Sistem Pemantauan Kualitas Tanaman Sayur Pada Media Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino

Arif, C. A .2009. Sistem Monitoring Pertumbuhan Tanaman dan Lingkungan Mikro di Dalam Greenhouse Menggunakan Field Server. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor

Affan, M. F.F, 2004, High Temperature Effects On Root Absorption In Hydroponic System, Master thesis, Kochi University, pp 78.

Achmad, S. 2013. Rancang Bangun Keamanan Sepeda Motor Via SMS Dengan Arduino. Skripsi. AMIKOM Yogyakarta

Bagus, Nano. 2012. Perancangan Sensor Konduktivitas Dengan Teknologi Film Tebal (Thick Film). Jurnal. Teknik Elektro.Universitas Brawijaya, Malang.

Carlos, O.S.F., Cleymisom, Q.T., Daniel, V.D.F., Carlos, A.T.C.J., Carlos, V.C.R., Ciro, J.E.M., Julio, S.L.T.M., Wilson, S.P. 2014. Bafometri Eletronico Controlado Pela Plataforma Arduino Uno. XIII International Conference on Engineering and Technology Education. INTERTECH.pp:452-456. Chow, V. 1990. The Commercial approach in hydroponics. International Seminar on

Hydroponic Culture of High Value Crops in the Tropics in Malaysia, November 25-27, 1990.

Chadirin, Y. 2001. Teknologi Hidroponik II. Pelatihan Aplikasi Teknologi Hidroponik untuk Pengembangan Agribisnis Perkotaan. CREATA-IPB.

Darmawan, I. A. 1997. Pengaruh Topoklimat terhadap Produksi dan Kualitas Selada (Lactuca sativa L.). Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Skripsi.

D. Yumeina, et al. 2016. Dynamic Optimization Of Water Temperature For Maximizing Leaf Water Content Of Tomatoes In Hydroponics Using An Intelligent Control Technique. International Journal Of Computer Engineering And Applications, Volume X, Issue Iii, March 16, ISSN 2321-3469. Ehime University, Matsuyama, 790-8566, Japan

Del Rosario, A. Dafrosa, and P.J.A. Santos. 1990. Hydroponic culture of crops in the Philippines: Problems and prospect. International Seminar on Hydroponic Culture of High Value Crops in the Tropics in Malaysia, November 25-27, 1990.

Christofer, Gerry. 2012. Rancang Bangun Aplikasi Early Warning Dengan Pemanfaatan Pengukuran Suhu Ruangan Berbasiskan Arduino Mega 2560. Skrpsi. Universitas Tanjungpura

Cahyono, B. 2003. Teknik Dan Strategi Budidaya Sawi Hijau. Yayasan Pustaka Nusantara, Yogyakarta.

Foe, F.G. 2013. Rancang Bangun Sistem Informasi Monitoring Debitur Litigasi di PT Bank Tabungan Negara pada Area Collection III Surabaya. Skripsi. STIKOM Surabaya.

Gigih, P. N., Ary, M. S., Hudan, S. 2013. Sistem Pendeteksi Dini Banjir Menggunakan Sensor Kecepatan Air dan Sensor Ketinggian Air Pada Mikrokontroler Arduino. Jurnal Teknik POMITS. Vol.2,No.1.

Idris, Mhd. 2014. Pengembangan Data Logger Suhu Air Berbiaya Rendah. Jurnal Teknologi Perikanan dan Kelautan Vol. 5 No. 1. Institut Pertanian Bogor.

Ismail, Zaki. 2010. Media Tanam Sebagai Faktor Eksternal Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman. Jurnal. Balai Besar Perbenihan dan Proteksi Tanaman Perkebunan Surabaya.

Harris. 1998. Pengaruh Media Tumbuh Dalam Kultur Hidroponik Pada Pertumbuhan Dan Hasil Tomat. Bul. Penel. Hort. 10 (2): 7-16

Kustanti, Ika. 2014. Pengendalian Kadar Keasaman (pH) Pada Sistem Hidroponik Stroberi Menggunakan Kontroler PID Berbasis Arduino Uno. Jurnal Ika Estanti.

Pertumbuhan Dan Produksi Bayam (Amaranthus Hybridus) Dengan Metode Nutrient Film Technique (NFT). Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah, Jakarta.

Riyanti, Yuliana. 2009. Pengaruh Jenis Media Tanam Terhadap Pertumbuhan Bibit Sirih Merah. Skripsi. Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor.

Rivai, Muhammad. 2010. Sistem Monitoring PH dan Suhu Air dengan Transmisi Data Nirkabel. Jurnal. Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Sukolilo, Surabaya.

Roidah, I. S. 2014. Pemanfaatan Lahan Dengan Menggunakan Sistem Hidroponik. Jurnal Universitas Tulungagung BONOROWO.

Romadloni, P.L. 2012. Rancang Bangun Sistem Otomasi Hidroponik NFT (Nutrient Film Technique). Tugas Akhir. Universitas Telkom Bandung.

Sutiarso, Lilik. 2011. Aplikasi Sistem Monitoring Pertumbuhan Tanaman Berbasis Web Menggunakan Machine Vision. Skripsi. Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada.

Utama, H .S. 2006. Perancangan Dan Implementasi Sistem Otomatisasi Pemeliharaan Tanaman Hidroponik. Jurnal. Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Tarumanagara.

Zuhaida, L. 2011. Pertumbuhan Dan Hasil Selada (Lactuca Sativa L.) Hidroponik Diperkaya Fe. Skripsi. Jurusan Tanah,, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Wulan, E. R. 2006. Optimasi Konsentrasi Larutan Hara Pada Pertumbuhan Dan Produksi Selada (Lactuca Sativa Var. Crispa) Pada Teknologi Hidroponik Sistem Terapung (THST). Skripsi. Departemen Agonomi dan hortikultura.

ANALISIS DAN PERANCANGAN

Pada bab ini akan membahas mengenai analisis dan perancangan sistem. Pada tahap analisis akan dilakukan analisis terhadap data yang digunakan untuk memantau keadaan tanaman hidroponik yang diteliti . Pada tahap perancangan akan dibahas mengenai perancangan usecase, diagram, database serta tampilan antarmuka sistem.

3.1Arsitektur Umum

Pada bagian arsitektur umum menjelaskan tentang penggunaan sensor dan alat yang digunakan serta proses kerja dari sistem yang dibangun. Adapun arsitektur umum dari sistem yang akan dibangun dapat dilihat pada gambar 3.1.

1. Hardware

Tanaman Hidroponik umumnya mempunyai sebuah wadah yang berisi air yang telah tercampur dengan nutrisi cair untuk pemenuhan asupan tanaman tersebut. Di wadah tersebut akan dimasukkan dengan berbagai sensor yaitu Sensor pH, Sensor Suhu Air, dan Electro Conductivity sensor. Selain sensor tersebut, ada juga beberapa macam sensor yang akan dihubungkan yaitu sensor sensor suhu udara dan light sensor.

Proses ini dimulai dari pengukuran kebutuhan nutrisi yang terkandung di dalam air serta kebutuhan lainnya untuk tanaman hidroponik. Sensor pH digunakan untuk mengukur kadar asam atau basa pada air, sensor Electro Conductivity sensor digunakan untuk mengukur kepekatan nutrisi didalam air, sensor suhu air digunakan untuk mengukur suhu pada air, sensor ldr digunakan untuk mengukur intensitas cahaya pada lingkungan tanaman, dan sensor suhu udara digunakan untuk mengukur suhu udara pada ruang lingkup tanaman. Semua sensor tersebut akan di gabungkan pada Open Garden Shield dan Open Garden Hydroponic. Sensor akan mengumpulkan semua data yang nantinya akan dikirim ke Arduino melalui data I2C.

Arduino kemudian menghitung berapa besaran data dari setiap sensor per 5 menit. Data dari setiap sensor akan langsung dikirim menggunakan jaringan internet melalui server xively untuk kemudian server akan langsung mengirim data tersebut ke sistem aplikasi monitoring. Penyimpanan data dari arduino ke server menggunakan bantuan GSM Shield dan untuk menghubungkan server dengan Arduino, dimana Arduino akan mengakses Apikey dan Feed ID dari server, setelah terhubung arduino akan mengirim data mengakses halaman web pada server. GSM Shield dipasang secara stackable pada arduino dan akan menghubungkan arduino dengan server menggunakan jaringan internet.

2. Sistem Aplikasi Pemantauan Hidroponik

Sistem aplikasi pemantauan yang akan dibangun merupakan sistem aplikasi berbasis web menggunakan PHP

3. Web Server

Web server yang akan digunakan merupakan web server yang dibangun sendiri. Web server ini berfungsi sebagai tempat pelayanan dan pengolahan data antara Arduino,

database dan client. Web server akan menerima data dari Arduino berupa besarnya keasaman/basa air, suhu air,konduktivitas listrik pada air, suhu udara dan besarnya intentitas cahaya pada ruang lingkup tanaman tersebut. Data ini selanjutnya akan disimpan ke dalam database dan siap diolah untuk di tampilkan kembali kepada client. Setiap keadaan status sensor akan mempunyai kondisi berupa lampu indikator untuk memberitahu kondisi tanaman itu berada dalam kondisi normal, kondisi rendah, dan kondisi tingggi. Di web juga akan dibuat grafik tersendiri pada masing-masing sensor, dimana grafik ini akan menampilkan data dari sensor pH, EC, suhu air, suhu udara serta sensor cahaya. Dimana grafik tersebut akan terupdate secara berkala yaitu dalam waktu 10 menit sekali. Proses pengolahan data ini akan selalu dilakukan baik ketika client mengakses web server maupun tidak mengakses web server. Apabila data yang diterima berada diluar ambang batas yang tidak sesuai dengan syarat tumbuh tanaman, maka sistem akan menampilkan notifikasi pada setiap sensor. Dimana notifikasi berfungsi untuk mengingatkan pengguna bahwa kondisi tanaman tidak normal.

4. Client

Client akan mengakses sebuah halaman web pada web server untuk melakukan monitoring dan hanya client khusus yang mendapatkan izin untuk mengakses halaman tersebut. Halaman ini akan berisikan besarnya nilai yang didapat sensor dan lampu indicator utuk menunjukkan keadaan tanaman tersebut dalam kondisi normal, kondisi rendah, ataupun kondisi tinggi. Selain itu juga client dapat mengakses grafik,, dimana grafik ini berisi grafik besarnya keasaman/basa air, suhu air, konduktivitas listrik air, besarnya suhu udara dan serta intentitas cahaya pada ruang lingkup tanaman, dimana grafik ini akan bergerak dan ter-update selama waktu yang akan kita tentukan di web. Apabila data yang diterima berada diluar ambang batas yang tidak sesuai dengan syarat tumbuh tanaman, maka sistem akan menampilkan notifikasi pada setiap sensor. Dimana notifikasi berfungsi untuk mengingatkan pengguna bahwa kondisi tanaman tidak normal. Selain itu, pada halaman web ini juga akan diberikan layanan bagi pengguna untuk dapat mengakses data history.

