Terbit online pada laman: https://ejournal.seminar-id.com/index.php/bees | 10.47065/bees.v3i1.3138

## BEES: Bulletin of Electrical and Electronics Engineering
ISSN 2722-6522 (Media Online), Vol 3, No 1, Juli 2022, pp 8 − 13

## Smart Farm Hydroponics berbasis IOT dengan NodeMCU ESP8266
Rahmad Doni 1,* , Iwan Fitrianto Rahmad 2
1 Fakultas Teknik dan Ilmu komputer, Sistem Informasi, Universitas Potensi Utama, Medan, Indonesia
2 Fakultas Teknik dan Ilmu komputer, Rekayasa Sistem Komputer, Universitas Potensi Utama,Medan, Indonesia Email: 1,* rahmaddoni113@gmail.com, 2 iwanfitrah@yahoo.com

## I

## NFORMASI A RTIKEL

## A B S T R A K
Article History: Received : Jun 22, 2022 Accepted : Jul 21, 2022 Published  : Jul 31, 2022 Pekembangan  teknologi  informasi  semakin  pesat dari waktu  ke  waktu,    teknologi informasi dapat dirasakan   langsung oleh manusia dan mengalami perubahan yang signifikan  di  beberapa  sektor  kehidupan.  Salah  satu  bentuk  kemajuan  di  bidang teknologi informasi adalah platform Internet of Things (IoT). Pertanian merupakan sektor yang penting bagi kehidupan masyarakat. Hidroponik merupakan salah satu metode dalam  pertanian yang dapat membudidayakan tanaman tanpa memerlukan lahan  tanah,  tetapi  menggunakan  air  dan  larutan  nutrisi  sebagai  media  tanam. Budidaya hidroponik ini memiliki banyak keuntungan diantaranya perawatan lebih praktis serta gangguan hama lebih terkontrol, tidak bergantung pada kondisi alam, dan  dapat  dilakukan  pada  lahan  yang  terbatas.  Untuk  mengoptimalkan  produk pertanian,  petani  perlu  mendapatkan  kondisi  nutrisi,  pH  larutan  dan  suhu  secara realtime untuk dapat menentukan keputusan yang tepat bagi tanam yang di tanam. Proses penurunan suhu dari 36 0 Celcius ke 34 0 Celcius berlangsung ± 3 menit. Dan pemberian nutrisi tanaman dilakukan dengan perintah melalui aplikasi Blynk.
Kata Kunci : Hidroponik, IOT, NodeMCU ESP8266
K ORESPONDENSI
Email: rahmaddoni113@gmail.com

## A B S T R A C T
The development of information technology is increasing rapidly from time to time, information  technology  can  be  felt  directly  by  humans  and  has  experienced significant  changes in several sectors of life. One form of progress in the field of information technology is the Internet of Things (IoT) platform. Agriculture is an important sector for people's lives. Hydroponics is a method in agriculture that can cultivate plants without the need for land, but uses water and nutrient solutions as a planting medium. This hydroponic cultivation has many advantages including more practical  maintenance  and  more  controlled pest  disturbances,  does not  depend  on natural  conditions,  and  can  be  done  on  limited  land.  To  optimize  agricultural products, farmers need to get nutritional conditions, solution pH and temperature in real time to be able to make the right decisions for what crops to plant. The process of decreasing the temperature from 360 Celsius to 340 Celsius lasts ± 3 minutes. And  the  provision  of  plant  nutrition  is  carried  out  by  order  through  the  Blynk application.
Keywords: Hydroponic; IOT; NodeMCU ESP8266

