## Copyright © 2021 WJIT: Walisongo Journal of Information Technology

## Sistem Telemetri Kadar Keasaman, Suhu air dan Cahaya Ruang Berbasis NodeMCU ESP 8266 pada Budidaya Tanaman Hidropronik
Danang 1 , Iman Saufik Suasana 2 , Hudha Pratna Safiyan 3 Nur Cahyo Hendro Wibowo 4 123 Universitas Sains dan Teknologi Komputer
4 Universitas Islam Negeri Walisongo
1 danang@stekom.ac.id, 2 saufik@stekom.ac.id, 3 Hudha@stekom.ac.id,
4 nur_cahyo@walisongo.ac.id

## Abstract
Plants with hydroponic systems need to be controlled, it is necessary to monitor the degree of acidity  of  the  water,  water  temperature,  and  the  concentration  of  water  nutrients  to  avoid  a decrease in plant quality, Hydroponics is installed with a microcontroller that is connected to the internet  through  the  Blynk  microcontroller  application  and  will  send  data  to  the  Android smartphone application in real time. The method used in this research is the prototyping method. The  Prototype  method  is  a  system  life  cycle  method  based  on  the  concept  of  a  working  model. Measurement  of  water  pH  6.5  and  the  results  of  real  time  measurements  at  9  o'clock  the temperature of 29 0 C and 71% humidity and measurements at 12 o'clock the temperature of 33 0 C and 74%, 90% real-time data communication can run well.
Keywords: Hydroponics, microcontroller, android, internet.

## Abstrak
Tanaman dengan sistem hidroponik perlu terkontrol, diperlukannya pemantauan derajat keasaman  air,  suhu  air,  dan  kepekatan  nutrisi  air  untuk  menghindari  penurunan  kualitas tanaman,  Hidroponik  dipasang  mikrokontroler  yang  terhubung  ke  internet  melalui  aplikasi blynk mikrokontroler dan akan mengirim data ke aplikasi smartphone android secara realtime. Metode yang digunakan di dalam penelitian ini adalah metode prototyping. Metode Prototype adalah  salah  satu  metode  siklus  hidup  sistem  yang  didasarkan  pada  konsep  model  bekerja (working model). Pengukuran kadar pH air 6,5 dan hasil real time pengukuran saat jam 9 suhu 29 0 C  dan  kelembaman  71%  dan  pengukuran  saat  jam  12  suhu  33 0 C  dan  kelembaman  74%, komunikasi data secara realtime 90% dapat berjalan dengan baik .
Kata kunci : Hidroponik, mikrokontroler, android, internet.

## 1. PENDAHULUAN
Hidroponik  adalah  salah  satu  cara untuk  menanam  tanpa  memerlukan lahan  yang  luas  dan  sangat  cocok  untuk dibudidayakan  di  daerah  perkotaan. Hidroponik  merupakan  metode  untuk menanam tanaman dengan menggunakan  media  aliran  air.  Sistem hidroponik  tidak  memerlukan  pestisida beracun  sehingga  lebih  ramah  terhadap lingkungan dan tanaman yang dihasilkan jauh akan lebih sehat. Salah satu metode hidroponik  yang  sering  digunakan adalah Deep  Flow  Technique (DFT). Hidroponik  sistem  DFT  merupakan metode  kultur  menggunakan  aliran  air sebagai  media  dan  persediaan  nutrisi. Sedangkan  itu  media  tanam  yang  sering digunakan  pada  sistem  hidroponik  DFT adalah  rockwool.  Rockwool  merupakan media  anorganik  dengan  komponen media  yang  berguna  untuk  menyerap dan meneruskan air, sehingga mempunyai  kapasitas  air  tinggi  yang memungkinkan  untuk  menyimpan  air nutrisi  pada  sistem  hidroponik  yang dibutuhkan oleh tanaman untuk tumbuh.
Bercocok tanam dengan cara hidroponik  ini  perlu  penanganan, perawatan  dan  pemantauan  yang  lebih dibandingkan  dengan  bercocok  tanam konvensional  dengan  media  tanah, sehingga pemilik perlu untuk memberikan  perhatian  lebih  kepada tanamannya.
Hidroponik  yang  ada  dimasyarakat pada  umumnya  masih  menggunakan sistem manual dan relatif mahal dari segi waktu,  antara  lain  untuk  pengukuran kadar  asam  (pH)  dalam  air  dan mengetahui  volume  air  yang  dipakai. Beberapa  kendala  yang  sering  di  alami para  petani  hidroponik  di  antaranya adalah  (1)  Tanaman  dapat  kekurangan oksigen  terlarut  sehingga  membuat pertumbuhan  tanaman  terganggu.  (2) Resiko busuk pada akar tanaman karena
jumlah air yang terlalu banyak. (3) Dapat terjadi endapan pada pipa menyebabkan banyak  masalah  yang  timbul.  (4)  Lebih banyak memerlukan nutrisi. Kadar asam (pH) umumnya  dapat di  ketahui  dengan Total  Disolved  Solids (TDS)  meter,  dan perlu di lakukan setiap hari.
Berdasakan
kendala dan permasalahan  yang  ada  pada  metode hidroponik  sebagaimana  yang  telah diuraikan  diatas,  maka  dalam  penelitian ini  memberikan  sebuah  solusi  untuk membantu  menyelesaikan  kendala  dan permasalahan tersebut dengan memanfaatkan  mikrokontroller  dan sensor  berbasis  NodeMCU  yang  di hubungkan  ke  smartphone  melalui Internet of things (IoT) untuk mengontrol  derajat  keasaman,  volume dan  suhu  serta  nutrisi  bisa  terserap dengan  optimal  ke  dalam  tanaman sehingga  para  pemilik  hidroponik  dapat memantau  keadaan  dan  perawatan otomatis tanaman yang sedang dibudidayakan
kapanpun dan dimanapun.

