desain sistem monitor kontrol suhu, kelembapan, intensitas

ISSN: xxxx-xxxx

Vol. 1, No. 1, Maret 2019, Hal. 57 - 67 57

© 2019 Jurusan Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Malang.

All Rights Reserved.

Artikel Ilmiah Teknik Elektro

Desain Sistem Monitor Kontrol Suhu, Kelembapan, Intensitas Cahaya dan Sirkulasi Air Otomatis Berbasis Mikrokontroller Pada

Hidroponik Indoor

Rizki Kusuma Atmaja1, M. Chasrun Hasani2, Nur Alif Mardiyah3

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

Abstract Planting using the hydroponic method can overcome problems with reduced land for

agriculture, and can even be applied indoors. There are some parameters that need to be considered in hydroponics in the room, among others, the pH level (hydrogen potential) in nutrient water, room temperature, the brightness of the LED substitute for sunlight and the amount of nutrsi water. So a trial was made to make an automatic control system to maintain the parameters so that the hydroponic planting system in the room can run optimally. After testing the pakcoi plant for 24 hours the automatic hydroponic control mechanism in the room can meet the parameters needed by pakcoi plants, the control system is able to maintain nutrient water pH in the range of 6.87 to 6.97, stabilizing the room temperature at 23 ° C to 29 ° C, the automatic control system can maintain LED brightness between 6800 Ix to 7200 Ix. The control system can also maintain the amount of nutrient water in 4.5 liters.

Keyword: Hydroponic, Potential Hidrogen (pH), LED (Light Emmiting Diode), Android.

Intisari Bercocok tanam dengan metode hidroponik dapat mengatasi permasalahan terhadap

berkurangnya lahan untuk pertanian, dan bahkan bisa di terapkan di dalam ruangan. Ada beberapa parameter yang perlu untuk di perhatikan dalam hidroponik dalam ruangan antara lain tingkat pH (potential hidrogen) pada air nutrisi, suhu ruangan, tingkat kecerahan LED pengganti cahaya matahari dan jumlah air nutrsi. Maka di lakukan uji coba membuat sistem kontrol otomatis untuk menjaga parameter agar sistem tanam hidroponik di dalam ruangan dapat berjalan secara optimal. Setelah di lakukan uji pada tanaman pakcoi selama 24 jam mekanisme konrol otomatis pada hidroponik dalam ruangan dapat memenuhi paramater yang di butuhkan tanaman pakcoi, sistem kontrol mampu menjaga pH air nutrisi pada kisaran 6,87 sampai 6,97, menstabilkan suhu ruangan pada suhu 23°C sampai 29°C, sistem kontrol otomatis dapat menjaga tingkat kecerahan cahaya LED antara 6800 Ix sampai 7200 Ix. Sistem kontrol juga dapat menjaga jumlah air nutrisi pada 4,5 Liter.

Kata kunci: Hidroponik, Potential Hidrogen (pH), LED (Light Emmiting Diode), Android.

1. Pendahuluan

Indonesia merupakan tempat yang subur untuk bercocok tanam namun saat ini banyak lahan yang dialih fungsikan menjadi bangunan-bangunan untuk pemukiman ataupun industri. Banyak orang saat ini yang sulit untuk bertani di lahan sendiri, kadang mereka harus menyewa lahan untuk tanaman mereka, apalagi orang-orang perkotaan yang pemukimannya rapat untuk bertanam atau menyalurkan hobi tanam lumayan sulit diperkotaan dikarenakan padatnya pemukiman. Untuk dapat menanam ditempat yang kurang lahan yaitu dengan cara hidroponik yang tidak terlalu menguras lahan. Menanam dengan cara hidroponik sekarang telah menjadi solusi untuk orang perkotaan. Namun, kadang tempat yang dimiliki lahannya kurang, maka dapat disiasati dengan menanam di dalam ruangan untuk lahan tambahan. Tetapi orang yang hanya hobi dalam hal tumbuhan terkadang lupa untuk memperhatikan tanamannya karena padatnya jadwal kerja. Banyak faktor yang mempengaruhi kualitas tanaman, diantaranya adalah kadar pH nutrisi, suhu dan lampu pengganti fotosintesis untuk menanam di dalam ruangan yang tak tersentuh sinar matahari yang mempengaruhi kualitas hidup tanaman, Mulanya sistem hidroponik di kenal dengan metode tanam dengan media selain tanah, Sistem hidroponik di kembangkan guna untuk mempermudah mengatur parameter untuk menujang perkembngan tanaman antara lain pH air nutrisi dan suplai oksigen pada akar pada salah satu metode hidroponik dengan wick system (Sistem Sumbu). Sebelumnya

mailto:[email protected]

