rancang bangun alat monitoring suhu, kelembapan tanah …

ISSN: xxxx-xxxx

Vol. 1, No. 1, Maret 2019, Hal. 40 - 45 40

© 2019 Jurusan Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Malang.

All Rights Reserved.

Artikel Ilmiah Teknik Elektro

Rancang Bangun Alat Monitoring Suhu, Kelembapan Tanah dan PH Tanah Pada Lahan Pertanian Tanaman Padi Berbasis Android

Riyan Effendi*1, Lailis Syafa’ah2, Ilham Pakaya3

1,2,3 Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Malang E-mail: [email protected]

Abstract Agricultural land fertility is one of the most important in the success of farmers in

producing rice. One of the efforts was to get results harvest optimal by controlling the environment growing on land of crops such as land, water, and other. It is required a monitoring system to make it easier for farmers through the environment rice growing plants. The methodology that was used to research applied some land determine ph, temperature and the humidity of the ground. Data from a sensor will be stored on a database. Data to be processed into information and can be accessed by the application of that has been created. The results of monitoring on cultivated land whose land moist and to be inundated by water is running a temperature 30,7℃ , the humidity of the ground 79,3% and PH 4,4, while a damp soil and not to be inundated by water is running a temperature 30,9℃, the humidity of the ground 74,4% and PH 3,35. The results of monitoring in the morning is running a temperature 18,9℃ , the humidity of the ground 74 % , and ph 3,4, while in the afternoon is running a temperature 30,3℃ , the humidity of the ground 74 %, and ph 3,33.

Keywords: Calcification of rice, Monitoring, PH soil, Arduino uno, Android application.

Intisari Kesuburan lahan pertanian merupakan salah satu aspek penting dalam keberhasilan

petani dalam memproduksi padi. Salah satu upaya yang dilakukan untuk mendapatkan hasil panen optimal dengan mengendalikan lingkungan tumbuh pada lahan pertanian seperti tanah, air, dan lainnya. Maka dibutuhkan suatu sistem monitoring untuk memudahkan petani dalam pengendalian lingkungan tumbuh tanaman padi. Metode yang digunakan pada penelitian ini menggunakan beberapa parameter yaitu PH tanah, suhu dan kelembapan tanah. Data dari sensor akan tersimpan pada database. Data akan diolah menjadi informasi dan dapat diakses dengan aplikasi yang telah dibuat. Rata rata hasil monitoring pada lahan pertanian yang tanahnya lembab dan tergenang air adalah suhu 30,7 , kelembapan tanah 79,3% dan PH tanah 4,4, sedangkan tanah lembab dan tidak tergenang air adalah suhu 30,9 , kelembapan tanah 74,4% dan PH tanah 3,35. Hasil monitoring pada pagi hari adalah suhu 18,9 , kelembapan tanah 74%, dan PH tanah 3,4, sedangkan pada siang hari adalah suhu 30,3 , kelembapan tanah 74% dan PH tanah 3,33.

Kata Kunci: Pengapuran Padi, Monitoring, PH tanah, Arduino uno, Aplikasi android. 1. Pendahuluan

Padi merupakan tanaman yang termasuk genus Oryza L yang meliputi kurang lebih 25 spesies, tersebar di daerah tropis dan daerah subtropis, seperti di Asia, Afrika, Amerika dan Australia. Agar padi dapat tumbuh dengan baik, syarat yang harus dipenuhi untuk pertumbuhan padi yang optimal adalah : Tumbuh pada daerah dengan intensitas hujan selama 4 bulan serta kelembapan tinggi dan cuaca panas, Keasaman tanah yang baik untuk padi berkisar 5.0 – 6.5, memerlukan temperatur 20 sampai 23 pada dataran rendah, sedangkan pada dataran tinggi memerlukan temperatur 23 , dan tanaman padi memerlukan penyinaran matahari penuh [1].

Indonesia adalah negara agraris yang sebagian besar bertani merupakan salah satu dari mata pencaharian penduduknya. Sebagian besar petani menginginkan agar hasil panen padinya dapat maksimal, namun kebanyakan para petani tidak mengetahui sifat tanah dari lahan pertanian mereka yang hal tersebut merupakan salah satu faktor pendukung keberhasilan dalam mendapatkan hasil panen yang maksimal. Salah satu upaya yang dilakukan untuk mendapatkan hasil panen optimal adalah dengan mengendalikan lingkungan tumbuh pada lahan pertanian. Lingkungan tumbuh tersebut berupa tanah, air udara dan lainnya. Dikarenakan curah hujan yang sangat tinggi

mailto:[email protected]

ISSN: xxxx-xxxx A I T E L 41 Vol. 1, No. 1, Hal: 40 – 45

Riyan Effendi, Lailis Syafaah, Ilham Pakaya (Rancang Bangun Alat Monitoring Suhu …)

.

menyebabkan basa mudah tercuci, jadi kehilangan basa akibat curah hujan tinggi merupakan penyebab utama dari reaksi tanah menjadi masam [2].

