Rekayasa , 2021; 14(1): 68-77 ISSN: 0216-9495 (Print) ISSN: 2502-5325 (Online)
Rekayasa Digitalisasi Pertanian Hidroponik NFT dengan Model Kendali Suhu, pH dan Electrical Conductivity (EC)
Sri Wahyuni 1* , Mujib Wahyudi 2 , Amin Rusidy 1 1 Program Studi Teknik Mekatronika Fakultas Teknik Universitas Trunojoyo Madura
2 Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Trunojoyo Madura Jl. Raya Telang 02 Kamal Bangkalan Madura 69162 Jawa Timur
* s.wahyuni@trunojoyo.ac.id DOI: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v14i1.9217

## ABSTRACT
Madura, which is nicknamed the island of salt, began to develop hydroponics, especially for the fulfillment of vegetables. So far, hydroponic practitioners have always checked the nutrients on their hydroponic plants twice every day to ensure that the plant's nutritional needs are met, besides that the temperature and pH of the water must also be maintained according to plant needs so that plants can grow and develop properly as expected. Controlling the temperature and pH of the water as well as the nutritional needs that are carried out routinely every day by manual method on hydroponic growing media is considered a hassle. Not everyone understands the technical details of care for the ideal conditions of plants that must be maintained, especially for hydroponic beginners. It is necessary to digitize agriculture, through controlling the plant media automatically  based  on  temperature  settings,  the  measurement  of  nutritional  needs  and  the  pH  adjusting  the  types  of vegetables planted. Temperature conditions are monitored using a DS18B20 waterproof sensor with a thermoelectric cooler as a temperature stabilizer actuator in ideal conditions. Meanwhile, the nutritional requirements are calculated based on the type of plant, the reading of potential hydrogen (pH) levels by the pH sensor and the electrical conductivity (EC) value by the EC  and  TDS  sensors  are  continuously  responded  by  the  peristaltic  pump  to  determine  the  amount  of  solution  and  ideal nutritional requirements for plant. The control method (PID) which is implemented in active / non-peristaltic pump activities to control temperature, pH of the solution and nutritional needs based on the EC value of the solution is more precise and only a few times an error with an error value ranging from 1 - 2 ml.
Keyword:  agriculture, hydroponic, digital, control method

## PENDAHULUAN
Tantangan pertanian di era modern antara lain terkait keterbatasan lahan, perubahan musim, lahan sub  optimal  (lahan  dengan  kesuburan  rendah), faktor cuaca, serangan hama, pestisida, kelangkaan pupuk maupun rendahnya SDM petani. Keterbatasan  SDM  petani  menjadikan  pola bercocok  tanam  secara  konvensional  masih dipertahankan secara luas, tak terkecuali di Madura. Madura yang berjuluk  sebagai pulau garam, tidak mengherankan  jika  digolongkan  sebagai  daerah kering dengan kemarau panjang sekitar 2-4 bulan tak banyak sungai dan sumber air tawar. Suhu rata- rata mencapai 26.9 °C dengan daratan yang relatif datar,  dataran  tinggi  di  tengah  dan  pantai  utara (Putra,  2018).  Tak  ingin  menyerah  dengan permasalahan tersebut, beberapa daerah di Madura
mulai mengembangkan hidroponik terutama untuk pemenuhan  sayur  mayur.  Hidroponik  sendiri merupakan  teknik  bertanam  tanpa  menggunakan media  tanah.  Pemanfaatannya  bisa  dalam  skala rumah tangga untuk memenuhi area teras maupun industri agribisnis.
Tampak  sederhana  mengingat  hidroponik  bisa saja  dikerjakan  siapapun  tak  harus  petani,  namun pada  kenyataannya  bukan  perkara  mudah  untuk mendapatkan  hasil  tanaman  yang  baik.  Sayuran hasil panen hidroponik yang baik memiliki ciri yang tampak dari bentuk fisiknya, meliputi akar dan daun yang  lebat,  warna  daun  hijau  segar  sebagai indikator  kadar  kloropil  yang  tinggi  bukan sebaliknya  menguning  dan  layu.  Praktisnya menanam  sayur  dengan  media  hidroponik  bukan berarti  sistem  penanaman  ini  tidak  memiliki