58 A I T E L ISSN: xxxx-xxxx Vol. 1, No. 1, Hal: 57 – 67

Rizki Kusuma Atmaja, M. Chasrun, Nur Alif M. (Desain Sistem Monitor Kontrol Suhu …)

sudah dikembangkan metode untuk mengontrol pada hidroponik seperti temperatur dan nutrisi yang kemudian dijadikan parameter untuk melakukan perbaikan terhadap kualitas pH, suhu dan kelembaban dalam tanam dengan metode hidroponik, seperti penelitian yang sudah ada menggunakan Potential Hydrogen (pH) dan sensor electrical conductivity (EC), yang digunakan untuk mengatur jumlah nutrisi yang diberikan, tetapi penelitian ini masih ada kekurangan yaitu hanya mengontrol tentang nutrisi belum tentang keaadaan sekitar tanaman seperti temperatur dan pencahayaan. [1]

Mengontrol dan memonitoring suhu dan kelembaban pada budidaya jamur menggunakan windonws phone [2]. Mengontrol dan memonitoring suhu dan kelembaban pada budidaya jamur yang membedakan monitoring menggunakan iphone tetapi penelitian belum mencakup tentang nutrisi dan monitoring tidak dapat dilakukan di android karena menggunakan fitur yang ada di windows phone dan iphone [3]. Mengatur suhu, kelembaban dan nutrisi dengan waktu yang telah ditentukan untuk pembuangan air menggunakan level ketinggian tetapi belum menggunakan sensor pH untuk mengetahui kadar pH dan kapan untuk pemberian nutrisi karena masih menggunakan timer. Sehingga dilakukan pengembangan lebih lanjut, mengatur suhu, kelembaban dan sirkulasi air nutrisi yang sudah menggunakan sensor pH [4].

Pada tanaman anggrek, namun belum menggunakan lampu led untuk penanaman di dalam ruangan dan belum menggunakan sensor intensitas cahaya untuk memonitoring cahaya yang didapat tanaman [5]. Istilah hydroponics dicetuskan William Albert Setchell dari Universitas Kalifornia, atas berhasilnnya penelitian William frederick Gericke dari alumni yang sama pada metode tanam menggunakan media air sebagai medium tanam. Gericke melakukan uji penelitian pada subyek tanaman tomat dengan menggunakan pupuk cair berupa mineral nutrisi higga mencapai ketinggian 7,6 meter di kebun belakang rumah, pada mulanya Gedricke menamakan penelitiannya dengan aquaculture pada percobaannya namun sudah digunkan pada percobaan terdahulu (yaitu menumbuhkan binatang dan tumbuhan air), Sehingga Setchell memberikan usulan dengan nama Hydroponic dari kata Hydro (air) dan ponos (kerja) sebagai lawan arti dari geoponics (agriculture) yang di kenal lebih dahulu dengan metode tanam menggunakan media tanah. [6]

Berdasarkan perkembangan teknologi yang telah ada sebelumnya pada penelititian ini akan mengembangkan sebuah sistem monitoring dan pengontrolan pada kualitas sistem hiroponik didalam ruangan yang mencakup nutrisi, suhu ruangan dan paparan cahaya lampu LED, karena parameter tersebut perlu untuk di perhatikan secara berkala agar budidaya tanaman hidroponik indoor diharapkan bisa berkembang secara optimal dan memiliki kualitas yang baik.

2. Metode Penelitian 2.1. Perancangan Sistem Mekanik Hidroponik Indoor

Tujuan dari perancangan alat untuk dapat mengontrol secara otomatis terhadap parameter yang di terapkan pada metode tanam hidroponik di dalam ruangan antara lain tingkat pH air nutrisi, suhu ruangan, tingkat kecerahan lampu LED dan jumlah air nutrisi. Gambar 1 menunjukkan desain mekanik hidroponik yang dikembangkan.

Kapasitas alat : 8 tanaman Metode tanam : hidroponik sistem sumbu (wick) Energi yang digunakan : Listrik arus Ac dan Dc Mikrokontroller yang digunakan : raspberry pi model 3b dan arduino uno Sensor yang di gunakan : sensor suhu; sensor pH; sensor cahaya; sensor ultrasonik Aktuator yang digunakan : kipas dc; katup selenoid air; motor gearbox dc dan lampu LED grow

light strip; pompa air dc Parameter yang dikontrol : setpoint Dimensi alat miniroom hidroponik indoor

Panjang : 60 cm Lebar : 44 cm Tinggi : 75 cm

Pada Gambar 2, menggunakan mikrokontroller Raspberry pi karena sudah dilengkapi teknologi wifi di

dalamnya dan dapat juga dapat membuat server di dalam sistemnnya. Sensor kelembaban dan suhu, sensor pH, sensor intensitas cahaya, sensor ketinggian air. Sensor pH berfungsi untuk memonitoring dan mengontrol pemberian cairan pH UP dan Down sesuai pH yang dibutuhkan setiap tanaman, Sensor ultrasonik dirancang untuk mengontrol tingkat ketinggian air nutrisi saat sirkulasi air pada sistem hidroponik.

ISSN: xxxx-xxxx A I T E L 59 Vol. 1, No. 1, Hal: 57 – 67


.