Penggunaan sensor dalam pemantauan lahan pertanian tanaman padi sebelumnya telah diteliti oleh Herman Yuliandoko, dan Vivien Arief Wardhany dalam penilitiannya tentang Implementasi Monitoring Kelembapan Tanah dan Suhu Tanah berbasis Wireless Mesh Sebagai Penunjang Peningkatan Produksi Padi. Penelitian ini memonitoring suhu tanah dan kelembapan tanah dengan Raspberry Pi [3].

Sistem yang akan dibuat penulis adalah monitoring kelembapan tanah, suhu dan pH tanah pada lahan pertanian tanaman padi berbasis android. Metode ini mampu memberikan hasil dari pengukuran pada lahan pertanian secara lansung yang bisa diakses oleh petani,dan dapat memberikan notifikasi apa bila kondisi pada lahan pertanian tidak sesuai dengan parameter yang telah ditetapkan, serta memberi informasi tentang rekomendasi pengapuran apa bila kadar pH tanah di bawah standar.

Kelembapan tanah adalah air yang mengisi seluruh pori – pori tanah yang berada di atas water table. Definisi lain menyebutkan kelembapan tanah merupakan air yang tersimpan di pori-pori tanah. Informasi kelembapan tanah sangat penting bagi para petani karena pengaruh kelembapan tanah dalam sektor pertanian sangan berpengaruh besar terhadap tanamanan yang ditanam. Informasi kelembapan tanah juga penting dalam tindakan perbaikan yang tepat pada waktunya melalui irigasi dapat menyelamatkan tanaman pertanian [4].

Pengapuran merupakan tindakan pemberian kapur kedalam tanah, guna memperbaiki kesuburan pada tanah. Tujuan dari pengapuran adalah untuk memperbaiki sifat kimia, biologi serta fisika tanah. Pada daerah subtropics untuk menaikkan pH tanah dari 6,5 sampai 7 pengapuran merupakan hal sering dilakukan. Kisaran pH tersebut sangat baik untuk pertumbuhan tanaman dan ketersediaannya unsur hara [5].

2. Perancangan Sistem

Alur perancangan sistem monitoring lahan pertanian tanaman padi digambarkan pada diagram blok Gambar 1.

Gambar 1. Diagram Blok Perancangan Sistem Monitoring Lahan Pertanian

Dari blok diagram Gambar 1 menjelaskan alur dari perancangan sistem monitoring lahan pertanian. Perancangan ini menggunakan 3 sensor yaitu sensor DS18B20 untuk mengukur suhu pada lahan pertanian, sensor PH tanah untuk mengukur derajat keasaman dari lahan pertanian dan sensor YL-69 untuk mengukur kelembapan tanah kemudian data pengukuran dari 3 sensor tersebut akan diproses pada mikrokontroler dan hasil pengukuran tersebut akan ditampilkan pada aplikasi android. 2.1 Arsitektur Umum

Pada perancangan alat monitoring lahan pertanian tanaman padi berbasis android ini menggunakan 3 sensor untuk mengambil 3 parameter nilai yang dibutuhkan untuk memonitoring lahan pertanian pada tanaman padi tersebut, sensor yang digunakan adalah sensor PH tanah, sensor yl-69 dan sensor DS18B20. Di bawah merupakan skema perancangan alat monitoring yang dapat dilihat pada Gambar 2.

2.2 Sensor DS18B20

Perancangan sensor DS18B20 pada system ini digunakan untuk mengukur suhu pada lahan pertanian yang nanti hasil pengukuran tersebut akan dproses kemudian ditampilkan pada aplikasi monitoring lahan pertanian tersebut. Sensor DS18B20 memiliki 3 koneksi (positif, negatif dan data) [6]. Hubungkan kabel merah dengan terminal positif (ditandai sebagai “VCC”), kabel hitam dengan terminal negatif (ditandai sebagai “GND”) dan kabel kuning dengan terminal data (ditandai sebagai “DATA”). Sensor DS18B20 dapat dilihat pada Gambar 3.

