Ditulis Oleh Carmelia Rahma Putri

PENDAHULUAN

Latar Belakang

   Air adalah elemen vital yang esensial bagi keberlangsungan hidup semua makhluk. Ketersediaan air bersih di bumi semakin menipis, mengakibatkan penggunaannya yang sering kali tidak seimbang. Di lingkungan sekolah, air tidak hanya digunakan untuk kebersihan pribadi, tetapi juga untuk kegiatan spiritual, termasuk praktik wudhu bagi umat Muslim. Seorang jamaah membutuhkan sekitar 2 liter air bersih untuk sekali wudhu, sehingga untuk dua kali sehari dibutuhkan total sekitar 4 liter. Jumlah ini menjadi signifikan jika dikalikan dengan banyaknya siswa Muslim di sekolah ini.

   Saat ini, air yang digunakan untuk wudhu biasanya langsung dibuang ke selokan tanpa dimanfaatkan, padahal air ini tergolong grey water yang tidak mengandung kotoran berbahaya. Limbah grey water ini dapat didaur ulang dan dimanfaatkan kembali untuk keperluan seperti penyiraman tanaman di lingkungan sekolah.

Untuk mengatasi masalah ini, diperlukan penggunaan teknologi canggih, seperti Internet of Things (IoT), yang mampu mengolah dan memanfaatkan grey water secara otomatis. Implementasi teknologi ini tidak hanya akan membuat penggunaan air di sekolah lebih efisien, tetapi juga mendukung upaya menciptakan lingkungan sekolah yang lebih berkelanjutan untuk masa depan.

Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dikaji dalam esai ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana cara memanfaatkan limbah air wudhu untuk mengairi tanaman dengan memanfaatkan teknologi IoT?

2. Bagaimana cara mengontrol dan memonitor kelembaban tanah menggunakan mikrokontroler NodeMCu?

3. Bagaimana proses pengiriman data dari NodeMCu ke server Blynk menggunakan modul ESP8266 untuk pemantauan secara online?

4. Mengapa Blynk dipilih sebagai solusi dalam penelitian ini?

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini antara lain:

1. Memanfaatkan limbah air wudhu agar tidak terbuang sia-sia dan dapat digunakan untuk penyiraman tanaman dengan memanfaatkan teknologi IoT?

2. Mengontrol dan memantau kelembaban tanah untuk memastikan tanaman tumbuh dengan optimal.

3. Mengirimkan data dari mikrokontroler NodeMCu ke server Blynk agar dapat dimonitor secara online dan real-time.

Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut:

1. Penelitian ini menggunakan NodeMCu sebagai pengontrol dan modul komunikasi Wi-Fi antar perangkat, sensor, dan internet.

2. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C dengan perangkat lunak Arduino IDE.

3. Analisis dilakukan menggunakan sensor kelembaban tanah untuk mengontrol aktivasi atau deaktivasi pompa penyiraman.

4. Platform yang digunakan untuk pemantauan dan analisis data adalah Blynk, melalui aplikasi yang disediakan.

TINJAUAN PUSTAKA

1. Pengertian Penyiraman Tanaman Otomatis

Sistem penyiraman tanaman otomatis adalah solusi modern yang memanfaatkan teknologi elektronik untuk menyirami tanaman secara otomatis. Sistem ini menggunakan sensor kelembaban tanah yang mengirimkan sinyal kepada alat penyiraman, mengaktifkan pompa untuk melakukan penyiraman ketika kelembaban tanah berada di bawah ambang yang diinginkan

2. Internet of Things

Internet of Things (IoT) adalah kumpulan perangkat fisik yang terhubung dan dapat bertukar informasi antara sumber informasi, operator layanan, atau perangkat lain dalam sebuah sistem. IoT memanfaatkan berbagai teknologi, seperti sensor untuk pembacaan data, koneksi internet dengan berbagai topologi jaringan, radio frequency identification (RFID), dan wireless sensor network, serta teknologi lainnya.

3. Mikrokontroler NodeMCu ESP8266 12 E

NodeMCu adalah papan pengembangan Iot yang berbasis firmware eLua dan SOC ESP8266-12E. ESP8266 adalah chip Wi-Fi yang dilengkapi dengan protokol stack TCP/IP. NodeMCu menyederhanakan pemrograman ESP8266 dengan menyediakan papan yang kompak serta fitur seperti akses Wi-Fi dan komunikasi USB to serial.

4. Sensor Kelembaban Tanah

   Sensor kelembaban tanah terdiri dari dua probe yang mengalirkan arus melalui tanah. Sensor ini kemudian membaca resistansi tanah untuk mendapatkan nilai tingkat kelembapan.

.5. NodeMCu

Program yang ditulis menggunakan perangkat lunak Arduino IDE disebut sebagai sketch. Sketch ditulis dalam editor teks dan disimpan dalam file dengan ekstensi.