## 1. PENDAHULUAN
Pekembangan teknologi informasi semakin pesat dari waktu ke waktu,  teknologi informasi dapat dirasakan   langsung oleh manusia dan mengalami perubahan yang signifikan di beberapa sektor kehidupan. Salah satu bentuk kemajuan di bidang teknologi informasi adalah platform Internet of Things (IoT). Internet of Things (IoT) iadalah istilah yang sedang  ramai  dibicarakan  di  kalangan  milenial  saat  ini.  Konsep  IoT    memungkinkan  semua  benda  dapat berkomunikasi  satu  sama  lain  melalui  Internet,  IoT  mengacu  pada  penggunaan  perangkat  dan  sistem  cerdas  yang terhubung untuk memanfaatkan data yang dikumpulkan oleh sensor dan aktuator yang tertanam di mesin dan benda fisik lainnya [1]. Konsep IOT banyak di implementasikan ke berbagai aspek kehidupan di era modern saat ini. Salah satu aspek yang menerapkan konsep dari IOT adalah pertanian.
Pertanian  merupakan  sektor  yang  penting  bagi  kehidupan  masyarakat.  Hidroponik  merupakan  salah  satu metode dalam  pertanian yang dapat membudidayakan tanaman tanpa memerlukan lahan tanah, tetapi menggunakan air  dan  larutan  nutrisi  sebagai  media  tanam.  Budidaya  hidroponik  ini  memiliki  banyak  keuntungan  diantaranya perawatan  lebih  praktis  serta  gangguan  hama  lebih  terkontrol,  tidak  bergantung  pada  kondisi  alam,  dan  dapat dilakukan pada lahan yang terbatas
Sesuai  dengan  namanya  hidroponik  berarti  sistem  penanaman  dengan  media  air,  maka  kondisi  air  sangat penting untuk di periksa secara berkala karena berpengaruh terhadap serapan hara dan ketersedian nutrisi, hal tersebut
dipengaruhi oleh kondisi pH larutan, konduktivitas listrik, komposisi nutrisi dan suhu [2].  Kualitas dan kondisi air yang harus diperhatikan dalam penelitian ini adalah distribusi air, pH, suhu, dan kebutuhan listrik untuk sirkulasi air.
Untuk mengoptimalkan produk pertanian, petani perlu mendapatkan kondisi nutrisi, pH larutan dan suhu secara realtime  untuk  dapat  menentukan  keputusan  yang  tepat  bagi  tanam  yang  di  tanam.  Pada  penelitian  ini  NodeMCU ESP8266 diimplementasikan sebagai sebagai mikrokontroller pada sistem pemantauan kondisi air dan suhu berbasis IoT. NodeMCU ESP8266 merupakan modul turunan pengembangan dari modul platform IoT keluarga ESP8266 tipe ESP-12. Agar dapat digunakan ESP8266 diperlukan beberapa teknik wiring serta tambahan modul USB to serial untuk mengunduh program. Namun NodeMCU ESP508266  telah mengkompakkan ESP8266 ke dalam sebuah papan yang kompak dengan berbagai fitur layaknya mikrokontroler dengan kapabilitas akses terhadap Wifi juga chip komunikasi USB to  serial. Sehingga untuk  memprogramnya hanya diperlukan ekstensi  kabel  data USB yang  digunakan untuk charging smart phone [3]. Secara fungsi modul ini hampir menyerupai dengan platform modul arduino, tetapi yang membedakan yaitu dikhususkan untuk Connected to Internet.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Perancangan Sistem
Proses  perancangan  sistem  merupakan  pengembangan  dari  proses  simulasi  pembuatan  rangkaian  untuk mempermudah  pemahaman  tentang  perancangan  sistem  yang  akan  dirancang.  Berikut  adalah  diagram  blok perancangan  untuk  menjelaskan  bagaimana  sistem  kerja  suatu  alat,  kontrol  yang  digunakan  adalah  menggunakan Node Mcu yang mana akan di  koneksikan dengan smartphone android  sebagai  alat kontrol  dan monitoring  sistem yang ada.
Gambar 1. Blok Perancangan Sistem
Terdapat input, processing,output dan power supply dengan fungsi sebagai berikut :
1. Aplikasi  blynk  berfungsi  untuk  mengimput  perintah  terhadap  node  MCU  dan  kemudian  perintah  tersebut  di proses oleh node MCU dan kemudian dikirim ke output untuk melakukan perintah yang dilakukan.
2. Modul PH berfungsi untuk pembaca pH air yang ada pada wadah penampungan dan kemudian mengirimkan ke node MCU untuk di proses dan kemudian dikirimkan ke aplikasi blynk.
3. DHT22  berfungsi  untuk  membacac  suhu  dan  kelembaban  yang  ada  di  sekitar  tanaman  dan  kemudian mengirimkan data ke node MCU untuk di proses dan kemudian dikirimkan ke aplikasi blynk
4. DS18B20 berfungsi untuk membaca suhu air yang ada pada wadah penampungan.
5. Node  MCU  berfungsi  sebagai  otak  dari  sistem  yang  ada  pada  alat  tanaman  hydroponic,  nodeMCU  ini  akan mengolah semua perintah yang telah diberikan dan kemudian mengirimkan perintah ke output untuk melakukan perintah tersebut. .
6. Pompa 1 berfungsi untuk menyalurkan air  wadah penampungan.
7. Pompa 2 berfungsi untuk menyalurkan pupuk.
8. Water mist berfungsi untuk menyiram air.
2.2 Perancangan Mekanik
Pada perancangan alat kontrol sistem hidroponik berbasis internet of thing (IoT) perancangan mekanik adalah salah satu  bagian  yang  sangat  penting,  perancangan  mekanik  ini  juga  menentukan  bekerja  atau  tidaknya  suatu  alat tergantung  dari  mekanik  yang  akan  di  buat,  pada  Gambar  2  memperlihatkan  perancanaan  alat  yang  akan  di  buat nantinya, fungsi dari bagian – bagiannya.
Gambar 2. Blok Perancangan Sistem