## 2. METODE
Metode  yang  digunakan  di  dalam penelitian ini adalah metode prototyping. Metode Prototype  adalah  salah  satu metode  siklus  hidup  sistem  yang didasarkan  pada  konsep  model  bekerja (working  model).  Tujuannya  adalah mengembangkan  model  menjadi  sistem final. Artinya sistem akan dikembangkan lebih cepat dari pada metode tradisional dan biayanya menjadi lebih rendah. Ada banyak  cara  untuk  memprotoyping, begitu  pula  dengan  penggunaannya.  Ciri khas  dari  metodologi  ini  adalah pengembang  sistem  (system  developer), klien,  dan  pengguna  dapat  melihat  dan melakukan  eksperimen  dengan  bagian dari  sistem  komputer  dari  sejak  awal proses pengembangan.

## Gambar 1 metode prototyping
Tahapan-tahapan  dalam  Prototyping adalah sebagai berikut: a) Pengumpulan kebutuhan Pelanggan dan pengembang bersama-sama mendefinisikan format  seluruh  perangkat  lunak, mengidentifikasikan semua kebutuhan, dan garis besar sistem yang akan dibuat.
b) Membangun prototyping
Membangun  prototyping  dengan membuat  perancangan  sementara yang  berfokus  pada  penyajian kepada pelanggan (misalnya dengan membuat input dan format output).
Berikut  adalah  perancangan  blok diagram  Sistem  Telemetri  Kadar Keasaman,  Suhu  air  dan  Cahaya Ruang  Berbasis  NodeMCU  ESP 8266 dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2 Blok Diagram c) Evaluasi protoptyping Evaluasi  ini  dilakukan  oleh pelanggan  apakah  prototyping yang sudah dibangun sudah sesuai dengan keinginann pelanggan. Jika sudah sesuai maka langkah 4 akan diambil.  Jika  tidak  prototyping direvisi dengan mengulang
langkah 1, 2 , dan 3.
d) Mengkodekan sistem Dalam  tahap  ini  prototyping  yang sudah  di  sepakati  diterjemahkan ke  dalam  bahasa  pemrograman yang sesuai.
e) Menguji sistem
Setelah  sistem  sudah  menjadi suatu  perangkat  lunak  yang  siap pakai, harus dites dahulu sebelum digunakan. Pengujian ini dilakukan  dengan  White  Box,
Black  Box,  Basis  Path,  pengujian arsitektur dan lain-lain.
f) Evaluasi Sistem
Pelanggan  mengevaluasi  apakah sistem  yang  sudah  jadi  sudah sesuai  dengan  yang  diharapkan.
Jika  ya,  langkah  7  dilakukan;  jika tidak, ulangi langkah 4 dan 5.
g) Menggunakan sistem Perangkat  lunak  yang  telah  diuji dan diterima pelanggan siap untuk digunakan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh pH larutan pada tanaman hidroponik adalah pengaruh daya serap tanaman  untuk  menyerap  unsur  hara pada  air.  Pada  pH  larutan  dibawah  6.0 (asam)  jumlah  ion  H+  yang  terdapat pada  larutan  jumlahnya  lebih  tinggi daripada ion OH-. Kondisi ini unsur hara makro  seperti  kalsium,  magnesium  dan fosfor  akan  terikat  secara  kimiawi sehingga  sulit  diserap  oleh  tanaman. Akibatnya tanaman akan tumbuh kerdil dan  tidak  dapat  berproduksi  dengan maksimal. Pada pH larutan nutrisi datas 7.0  (basa)  berbanding  terbalik  dengan larutan nutrisi yang bersifat asam, pada kondisi  ini  unsur  hara  mikro  seperti tembaga,  mangan,  seng,  dan  besi  akan terikat  secara  kimiawi  sehingga  tidak dapat  diserap  oleh  tanaman.  Akibatnya tanaman  mengalami  defisiensi  unsur hara,  dan  pertumbuhannya  akan  cepat mati.  Sehingga  daripada  itu  diperlukan kondisi  pH  larutan  yang  bersifat  netral yaitu berkisar 6.0 – 7.0. Pada pH larutan netral unsur hara makro maupun mikro tidak mengalami pengikatan unsur hara, pada  kondisi  ini  tanaman  hidroponik
