INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 3 Nomor 2 Tahun 2023 Page 4051-4060 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative

## Perancangan Monitoring & Pengontrol pH Sayuran Sawi Hidroponik Berbasis IoT ( Internet Of Things )
Dimas Galuh Pratama 1 ✉ , Joni Maulindar 2 , Ratna Puspita Indah 3
Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer Universitas Duta Bangsa Surakarta, Indonesia Email: dimasgaluhpratama11@gmail.com 1 ✉

## Abstrak
Perancangan  ini  Perancangan  ini  bertujuan  agar  pembudidaya  tanaman  sawi  hidroponik  dapat memonitoring  ph  air  dan  suhu  secara  online  melalui  aplikasi  mobile.  Perancangan  ini  diharapkan  bisa menjadi acuan untuk pengembangan teknologi mobile dibidang pertanian. Perancangan sistem terdiri dari menentukan alat dan bahan serta pembuatan diagram alat sistem kerja dengan mikrokontroler ESP8266. Dalam perancangan ini terdapat beberapa sensor diantaranya adalah sensor ph, sensor suhu, water sensor sebagai masukan  sistem monitoring hidroponik berbasis IoT. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh alat sistem  monitoring tanaman sehat sawi hidroponik  menggunakan ESP8266  berbasis IoT. alat ini  mampu mempermudah pengguna untuk memonitoring control ph air secara otomatis serta dapat dipantau dari manapun.
Kata Kunci : ESP8266, Hidroponik, Monitoring

## Abstract
This design aims to enable hydroponic mustard plant cultivators to monitor the pH and water temperature online through a mobile application. This design is expected to be a reference for the development of mobile technology in agriculture. The design of the system consists of determining the tools and materials and making a working diagram of the system tools with the ESP8266 microcontroller. In this design there are several  sensors  including  ph  sensors,  temperature  sensors,  water  sensors  as  input  for  an  IoT-based hydroponic monitoring system. Based on the results of the study, a hydroponic mustard plant monitoring system tool was obtained using the IoT-based ESP8266. This tool is able to make it easier for users to monitor water pH control automatically and can be monitored from anywhere.
Keywords : ESP8266, Hydroponics, Monitoring
PENDAHULUAN
Pada saat ini, kebutuhan akan sayuran segar dan sehat semakin meningkat di seluruh dunia, dan  metode  hidroponik  telah  menjadi  salah  satu  cara  yang  paling  efektif  dan  efesien  untuk terpenuhinya  permintaan  ini.  Hidroponik  adalah  metode  bertanam  yang  tidak  melibatkan penggunaan  tanah  sebagai  media  tanam,  di  mana  tanaman  ditanam  dalam  lingkungan  yang dikontrol  dengan  nutrisi  yang  tepat  dan  air  yang  disaring.  Meskipun  hidroponik  menawarkan banyak  manfaat,  seperti  penghematan  air,  pemupukan  yang  tepat,  dan  penghematan  lahan, namun monitoring sistem hidroponik yang efisien sangat penting untuk memastikan keberhasilan panen dan menjaga kualitas tanaman (Nengsi, 2023).
Dalam konteks ini, teknologi Internet of Things (IoT) dapat digunakan untuk memperbaiki sistem  monitoring  hidroponik  dengan  memberikan  data  yang  real-time  dan  akurat  tentang kondisi  lingkungan  tanaman.  Salah  satu  jenis  tanaman  yang  dapat  ditanam  dengan  teknik hidroponik adalah sawi, yang merupakan sayuran hijau yang populer dan sering digunakan dalam berbagai masakan. Dengan memanfaatkan IoT, sistem monitoring sayuran sawi hidroponik dapat dilakukan secara otomatis, dan  petani  dapat memantau dan mengontrol lingkungan tanaman secara online dan real-time (Arhan & Muhammad, 2023).
Tujuan dari bab pendahuluan ini adalah untuk memperkenalkan konsep monitoring sayuran sawi  hidroponik  berbasis  IoT,  serta  memberikan  gambaran  umum  tentang  keuntungan  dan tantangan penggunaan teknologi ini dalam pertanian. Bab ini akan membahas beberapa aspek kunci dari konsep ini, termasuk teknologi IoT, hidroponik, dan sayuran sawi, serta manfaat dan tantangan penggunaan teknologi IoT dalam monitoring tanaman hidroponik.