(a) (b)

Gambar 1. Desain mekanik. (a) Perancangan mekanik, (b) desain hidroponik sumbu

Sensor Kelembapan dan

Suhu

Sensor pH

Sensor Intensitas Cahaya

Sensor Ultrasonik

Raspberry pi

Driver L298NMotor gearred DC /

ulir

Lampu LED

Fan

Pompa Pembuangan Air

Nutrisi

Storage Data

AKTUATOR

Arduino

Aplikasi

Smart Phone

Power Supply 5 V

Rellay 5 Volt

Pompa Nutrisi MasukRellay 5 Volt

Selenoid pH UP

Selenoid pH Down

Rellay 5 Volt

Rellay 5 Volt

Rellay 5 Volt

Rellay 5 Volt

Power Supply 12 V

Power Supply 12 V

Arus AC 220 V

Arus AC 220 V

Gambar 2. Diagram Blok Prinsip Kerja Sistem

Sensor kelembaban dan suhu untuk memonitoring dan mengontrol suhu dan kelembaban, Sistem dapat membaca suhu yang berada pada kisaran 0ºC - 100ºC dan Kelembaban yang dapat dibaca oleh sistem berada pada rentang 30-100%. Sensor intensitas cahaya untuk memonitoring dan mengatur intensitas cahaya. Cara kerja raspberry pi pada sistem secara sederhana adalah menerima sinyal data dari sensor kelembaban dan suhu, sensor intensitas cahya, sensor ketinggian air dan sensor pH. Kemudian raspberry pi mengirim perintah ke modul driver motor L298N dan relay untuk menggerakan aktuator. Semua sensor terhubung pada raspberry pi dimana hasil dari sensor-sensor tersebut diolah dan disimpan di rasberry pi dan kemuadian hasil keluarannya ditampilkan di aplikasi

android melalui jaringan internet.

2.2. Perancangan Sistem Elektronika Hidroponik Pada perancangan sistem elektronika membahas tentang keseluruhan rangkaian elektronika mulai dari

penentuan port GPIO raspberry, port arduino terhadap sensor dan aktuator yang di gunakan. serta menjelasakan cara kerja setiap sistem aktuator yang terpasang penjelasan dapat dilihat pada Tabel 1.

2.3. Sensor Suhu DHT- 11

Pada perancangan sistem pengontrolan dan monitoring suhu pada miniroom hidroponik indoor maka digunakan sensor suhu dan kelembapan tipe DHT11, mikronkontroller raspberry dan aktuator berupa kipas DC.



sensor suhu DHT11 dapat mengukur dua paramater lingkungan suhu dan kelembapan, pada sensor terdapat sebuah thermister tipe NTC (Negative Temperature Coefficient), dan juga DHT11 keluaran sinyalnya berupa data digital sehingga pin langsung dapat dihubungkan ke GPIO Raspberry [7].

Tabel 1. Port Mikrokontroller, Port Sensor dan Aktuator yang digunakan.

Port Mikrokontroller Port Sensor dan Aktuator

Vcc 5 V Vcc Sensor GND GND Sensor GPIO 4 Data Sensor DHT- 11 untuk pembacaan sensor GPIO 5 Modul Rellay 5V Untuk mengaktifkan aktuator kipas primer

12V (Sirkulasi udara) GPIO 9 Modul rellay 5V untuk mengaktifkan aktuator kipas

sekunder 12V ( kipas pendingin)

Pin A0, Vcc 5V dan Ground Konektor BNC modul Sensor pH SEN- 0161 sebagai pembacaan data.

LAN Port Arduino tersambung dengan USB Raspberry

Untuk pemrosesan hasil data digital dari pembacaan sensor dari Arduino ke Raspberry sehingga bisa menjalankan aktuator.

GPIO 16 Raspberry Modul rellay 5V untuk mengaktifkan aktuator katup selenoid pH UP

GPIO 7 Raspberry Modul rellay 5V untuk mengaktifkan aktuator katup selenoid pH Down

Vcc 5V Vcc Sensor ultrasonik GPIO 21 Trigger sensor ultrasonik GPIO 20 Echo sensor Ultrasonik Ground Ground Ultrasonik GPIO 10 Rellay 5V untuk menjalankan aktuator pompa masuk nutrisi GPIO 11 Rellay 5V untuk menjalankan aktuator pompa keluar nutrisi Vcc 3V Vcc Sensor cahaya BH-1750 GPIO 2 SDA sensor ultrasonik GPIO 3 SCL sensor Ultrasonik Ground Ground BH-1750 GPIO 22 Rellay 5V untuk menyalakan dan mematikan lampu LED Vcc 5V Vcc modul L298N GPIO 19 D1 pada modul L298N untuk input data GPIO 26 D0 pada modul L298N untuk input data Ground ground modul L298N

2.4. Sensor pH SEN-0106

Untuk menjalankan mekanisme sistem penyesuaian pH air nutrisi perlu mikrokontroller dan aktuator, karena keluaran sinyal dari sensor pH masih berupa data analog maka perlu konverter ADC yang ada pada Arduino uno untuk mengubah ke sinyal digital, setelah data diubah ke sinyal digital baru bisa ke Raspberry untuk diproses dan menjalankan aktuator berupa katup selenoid air sehingga sistem penyesuaian pH air nutrisi bisa berjalan [8]. Proses sampling pada ADC dapat diketahui melalui Persamaan (1).

