RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING NUTRISI
TANAMAN HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO UNO
BERBASIS WEB SERVER
(STUDI KASUS KUSUMA AGROWISATA)
TUGAS AKHIR
Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1
Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh :
Susi Ekawati
NIM. 201110370311121
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
i
ii
iii
vi
LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji Syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini dengan baik.
2. Kedua orang tua dan keluarga besar yang selalu mendoakan dan memberi
dukungan yang terbaik sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini
3. Bapak Agus Eko Minarno, S.Kom., M.Kom dan Bapak Zamah Sari, ST., MT.
selaku pembimbing Tugas Akhir.
4. Bapak Mahar Faiqurahman, S.Kom dan Maskur, S.Kom, M.Kom. selaku
penguji Tugas Akhir.
5. Bapak/Ibu Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
6. Bapak/Ketua Jurusan Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang.
7. Rekan seperjuangan Teknik Informatika 2011 terkhusus kelas C.
8. Kusuma Agrowisata yang telah memberikan tempat untuk penelitian Tugas
Akhir ini.
9. Bapak Ir. Rudy Setiawan selaku manager Kusuma Agrowisata.
10. Moch. Hari Mulyono NIM 20111037031332 teman seperjuangan Tugas Akhir
ini.
11. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu–persatu yang telah
membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
vii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang
berjudul:
”RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING NUTRISI TANAMAN
HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO UNO BERBASIS WEB
SERVER (STUDI KASUS KUSUMA AGROWISATA)”
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana
(S1) Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang.
Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini
masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan
saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan kedepan.
Malang, 1 September 2015
Penulis
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. ii
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................ iii
ABSTRAK ........................................................................................................... iv
ABSTRACT .......................................................................................................... v
LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................. vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ..............................................................................................xiii
BAB I ..................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN ................................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ...................................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 2
1.5 Metodologi................................................................................................. 3
1.5.1 Pengumpulan Data............................................................................ 3
1.5.2 Pembuatan Desain dan Perancangan Sistem ................................. 3
1.5.3 Implementasi ..................................................................................... 3
1.5.4 Pengujian ........................................................................................... 4
1.5.5 Penyusunan Buku Tugas Akhir ....................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan .............................................................................. 4
BAB II .................................................................................................................... 5
LANDASAN TEORI ............................................................................................ 5
2.1 Kusuma Agrowisata ................................................................................. 5
2.2 Mikrokontroler ......................................................................................... 5
2.2.1 Arduino Uno ...................................................................................... 5
2.2.2 Arduino Ethernet Shield .................................................................. 6
ix
2.2.3 Analog Electrical Conductivity Meter (With Temperature
Compensation) .............................................................................................. 7
2.2.4 Analog PH Meter Kit ........................................................................ 8
2.3 Web Server................................................................................................ 9
2.4 Hidroponik .............................................................................................. 10
2.5 Sistem Hidroponik DFT (Deep Flow Technique) ................................ 10
2.6 Nutrisi Hidroponik ................................................................................. 11
2.7 Derajat Keasaman (PH)......................................................................... 12
2.8 Elektrokonduktivitas (EC) .................................................................... 13
