## Alat Kendali Ph Air dan Nutrisi Sayur Selada Berbasis Arduino Dengan Sistem Nutrient Film Technique

## Arduino-Based Water Ph and Nutrient Control Tool with Nutrient Film Technique System
Pandi Kurniawan 1 , Missi Hikmatyar 2 , Rudi Hartono 3
1,2,3 Teknik Informatika, Universitas Perjuangan Tasikmalaya, Jl. Peta No.177, Kota Tasikmalaya 46115, Indonesia
e-mail: 1903010047@unper.ac.id *1 , missi@unper.ac.id 2 , rudihartono@unper.ac.id 3
Abstrak.  Pertumbuhan  penduduk  Indonesia  mengalami  peningkatan  setiap  tahunnya  yang berdampak  pada  alih  fungsi  lahan  pertanian  menjadi  pemukiman.  Hidroponik  menjadi  solusi terhadap  alih  fungsi  lahan  pertanian.  Hidroponik  adalah  sistem  bercocok  tanam  tanpa  tanah. Dalam hidroponik kadar pH dan nutrisi sangat diperhatikan untuk menjaga tanaman agar tumbuh dengan  baik.  Namun,  terdapat  kendala  dalam  sistem  cocok  tanam  hidroponik  yaitu  dari  segi pengontrolan  kadar  pH  dan  nutrisi  yang  masih  dilakukan  secara  manual.  akibat  dari  tidak maksimalnya  dalam  pengontrolan  kadar  pH  dan  nutrisi  pada  hidroponik  akan  berakibat  pada pertumbuhan  tanaman  yang  kurang  masksimal  bahkan  mengalami  kematian  tanaman.  Oleh karena  itu  maka  dibutuhkan  sebuah  alat  yang  mampu  mengontrol  kadar pH dan  nutrisi  dengan menggunakan mikrokontroler arduino sebagai pengendali, sensor pH meter untuk mengukur kadar pH dan  TDS  meter  untuk  mengukur  kadar  nutrisi.  Pada  penelitian  sistem  hidoponik  yang digunakan  adalah  sistem Nutrient  Film  Technique yaitu  sistem  hidroponik  yang  menggunakan aliran  air  dangkal.  Penelitian  ini  dilakukan  di  lab  hidroponik  Universitas  Perjuangan  Tasikmalaya yang  masih  melakukan  pengontrolan  kadar  nutrisi  dan  kadar  pH  air  yang  digunakan  untuk tanaman  hidroponik  masih  dilakukan  secara  manual.  Hasil  dari  penelitian  ini  alat  yang  dirancang mampu  mempertahankan  kadar  pH  dan  kadar  Nutrisi  untuk  tanaman  hidrponik  selada  dengan tingkat  error  1.6  %  untuk  sensor  pH  dan  0.6%  untuk  sensor  TDS  yang  memungkinkan  kadar  pH dan nutrisi untuk sayuran selada dapat tercukupi dan stabil.
Abstact.  Indonesia's  population  growth  has  increased  every  year  which  has  an  impact  on  the conversion  of  agricultural  land  into  settlements.  Hydroponics  is  a  solution  to  the  conversion  of agricultural  land.  Hydroponics  is  a  farming  system  without  soil.  In  hydroponics,  pH  and  nutrient levels  are  very  important  to  keep  plants  growing  properly.  However,  there  are  obstacles  in  the hydroponic  farming  system,  namely  in  terms  of  controlling  pH  and  nutrient  levels  which  are  still done  manually.  the  result  of  not  optimally  controlling  pH  and  nutrient  levels  in  hydroponics  will result in less optimal plant growth and even plant death. Therefore, we need a tool that can control pH  and  nutrient  levels  by  using  an  Arduino  microcontroller  as  a  controller,  a  pH  meter  sensor  to measure  pH  levels,  and a  TDS meter to measure nutrient  levels. In this research, the hydroponic system  used  is  the  Nutrient  Film  Technique  system,  which  is  a  hydroponic  system  that  uses shallow  water  flow.  This  research  was  conducted  in  the  hydroponic  lab  at  the  University  of Perjuangan, Tasikmalaya, which still controls the  levels of nutrients and the  pH  of the water used for hydroponic plants, which is still done manually. The results of this research are  that the tool is designed to be able to maintain pH levels and nutrient levels for hydroponic lettuce plants with an error rate of 1.6% for pH sensors and 0.6% for TDS sensors which allows pH and nutrient levels for lettuce to be sufficient and stable .

