Vol. 14. No. 03, September 2023: 166-175 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Smart Hidroponik Sistem Rakit Apung Mengontrol pH (Potential Hydrogen) Tanaman Pakcoy Secara Otomatis

## Firman Agung Prawira*, Gigih Priyandoko, Diky Siswanto
Teknik Elektro, Universitas Widyagama, Malang, Indonesia
* firman.mlg2000@gmail.com
Abstrak—  Sistem  rakit  apung  adalah  salah  satu  sistem hidroponik  yang  paling  mudah  di  buat,  sistem  rakit  apung memiliki  masalah  yang  cukup  kompleks  dikarenakan  air  yang tenang  dan  tidak  mengalami  sirkulasi  air  yang  membuat kandungan  pH  menjadi  turun.  Pada  penelitian  ini,  rancangan kontrol  pH  otomatis  pada  sistem  hidroponik  rakit  apung bertujuan  untuk  membantu  meminimalisir  penurunan  pH. Dengan metode close loop alat dapat bekerja secara otomatis terus menerus  ,dan  bantuan  IoT  petani  hidroponik  dapat  mengontrol pH dari jarak jauh. Hasil pembacaan dari sensor pH telah berhasil di  tampilkan  dalam  smartphone  dan  dapat  dikontrol  dari  jarak jauh menggunakan Blynk IoT dengan ke akurasian error ±1,65%. Pengujian  kontrol  otomatis  lebih  efisien  dan  cepat  dengan penstabilan  pH  dalam  kurun  waktu  ±1  menit  untuk  menuju setpoint  yang  diinginkan  tanaman  pakcoy.  Dari  hasil  simulasi dapat disimpulkan bahwa tanaman tidak boleh berada di pH yang rendah,  dan  pengendalian  pH  otomatis  ini  sangat  efektif  untuk membuat pH menjadi stabil.
Kata Kunci—IoT, Kontrol Otomatis, Pakcoy, pH, Sistem Rakit Apung.

## DOI: 10.22441/jte2023.v14i3.007

## I. P ENDAHULUAN
Di zaman ini banyak orang  –  orang makan makanan yang kurang  sehat  seperti junkfood dan  makanan  instan  lainnya. Kurang  nya  makan  sayur  membuat  orang  kekurangan kebutuhan vitamin dan mineral. Tanaman Pakcoy adalah salah satu sayuran yang bisa memberikan kebutuhan vitamin A,C,K serta  mengandung  kalsium,  potasium  dan  zat  besi,  dan  yang paling  penting  dari  tanaman  pakcoy  ini  [1].  bisa  membantu melawan inflamasi dan mencegah kanker Pakcoy tanaman yang sering  ditemukan  pada  pertanian  hidroponik.  Hidroponik adalah  salah  satu  metode  dalam  budidaya  menanam  dengan memanfaatkan  air  tanpa  menggunakan  media  tanah  dengan menekankan  pada  pemenuhan  nutrisi  (unsur  hara)  pada tanaman  [2]. Hidroponik  menghasilkan sistem pertanian yang baik  dan  efisien,  karena  panen  melimpah  dengan  energi seminimal  mungkin  untuk  produksi  secara  terus  menerus sepanjang tahun [3].
Salah  satu  faktor  terpenting  dalam  menanam  tanaman hidroponik  adalah  kualitas  pH  air.  pH  ( Potential  Hydrogen) adalah  derajat  keasaman  yang  digunakan  untuk  menyatakan tingkat  keasaman  atau  tingkat  kebasaan  yang  dimiliki  oleh suatu  larutan.  Derajat  ukuran  pH  bisa  diukur  dari  0  –  14 semakin  rendah  pH  maka  semakin  asam  dan  sebaliknya  jika semakin  tinggi  pH  maka  semakin  basa  larutan  tersebut. Tanaman  hidroponik  menyerap  nutrisi  yang  diperlukan  untuk
pertumbuhannya  melalui  akar  dalam  bentuk  yang  sudah  larut dalam  air.  Sehingga  pH  dalam  air  akan  menentukan  kualitas nutrisi  yang  terkandung  didalamnya.  pH  untuk  tanaman berbeda-beda, pada umumnya tanaman membutuhkan pH dari 5,5 sampai 7 [4].
Arduino  Uno  adalah  sistem  mikrokontroller  pada  sebuah modul  berbasis  ATMega328P.  Sistem  Mikrokontroller  ini memiliki komponen utama IC 1 (yang berisi  CPU, RAM dan ROM), 14 pin I/O (6 pin diantaranya dapat digunakan sebagai output  PWM),  6  pin  untuk  input  analog,  sebuah  krystal  16 MHz, konektor USB yang berfungsi untuk memberi daya listrik ke board dan untuk memuat program dari komputer ke modul, power  jack ,  ICSP  ( In-Circuit  Serial  Programming ) Header yang  memungkinkan user untuk  memrogram  sistem  secara langsung tanpa melalui bootloader, dan tombol reset. Arduino sebagai modul mikrokontroller yang dapat di koneksikan pada sensor  –  sensor  salah  satunya  sensor  pH  sebagai  pendeteksi kadar pH dalam air [5].
Internet  of  thing (IoT)  merupakan  suatu  konsep  yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang  tersambung  secara  terus  menerus.  Dengan  adanya teknologi Internet  of  Things ini  proses  kerja  sebuah  sistem dapat  dilakukan  semangkin  luas,  jarak  jangkauannya  juga semangkin  luas,  proses  pengolahan  data  dan  analisis  data terhadap sebuah sistem juga semangkin bagus. Teknologi IoT ini benar-benar mendukung kerja sistem sebagai suatu kesatuan meliputi  komponen/elemen  dalam  hal  memudahkan  proses aliran informasi data. Sistem pada penelitian ini mengabungkan tiga bagian penting, yaitu mekanik, hardware (elektronik) dan algoritma  kontrol,  dimana  ketiga  bagian  tersebut  saling berinteraksi  dan  tidak  dapat  dipisahkan  dalam  satu  kesatuan sistem [6].
Dari beberapa uraian diatas dikembangkannya perancangan suatu alat yang dapat mengontrol pH ( Potential Hydrogen ) air pada  hidroponik  tanaman  pakcoy  secara  otomatis  dan  dapat mempertahankan kandungan pH dengan optimal menggunakan Arduino dan IoT.