3.2Data yang digunakan

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data yang didapat langsung dari jaringan sensor. Kemudian arduino akan menerima data dari jaringan sensor, dimana

larutan konduktivitas listrik pada nutrisi, besarnya suhu udara serta intentitas cahaya pada ruang lingkup tanaman. Kemudian arduino akan mengirimkan data tersebut dengan bantuan GSM Shield kedalam server yang telah disediakan. Data yang dikirimkan dari arduino berupa data besarnya keasaman/basa air, suhu air,konduktivitas listrik di air, besarnya suhu udara dan intentitas cahaya pada ruang lingkup tanaman.

3.3Pemantuan Kualitas Tanaman Sayur Pada Media Tanam Hidroponik

Pada bagian ini akan dibahas mengenai pemantauan kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik.

3.3.1 Pemantauan

Pemantauan atau monitoring merupakan sebuah proses pengumpulan informasi dari penerapan suatu program termasuk mengecek apakah suatu program telah berjalan sesuai dengan rencana yang diinginkan sehingga setiap masalah yang ditemukan dapat diatasi (Foe, 2013). Pada penelitian ini yang dimonitoring merupakan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas tanaman hidroponik.

3.3.2 Notifikasi

Data yang masuk dari Arduino akan masuk ke dalam database, dan jika sudah masuk di database maka data akan selalu di cek oleh php. Dalam pemantauan kualitas tanaman hidroponik terdapat rentang nilai yang baik untuk pertumbuhan tanaman hidroponik, untuk itu sistem akan mengecek nilai-nilai yang sesuai dengan syarat tumbuh setiap tanaman. Dan jika tidak sesuai dengan syarat tumbuh ,akan muncul notifikasi yang berisi pemberitahuan bahwa keadaan tanaman tidak sesuai dengan syarat tumbuh tanaman, selanjutnya notifikasi ini ditampilkan kepada client. Akan tetapi jika data yang masuk ke database sesuai dengan syarat tumbuh tanaman hidroponik maka program akan mengecek kembali tetapi tidak mengirimkan notifikasi di sisi client. Adapun flowchart notifikasi dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.2. Flowchart Notifikasi

3.4Perancangan Hardware

Pada bagian ini akan membahas tentang proses perancangan hardware yang akan dibangun.

3.4.1. Perancangan Sensor suhu udara, sensor suhu air, dan LDR dengan board open garden shield.

Open Garden adalah sumber alternatif terbuka untuk otomatisasi rumah komersial untuk kontrol jarak jauh tanaman indoor dan outdoor Anda. Platform ini terdiri dari tiga kit yang berbeda, masing-masing siap untuk jenis tertentu skenario tanaman yang tumbuh: dalam ruangan (rumah dan rumah kaca), outdoor (kebun dan sawah) dan

keadaan tanaman dengan merasakan beberapa parameter, Kelembaban tanah (Indoor & Outdoor kit) Suhu, Kelembaban, Cahaya, sensor air: pH, Conductivity, Temperature (Hydroponics kit). Yang mengirim data secara berkala informasi ke Gateway yang upload data ke web server dengan menggunakan salah satu antarmuka nirkabel yang tersedia (WiFi, GPRS, 3G).

Gambar 3.3 Perancangan Sensor suhu udara, suhu air, dan LDR dengan Open Garden Shield.

Keterangan dari gambar 3.3 :

1. DHT22 adalah sensor suhu udara dengan antarmuka digital kawat tunggal. sensor dikalibrasi sehingga Anda bisa mendapatkan hak untuk mengukur kelembaban relatif dan suhu. Sensor DHT22 memiliki tiga koneksi (positif, negatif dan data). 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).

2. Sensor DS18B20 memiliki tiga koneksi (positif, negatif dan data), 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).

3. Ini adalah sensor cahaya yang sangat kecil. Sebuah perubahan photocell (juga disebut photodetektor, CdS atau fotokonduktif sel) resistensi tergantung pada jumlah cahaya itu terkena. Sensor ini sedikit membuat ambient besar pemicu cahaya (ketika cahaya di ruangan menyala).

3.4.2 Perancangan Sensor pH dan Electro Conductivity Sensor dengan Extension board open garden Hydroponic

Extension board open garden Hydroponic yaitu board tambahan untuk open garden shield. Dimana board ini memungkinkan untuk mengontrol keadaan tanaman untuk beberapa parameter yaitu pH, Electro Conductivity, dan suhu. (Libelium, 2015).

Gambar 3.4 Perancangan Sensor PH dan Sensor EC dengan board Open Garden Shield

Keterangan dari gambar 3.4 :

1. Sensor pemeriksaan pH hanya memiliki satu konektor yang mengintegrasikan semua kabel yang berbeda dari sensor. Pada sensor ini menggunakan konektor BNC, Dalam rangka untuk mengkalibrasi sensor pH Anda dapat membeli kalibrasi pH kit kalibrasi kit dan mendapatkan nilai pH di mV (milivolt) dengan fungsi OpenGarden.readpH() untuk tiga nilai pH. Sekarang Anda harus mengubah mendefinisikan di dalam program.

2. Elektro-konduktivitas probe sensor memiliki dua koneksi. Menghubungkan kabel di konektor sensor EC tidak terdapat polaritas data positf ataupun negatif. Mengkalibrasi sensor elektro-konduktivitas Anda dapat membeli konduktivitas

1

OpenGarden.readResistanceEC () untuk dua nilai dari EC. Sekarang Anda harus mengubah mendefinisikan di atas Program. Misalnya jika Anda menggunakan kit kalibrasi dengan 10500 mikrodetik / cm dan 40.000 mikrodetik / cm.

3.4.3 Perancangan GSM Shield Dan Arduino Uno

Arduino GSM adalah sebuah board modul yang menghubungkan sebuah papan Arduino untuk terhubung ke internet, membuat / menerima panggilan suara dan mengirim / menerima pesan SMS. GSM Shield menggunakan modem radio M10 . Hal ini dimungkinkan untuk berkomunikasi dengan papan menggunakan AT commands. Pada modul GSM terdapat library untuk metode komunikasi. GSM Shield menggunakan pin digital 2 dan 3 untuk komunikasi serial dengan modem M10. Pin RX yang terletak pada pin 2 modem M10 akan dihubungkan dengan pin TX di arduino uno dan pin TX yang terletak pada pin3 modem akan dihubungkan dengan RX arduino. M10 adalah Quad-band GSM / GPRS modem yang bekerja pada frekuensi GSM850MHz, GSM900MHz, DCS1800MHz dan PCS1900MHz. Ini mendukung TCP / UDP dan HTTP protokol melalui koneksi GPRS. penyedia jaringan untuk yang paling up to date informasi. Modul ini akan dipasang secara stackable pada arduino seperti terlihat pada Gambar 3.5

3.5Perancangan Sistem

Perancangan sistem yang dibangun terdiri dari use case diagram, rancangan halaman login, rancangan halaman utama, rancangan halaman tabel pemakaian, rancangan halaman gambar sensor.

3.5.1. Use Case diagram

Use case diagram merupakan sebuah model yang menggambarkan kebutuhan sistem dan fungsionalitas yang diharapkan dari suatu sistem dari sudut pandang pengguna sistem. Use case dibuat untuk memudahkan pengguna atau pembaca dalam mengerti alur kerja suatu sistem sehingga sistem dapat digunakan sebaik mungkin. Adapun aktor yang berperan pada sistem yang dibangun ini satu orang aktor yaitu user aplikasi yang akan menggunakan sistem untuk melakukan monitoring tanaman hidroponik dapat dilihat pada Gambar 3.6.

penyusunan barang tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Deskripsi Use Case Sistem Aplikasi Monitoring

3.5.2. Rancangan Halaman Login

Pada halaman login, user harus melakukan proses login dengan mengisikan username dan password yang sesuai lalu menekan tombol “login” untuk menggunakan sistem. Rancangan halaman login dapat dilihat pada Gambar 3.7.

USERNAME

PASSWORD

LOG IN

Gambar 3.7. Rancangan Halaman Login

3.5.3. Rancangan Halaman Utama

Setelah user berhasil login, maka user akan masuk ke halaman utama sekaligus halaman dashboard. Pada halaman utama ini terdapat menu-menu yaitu menu tanaman yang akan dimonitoring, Kondisi masing – masing sensor dan grafik kondisi sensor tanaman. Rancangan halaman utama dapat dilihat pada Gambar 3.8.

No Use Case Deskripsi

1 Login Proses yang harus dilalui user untuk masuk ke dalam sistem.

2 Logout Proses untuk keluar dari sistem dan hanya dapat dilakukan apabila user telah login.

3 Sensor Menampilkan Informasi sensor yang digunakan dan dimana letak posisi sensor

4 Grafik Menampilkan detail informasi jumlah dari masing-masing data sensor yang telah digunakan

5 Tabel Menampilkan tabel informasi data dari masing-masing sensor yang digunakan.

Gambar 3.8. Rancangan Halaman Utama Keterangan:

a. Pada bagian ini adalah sub menu dari beberapa tanaman yang akan dimonitoring yaitu tanaman sawi, bayam dan selada .

b. Di bagian ini akan menampilkan data atau nilai dari masing - masing sensor dalam bentuk nilai, lampu indikator sebagai notifikasi dan tampilan grafik.

3.5.4. Rancangan Halaman Tabel Monitoring Sensor

Halaman table akan muncul apabila user memilih menu log sensor. Di halaman ini user dapat melihat dan mencari informasi mengenai jumlah kebutuhan tanaman yang digunakan sesuai dengan tanggal dan jam. Data juga bisa langsung diprint. Rancangan halaman table monitoring tanaman hidroponik dapat dilihat pada Gambar 3.9

IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

Bab ini membahas hasil yang didapatkan dari implementasi dan pengujian sistem dalam melakukan pemantauan tanaman hidroponik menggunakan media web dengan analisis dan perancangan yang telah dibahas pada Bab 3.

4.1. Implementasi Sistem

Pada tahap implementasi sistem, monitoring diimplementasikan menggunakan bahasa pemrograman PHP dan untuk memonitoring pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan intentitas cahaya menggunakan bahasa pemrograman C.