dapat tumbuh dan berprodouksi dengan maksimal,  usia  tanaman  juga  lebih panjang  atau  maksimal  sesuai  dengan jenis  tanamannya.  Pada  kondisi  netral tumbuhan  dapat  menyerap  unsur  hara mikro  maupun  makro  yang  dibutuhkan dengan  baik.  Pemberian  larutan  nutrisi berdasarkan nilai EC (Electrical Conductivity) dapat  mempengaruhi pertumbuhan  dan  hasil  beberapa tanaman  contohnya  pada  tanaman bayam  pada  hidroponik  sistem  rakit apung (Floating  Hydroponics  System) ,
karena terdapat nilai EC yang menunjukkan  hasil  tertinggi.  Selain  itu proses  penguapan  air  (evaporasi) menjadi  masalah  tersendiri  pada hidroponik.  Maka  diperlukan  sistem kontrol  untuk  melakukan  pengisian  air otomatis  jika  volume  air  pada  tandon tempat  penyimpan  air kurang.  Suhu air nutrisi  juga  tak  kalah  penting  dalam hidroponik.  Dengan  suhu  yang  ideal, tanaman  dapat  menyerap  unsur  hara dengan  maksimal  sehingga  dapat tumbuh  dengan  baik.  Suhu  air  ideal berkisar  25  derajat  sampai  29  derajat celcius.

## a) Cara Kerja
Di saat alat dihidupkan maka NodeMCU akan otomatis terkoneksi di hotspot wifi yang  sudah  diatur  alamat  dan  pasword &  token  yang  sama  pada  pemberi hotspot,  setelah  terhubung  maka  buka aplikasi blynk pada smartphone lalu cek apakah  sudah  terhubung  dapat  di  lihat pada gambar berikut.
Gambar 3 Indikator
Jika  masih  terdapat  simbol  angka  1 maka  aplikasi  blynk  dan  wifi  belum terkoneksi,  dan  apabila  simbol  angka  1 sudah  hilang  maka  aplikasi  blynk  dan wifi sudah pasti terkoneksi.
Apabila  perangkat  sudah  terkoneksi semua  maka  selanjutnya  aplikasi  blynk android akan menampilkan data sensor DHT11,  Water  Level,  LDR,  pH  meter. Dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 4 Tampilan gauge dan button pada aplikasi blynk Terdapat  tampilan  Gauge  ada  empat yang  masing-masing  berbeda  fungsi untuk  yang  paling  kiri  menampilkan angka suhu, kelembapan, ketinggian air, dan  intensitas  cahaya.  Dan  terdapat  2 button yang berfungsi untuk menyalakan pompa dan kipas.
A. Proses pendeteksian suhu. Sensor DHT11 akan mengirimkan sinyal digital ke NodeMCU dan di konversikan menjadi nilai angka suhu dan kelembaban  ruangan,  yang  akan  di tampilkan  di  aplikasi  blynk  android berikut tampilannya.
Gambar 5 Tampilan Suhu dan Kelembaban pada aplikasi blynk Apabila suhu lebih dari 29 0 C maka kipas akan  menyala  untuk  mendinginkan ruangan pada tanaman hidroponik.
B. Proses pendeteksian cahaya
Sensor  LDR  akan  mengirimkan  sinyal digital ke NodeMCU dan di konversikan menjadi nilai angka tertentu, yang akan di  tampilkan  di  aplikasi  blynk  android berikut tampilannya.
Gambar 6 Tampilan Intensitas cahaya pada aplikasi blynk Apabila  intensitas  cahaya  kurang  dari 400  maka  lampu  akan  menyala  untuk memberi cahaya pada tanaman hidroponik.
C. Pengukuran  kadar  pH  air  pada  bak penampungan air.
Sensor  pH  meter  akan  mengirimkan sinyal  analog  ke  arduino  dan  di konversikan  menjadi  nilai  angka tertentu,  yang  akan  di  tampilkan  pada layar LCD berikut tampilannya.
Gambar 7 Tampilan kadar pH pada bak penampungan air
D. Proses  pendeteksian  ketinggian  air pada bak penampungan air.
Sensor  Water  Level  akan  mengirimkan sinyal  analog  ke  NodeMCU  dan  di konversikan  menjadi  nilai  angka
tertentu,  yang  akan  di  tampilkan  di aplikasi blynk android berikut tampilannya.
Gambar 8 Tampilan banyaknya air pada bak penampungan pada aplikasi blynk
Apabila air di bak penampungan kurang dari  2  cm  maka  harus  ditambahkan  air yang  sudah  dicampur  dengan  nutrisi sampai batas ukur maksimal yaitu 5 cm.