## II. P ENELITIAN TERKAIT
Derajat  kemutakhiran  bahan  yang  diacu  dengan  melihat proporsi 10 tahun terakhir dan mengacu pustaka primer (jurnal nasional,  internasional  atau  konferensi  internasional)  [2,  3]. Permasalahan  dan  tujuan,  serta  kegunaan  penelitian  ditulis secara  naratif  dalam  paragraf-paragraf,  tidak  perlu  diberi subjudul  khusus.  Demikian  pula  definisi  operasional,  apabila dirasa perlu, juga ditulis naratif [4].
F. A. Prawira et al., Smart Hidroponik Sistem Rakit Apung Mengontrol pH ( Potential Hydrogen ) Tanaman Pakcoy Secara…

## III. M ETODOLOGI P ENELITIAN

## A. Sistem kendali Close Loop
Sistem  Kendali  merupakan  proses  pengaturan  ataupun pengendalian  terhadap  satu  atau  beberapa  besaran  (variabel, parameter)  sehingga  berada  pada  suatu  range  tertentu  atau dijaga kestabilannya. Sistem kendali terdiri dari input atau set point  yang  menyatakan  kondisi  terkini  dari  lingkungan  atau respon  sistem, output yang  merupakan  keluaran  atau  respon sistem aktual,dan plant yaitu object yang dikendalikan.
Pengontrol On-Off merupakan  salah  satu  jenis  aksi pengontrolan yang banyak digunakan pada kontrol otomatis di industri karena kontrol ini sederhana dan relatif murah. Terdapat dua aspek penting yang harus di pertimbangkan pada pengontrol On-Off .  Pertama  adalah  frekuensi  osilasi  respon  yang berpengaruh pada ketahanan komponen aktuator. Kedua adalah amplitudo osilasi respon yang mempengaruhi besar rugi – rugi energi pada respon sistem kendali keseluruhan Pengendali On- Off adalah  pengendali  yang  berubah  secara  bergantian  antara dua kondisi. Secara matematis pengendali On-Off diungkapkan sebagai berikut :
m(t) = M1 jika e(t) < 0 = M2 jika e(t) > 0 (1)
M1 = range maksimum dari m(t) ( ON ) M2 = range minimum dari m(t) ( OFF ) e(t) = error
Gambar 1. Kurva pengendali on-off
Berikut adalah blok diagram sistem kendali close loop pada Gambar  2, Setpoint sebagai  masukan  untuk  memberikan informasi  terhadap  sensor  untuk  dikontrol,  jika setpoint tidak sesuai  dengan  yang  diinginkan  maka  aktuator  akan  bergerak untuk memenuhi target setpoint tersebut [7].
Gambar 2. Blok diagram sistem kendali close loop

## B. Perancangan Sistem
Dalam metode penelitian ini merupakan mulai proses awal hingga  akhir  untuk  smart  hidroponik  sistem  rakit  apung mengontrol  pH  secara  otomatis.  Pembahasan  akan  dilakukan pada setiap blok flowchart alur penelitian seperti Gambar 3.

## Gambar 3. Diagram Alur Penelitian
Rancangan  pada  penelitian  ini  terbagi  menjadi  dua  bagian utama,  yaitu  rancangan  perangkat  keras  ( Hardware )  dan perancangan perangkat lunak ( Software ). Rancangan perangkat lunak meliputi  perancangan  kontrol pH  dengan mengacu  pada sensor  pH  air,  dan  implementasi  dalam  program  dengan menggunakan  kompiler  pada  Arduino  IDE.  Lalu  untuk perancangan  perangkat  keras  meliputi  perancangan  rangkaian elektronik,  sensor  dan  alat  penunjang  lainya  yang  berfungsi sebagai alat pada proses mengatur pH air secara otomatis pada tanaman pakcoy.