4.1.1. Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak yang Digunakan

Spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan pada pembangunan sistem adalah sebagai berikut:

1. Processor Intel Core i3-4030U CPU @ 1.90GHz. 2. Sistem Operasi Windows 8.1 Pro 64-bit.

3. Memory 2.00 GB RAM DDR3. 4. Kapasitas harddisk 500GB. 5. PHP 5.4.7.

6. Arduino 1.6.12 7. XAMPP versi 3.2.2.

4.1.2 Implementasi Perancangan Antarmuka

Adapun implementasi perancangan antarmuka pada sistem yang telah dibangun adalah sebagai berikut :

4.1.2.1Halaman Login

Halaman ini adalah halaman awal saat sistem dijalankan. Pengguna harus melakukan proses login terlebih dahulu untuk menggunakan sistem dengan cara memasukkan username dan password. Halaman login dapat dlihat pada Gambar 4.1

Gambar 4.1. Halaman Login

4.1.2.2 Halaman Utama

Setelah user berhasil login, maka user akan masuk ke halaman utama, User bisa memilih tanaman yang akan di monitoring . Pada halaman utama ini terdapat menu-menu yaitu menu-menu tanaman selada, menu-menu tanaman bayam, menu-menu tanaman sawi, dan menu tabel sensor. Dan pada halaman utama juga terdapat tombol log out untuk keluar dari halaman web tersebut. Adapun tampilan halaman utama dapat dilihat pada gambar 4.2.

4.1.2.3 Halaman Pemantauan Tanaman Selada, Bayam Merah, dan Sawi Pakcoy Halaman Monitoring tanaman merupakan halaman dimana user dapat melihat dan mencari informasi mengenai pemakaian dan kebutuhan tanaman yang ditampilkan dalam bentuk jumlah bilangan. Halaman monitoring tanaman dapat dilihat pada Gambar 4.3, 4.4, dan 4.5.

Gambar 4.3. Halaman Monitoring Tanaman Selada

Gambar 4.5. Halaman Monitoring Tanaman Sawi

4.1.2.4 Tampilan Grafik Pada sensor

Pada tampilan ini akan memperlihatkan jumlah nilai dari sensor pH, sensor EC, sensor suhu air, sensor suhu udara, dan sensor cahaya, yang di dapat dari tanaman dalam bentuk grafik. Grafik ini digunakan untuk memantau kebutuhan tanaman , grafik ini akan terupdate secara berkala yaitu 10 menit sekali sehingga user dapat memantau berapa kadar yang digunakan pada setiap tanaman. Grafik dapat dilihat pada gambar (a),(b),(c), dan (e).

1. Temperatur Udara

(a) 2. Cahaya

(c)

4. Keasaman (PH)

(d)

5. Temperatur Suhu Air Tanaman

(e)

Gambar 4.6. Tampilan Grafik Setiap Sensor

(a)Grafik Temperatur Udara; (b) Grafik Cahaya; (c) Grafik Konduktivitas Listrik (EC); (d) Grafik pH; (e) Grafik Suhu Air

4.1.2.5 Tampilan Tabel sensor

Pada bagian ini akan menampilkan nilai-nilai yang didapat oleh sensor tanaman dalam bentuk tabel. Pada tampilan ini nilai yang didapat dari sensor selalu terbaru. Data terbaru akan berubah setiap satu jam. Tampilan tabel pemantuan tanaman dapat dilihat pada gambar 4.5

Gambar 4.7. Halaman Tabel Log Sensor

4.1.2.6 Tampilan database sensor

Pada bagian ini user dapat melihat kembali nilai dari sensor yang sudah tersimpan didalam database, yaitu dengan cara menentukan jam dan tanggal yang bisa diatur menggunakan tombol. Hal ini bertujuan untuk meneliggti kebutuhan-kebutuhan tanaman. Agar memudahkan user untuk melihat lebih lanjut data dari setiap sensor dapat di cetak menggunakan PC yang sudah terhubung dengan mesin printer. Tampilan setting database dapat dilihat pada gambar 4.9.

Tampilan ini merupakan notifikasi dari sebuah peringatan pada masing-masing sensor. Peringatan tersebut akan tampil ketika nutrisi atau kebutuhan dari setiap tanaman tidak sesuai. Notifikasi tersebut muncul ketika kebutuhan tanaman terlalu rendah atau terlalu tinggi di atas normal. Tampilan gambar peringatan sensor dapat dilihat pada gambar 4.8.

Gambar 4.8. Tampilan Gambar Notifikasi Peringatan Dari Masing-masing Sensor

4.2. Pengujian Kinerja Sistem

Pada tahap ini akan membahas masalah pengujian kinerja sistem atau alat yang dibangun. Pada tahap ini akan melakukan pengujian tentang terhadap 3 tanaman berbeda serta memantau kondisi tanaman pada perubahan kadar pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan intentitas cahaya. Waktu yang dilakukan untuk pengujian dilakukan dalam 14 hari. Adapun pengujian sistem dapat dilihat pada Gambar 4.9.

(a) Tanaman Selada (b) Tanaman Bayam Merah (c)Tanaman Sawi Pakcoy Gambar 4.9. Pengujian sistem

Pengujian kinerja sistem yang dilakukan adalah untuk mengetahui mengetahui rata-rata kadar pH, suhu air, nutrisi, suhu udara ,intentitas cahaya ,jumlah daun tanaman, dan tinggi tanaman. Pengujian ini dilakukan selama 2 minggu pada setiap tanaman berbeda, dan data yang didapat adalah data hitungan rata-rata per harinya. Pengujian ini dilakukan pada saat tanaman berasal dari biji, dan disemai selama 2 hari. Sensor yang digunakan pun pada minggu pertama hanya sensor cahaya dan sensor suhu udara dikarenakan tanaman belum cukup besar untuk bisa menyerap larutan nutrisi. Pada minggu ke-2 tanaman akan diletakkan di sebuah wadah yang berisi air nutrisi dan diwadah tersebut dimasukkan sensor suhu air, ph, dan sensor EC.

Pengujian pertama yang dilakukan yaitu pada tanaman selada. Pengujian yang dilakukan pada minggu pertama, sensor suhu dapat bekerja dengan baik dengan mendapatkan nilai suhu rata-rata perharinya di lingkungan tanaman selada. Adapun data yang didapat sensor per harinya berbeda. Sedangkan sensor ldr mendapatkan data dari cahaya matahari, data yang didapat perharinya pun berbeda. Kondisi pada tanaman selada pada hari ketujuh, tanaman tumbuh dengan baik dan mempunyai jumlah daun 4 buah serta tinggi 3.4 cm. Adapun hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Selada Dari Hari I-VII Pada Minggu ke-1

Hari Nilai pH (pH) Nilai EC (mmhos/cm) Suhu air (°C₎

Suhu Udara

(°C₎

Persentase Cahaya (%) Jumlah Daun Tinggi (cm)

I - - - 28 76 - -

II - - - 30 79 1 3

III - - - 29 76 1 3

IV - - - 29 76 2 3

V - - - 31 81 2 3.2

VI - - - 30 78 3 3.2

VII - - - 30 79 4 3.2

Pada minggu kedua, tanaman selada yang mempunyai 4 helai daun sudah bisa dipindahkan ke wadah yang sudah berisi air dan campuran larutan nutrisi sesuai kebutuhan tanaman. Di wadah tersebut diletakkan sensor pH, EC, dan suhu air. Adapun data yang didapat oleh sensor setiap harinya berbeda-beda. Data dari sensor PH dan EC pun berubah setiap harinya, dikarenakan tanaman sudah menyerap air nutrisi di wadah tersebut. Sedangkan kondisi pada tanaman, tanaman tumbuh dengan

hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Selada Dari Hari I-VII Pada Minggu ke-2

Hari Nilai pH (pH) Nilai EC (mmhos/cm) Suhu air (°C₎

Suhu Udara

(°C₎

Persentase Cahaya (%) Jumlah Daun Tinggi (cm)

I 6.44 1236 29 29 76 4 3.4

II 6.30 1200 29 29 76 4 3.4

III 6.20 1100 29 30 79 5 3.4

IV 6.20 1100 29 31 81 5 3.6

V 5.93 1065 29 31 81 5 3.6

VI 5.93 997 29 20 78 5 3.6

VII 5.75 990 29 29 77 6 3.6

Pengujian kedua dilakukan pada tanaman bayam merah. Pengujian yang dilakukan pada minggu pertama, sama seperti tanaman selada yang hanya mengambil data dari sensor suhu dan sensor ldr. Sensor juga mendapat data rata-rata yang berbeda setiap harinya, karna cuaca setiap harinya tidak sama. Kondisi pada tanaman pada hari ketujuh tanaman tumbuh dengan baik dan mempunyai jumlah daun 4 buah serta tinggi hanya 3.2 cm. Adapun hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Pada Tanaman Bayam Merah Dari Hari I-VII Pada Minggu ke-1

Hari Nilai pH (pH) Nilai EC (mmhos/cm) Suhu air (°C₎

Suhu Udara

(°C₎

Persentase Cahaya (%) Jumlah Daun Tinggi (cm)

I - - - 30 79 - -

II - - - 30 79 1 3

III - - - 29 76 1 3

IV - - - 31 82 2 3

V - - - 31 82 2 3

VI - - - 28 77 3 3.2

VII - - - 30 79 4 3.2

Pada minggu kedua, tanaman bayam merah juga dipindahkan ke media tanam hidroponik. Dimana wadah media tanam hidroponik sudah di isi dengan air dan

larutan nutrisi. Di wadah tersebut diletakkan sensor pH, EC, dan suhu air. Pada hari 4 terjadi perubahan kenaikan nilai pH dan EC yang signifikan, ini dikarenakan tanaman bayam merah terkena air hujan sehingga volume air di wadah jadi bertambah. Lalu pada hari ke 5 tanaman mulai menyerap air nutrisi dengan baik lagi, sehingga nilai pH dan EC sudah turun secara stabil . Sedangkan kondisi pada tanaman bayam merah, tanaman tumbuh cukup baik sampai hari yang ke-14 sudah mempunyai 6 helai daun, dan tinggi 3.8 cm. Adapun hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.4.