(1)

2.5. Sensor Ultrasonik HCSR-04 Dalam sistem perancangan hidroponik indoor terdapat mekanisme penambahan air nutrisi secara berkala,

penamabahan air nutrisi pada bak penampung air di sistem hidroponik dikarenakan penurunan jumlah air yang di sebabkan oleh penyerapan air oleh tumbuhan. Maka dalam mekanisme penambahan air nutrisi agar sesuai jumlah air yang dibutuhkan perlu dikontrol menggunkan sensor ultrasonik dan aktuator berupa pompa air DC. Mekanismenya adalah sensor ultrasonik diletakkan tepat di atas air nutrisi dengan jarak yang disesuaikan untuk mengetahui ketinggian air nutrisi kemudian saat terjadi penurunan ketinggian air berarti jumlah air berkurang sehingga sensor memberikan sinyal ke raspberry untuk menjalankan aktuatuator pompa air menggunakan relay 5



.

V untuk mengisi penampung air hidroponik hingga sesuai dengan jumlah yang ditetapkan, setelah ketinggian air terpenuhi maka sensor akan mengirim sinyal lagi ke raspberry untuk menghentikan pompa air. Sistem ini akan berkelanjutan sampai masa waktu panen tumbuhan. [9] 2.6. Sensor Cahaya BH-1750

Dalam mekanisme sistem kontrol redup terang mengunakan sensor cahaya tipe BH1750 untuk mengukur intensitas cahaya dengan satuan lux, dikontrol dengan raspberry dan aktuator motor gearbox dan modul kontrol motor L298N dengan penambahan baut ulir untuk menggerakkan mounting LED Growlight Strip naik turun karena cahaya yang semakin mendekat dengan obyek akan semakin terang dan apabila menjauhi obyek maka akan berkurang intensitas cahayanya. [10] [11]

Sistem otomatisasi reaksi gelap terang maka menggunakan sistem timer yang sudah ada pada Raspberry dengan aktuator rellay 5 V untuk menyalakan dan menghidupkan lampu LED sesuai waktu yang sudah diatur [12]. Untuk memonitoring intensitas cahaya sensor BH1750 mengambil intensitas cahaya yang dihasilkan LED lalu ditampilkan diaplikasi android melalui jaringan wifi. 3. Pengujian Sistem

Pengujian terhadap sistem perlu untuk dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari setiap mekanisme alat saat berjalan dan menganalisa jika terjadi suatu masalah pada mekanisme alat. 3.1. Pengujian Sensor DHT-11

Pengujian sensor dilakukan untuk mengetahui tingkat suhu terendah dan tertinggi di dalam miroom agar tingkat suhu di dalam miniroom dapat diketahui dan menetukan set poin kapan aktuator kipas aktif untuk

mendingikan suhu di dalam miniroom. Pengujian terhadap sensor membutuhkan alat pembanding ukur maka

digunakan thermometer ruang dan komputer jinjing untuk melihat hasil pembacaan sensor, pertama karena sensor suhu sudah terpasang pada penampang hidroponik kemudian jalankan program raspberry yang terdapat pada komputer untuk melihat hasil pembacaan sensor melalui jaringan wifi, setelah program pembacaan berjalan maka pada komputer akan menampilkan data keluaran, kemudian masukkan thermometer kedalam miniroom untuk membandingkan data hasil pembacaan. Dengan tujuan untuk mengetahui suhu tertinggi dalam miniroom maka LED mulai dinyalakan sampai mencapai suhu tertinggi dalam miniroom. 3.2. Pengujian Sensor pH SEN-0106

Pengujian terhadap sensor pH bertujuan untuk mengetahui tingkat akurasi ukur sensor karena sangat berpengaruh terhadap aktuator selenoid valve cairan pH UP dan down untuk menaikkan dan menurunkan kadar pH nutrisi pada miniroom hidroponik. Setelah semua pengkabelan mekanik terpasang, setelah itu dilakukan uji sensor dengan membuat larutan air AB mix yang terdiri dari 14 kondisi pH. kemudian menyalakan raspberry dan memastikan sudah terhubung dengan wifi, mulai melakukan pengujian sensor terhadap sampel dengan memasukkan sensor ke dalam cairan uji dengan disertai pengukura dengan pH meter. hasil pembacaan sensor akan ditampilkan pada aplikasi yang ada pada laptop melalui jaringan wifi. Setelah mendapat hasil nilai keluaran dari sensor dan alat ukur dapat dijadikan penentu bahwa sensor pH SEN-0161 dapat digunakan pada sistem pengontrollan pH nutrisi pada hidroponik indoor. 3.3. Pengujian Sensor Ulrasonik HCSR-04