## Perangkat keras (Hardware)
Pemasangan Hardware, yang dibutuhkan untuk perancangan kontrol  pH  dengan  Arduino.  Berikut  adalah  hasil  rangkaian arduino  untuk  sensor  pH,  TDS  sensor  (EC),  dan  Temperatur sensor.
F. A. Prawira et al., Smart Hidroponik Sistem Rakit Apung Mengontrol pH ( Potential Hydrogen ) Tanaman Pakcoy Secara…
Gambar 4. Rangkaian pemasangan hardware
Spesifikasi ini  adalah uraian dari  alat  atau komponen yang akan dibuat dengan menjabarkan sifat-sifat komponen. Adapun spesifikasi yang ditentukan seperti Tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Alat
Perangkat Keterangan Arduino Uno Alat untuk pemrograman sensor, lcd, dan lainnya. Analog pH Sensor (SEN0161) Sensor pembaca pH air TDS Sensor Sensor Pembaca PPM ( Part Per Million) LCD Alat untuk menampilkan kadar pH, TDS, dan Suhu Temperatur Sensor (DS18B20) Sensor Suhu Relay Sebagai kontrol Pump Tabung Larutan pH Sebagai Supply pH up dan pH down Nodemcu ESP8266 Sebagai Penghubung alat dengan android melalu aplikasi blynk IoT Power Supply Sumber Input tegangan Aerator Sebagai Pengurai Larutan dalam air Pompa Air Celup Sebagai pompa larutan pH Perangkat Sarana/ prasarana Media Tanam Sebagai Alat Media tanam Smartphone (Blynk IoT)
Sebagai input setpoint kontrol pH

## Perangkat lunak (Software)
Perancangan  program  perangkat  lunak  di  program menggunakan  Arduino  IDE.  Program  akan  dibagi  menjadi beberapa bagian untuk setiap fungsi tertentu. Aplikasi IoT yang digunakan sebagai kontrol setpoint dari jarak jauh yaitu Blynk IoT.  Arduino  IDE  adalah  software  yang  digunakan  untuk memprogram  board  IDE  yang  merupakan  singkatan  dari Integrated  Development  Environment ,  atau  secara  bahasa mudah nya merupakan lingkungan terintegrasi yang digunakan untuk  melakukan  pengembangan  Arduino  yang  dapat  di download secara gratis di website resminya. Dari software inilah Arduino  dilakukan  pemrograman  untuk  melakukan  fungsi- fungsi yang dibenamkan melalui sintaks pemrograman. Arduino IDE juga  dilengkapi dengan  library  C/C++  yang biasa  disebut wiring  dan  untuk  membuat  operasi  input  dan  output  menjadi lebih mudah.
Internet of Things atau dikenal juga dengan singkatan IoT, merupakan  sebuah  konsep  yang  bertujuan  untuk  memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung secara terus-
menerus  yang  memungkinkan  kita  untuk  menghubungkan mesin, peralatan, dan benda fisik lainnya dengan sensor jaringan dan aktuator untuk memperoleh data dan mengelola kinerjanya sendiri, sehingga memungkinkan mesin untuk berkolaborasi dan bahkan  bertindak  berdasarkan  informasi  baru  yang  diperoleh secara independen. Konsep IoT ini sebetulnya cukup sederhana dengan cara kerja mengacu pada 3 elemen utama pada arsitektur IoT, yakni: Barang Fisik yang dilengkapi modul IoT, Perangkat Koneksi ke Internet seperti Modem dan Router Wireless seperti di rumah anda, dan Cloud Data Center tempat untuk menyimpan aplikasi  beserta  data  base.  Konsep  IoT  bisa  dijelaskan  pada Gambar 5 [6].
Gambar 5. 3 Elemen utama IoT

## C. Sistematika Kerja Alat
Tahapan  awal  yang  dilakukan  pada  perancangan  sistem kontrol ini adalah membuat sistem otomatis untuk menstabilkan kadar  pH  yang  berada  dalam  bak  hidroponik  dengan menggunakan  Arduino  Uno  R3  dan  ESP8266.  Pemasangan Arduino  bertujuan  untuk  memasukkan  input  yaitu  pH  sensor, temperatur sensor dan TDS sensor.
Gambar 6. Diagram alur cara kerja kontrol pH otomatis
F. A. Prawira et al., Smart Hidroponik Sistem Rakit Apung Mengontrol pH ( Potential Hydrogen ) Tanaman Pakcoy Secara…
Sedangkan  pemasangan  ESP8266  sebagai  kontrol  input setpoint  pH  yang  akan  di  atur  nilainya.  Sebelum  itu  akan diperiksa terlebih dahulu untuk memastikan tidak ada kerusakan pada  komponen  dan  error  pada  sistem  program.  Dengan menggunakan rangkaian pada prototype. Pengujian ini bertujuan untuk menguji fungsi-fungsi pada rancangan yang telah dibuat.
Arduino  dan  ESP8266  akan  diprogram  menggunakan Arduino IDE. Blynk IoT diprogram melalui ESP8266 berfungsi membuat  tampilan  nilai  pH, TDS  dan  temperatur dengan  cara membuat widget pada website Blynk IoT. Berikut diagram alur cara kerja Smart pH Sensor terhadap pH tinggi ataupun rendah.

## D. Pengambilan Data Sampel
Pengambilan  data  adalah  proses  untuk  mengambil  data secara aktual. Data yang diambil merupakan nilai dari sensor pH dan  nilai  setpoint  terhadap  perubahan  waktu  atau  disebut timeseries.  Proses  pengambilan  data  ini  dengan  cara menghubungkan  Arduino  dengan  Blynk  IoT  berdasarkan diagram  blok  yang  telah  dibuat.  Waktu  sampling  akan  sangat mempengaruhi ketelitian data yang diambil. Data yang diambil adalah perbandingan perubahan pH antara tidak menggunakan sistem otomatis dengan yang menggunakan sistem otomatis.