## 3.1 Gambar Konstruksi
Rancang  bangun  tempat  hidroponik dengan  sistem  DFT  dimana  terdapat  2 pipa  paralon  yang  digunakan  untuk meletakan  tanaman  hidroponik  agar dapat  menyerap  air  dan  nutrisi  yang mengalir  dan  bak  sebagai  tempat penampungan air + nutrisi.

## Gambar 9 Gambar kontruksi hidroponik

## 3.2 Hasil Uji Coba
A. Proses  Pengujian  sensor  LDR  dan Relay dengan Lampu DC 12v
Pada  Proses  Pengujian  sensor  LDR digunakan  aktuator  berupa  relay  dan Lampu  DC  12v  untuk  mengatur pencahayaan  di  tanaman  Hidroponik DFT.  Relay  berfungsi  sebagai  fungsi logika.
Apabila sensor LDR di beri cahaya maka lampu  akan  mati,  dan  monitor  di aplikasi blynk akan menunjukan tingkat persentase  penuh,  dan  bila  sensor  LDR dalam ruangan yang  gelap maka lampu akan  menyala  dan  pada  monitor  di aplikasi  blynk  akan  menunjukkan tingkat persentase 0.

## Gambar 10 Letak sensor LDR
Gambar 11 Tampilan Intensitas cahaya pada aplikasi blynk

## B. Proses Pengujian sensor DHT11
Sensor  suhu  DHT11  sebagai Sensor suhu yang berfungsi mendeteksi suhu  pada  lingkungan  hidroponik. Sensor  suhu  DHT11  akan  diprogram
dengan setpoint tertentu sesuai kebutuhan  suhu  yang  diperlukan sayuran  agar  dapat  tumbuh  dengan maksimal.
Gambar 12 Letak sensor DHT11
Gambar 13 Tampilan Suhu dan Kelembaban pada aplikasi blynk
Tabel 1 Hasil Pengujian Sensor DHT11 No Waktu Suhu Kelembaban 1 9.00 29 0 C 71% 2 9.30 29 0 C 70% 3 10.00 30 0 C 73% 4 10.30 30 0 C 72% 5 11.00 31 0 C 74% 6 11.30 31 0 C 76% 7 12.00 33 0 C 74%
C. Proses Pengujian Sensor Water Level Sensor Water Level sebagai Sensor yang  berfungsi  mendeteksi  kondisi ketinggian  air.  Pengujian  sensor  ini
bertujuan  untuk  menguji  keluaran sensor.
Gambar 14 Pengujian sensor Water Level
Gambar 15 Hasil tampilan pada aplikasi blynk