## 2.3 Pengambilan Data
Setelah  sistem telah sepenuhnya dibuat berikutnya adalah pengujian dari sistem apakah sistem sudah sesuai dengan rancangan yang telah ditetapkan. Pengujian sistem mulai dari penyaluran air dan pupuk, apakah pompa dapat berkerja sesuai  dengan  perintah  yang  telah  diberikan.  Selanjutnya  adalah  pengujian  dari  pembacaan  sensor,  apakah  sensor dapat akurat membaca batas minimum dan batas maksimum sesuai dengan program yang telah di masukan. Kemudian yang  terakhir  adalah  pengujian  tampilan  pada  aplikasi  blynk,  untuk  pemberitahuan  apabila  alat  kontrol  sistem hidroponik sedang berjalan sesuai proses, serta peringatan apabila air nutrisi pada wadah penampungan utama hampir kosong atau habis dan perlu dilakukan pengisian ulang.

## 2.4 Internet Of Things (IOT)
IoT  memungkinkan  pengguna  untuk  mengelola  dan  mengoptimalkan  elektronik  dan  peralatan  listrik  yang menggunakan  internet.  Hal  ini  berspekulasi  di  sebagian  waktu  dekat  komunikasi  antara  komputer  dan  peralatan elektronik  mampu  bertukar  informasi  diantara  mereka  sehingga  mengurangi  interaksi  manusia  [4].  Pada  dasarnya Internet Of Things(IoT) mengacu pada benda yang dapat Diidentifikasikan secara unik sebagai representative virtual dalam  struktur  Berbasis  internet.  Cara  Kerja  Internet  Of  Things(IoT)  adalah  interaksi  Antara  sesama  mesin  yang terhubung secara otomatis tanpa campur tangan User dan dalam jarak berapa pun. Agar tercapainya cara kerja Internet Of Things(IoT) Internetlah yang menjadi penghubung di antara kedua interaksi mesin Tersebut, sementara user hanya bertugas  sebagai  pengatur  dan  pengawas  Bekerjanya  alat  tersebut  secara  langsung.  Manfaat  yang  didapatkan  dari Konsep  Internet  Of  Things(IoT)  itu  sendiri  ialah  pekerjaan  yang  dilakukan  Bisa  menjadi  lebih  cepat,  mudah  dan efisien [2].

## 2.5 Hidroponik
Hidroponik  adalah  metode  bercocok    tanam  atau  budidaya    tanaman    tanpa    menggunakan  tanah,  melainkan menggunkan air, nutrisi, dan oksigen [7]. Kelebihan sistem hidroponik adalah penggunaan lahan pupuk dan air yang lebih efisien, kualitas produksi lebih tinggi dan bersih, serta pengendalian hama dan penyakit lebih mudah. Terdapat beberapa jenis sistem hidroponik diantaranya adalah DFT (Deep Flow Technique) dan NFT (Nutrient Film Technique) [5].

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sistem  yang  dikembangkan  memberi  kemudahan  bagi  pengguna  dalam  mengendalikan  kondisi  media  tanam  dan lingkungan  tanaman  hidroponik.  Konektivitas  dari  internet  akan  memberikan  fleksibilitas  bagi  pengguna  untuk mengendalikan alat ini dari manapun dan kapanpun. Algoritma yang ditanamkan pada alat ini menjadikannya mampu menyesuaikan dengan berbagai jenis tanaman hidroponik. Program akan otomatis menyesuaikan kondisi media tanam hidroponik  sehingga  pengguna  tidak  harus  lagi  memantau  kondisi  tanaman  secara  intensif.  Dari  hasil  analisis kebutuhan kinerja tersebut, selanjutnya dilakukan identifikasi kebutuhan.

