Sistem Pemantauan Kualitas Tanaman Sayur Pada Media Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar 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)
menyediakan unsur hara yang cukup baik makro maupun mikro. Unsur hara sangat

Universitas Sumatera Utara

2

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

Universitas Sumatera Utara


3

Tanaman Hidroponik (Utama, 2006), Sistem Monitoring Pertumbuhan Tanaman dan
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

Universitas Sumatera Utara

4

1.2 Rumusan 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.

1.3 Batasan 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.

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

1.5 Manfaat 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.

Universitas Sumatera Utara

5

1.6 Metodologi
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

Universitas Sumatera Utara

6

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.


Universitas Sumatera Utara