## D. Proses Pengujian sensor pH Meter
Pada penelitian ini digunakan Sensor pH sebagai Sensor pendeteksi kadar pH air di dalam bak reservior.
Gambar 16 Pengujian sensor pH meter
Gambar 17 Hasil tampilan dari sensor pH meter di LCD
Pengujian  sensor  pH  bertujuan  untuk mengkalibrasi sensor pH yang digunakan.  Kalibrasi  sensor  digunakan untuk  menentukan  konversi  nilai keluaran  sensor  yang  berupa  nilai  ADC sebesar 10 bit ke dalam nilai kadar pH. Penentuan  konversi  dilakukan  dengan cara mengukur  kadar pH menggunakan alat pH meter.
E. Proses  Pengujian  Relay  dengan Kipas DC 12v Proses Pengujian Relay digunakan  aktuator  berupa  relay  dan Kipas  DC  12v  untuk  mengatur  suhu  di tanaman Hidroponik DFT. Relay berfungsi  sebagai  fungsi  logika.  Pada gambar  18  Menunjukkan  pengujian modul relay dengan kipas DC menggunakan pengkondisian On dan Off pada modul relay
Gambar 18 Pengujian Relay dan Kipas DC 12v (a) kondisi LOW (b) kondisi HIGH

## 4. KESIMPULAN
Dari
uraian rangkaian proses pembuatan  dan  pengujian  yang  telah dilakukan  dapat  ditarik  beberapa kesimpulan  penting  dalam  kaitannya pada perancangan alat ini antara lain : a)    Aplikasi blynk di android memiliki
fungsi sebagai interface monitoring  sensor  dan  kontrol aktuator pada hidroponik. Pengujian  sistem  aplikasi  blynk di android dengan melakukan komunikasi  data  secara  realtime memperoleh presentase
keberhasilan  90%,  dikarenakan ada  beberapa  sensor  yang  belum sepenuhnya akurat 100%.
b)   Pengujian  pada  masing-masing sensor  juga  bekerja  dengan semestinya,  seperti  sensor  DHT11 untuk  pengukuran  suhu,  sensor Water  Level  untuk  pengukuran ketinggian  air  nutrisi,  Sensor  pH meter  untuk  mengukur  kadar  pH di  bak  penampungan  air,  dan sensor  LDR  untuk  mendeteksi intensitas  cahaya,  relay  untuk mengontrol cahaya dan pompa air.

## REFERENSI
Anang  Masduki.  2017. Hidroponik  Sebagai  Sarana  Pemanfaatan  Lahan  Sempitdi DusunRandubelang, Bangunharjo, Sewon. Bantul. Jurnal Pemberdayaan, Vol.1, No. 2.
Chrisyantar  Hasiholan.  2018. Pengembangan  Teknologi  Informasi  dan  Ilmu  Komputer . Kabupaten bogor. e-ISSN: 2548-964X.
Hannif  Izzatul  Islam.  2016. Sistem  Kendali  Suhu  Dan  Pemantauan  Kelembaban  Udara Menggunakan Sensor Dht22 . Kabupaten Bogor.Vol V.
Ibadarrohman, Nur Sultan Salahuddin, Anacostiana Kowanda. 2018. Sistem Kontrol dan Monitoring  Hidroponik  berbasis  Android .  Universitas  Gunadarma  Depok.  STMIK ATMA LUHUR Pangkalpinang.
Jaenal  Arifin,  Intan  Erlita  Dewanti,  Danny  Kurnianto.  2017. Prototipe  Pendingin Perangkat Telekomunikasi Sumber Arus DC Menggunakan Smartphone .  Purwokerto. Media Elektrika, Vol. 10, No. 1.
Rosdiana,  Muhammad  Shofan.  2020. Pembuatan  Aplikasi  Monitoring  Tanaman Hidroponik Otomatis Dengan Koneksi Wifi Berbasis Arduino . Universitas Gunadarma Depok.
Sitorus,  N.  B.  (2017). Pendeteksian Ph Air Menggunakan Sensor Ph Meter V1.1 Berbasis Arduino Nano , Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung.
Yuga  Hadfridar  Putra,  Dedi  Triyanto,  Suhardi.  2018. Sistem  Pemantauan  dan Pengendalian  Nutrisi,  Suhu,  dan  Tinggi  Air  Pada  Pertanian  Hidroponik  Berbasis Website . Universitas Tanjungpura Pontianak. Jurnal Coding, Sistem Komputer Untan Vol. 06, No. 03.
Wahyu Adi Prayitno, Adharul Muttaqin, Dahnial Syauqy. 2017. Sistem Monitoring Suhu, Kelembaban, dan Pengendali Penyiraman Tanaman Hidroponik menggunakan Blynk Android .  Universitas  Brawijaya.  Jurnal  Pengembangan  Teknologi  Informasi  dan Ilmu Komputer, Vol. 1, No. 4.