## 1 Pendahuluan
Pertumbuhan  penduduk  Indonesia  mengalami  pertumbuhan  setiap  tahunnya.  Hal  ini  juga diikuti  oleh  pemenuhan  pemukiman  atau  tempat  tinggal  yang  berdampak  pada  penyusutan  lahan pertanian  atau  alih  fungsi  lahan  di  Indonesia  menurut  penelitian  (Budihari  et  al.,  2019)  yang mengutip  data  dari  BPS  tahun  2001  indonesia  mengalami  penyusutan  lahan  pertanian  mencapai 56.167 per tahun dalam kurun waktu 7 tahun terbilang dari tahun 1993 sampai 2000.
Hidroponik adalah sistem bercocok tanam tanpa tanah.  Sistem ini menggunakan air sebagai media  utama  untuk  menggantikan  tanah.  Selain  dengan  air,  penanaman  menggunakan  teknik hidroponik  juga  dapat  diaplikasikan  dengan  beberapa  media  sebagai  pengganti  tanah  seperti
spons, arang sekam, serbuk kayu dan serabut kelapa. Untuk menggantikan tanah sebagai media tanam,  nutrisi  yang  diperlukan  tanaman  akan  dicampurkan  kedalam  air  dengan  memerhatikan kebutuhan nutrisi dan kadar ( Powe of hydro) pH pada air sehingga tanaman dapat tumbuh dengan baik.
Selada  adalah  jenis  sayuran  yang  banyak  dikonsumsi  di  Indonesia  selain  itu  selada  adalah salah  satu tumbuhan  yang  banyak  dibudidayakan  dalam  bercocok  tanam  hidroponik  dikarenakan memiliki  nilai  ekonomis  yang  tinggi,  jenisa  tanaman  yang  mudah  dibudidayakan,  serta  meiliki banyak manfaat  Kesehatan. Sayuran  selada  dalam  hidroponik memerlukan  6.0 sampai  7.0  kadar pH dan memerlukan 560 sampai 840 PPM.
Terdapat beberapa metode dalam cocok tanam hidroponik, diantaranya adalah sistem cocok tanam  menggunakan  sistem  NFT  ( Nutrient  Film  Technique). Dalam  sistem Nutrient  Filem Technique akar  tanaman  akan  tumbuh  pada  regulasi  air  dangkal  bernutrisi.  Cairan  nutrisi  yang larut dalam air akan dialirkan menggunakan pompa melewati tanaman dengan aliran air yang tipis sehingga akar tanaman akan menyentuh aliran nutrisi sekitar 1 sampai 3 mili meter. Kelebihan dari bercok  tanam  hidroponik  menggunakan  sistem Nutrient  Film  Technique adalah  menghemat  air karena  air  yang  dialirkan  ke  akar  tanaman  relatif  sedikit,  memberikan  akar  tanaman  banyak oksigen dan hemat volume nutrisi.
Namun, terdapat kendala dalam bercocok tanam menggunakan sistem hidroponik diantaranya masih banyak para petani yang merasa kesulitan untuk bertanam dengan sistem ini, yaitu dari sisi pengontrolan nutrisi dan kadar pH air. Oleh karena itu maka dibutuhkan sebuah alat yang mampu mengontrol  kadar pH dan  nutrisi  dengan  menggunakan  mikrokontroler  Arduino  sebagai pengendali,  sensor pH meter  untuk  mengukur  kadar pH dan  TDS  meter  untuk  mengukur  kadar nutrisi.
Penelitian  serupa  terkait  dengan  alat  kendali  hidroponik  yaitu  alat  kendali  kadar  ppm menggunakan  senor TDS  Meter dan  mikronotroler  nodeMCU.  Namun  dalam  penelitian  tersebut hanya  mengaplikasikan  satu  sensor  yang  berfungsi  untuk  mengetahui  nilai  ppm  pada  air  tidak menambahkan sensor pH untuk mengetahui kadar pH. Sensor TDS pada penelitian  (Purwanto et al., 2020) menunjukan tingkat kesalahan ( error) pembacaan sensor adalah 0.783%.
Penelitian (Sulistiyo et al., 2018) terkait alat kendali berbasis arduino yang dipublikasikan pada tahun  2019  meneliti  tengang  rancang  bangun  alat  kenali pH pada  tanman  hidroponik  berbasis mikrokontroler.  Tanaman  yang  digunakan  adalah  tanaman  pakcoy  menggunakan  metode  PID dalam  sistem  hidroponik  DFT.  Penelitian  ini  menunjukan  tingkat error pada  pembacaan  sensor tidak  terlalu  besar,  mampu  mempertahankan  kadar pH pada  range  6  sampai  7  namun  terdapat kendala pada pembacaan sensor yang lambat dikarenakan laju pompa kurang cepat.

