## Sistem Monitoring Tanaman Hidroponik Berbasis Iot (Internet of Thing) Menggunakan Nodemcu ESP8266
Rahmad Doni 1 , Maulia Rahman 2 1,2 Universitas Potensi Utama
KL.Yos Sudarso Km. 6,5 No.3A Telp (061) 6640525
1 rahmaddoni113@gmail.com, 2 mazrahman18@gmail.com

## Abstract
This Hydroponic Plant Monitoring System was created using Nodemcu ESP8226 which supports internet access.  So  that  the  monitoring process  can  be  done  through  an  android  application. Plant  data  is obtained  through  the  DHT11  sensor  and  Water  Sensor  which  is then  processed using  the  Fuzzy  method  to  determine  the  time  to  water  the  plants  and  add  water  to  the hydroponic plant storage tank. From the results of sensor readings, the system can determine the  time  to  water  the  plants  according  to  weather  conditions,  and  send  warnings  when  the water in the storage tank is less than the predetermined condition.
Keywords : Hydroponics, IOT, FUZZY, Nodemcu esp8266, DFT
Abstrak
Sistem  Monitoring Tanaman  Hidroponik  ini  dibuat  dengan  menggunakan Nodemcu  ESP8226 yang  telah  mendukung  akses  internet.  Sehingga  proses  monitoring  dapat  dilakukan  melalui aplikasi android. Data-data tanaman diperoleh melalui sensor DHT11 dan Water Sensor yang kemudian  di  proses  dengan  menggunakan  metode  Fuzzy  untuk  menentukan  waktu penyiraman tanaman dan penambahan air pada tangki penampung tanaman hidroponik. Dari hasil pembacaan sensor, sistem dapat menentukan waktu penyiraman tanaman sesuai dengan keadaan cuaca, serta mengirim peringatan ketika air dalam tangki penampung sudah kurang dari keadaan yang ditrentukan.
Kata kunci : Hidroponik, IOT, FUZZY, Nodemcu esp8266, DFT

## 1. PENDAHULUAN
Di  beberapa  daerah  di  Indonesia,  hidroponik  digunakan  sebagai budidaya untuk menanam tanpa menggunakan lahan dan memanfaatkan air dengan  mengedepankan  kebutuhan  nutrisi  tanaman.  Dalam  penerapannya metode  hidroponik  akan  lebih  efisien  jika  dilakukan  pada  daerah  dengan ruang  hijau  yang  terbatas.  Metode  hidroponik  yang  menerapkan  aliran nutrisi  secara  konstan  dan  terdapat  genangan  setengah  jalan  dari  diameter pipa  yang  menggenangi  akar  tanaman  adalah  jenis  hidroponik  Deep  Flow Technic  (DFT).  Namun  kegagalan  hidroponik  DFT  sering  terjadi  pada  saat proses  pertumbuhan  tanaman,  hal  ini  disebabkan  kurangnya  pemantauan unsur-unsur  pertumbuhan  tanaman  seperti  sirkulasi  air,  intensitas  cahaya, kelembaban,  suhu  yang  menyebabkan  tanaman  tidak  dapat  tumbuh  secara maksimal. Sehingga diperlukan sebuah sistem untuk memonitoring tanaman pada  tanaman  hidroponik  berbasis  IOT  untuk  mengantisipasi  perubahan elemen pertumbuhan tanaman.
Hidroponik  sendiri  merupakan  bahasa  yang  berasal  dari  Yunani, Hydroponic .  Terbagi  menjadi  dua  suku  kata, hydro yang  artinya  air  dan
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI) Volume 4 Nomor 2, September 2020, pp. 516-522 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
ponous artinya  bekerja.  Sesuai  dengan  pengertian  tersebut,  pertanian hidroponik  merupakan  sebuah  metode  bercocok  tanam  dengan memanfaatkan air, unsur hara dan oksigen.