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Pada Tanaman Bayam Merah Dari Hari I-VII Pada Minggu ke-2

Hari Nilai pH (pH) Nilai EC (mmhos/cm) Suhu air (°C₎

Suhu Udara

(°C₎

Persentase Cahaya (%) Jumlah Daun Tinggi (cm)

I 6.67 2084 29 29 78 4 3.2

II 6.34 2060 29 30 80 4 3.4

III 6.23 2000 29 31 83 5 3.4

IV 5.10 1810 28 27 74 5 3.4

V 5.03 1770 29 28 80 5 3.6

VI 4.90 1730 29 26 76 5 3.6

VII 4.80 2023 29 26 77 6 3.8

Pengujian ketiga dilakukan pada tanaman sawi pakcoy. Pengujian yang dilakukan pada minggu pertama, sama seperti tanaman selada dan bayam merah yang hanya mengambil data dari sensor suhu dan sensor cahaya. Sensor mendapat data rata-rata yang berbeda setiap hari. Kondisi pada tanaman pada hari ketujuh tanaman tumbuh dengan baik dan mempunyai jumlah daun 4 buah serta tinggi 3.6 cm. Adapun hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.5

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Pada Tanaman Sawi Pakcoy Dari Hari I-VII Pada Minggu ke-1

Hari Nilai pH (pH) Nilai EC (mmhos/cm) Suhu air (°C₎

Suhu Udara

(°C₎

Persentase Cahaya (%) Jumlah Daun Tinggi (cm)

I - - - 31 82 - -

II - - - 31 82 1 3

III - - - 29 76 1 3

IV - - - 30 79 2 3.2

V - - - 31 82 2 3.4

VI - - - 29 76 3 3.4

media tanam hidroponik. Dimana wadah media tanam hidroponik sudah di isi dengan air dan larutan nutrisi. Di wadah tersebut diletakkan sensor pH, EC, dan suhu air. Data EC dan pH yang didapat sensor pada hari 1 dan ke-2 terjadi penurunan secara stabil. Namun pada hari 3 terjadi perubahan nilai pH dan EC yang signifikan, ini dikarenakan tanaman juga terkena air hujan yang membuat volume air di wadah jadi bertambah. Lalu pada hari ke-4 nilai pH dan EC mulai turun secara stabil lagi. Sedangkan kondisi pada tanaman sawi pakcoy, tanaman tumbuh cepat sampai hari yang ke-7 yang mempunyai 6 helai daun, dan tinggi 4.2 cm. Adapun hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.6.

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Pada Tanaman Sawi Pakcoy Dari Hari I-VII Pada Minggu ke-2

Hari Nilai pH (pH) Nilai EC (mmhos/cm) Suhu air (°C₎

Suhu Udara

(°C₎

Persentase Cahaya (%) Jumlah Daun Tinggi (cm)

I 6.50 2100 29 29 78 4 3.6

II 6.30 2088 29 29 78 5 3.8

III 5.04 1848 28 28 76 5 3.8

IV 4.97 1823 29 28 76 5 4

V 4.84 1793 29 28 76 5 4

VI 4.60 1730 29 31 82 5 4

VII 4.49 1720 29 31 82 6 4.2

Berdasarkan hasil dari perbandingan pengujian tanaman selada, bayam merah, dan sawi pakcoy respon dari pendeteksian menunjukkan bahwa sensor dan sistem berjalan dengan baik. Namun pada minggu pertama hanya digunakan sensor suhu udara dan sensor ldr. Lalu pada minggu ke-2 sensor EC, pH, dan sensor suhu air baru bisa mendapatkan data di wadah air nutrisi.

Berdasarkan hasil pengujian tanaman selama 2 minggu , semua tanaman mempunyai kebutuhan nutrisi yang berbeda-beda. Berdasarkan pengujian, sensor suhu air, suhu udara dan ldr selalu mendapatkan data rata-rata yang stabil sesuai dengan keadaan lingkungan tanaman tersebut. Pada pengujian tanaman bayam merah dan sawi pakcoy mendapatkan salah satu faktor yang bisa mempengaruhi nilai nutrisi untuk pertumbuhan tanaman tersebut yaitu air hujan. Dimana air hujan masuk ke wadah

yang berisi air nutrisi, yang mengakibatkan volume air bertambah. Dari pertambahan volume air tersebut, kadar pH mengalami penurunan rata-rata 1.19 pH dan EC juga mengalami penurunan nilai rata-rata 265 mmhos/cm. Jadi untuk mengantisipasi perubahan pH dan EC yang signifikan dibutuhkan nya sistem notifikasi pada pengguna sehingga dapat mengatur kembali kebutuhan tanaman tersebut.

Pengujian ini juga didapatkan hasil jumlah daun dan tinggi pada masing-masing tanaman yaitu pada tanaman selada mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.6 cm. Pada tanaman bayam merah mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.8 cm. sedangkan pada tanaman sawi pak coy , jumlah daun yang didapatkan yaitu sekitar 6 helai dan tinggi 4.2 cm.

Bab ini membahas tentang kesimpulan dari penerapan metode yang diajukan untuk melakukan sistem pemantauan kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik serta saran – saran pengembangan yang dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya.

5.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan pengujian sistem pemantauan kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik yaitu:

1. Pengujian sistem ini menggunakan Arduino sebagai microcontroller untuk memantau faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik dan untuk komunikasi data menggunakan jaringan GSM/GPRS serta kartu provider.

2. Berdasarkan hasil pengujian tanaman selama 2 minggu, semua tanaman mempunyai kebutuhan nutrisi yang berbeda-beda. Sensor suhu air, suhu udara dan ldr selalu mendapatkan data rata-rata yang stabil sesuai dengan keadaan lingkungan tanaman tersebut. Pada pengujian tanaman bayam merah dan sawi pakcoy mendapatkan salah satu faktor yang bisa mempengaruhi untuk pertumbuhan tanaman tersebut yaitu air hujan. Dimana air hujan masuk ke wadah yang berisi air nutrisi, yang mengakibatkan volume air bertambah. Dari pertambahan volume air tersebut, kadar pH mengalami penurunan rata-rata 1.04 pH dan EC juga mengalami penurunan nilai rata-rata 225 mmhos/cm.

3. Pada pengujian didapatkan hasil jumlah daun dan tinggi pada masing-masing tanaman yaitu pada tanaman selada mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.6 cm. Pada tanaman bayam merah mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.8 cm, sedangkan pada tanaman sawi pak coy , jumlah daun yang didapatkan yaitu sekitar 6 helai dan tinggi 4.2 cm.

5.2. Saran

Saran yang dapat penulis berikan untuk pengembangan penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut:

1. Pengamatan yang dilakukan oleh penulis hanya 2 minggu, oleh karena itu penulis menyarankan pengamatan yang dilakukan agar lebih lama lagi untuk mendapatkan data yang lebih banyak mengenai faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik.

2. Penulis mendapatkan salah satu faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman yaitu air hujan. Jadi untuk kedepannya penulis berharap pengamatan pada tanaman sayur hidroponik dilakukan di dalam rumah atau rumah kaca.

3. Penulis membangun sistem untuk memantau kualitas tanaman sayur dan memberikan notifikasi kepada pengguna jika nilai yang didapat setiap sensor tidak sesuai dengan kebutuhan tanaman, untuk kedepannya penulis berharap sistem dapat dikembangkan tidak hanya memantau dan memberikan notifikasi tetapi dapat memberikan saran dan otomatisasi dengan aktuator.

Bab ini membahas tentang teori penunjang dan penelitian terhadap faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik, dengan menggunakan Arduino untuk memantau kondisi tanaman pada perubahan kadar pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan intentitas cahaya.

2.1 Pemantauan Tanaman Hidroponik

Monitoring atau pemantauan merupakan sebuah proses pengumpulan informasi dari penerapan suatu program termasuk mengecek apakah suatu program telah berjalan sesuai dengan rencana yang diinginkan sehingga setiap masalah yang ditemukan dapat diatasi (Foe, 2013). Pada penelitian ini, pemantauan yang dilakukan yaitu pada tanaman hidroponik. Tanaman hidroponik merupakan salah satu budidaya pertanian tanpa menggunakan media tanah, sehingga hidroponik merupakan aktivitas pertanian yang dijalankan dengan menggunakan air sebagai medium untuk menggantikan tanah. Sehingga sistem bercocok tanam secara hidroponik dapat memanfaatkan lahan yang sempit. Pertanian dengan menggunakan sistem hidroponik memang tidak memerlukan lahan yang luas dalam pelaksanaannya, tetapi dalam bisnis pertanian hidroponik hanya layak dipertimbangkan mengingat dapat dilakukan di pekarangan rumah, atap rumah maupun lahan lainnya. (Roidah, 2014) .

Budidaya tanaman secara hidroponik memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan budidaya secara konvensional, yaitu pertumbuhan tanaman dapat di kontrol, tanaman dapat berproduksi dengan kualitas dan kuantitas yang tinggi, tanaman jarang terserang hama penyakit karena terlindungi, pemberian air irigasi dan larutan hara lebih efisien dan efektif, dapat diusahakan terus menerus tanpa tergantung oleh musim, dan dapat diterapkan pada lahan yang sempit (Harris, 1988).

Menurut Zulkarnain (2002), sistem hidroponik sangat mahal, terutama untuk pemberian nutrisi tanamannya (70 % biaya produksi digunakan untuk hal ini). Dilain pihak produksi yang rendah disebabkan beberapa hal, yaitu banyak petani yang belum

menerapkan cara budidaya yang baik, seperti penggunaan pupuk yang kurang berimbang, perawatan yang kurang intensif dan salah perhitungan waktu tanam.

Budidaya hidroponik memungkinkan pemantauan yang lebih akurat dan fleksibel pada faktor lingkungan di zona akar daripada pengolahan tanah. Peningkatan pertumbuhan dan produksi tanaman yang berkualitas tinggi juga dapat diharapkan melalui kontrol zona akar yang optimal.(D. Yumeina, 2016).

Sistem ini memantau kondisi tanaman hidroponik terhadap perubahan kadar pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan intentitas cahaya yang dikirim oleh sensor ke microcontroller.

2.1.1 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Selada

Menurut Darmawan (1997), pertumbuhan selada ‘Grand Rapid’ akan optimal pada kisaran suhu udara 25° - 26°C dan kelembaban berkisar antara 76-77%. Keadaan suhu di dalam rumah kaca selama penelitian berkisar antara 27,8° - 33,9°C dengan kelembaban antara 58,17% - 75,5%. Hasil penelitian penelitian Wulan (2006) menyatakan konsentrasi larutan hara yang optimum untuk pertumbuhan dan produksi selada yang dibudidayakan dengan hidroponik adalah EC 1.09-1.15 mS/cm yang berkisar 1000-1150 mmhos/cm . Pada saat penelitian, pH larutan nutisi berkisar antara 5,62-6,70 pH.