42 A I T E L ISSN: xxxx-xxxx Vol. 1, No. 1, Hal: 40 – 45


Gambar 2. Arsitektur Umum Perancangan Sistem

Gambar 3. Sensor DS18B20

2.3 Sensor PH Tanah Perancangan sensor PH tanah pada sistem ini digunakan untuk mengetahui kadar PH tanah pada lahan

pertanian. Nanti hasil pengukuran tersebut akan dproses kemudian ditampilkan pada aplikasi monitoring lahan pertanian tersebut. pH sensor dihubungkan dengan papan Arduino dengan menggunakan kabel berwarna hitam dan putih. Sensor ini nantinya akan ditancapkan ke tanah, dan secara otomatis sensor akan membaca kadar PH yang terdapat pada tanah pada lahan pertanian tersebut. Sensor PH tanah dapat dilihat seperti Gambar 4 [7], [8].

Gambar 4. Sensor PH Tanah

2.4 Sensor YL-69 Perancangan sensor YL-69 pada system ini digunakan untuk mengukur tingkat kelembapan pada tanah

pada lahan pertanian. Nanti hasil pengukuran tersebut akan dproses kemudian ditampilkan pada aplikasi monitoring lahan pertanian tersebut. Sensor kelembapan tanah YL-69 memiliki 3 koneksi (positif, negatif dan data) [9], [10]. Hubungkan kabel merah dengan terminal positif (ditandai sebagai “VCC” di papan), kabel hitam dengan



.

terminal negatif (ditandai sebagai “GND” di papan) dan kawat putih dengan terminal data (ditandai sebagai “DATA” di papan) [4]. Sensor ini nantinya juga akan ditancapkan ke tanah, dan kemudian sensor akan membaca kelembapan dari tanah pada lahan pertanian tersebut. Sensor YL-69 dapat dilihat seperti Gambar 5.

Gambar 5. Sensor YL-69

2.5 Arduino Uno dan ESP 8266. Pada bagian kontroler menggunakan Arduino uno dan ESP 8266 yang berfungsi sebagai pusat pengolahan

data. pada perancangan ini ESP 8266 pin D6 dihubungkan ke Arduino pin 3 dan ESP 8266 pin D7 dihubungkan ke Arduino pin 4 terlihat seperti Gambar 6.

Gambar 6. Arduino Uno dan ESP 8266

2.6 Ionic Dalam perancangan aplikasinya menggunakan Ionic. Ionic merupakan suatu software yang digunakan

dalam perancangan aplikasi hybrid. Ionic memiliki kelebihan yaitu kemudahan dalam pengembangan aplikasi, kemudian output dari ionic tersebut bisa disesuaikan dengan platform yang ingin digunakan [11]. 2.7 Node.js

Kemudian dalam perancangan servernya nanti akan menggunakan Node.js. Node.js ini merupakan server framework yang bersifat open-source [12]. Kemudian server node.js ini terdiri dari mongoose sebagai driver untuk MongoDB dan express sebagai web framework. 3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Pengujian Alat

Pengujian dilakukan pada lahan persawahan untuk memantau kondisi tanaman padi pada perubahan suhu, kelembapan tanah dan tingkat PH pada lahan pertanian tersebut. Pengujian ini dapat dilihat pada Gambar 7. Pengujian alat ini dilakukan pada lahan pertanian. Kemudian tampilan dari aplikasi saat pengujian alat ini dapat dilihat pada Gambar 8. Gambar 8 merupakan tampilan dari aplikasi saat pengujian pada lahan pertanian. Aplikasi ini juga dapat menampilkan notifikasi ketika suhu yang diukur kurang atau melebihi dari suhu normal untuk tanaman padi. Dari hasil pengukuran ini dapat dapat diketahui takaran pengapuran yang tepat seperti Gambar 9.

44 A I T E L ISSN: xxxx-xxxx Vol. 1, No. 1, Hal: 40 – 45


Gambar 7. Pengujian Alat Pada Lahan Pertanian

Gambar 8. Tampilan Pengujian Pada Lahan Pertanian

Gambar 9. Tampilan Rekomendasi Takaran Kapur



.

Hasil keseluruhan pengujian alat dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.