## Gambar 1. Jenis Sistem Tanaman Hidroponik
Salah  satu  faktor  penting  yang  sangat  menentukan  dalam  proses bercocok tanam adalah dari media tanamnya. Pertumbuhan tanaman sangat diperngaruhi oleh media tanamnya pada akhirnya akan mempengaruhi hasil produksi  tanaman  tersebut.  Media  tanam  sendiri  berfungsi  untuk  menahan posisi  tanaman,  memberikan  nutrisi  serta  menyediakan  tempat  untuk  akar tanaman agar tumbuh dan berkembang
Saat ini budidaya tanaman secara organik sangat banyak diterapkan di daerah  –  daerah  untuk  mendapatkan  hasil  tanaman  yang  lebih  berkualitas karena  proses  penanamannya  tidak  memakai  tambahan  pupuk  kimia, pestisida  dan  obat  –  obatan  lainnya.  Hidroponik  merupakan  salah  satu budidaya menanam tanaman dengan memanfaatkan air dengan menekankan kebutuhan nutrisi pada tanaman dan tidak menggunakan tanah. Ruang hijau yang  terbatas  membuat  hidroponik  lebih  efisien  dalam  budidaya  tanaman. Hal  ini  menjadikan  metode  hidroponik  merupakan  salah  satu  solusi pertanian di daerah perkotaan.
Pada  umumnya  metode  hidroponik  yang  dilakukan  menggunakan media  air,  dimana  kondisi  air  yang  perlu  diperhatikan  adalah  pasokan  air, oksigen, nutrisi dan tingkat keasaman (pH). Selain itu suhu dan kelembaban lingkungan harus terjaga  dan sesuai dengan  tanaman. Pengontrolan nutrisi, suhu  air,  volume  air  nutrisi,  suhu  lingkungan,  pH  dan  kelembaban  untuk sistem hidroponik masih dilakukan secara manual ataupun konvensional.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1. Metode Fuzzy Sugeno
Metode fuzzy sugeno  adalah  sebuah  metode  inferensi fuzzy untuk menentukan aturan yang akan direpresentasikan kedalam bentuk IF – THEN, dimana  nantinya  hasil  dari  output  (konsekuen)  sistem  tidak  berupa
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI) Volume 4 Nomor 2, September 2020, pp. 507-515 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
himpunan fuzzy , melainkan data konstanta atau persamaan linear. Metode ini pertama  kali  diperkenalkan  oleh  Takagi-Sugeno  Kang  pada  tahun  1985. Model fuzzy Sugeno sendiri menggunakan fungsi keanggotaan Singleton yang merupakan  fungsi  keanggotaan  yang  memiliki  derajat  keanggotaan  1  pada suatu nilai crisp tunggal dan 0 pada nilai crisp yang lain.Untuk Orde 0 dengan rumus :
IF (x1 is A1)°(x2 is A2)°…°(xn is An) THEN z = k
(1)
dengan  Ai  merupakan  himpunan fuzzy ke-i  sebagai  antaseden  (alasan),  ° adalah  operator fuzzy (AND  atau  OR)  dan  k  merupakan  konstanta  tegas sebagai konsekuen (kesimpulan). Sedangkan rumus Orde 1 adalah:
IF (x1 is A1)°(x2 is A2)°…°(xn is An) THEN z = p1*x1 + . . . + pn*xn + q (2)
dengan  Ai  merupakan  himpunan fuzzy ke  i  sebagai  antaseden,  °  adalah operator fuzzy (AND atau OR), pi adalah konstanta ke i dan q juga merupakan konstanta dalam konsekuen Wachdani.