## REKAYASA
Journal of Science and Technology https://journal.trunojoyo.ac.id/rekayasa
Article History: Received: December 16 th 2020; Accepted: March, 4 th 2021 Rekayasa ISSN: 2502-5325 has been Accredited by Ristekdikti (Arjuna) Decree: No. 23/E/KPT/2019 August 8th, 2019 effective until 2023
Cite this as: Wahyuni,  S.,  Wahyudi,  M    &  Rusidy,  A.  (2021).  Rekayasa Digitalisasi  Pertanian  Hidroponik  NFT  dengan  Model  Kendali Suhu, pH dan Electrical Conductivity (EC). Rekayasa 14 (1). 68- 77. doi: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v14i1.9217
© 2021 Sri Wahyuni, Mujib Wahyudi, Amin Rusidy
kelemahan.  Layaknya  penanaman  tanaman  pada cara konvensional, banyak faktor yang menentukan baik  internal  maupun  eksternal.  Serangan  hama, perubahan cuaca, unsur hara/nutrisi, kadar pH serta kualitas  mekanik  dari  sistem  pengaturan  air  pada hidroponik  itu  sendiri  dapat  dikelompokkan sebagai faktor eksternal atau yang berasal dari luar. Sebaliknya  faktor  internal  adalah  pengaruh  dari dalam  meliputi  kualitas  bibit.  Guna  mendapatkan kualitas  terbaik,  selain  bibit  yang  baik,  beberapa faktor  eksternal  dapat  ditakar  sesuai  kebutuhan berdasarkan  jenis  tanaman.  Ragam  jenis  sayur, seperti sawi, kangkung, pakcoy, kubis, selada, cuisin, bayam dan sejenisnya.
Selama  ini  para  praktisi  hidroponik  selalu melakukan  pengecekan  nutrisi  pada  tanaman hidroponiknya  dua  kali  setiap  hari  guna memastikan kebutuhan nutrisi tanaman terpenuhi, selain  itu  temperatur  dan  pH  air  juga  tetap  harus dijaga  sesuai  kebutuhan  tanaman  agar  tanaman dapat  tumbuh  dan  berkembang  dengan  baik seperti  yang  diharapkan.  Namun,  sebagian  orang merasa  melakukan  pengontrolan  suhu  dan  pH  air serta  kebutuhan  nutrisi  yang  dilakukan  rutin  tiap hari  dengan  cara  manual  pada  media  tanam hidroponik  dirasa  merepotkan.  Selain  itu  tidak semua  orang  memahami  detail  teknis  perawatan media  tanam  hidroponik  terhadap  kondisi  ideal tanaman yang harus di jaga atau dicapai, terutama bagi pemula hidroponik yang ingin mengembangkan  media  tanam  hidroponik  skala rumahan.
Oleh  karena  itu  perlu  dilakukan  digitalisasi pertanian,  yaitu  penerapan  teknologi  untuk membantu  memudahkan  proses  pertanian  tanpa melibatkan  manusia  sebagai  operator  (otomatis). Penerapan  teknologi  pertanian  terutama  pada kasus ini yakni mempermudah setiap orang dalam bertanam  sayur  dengan  media  hidroponik  tanpa takut  gagal,  karena  proses  bertanam  dilakukan melalui  pengontrolan  media  tanaman  secara otomatis  berdasarkan  pengaturan  suhu,  takaran kebutuhan nutrisi dan pH menyesuaikan jenis sayur di  tanam.  Kondisi  suhu  dimonitor  dengan menggunakan sensor DS18B20 waterproof dengan thermoelectric  cooler  sebagai  aktuator  penyetabil suhu  berada  pada  kondisi  ideal.  Sedangkan kebutuhan  nutrisi  dihitung  berdasarkan  jenis tanaman,  pembacaan  kadar    potential  hydrogen (pH) oleh sensor pH dan nilai electrical conductivity (EC) oleh sensor EC dan TDS secara terus-menerus yang  kemudian  direspon  oleh  Peristaltic  Pump
untuk menentukan jumlah larutan serta kebutuhan nutrisi  yang  ideal  bagi  tanaman.  Metode  kontrol yang  diusulkan  pada  penelitian  ini  yaitu menggunakan Proportional Integral Derivative (PID) yang  diimplementasikan  pada  kegiatan  aktif/tidak peristaltic  pump  sebagai  langkah  pengendalian suhu, pH larutan dan kebutuhan nutrisi berdasarkan nilai EC larutan agar lebih presisi. Diharapkan alat ini bisa  menjadi  sistem  monitoring  otomatis  bagi semua  kalangan  yang  tertarik  dalam  budidaya hidroponik  tanpa  perlu  memiliki  keterampilan khusus  dibidang  pertanian  hidroponik  karena  alat akan  bekerja  autopilot  untuk  memastikan  proses pengendalian  dilakukan  dengan  dosis  yang  tepat untuk  pertumbuhan  tanaman  yang  sedang ditanam.
Sebelumnya penulis pernah melakukan penelitian terkait topik serupa, monitoring otomatis secara real time pada rumah kaca  namun dengan media  tanah  dan  tanpa  PID  (Khusnia,  2019). Penelitian berikutnya, monitoring media hidroponik dari  sensor  yang  terpasang  pada  media  tanam hidroponik, kemudian pembacaan sensor dilakukan menggunakan mikrokontroler arduino berjenis uno, namun  penelitian  ini  belum  menggunakan  sistem node sehingga tidak bisa diterapkan pada beberapa media  tanam  hidroponik  dengan  melalui  satu pemantauan (Pratiwi, 2019).
Lain  hal  lagi  Ahmad  Yanuar  Hadi  Putra  yang melakukan pengontrolan pH larutan media tanam hdiroponik  dengan  sistem  NFT  untuk  bayam. Aktuator  yang  digunakan  ball  valve  yang dimodifikasi dengan bukaan motor servo sehingga dapat  disesuaikan  sudut  bukaan  motor  servo sehingga  dapat  disesuaikan  sudut  bukaan  valve yang  diinginkan.  Metode  control  fuzzy  logic digunakan  untuk  mendapatkan  sudut  servo  yang sesuai  dan  lama  waktu  pembukaan  larutan  buffer agar  didapat  pH  6,6-7,6.  Hasilnya  didapat pembukaan  servo  terbaik  yaitu  pada  sudut  60° dengan rise time 40 detik dan time settling 126 detik untuk
menaikkan
pH (Yanuar, 2017). Pengembangan  dari  penelitian  sebelumnya tersebut  menjadi  fokus  utama  dari  penelitian  ini dengan mengambil parameter dari input sensor pH, suhu  dan  EC,  aktuator  menggunakan  peristaltic pump  dan  thermoelectric  cooler  dan  menerapkan metode PID yang lebih akurat jika diterapkan pada aktuator yang sesuai.