## 2 Kajian Pustaka

## 2.1. Hidroponik
Hidroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa media tanah, dalam sistem hidroponik, unsur hara  (nutrisi  yang  dibutuhkan  oleh  tanaman  akan  dilarutkan  kedalam  air  sebagai  media  sebagai penyalurnya  sehingga  tanaman  akan  langsung  menyerap  unsur  hara  melalui  akar.  Hidroponik mempunyai  keunggulan  dalam  bercocok  tanam  yakni  dari  segi  penggunaan  lahan  menjadi semakin  efisien,  namun  bercocok  tanam  hidroponik  tersendiri  memerlukan  ketelitian  dalam perawatan (Karim et al., 2021).

## 2.2. Power Of Hydro (pH)
Power  Of  Hydro (pH)  adalah  tingkat  ukuran  jumlah  H30+  menggunakan  algoritma  0  -14. Kadar pH dalam air yang digunakan dalam hidroponik berhubungan langsung dengan penyerapan unsur hara tanaman. pH pada air sangat penting dalam pertumbuhan tanaman hidroponik (Safiroh W.P  et  al.,  2022).    Jika  kada pH pada  larutan  terlalu  asam,  maka  mikro  nutrisi  diserap  dalam tingkat beracun. Sebaliknya apabila larutan terlalu basa maka unsur hara untuk tanaman akan sulit untuk diserap oleh akar tanaman.
2.3. Part per Million (PPM)
Part Per Million (PPM) adalah satuan untuk mengukur tingkat kepekatan dalam suatu larutan. Dalam dunia cocok tanam hidroponik setiap tanaman meiliki kebutuhan nutrisi yang berbeda. PPM digunakan dalam skala untuk mengukur kebuituhan nutisi dan unsur hara untuk tanaman.

## 2.4. Nutrient Film Technique
Nutrient  Film  Tecnique (NFT)  adalah  sebuah  sistem  dalam  hidroponik  yang  dikenalkan  oleh seorang  ilmuan  di  Glasshouse  Crops  Reaserch  inggris  yang  bernama  A.J  Cooper  pada  tahun 1970.  Sistem Nutrient  Film  Techique adalah  salah  satu  sistem  budidaya  tanaman  dengan  akar tumbuh pada aliran nutrisi dangkal (Pamungkas et al., 2017).
Dalam sistem Nutrient film Technique bergantung pada daya litrik, pada sistem ini apabila daya listrik  mati  maka  akan  berpengaruh  terhadap  pertumbuhan  tanaman.  Apabila  terjadi  pemadalam atau listrik mati selama 3 jam maka akan mengakibatkan tanaman menjadi layu  atau mati. Maka, dalam  instalasi  NFT  menggunakan  kemiringan  5%  agar  nutrisi  masih  tersedia  pada  pipa  atau talang ketika daya lsitrik mati (Norbetrus, 2019b).