## METODE PENELITIAN
Metode     yang digunakan adalah  metode  prototype.  (Sukamto A & Shalahuddin, 2015) menyatakan  bahwa  penggunaan  model  prototype  cocok  untuk  memperoleh  detail  spesifikasi kebutuhan pelanggan, meskipun dapat menimbulkan risiko tinggi terhadap peningkatan biaya dan waktu proyek.  Adapun beberapa langkah-langkah yang ada didalam metode prototype yaitu :
1. Pengumpulan Kebutuhan
Dalam metode penelitian prototype, pengumpulan kebutuhan merupakan salah satu langkah pertama yang penting untuk dilakukan. Tahapan yang dilakukan peniliti antara lain :
a. Mencari masalah yang dialami oleh petani hidroponik diantaranya :
1) Kurangnya pemantauan terhadap tanaman hidroponik secara realtime
2) Pengontrolan pH dilakukan manual dan kurang praktis
b. Kebutuhan yang digunakan antara lain :
1) NodeMCU ESP8266
2) Modul Sensor pH
3) Relay 2 Channel
4) Motor DC
5) Resistor 1k, 2k
6) Adapter 5V DC
7) Project Board
8) Kabel Jumper
9) Smartphone
c. Menentukan berbagai software yang dibutuhkan  salah satunya adalah Satu di antara kebutuhan dalam  instalasi  dan  pembuatan  kode  adalah  aplikasi  dan  perangkat  lunak  Arduino  yang digunakan, seperti Arduino IDE, Library Blynk,Library ESP8266
2. Membangun Prototyping
Langkah  penting  dalam  metode  prototype  adalah  pembuatan  prototyping.  Pada  tahap  ini, dilakukan pembuatan bentuk sederhana dari produk yang akan dikembangkan. Tujuannya adalah untuk menguji kebutuhan yang telah dikumpulkan sebelumnya dan mendapatkan umpan balik dari  pengguna  terkait  kinerja  produk.  Adapun  hal  yang  harus  dilakukan  dalam  membangun prototype monitoring  tanaman hidroponik ini meliputi :
a. Merancang  berbagai  komponen  yang  sudah  ditentukan  guna  pembuatan  alat  monitoring tanaman hidroponik ini.
b. Merakit semua komponen yang sudah ditentukan sesuai rancangan yang sudah di buat untuk menjadi  alat monitoring ini
3. Evaluasi Prototyping
Evaluasi prototyping adalah tahap penting dalam metode prototype. Pada tahap ini, dilakukan penilaian terhadap prototipe yang telah dibuat untuk memastikan kesesuaian dengan kebutuhan pengguna.  Evaluasi  ini  juga  memiliki  tujuan  untuk  mengidentifikasi  masalah  atau  kekurangan pada  prototipe  dan  mengatasinya  agar  produk  akhir  yang  dihasilkan  dapat  lebih  optimal. Beberapa kegiatan yang dilakukan adalah sebagai berikut :
a. Mengecek semua komonen-komponen dan kebutuhan yang dibutuhkan untuk membuat alat monitoring tanaman hidroponik ini.
4. Menerjemahkan Prototype Kedalam Bahasa Pemrograman yang Sesuai
Untuk  melanjutkan  metode  prototype,  langkah  selanjutnya  adalah  menerjemahkan  bentuk prototipe  ke  dalam  bahasa  pemrograman  yang  cocok.  Tahap  ini  melibatkan  konversi  bentuk prototipe ke dalam kode program yang dapat berjalan pada perangkat yang diinginkan. Tujuan dari langkah ini adalah untuk menghasilkan produk akhir yang memenuhi kebutuhan pengguna dan memiliki performa yang optimal. Adapun yang harus dilakukan antara lain :
a. Memasukkan coding kedalam komponen dengan cara menghubungkan perangkat lunak dengan komponen-komponen yang sudah ditentukan
5. Menguji Sistem
Dalam  metode  prototype,  pengujian  sistem  menjadi  tahap  penting  dalam  pengembangan produk. Pada hal ini, melakukan pengujian menyeluruh terhadap sistem yang telah dibangun untuk  memastikan  bahwa  produk  akhir  berfungsi  dengan  baik  dan  memenuhi  kebutuhan
pengguna.  Berbagai  metode  pengujian  seperti  pengujian  fungsional,  pengujian  kinerja,  dan pengujian keamanan digunakan untuk melakukan pengujian sistem. Hasil dari pengujian ini akan menjadi dasar untuk melakukan perbaikan atau penyempurnaan pada alat yang  akan dibuat.
a. Menguji semua komponen untuk melihat apakah berfungsi atau tidak dan melihat apa ada eror di semua komponen tersebut.
6. Evaluasi Sistem
Dalam metode prototype, tahap evaluasi sistem menjadi sangat penting. Pada tahap ini, sistem yang  telah  diuji  akan  dievaluasi  secara  cermat  untuk  memastikan  bahwa  alat  yang  dibuat berfungsi  dengan  baik  dan  memenuhi  kebutuhan  pengguna.  Evaluasi  sistem  ini  melibatkan penggunaan  berbagai kriteria evaluasi, seperti keandalan, kinerja, keamanan, dan kemudahan penggunaan.  Hasil  evaluasi  sistem  akan  memberikan  dasar  untuk  melakukan  perbaikan  atau penyempurnaan pada alat yang sudah dibuat.