## METODE PENELITIAN Rancangan Plan Hidroponik
Plan  mekanik  hidroponik  pada  penelitian  ini diwujudkan menggunakan sistem NFT dengan gully trapezium sepanjang 120 cm dan memiliki 30 buah lubang  netpot.  Dimensi  keseluruhan  media hidroponik  beserta  alat  memiliki  panjang  120  cm, lebar  97,3  cm  dan  tinggi  68  cm.  Gully  trapesium pada penelitian ini dipilih karena pemanfaatan gully sebagai  media  hidroponik  dapat  dengan  mudah dibersihkan jika terdapat lumut didalamnya. Selain itu  penggunaan  gully  yang  dasarnya  rata  akan membuat  akar  dapat  berhubungan  langsung dengan  udara  yang  mengandung  20,9%  oksigen yang  selanjutnya  terlarut  dalam  nutrisi  yang berguna  untuk  proses  respirasi/pernapasan. Dibandingkan  dengan  penggunaan  bahan  pipa paralon  yang  umumnya  berdiameter  2  inchi membuat  larutan  nutrisi  berkumpul  di  tengah membentuk  aliran  yang  tebal  membuat  larutan nutrisi berkumpul ditengah membentuk aliran yang tebal  membuat  sulitnya  pembentukan  turbulensi yang  dapat  memperkaya  kandungan  oksigen terlalut (Sutiyoso, 2018).
Gambar 1. Rancangan Mekanik Plan Hidroponik NFT

## Rangkaian Elektronika
Agar dapat terwujudnya pengendalian otomatis pada  media  tanam  hidroponik  maka  diperlukan perancangan rangkaian elektronik dari penyusunan komponen-komponen yang tepat dan dibutuhkan dalam pengendalian faktor tumbuh tanaman pada media  hidroponik.  Gambar  3  menunjukkan perancangan rangkaian elektronika sistem. Terlihat pada  Gambar  2  setiap  komponen  kabel  sensor dimasukkan melalui lubang samping wadah larutan nutrisi hidroponik, begitu juga dengan selang water cooler  dan  selang  dari  keempat  pengendalian larutan  dari  masing-masing  peristaltic  pump  juga
dimasukkan  pada  wadah  larutan  nutrisi  melalui lubang  samping.  Larutan  pengendali  terdiri  dari empat buah botol larutan antara lain larutan pH up, larutan pH down, larutan nutrisi A, larutan nutrisi B.
Gambar 2. (a) Diagram blok rangkaian elektronik (b) Rancangan elektronik pengendalian hidroponik secara otomatis
Flowchart Sistem Pengendalian  faktor  tumbuh  pada  media hidroponik  secara  otomatis  dilakukan  dengan menerima data dari pembacaan sensor EC dan TDS, sensor pH, sensor suhu,  dan waterproof  ultrasonic sensor. Hasil pembacaan keempat sensor kemudian di proses oleh mikrokontroler untuk dibandingkan pembacaannya  dengan  nilai  set  point  yang ditentukan, diperlihatkan pada Gambar 3.
Variabel  suhu,  EC  dan  pH  memiliki  set  point masing-masing  sebagai  tujuan  alat  dalam melakukan  pengendalian  sistem  untuk  mencapai set  point  yang  ditentukan.  Perbandingan  nilai pembacaan sensor dari output sistem didapat nilai error  yang  diproses  oleh  mikrokontroler  dengan metode  PID.  Pemrosesan  PID  diharapkan menghasilkan  pengendalian  dengan  memperbaiki nilai  error  sekecil  mungkin.  Hasil  dari  pemrosesan metode  PID  pada  mikrokontroler  menghasilkan nilai output untuk mengatur aktif/tidaknya aktuator yang  berfungsi  mengatur  takaran  larutan  nutrisi.
Dengan metode PID diharapkan membuat aktuator dapat bekerja secara stabil dan mendekati nilai set point yang ditentukan.