## 2.5. Selada
Selada  adalah  tanman  yang  banyak  mengandung  manfaat  dan  sumber  gizi  seperti  vitamin  A dan beta karoten. Selada juga mengandung asalm folat yang memounyai khasiatuntuk mencegah insomnia, penuaan dini, pengeroposan tulang, mencegah sembelit, mencegah kanker, anemia dan meredakan  sakit  kepala.  Suhu  idela  untuk  selada  berkisa  antara  15  sampai  25  derajat  Celsius. Suhu  yang  tinggi  diatas  30  derajat  berdampak  pada  pertumbuhan  selada  menjadi  lambat, merangsang tumbuhnya tangkai bunga dan menyebabkan rasa pahit. Selada membutuhkan waktu 40 sampai 50 hari dari tahap penyemaian sampai tahap panen (Norbetrus, 2019a).

## 2.6. Arduino
Arduino adalah perangkat elektronik yang bersifat open source yang banyak digunakan untuk merancang  perangkat  elektronik  juga  software  yang  mudah  untuk  digunakan.  Arduino menggunakan  mikrokontroler  ATMega  dari  Atmel  dengan  menggunakan  bahasa  pemrograman  C dan C++.

## 2.7. TDS Meter
Total  Dissolved  Solod (TDS)    meter  adalah  alat  yang  digunakan  untuk  mengukur  padatan terlarut pada air. padatan pada air biasanya seperti garam dan mineral. Tds meter adalah alat yang digunakan  untuk  mengukur  jumlah  padatan  pada  suatu  larutan.  Nilai  yang  ditampilkan  dari  TDS meter berupa nilai PPM atau Part per million. Larutan yang mungkin ada pada air mengacu pada setiap  jenis  mineral,  logam,  garam,  kation  dan  mencakup  jenin-jenis  selain  air  murni  (H20).  TDS pada  air  hanya  dapat  diubah  dimurnikan  dengan  pengikatan  oleh  zat chemical secara  kimiawi (Aqmal Fahreza dkk, 2019).

## 2.8. pH Meter
pH  meter  berfungsi  sebagai  alat ukur keasaman  pada  larutan. Selain  pH  meter  portable, ada juga  perangkat  elektronik  sensor  pH  meter  yang  dapat  digunakan  dan  dihubungkan  ke mikrokontroler arduino. Sesor pH meter dapat dihubungkan ke papan mikrokontroler sebagai input ke arduino. Sensor pH meter sendiri digunakan untuk mengukur tingkat kesasaman pada larutan. Cara  kerja  sensor  pH  meter  terletak  pada  probe  atau  ujung  sensor  berupa  elektroda  untuk mengukur ion H30+ (Mufida et al., 2020).

## 2.9. relay
Relay adalah salah satu komponen elektronik yang memunyai funsi sebagai saklar atau switch yang  dioperasikan  menggunakan  tegangan  listrik(Sciences,  2016). Relay adalah  komponen elektromekanika yang terdiri adari dua komponen yaitu koil dan dan saklar.

## 3.  Metode
Dalam  mencapai  tujuan  penelitian  diperlukannya  sebuah  metodologi  penelitian  yang menggambarkan  langkah-langkah  atau  cara  yang  dilakukan  untuk  mencapai  tujuan  penelitian.
Metode  penelitian  memuat  tentang  identifikasi  permasalaha  yang  menjadi  acuan  pelaksanaan penelitian,  pengumpulan  data  terkait  kebutuhan  material  dan  informasi  yang  linier  serta mendukung  selama  pelaksanaan  penelitian,  pencapaian  tujuan  dalam  penelitian,  uji  coba  kinerja alat dan evaluasi. Metode yang digunakan disajikan dalam gambar berikut :
Gambar 1. Metodologi

## 3.1. Identifikasi Masalah
Dalam tahap identifikasi masalah memuat tentang permasalah  yang ada dalam ruang lingkup pertanian  yang  berfokus  dalam  ruang  lingkup  hidroponik.  Dalam  tahap  ini  juga  menganalisa permasalahan  umun  serta  khusus  yang  mengacu  pada  keresahan  dan  kendala  para  petani hidroponik tentang pengontrolan kadar pH dan nutrisi yang masih dilakukan secara manual.