## 3.1 Pengujian Sensor DHT22
Pengujian sensor DHT22 dilakukan dengan menampilkan hasil pembacaan yang dilakukan oleh modul sensor DHT11 yang dihubungkan dengan NodeMCU untuk menampilkan data suhu dan kelembaban di sekitar tanaman hidroponik
Gambar 3. Grafik pembacaan Suhu Sensor DHT22
Gambar 4. Grafik pembacaan Kelembaban Sensor DHT22
Selisih pembacaan sensor DHT22 dengan thermometer dan hygrometer adalah 0,5 – 0,9°C untuk pembacaan suhu dan 1 – 3,3% untuk pembacaan kelembaban. Akurasi pembacaan suhu sedikit menurun dibandingkan dengan datasheet dimana akurasi bernilai ± 0,5°C. Akurasi pembacaan kelembaban juga sedikit menurun di mana menurut datasheet  bernilai  ±2%.  Ketelitian  sensor  DHT22  sebesar  98,51%  untuk  pembacaan  suhu  dan  96,93%  untuk pembacaan kelembaban.

## 3.2 Pengujian Sensor PH
Pengujian sensor PH dilakukan dengan membandingkan hasil pembacaan yang dilakukan oleh sensor dengan hasil pembacaan oleh PH meter.  Selisih pembacaan sensor PH dengan PH meter antara 0,02 – 0,11. Selisih data pembacaan sensor menunjukan bahwa akurasi sensor pH masih dalam batas datasheet yaitu ± 0,1 dengan rata-rata error 1,32%. Ketelitian sensor dalam membaca pH sebesar 98,58%.
0 20 40 60 80 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kontrol Pada Aplikasi Pompa Pupuk AB MIX 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kontrol Pada Aplikasi Pompa Pupuk AB MIX
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kontrol Pada Aplikasi Pompa Pupuk AB MIX

## 3.3 Pengujian Kontrol Sistem Hidroponik

## 3.3.1 Pengujian Sistem Misting
Pengujian sistem misting dilakukan untuk mengetahui lama waktu penurunan suhu dengan menyalakan misting pada area  tanaman  hidroponik.  Pengujian  dilakukan  berdasarkan  input  dari  sensor  DHT22  yang    mengukur  suhu  dan kelembaban udara di sekitar tanaman.
Tabel 1. Data Pengujian Sistem Misting Tanggal Jam Suhu Kelembaban Status Misting 02/07/2021 13:06:50 36,4 68 On 02/07/2021 13:07:00 36,1 78 On 02/07/2021 13:07:10 35,9 80 On 02/07/2021 13:07:20 35,7 83 On 02/07/2021 13:07:30 35,6 93 On 02/07/2021 13:07:40 35,6 85 On 02/07/2021 13:07:50 35,4 89 On 02/07/2021 13:08:00 35,1 96 On 02/07/2021 13:08:10 35,1 84 On 02/07/2021 13:08:20 35,1 88 On 02/07/2021 13:08:30 34,8 94 On 02/07/2021 13:08:40 34,7 92 On 02/07/2021 13:08:50 34,7 94 On 02/07/2021 13:09:00 34,6 90 On 02/07/2021 13:09:10 34,6 93 On 02/07/2021 13:09:20 34,5 97 On 02/07/2021 13:09:30 34,2 95 On 02/07/2021 13:09:40 34,2 95 On 02/07/2021 14:09:40 34,1 94 On 02/07/2021 15:09:40 34,2 95 On 02/07/2021 16:09:40 34,1 96 On 02/07/2021 17:09:40 34 95 Off
Gambar 6. Grafik Penurunan Suhu Pada Sistem Misting
Pada gambar di atas, sistem di setting untuk mengontrol suhu ruang pada 34 0 Celcius dinyalakan pada pukul 13:06:50 dengan input suhu 36,4 0 ,  kemudian sistem melakukan penurunan suhu dengan menyalakan misting pada area sekitar tanaman. Proses penurunan suhu dilakukan hingga suhu mencapai 34 0 Celcius sesuai dengan settingan pada sistem. Proses tersebut memakan waktu ± 3 menit.