## Bylink
Blynk ialah suatu platform yang dapat diakses melalui perangkat IOS atau ANDROID yang berguna  untuk  mengendalikan  modul-modul  seperti  Arduino,  Raspberry  Pi,  Wemos,  dan sejenisnya secara online melalui internet.(Marina, Aidah, Edwinanto, & Anggy, APLIKASI SMART HOMENODE MCU IOT UNTUK BLYNK, 2020).

## NodeMCU ESP8266
NodeMCU merupakan suatu platform sumber terbuka yang berfungsi sebagai bantuan dalam  pembuatan  prototipe  produk  Internet  of  Things  (IoT)  dengan  memanfaatkan  bahasa scripting Lua. Platform ini dikembangkan berdasarkan proyek Elua dan memanfaatkan ESP8266 SDK 1.4 serta beberapa proyek open source seperti lua-cjson. Node Mcu terdiri dari firmware yang bekerja pada Wi-Fi SoC ESP8266 serta perangkat keras yang menggunakan modul ESP-12.. Node Mcu memiliki beberapa spesifikasi seperti open source, interaktif, telah diprogram, biaya rendah, sederhana, pintar, dan dapat diaktifkan melalui Wi-Fi (Dwi, Arief, & Bambang, 2018)
Gambar 1. NodeMCU ESP8266
Sensor pH
Sensor pH adalah sebuah alat yang berperan untuk mengukur atau mendeteksi tingkat keasaman suatu cairan atau larutan.  (Imam & Noor, 2018).

## Gambar 2. Sensor pH

## Relay
Relay  adalah  sebuah  perangkat  yang  bekerja  berdasarkan  upaya  untuk  menggunakan energi  listrik  untuk  menggerakkan  saklar  elektronik  atau  sejumlah  kontak  melalui  prinsip elektromagnetik.Pergerakan kontak tersebut terjadi akibat induksi magnet yang dihasilkan oleh kumparan  (induktor)  saat  dialiri  arus  listrik.  Relay  beroperasi  dengan  prinsip  elektromagnetik untuk menggerakkan sejumlah kontak atau saklar elektronik tanpa memerlukan arus listrik, yang membedakannya  dengan  saklar  adalah  pergerakan  kontak  (on  atau  off)  pada  relay  dilakukan secara manual. (Marina, Aidah, & Edwinanto, APLIKASI SMART HOME NODE MCU IOT UNTUK BLYNK, 2020).