Pengujian sensor ultrasonik diperlukan untuk megetahui jumlah air nutrisi pada penampung air nutrisi hidroponik. Sehingga sistem kontrol otomatis dapat menjaga jumlah air nutrisi dalam penampung tetap terpenuhi, berdasarkan cara kerja sensor jarak, sensor akan mendeteksi jarak padatan atau cairan terhadap keberadaan sensor hasil dari pembacaan sensor akan dijadikan acuan untuk menentukkan jumlah air yang tersedia. Memastikan pengkabelan sensor terhadap mikrokontroller sudah terpasang dengan benar, kemudian menjalankan program aplikasi pada komputer untuk menujukkan nilai jarak hasil pembacaan sensor. memasang sensor pada penampang hidroponik dengan menghadap ke bawah sesuai ketinggian wadah air dengan menggunkan penggaris, memulai pengisian air ke dalam wadah nutrisi secara bertahap menggunkan gelas ukur dengan jumlah 500 ml pada setiap tahap penambahan sampai penuh terisi. Mengkalibrasi hasil pembacaan sensor dengan cara mengukur jarak permukaan air terhadap letak sensor dengan penggaris kemudian membandingkan nilai jarak yang diperoleh dari sensor ultrasonik dengan penggaris pada setiap tahap penambahan air.



3.4. Pengujian sensor cahaya BH-1750 Pengujian sensor cahaya dilakukan untuk mengetahui tingkat kecerahan cahaya yang dihasilkan lampu

LED strip pada setiap jarak pengukuran antara mounting lampu LED dengan letak sensor. Sehingga kontrol otomatis bisa mengatur ketinggian mounting LED untuk memberikan tingkat pencahayaan yang sesuai melalui aktuator motor gear box ulir dan driver motor L298N.

Memastikan pengkabelan mekanik sensor terhadap raspberry sudah terpasang dengan benar dan sensor terpasang pada penampang hidroponik tepat dibawah penampang lampu LED, kemudian aktifkan raspberry dan memastikan sudah tersambung pada jaringan wifi kemudian menjalankan aplikasi kontrol manual android untuk mengatur ketinggian mounting lampu LED strip dan menyalakan LED strip. Menjalankan aplikasi pada laptop untuk mengetahui data tingkat kecerahan pada sensor di dalam miniroom hidroponik.

Setelah prosedur penyalaan sistem selesai kemudian memulai melakukan kalibrasi sensor dengan meggunakan aplikasi android lux meter dengan cara memposisikan mounting LED pada kedudukan terendah atau paling dekat dengan sensor dengan cara mengaktifkan perintah turun pada aplikasi android kontrol manual, setelah posisi mounting LED berada paling dekat dengan sensor kemudian menyalakan LED dengan aplikasi android kontrol manual.

Aktifkan program pada laptop untuk melihat hasil nilai keluaran dari sensor. Kemudian mengukur tingkat kecerahan cahaya dengan aplikasi android lux meter, ukur jarak antara sensor dengan penampang LED menggunakan penggaris. Pengukuran jarak dan intensitas cahaya dilakukan setiap penambahan tinggi berdasarkan aktifasi kontrol manual naik selama 3 detik sampai jarak mounting LED pada posisi tertinggi.

3.5. Pengujian Alat Hidroponik Miniroom Secara Realtime dan perbandingan hasil tanaman hidroponik indoor

dengan hidroponik Konvensional. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah alat sudah berjalan sesuai dengan tujuan perencanaan

pembangunan alat, untuk mengetahui apakah terjadi kesalahan pada sistem kerja alat dan perbandingan pertumbuhan tanaman antara di dalam hidroponik indoor dengan lampu LED strip dengan hidroponik konvensional. Memastikan Alat sudah siap untuk dijalankan dengan cek seluruh pengkabelan dan catu daya yang digunakan. Kemudian memastikan kondisi wifi untuk koneksi jaringan raspberry sudah menyala (online). Menyiapkan bibit tumbuhan yang akan di tanam (pakchoi), Air Nutrisi AB mix sebanyak 10 liter dan cairan pH UP dan pH Down. Memulai pengisian Air pada tandon air nutrisi sampai terisi penuh, isi secukupnya tandon pH UP dan pH down yang berada di atas miroom. Mengaktifkan alat dan memastikan sudah terkoneksi dengan wifi. Jalankan aplikasi android hidroponik indoor pilih pada tampilan Android memilih pengaturan kemudian memilih Jenis Tanaman dan kemudian Submit dan Start. Memasukkan tanaman ke dalam Miniroom hidroponik. Mengukur lebar daun, jumlah daun, tinggi tanaman.

4. Hasil Uji dan Analisa 4.1. Hasil Uji Sensor Suhu DHT-11

Dari hasil uji sensor DHT-11 berdasarkan langkah uji pada sub bab 3.1 didapat nilai data pada Tabel 2.

