

Rumus untuk mengkonversi nilai keluaran sensor yang terbaca pada serial
monitor menjadi satuan voltase adalah sebagai berikut:
Voltase =

Bit
×5 V
1024

.....................................................................................
(1)

HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembacaan nilai kelembaban pada tanah dengan dua jenis sensor, yaitu sensor
SEN0057 dan VH400 dilakukan dengan menghubungkan sensor dengan mikrokontroller Arduino. Program dibuat secara manual seperti yang terdapat pada
lampiran 1 oleh pengguna mikrokontroller Arduino agar nilai kelembaban tanah
yang terbaca sensor dapat ditampilkan pada monitor. Program tersebut bekerja
dengan melakukan perintah looping yang bertujuan mengeksekusi perintah yang
diinginkan secara berulang-ulang. Program tersebut mencetak “Nilai Kelembaban
Tanah :” dan nilai yang terbaca sensor pada setiap proses looping, kemudian
dilanjutkan dengan jeda 10 detik sebelum proses looping berikutnya dilakukan.

Pembacaan nilai sensor kelembaban SEN0057 yang dilakukan setiap 10 detik
selama 100 detik pada tanah dengan campuran air 0 cc (kering), 2 cc, dan 4 cc
disajikan melalui tabel berikut.
Tabel 1. Hasil Pembacaan Nilai Kelembaban Tanah dengan Menggunakan Sensor SEN0057

3

Berdasarkan data pada tabel 1, nilai yang dibaca oleh sensor kelembaban
SEN0057 menghasilkan nilai yang kecil pada tanah dengan kandungan air yang
rendah dan menghasilkan nilai yang tinggi pada tanah dengan kandungan air yang
lebih banyak. Sensor SEN0057 merupakan sensor sederhana dengan dua lengan
yang membaca nilai kelembaban berdasarkan tingkat resistansi listrik yang
dimiliki tanah saat dialiri listrik oleh sensor (Anonim, 2012). Salah satu lengan
SEN0057 berfungsi untuk mengalirkan listrik ke tanah dan lengan lainnya
menangkap listrik yang telah melalui tanah. Oleh karena itu pada saat sensor
dimasukkan ke tanah kering nilai yang terbaca lebih kecil daripada nilai yang
terbaca sensor pada tanah yang memiliki kadar air lebih tinggi, karena tanah
kering memiliki resistansi listrik lebih besar dari tanah basah. Lebih jelas lagi,
hubungan antara nilai kelembaban tanah dengan jumlah air disajikan melalui
gambar berikut.


Gambar 3. Kurva Hubungan antara Kelembaban Tanah dan Volume Air dalam Tanah pada
SEN0057

Pembacaan nilai sensor kelembaban VN400 yang dilakukan setiap 10 detik
selama 100 detik pada tanah dengan campuran air 0 cc (kering), 2 cc, dan 4 cc
disajikan melalui tabel berikut.
Tabel 2. Hasil Pembacaan Nilai Kelembaban Tanah dengan Menggunakan Sensor VH400

Berdasarkan data pada tabel 2, nilai yang dibaca oleh sensor kelembaban
VH400 menghasilkan nilai yang besar pada tanah dengan kandungan air yang
4

rendah dan sebaliknya, menghasilkan nilai yang kecil pada tanah dengan
kandungan air yang lebih banyak. Sensor VH400 merupakan sensor yang
membaca nilai kelembaban berdasarkan konstanta dielektrik tanah yang diukur
dengan transmission-line technique saat dialiri listrik oleh lengan sensor (Anonim,
2012). Oleh karena itu, pada saat sensor dimasukkan ke tanah kering nilai yang
terbaca lebih besar daripada nilai yang terbaca sensor pada tanah yang memiliki
kadar air lebih rendah, karena nilai konstanta dielektrik berbanding terbalik

dengan kandungan air tanah. Lebih jelas lagi, hubungan antara nilai kelembaban
tanah dengan jumlah air disajikan melalui gambar berikut.

Gambar 4. Kurva Hubungan antara Kelembaban Tanah dan Volume Air dalam Tanah pada VH400

KESIMPULAN
Hasil pembacaan sensor kelembaban tanah SEN0057 adalah sebesar 3 V untuk
tanah kering; 3,31 V untuk tanah dengan kadar air sebesar 2 cc; dan 3,34 V untuk
tanah dengan kadar air sebesar 4 cc. Sedangkan hasil pembacaan sensor
kelembaban tanah VN400 adalah sebesar 1,48 V untuk tanah kering; 1,32 V untuk
tanah dengan kadar air sebesar 2 cc; dan 1,02 V untuk tanah dengan kadar air
sebesar 4 cc. Pada sensor SEN0057, semakin tinggi kadar air dalam tanah maka
semakin tinggi nilai kelembaban tanah. Hal ini dikarenakan SEN0057 membaca
resistansi listrik. Namun, sebaliknya pada sensor VN400, semakin tinggi kadar air
dalam tanah maka semakin rendah nilai kelembabannya. Hal ini dikarenakan
VN400 membaca konstanta dielektrik.

DAFTAR PUSTAKA
[Anonim]. 2011. VG400. [Terhubung Berkala] http://www.vegetronix.com/Products/VG400/ [8 Oktober 2012].
[Anonim]. 2012. Soil Moisture Sensor. [Terhubung Berkala] http://www.famosastudio.com/sensors/soil-moisture-sensor [8 Oktober 2012].

Pamungkas, Harly Yoga. 2012. Alat Monitoring Kelembaban Tanah dalam Pot
Berbasis Mikrokontroler ATmega 168 dengan Tampilan Output pada Situs
Jejaring Sosial Twitter untuk Pembudidayaan dan Penjual Tanaman Hias
Anthurium. [Terhubung Berkala] http://www.eepisits.edu/uploadta/downloadmk.php?id=1426 [8 Oktober 2012].
Riyadi, Slamet. 2011. Macam-macam Sensor Suhu. [Terhubung Berkala] http:
http://www.slem354.net.tc/2011/09/macam-macam-sensor-suhu.html
[6
Oktober 2012].

Lampiran 1. Kode Program dan Keluarannya
5

Kode
Program

Kadar
Air

SEN0057


VH400

Kering

2 cc

4 cc

6