## 3.2. Pencapaian T1
Tahap  kedua  adalah  pencapaian T1 (Tujuan  1).  Tahap  T1  adalah  menganalisa  sistem  cocok tanam  hidroponik  menggunakan Nutrient  Film  Tecnique (NFT).  Menganalisa  bagaimana  sistem NFT  itu  bekerja  dan  apa  saja  faktor  yang  harus  diperhatikan  dalam  meranang  sistem  hidroponik menggunakan  sistem  NFT.  Dalam  tahap  ini  dilakukan  studi  literatur  dan  wawancara  sebagai pengambilan  informasi  dan  sumber  data  untuk  mencapai  T1.  Wawancara  pada  penelitian  ini bertujuan  untuk  mendapatkan  atau  mengumpulkan  data,  informasi,  memperluas  pandangan  dan pemahaman tentang hidroponik.

## 3.3. Pencapaian T2
Tahap  ketiga  adalah  capaian T2 (Tujuan  2).  Pencapain  T2  merepresentasikan  kebutuhan- kebutuhan  cocok  tanam  hidroponik  menggunakan  sistem Nutrient  Film  Tecnique serta pengkalibrasian  sensor. Untuk  pengukuran  kadar  nutrisi  diperlukan  sensor TDS sementara  untuk pengukuran kadar pH pada air menggunakan sensor pH meter.

## 3.4. Pencapaian T3
Pencapaian T3 adalah merancang alat ukur digital menggunakan mikrokontroler adruino dalam pengontrolan  kadar pH dan  nutisi  pada  larutan  air  untuk mengoptimalkan  pertumbuhan  tanaman. T3 meliputi  perancangan  model,  perancangan  rak Nutrient  film  Technique, perancangan layout rangkaian elektronik dan perancangan alat.

## 3.4. Uji Lapangan
Apabila  tahap  uji  coba  alat  sudah  dilakukan  secara  mandiri,  maka  selanjutnya  dilakukan  uji coba  alat  pada  kondisi  sesungguhnya  di  lapangan  dengan  media  hidroponik  beserta  bagaimana alat  bekerja  pada  lingkungan  dan  media  sayuran  yang  sesuai  dengan  penelitian  yaitu  sayuran selada.

## 3.5. Evaluasi
Evaluasi  dilakukan  untuk  melihat  dan  memastikan  apakah  semua  tahapan  yang  dilakukan sudah  benar-benar dengan tujuan penelitian, mulai dari alat  yang dibangun,  dianalisis dan output yang dihasilkan oleh alat. Apabila terdapat ketidak sesuaian hasil dengan target yang linier dengan tujuan  penelitian,  maka  tahap  evaluasi  akan  kembali  ke  tahap T3 .  Apabila  sesuai  maka  akan masuk ke tahap berikutnya.