BAB III ................................................................................................................ 14
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM.................................................. 14
3.1 Analisis Sistem ........................................................................................ 14
3.1.1 Analisis Kebutuhan ......................................................................... 14
3.1.2 Analisis Masalah ............................................................................. 15
3.2 Perancangan Sistem ............................................................................... 15
3.2.1 Arsitektur Sistem ............................................................................ 15
3.2.2 Rancangan Perangkat Keras ......................................................... 16
3.2.3 Flowchart ......................................................................................... 17
3.2.4 Data yang Ditransmisikan dari Perangkat Keras ke Web Server
………………………………………………………………………19
3.2.5 Desain Database .............................................................................. 19
BAB IV ................................................................................................................ 20
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN ............................................................ 20
4.1 Kebutuhan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak .......................... 20
4.2 Implementasi Alat .................................................................................. 20
4.2.1 Pemasangan Rangkaian Perangkat Keras ................................... 20
4.3 Implementasi Web Server ..................................................................... 22
4.3.1 Proses Pembacaan Data Analog PH Meter Kit ............................ 22
4.3.2 Proses Pengiriman Data Ke Web Server ...................................... 23
4.3.3 Proses Penerimaan Data Web Server ........................................... 25
4.3.4 Proses Penampilan Data pada Chart ............................................ 25
4.3.5 Proses Penampilan Data pada Tabel............................................. 26
x
4.3.6 Proses Export Data Berdasarkan Tanggal pada Tabel ............... 27
4.3.7 Proses Penampilan Alert ................................................................ 28
4.4 Pengujian Terhadap Alat ...................................................................... 29
4.4.1 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan ......................................... 29
4.4.2 Pembacaan Sensor dari Arduino ................................................... 35
4.4.3 Pengujian Ketahanan Perangkat Keras ................................... 39
4.4.4 Pengujian Pengiriman Data dan Jeda Waktu Pengiriman
Antar Data ……………………………………………………………41
4.5 Analisa Keseluruhan Hasil Pengujian .................................................. 44
4.5.1 Pembahasan Hasil Pengujian......................................................... 44
4.5.2 Permasalahan Penelitian ................................................................ 44
4.5.3 Keunggulan Dan Kelemahan Penelitian ....................................... 44
BAB V .................................................................................................................. 46
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 46
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 46
5.2 Saran ........................................................................................................ 46
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arduino Uno ..................................................................................... 6
Gambar 2.2 Arduino Ethernet Shield ................................................................... 7
Gambar 2.3 Analog Electrical Conductivity Meter (With Temperature
Compensation) ....................................................................................................... 8
Gambar 2.4 Analog PH Meter Kit......................................................................... 9
Gambar 2.5 Sistem Hidroponik DFT .................................................................. 11
Gambar 3.1 Diagram Blok Perancangan Sistem ................................................ 15
Gambar 3.2 Rancangan Analog PH Meter Kit ................................................... 16
Gambar 3.3 Rancangan Analog Electrical Conductivity Meter (With
Temperature Compensation) ................................................................................ 17
Gambar 3.4 Flowchart Perancangan Perangkat Lunak ...................................... 18
Gambar 3.5 Format Data yang Ditransmisikan .................................................. 19
Gambar 3.6 Perancangan Database dari Web Server ......................................... 19
Gambar 4.1 Memasang Arduino Ethernet Shield ke Arduino Uno .................... 21
Gambar 4.2 Memasang Analog PH Meter Kit dan Analog Electrical Conductivity
Meter (With Temperature Compensation) ke Arduino Uno ................................ 21
Gambar 4.3 Menghubungkan Arduino Ethernet Shield dengan Wireless N Router