Tabel 2. Data hasil uji sensor suhu DHT-11

Waktu pengujian

Thermometer Ruangan (°C)

Sensor (°C) Selisih nilai

Error (%)

15.38 28 28 0 0 15.40 28 28 0 0 15.42 29 29 0 0 15.44 29 30 1 3,44 15.46 29 30 1 3,44 15.48 29 31 2 6,89 15.50 29 32 3 10 15.52 30 32 2 6,66 15.54 30 32 2 6,66 15.56 30 32 2 6,66 15.58 30 32 2 6,66 16.00 31 32 1 3,22 16.02 31 32 1 3,22 16.04 31 32 1 3,22 16.06 31 33 2 6.45



.

16.08 31 33 2 6,45 16.10 32 33 1 3,12 16.12 32 33 1 3,12 16.14 32 33 1 3,12 16.16 32 33 1 3,12 16.18 32 33 1 3,12 16.20 32 33 1 3,12 16.22 32 33 1 3,12 16.24 32 33 1 3,12 16.26 32 33 1 3,12 16.28 32 33 1 3,12 16.30 32 33 1 3,12 16.32 32 33 1 3,12 16.34 32 33 1 3,12 16.36 32 33 1 3,12 16.38 32 33 1 3,12 16.40 32 33 1 3,12 16.42 32 33 1 3,12 16.44 33 33 0 0

Jumlah 40 126 Rata – rata 1,14 3,6 %

Berdasarkan data pada tabel di atas dapat dianalisa bahwa dari setiap pengambilan data menurut waktu

pengujian sensor maka akan dihasilkan error pada setiap pembacaannya dan nilai alat ukur akan menyesuaikan terhadap sensor dengan membutuhkan waktu sekitar 66 menit waktu percobaan hingga sesuai.

4.2. Hasil Uji Sensor pH SEN-0106 Dari hasil uji sensor suhu DHT-11 berdasarkan langkah uji pada sub bab 3.2 didapat nilai data pada Tabel 3.

Tabel 3. Data hasil uji sensor pH SEN-0106

Sampel Air pH meter Sensor pH Selisih Error (%)

A 7,2 7 0,2 2,77 B 2,5 2,7 0,2 8 C 2,8 2,9 0,1 3,57 D 3,6 3,6 0 0 E 4,1 4,2 0,1 2,43 F 5,5 5,5 0 0 G 6,5 6,6 0,1 1,53 H 7,3 7,1 0,2 2,73 I 8 7,8 0,2 2,5 J 10,4 10,1 0,3 2,88 K 11,2 11,1 0,1 0,89 L 12,5 12,4 0,1 0,8 M 13,2 13,4 0,2 1,51 N 14,1 14 0,1 0,7

Jumlah 1,9 30,24

Rata – rata 0,13 2,16 %

Dari Tabel 3 dapat dilihat terdapat kenaikan tingkat pH dari setiap sampel percobaan, dan didapat juga

nilai selisih dan error dari pembacaan sensor terhadap alat ukur (pH meter), rata – rata nilai error yang didapat dari hasil uji setiap sampel uji adalah 2,16 %. dapat dianalisa bahwa perbedaan hasil pembacaan sensor dengan alat ukur karena tingkat akurasi sensor dengan alat ukur berbeda, dan kualitas.



4.3. Hasil Uji Sensor Ultrasonik HCSR-04 Dari hasil uji sensor ultrasonik HCSR-04 berdasarkan langkah uji pada sub bab 3.3 didapat nilai data pada Tabel 4.

Tabel 4. Data hasil uji sensor ultrasonik

Jumlah Air (L) Penggaris (Cm) HCSR-04 (Cm) Selisih Error (%)

0 11,5 12,5 1 8,69 0,5 10,6 11,5 0,9 8,49 1 10,1 10,8 0,7 6,93

1,5 9,4 10,3 0,9 9,57 2 8,9 9,3 0,4 4,49

2,5 8,3 9,2 0,9 10,84 3 7,8 8,6 0,8 10,25

3,5 7,1 7,7 0,6 8,45 4 6,5 7,6 1,1 16,92

4,5 6 7,4 1,6 26,66 5 5,5 6,5 1 18,18

5,5 5 5,6 0,6 12 6 4,4 5,5 1,1 25

Jumlah 11,6 216,32 Rata-rata 0,89 16,64 %

Dari data Tabel 4 dapat dianalisa bahwa faktor kemungkinan yang menyebabkan terjadi error adalah

tingkat akurasi yang kurang baik, kualitas pada sensor dan sensor akan bekerja lebih akurat pada jarak satuan meter. 4.4. Hasil uji sensor cahaya BH-1750 Dari hasil uji sensor cahaya BH-1750 berdasarkan langkah uji pada sub bab 3.4 didapat nilai data pada tabel berikut.

Tabel 5. Data hasil uji sensor cahaya

Jarak (Cm) Lux meter (lux) Sensor (lux) Selisih Error (%)

3,7 14550 14228 322 2,21 4 12324 12065 295 2,1

5,5 12324 9771 875 8,7 6 9946 8695 762 8,6 7 8857 7458 201 2,76

7,3 7275 6726 55 0,82 8 6671 6197 84 1,33

8,7 6281 5621 87 1,57 9,1 5534 5362 77 1,41 10 5439 5054 86 1,73

11,6 4968 4462 227 5,36 12,2 4261 4189 72 1,68 13,2 3833 3949 116 3,02 13,7 3473 3737 264 7,68 14,5 3346 3551 205 6,12 15,3 3200 3370 170 5,31 16,6 2905 3214 163 5,6 17,2 2889 3068 179 6,16 18,3 2763 2927 164 5,93 19,6 2614 2795 181 6,92

Jumlah 4586 85,02 Rata-rata 229,3 4,251 %



.