## E. Perancangan Alat
Dari hasil perancangan alat  yang telah dibahas berikut hasil dari rancangan alat yang telah dibuat :
Gambar 7. Perancangan modul arduino, ESP8266, modul sensor dan relay 4 channel
Arduino  Uno  sebagai  komponen  utama  dari  seluruh operasional mengontrol komponen lain agar bisa bekerja dengan optimal. Arduino di program untuk dapat membaca pH sensor melalui komponen pH modul, TDS sensor atau PPM (Part Per Million) melalui TDS modul, Relay 4 channel untuk penggerak pompa larutan pH up dan pH down, dan ESP8266 untuk koneksi internet penghubung ke  aplikasi blynk IoT pada smartphone.

## F. Proses Pemrograman Arduino
Pada  Arduino  Uno  ,  program  dibagi  menjadi  beberapa bagian  yaitu  kontrol  utama,  tampilan  LCD,  sensor,  kontrol pompa, koneksi Arduino ke ESP. Berikut adalah fungsi-fungsi program arduino :

## 1. Kontrol utama
Fungsi  dari  kontrol  utama  adalah  untuk  menghubungkan semua  fungsi  tampilan  LCD,  kontrol  pompa,  koneksi  arduino dan sensor.
void setup ()
//’memanggil semua fungsi tampilan lcd, kontrol pompa, sensor.
{ Terminal_Init(); Display_Init(); //fungsi tampilan lcd Pump_Init();    //fungsi kontrol pompa Sensor_Init();  //fungsi sensor ESPComm_Init(); //fungsi koneksi ESP WaitForESP(); }

## 2. Kontrol pH
Fungsi  dari coding kontrol  pH  adalah  sebagai  mengatur setpoint dan toleransi pH. Untuk setpoint yang di tetapkan pada tanaman pakcoy adalah pH 7, dan toleransi 0.5. Jika pH melebihi 7.5 atau kurang dari 6.5 maka kontrol pompa akan otomatis aktif untuk memenuhi pH setpoint . #define CONTROL_INTERVAL  20000 //
Default : 10000 'Pembacaan Sensor setiap 20 detik #define CONTROL_PH_GAIN   100
uint32_t control_timer; float control_ph_setpoint; //'kontrol pH setpoint
float control_ph_tolerance; //'kontrol pH toleransi float control_ph_error; //'kontrol pH error Control_PH_SetPoint(7.0); // 'SetpointpH Control_PH_SetTolerance(0.5);
//'ToleransipH

## 3. Kontrol Pompa
Setelah memberikan program pada logika diatas, maka untuk pompa  sendiri  akan  diberi  fungsi  program  sebagai  sistem kendali Close Loop . Cara kerja fungsi kontrol pompa jika pH air terlalu  tinggi/basa  maka  arduino  akan  memberi  sinyal  kepada pompa pH down untuk menyala, begitu juga sebaliknya jika pH air terlalu rendah/asam maka pompa pH up akan menyala.
#define PUMP_PH_TIME_MAX  5000 //'Waktu Pompa pH Maksimum 5 Detik
void Pump_Handler(){
if ( millis () -
pump_ph_timer
>= pump_ph_time && pump_ph_active){ Pump_PH_Stop(); }
} bool Pump_PH_Up_GetState(){ return ! digitalRead (PUMP_PH_UP); } bool Pump_PH_Down_GetState(){ return ! digitalRead (PUMP_PH_DOWN);
F. A. Prawira et al., Smart Hidroponik Sistem Rakit Apung Mengontrol pH ( Potential Hydrogen ) Tanaman Pakcoy Secara…

## 4. Tampilan LCD
Fungsi  dari  program  tampilan  LCD  sebagai  tampilan informasi terkait pH, ppm ( Part Per Million ) , dan temperatur suhu.
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //’Library LCD #define DISPLAY_UPDATE_INTERVAL 250 //’tampilan update setiap 2,5 detik LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); uint32_t display_timer; void Display_Init() { lcd. init (); lcd.backlight();
lcd. setCursor (1,0); lcd. print ("Sistem Kontrol"); lcd. setCursor (3,1); lcd. print ("Hidroponik"); delay (1500); lcd. clear (); pinMode (13, OUTPUT);
}
5. Sensor
Program ini berfungsi sebagai settings kalibrasi sensor pH, TDS dan Temperatur sebagai input.
#include <GravityTDS.h>   //Library TDS Sensor #include <OneWire.h>      //Library Temperatur Sensor #include <DallasTemperature.h> #include " Pins.h "
#define SENS_TDS_SAMPLE_INTERVAL  503 //TDS Sensor Sampling Interval (ms)
#define SENS_TDS_FILTER_KF       8 //TDS Sensor Filter Koefisien #define SENS_PH_SAMPLE_INTERVAL   308 //PH Sensor Sampling Interval (ms) #define SENS_PH_FILTER_KF         10 //PH Sensor Filter Koefisien #define SENS_TEMP_SAMPLE_INTERVAL 1007 //Temp. Sensor Sampling Interval (ms) #define SENS_TEMP_FILTER_KF       3 // Temp. Sensor Filter Koefisien
#define SENS_PH_CAL_VALUE        0.045 // pH Sensor Kalibrasi Value (Scale
Factor)
#define SENS_PH_OFFS_VALUE       150.0
// pH Sensor Offset Value
6. Koneksi Arduino  ke ESP8266
Fungsi  dari coding ini  adalah  untuk  koneksi  Arduino  ke ESP8266 agar dapat di aplikasikan ke Blynk IoT di smartphone.
#include < SoftwareSerial .h> //'Library ESP8266 #include " Pins.h " #define ESPCOMM_TRANSMISSION_INTERVAL 1000 //'Transmisi interval 1 detik SoftwareSerial espSerial(ESP_TX_PIN, ESP_RX_PIN); uint32_t espComm_timer; bool espComm_isConnected; void ESPComm_Init() { espSerial. begin (9600); espSerial. println (); } void ESPComm_Handler(){ if( millis () - espComm_timer >= ESPCOMM_TRANSMISSION_INTERVAL){ espSerial. print (":"); espSerial. print (Sens_PH_GetValue()); espSerial. print (","); espSerial. print (Control_PH_GetSetPoint( )); espSerial. print (","); espSerial. print (Sens_TDS_GetValue()); espSerial. print (","); espSerial. print (Sens_Temp_GetValue()); espSerial. println (); espComm_timer = millis (); }