## 4.  Hasil dan Pembahasan

## 4.1. Analisi Sistem Cocok Tanam NFT
Sistem  cocok  tanam  hidroponik  menggunakan  sistem Nutrient  Film  Technique (NFT) merupakan  teknik  bercocok  tanam  tanpa  tanah  yang  dikembangkan  pada  tahun  1960  dan  mulai dikomersialkan pada tahun 1970 yang dikenalkan oleh A.J. Cooper (Norbetrus, 2019a).
Selanjutnya  analisis  juga  dilakukan  dengan  mendapatkan  infomasi  dari  hasil  wawancara dengan ahli ibu Selvy Isnaeni, M.P. selaku dosen Program Studi Agroteknologi sebagai ahli di lab hidroponik  Fakultas  Pertanian  Universitas  Perjuangan  Tasikmalaya  menyebutkan  bahwa  faktor yang  sangat  mempengaruhi  dalam  pertumbuhan  tanaman  hidroponik  adalah  kadar  nutrsi  dan kadar  pH,  selain  itu  faktor  yang  menghambat  dalam  pertanian  hidroponik  adalah  hama  dan penyakit  karena  hidroponik  menggunakan  air  sebagai  pengganti  tanah  yang  dapat  menyalurkan nurisi  secara  kontiyu  menyebabkan  penyebaran  hama  dan  penyakit  akan  semakin  cepat  karena apabila  satu  tanaman  terkena  penyakit  atau  haman  maka  penyakit  dan  hama  akan  mudah menyebar melalui saluran air pada tandon.

## 4.2. Analisis Kebutuhan Nutrisi dan pH Selada 4.2.1.  Kebutuhan Nutrisi Selada
Kebutuhan  nutrisi  selada  antara  560-840  PPM  akan  menjadi  data  yang  akan  dimasukan kedalam  program  arduino  sebagai  alat  kontrol  nutrisi.  Namun,  pada  lahan  hidroponik  Fakultas Pertanian Universitas perjuangan kebutuhan kadar PPM untuk tanaman selada di minggu pertama berada  pada  PPM  400-500  PPM  sedangakan  minggu  kedua  sampai  ke  tahap  siap  panen memerlukan 700-1000 PPM kebutuhan untuk selada.

## 4.2.2.  Kebutuhan pH Selada
Selain kebutuhan nutisi bagi tanaman hidroponik, kadar pH menjadi salah satu hal yan sangat penting  dalam  pertumbuhan  tanaman  selada  untuk  memaksimalkan  daya  serap  akah  tanaman terhadap  nutrisi  yang  disalurkan  lewat  air.  kadar  pH  yang  bagus  mendorong  tanaman  untuk menyerap  kebutuhan  nutisi  untuk  tanaman  juga  menjadikan  tanaman  terhindar  dari  penyakit  dan hama. Kadar pH yang cocok untuk selada adalah 5.8 sampai 6.5.

## 4.2.3.  Kalibrasi Sensor
Kalibrasi sensor sangat penting dilakukan untuk memastikan objek yang diukur menggunakan sensor  memberikan  nilai  yang  sesuai  dan  akurat.  Kalibrasi  adalah  serangkaian  metode  yang membentuk  hubungan  antara  nilai  yang  didapat  oleh  sensor  atau  alat  ukur  dengan  objek  yang sudah diketahui besarannya (Khotimah et al., 2022). Kalibrasi yang dilakukan dalam penelitian ini adalah  menggunakan  persamaan  regresi.  Regresi  sendiri  adalah  sebuah  sebuah  metode  statik untuk mengetahui hubungan antara variabel terkait dengan variabel independen.

## a.  Kalibrasi Sensor pH
Untuk melakukan kalibrasi sensor pH maka kita harus mengetahui variabel independent yaitu dengan mengetahui nilai pH dalam air.  dalam kalibrasi sesor pH ini menggunakan tiga sampel air dengan  kadar  pH  yang  berbeda  dan  sudah  dikeahui  nilai  masing-masing  sampel  dengan melakukan  pengukuran  menggunakan  pH  meter.  Senor  pH  akan  dihubungkan  ke  pin  analog arduino  untuk  mengetahui  nilai  ADC  ( Analog  To  Digital  Converter) dan  di  konversi  kedalam tegangan.
Rumus  untuk  mengcari  nilai  ADC  dan  tegangan  yang  dihasilkan  oleh  sensor  adalah  ADC  = (Tegangan input / tegangan referensi arduino) X 1023.
Tabel 1. Tabel Persamaan nilai pH dan Tegangan
Nilai pH Meter Nilai Tegangan 4.3 3.14 volt 4.5 3.11 volt 7.3 2.61 volt
Gambar 2. Grafik hubungan antara nilai pH dan tengangan
Dari data diatas maka diketahui hubungan antara variabel terkait dengan variabel independen yaitu  menggunakan  regresi  linier.  Persamaan  linier  yang  didapat  yaitu  y  =  -0.1775x  +  3.9059. persamaan  regresi  linier  yang  didapat  akan  dimasukan  kedalam  baris  program  kalibrasi  pada arduino ide.