## Gambar 3. Relay
Motor DC
Motor  DC  merupakan  sebuah  tipe  motor  listrik  yang  menghasilkan  gerakan  mekanik dengan  memerlukan  tegangan  arus  searah  (DC)  pada  kumparan  medannya.  Stator,  yang merupakan  bagian  motor  yang  tidak  berputar,  terdiri  dari  kumparan  medan  pada  motor  DC. Sedangkan rotor, yang merupakan bagian motor yang berputar, terdiri dari kumparan jangkar. Motor DC adalah jenis motor listrik yang memanfaatkan arus searah (DC). Nama "arus searah" sesuai  dengan  prinsip  kerja  motor  ini,  yaitu  dengan  menggunakan  arus  listrik  yang  tidak bergantian. Terdapat tiga komponen utama pada motor DC, yaitu kutub medan, dinamo, dan
komutator, yang bekerja bersama-sama untuk menghasilkan putaran pada motor. (Muhammad, Dwi, Andi, & Imam, 2015)

## Gambar 4. Motor DC
Flowchart
Flowchart adalah metode untuk menggambarkan langkah-langkah dalam menyelesaikan suatu Kendala yang muncul ketika menggunakan ikon-ikon yang mudah dipahami, praktis, dan memiliki standar yang umum (Syamsiah, 2019).

## Diagram Blok
Diagram blok adalah gambaran grafis yang menggambarkan hubungan antara input dan output pada sistem fisik  dengan menggunakan  simbol-simbol yang mewakili komponen  atau proses  dalam  sistem  tersebut.  Diagram  blok  mempermudah  pemahaman  tentang  hubungan sebab-akibat pada sistem dan membantu dalam analisis dan perancangan sistem (Ndaru & Catur, 2016)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Desain Sistem
Gambar 5. Desain Sistem Perancangan
Pada Gambar 5 ini menjelaskan rancangan desain monitoring pengontrol pH sayuran sawi hidroponik berbasis Iot. NodeMCU 8266 sebagai microkontroler yang menerima data dari pH sensor dan mengirim dan memberi perintah motor DC untuk menggerakkan pompa air untuk menaikkan atau menurunkan kadar pH didalam air lewat wadah air ke menuju wadah tanaman hidroponik.  Pengontrolan  dapat  dilakukan  dari  smartphone  yang  terhubung  lewat  internet melalui aplikasi Bylink.

## Perancangan Sistem
Dalam  perancangan  sistem,  kita  harus  mengetahui  komponen-komponen  yang  saling terkait  untuk  mendukung  sistem  yang  akan  dibuat.  Agar  lebih  mudah  dipahami,  kita  dapat membuat diagram blok dan flowchart untuk mengetahui urutan alur sistem yang dirancang.
1. Diagram Blok
Untuk memahami sistem yang akan dibuat, jadi kita akan membuat sebuah diagram blok terkait  monitoring  pengontrol  pH  sayuran  sawi  hidroponik  berbasis  IoT  ini  dengan  membuat diagram blom seperti gamabar 6 dibawah ini
Gambar 6. Diagram Blok
2. Flowchart
Flowchart digunakan sebagai gambaran atau ilustrasi dari proses atau langkah-langkah yang  terdapat  dalam  suatu  sistem.  Hal  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  setiap  langkah  yang terdapat  dalam  sistem  yang  baru  akan  dibuat  dan  dirancang.  Flowchart  dibutuhkan  untuk memahami sistem tersebut dengan baik. Berikut adalah gambaran flowchart yang  digunakan :
Gambar 7. Flowchart