## G. Proses Koneksi Blynk IoT
Langkah  pertama  adalah  membuat  akun  pada website www.blynk.cloud.com . Akun tersebut bisa diakses dengan nama email dan password dibawah ini :
Nama Email : hidroponik.121222.ct@gmail.com Password : Hidroponik.121222
Dari  akun  tersebut  sudah  di  sediakan template tampilan widget yang digunakan seperti pada contoh Gambar 8.
Gambar 8. Tampilan widget pada website blynk IoT.
Setelah  membuat widget pada  website  blynk cloud , selanjutnya  membuat widget pada smartphone . Widget pada smartphone  blynk  harus  sama  dengan widget pada website blynk. Hubungkan alamat pin setiap widget dengan yang ada diprogram  ESP.  Berikut  tampilan  widget  pada  blynk smartphone pada Gambar 9.
F. A. Prawira et al., Smart Hidroponik Sistem Rakit Apung Mengontrol pH ( Potential Hydrogen ) Tanaman Pakcoy Secara…
Gambar 9. Tampilan widget pada blynk smartphone
Untuk  menghubungkan  akses  ke  dalam  blynk smartphone modul  ESP  harus  dikoneksikan  ke  dalam smartphone menggunakan alamat website IP address :   http://192.168.4.1/ maka akan keluar tampilan seperti Gambar 10 berikut:
Gambar 10. Tampilan login WiFi/ hotspot koneksi ke dalam blynk smartphone
Nyalakan  alat  terlebih  dahulu  lalu  hubungkan  WiFi  ESP melalui  laptop/PC  ke  hotspot smartphone tersebut  yang bernama ”Hidroponik”, masukan SSID (Nama User Hotspot ) dan password hotspot pada smartphone .  Blynk  pada smartphone akan terhubung dengan alat tersebut

## IV. H ASIL DAN A NALISA

## A. Pengujian Kalibrasi pH Sensor
Kalibrasi  adalah  proses  verifikasi bahwa  suatu  akurasi  alat ukur  sesuai  dengan  rancangannya.  Kalibrasi  sensor  pH  sangat dibutuhkan  agar  nilai  ukur  sensor  sesuai.  Pengujian  sensor dengan  cara  kalibrasi  pH  sensor  dibandingkan  dengan  hasil pengukuran  pH  meter  menggunakan  larutan  buffer  dengan variasi  pH  2,0,  pH  6,0  dan  pH  8,0.  Hasil  kalibrasi  pH  sensor dengan pH meter dapat dilihat di Tabel 3.
Tabel 3. Hasil kalibrasi sensor pH No. Waktu pH Sensor pH Meter Toleransi Error 1 19.11 1,8 1,82 1,0% 2 19.20 6,2 6,36 3,0% 3 19.33 1,9 1,94 2,0% 4 19.40 6 6,43 7,0% 5 19.49 8 8,31 4,0% 6 20.02 6,7 6,43 -4,0% 7 20.12 2,1 2,03 -3,0% 8 20.17 6,4 6,71 5,0% 9 20.34 8,4 8,62 3,0% 10 20.40 6,3 6,04 -4,0% Hasil 5,38 5,47 1,65%
Dari  hasil  kalibrasi  pH  sensor  diatas  perhitungan  toleransi error menggunakan persamaan (2) sebagai berikut.
%Error = (Nilai pH Meter − Nilai Sensor pH) Nilai pH meter x 100% (1) 5,47 − 5,38 5,47 x 100% = 1,65 %
Hasil selisih nilai toleransi error kalibrasi sensor pH dengan pH meter dapat di lihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Hasil kalibrasi sensor pH
Berikut pengukuran kalibrasi dengan larutan buffer dengan mencelupkan  pH  meter  dan  pH  sensor  pada  Gambar  12.  dan tampilan nilai sensor pH dapat dilihat pada Gambar 13.
0 2 4 6 8 10 19.11 19.20 19.33 19.40 19.49 20.02 20.12 20.17 20.34 20.40 Kalibrasi Sensor pH pH Sensor pH Meter
F. A. Prawira et al., Smart Hidroponik Sistem Rakit Apung Mengontrol pH ( Potential Hydrogen ) Tanaman Pakcoy Secara…
Gambar 12.  Pengukuran sensor pH dan pH meter, Gambar 13.