Dari tabel hasil pengujian sensor cahaya dengan lux meter terdapat selisih pembacaan nilai kecerahan antara sensor dengan alat ukur dan rata- rata error sebesar 4,251 %. Dapat disimpulkan nilai pembacaan error pada sensor lux dikarenakan tingkat akurasi pembacaan sensor berbeda terhadap alat ukur dan tipe sensor yang digunakan alat ukur dan modul sensor.

4.5. Hasil uji Alat Miniroom Hidroponik Indoor secara Real Time

Dari hasil uji alat secara real tima 24 jam dan berdasarkan langkah uji pada sub bab 3.5 didapat nilai data pada Tabel 6.

Tabel 6. Hasil uji alat secara Real Time

Dari tabel hasil uji hidroponik dengan sisitem otomatis di atas dapat dinyatakan bahwa alat mampu mempertahankan parameter ukur yang ditetapkan pada keadaan yang stabil sesuai batasan yang diberikan. Dapat dianlisa secara keseluruhan berdasarkan data hasil pada sistem pengontrol tingkat pH air nutrisi alat mampu mempertahankan pada rentang tingkat pH antara 6,83 sampai 6,93. pada sistem kontrol otomatis pengatur suhu ruangan alat mampu menyetabilkan suhu di bawah 30° C antaar 23°C sampai 29°C, pada sistem pengatur tingkat cahaya alat mampu mengatur intensitas cahaya LED pada kisaran 6800 lx samapai dengan 7200 lx, dan menjaga jumlah air pada 4,5 liter berdasarkan data jarak sensor dengan permukaan air yang didapat saat melakukan uji sensor ultrasonik. 4.6. Hasil uji perbandingan perkembangan tanaman pakcoi dengan hidroponik indoor dan hidroponik

konvensional. Setelah melakukukan percobaan terhadap tanaman pakchoi dengan metode bebeda selama 25 hari

didapat data pada Gambar 3 dan Gambar 4.

No jam pH air nutrisi Suhu (°C) Intensitas Cahaya (lux) Jumlah air (L)

1 00-00 6,86 23 0 4,5

2 01-00 6,87 23 0 4,5

3 02-00 6,87 23 0 4,5

4 03-00 6,87 23 0 4,5

5 04-00 6,87 23 0 4,5

6 05-00 6,86 24 7166 4,5

7 06-00 6,87 24 6962 4,5

8 07-00 6,87 25 7125 4,5

9 08-00 6,83 25 7058 4,5

10 09-00 6,83 27 6942 4,5

11 10-00 6,84 29 7062 4,5

12 11-00 6,8 29 7193 4,5

13 12-00 6,83 29 6880 4,5

14 13-00 6,77 29 7131 4,5

15 14-00 6,76 29 6864 4,5

16 15-00 6,98 29 6868 4,5

17 16-00 6,97 28 7151 4,5

18 17-00 6,96 28 7065 4,5

19 18-00 6,95 28 6927 4,5

20 19-00 6,94 28 6908 4,5

21 20-00 6,94 27 6925 4,5

22 21-00 6,94 27 6804 4,5

23 22-00 6,93 24 0 4,5

24 23-00 6,93 24 0 4,5



Gambar 3. grafik data perkembangan tanaman pakcoi indoor

Gambar 4. grafik data perkembangan tanaman pakcoi konvensional

Dari tabel hasil pendataan terhadap kedua uji sistem tanam pada tanaman pakchoi mengunkan

hidroponik indoor dan hidroponik konvesional di atas didapat data perbandingan rata- rata perkembanag terhadap masing- masing parameter ukur. Pada tanaman pakchoi dengan sistem hidroponik indoor pada hari ke 25 jumlah daun 12 lembar, dan rata- rata penambahan panjang daun, lebar daun dan tinggi tanaman perhari adalah 7,22 Cm, 4,27 Cm dan 11,6 Cm. Sedangkan pada tanaman pakchoi dengan sistem hidroponik konvensional pada hari ke 25 jumlah daun 12 lembar, dan rata- rata penambahan panjang daun, lebar daun, dan tinggi tanaman perhari adalah 7,73 Cm, 4,12 Cm dan 11,35 Cm 5. Kesimpulan

Setelah melakukan rangkaian penelitian dari perencanaan sistem, pembuatan alat dan melakukan uji alat secara keseluruhan pada sistem didapat kesimpulan sebagai berikut. Pada sistem miniroom hidroponik otomatis bisa mengontrol tingkat pH air nutrisi pada tanaman pakchoi dengan tingkat pH sebesar 7 pada kisaran 6,83



.