............................................................................................................................... 22
Gambar 4.4 Kode Program Arduino Pembacaan Data Analog PH Meter Kit ... 22
Gambar 4.5 Kode Program Arduino Pembacaan Data Analog Electrical
Conductivity Meter .............................................................................................. 23
Gambar 4.6 Kode Program Konfigurasi Arduino Ethernet Shield ..................... 23
Gambar 4.7 Kode Program Pengiriman Data ..................................................... 24
Gambar 4.8 Kode Program Penerimaan Data ..................................................... 25
Gambar 4.9 Kode Program Chart ....................................................................... 25
Gambar 4.10 Kode Program Tabel Data ............................................................ 26
Gambar 4.11 Kode Program Export Ms. Excel................................................... 27
Gambar 4.12 Kode Program Alert ...................................................................... 28
Gambar 4.13 Diagram Blok Pengujian Keseluruhan Sistem .............................. 30
Gambar 4.14 Tampilan Login ............................................................................. 30
xii
Gambar 4.15 Tampilan Dasboard ....................................................................... 31
Gambar 4.16 Tampilan Chart Derajat Keasamaan (PH) .................................... 31
Gambar 4.17 Tampilan Chart Elektrokonduktivitas (EC)................................... 32
Gambar 4.18 Tampilan Chart Suhu Air .............................................................. 32
Gambar 4.19 Unduh Gambar Chart .................................................................... 32
Gambar 4.20 Tampilan Pengaturan Alert ........................................................... 33
Gambar 4.21 Tampilan Alert .............................................................................. 33
Gambar 4.22 Tampilan Report ........................................................................... 34
Gambar 4.23 Tampilan Export to Ms. Excel Berdasarkan Rentang Tabel ........ 34
Gambar 4.24 Hasil Export Ms. Excel.................................................................. 34
Gambar 4.25 Tampilan Alat Uji PH-Meter ........................................................ 35
Gambar 4.26 Tampilan Alat Uji Temperature-Meter ......................................... 36
Gambar 4.27 Solution Conductivity ................................................................... 36
Gambar 4.28 Tampilan Data di Serial Monitor Arduino .................................... 36
Gambar 4.29 Diagram Blok Pengujian Pembacaan Sensor ................................ 37
Gambar 4.30 Tampilan Data yang Dikirim ke Web Server melalui Serial Monitor
Arduino ................................................................................................................. 39
Gambar 4.31 Diagran Blok Pengujian Ketahanan Perangkat Keras .................. 40
Gambar 4.32 Diagram Blok Pengujian Pengiriman Data dan Jeda Waktu
Pengiriman antar Data........................................................................................... 41
Gambar 4.33 Tampilan Data yang Dikirim ke Web Server yang Disesuaikan
dengan Data Serial Monitor ................................................................................. 42
Gambar 4.34 Tampilan Data yang Diterima oleh Web Server ........................... 42
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengujian Nilai Analog PH Meter Kit ................................................... 37
Tabel 4.2 Pengujian Nilai Analog Electrical Conductivity Meter ......................... 38
Tabel 4.3 Pengujian Nilai Sensor Suhu Air ........................................................... 38
Tabel 4.4 Hasil Pengiriman Data dari Perangkat Keras ke Web Server ................ 40
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Pengiriman Data dari Perangkat Keras ke Web Server 43
Tabel 4.6 Jeda Waktu Pengiriman Antar Data yang Dikirim ................................ 43
DAFTAR PUSTAKA
[1] Sutiyoso, Yos. 2003. Meramu Pupuk Hidroponik. Jakarta: Penebar
Swadaya.
[2] Nur, Adityani. 2011. ”Studi Teknik Budidaya Hidroponik Tanaman Pak
Choy Putih(Brassica Chinensis L.). Laporan Kerja Profesi. Universittas
Brawijaya. Malang.
[3] Jinchuriki, 2014, Teknologi Mikrokontroler, http://garutkota.garutkab
.go.id/berita-teknologi-mikrokontroler.html, Diakses pada tanggal 20 April
2015.
[4] Arduino, 2015, Arduino Uno, http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno,
Diakses pada tanggal 10 Mei 2015.
[5] Arduino, 2015, Arduino Ethernet, https://www.arduino.cc/en/Main/
ArduinoBoardEthernet, Diakses pada tanggal 10 Mei 2015.
[6] DFRobot, 2015, Analog EC Meter SKU:DFR0300, http://www.dfrobot.
com/wiki/index.php/Analog_EC Meter SKU:DFR0300, Diakses pada tanggal
10 Mei 2015.
[7] DFRobot, 2015, PH meter(SKU: SEN0161), http://dfrobot.com/wiki/
index.php/PH meter(SKU:_SEN0161), Diakses pada tanggal 10 Mei 2015.
[8] Solocom, 2015, Pengertian Fungsi dan Cara Kerja Web Server, http://
solocom.co.id/berita-pengertian-fungsi-dan-cara-kerja-webserver.html,
Diakses pada tanggal 1 Juni 2015.