## Tampilan nilai pH pada LCD

## B. Pengujian pH Sensor Tanpa Kendali Otomatis
Setelah  dilakukan  kalibrasi  sensor, maka tahap  selanjutnya adalah tes alat dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Hal yang dilakukan adalah perbandingan data pengukuran pH antara tidak menggunakan  kontrol  otomatis  dengan  menggunakan  kontrol otomatis. Data yang diambil berdasarkan rentan waktu selama 1 jam, pH yang berubah apakah bisa stabil atau tidak jika kita beri alat  otomatis  penstabil  pH.  Pengambilan  data  dari  sensor  pH akan di konversikan ke dalam microsoft excel melalui aplikasi PLX  DAQ.  Berikut  hasil  pengujian  sensor  pH  tidak menggunakan  alat  kontrol  pH  otomatis  (tidak  menggunakan kontrol pompa penstabil pH) dengan setpoint yang dibutuhkan tanaman  pakcoy  adalah  pH range 6,5  –  7,5,  ppm range  1000- 1300 dan suhu normal 26°C -29 °C.
Tabel 4. Hasil pengujian alat tanpa kontrol pH otomatis
Waktu pH 9:30:44 AM 7,16 9:35:45 AM 7,1 9:40:47 AM 6,33 9:30:44 AM 6,37 9:35:45 AM 6,53 9:40:47 AM 6,66 10:00:54 AM 6,38 10:05:55 AM 6,27 10:10:57 AM 6,48 10:15:59 AM 6,52 10:21:01 AM 6,37 10:26:02 AM 6,46 10:26:43 AM 6,41
Dari hasil pengujian Tabel 4 rata – rata data aktual yang di ambil  setiap  ±5-10 menit  pH  dari  waktu  ke waktu  mengalami penurunan dari pH 7,16 turun menjadi 6,41. Hasil perubahan pH bisa dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14. Pengujian alat tanpa kontrol pH otomatis

## C. Pengujian pH Sensor Tanpa Kendali Otomatis
Pengujian kedua sensor pH dilakukan dengan menggunakan alat kontrol pH otomatis dengan menambahkan pompa otomatis penambah larutan cairan pH up dan pH down. Setpoint nilai pH masih tetap sama pH range 6,5 – 7,5, ppm range 1000-1300 dan suhu normal 26°C - 29°C. Pengujian dilakukan secara langsung pada Gambar 15.
Gambar 15. Pengujian alat dengan kontrol otomatis Berikut  hasil  pengujian  alat  dengan  menggunakan  kontrol otomatis pada Tabel 5.
Tabel 5. Pengujian alat dengan kontrol otomatis
Waktu pH 1:39:57 PM 7,46 1:44:05 PM 6,99 1:49:06 PM 7,1 1:54:07 PM 6,98 1:59:08 PM 7 2:04:09 PM 6,99 2:09:10 PM 7,1 2:14:11 PM 7,05 1:35:12 PM 7,04 2:24:13 PM 6,97 2:29:13 PM 6,92 2:31:52 PM 6,97 2:36:53 PM 6,93 2:38:24 PM 7,02
12,06
7,34 8,35 7,65 6,03 6,80 6,17 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 9 :2 5 :5 1 A M 9 :2 7 :3 9 A M 9 :2 9 :2 6 A M 9 :3 1 :1 4 A M 9 :3 3 :0 1 A M 9 :3 4 :4 9 A M 9 :3 6 :3 7 A M 9 :3 8 :2 4 A M 9 :4 0 :1 2 A M 9 :4 1 :5 9 A M 9 :4 3 :4 7 A M 9 :4 5 :3 5 A M 9 :4 7 :2 2 A M 9 :4 9 :1 0 A M 9 :5 0 :5 7 A M 9 :5 2 :4 5 A M 9 :5 4 :3 2 A M 9 :5 6 :2 0 A M 9 :5 8 :0 8 A M 9 :5 9 :5 5 A M 1 0 :0 1 :4 3 A M 1 0 :0 3 :3 0 A M 1 0 :0 5 :2 8 A M 1 0 :0 7 :0 6 A M 1 0 :0 8 :5 3 A M 1 0 :1 0 :4 1 A M 1 0 :1 2 :2 8 A M 1 0 :1 4 :1 6 A M 1 0 :1 6 :0 4 A M 1 0 :1 7 :5 1 A M 1 0 :1 9 :3 9 A M 1 0 :2 1 :2 6 A M 1 0 :2 3 :1 4 A M 1 0 :2 5 :0 2 A M Pengujian Alat Tanpa Kontrol pH Otomatis
F. A. Prawira et al., Smart Hidroponik Sistem Rakit Apung Mengontrol pH ( Potential Hydrogen ) Tanaman Pakcoy Secara…
Dengan  menggunakan  kontrol  otomatis  pH  menjadi  lebih stabil  di  angka  6,92  –  7,46.  Hasil  pengujian  kestabilan  pH dengan  menggunakan  kontrol  pH  otomatis  dapat  dilihat  pada Gambar 16.
Gambar 16. Pengujian menggunakan kontrol pH otomatis