sampai 6,93. Sistem otomatis pada pengontrol suhu pada miniroom hidroponik mampu mempertahankan suhu ideal ruangan pada suhu di bawah 30°C, antara 23°C - 29° C. pada sistem kontrol otomatis sirkulasi air nutrisi hidroponik alat mampu mempertahankan suplai air nutrisi hidroponik dalam jumlah 4,5 L. Sistem pencahayaan lampu LED growlight strip dapat diapliksikan sebagai penganti cahaya matahari untuk proses fotosintesis pada tanaman pakchoi dengan sistem hidroponik indoor dengan dimensi ruang panjang 60 cm, lebar 44 cm, tinggi 75 cm. Mekanisme sistem bekerja untuk mengoptimalkan intensitas cahaya saat tingkat pencahayaan sinar LED growlight strip terlalu tinggi atau terlalu redup sesuai batasan cahaya yang ditetapkan antara 6800 Ix sampai 7200 Ix.

Perbandingan perkembangan tanaman pakchoi dengan metode tanam hidroponik indoor dan hidroponik konvensional terhadap parameter ukur pertumbuhan tidak jauh berbeda. Pada tanaman hidroponik indoor pada hari ke 25 jumlah daun 12, dengan rata- rata penambahan panjang dan lebar daun per hari 7,22 Cm, 4,27 Cm dan rata-rata penambahan tinggi 11,6 Cm seiap hari. Pada tanaman hidroponik konvensional pada hari ke 25 jumlah daun 12, dengan rata- rata penambahan panjang dan lebar daun per hari 7,73 Cm, 4,12 Cm, dan dan rata-rata penambahan tinggi 11,35 Cm seiap hari.

Referensi [1]. Fitrianingrum Nurfitasari, 2017. “Pengendali Electrical Conductivity (EC) dan Potential Hydrogen (PH) Tanaman Hidroponik

Menggunakan Logika Fuzzy “Jurusan Teknik Elektro. Universitas Muhammadiyah Malang. [2]. Indra Eko Priharyanto, 2016. ”Implementasi Pengontrolan Serta Monitoring Suhu dan Kelembaban Pada budidaya Jamur

Menggunakan Windows Phone”. Jurusan Teknik Elektro. Universitas Muhammadiyah Malang. [3]. Faisal Julistianto, 2016. ”Implementasi Pengontrolan Serta Monitoring Suhu dan Kelembaban Pada budidaya Jamur

Menggunakan Iphone”. Jurusan Teknik Elektro. Universitas Muhammadiyah Malang. [4]. Muthia Diansari, 2008. ”Pengaturan Suhu, Kelembaban, Waktu, Pemberian Nutrisi dan Waktu Pembuangan Air Untuk

Pola Cocok Tanam Hidroponik Berbasis Mikrokontroler AVR Atmega 8535”. Jurusan Teknik Elektro, Universitas Indonesia [5]. Dekita Nuswantara, 2017. ” Desain Sistem Monitoring Pengontrolan Suhu, Kelembabn dan Sirkulasi Air Otomatis Pada

Tanaman Anggrek Hidroponik Berbasis Arduino ”. Jurusan Teknik Elektro. Teknik Universitas Muhammadiyah Jember.. [6]. Slamet Soeseno, 1989. “ Bercocok Tanam Secara Hidroponik”. Jakarta: PT.Gramedia. [7]. Jaenal Arifin, Intan Erlita Dewanti, Danny Kurnianto, 2017. “Prototipe Pendingin Perangkat Telekomunikasi sumber Arus

DC Menggunakan Smartphone”. Teknik Telekomunikasi Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto. [8]. Muhaimin Nursyam. 2018 ‘ Desain Dan Implementasi Implementasi Sistem Monitoring Kualitas Air Pada Akuarium Laut

Berbasis Android’ . Jurusan Teknik universitas Muhammadiyah Malang. [9] Ulfah Mediaty Arief, 2011. “Pengujian Sensor Ultrasonik PING Untuk Pengukuran Level ketinggian dan Volume Air“. Teknik

Elektro , Fakutas Teknik . Teknik UNNES. [10]. Daisy A.N Janis, David Pang, J.O Wuwung, 2014. “Rancang Bangun Robot Pengantar Makanan Line Follower. Jurusan

Teknik Elektro”. UNSRAT, Manado – 95115. [11]. Eka Susilowati, Sugeng Triyono, Cicih Sugianti, 2015. “Pengaruh Jarak Lampu Neon Terhadap Pertumbuhan Tanaman

Kailan (Brassica oleraceae) Dengan Sistem Hidroponik Sumbu Di Dalam Ruangan” Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.

[12]. Yesi Lindawati, Sugeng Triyono, Diding suhandy, 2015. “Pengaruh Lama Penyinaran Kombinasi Lampu LED Dan Lampu Neon Terhadap Pertumbuhan Dan Hasil Tanaman Pakcoy (Brassica rapa L.) Dengan Hidroponik Sistem Sumbu (Wick System)” Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.

desain sistem monitor kontrol suhu, kelembapan, intensitas

Documents