## b.  Kalibrasi Sensor TDS
Kalibrasi  sensor  TDS  juga  diperlukan  untuk  akurasi  pembacaan  senor  TDS  yang  sempurna. Modul  sensor  yang  digunakan  adalah  modul Gravity  Analog  TDS  Sensor  Module pabrikan  dari DFROBOT. DFROBOT dipilih karena kualitas modul sensor yang sangat bagus serta menyediakan dokumentasi yang cukup lengkap mulai dari penjelasan cara kerja modul, spesifikasi modul, board overview, connection diagram, sampel kode dan cara kalibrasi modul sensor.
Kalibrasi  dilakukan  dengan  cara  mengukur  kesamaan  pembacaan  antara  modul  sensor  TDS dan TDS meter dalam satu sampel air yang sama kemudian nilai yang dihasilkan oleh sensor TDS harus sama dengan nilai pembacaan dari TDS Meter. Berikut adalah ilustrasi gambar dai kalibrasi sensor TDS :
Gambar 3. Kalibrasi sensor TDS

## 4.3. Perancangan
4.3.1.  Perancangan Model
Alat  kendali  kadar  pH  dan  nutrisi  otomatis  menggunakan  mikrokontroler  arduino  bekerja dengan  mengatur  relay  pompa.  Tahap  pertama  adalah  dengan  menginisialisai  sensor  yang terhubung pada  papam mikrokontrloer arduino  yaitu pH dan TDS  Meter yang terhubung pada pin analog arduino . Selanjutnya mikrokontroler akan membaca masukan sensor dan memproses nilai sensor untuk eksekusi sesuai program yang ditanam pada arduino.
y = -0.1775x + 3.9059 R² = 0.9999 0 2 4 0 2 4 6
8

## G R A F I K   H U B U N G A N   A N T A R A N I L A I   P H   D A N   T E G A N G A N
Gambar 4. Diagram Alir Alat Apabila  arduino  mendeteksi  nilai TDS  Meter kurang  dari  500  sampai  840  PPM  maka mikrokontroler  akan  mengaktifkan  relay  untuk  menyalakan  pompa  DC  yang  berisi  nutrisi  AB  MIX ke tandon air.  Sementara  pada sensor pH  Meter digunakan untuk pengukuran  kadar pH. Apabila kadar pH pada tandon air kurang dari 6.0 sampai 7.0 akan mengaktifkan relay untuk menyalakan Pompa pH  Up sementara  jika  kadar pH lebih  dari  7.0,  maka  mikrokontroler  arduuino  akan mengaktifkan relay untuk menyalakan pompa pH Down.
Gambar 5. Blok Diagram
Dalam gambar blok diagram terdapat beberapa modul dan komponen dalam perancangan alat kendali ini yang dapat dibedakan sebagai input, proses dan output.

## 4.3.2.  Perancangan Rak
Gambar 6. Rancangan Rak NFT Gambar  diatas  adalah  gambar  rak  atau gully hidroponik  menggunakan  sistem  NFT  ( Nutrient Film  Technique). Rak  yang  dibuat  terbuat  dari  pipa  air  dengan  menggabungkan  berbagai  ukuran pipa  menggunakan  pipa  tee  sebagai  penghubung.  Gully  sendiri  adalah  sebuah  rak  yang  dibuat oleh para petani hidroponik sebagai wadah untuk tempat tanaman. Biasanya rak atau gully terdiri dari wadah air, pipa penyalur air dan tempat untuk tanaman hidroponik itu sendiri.