## 3.3.2 Pengujian Kontrol Air
Pada pengujian ini dilakukan dengan melihat apakah inputan dari Blynk untuk menambahkan pupuk kedalam sistem hidroponik dapat dilakukan sistem atau tidak.
Tabel 2. Pengujian Kontrol Air
Kontrol Pada Aplikasi  Pompa Pupuk AB MIX  Pompa Air  Keterangan Off Off On OK On On On OK Off Off On
OK
32 33 34 35 36 37 1 3 :0 6 :5 0 1 3 :0 7 :0 0
1 3 :0 7 :1 0 1 3 :0 7 :2 0 1 3 :0 7 :3 0
1 3 :0 7 :4 0 1 3 :0 7 :5 0 1 3 :0 8 :0 0 1 3 :0 8 :1 0 1 3 :0 8 :2 0 1 3 :0 8 :3 0 1 3 :0 8 :4 0 1 3 :0 8 :5 0 1 3 :0 9 :0 0 1 3 :0 9 :1 0 1 3 :0 9 :2 0 1 3 :0 9 :3 0 1 3 :0 9 :4 0 14 :0 9 :4 0 1 5 :0 9 :4 0 16 :0 9 :4 0 1 7 :0 9 :4 0 Suhu Suhu
Dari hasil pengujian yg dapat dilihat dari tabel 2 dapat di tarik kesimpulan bahwa semua alat  kontrol sistem hidroponik dapat berkerja dengan baik dan sesuai dengan setingan pada aplikasi blynk.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan dari hasil penelitian dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan yaitu sebagai berikut Perancangan sistem hidroponik berbasis internet of thing (IoT) telah berhasil di lakukan dengan menggunakan jaringan internet kita dapat mengontrol  dan  memonitoring  tanaman  hidroponik  dari  jarak  jauh  sehingga  dapat  mempermudah  para  petani hidroponik. Perancangan sistem internet of thing (IoT) yang menggunakan NodeMCU ESP8266 sebagai otak dari alat kontrol  sistem  hidroponik  dan  yang  mengelola  semua  perintah  yang  di  input  pada  aplikasi  blynk  yang  kemudian mengirimkan perintah kepada NodeMCU untuk menghidupkan msiting dan pompa pada cairan  pupuk

## REFERENCES
[1] Siregar, S. L., & Rivai, M. (2019). Monitoring dan kontrol sistem penyemprotan air untuk budidaya aeroponik menggunakan NodeMCU ESP8266. Jurnal Teknik ITS , 7 (2), A380-A385.
[2] S.  Swastika, A.  Yulfida,  and Y.  Sumitro,  Buku  Petunjuk Teknis  Budidaya  Sayuran Hidroponik,  1st  ed.  Pekanbaru-Riau: Balai  Pengkajian  Teknologi  Pertanian  (BPTP)  Balitbangtan  Riau,  Badan  Penelitian  dan  Pengembangan  Pertanian, Kementerian Pertanian, 2017.
[3] Siswanto, S., Nurhadiyan, T., & Junaedi, M. (2020). Prototype Smart Home Dengan Konsep Iot (Internet of Thing) Berbasis Nodemcu Dan Telegram. Jurnal Sistem Informasi dan Informatika (Simika), 3(1), 85-93.
[4] Junaidi, A. (2015). Internet of things, sejarah, teknologi dan penerapannya. Jurnal Ilmiah Teknologi Infomasi Terapan , 1 (3).
[5] Setiawati, B. H. (2020). Sistem Hidroponik Berbasis Internet of Things. Dielektrika, 8287.
[6] Karel, F. N. (2022). Smart Agriculture: Pengendalian Kelembapan dan Suhu Pada Penyiraman Otomatis Tanaman Berbasis IoT. JATISI (Jurnal Teknik Informatika dan Sistem Informasi) , 9 (2), 839-854.
[7] Nandika,  R.,  &  Amrina,  E.  (2021).  SISTEM  HIDROPONIK  BERBASIS  INTERNET  of  THINGS  (IoT). SIGMA TEKNIKA , 4 (1), 1-8.
[8] Ayudyana, V. (2019). Rancang bangun sistem pengontrolan pH larutan untuk budidaya tanaman hidroponik berbasis internet of things (Solution pH control system fabrication design for the cultivation of hydroponic plants based on the internet of things). Pillar Of Physics , 12 (2).
[9] Alam, R. L., & Nasuha, A. (2020). Sistem pengendali ph air dan pemantauan lingkungan tanaman hidroponik menggunakan fuzzy logic berbasis iot. Elinvo (Electronics, Informatics, and Vocational Education) , 5 (1), 11-20.
[10] Heryanto, A., Budiarto, J., & Hadi, S. (2020). Sistem nutrisi tanaman hidroponik berbasis internet of things menggunakan NodeMCU ESP8266. Jurnal Bumigora Information Technology (BITe) , 2 (1), 31-39.
[11] Murdiantoro, R. A., Izzinnahadi, A., & Armin, E. U. (2021). Sistem pemantauan kondisi air hidroponik berbasis internet of things  menggunakan  NodeMCU  ESP8266. Journal  of  Telecommunication,  Electronics,  and  Control  Engineering (JTECE) , 3 (2), 54-61.