6. Relay

Relay adalah saklar mekanik yang dikendalikan secara elektronik (elektromagnetik). Ketika energi elektromagnetik diberikan pada armature relay, saklar akan berpindah dari posisi OFF ke ON. Relay terdiri dari dua bagian utama:

Saklar Mekanik: Bagian yang berfungsi sebagai kontak untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik.

Sistem Pembangkit Elektromagnetik: Terdiri dari induktor dengan inti besi, yang menghasilkan medan magnet ketika diberi tegangan listrik. Saklar atau kontaktor relay dikendalikan oleh tegangan listrik yang diterapkan pada induktor, yang menarik armature tuas saklar atau kontaktor. Terdapat berbagai jenis relay di pasaran, dengan variasi bentuk, ukuran, tegangan kerja, dan jumlah saklar.

7. Blynk

Blynk adalah layanan server yang menawarkan antarmuka untuk menampung data yang dikirim dari sensor. Data ini dapat ditampilkan pada dashboard web maupun aplikasi secara real-time melalui internet.

PEMBAHASAN

   Di era Revolusi Industri 4.0, integrasi teknologi ke dalam kehidupan sehari-hari telah membawa banyak kemudahan, termasuk dalam sektor pertanian. Penggunaan sistem penyiraman tanaman otomatis di lingkungan merupakan salah satu contoh bagaimana teknologi dapat berkontribusi tidak hanya untuk meningkatkan efisiensi pertanian, tetapi juga untuk mendukung pendidikan berkelanjutan. Inisiatif ini tidak hanya memperbaiki hasil panen, tetapi juga memberikan kesempatan kepada siswa untuk belajar dan menerapkan teknologi modern dalam konteks praktis. Pendekatan ini berperan penting dalam mendukung visi Indonesia Emas untuk menghasilkan generasi yang terampil dan terdidik.

Diagram Umum

Cara kerja sistem sesuai dengan diagram umum adalah sebagai berikut :

1. Sensor kelembaban tanah terus memantau kondisi kelembaban tanah.

2. Jika nilai kelembaban tanah berada di bawah ambang batas, sensor akan mengirim informasi tersebut ke Modul ESP8266.

3. Modul ESP8266 terhubung ke internet dan berfungsi sebagai akses ke aplikasi.

4. Data kelembaban tanah juga terhubung ke aplikasi monitoring, yaitu Blynk, untuk pemantauan jarak jauh dan pengaturan parameter.

Perancangan Sistem

Dalam merancang sistem, kita membaginya menjadi dua fase utama, yaitu perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras mencakup semua komponen fisik yang diperlukan, seperti sirkuit utama, sensor, relay, dan pompa, yang esensial untuk pengaturan air dalam sistem. Desain perangkat keras difokuskan pada efisiensi, memastikan bahwa sistem berfungsi dengan baik tanpa menghambat pertumbuhan tanaman. Perangkat lunak mendukung fungsi-fungsi ini melalui antarmuka yang dirancang untuk kemudahan pengguna. Antarmuka pengguna untuk memantau dan mengontrol sistem dengan mudah, serta menyesuaikan pengaturan sesuai kebutuhan.

a) Program pengisian air ke tandon secara otomatis

const int trigPin = D7;

const int echoPin = D8;

long duration, jarak;

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

int adc;

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

jarak = (duration/2)/29.1;//rumus

Serial.print(“Ketinggian air: “);

Serial.print(jarak);

Serial.print(” cm”);

client.add(“ketinggian-air”, jarak);

client.ubidotsPublish(“ketinggian-air”);

if (jarak>30){

//relay hidup

Serial.print(“pompa air hidup dari penampung”);

digitalWrite(relay3, relayON);

}

else{

Serial.print(“pompa air mati dari penampung”);

digitalWrite(relay3, relayOFF);

}

delay(1000);

b) Program membaca kelembaban tanah

Int adc = val_0;

Float tegangan = adc * (5.0 / 1023.0);

Serial.print (“Kelembapan tanah: “);

Serial.print(adc);

Serial.print(“ I “);

Serial.print(“tegangan:”);

Serial.print(“tegangan, 2);

Serial.println(“”);

Client.add(“soil-moistture”,adc);

Client.blynkPublish(“kelembapan-tanah”);

If (adc<12000){

// relay hidup

Serial.print(“tanah kering<pompa air hidup”)

digitalWrite(relay2, relayON);

}else{

Serial.print(“tanah lembab, pompa mati”);

digitalWrite(relay2, relayOFF); }

c) Program menghubungkan NodeMCu ke Wi-Fi

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <WiFiClient.h>

#define ssid “Internetsiswav8”

#define password “28oktober”