Tabel 1. Hasil Pengujian Sesuai Kondisi Lahan Pertanian

KONDISI LAHAN

HASIL PENGUKURAN

PH SUHU ( ) KELEMBABAN

TANAH (%)

Lembab dan tergenang air

4,4 30,7 79,3

Lembab dan tidak tergenang air

3,35 30.9 74,4

Dapat dilihat pada Tabel 1 bahwa pada kondisi lahan lembab dan tergenang air pengujian menunjukkan rata rata nilai PH 4,4, suhu 30,7 , dan kelembaban tanah 79,3%. Kemudian pada lahan lembab dan tidak tergenang air pengujian menunjukkan nilai PH 3,35, suhu 30,9 dan kelembaban tanah 74,4%.

Tabel 2. Hasil Pengujian Sesuai Waktu

WAKTU PENGUKURAN

HASIL PENGUKURAN

PH SUHU ( ) KELEMBABAN

TANAH (%)

06:00 WIB 3,4 18,9 74 13:00 WIB 3,33 30,3 74

Dapat dilihat pada Tabel 2 bahwa pengujian pada pukul 06:00 menunjukkan rata rata nilai PH 3,4, suhu 18,9 , dan kelembaban tanah 74%. Kemudian pengujian pada pukul 13:00 menunjukkan rata rata nilai PH 3,33, suhu 30,3 , dan kelembaban tanah 74%.

4. Kesimpulan

Berdasarkan implementasi dan pengujian alat dapat disimpulkan bahwa rata rata hasil monitoring pada lahan pertanian yang tanahnya lembab dan tergenang air adalah : suhu 30,7 , kelembapan tanah 79,3% dan PH tanah 4.4, kemudian rata rata hasil monitoring pada lahan pertanian yang tanahnya lembab dan tidak tergenang air adalah : suhu 30,9 , kelembapan tanah 74,4% dan PH tanah 3,35. Rata rata hasil monitoring pada pukul 06:00 wib adalah : suhu 18,9 , kelembapan tanah 74%, dan PH tanah 3,4, kemudian rata rata hasil monitoring pada pukul 13:00 wib adalah : suhu 30,3 , kelembapan tanah 74% dan PH tanah 3,33. Referensi [1] Hasanah, I. Bercocok Tanam Padi, jakarta, 2007. [2] Budi, S & Sari, S. Ilmu dan implementasi kesuburan tanah, Malang, 2015. [3] H. Yuliandoko, V.A. Wardhany, ”Implementassi monitoring kelembapan dan suhu tanah berbasis wireless mesh sebagai

penunjang peningkatan produksi padi”, Jurnal teknologi informatika dan terapan, vol.4, no.11, 2017. [4] Hardjowigeno, s. Ilmu tanah, Jakarta, 1992 [5] Kuswandi, Pengapuran tanah pertanian, Yogyakarta, 1993. [6] D.V. Sari, “Sistem pengukuran suhu tanah menggunakan sensor DS18B20 dan perhitungan resistivitas tanah

menggunakan metode Geolistrik Resistivitas Konsfigurasi Wenner”, vol.4, no.1, Jurnal teori dan fisika, 2016. [7] A.W. Wicaksono, E.R. Widasari, F. Utaminingrum,”Implementasi sistem control dan monitoring PH pada tanaman

kentang aeropik secara wireless”, Jurnal pengembangan teknologi informasil dan ilmu komputer, vol.1, no.5, 2017. [8] A. Mulyana dan S. Sofyan, “Alat ukur parameter tanah dan lingkungan berbasis smartphone android”, scientific journal of

informatic, vol.2, no.2, 2015. [9] Lutfiyana, N. Hudallah, dan A. Suryanto, “Rancang bangun alat ukur suhu tanah, kelembapan tanah, dan resistansi”, Jurnal

teknik elektro, vol.9, no.2, 2017. [10] C. P. Yahwe, Isnawaty, L.M.F. Aksara,”Rancang bangun prototype system monitoring kelembapan tanah melalui sms

berdasarkan hasil penyiraman tanaman studi kasus tanaman cabai dan tomat”, Jurnal semanTIK, vol.2, no.1, 2016 [11] M.Rofiq, S.I. Putri, “Perancangan sistem pemesanan rumah sakit dikota malang menggunakan Ionic Framework berbasis

mobile phone”, vol.11, no.2, 2017. [12] R. Fajrin,”Pengembangan sistem informasil geografis berbasis node.js untuk pemetaan mesin dan tracking engineer

dengan pemamfaatan geolocation pada PT IBM Indonesia”, Jurnal informatika, vol.11, no.2, 2017.

rancang bangun alat monitoring suhu, kelembapan tanah …

Documents