## 2.2. Langkah-langkah Metode Fuzzy
Langkah-langkah  yang  dilakukan  dalam  menyelesaikan  suatu permasalahan menggunakan metode Fuzzy adalah sebagai berikut:
a) Fuzzifikasi
Fuzzifikasi merupakan proses dimana nilai tegas yang ada diubah ke dalam fungsi keanggotaan.
b) Penalaran (Inference Machine)
Mesin  penalaran  merupakan  proses  implikasi  dalam  menalar  nilai masukan  yang  bertujuan  untuk  penentuan  nilai  keluaran  sebagai bentuk pengambilan keputusan. Penalaran Max Min merupakan salah satu model penalaran yang banyak  dipakai. Dalam  penalaran ini,  hal pertama  yang  dilakukan  adalah  melakukan  operasi  min  sinyal keluaran lapisan fuzzifikasi, kemudian diteruskan dengan operasi max untuk mencari  nilai  keluaran yang nantinya  akan  di defuzzifikasikan sebagai bentuk keluaran.
c) Aturan Dasar (Rule Based) Aturan  dasar  (Rule  based)  dalam  kontrol  logika fuzzy merupakan suatu  aturan  relasi  dalam  bentuk  “Jika-Maka”atau  “if-then”  seperti berikut ini:
if x is A then y is B (3)
dimana  A  dan  B  adalah  linguistic  values  yang  didefinisikan  dalam rentang  variabel  X  dan  Y.  Pernyataan  “x  is  A”  disebut  sebagai
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI) Volume 4 Nomor 2, September 2020, pp. 516-522 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
antecedent atau premis. Pernyataan “y is B” disebut consequent atau kesimpulan.
d) Defuzzifikasi Input dari proses defuzzifikasi merupakan suatu himpunan fuzzy yang diperoleh dari komposisi aturan-aturan fuzzy , sedangkan output yang dihasilkan  berupa  suatu  bilangan  pada  domain  himpunan fuzzy tersebut.  Sehingga  apabila  diberikan  suatu  himpunan fuzzy dalam range tertentu, maka harus dapat diambil suatu nilai crisp tertentu
2.3. Kerangka Rancangan
Kerangka  rancangan  dibuat  dalam  bentuk  diagram.  Diagram  tersebut merupakan  rancangan  yang  lebih  mudha  di  mengerti  dan  fungsinya  dapat dilihat pada gambar 2.

## Gambar 2. Diagram Blok Sistem
Pada  gambar  blok  diagram  diatas,  sensor  DHT11  difungsikan  untuk membaca suhu dan kelembaban pada tanaman dan Water sensor difungsikan untuk  membaca  ketinggian  air  pada  tangki  hidroponik.  Nilai  keluaran  yang dihasilkan  sensor  DHT11  dan  Water  sensor  dijadikan  sebagai  masukan  ke arduino  kemudian  di  proses  menggunakan  logika fuzzy .  Dan  hasil  dari perhitungan fuzzy logic  dijadikan  sebagai  nilai  untuk  mengaktifkan  relay yang ditentukan oleh fuzzy logic. Nilai kelembaban, suhu, dan ketinggian air dapat di monitoring melalui aplikasi android.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Pengujian Sensor DHT11
Pada  tahap  pengujian  sensor  DHT11  pengujian  dilakukan  dengan menampilkan  hasil  pembacaan  yang  dilakukan  oleh  modul  sensor  DHT11 yang  dihubungkan  dengan  mikrkontroler  untuk  menampilkan  suhu  dan kelembaban  pada  sekitar  ruang  lingkup  tanaman  hidroponik.  Pengujian
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI) Volume 4 Nomor 2, September 2020, pp. 507-515 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
sensor  DHT11  ini  tidak  digunakan  untuk  mengukur  akurasi  pembacaan sensor, karena output yang dihasilkan sudah terkalibrasi.
Tabel 1. Pengujian Sensor DHT11 No Waktu Suhu Kelembaban 1 06.00 24 0 65 % 2 08.00 27 0 68 % 3 10.00 29 0 78 % 4 12.00 32 0 88% 5 14.00 32 0 89 % 6 16.00 29 0 76 % 7 18.00 26 0 72 %
Hasil  dari  pengujian  sensor  tersebut,  sensor  DHT11  dapat  membaca suhu  serta  kelembaban  dimana  data  tersebut  nantinya  akan  dikirim  ke aplikasi.  Dari  hasil  pengujian,  sensor  sudah  bekerja  dengan  baik  dan  dapat mengetahui perubahan suhu hal tersebut ditunjukkan dengan nilai suhu yang berubah seiring dengan perubahan waktu.
3.2. Tahap Pembentukan Fuzzy (Fuzzifikasi) Pada  tahap  pembuntukan fuzzy ini  variabel Input diubah  ke  dalam himpunan Fuzzy agar  dapat  digunakan  untuk  perhitungan  nilai  kebenaran dari premis pada setiap aturan dalam basis pengetahuan. Artinya pada tahap ini mengambil nilai-nilai crisp (tegas) dan menetukan derajat keanggotaan di mana  nilainilai  tersebut  menjadi  anggota  dari  setiap  himpunan Fuzzy yang sesuai.