2.1.2 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Bayam Merah

Bayam merah dapat tumbuh sepanjang tahun, baik di dataran rendah maupun tinggi. Oleh karena itu, tanaman ini dapat ditaman di kebun dan pekarangan rumah. Bayam merah biasa ditanam di tegalan. Waktu tanam yang baik ialah awal musim hujan atau pada awal musim kemarau. Bayam merah akan tumbuh dengan baik bila ditanam pada tanah dengan derajat keasaman (pH tanah) sekitar 6-7. Bila pH kurang dari 6, tanaman bayam merah akan merana. Sementara itu, pada pH di atas 7, tanaman bayam merah akan mengalami klorosis, yaitu timbul warna putih kekuning-kuningan, terutama pada daun yang masih muda (Saparinto, 2013). Sedangkan konsentrasi larutan hara optimum untuk pertumbuhan dan hasil produksi tanaman bayam merah yang dibudidayakan adalah 1.5-2.0 mS/cm atau 1500-2000 mmhos/cm,

banyak air, sehingga paling tepat ditanam pada awal musim penghujan. Suhu yang terlalu rendah dan terlalu tinggi pada larutan nutrisi dapat menyebabkan berkurangnya penyerapan air dan ion nutrisi, untuk tanaman sayuran suhu optimal antara 5-15˚C. (Affan, 2004).

Kelembaban udara pada pagi hari (07.00 WIB) 69,76%, siang hari (12.00 WIB) 50,88% dan pada sore hari (17.00 WIB) 69,95%. Kemasaman larutan nutrisi dalam bak nutrisi sekitar 6,9 – 7,5. Kondisi seperti ini cocok untuk pertumbuhan tanaman bayam, sehingga produksinya meningkat.( Mairusmianti, 2011).

Dapat ditanam pada awal musim kemarau pada tanah yang gembur dan subur. Dan dapat tumbuh pada tanah liat asalkan tanah tersebut diberi pupuk kandang yang cukup. Untuk penanaman bayam merah di lahan yang luas, pengadaan air dapat dilakukan dengan mengalirkan air lewat parit yang ada di antara bedengan. Untuk tanaman bayam merah di halaman rumah atau pekarangan yang sempit, apalagi di dalam pot, pemenuhan air dapat dilakukan dengan cara menyiraminya (Saparinto, 2013)

2.1.3 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Sawi Pakcoy

Pakcoy dikenal sebagai tanaman sayuran daerah iklim sedang (sub-tropis) tetapi saat ini berkembang pesat di daerah panas (tropis). Suhu udara yang dikehendaki untuk pertumbuhan sawi adalah daerah yang mempunyai suhu malam hari 15,6°C dan siang hari 21,1°C. (Sastrahidajat, 1996). Menurut Cahyono (2003), pertumbuhan sawi yang baik membutuhkan suhu udara yang berkisar antara 19ºC - 21ºC. Sedangkan, kelembapan yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman sawi yang optimal menurut Cahyono (2003), berkisar antara 80% sampai dengan 90%. Kelembaban yang tinggi dan lebih dari 90% berpengaruh buruk terhadap pertumbuhan tanaman. Hasil penelitian Cahyono (2003) menyatakan bahwa konsentrasi larutan hara optimum untuk pertumbuhan dan hasil produksi tanaman pak choi yang dibudidayakan adalah 1.5-2.0 mS/cm = 1500-2000 mmhos/cm , sedangkan untuk kondisi pH tanaman Pakcoi berkisar antara pH 6.5-7.

Tanaman dapat melakukan fotosintesis serta memerlukan energi yang cukup. Cahaya matahari merupakan energi yang diperlukan untuk tanaman dalam melakukan

pertumbuhan dan produksi berkisar antara 350 cal / cm2 - 400 cal / cm2 setiap hari (Cahyono, 2003). Lebih lanjut dinyatakan bahwa tanaman sawi untuk mendapatkan intensitas cahaya matahari yang cukup memerlukan panjang penyinaran matahari (fotoperiodisitas) 12-16 jam setiap hari.

Suhu yang terlalu rendah dan terlalu tinggi pada larutan nutrisi dapat menyebabkan berkurangnya penyerapan air dan ion nutrisi, untuk tanaman sayuran suhu optimal antara 5-15˚C. (Affan, 2004).

2.2 Perangkat Hardware Yang Digunakan

2.2.1 Sensor PH

Sensor pH merupakan elektroda gelas yang terdiri dari gelembung gelas yang sensitif pH pada ujungnya, berisi larutan klorida yang diketahui pHnya dan elektroda. Sensor ini dapat mengukur tingkat keasaman dan basa pada air (Kustanti. I, 2014)

Pada prinsipnya sistem sensor pH (pH meter) terdiri dari elektroda pH yang digunakan untuk mendeteksi banyaknya ion H+ dari suatu cairan. Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan elektroda potensiometrik.. Keluaran dari pH meter sudah dikalibrasi dalam mV dan kondisi ideal dari elektroda pH pada suhu 25˚C. Dengan memonitor perubahan tegangan yang disebabkan oleh perubahan aktifitas ion hidrogen (H+) dalam larutan maka pH larutan dapat diketahui. Tegangan keluaran dari elektroda akan menunjukkan 0mV ketika dipakai untuk mengukur pH 7.00 (netral). (Rivai. M, 2010)

DS18B20 merupakan sensor suhu yang memiliki keluaran data dalam bentuk digital. Berdasarkan lembar data DS18B20, sensor ini membutuhkan catu daya antara 3V – 5.5V. Komunikasi antara DS18B20 dengan mikrokontroler ATmega328P menggunakan komunikasi 1-wire yaitu, jenis komunikasi yang memerlukan 1 pin dari salah satu port mikrokontroler ATmega328P (Maxim, 2010). Port yang digunakan untuk komunikasi ini adalah port D pin 3. Pada Rangkaian DS1820 diperlukan resistor pull-up dengan resistansi sebesar 4.7 KΩ. Resistor pullup juga berfungsi untuk menyesuaikan level tegangan digital sensor dengan mikrokontroler dikarenakan perbedaan arus serap (current-sink) dari keduanya. (Idris, 2014)

Gambar 2.2 Water Temprature Sensor (Libelium, 2015)

2.2.3 Electro Conductivity Sensor

Konduktivitas merupakan ukuran yang menyatakan kemampuan bahan dalam menghantarkan arus dalam hal ini cairan. Satuan konduktivitas ialah siemens atau mho yang merupakan kebalikan dari satuan resistansi yaitu Ω (Ohm). Saat ini sensor konduktivitas konvensional memiliki dimensi yang relatif cukup besar serta harga yang cukup mahal. Sehingga diperlukan teknologi mikroelektronika untuk memperkecil ukuran sensor tanpa mengurangi fungsi dari sensor tersebut. (Bagus S dkk, 2013).

Formula yang digunakan dalam pengukuran konduktivitas larutan ialah �= ����

�

1

Dengan σ merupakan konduktivitas (S atau mho), K_sel merupakan konstansta sel (cm

-1

), R merupakan resistasi terukur (ohm), α faktor kompensasi temperatur dalam persen perubahan per °C dan T temperatur terukur dalam °C. EC diukur dalam satuan mS/cm, nilai EC dapat juga diberikan dalam uS/cm dimana 1 mS/cm = 1000 mmhos/cm (Mairusmianti, 2011). Gambar sensor Konduktivitas dapat dilihat pada gambar 2.3

Gambar 2.3 Electro Conductivity Sensor (Libelium, 2015)

2.2.4 Light Sensor

Sensor Cahaya (LDR/ Light Dependent Resistor) Photocells fotokonduktif / LDR (Light Dependent Resistor) dirancang untuk merasakan cahaya 400-700 nm. Resistor ini bergantung cahaya tersedia dalam berbagai nilai resistansi. LDR dikemas dalam dua bertimbel header keramik dilapisi plastik. (Romadloni. P. L, 2012)

Sensor DHT22 merupakan sensor suhu dan kelembapan untuk ruangan. Memiliki rentang pengukuran suhu dan kelembaban yang lebar. Menyala pada tegangan minimal 3.3v hingga maksimal 5v dan memiliki rentang deteksi suhu -40°C - +80°C. (Christoper. G, 2012)

Gambar 2.5 Air Temperature Sensor (Libelium, 2015)

2.2.6 Open Garden Shield

Open Garden adalah sumber alternatif terbuka untuk otomatisasi rumah komersial untuk kontrol jarak jauh tanaman indoor dan outdoor Anda . Platform ini terdiri dari tiga kit yang berbeda , masing-masing siap untuk jenis tertentu skenario tanaman yang tumbuh : dalam ruangan ( rumah dan rumah kaca ) , outdoor ( kebun dan sawah ) dan hidroponik ( tanaman di instalasi air ) . (Libelium, 2015)

2.2.7 Open Garden Hydroponic

Board ini adalah board tambahan untuk open garden shield. Dimana board ini memungkinkan untuk mengontrol keadaan tanaman untuk beberapa parameter yaitu pH, Electro Conductivity, dan suhu. (Libelium, 2015)

Gambar 2.7 Open Garden Hydroponic (Libelium, 2015)

2.2.8 Arduino UNO

Arduino / Genuino Uno adalah papan mikrokontroler berdasarkan ATmega328P

(datasheet). Ini memiliki 14 digital pin input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, kristal kuarsa 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan tombol reset. Ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler; hanya menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau kekuasaan itu dengan adaptor AC-DC atau baterai untuk memulai. Anda dapat bermain-main dengan UNO Anda tanpat takut terlalu banyak tentang melakukan sesuatu yang salah, skenario terburuk Anda dapat mengganti chip yang untuk beberapa dolar dan mulai dari awal lagi.

"Uno" berarti satu di Italia dan dipilih untuk menandai pelepasan Arduino Software (IDE) 1.0. Papan Uno dan versi 1.0 dari Arduino Software (IDE) adalah versi referensi dari Arduino, sekarang berkembang untuk rilis yang lebih baru. Papan Uno adalah yang pertama dalam serangkaian papan USB Arduino, dan model referensi untuk platform Arduino; untuk daftar ekstensif papan saat ini, masa lalu atau usang melihat indeks Arduino papan. (Arduino.cc, 2008)

Gambar 2.8 Arduino UNO (Arduino.CC, 2008)

Spesifikasi pada Arduino Uno adalah sebagai berikut: o _{Mikrokontroler : ATmega328}

o _{Tegangan Operasi : 5V}

o _{Tegangan Input (rekomendasi) : 7 - 12 V} o _{Tegangan Input (batas) : 6-20 V}

o _{Pin digital I/O : 14 (6 diantaranya pin PWM)} o _{Pin Analog input : 6}

o Arus DC per pin I/O : 40 mA o Arus DC untuk pin 3.3 V : 150 mA

o _{Flash Memory : 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader} o _{SRAM : 2 KB}

o _{EEPROM : 1 KB}

o _{Kecepatan Pewaktuan : 16 Mhz}

2.2.9 GSM / GPRS Shield

GSM Shield atau GPRS (General Packet Radio Service) Shield merupakan produk untuk wkeperluan nirkabel Arduino. Beroperasi pada frekuensi GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz untuk keperluan pengiriman suara, SMS, dan data dengan konsumsi data yang rendah. Shield GPRS ini dikendalikan menggunakan AT commands (GSM 07.07 ,07.05 dan SIMCOM enhanced AT Commands). 3Kompatible dengan board Arduino UNO, Duemilanove, Seeeduino, dan Mega. (Arduino.cc, 2010)

Gambar 2.9 GSM / GPRS Shield (Arduino.cc , 2010 )

2.3 Penelitian Terdahulu

Pada tahun 2006, Hadian Satria melakukan penelitian untuk membuat Perancangan Dan Implementasi Sistem Otomatisasi Pemeliharaan Tanaman Hidroponik. Penelitian ini bertujuan membuat sistem untuk mengotomatisasikan pemeliharaan tanaman hidroponik yaitu dalam hal penyiraman dan pemberian pupuk dengan waktu yang telah ditentukan menggunakan motor dc, sensor LDR, dan pompa air berbasis mikrokontroler AT89S52. Sehingga dapat mempermudah user yang ingin melakukan pemeliharaan tanaman hidroponik.