## D. Pengujian kontrol otomatis pada tanaman pakcoy pada pH tinggi (pH 9)
Pengujian  ketiga  menggunakan  kontrol  otomatis  pada kondisi  pH  pada  tanaman  pakcoy  diberi  nilai  tinggi  pH  9. Beberapa pengujian dilakukan sebagai menentukan hasil :
1. Berapa  cepat  kontrol  otomatis  akan  menstabilkan  pH tanaman pakcoy kembali ke pH 7?
2. Apa  yang  terjadi  kepada  tanaman  jika  tanaman  pakcoy memiliki pH terlalu tinggi?
Pengujian  dilakukan  dengan  memberikan  tanaman  pakcoy larutan  pH  9  selama  12  jam,  lalu  diberi  kontrol  otomatis  pH sebagai penstabil pH air menjadi pH 7. Berikut hasil pengujian yang  dilakukan  jika  pH  tanaman  pakcoy  awal  di  nilai  9  pada Tabel 6 dan Gambar 17.
Tabel 6. Pengujian kontrol pH otomatis pada pH 9
Waktu pH 4:39:57 PM 9,29 4:44:05 PM 8,99 4:49:06 PM 7,52 4:54:07 PM 6,98 4:59:08 PM 7 5:04:08 PM 6,99
Gambar 17. Pengujian kontrol pH otomatis pada pH awal 9
Dari  hasil  pengujian  kontrol  otomatis  pada  pH  awal  9 kecepatan penurunan pH dari 9 menuju pH 7 adalah ± 1 menit. Cara  kerja  penstabilan  pH  adalah  dengan  cara  sensor  pH mendeteksi  bahwa  pH  melebihi  toleransi setpoint yang diberikan yaitu 7.5 maka pompa otomatis bekerja memberikan larutan  pH  down  menyala.  Kesimpulan  yang  di  dapat  jika tanaman  pakcoy  diberi  pH  lebih  tinggi  membuat  daun  pada tanaman  pakcoy  menjadi  lebih  keras.  Dengan  di  stabilkannya pH  tanaman  pakcoy  dapat  mengembalikan  kerasnya  daun menjadi subur kembali. Berikut hasil tanaman pakcoy pada pH tinggi pada Gambar 18.
Gambar 18. Tanaman packoy pada pH 9

## E. Pengujian kontrol otomatis tanaman pakcoy pada pH rendah (pH 4)
Pengujian  keempat  menggunakan  kontrol  otomatis  pada kondisi pH  tanaman pakcoy diberi nilai rendah pH 4. Beberapa pengujian dilakukan sebagai menentukan hasil :
1. Berapa  cepat  kontrol  otomatis  akan  menstabilkan  pH tanaman pakcoy kembali ke pH 7 ?
2. Apa  yang  terjadi  kepada  tanaman  jika  tanaman  pakcoy memiliki pH terlalu rendah?
Pengujian  dilakukan  dengan  memberikan  tanaman  pakcoy larutan  pH  4  selama  6  jam,  lalu  diberi  kontrol  otomatis  pH sebagai penstabil pH air menjadi pH 7. Berikut hasil pengujian yang  dilakukan  jika  pH  tanaman  pakcoy  awal  di  nilai  4  pada Tabel 7. dan Gambar 19.
Tabel 7. Pengujian kontrol pH otomatis pada pH 4
Waktu pH 3:38:00 PM 5,48 3:39:53 PM 4,69 3:41:38 PM 6,31 3:43:14 PM 6,96 3:44:55 PM 6,89 3:45:46 PM 7,14
8,41 6,71 7,25 7,20 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 1 :3 5 :1 2 P M 1 :3 7 :4 4 P M 1 :4 0 :1 6 P M 1 :4 2 :4 8 P M 1 :4 5 :2 0 P M 1 :4 7 :5 2 P M 1 :5 0 :2 4 P M 1 :5 2 :5 6 P M 1 :5 5 :2 9 P M 1 :5 8 :0 1 P M 2 :0 0 :3 3 P M 2 :0 3 :0 5 P M 2 :0 5 :3 7 P M 2 :0 8 :0 9 P M 2 :1 0 :4 1 P M 2 :1 3 :1 3 P M 2 :1 5 :4 5 P M 2 :1 8 :1 7 P M 2 :2 0 :4 9 P M 2 :2 3 :2 1 P M 2 :2 5 :5 3 P M 2 :2 8 :2 5 P M 2 :3 0 :5 7 P M 2 :3 3 :2 9 P M 2 :3 6 :0 1 P M
Pengujian Alat Menggunakan  Kontrol pH Otomatis
4,84 7,02 7,02 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 3 :3 4 :5 7 P M 3 :3 5 :2 5 P M 3 :3 5 :5 3 P M 3 :3 6 :2 1 P M 3 :3 6 :4 9 P M 3 :3 7 :1 7 P M 3 :3 7 :4 5 P M 3 :3 8 :1 3 P M 3 :3 8 :4 1 P M 3 :3 9 :0 9 P M 3 :3 9 :3 7 P M 3 :4 0 :0 5 P M 3 :4 0 :3 3 P M 3 :4 1 :0 1 P M 3 :4 1 :2 9 P M 3 :4 1 :5 7 P M 3 :4 2 :2 5 P M 3 :4 2 :5 3 P M 3 :4 3 :2 1 P M 3 :4 3 :4 9 P M 3 :4 4 :1 7 P M 3 :4 4 :4 5 P M 3 :4 5 :1 2 P M 3 :4 5 :4 1 P M Pengujian Alat Menggunakan Kontrol Otomatis pada pH awal 4
Gambar 19. Pengujian kontrol pH otomatis pada pH
Dari  hasil  pengujian  kontrol  otomatis  pada  pH  awal  4 kecepatan kenaikan pH dari 4 menuju pH 7 adalah ± 2 - 3 menit. Cara  kerja  penstabilan  pH  adalah  dengan  cara  sensor  pH mendeteksi  bahwa  pH  kurang  dari  toleransi setpoint yang diberikan yaitu 6.5 maka pompa otomatis bekerja memberikan larutan pH up menyala.Kondisi tanaman pakcoy diberi pH lebih rendah dari 7 membuat daun pada tanaman pakcoy menjadi layu dan mati. Kontrol pH otomatis  membantu mencegah terjadinya penurunan pH agar dapat stabil di pH 7. Berikut hasil tanaman pakcoy pada pH tinggi pada Gambar 20.
Gambar 20. Tanaman pakcoy pada pH 4