Serial.begin(9600);

Serial.print(“Menghubungkan ke WIFI… “);

client.wifiConnection(ssid, password);

Serial.print(“.”);

Serial.println(“”);

Serial.println(“WiFi terkoneksi”);

Serial.print(“Alamat IP : “);

Serial.print(“http://”);

Serial.print(WiFi.localIP());

Serial.print(“/”);

client.setDebug(true);

client.begin(callback);

client.ubidotsSubscribe(“tds”,”relay1″);

client.ubidotsSubscribe(“relay2″,”relay2”);

client.ubidotsSubscribe(“relay3″,”relay3”);

}void loop(){ client.loop();

d) Program menghubungkan NodeMCu ke server Blynk

Untuk menghubungkan NodeMCu ke server Blynk, pengguna perlu memulai dengan menginstal library Blynk pada lingkungan pengembangan yang digunakan, seperti Arduino IDE.

Instalasi Library Blynk : Buka Arduino IDE dan akses menu Sketch > Include Library > Manage Libraries. Cari “Blynk” dan install library tersebut.

Login ke aplikasi Blynk: Masukkan email dan password yang sudah ditetapkan untuk masuk ke aplikasi Blynk.

Pemantauan hasil sensor pembacaan sensor : Hasil pembacaan sensor dapat dipantau secara online melalui aplikasi Blynk. Misalnya, jika hasil pembacaan sensor kelembaban tanah menunjukkan bahwa ketinggian air adalah 0 dengan kondisi tanah kering, maka sistem akan mengaktifkan relay untuk menyalakan pompa air dalam rangka penyiraman tanaman.

PENUTUP.

Kesimpulan

  Setelah melalui analisis dan penelitian yang cermat, kami menyimpulkan beberapa hal yang penting sebagai berikut :

1. Integrasi seluruh komponen alat pengontrol kelembaban tanah telah terbukti dapat berjalan sesuai dengan rencana yang telah diterapkan, menunjukkan kehandalan dan efektivitas dalam mengatur dan memonitor kondisi tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman yang optimal.

2. Penggunaan jaringan internet untuk mentransmisikan data kelembaban tanah ke dalam aplikasi Blynk menunjukkan inovasi yang tangguh dalam memanfaatkan infrastruktur teknologi yang ada untuk meningkatkan kinerja sistem dan memudahkan akses informasi bagi pengguna.

3. Sistem Internet of Things (IoT) terbukti mampu memberikan suplai air yang seimbang dan sesuai dengan kebutuhan tanaman, memastikan tanaman mendapatkan air yang cukup untuk tumbuh dengan optimal.

4. Pemanfaatan air wudu (grey water) sebagai sumber air untuk penyiraman tanaman merupakan langkah progresif dalam praktik pengelolaan sumber daya air yang berkelanjutan, mengurangi pemborosan dan menciptakan siklus air yang lebih efisien dalam pertanian.

5. Kehadiran aplikasi Blynk dalam kerangka sistem IoT memberikan efisiensi, efektivitas, dan konektivitas yang diperlukan bagi pengguna dalam memantau dan mengontrol kelembaban tanah serta kebutuhan air tanaman secara real-time, memfasilitasi pengelolaan tanaman yang lebih efisien dan responsif terhadap perubahan lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA.

Agus Faudian. 2017. “Apa itu Modul ESP8266. ”Tersedia di: https://www.nyebarilmu.com (diakses 24 Januari 2019)..

Ignatius. (2016). Hidroponik Sistem Deep Flow Technique Sederhana. Diakses dari http://www.mediahidroponik.com pada 24 Januari 2019..

Sihombing, Poltak, Astutik T. P., Herriyance, & Sitompul, D. (2018). Microcontroller Based Automatic Temperature Control for Oyster Mushroom Plants. Journal of Physic: Conference Series, 978, 012031..

Sihombing, Poltak Karina N. A., Tarigan J. T., & Syarif M. I. (2018). “Design Automated Hydroponic Nutrition Plants System Using Arduino Uno Microcontroller Based on Android. “ Journal of Physics: Conference Series, 978(1), 012014..

Sihombing, Poltak. Y., M. Sireger, J. T. Tarigan, I. Jaya, A. Turnip. ”Development of Building Security Integration System Using Sensors, Microcontroller and GPS (Global Positioning System) Based Android Smartphone. “ Journal of Physics: Conference Series, vol. 987, no. 1, 2018, hal. 012105..

Syahwill, Muhammad. (2013). Panduan Mudah Simulasi dan Praktik Mikrokontroler Arduino. Yogyakarta: Penerbit Andi..

Tresna Widiyaman. (2018). Beginner’s Guide -Belajar ESP8266 IoT dari Dasar. Diakses dari Warriornux pada 18 Maret 2019