## Wilayah Penelitian
Gambar 3. Flowchart Sistem Pengendalian

## Hidroponik Otomatis

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Bagian depan dari sistem rangkaian elektronika merupakan  perlengkapan  untuk  kebutuhan tampilan data seperti layar LCD, input data seperti keypad, chiller water cooler,  4 penampung larutan nutrisi  AB  mix,  tombol  on/off.  Bagian  samping merupakan  kumpulan  dari  colokan  untuk menghubungkan  dengan  berbagai  perangkat  lain sehingga  atau  sebagai  interface  sehingga  tidak perlu  buka/tutup  rangkaian  langsung  ke  box elektronik  bagian  belakang.  Tampilan  sistem pengendali secara utuh dapat dilihat pada Gambar 4.
Keypad  menu  digunakan  untuk  mengubah pengaturan tanaman baik nutrisi, suhu, volume dan pH  secara  manual  menggunakan  keypad, sementara  menggantikan  fungsi  control  website yang  dikembangkan  pada  penelitian  berikutnya, sehinga  baik  dengan  maupun  tanpa  website  alat tetap  bisa  dijalankan.  Informasi  kontrol  dapat dipantau  dan  ditampilkan  melalui  layar  LCD sebagaimana ditampilkan pada Gambar 14, dimana ada  satu  LCD  difungsikan  untuk  display  data sedangkan  satu  berikutnya  untuk  display  menu. LCD  display  data  menginformasikan  pembacaan sensor  terhadap  besaran  fisis  yang  terpantau  dari lingkungannya, yaitu sensor ultrasonik (volume air), EC,  suhu  dan  pH  sedangkan  LCD  display  menu terhubung  dengan  keypad  dan  difungsikan  untuk
melakukan pilihan menu yaitu menu mode tanam dan setting.
Gambar 4. Rekayasa Digitalisasi Sistem Hidroponik