## 3. Rangkaian Alat
Pada  monitoring  pengontrol  pH  tanaman  sawi  berbasis  IoT  ini  bisa  dilihat  memiliki rangkaian yang diantara lain adalah NodeMCU 8266 beserta komponen lain yang membentuk alat  ini  saling  terhubung    agar  supaya  pembuatan  alat  ini  jadi  jelas  dan  lebih  mudah.  Pada komponen NodeMCU 8266 terhubung dengan sensor pH air yang akan memberikan data output berupa kadar pH yang terkandung dalam air yang dapat di lihat di aplikasi smarphone dengan Bylink kemudian di kontrol lewat aplikasi Bylink tersebut naik ato turunya pH. Berikut rangkaian alat dalam monitoring pengontrol pH pada tanaman sawi hidroponik :
Gambar 8. Rangkaian Skematik

## SIMPULAN
Berdasarkan  analisis  serta  pembahasan  dapat  disimpulkan  bahwa  sensor  pH  dapat mengukur pH yang terdapat dalam air di tanaman hidroponik dan dikirmkan ke NodeMCU 8266 yang akan memberi perintah untuk menurunkan kadar pH ataupun menaikkan kadar pH. Alat ini dapat di implementasikan ke berbagai tanaman hidroponik lainnya dan alat ini mampu bekerja sesuai program yang sudah dimasukkan kedalam NodeMCU 8266 sehingga mampu membantu dalam  melakukan  meonitoring  pengontrol  pH  dan  masih  banyak  pengembangan  yang  bisa dilakukan seperti menambahkan sensor suhu, kelembapan udara dll. Serta diharapkan menjadi pembelajaran untuk kedepannya dalam merancang alat monitoring hidroponik lainnya.

## DAFTAR PUSTAKA
Arhan, A., & Muhammad, R. (2023). Implementasi Sistem Otomatisasi Perawatan Tanaman indoor berbasis Internet of Things (IoT). Riset dan E-Jurnal Manajemen Informatika Komputer.
Dwi, P. A., Arief, B., & Bambang, W. (2018). Sistem MonitoringPenggunaan Air PDAM pada Rumah
Tangga Menggunakan Mikrokontroler NODEMCU Berbasis Smartphone ANDROID. JURNAL
IPTEK.
Imam, A. R., & Noor, Y. D. (2018). KARAKTERISASI DAN KALIBARASI SENSOR PH MENGGUNAKAN ARDUINO. Prosiding SENDI_U.
Marina, A., Aidah, N. R., & Edwinanto. (2020). APLIKASI SMART HOME NODE MCU IOT UNTUK
BLYNK. Jurnal Rekayasa Teknologi Nusa Putra.
Marina, A., Aidah, N. R., Edwinanto, & Anggy, P. J. (2020). APLIKASI SMART HOMENODE MCU IOT
UNTUK BLYNK. Jurnal Rekayasa Teknologi Nusa Putra.
Muhammad, R. D., Dwi, A., Andi, I., & Imam, R. (2015). DESAIN OPTIMAL KONTROLER PID MOTOR
DC MENGGUNAKAN CUCKOO SEARCH ALGORITHM. Prosiding SENTIA.
Ndaru,  A.  P.,  &  Catur,  H.  (2016).  APLIKASI  PEMBELAJARAN  TES  POTENSI  AKADEMIK  BERBASIS ANDROID. JNTETI.
Nengsi, M. (2023). ANALISIS PENDAPATAN SAYURAN HIDROPONIK CV. TIRTA TANI FARM DI DESA TETEBATU KECAMATAN PALLANGGA KABUPATEN GOWA PROVINSI SULAWESI SELATAN.
Makassar: Universitas Bosowo.
Sukamto A, R., & Shalahuddin, M. (2015). Kolaborasi Rekayasa Perangkat Lunak Terstruktur dan Berorientasi Objek. Bandung: Informatika.
Syamsiah. (2019). PERANCANGAN FLOWCHART DAN PSEUDOCODE PEMBELAJARAN MENGENAL ANGKA DENGAN ANIMASI UNTUK ANAK PAUD RAMBUTAN. STRING (Satuan Tulisan Riset dan Inovasi Teknologi) .