Pada tahun 2009, Chusnul Arif et al melakukan penelitian untuk membuat Sistem Monitoring Pertumbuhan Tanaman dan Lingkungan Mikro di Dalam Greenhouse Menggunakan Field Server. Penelitian ini menggunakan FS(Field Server) yaitu sistem monitor otomatis dengan beberapa sensor dan kamera IP yang bisa digunakan untuk memonitor pertumbuhan tanaman dan parameter lingkungan. Penelitian ini menjelaskan tentang aplikasi FS untuk monitoring pertumbuhan tanaman tomat didalam greenhouse dan parameter lingkungan mikro didalamnya secara online. FS yang digunakan terdiri dari tiga sensor yaitu fradiasi matahari, suhu udara dan kelembaban relatif. Selain itu, IP kamera yang digunakan bisa digunakan untuk mengetahui kondisi tanaman aktual dan dilengkapi dengan video. Dengan menggunakan IP Public, ketiga parameter tersebut dan kondisi tanaman bisa diketahui dan diakses secara online dengan jaringan internet dimana saja. Harapannya dengan sistem monitoring ini, kebutuhan air dan nutrisi bisa juga ditentukan secara real time.

keasaman pada system hidroponik stroberi menggunakan kontroler PID berbasis Arduino Uno. Pengendalian dirancang agar kadar keasaman air hidroponik sesuai dengan setpoint yaitu pH 6 dengan mengendalikan putaran pompa yang berisi cairan asam dan basa. Pada penelitian ini Arduino UNO yaitu sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 diaplikasikan sebagai perangkat pengendali kadar keasaman air hidroponik. Proses perancangan kontroler PID menggunakan metode root locus dan didapatkan bahwa semua akar berada disebelah kiri bidang s, sehingga respon yang didapat dari semua pole stabil. Hasil perhitungan parameter PID dengan pole s = -3.53 didapatkan nilai parameter PID terbaik yaitu Kp = 4.8065, Ki = 5 dan Kd = 0.6808.

Pada tahun 2012, Pristian Luthfy Romadloni melakukan penelitian untuk membuat rancang bangun sistem otomasi hidroponik NFT (Nutrient Film Technique). Pada penelitiannya, ia menggunakan mikrokontroler dengan IC Atmega 328P yang terintegrasi dengan berbagai sensor, sistem otomasi untuk hidroponik antara lain untuk mengatur pompa, LED grow light, sistem pemupukan, serta memberikan informasi suatu keadaan kepada pemilik hidroponik. Penelitian terdahulu dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini :

Tabel 2.1. Penelitian Terdahulu No. Peneliti

(Tahun)

Alat yang digunakan Keterangan

1. Utama, H et al (2009)

Motor dc, sensor Light Dependent Resistor (LDR) dan pompa air berbasis microcontroller

AT89S52

Menggunakan motor dc, sensor LDR, dan pompa air

untuk mengotomatisasikan pemeliharaan tanaman

hidroponik berbasis mikrokontroler AT89S52.

2.

3.

4.

Chusnul Arif a et al (2009)

Kustanti (2014)

Romadloni (2012)

Field Server (FS), Kamera IP

Root Locus , berbasis microcontroller

ATmega328

Sensor pH, sensor suhu LM35, sensor

LDR, dan sensor ultrasonic

Menggunakan Field Server (FS) untuk dapat memonitor

pertumbuhan tanaman dan parameter lingkungan

secara otomatis yang terhubung beberapa sensor

dan kamera IP. ATmega328 sebagai perangkat pengendali kadar

keasaman air hidroponik serta metode root locus digunakan untuk kontroler

PID

Menggunakan Atmega 328P yang terintegrasi dengan

berbagai sensor,system otomasi untuk hidroponik.

Perbedaan penelitian yang dilakukan dengan penelitian terdahulu adalah jika penelitian terdahulu memantau dan melakukan tindakan-tindakan untuk tanaman hidroponik tersebut. Sedangkan pada penelitian ini, peneliti memantau dan menampilkan hasil dari pemantauan dalam bentuk data grafik dan table dalam sebuah web yang dibangun sendiri. Dimana web tersebut berisi sub-sub menu dari keadaan tanaman hidroponik seperti keadaan keasaman air, suhu air, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu udara dan intentitas cahaya pada tanaman hidroponik. Dimana jaringan sensor akan mendapatkan data dari setiap keadaan tanaman, dan akan memberikan notifikasi atau peringatan kepada user jika keadaan tanaman hidroponik tersebut melebihi ambang batas yang telah ditentukan.

1.1Latar Belakang

Media tanam merupakan salah satu faktor penting yang sangat menentukan dalam kegiatan bercocok tanam. Media tanam akan menentukan baik buruknya pertumbuhan tanaman yang pada akhirnya mempengaruhi hasil produksi. Media tanam memiliki fungsi untuk menopang tanaman, memberikan nutrisi dan menyediakan tempat bagi akar tanaman untuk tumbuh dan berkembang. Lewat media tanam tumbuh-tumbuhan mendapatkan sebagian besar nutrisinya.

Setiap jenis tanaman membutuhkan sifat dan karakteristik media tanam yang berbeda. Tanaman sayuran membutuhkan karakter media tanam yang berbeda dengan tanaman lainnya. Jenis tanaman sayuran lebih memerlukan media tanam yang gembur dan mudah ditembus akar, sementara tanaman lain memerlukan media tanam yang solid agar bisa menopang pertumbuhan tanaman yang relatif lebih besar. (Ismail, 2010)

Saat ini budidaya tanaman sayuran secara organik sangat banyak diterapkan oleh para petani sayur untuk mendapatkan hasil tanaman yang lebih berkualitas karena tidak menggunakan tambahan pupuk kimia, pestisida, herbisida, dan obat-obatan lainnya. Media tanam dalam budidaya sayuran organik tersebut biasanya menggunakan wadah pot atau polybag yang harus memiliki unsur-unsur kimia dan biologi dan harus disesuaikan dengan kebutuhan tanaman. Selain itu, untuk mendapatkan hasil tanaman yang baik, media tanam harus memenuhi syarat-syarat seperti : (i) mampu menyediakan ruang tumbuh bagi akar tanaman, sekaligus juga sanggup menopang tanaman. Media tanam harus gembur sehingga akar tanaman bisa tumbuh baik dan sempurna, akan tetapi masih cukup solid memegang akar dan menopang batang agar tidak roboh., (ii) memiliki porositas yang baik, artinya bisa menyimpan air sekaligus juga mempunyai drainase (kemampuan mengalirkan air) dan aerasi (kemampuan mengalirkan oksigen) yang baik. Media tanam harus bisa mempertahankan kelembaban tanah namun harus bisa membuang kelebihan air, (iii)

penting bagi pertumbuhan tanaman. Unsur hara ini bisa disediakan dari pupuk atau aktivitas mikroorganisme yang terdapat dalam media tanam, (iv) tidak mengandung bibit penyakit, media tanam harus bersih dari hama dan penyakit. (Riyanti, 2009). Dengan berkembangnya pengetahuan, penemuan dan penelitian saat ini, system media tanam juga sudah mulai berkembang salah satunya dengan adanya media tanam hidroponik.

Tanaman hidroponik ialah metode bercocok tanam atau budidaya tanaman tanpa menggunakan tanah, melainkan dengan menggunakan teknologi bercocok tanam yang menggunakan air, nutrisi, dan oksigen. Beberapa pakar hidroponik mengemukakan beberapa kelebihan dan kekurangan sistem hidroponik dibandingkan dengan pertanian konvensional (Del Rosario et al., 1990). Kelebihan sistem hidroponik antara lain penggunaan lahan lebih efisien, tanaman berproduksi tanpa menggunakan tanah, kuantitas dan kualitas produksi lebih tinggi dan lebih bersih, penggunaan pupuk dan air lebih efisien, pengendalian hama dan penyakit lebih mudah. Sedangkan kekurangan dari system hidroponik yaitu, hidroponik sangat membutuhkan ketelitian, ketelatenan, dan pemantauan secara terus-menerus. Perubahan pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan perubahan intentitas cahaya sangat mempengaruhi pertumbuhan, khususnya tanaman sayur. Bila kita tidak teliti dan pantau secara rutin dan berkala, pertumbuhan tanaman akan langsung terlihat tidak optimal sehingga dapat mempengaruhi kualitas dari tanaman sayur.

Untuk membantu mengantisipasi terjadinya penurunan kualitas tanaman sayur tersebut, kita dapat memanfaatkan kemajuan teknologi dimana saat ini teknologi sudah sangat berkembang dengan sangat pesat. Kecanggihan system teknologi saat ini mampu mengolah dan mengerjakan suatu pekerjaan yang selama ini dilakukan secara manual oleh manusia menjadi lebih mudah, cepat dan akurat baik dari segi penghematan ruang, waktu dan tenaga. Adanya system teknologi yang lebih maju tersebut maka dapat digunakan sebagai media pengembangan dan pendukung sistem hidroponik yaitu dengan cara pemantauan tanaman sayur media tanam hidroponik , menggunakan Arduino sebagai microcontrollerr.

Sebelumnya penelitian tentang pemantauan tanaman pernah dilakukan diantaranya, Perancangan Dan Implementasi Sistem Otomatisasi Pemeliharaan

Lingkungan Mikro di Dalam Greenhouse Menggunakan Field Server (Arif, 2009), Pengendalian Kadar Keasaman (pH) Pada Sistem Hidroponik Stroberi Menggunakan Kontroler PID Berbasis Arduino Uno (Kustanti, 2014), Rancang Bangun Sistem Otomasi Hidroponik NFT(Nutrient Film Technique). (Romadloni, 2012).