## PID Water Level
Kendali  water  level  atau  ketinggian  air dimaksudkan  untuk  mempertahankan  volume  air pada  bak  hidroponik  agar  berada  pada  25  liter dengan  cara  mempertahankan  ketinggian  airnya pada  ketinggian  yang  sama  menggunakan  sensor ultrasonik.  Sebelum  digunakan  kendali  PID, dilakukan  terlebih  dahulu  percobaan  dengan kontrol  biasa  menggunakan  fungsi  if  else  pada program.  Pada  kendali  biasa  pompa  akan dinyalakan  jika  sensor  ultrasonik  mendeteksi  air berada  kurang  dari  25  liter  dan  dimatikan  jika sensor ultrasonik mendeteksi air berada lebih besar atau  sama  dengan  25  liter.  Pada  Gambar  5 menampilkan grafik hasil kendali biasa.
Gambar 5. Kendali Biasa
Pada Gambar 5 garis warna biru merupakan set point  yang  berada  pada  25  liter,  sementara  garis warna  merah  merupakan  pembacaan  sensor ultrasonik  yang  membaca  ketinggian  air  dan dikonversi dalam nilai volume dengan satuan liter. Pada  Gambar  tersebut  terlihat  grafik  pembacaan stabil pada volume 25.12 liter yang berarti memiliki nilai error terhadap set point sebesar  -0.12.
Gambar 6. Kendali Biasa Dengan Gangguan
Gambar  6  merupakan  gambar  grafik  dengan kendali biasa dengan diberikan gangguan dengan cara pengurangan air secara tiba-tiba menggunakan  pompa  untuk  mengetahui  respon penambahan  air  setelahnya.  Terlihat  pada  grafik yang  diberi  tanda  kotak  kuning,  penambahan  air dapat  kembali  pada  keadaan  semula  yaitu  pada volume 25.12 liter yang berarti memiliki nilai error yang  sama.  Penerapan  kendali  PID  dilakukan dengan memberikan nilai Kp = 49, Ki=0 dan Kd = 0 menghasilkan grafik respon seperti pada Gambar 7. Tampak respon dapat mencapai set point dengan nilai  error  0  dan  stabil  dalam  waktu  yang  lama dengan rise time 138.9379 detik dan settling time 140.5167  detik.  Setelah  itu  untuk  melihat  respon dengan  adanya  gangguan  diberikan  gangguan dengan  cara  mengurangi  air  dalam  bak  air hidroponik secara tiba-tiba menggunakan pompa, hasil  respon  grafik  dengan  gangguan  tampak seperti pada Gambar 8.
Gambar 7. Penerapan Kendali PID
Gambar 8. Penerapan Kendali PID Dengan Gangguan
Grafik  pada  Gambar  8  memperlihatkan  setelah gangguan  berlalu,  respon  sistem  dapat  kembali pada  nilai  set  point  seperti  keadaan  semula  yaitu berada tepat pada 25 liter yang berarti memiliki nilai error  0.0.  Karena  alat  membutuhkan  wave  maker sebagai  pengadukan  sehingga  diharapkan  PID water  level  tidak  memiliki  error  yang  besar meskipun diberi gangguan berupa hidupnya wave maker yang
menyebabkan air menjadi bergelombang. Respon
sistem
dengan
dinyalakannya  wave  maker  tampak  seperti  pada Gambar 9.
Gambar 9. Kendali PID dengan Gangguan dari Wave Level Pada  Gambar  9  terlihat  penggunaan  wave  maker menyebabkan  sinyal  atau  pembacaan  sensor menjadi memiliki noise namun karena adanya filter yang  dilakukan  sebelumnya,  noise  tampak  lebih teratur dan tidak membesar. Meskipun pembacaan memiliki  noise,  dari  grafik  dapat  terlihat  respon masih stabil pada garis set point 25 liter.

## PID Electrical Conductivity (EC)
Nilai  EC  menyatakan  tingkat  kepekatan  suatu larutan  yang  dalam  hidroponik  digunakan  untuk mengetahui banyaknya nutrisi A dan B yang terlarut dalam  sejumlah  air.  Oleh  karena  itu  kebutuhan tanaman akan nutrisi ditentukan dengan besarnya nilai EC yang dihasilkan dari pencampuran nutrisi A dan nutrisi B dalam sejumlah air. Kebutuhan nutrisi tanaman berbeda-beda berdasarkan jenis tanaman dan  umur  tanaman,  sehingga  dibutuhkan pengendalian yang tepat untuk dapat mengontrol banyaknya  nutrisi  yang  dibutuhkan  oleh  tanaman sehingga tanaman memperoleh nutrisi yang sesuai. Pada  penelitian  ini  digunakan  kendali  PID  yang diharapkan  dapat  memberikan  keluaran  nutrisi yang  sesuai.  Percobaan  pertama  dengan menerapkan  kontrol  biasa  terlebih  dahulu,  yaitu menghidupkan peristaltic pump jika nilai EC kurang dari set point dan mematikan peristaltic pump jika
sensor  EC  membaca  nilai  lebih  besar  atau  sama dengan  set  point  EC.  Grafik  respon  EC  dengan pengendalian  biasa  tampak  seperti  pada  Gambar 10.  Pengaturan  set  point  EC  2.0  mS/cm  respon sistem tampak melebihi set point dan stabil pada EC 2.2  mS/cm  sehingga  memiliki  nilai  error  terhadap set point sebesar 0.2 mS/Cm  atau error sebesar 100 ppm  jika  di  konversi  ke  ppm  dengan  konversi hanna.
Gambar 10. Respon EC dengan Kendali Biasa Kendali PID diterapkan dengan nilai parameter yang didapat dari tunning yaitu Kp = 12, Ki = 0.010 dan  Kd=4.5  didapat  respon  yang  lebih  stabil dengan  set  point  EC  1.5  mS/cm  didapat  error sebesar  0.03  mS/cm.  Grafik  respon  sistem  PID  EC pada set point 1.5 tampak seperti pada Gambar 11. Kendali PID diterapkan dengan nilai parameter yang didapat dari tunning yaitu Kp = 12, Ki = 0.010 dan Kd=4.5 didapat respon yang lebih stabil dengan set point  EC  1.5  mS/cm  didapat  error  sebesar  0.03 mS/cm. Grafik respon sistem PID EC pada set point 1.5 tampak seperti pada Gambar 11.
Gambar 11. Respon Sistem PID EC pada Set Point 1.5 mS/cm
Pada percobaan berikutnya yaitu menggunakan set point EC 2.0 mS/cm dengan keadaan air tanpa nutrisi dengan kondisi awal EC 0.5 mS/cm didapat nilai error EC sebesar 0.01 mS/cm dengan rise time 28.0006  detik,  settling  time  136.5031  detik  dan
overshoot  0.92%.  Grafik  respon  sistem  tampak seperti pada Gambar 12.