## Gambar 3. Membership Suhu
Tabel 2. Range Membership Suhu No  Keterangan Range A B C 1  Sangat Dingin - 0 0 18 0 2 Dingin 18 0 22 0 26 0 3 Normal 22 0 26 0 30 0 4 Panas 26 0 30 0 34 0
5 Sangat Panas  30 0 34 0 - Membership Suhu 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 18 0 22 0 26 0 30 0 34 0 Normal Sangat Dingin Dingin Panas Sangat Panas
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI) Volume 4 Nomor 2, September 2020, pp. 516-522 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti

## 3.3. Rule Based
Pada tahap ini dilakukan pembuatan aturan dasar (Rule based) pada control logika
Tabel 3. Rule Based Penyiraman No Rule 1. IF suhu sangat dingin THEN matikan misting.
2. IF suhu dingin THEN matikan misting.
3. IF suhu normal THEN hidupkan 2 misting.
4. IF suhu panas THEN hidupkan 3 misting.
5. IF suhu sangat panas THEN hidupkan 4 misting.

## 3.4. Defuzzifikasi
De fuzzy fikasi  adalah  Merubah  nilai fuzzy ke  nilai  yang  asli.  Adapun persamaan untuk de fuzzy fikasi
(4)

## 4.  SIMPULAN
Dari hasil pengujian yang dilakukan, sistem dapat berjalan dengan baik. Hal  ini  dibuktikan  dengan  sistem  dapat  melakukan  penyiraman  otomatis berdasarkan  output  yang  didapat  dari  sensor  DHT11.  Hal  ini  diharapkan dapat membantu para pelaku hidroponik dalam memonitoring tanamannya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  banyak  terima  kasih  kepada  Kementerian  Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia (Ristekdikti) yang telah membantu penulis dalam mendanai penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Prahenusa  Wahyu  Ciptadi,  R.  Hafid  Hardyanto,  2018,  Penerapan Teknologi  IoT  pada  Tanaman  Hidroponik  menggunakan  Arduino  dan Blynk Android. Jurnal Dinamika Informatika Volume 7, No 2
[2]  badarrohman,  Nur  Sultan  Salahuddin,  Anacostiana  Kowanda,  2011, Sistem  Kontrol  dan  Monitoring  Hidroponik  berbasis  Android. Konferensi  Nasional  Sistem  Informasi,  STMIK  Atma  Luhur Pangkalpinang
[3]  Ira  Puspasari,  Yosefine  Triwidyastuti,  Harianto,  2018,  Otomasi  Sistem Hidroponik  Wick  Terintegrasi  pada  Pembibitan  Tomat  Ceri.  JNTETI, Vol. 7, No. 1
[4]  Hariyadi,  2017,  Aplikasi  Mikrokontroler  pada  Sistem  Penyiram Tanaman  Otomatis  dengan  Menggunakan  Sensor  Cahaya  Dilengkapi dengan Buzzer dan Tampilan LCD, IJCS
[5]  A.  Sumarudin,  Willy  Permana  Putra,  Eka  Ismantohadi,  Supardi, Muhammad  Qomarrudin,  2019,  Sistem  Monitoring  Tanaman
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI) Volume 4 Nomor 2, September 2020, pp. 507-515 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
Hortikultura  Pertanian  Di  Kabupaten  Indramayu  Berbasis  Internet  Of Things, Vol. No.9.
[6]  Lintang  Arini,  Hafidudin,  Dadan  Nur  Ramadan,2018,  Pengontrol Sirkulasi Air Untuk Hidroponik Berbasis Iot. Vol. 4 No.3.
[7]  Zettry Buana, Oriza Candra, Elfizon, 2019, Sistem Pemantauan Tanaman Sayur  Dengan  MediaTanam  Hidroponik  Menggunakan  Arduino.  Vol.5 No.1
[8]  Martha  Ariyanti,  Fahrul  Agus  dan  Dyna  Marisa  Khairina,  2018,  Sistem Pemantauan  Dan  Pengendalian  Nutrisi,  Suhu,  Dan  Tinggi  Air  Pada Pertanian Hidroponik Berbasis Website. Vol.6 No.3
[9]  Arief Prasetyo, Usman Nurhasan, Gilang Lazuardi, 2017,  Implementasi IoT  pada  Sistem  Monitoring  dan  Pengendali  Sirkulasi  Air.  Jurnal Informatika Polinema