Pada penelitian ini, penulis akan menggunakan arduino sebagai mikrokontroler untuk melakukan pemantauan terhadap perubahan pH, nutrisi, suhu air, suhu udara dan perubahan intentitas cahaya pada media tanam hidroponik. Arduino akan menerima data dari beberapa macam sensor yaitu, sensor pH, sensor suhu air, Electro Conductivity sensor, sensor suhu udara dan light sensor. Dimana sensor ini akan dihubungkan ke board open garden shield dan boar open garden hydroponic. Data yang di hasilkan oleh sensor, Arduino akan mengubah data yang diterimanya dari data analog menjadi data digital. Setiap data ini selanjutnya dikirim oleh Arduino ke pengguna melalui internet dengan bantuan GSM/GPRS Shield. Pada web juga akan dibuat pemantauan dalam sebuah grafik, dimana grafik tersebut akan terupdate secara berkala. Apabila data yang diterima berada diluar ambang batas yang telah ditentukan untuk syarat tumbuh tanaman, maka sistem akan menampilkan notifikasi untuk mengingatkan pengguna system.

Perubahan kadar pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan perubahan intentitas cahaya sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman sayur pada media tanam hiroponik. Bila kita tidak teliti dan pantau secara rutin dan berkala, pertumbuhan tanaman akan langsung terlihat tidak optimal sehingga dapat mempengaruhi kualitas dari tanaman sayur. Dengan sistem aplikasi ini diharapkan dapat membantu mengawasi faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik

1.2Rumusan Masalah

Hidroponik adalah suatu metode bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media pertumbuhan tanaman. Tanaman sistem Hidroponik memanfaatkan air dan menekankan pada pemenuhan kebutuhan nutrisi untuk dapat bertumbuh dengan baik. Dengan menggunakan metode hidroponik, petani dapat meningkatkan kualitas dan hasil produksi tanaman sayurnya yang dapat dilakukan pada lahan sempit dan ruangan tertutup di perkotaan. Namun, untuk menghasilkan hasil produksi tanaman sayur yang berkualitas dan melimpah, para petani harus selalu memperhatikan beberapa faktor penting dari tanaman itu yaitu perubahan pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan perubahan intentitas cahaya pada media tanam hidroponik. Oleh karena itu dibutuhkannya sistem monitoring untuk dapat memantau faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik.

1.3Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang akan dibahas adalah:

1. Tanaman sayur yang digunakan yaitu tanaman selada, sawi pakcoy, dan bayam merah.

2. Penelitian ini mengukur perubahan kadar pH, suhu air, konduktivitas listrik, suhu udara dan intentitas cahaya.

3. Penelitian dilakukan selama 2 minggu, dimulai dari tanaman hanya berbentuk benih.

1.4Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah memantau kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik menggunakan mikrokontroler Arduino pada jaringan sensor.

1.5Manfaat Penelitian

1. Membantu petani untuk memantau faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik.

2. Menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya dalam pengembangan di bidang computer system.

Tahapan-tahapan yang akan dilakukan pada pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut:

a. Studi Literatur

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan bahan referensi mengenai tanaman hidroponik selada, hidroponik cabai, hidroponik bayam, sensor pH, sensor suhu air, Electro Conductivity sensor, sensor suhu udara , light sensor , dan GSM shield dari berbagai buku, jurnal, artikel dan beberapa sumber referensi lainnya.

b. Analisis

Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap studi literatur untuk mendapatkan pemahaman mengenai wireless sensor network dan jaringan sensor untuk memudahkan proses monitoring dengan web aplication dashboard.

c. Perancangan

Pada tahap ini dilakukan perancangan arsitektur, pengumpulan data, pelatihan, dan perancangan antar muka. Proses perancangan berdasarkan hasil analisis studi literatur yang telah didapatkan.

d. Implementasi

Pada tahap ini dilakukan implementasi dari analisis dan perancangan yang telah dilakukan ke dalam kode program.

e. Pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap aplikasi sistem pemantauan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik. Untuk memastikan hasil monitoring sesuai dengan apa yang diharapkan.

f. Dokumentasi dan Penyusunan Laporan

Pada tahap ini dilakukan dokumentasi dan penyusunan laporan hasil analisis dan implementasi arduino dalam sistem pemantauan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitas tanaman sayur pada media tanam hidroponik

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut :

Bab 1 : Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan dari penelitian yang dilaksanakan.

Bab 2: Landasan Teori

Bab ini berisi teori-teori yang diperlukan untuk memahami permasalahan yang dibahas pada penelitian ini. Teori-teori yang berhubungan dengan tanaman hidroponik sawi, hidroponik selada, hidroponik bayam merah, sensor pH, sensor suhu air, Electro Conductivity sensor, sensor suhu udara , light sensor , dan GSM shield akan dibahas pada bab ini.

Bab 3: Analisis dan Perancangan

Bab ini menjabarkan tentang perancangan sistem, alur kerja sistem yang dimodelkan dalam bentuk flowchart dan use case diagram.

Bab 4: Implementasi dan Pengujian

Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari perancangan yang telah dijabarkan pada bab 3. Selain itu, hasil yang didapatkan dari pengujian yang dilakukan terhadap implementasi yang dilakukan juga dijabarkan pada bab ini.

Bab 5: Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi ringkasan serta kesimpulan dari rancangan yang telah dibahas pada bab 3, serta hasil penelitian yang dijabarkan pada bab 4. Bagian akhir dari bab ini memuat saran-saran yang diajukan untuk pengembangan penelitian selanjutnya.

Hidroponik merupakan suatu metode bercocok tanam atau budidaya tanaman tanpa menggunakan tanah, melainkan menggunakan teknologi bercocok tanam yang menggunakan air, nutrisi, dan oksigen. Penggunaan sistem hidroponik mempunyai kelebihan antara lain kuantitas dan kualitas produksi lebih tinggi dan lebih bersih, penggunaan pupuk dan air lebih efisien, serta pengendalian hama dan penyakit lebih mudah. Namun, sistem ini mempunyai kekurangan yaitu, hidroponik sangat membutuhkan ketelitian, ketelatenan, dan pemantauan secara rutin. Perubahan pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan intentitas cahaya sangat mempengaruhi pertumbuhan, sehingga dapat mempengaruhi kualitas dari tanaman sayur. Untuk itu diperlukan solusi untuk memantau faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan, serta memberikan pemberitahuan jika terdapat perubahan faktor tersebut yang tidak sesuai dengan syarat tumbuh tanaman. Sistem pemantauan ini menggunakan sensor PH, Electro Conductivity Sensor, sensor suhu air, suhu udara, Light Sensor, GSM/GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, dan Arduino Uno sebagai board utama atau microcontroller. Hasil pengujian yang dilakukan selama dua minggu pada tanaman selada, bayam merah, dan sawi pak coy yang merupakan respon dari pendeteksian menunjukkan bahwa sensor dan sistem berjalan dengan baik. Adapun hasil jumlah daun dan tinggi tanaman pada pengujian ini untuk masing-masing tanaman yaitu pada tanaman selada mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.6 cm. Tanaman bayam merah mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.8 cm, sedangkan pada tanaman sawi pak coy, jumlah daun yang didapatkan yaitu sekitar 6 helai dan tinggi 4.2 cm.

Kata kunci: monitoring, Tanaman Hidroponik, sensor PH, Electro Conductivity Sensor, sensor suhu air, sensor suhu udara, Light Sensor, GSM/GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, Arduino Uno.

ABSTRACT

MONITORING QUALITY SYSTEMS IN VEGETABLE PLANTING HYDROPONICS USING ARDUINO

Hydroponics is a method of farming or cultivation of plants without using soil, but using the technology of cultivation which use water, nutrients, and oxygen. Using hydroponics system has advantages such as the quantity and quality of production is higher and cleaner, fertilizer and water usage is more efficient, and pest and disease is easier to control. However, this system has the disadvantage that hydroponics require precision, patience, and routine monitoring. Changes in pH, electrical conductivity in nutrients, water temperature, air temperature and light intensity influence the growth, so it can affect the quality of vegetable crops. For that needed a solution to monitor factors that can affect the growth is needed, as well as giving notice if there are changes in these factors which are not in accordance with the requirements grow crops. The monitoring system uses pH sensor, Electro Conductivity sensor, water temperature sensor, air temperature, Light Sensor, GSM / GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, and Arduino Uno as a main board or a microcontroller. And the result of the testing for 2 weeks on the plant lettuce, red spinach and mustard pakcoy which shows the response of the detection indicates that the sensor and the system is running well. This test also showed the number of leaves and height obtained for each plant such as for lettuce plants, it has six leaves and height 3.6 cm. The red spinach plant has six leaves and height of 3.8 cm, while the pak coy mustard plant has 6 leaves and 4.2 cm.

Keywords: monitoring, Hydroponics, pH sensor, Electro Conductivity sensor, water temperature sensor, air temperature sensor, Light sensor, GSM / GPRS Shield, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, Arduino Uno.

SKRIPSI

ROY P GINTING 111402095

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2017

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi

ROY P GINTING 111402095

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2017

PERSETUJUAN

Judul :

Kategori : SKRIPSI

Nama : ROY P GINTING Nomor Induk Mahasiswa : 111402095

Program Studi : SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI

Fakultas :

Komisi Pembimbing :

Diketahui/disetujui oleh

Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua,

Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT NIP. 19800110 200801 1 010

ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO

Pembimbing 1

Baihaqi Siregar, S.Si., M.T

NIP. 197901008 201212 1 002 Pembimbing 2

Dr. Syahril Efendi, S.Si.,M.IT

PERNYATAAN

SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, 30 Januari 2017

Roy P Ginting 111402095

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan izin-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, pada Program Studi S1 Teknologi Informasi Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

Penyelesaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan motivasi berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH, M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan

Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Baihaqi Siregar, S.Si., M.T selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si.,M.IT. selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu dan tenaganya untuk membimbing penulis dalam penelitian serta penulisan skripsi ini.

4. Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M. Sc selaku Dosen Pembanding I dan Bapak Seniman, S.Kom., M.Kom.selaku Pembanding II yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.

5.

Seluruh dosen serta staf pegawai di lingkungan Program Studi S1 Teknologi Informasi dan Fasilkom-TI USU, yang telah membantu proses administrasi selama masa perkuliahan.

6. Ayahanda Benteng Ginting, S.Pd dan Ibunda Murniaty Br Barus yang telah membesarkan penulis dengan penuh cinta dan kasih saying, serta selalu memberikan doa, semangat dan dukungan kepada penulis. Terima kasih juga kepada Abangnda Eliezer Bastanta Ginting dan Adinda Vionika Apriliasta Ginting yang selalu memberikan motivasi dan dukungan kepada penulis, serta kepada seluruh anggota keluarga penulis yang tidak dapat disebutkan satupersatu.