## Distribusi  Suhu Permukaan Laut
Gambar 12. Respon Sistem PID EC pada Set Point 2.0 Ms/Cm Pada percobaan berikutnya
dilakukan pengubahan nilai EC dari set point awal berada di 1.5  kemudian  diubah  menjadi  2.0,  hal  ini dimaksudkan  untuk  menguji  respon  penambahan nutrisi  dengan  kendali  PID  menggunakan parameter yang sama dengan nilai set point yang berbeda.  Karena  perubahan  nilai  EC  akan  berlaku ketika  proses  tanam  dilakukan,  set  point  EC  akan berubah  setiap  minggunya  berdasarkan  umur tanaman.  Pada  Gambar  13  merupakan  respon sistem  dari  set  point  EC  1.5  kemudian  diubah menjadi EC 2.0, terlihat penambahan nutrisi A dan B dapat  mengikuti  perubahan  set  point  EC  yang diinginkan.
Gambar 13. Respon Sistem dari Set Point EC 1.5 Kemudian Diubah Menjadi EC 2.0

## PID pH
Kendali  pH  dilakukan  untuk  mempertahankan tingkat  keasaman  atau  kebasahan  dari  air  dalam bak  hidroponik  agar  sesuai  kebutuhan  tanaman. Percobaan  pertama  dengan  pengendalian  biasa yaitu untuk pH down jika sensor pH membaca nilai pH berada lebih besar dari set point maka peristaltic pH down dinyalakan dan jika sensor pH membaca nilai pH lebih kecil atau sama dengan set point pH makan  peristaltic  pH  down  dimatikan,  sementara
untuk pH up berlaku sebaliknya. Pada Gambar  14 merupakan grafik kendali pH down secara biasa.
Gambar 14. Kendali pH Down Secara Biasa Gambar  14 tampak menunjukkan bahwa terjadi error  yang  sangat  besar  dari  set  point  yang ditetapkan,  dengan  set  point  pH  6.5  respon menunjukkan angka stabil pada pH 6.35 atau error sebesar  -0.15.  Kemudian  dilakukan  percobaan dengan  kendali  PID  untuk  pH  down  dengan menggunakan  parameter  PID  yang  didapat  dari hasil  tunning  yaitu  Kp  =  9.75,  Ki=  0.15  dan  Kd  = 21.35 didapat hasil respon yang lebih stabil seperti tampak pada Gambar 15.
Gambar 15. PID untuk pH Down Dengan Menggunakan Parameter PID Kp = 9.75, Ki= 0.15 dan Kd = 21.35
Gambar    15  menampilkan  kendali  pH  down dengan PID pada set pH awal 7.03 menuju ke set point  pH  6.5  memiliki  nilai  error  sebesar  0.01  pH atau pH berakhir  stabil pada pH 6.51 dengan rise time  sebesar  5.9586  detik,  settling  time  sebesar 21.1795  detik  dan  overshoot  sebesar  2.47%.  Dari respon  sistem  tersebut  kemudian  diberikan gangguan  dengan  penambahan  larutan  pH  up secara  tiba-tiba,  grafik  respon  sistem  dengan pemberian gangguan tampak seperti pada Gambar 16 dengan gangguan diberi tanda kotak berwarna kuning.
Gambar 16. PID untuk pH Down Dengan Menggunakan Parameter PID Kp = 9.75, Ki= 0.15 dan Kd = 21.35 yang diberi gangguan Pembacaan  grafik  dari  Gambar  16  terlihat respon  menjadi  tidak  stabil  ketika  diberi  pH  up secara  tiba-tiba  dan  tampak  nilai  pH  mulai membesar akibat dari penambahan larutan pH up namun  pH  down  dapat  bekerja  secara  langsung menambah  pH  down  sehingga  respon  sistem kembali  pada  garis  set  point  di  6.5  dengan  nilai error  ketika  stabil  berada  pada  6.53.  Percobaan berikutnya dilakukan pada penggunaan pH up yang difungsikan  untuk  menaikkan  pH  jika  pH  berada dibawah  set  point  pH.  Pada  kendali  PID  pH  up menggunakan parameter Kp= 9.5, Ki =0.12 dan Kd = 20.95 didapat grafik respon seperti pada Gambar 17.  Kendali  PID  pH  up  dapat  mencapai  kestabilan pada  set  point  pH  7.0  dengan  nilai  error  sebesar 0.02  atau  pembacaan  pH  berakhir  stabil  pada  pH 6.98  dengan  rise  time  8.54685,  settling  time 109.8428 dan overshoot 0.53%.
Gambar 17.  Kendali PID pH Up Menggunakan Parameter Kp= 9.5, Ki =0.12 dan Kd = 20.95