## V. K ESIMPULAN
Dengan  adanya  kontrol  pH  otomatis,  pH  air  pada hidroponik  tanaman  pakcoy  dengan  sistem  rakit  apung  bisa
menjadi  lebih  stabil  dan  memudahkan  para  petani  hidroponik pakcoy  bisa  mengontrol  tanaman  pakcoy  dari  jarak  jauh menggunakan  Blynk  IoT  yang  di  aplikasi  kan  melalui  media smartphone melalui jaringan internet/WiFi.  Jika keadaaan pH air  tidak  sesuai  dengan  pH  tanaman  pakcoy  maka  kontrol otomatis  bisa  menstabilkan  dengan  cepat  ±1  menit.  Dan  bisa mencegah pH air tidak rendah, pH air rendah menyebabkan air menjadi asam dan bisa membuat tanaman layu dan mati.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Terima kasih pihak-pihak yang membantu terselesaikannya penelitian  ini,  rekan-rekan  dosen  Teknik  Elektro  Universitas Widyagama  serta  ucapan  terima  kasih  terhadap  tim  editorial Jurnal Teknologi Elektro atas dipublikasikannya penelitian ini.

## D AFTAR P USTAKA
[1] I.  T.  Bachrens,  Eating  Clean  Makan  Sehat  Itu  Mudah.  Jakarta:  Kawan Pustaka, 2019.
[2] U. Prastio, Panen Sayuran Hidroponik Setiap Hari. Jakarta: AgroMedia, 2015.
[3] G. Rasul, “Managing the food, water, and energy nexus for achieving the Sustainable Development Goals in South Asia,” Environ. Dev., vol. 18, no. December 2015, pp. 14–25, 2016, doi: 10.1016/j.envdev.2015.12.001.
[4] D.  Pancawati  and  A.  Yulianto,  “Implementasi  Fuzzy  Logic  Controller untuk  Mengatur  Ph  Nutrisi  pada  Sistem  Hidroponik  Nutrient  Film Technique (NFT),” J. Nas. Tek. Elektro, vol. 5, no. 2, p. 278, 2016, doi: 10.25077/jnte.v5n2.284.2016.
[5] I.  A.  Rozaq  and  Y.  N.  D.  Setyaningsih,  “Karakterisasi  dan  kalibarasi sensor ph menggunakan arduino uno 12,” Prosidng SENDI_U, pp. 244– 247, 2018.
[6] Y.  Efendi,  “Internet  Of  Things  (Iot)  Sistem  Pengendalian  Lampu Menggunakan Raspberry Pi Berbasis Mobile,” J. Ilm. Ilmu Komput., vol. 4, no. 2, pp. 21–27, 2018, doi: 10.35329/jiik.v4i2.41.
[7] F. Rahmah, F. Hidayanti, and M. Innah, “Penerapan Smart Sensor untuk Kendali pH dan Level Larutan Nutrisi pada Sistem Hidroponik Tanaman Pakcoy,” J. Teknol. Inf. dan Ilmu Komput., vol. 6, no. 5, p. 527, 2019, doi: 10.25126/jtiik.2019651738.
[8] A.  W.    Dani,  “Optimalisasi  Pertumbuhan  Pada  Sayuran  Hidroponik Nutrient Film Technique Dengan Metode Fuzzy Logic Berbasis Internet of  Things,” Jurnal  Teknologi  Elektro ,  vol.  11,  no.  1,  2020,  doi: https://doi.org/10.22441/jte.2020.v11i1.001 .
[9] A. D. Purwanto, F. Supegina, and T. M. Kadarina, “Sistem Kontrol Dan Monitor Suplai Nutrisi Hidroponik Sistem Deep Flow Technique (DFT) Berbasis Arduino NodeMCU Dan Aplikasi Android,” Jurnal Teknologi Elektro , vol. 10, no. 3, 2019, doi: https://doi.org/10.22441/jte.v10i3.002 . [10] J.  Andika,  E.  Permana,  and  S.  Attamimi,  “Perancangan  Sistem Otomatisasi dan Monitoring Perangkat Perawatan Tanaman Hias Berbasis Internet of Things,” Jurnal Teknologi Elektro , vol. 13, no. 2, pp. 100–100, May 2022, doi: https://doi.org/10.22441/jte.2022.v13i2.007 . 4,84 7,02 7,02 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 3 :3 4 :5 7 P M 3 :3 5 :2 6 P M 3 :3 5 :5 5 P M 3 :3 6 :2 4 P M 3 :3 6 :5 3 P M 3 :3 7 :2 2 P M 3 :3 7 :5 1 P M 3 :3 8 :2 0 P M 3 :3 8 :4 9 P M 3 :3 9 :1 8 P M 3 :3 9 :4 7 P M 3 :4 0 :1 6 P M 3 :4 0 :4 5 P M 3 :4 1 :1 4 P M 3 :4 1 :4 3 P M 3 :4 2 :1 3 P M 3 :4 2 :4 2 P M 3 :4 3 :1 1 P M 3 :4 3 :4 0 P M 3 :4 4 :0 9 P M 3 :4 4 :3 8 P M 3 :4 5 :0 7 P M 3 :4 5 :3 6 P M Pengujian Alat Menggunakan Kontrol Otomatis pada pH awal 4