7. Yang tercinta Ledi Rufina Sinuhaji, SH yang telah memberikan kasih sayang, doa, semangat, dan motivasi kepada penulis.

8. Sahabat-sahabat penulis Ilhamuddin Hasibuan, Dani Aceh, Ade, Hans, Rozi, Nugha, Ismed, dan Jaspen serta seluruh teman-teman angkatan 2011 S1 Teknologi Infomasi

USU yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang selalu memberikan dukungan, bantuan dan semangat.

Semoga Allah SWT melimpahkan berkah kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, perhatian, serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Medan, Januari 2017

Hidroponik merupakan suatu metode bercocok tanam atau budidaya tanaman tanpa menggunakan tanah, melainkan menggunakan teknologi bercocok tanam yang menggunakan air, nutrisi, dan oksigen. Penggunaan sistem hidroponik mempunyai kelebihan antara lain kuantitas dan kualitas produksi lebih tinggi dan lebih bersih, penggunaan pupuk dan air lebih efisien, serta pengendalian hama dan penyakit lebih mudah. Namun, sistem ini mempunyai kekurangan yaitu, hidroponik sangat membutuhkan ketelitian, ketelatenan, dan pemantauan secara rutin. Perubahan pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan intentitas cahaya sangat mempengaruhi pertumbuhan, sehingga dapat mempengaruhi kualitas dari tanaman sayur. Untuk itu diperlukan solusi untuk memantau faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan, serta memberikan pemberitahuan jika terdapat perubahan faktor tersebut yang tidak sesuai dengan syarat tumbuh tanaman. Sistem pemantauan ini menggunakan sensor PH, Electro Conductivity Sensor, sensor suhu air, suhu udara, Light Sensor, GSM/GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, dan Arduino Uno sebagai board utama atau microcontroller. Hasil pengujian yang dilakukan selama dua minggu pada tanaman selada, bayam merah, dan sawi pak coy yang merupakan respon dari pendeteksian menunjukkan bahwa sensor dan sistem berjalan dengan baik. Adapun hasil jumlah daun dan tinggi tanaman pada pengujian ini untuk masing-masing tanaman yaitu pada tanaman selada mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.6 cm. Tanaman bayam merah mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.8 cm, sedangkan pada tanaman sawi pak coy, jumlah daun yang didapatkan yaitu sekitar 6 helai dan tinggi 4.2 cm.

Kata kunci: monitoring, Tanaman Hidroponik, sensor PH, Electro Conductivity Sensor, sensor suhu air, sensor suhu udara, Light Sensor, GSM/GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, Arduino Uno.

ABSTRACT

MONITORING QUALITY SYSTEMS IN VEGETABLE PLANTING HYDROPONICS USING ARDUINO

Hydroponics is a method of farming or cultivation of plants without using soil, but using the technology of cultivation which use water, nutrients, and oxygen. Using hydroponics system has advantages such as the quantity and quality of production is higher and cleaner, fertilizer and water usage is more efficient, and pest and disease is easier to control. However, this system has the disadvantage that hydroponics require precision, patience, and routine monitoring. Changes in pH, electrical conductivity in nutrients, water temperature, air temperature and light intensity influence the growth, so it can affect the quality of vegetable crops. For that needed a solution to monitor factors that can affect the growth is needed, as well as giving notice if there are changes in these factors which are not in accordance with the requirements grow crops. The monitoring system uses pH sensor, Electro Conductivity sensor, water temperature sensor, air temperature, Light Sensor, GSM / GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, and Arduino Uno as a main board or a microcontroller. And the result of the testing for 2 weeks on the plant lettuce, red spinach and mustard pakcoy which shows the response of the detection indicates that the sensor and the system is running well. This test also showed the number of leaves and height obtained for each plant such as for lettuce plants, it has six leaves and height 3.6 cm. The red spinach plant has six leaves and height of 3.8 cm, while the pak coy mustard plant has 6 leaves and 4.2 cm.

Keywords: monitoring, Hydroponics, pH sensor, Electro Conductivity sensor, water temperature sensor, air temperature sensor, Light sensor, GSM / GPRS Shield, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, Arduino Uno.

Halaman

PERSETUJUAN PERNYATAAN

UCAPAN TERIMA KASIH ABSTRAK

ABSTRACT

i ii iii v vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR

x xi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 4

1.3 Batasan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 4

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Metodologi 5

1.7 Sistematika Penulisan 6

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Pemantauan Tanaman Hidroponik 7

2.1.1 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Selada 8 2.1.2 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Bayam Merah 8 2.1.3 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Sawi Pakcoy 9 2.2 Perangkat Hardware Yang Digunakan 10

2.2.1 Sensor PH 10

2.2.2 Sensor Suhu Air 11

2.2.3 Electro Conductivity Sensor 11

2.2.4 Light Sensor 12

2.2.5 Air Tempereature Sensor 13

2.2.6 Open Garden Shield 13

2.2.7 Open Garden Hydroponic 14

2.2.8 Arduino Uno 14

2.2.9 GSM / GPRS SHIELD 15

2.3 Penelitian Terdahulu 16

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN

3.1 Arsitektur Umum 19

3.2 Data Yang Digunakan 21

3.3 Pemantauan Kualitas Tanaman Sayur Pada Media 22 Tanam Hidroponik

3.3.1 Pemantauan 22

3.3.2 Notifikasi 22

3.4 Perancangan Hardware 22

3.4.1 Perancangan Sensor Suhu udara, Sensor suhu air, 23 dan LDR dengan board open garden shield

3.4.2 Perancangan Sensor PH dan Electro Conductivity 25 Sensor dengan Extension board open garden hydroponic

3.4.3 Perancangan GSM Shield dan Arduino 26

3.5 Perancangan Sistem 27

3.5.1 Usecase Diagram 27

3.5.2 Rancangan Halaman Login 28

3.5.3 Rancangan Halaman Utama 28

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

4.1 Implementasi Sistem 30

4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak 30 Yang Digunakan

4.2 Implementasi Perancangan Antarmuka 30

4.3 Pengujian Kinerja Sistem 36

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 42

5.2 Saran 43

vii

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN PERNYATAAN

UCAPAN TERIMA KASIH ABSTRAK ABSTRACT i ii iii v vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR

x xi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 4

1.3 Batasan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 4

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Metodologi 5

1.7 Sistematika Penulisan 6

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Pemantauan Tanaman Hidroponik 7 2.1.1 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Selada 8 2.1.2 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Bayam Merah 8 2.1.3 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Sawi Pakcoy 9 2.2 Perangkat Hardware Yang Digunakan 10

2.2.1 Sensor PH 10

2.2.2 Sensor Suhu Air 11

2.2.3 Electro Conductivity Sensor 11

2.2.4 Light Sensor 12

2.2.5 Air Tempereature Sensor 13

2.2.6 Open Garden Shield 13

2.2.7 Open Garden Hydroponic 14

2.2.8 Arduino Uno 14

2.2.9 GSM / GPRS SHIELD 15

2.3 Penelitian Terdahulu 16

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN

3.1 Arsitektur Umum 19

3.2 Data Yang Digunakan 21

3.3 Pemantauan Kualitas Tanaman Sayur Pada Media 22 Tanam Hidroponik

3.3.1 Pemantauan 22

3.3.2 Notifikasi 22

3.4 Perancangan Hardware 22

3.4.1 Perancangan Sensor Suhu udara, Sensor suhu air, 23 dan LDR dengan board open garden shield

3.4.2 Perancangan Sensor PH dan Electro Conductivity 25 Sensor dengan Extension board open garden hydroponic

3.4.3 Perancangan GSM Shield dan Arduino 26

3.5 Perancangan Sistem 27

3.5.1 Usecase Diagram 27

3.5.2 Rancangan Halaman Login 28

3.5.3 Rancangan Halaman Utama 28

ix

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

4.1 Implementasi Sistem 30

4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak 30 Yang Digunakan

4.2 Implementasi Perancangan Antarmuka 30 4.3 Pengujian Kinerja Sistem 36

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 42

5.2 Saran 43

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Penelitian Terdahulu 17

Tabel 3.1. Deskripsi Use Case Sistem Aplikasi Monitoring 28 Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Selada Dari Hari I-VII 37

Pada Minggu Ke-1

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Selada Dari Hari I-VII 38 Pada Minggu Ke-2

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Bayam Merah Dari 38 Hari I-VII Pada Minggu Ke-1

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Bayam Merah Dari 39 Hari I-VII Pada Minggu Ke-2

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Sawi Pakcoy Dari 39 Hari I-VII Pada Minggu Ke-1

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Sawi Pakcoy Dari 40 Hari I-VII Pada Minggu Ke-2

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Sensor PH 10

Gambar 2.2. Water Tempereature Sensor 11 Gambar 2.3. Electro Conductivity Sensor 12

Gambar 2.4. Light Sensor 12

Gambar 2.5 Air Temperature Sensor 13

Gambar 2.6 Open Garden Shield 13

Gambar 2.7 Open Garden Hydroponic 14

Gambar 2.8 Arduino Uno 15

Gambar 2.9 GSM / GPRS SHIELD 16

Gambar 3.1. Arsitektur Umum 19

Gambar 3.2 Flowchart Notifikasi 23

Gambar 3.3. Perancangan Sensor Suhu udara, suhu air, dan LDR 24 Dengan Open Garden Shield

Gambar 3.4. Perancangan Sensor PH dan Sensor EC dengan board 25 Open garden Hydroponic

Gambar 3.5. Perancangan GSM Shield dan Arduino Uno 26 Gambar 3.6. Use Case Aplikasi Monitoring 27 Gambar 3.7. Rancangan Halaman Login 28 Gambar 3.8. Rancangan Halaman Utama 29 Gambar 3.9. Rancangan Halaman Tabel Monitoring Sensor 29

Gambar 4.1. Halaman Login 31

Gambar 4.2. Halaman Utama 31

Gambar 4.3. Halaman Pemantauan Tanaman Selada 32 Gambar 4.4. Halaman Pemantauan Tanaman Bayam Merah 32 Gambar 4.5. Halaman Pemantauan Tanaman Sawi Pakcoy 33 Gambar 4.6. Tampilan Grafik Pada Setiap Sensor 33

(a) Grafik Temperatur Udara; (b) Grafik Cahaya; (c) Grafik Konduktivitas Listrik (EC); (d) Grafik pH;

(e) Grafik Suhu Air;

Gambar 4.7. Halaman Tabel Log Sensor 35 Gambar 4.8. Tampilan Setting Database 35 Gambar 4.8. Tampilan Gambar Peringatan Sensor 36

Gambar 4.9 Pengujian Sistem 36

(a) Tanaman Selada; (b) Tanaman Bayam Merah; (c) Tanaman Sawi Pakcoy;