## PID Suhu
Kendali  suhu  air  dilakukan  karena  tanaman membutuhkan  suhu  optimal  untuk  dapat  hidup dengan baik yaitu berkisar antara 25 hingga 28 °C, selain  itu  beberapa  sensor  bekerja  dengan pengaruh suhu antara lain sensor pH dan sensor EC
yang  dapat  berubah  nilai  pembacaannya berdasarkan  suhu  air  yang  sedang  diukur,  suhu optimal pengukuran yaitu pada 25 °C. Kendali suhu dilakukan dengan mengendalikan nilai PWM dari 6 buah  peltier  TEC  12706  yang  terpasang  pada  alat dan  terdapat  selang  untuk  sirkulasi  air  menukar suhu panas dengan suhu dingin.  Percobaan awal dilakukan dengan kendali biasa yaitu jika suhu yang terbaca oleh sensor suhu berada lebih besar dari 25 °C maka nyalakan peltier TEC 12706 dan jika suhu yang  terbaca  oleh  sensor  lebih  kecil  atau  sama dengan  25  °C  matikan  peltier  TEC.  Grafik  respon sistem yang dihasilkan tampak seperti pada Gambar 18.
Gambar 18. Kendali Biasa dengan On/Off Peltier di Batas 25 °C
Terlihat  di  Gambar  19  sistem  kendali  dapat mendekati set point namun nilai pembacaan tidak pernah  stabil  dengan  nilai  pembacaan  25  derajat celcius  dan  24.94  derajat  celcius.  Kemudian penerapan  PID  dilakukan  dengan  parameter  PID melalui  tuning  didapat  Kp  =  50,  Ki=0.02  dan Kd=955.
Gambar 19. Penerapan PID dengan Kp = 50, Ki=0.02 dan Kd=955

## KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1. Kendali  PID  dapat  memberikan  kendali  yang stabil  dalam  beberapa  kendali  seperti  water level,  kendali  EC,  pH,  Suhu.  Walupun  antar kendali  saling  berkaitan  dan  memberikan pengaruh  misalnya  saja  dalam  kendali  water level,  sensor  ultrasonic  seiring  waktu  akan membaca  kenaikan  tinggi  air  akibat  dari penambahan  nutrisi  dan  larutan  pH  sehingga menyebabkan  nilai  error  yang  semakin membesar meskipun tidak ada penambahan air oleh  pompa.  Selain  itu  juga  pengaruh penambahan  pH  terhadap  naiknya  nilai  EC, sensor EC akan mendeteksi perubahan nilai EC jika  ada  penambahan  larutan  pH  sehingga seiring waktu nilai EC akan naik walupun tidak ada penambahan nutrisi namun dari data yang diamati kenaikan EC oleh pH tergolong sedikit sehingga tidak sampai menyebabkan perubahan yang signifikan terhadap nilai error dari  set  pointnya.  Pengaruh  perubahan  suhu terhadap pembacaan sensor pH dan sensor EC, dari pengamatan peneliti memang berubahnya suhu  mempengaruhi  nilai  pembacaan  EC  dan pH  walaupun  tidak  ada  penambahan  nutrisi atau larutan pH.
2. Penggunaan  aktuator  peristaltik  pump  pada penambahan  larutan  nutrisi  dan  pH  dapat bekerja  sesuai  yang  diinginkan,  dalam beberapa  pengujian  peristaltic  pump  mampu menakar larutan dalam jumlah yang presisi dan hanya  beberapa  kali  error  dengan  nilai  error berkisar 1 – 2 ml.
3. Penggunaan  peltier  sebagai  aktuator  untuk mendinginkan air dapat bekerja sesuai dengan tujuan yaitu dapat mendinginkan air pada suhu 25 derajat celcius, namun dengan waktu yang lebih lama yaitu 2 jam dari suhu awal 30 derajat celcius.

## Saran
1. Jika suatu alat direncanakan full otomatis maka sebaiknya  diletakan  pada  indoor  dengan memanfaatkan  grow  LED  sehingga  tanaman tidak  bergantung  dengan  cuaca  dan kebutuhan  akan  sinar  matahari.  Karena  jika tanaman berada di outdoor ketika musim hujan tiba dan beberapa hari mendung menyebabkan  tanaman  tidak  memperoleh sinar  matahari  atau  kebutuhan  akan  sinar matahari  menjadi  berkurang.  Selain  itu  hujan yang deras akan merusak tanaman.
2. Penambahan  filter  air  pada  alat  diperlukan sehingga  air  baku  yang  masuk  pada  bak hidroponik  merupakan  air  baku  yang  sesuai dengan kebutuhan tanaman.
3. Perlu mencoba sensor ultrasonik tipe lain atau sensor deteksi ketinggian air yang lebih presisi dan tidak memiliki noise yang besar.
4. Penggunaan aktuator lain  untuk pendinginan lebih disarankan dengan penggunaan pendinginan melalui udara, misalnya penggunaan chiller dengan kompresor seperti yang  digunakan  pada  kulkas  sehingga pendinginan  lebih  cepat  dilakukan  dengan penggunaan  daya  lebih  rendah  sehingga efektivitas dan efisiensi terhadap waktu dapat dilakukan.
5. Perlu  mencoba  beberapa  sensor  suhu  tipe yang  lain  yang  memiliki  waktu  konversi  yang lebih  cepat  sehingga  waktu  tunda  yang dihasilkan  tidak  mengganggu  kendali  yang lain.

## DAFTAR PUSTAKA
Aldrianto  AY,  Prasetyo  HN,  Industri  FT.  2015.
“Rancangan Otomasi Kontrol Temperatur Dan Ph  Air  Pada”.  Tugas  Akhir.  1(1):83.  Institute Teknologi Sepuluh Nopember.
Asyiah  S.  2013.  “Kajian  Penggunaan  Macam  Air Dan Nutrisi Pada Hidroponik Sistem DFT (Deep Flow Technique) Terhadap Pertumbuhan  Dan Hasil  Baby  Kailan  (Brassica  Oleraceae  Var. Alboglabra)”.  Skripsi.  Universitas  Sebelas Maret.
Bapennas. 2019. “Rencana Pembangunan Jangka Menengah  Nasional  2020-2024”.  Rancangan Teknokratik, 14 Agustus,75.
Hasanuddin,  R.S.  2019.  “Sistem  Kontrol  Dan Monitoring  Tanaman  Hidroponik  Secara  Real Time  Menggunakan  Metode  Fuzzy  Inference System  Model  Tsukamoto”.  Semantik.  Vol.5, No.1, pp. 61-6
Ikhlas  M,  T  ISSM,  Sc  M.  2018.  “Perancangan Kendali Nutrisi Pada Hidroponik NFT ( Nutrient Film Technique ) Dengan  Metode Pid Design of  Controlling  Nutrient  in  Hydroponic  ( Nutrient Film Technique ) Using PID”. 5(1):79– 85.
Khusnia RH, Sri W. 2019. “Monitoring And Control Web  Based  System  for  Peanut  At  The  Green
House”. Journal of Physics : Conference Series. Vol.  15 International  Conference  on  Science and Technology
Pratiwi  F.  2018.  “Rancang  bangun  sistem monitoring  pengairan  hidroponik  berbasis mobile  application  di  bumi  retawu  farm marchelia  fika  pratiwi”.  Skripsi.  Institut Pertanian Bogor.
Puriandi, F. Desember 2013. “Proses Perencanaan Kegiatan Pertanian Kota Yang Dilakukan  Oleh Komunitas Berkebun di Kota Bandung Sebagai Masukan  Pengembangan  Pertanian  Kota  di Kawasan  Perkotaan”.  Jurnal  Perencanaan Wilayah dan Kota. 2013;24(3):227–40.
Putra  G.D.  2018,  “Pulau  Madura  :  Pulau  Garam Indonesia”. http://indonesiabaik.id/infografis/pulau-
madura-pulau-garam-indonesia . Terakhir diakses 25 Mei 2020
Rahmat P. 2015. “Bertanam Hidroponik Gak Pake
Masalah”. AgroMedia.
Rosliani  R,  Sumarni  N.  “Budidaya  Tanaman
Sayuran dengan Sistem Hidroponik”. Monografi. 2005;(27):1–38.
Sutiyoso  Y.  2018.  “100  Kiat  Sukses  Hidroponik”. Trubus Swadaya.
Yanuar  A,  Putra  H,  Pambudi  WS.  2017.  “Sistem Kontrol Otomatis PH Larutan Nutrisi Tanaman Bayam  Pada  Hidroponik  Nft  (Nutrient  Film Technique)”.  Jurnal  Ilmiah  Mikrotek.  2(4):11– 20.