## 4.3.3.  Perancangan Skematik Rangkaian
Gambar 7. Skematik Rangkaian
Gambar  diatas  adalah  skematik  rangkaian  alat  yang  akan  dibangun,  terdapat  beberapa komponen inti  diantaranya  mikrokontroler  arduino, modul sensor pH, Modul  LCD 16x2  i2c,  Modul sensor TDS dan modul relay untuk mengendalikan motor DC ( Dosing Pump ).

## 4.4. Implementasi
4.4.1.  Implementasi Rak NFT

## Gambar 9. Tampilan Rak NFT
Rak  NFT  atau Gully yang  dibuat  terbuat  dari pipa  dengan  dimensi  115  x  90  x  40  cm  dengan banyak lubang 40 lubang. Dikarenakan sistem NFT adalah sistem hidroponik dengan arus air yang masuk  kedalam  pipa  dengan  aliran  yang  tipis,  maka  pipa  yang  digunakan  menggunakan  ukuran pipa 2”.

## 4.4.2.  Implementasi Tampilan Alat
Gambar 10. Tampilan Keseluruahan Alat
Pada gambar diatas menujukan tampilan keseluruhan dari alat kenali pH air dan nutrisi selada berbasis  arduino  dengan  sistem Nutrien  Film  Technique. Keseluruhan  alat  adalah  beberapa gabungan dari modul-modul elektronik diantaranya mikrokontroler arduino uno, sensor pH, Sensor TDS, modul relay, modul LCD 16x2 I2C, catu daya 12 Volt DC dan dossing pump.

## 4.5. Pengujian
Tahapan  uji  coba  adalah  tahapan  terakhir  dalam  penelitian  ini.  Pengujian  dilakukan  untuk memastikan  fungsionalitas  alat  yang  dibuat  berjalan  dengan  baik  dan  memenuhi  terhadap  tujuan penelitian.  Pengujian  juga  dilakukan  untuk  menganalisa  dan  memastikan  tidak  ada  kesalahan dalam kinerja alat dan pembenahan terhadap kesalahan yang mungkin timbul pada tahap ini.

## 4.5.1.  Pengujian Sensor pH
Pengujian  senor  pH  dilakukan  dengan  menyelaraskan  nilai  senor  pH  dengan  nilai  dari  pH meter. Pengujian ini menggunakan air 2.5 liter dengan kadar pH awal  yang dibaca oleh  pH meter yaitu 8.7.
Tabel 2. Pengujian sensor pH
No Jam Ph Meter Ph Sensor Ph Up Ph Down Error % 1 20.21 8.7 8.68 Off On 0.22988506 2 20.21 8.7 8.68 Off On 0.22988506 3 20.23 8.6 8.60 Off On 0 4 20.23 7.9 7.96 Off On 0.75949367 5 20.23 7.4 7.38 Off On 0.27027027 6 20.23 7.4 7.19 Off On 2.83783784 7 20.23 7.4 7.19 Off On 2.83783784 8 20.24 7.4 7.2 Off On 2.7027027 9 20.24 7.2 7.2 Off On 0 10 20.24 7.2 7.2 Off On 0 … … … … … … … 40 20.39 7.0 6.75 Off Off 3.57142857
Rata-Rata = 1.6%
Pada pengujian ini dilakukan pada pukul 20.21 dengan pH awal 8.7. dikarenakan pH pada air dikategorikan  tinggi,  maka  otomatis  alat  akan  membaca  kadap  pH  dan  menampilkannya  pada display modul 16x2 i2c dan arduino akan mengaktifkan relay In2 untuk menyalakan pompa larutan pH  down.  Relay  pada  arduino  diatur  untuk  menyala  selama  2  detik  dan  mati  selama  8  detik sampai pH berada pada kadar yang stabil. Pada tabel pengujian diatas dilakukan pengambilan 40 sampel data kadar pH untuk menghitung tingkat kesalahan atau error pada pembacaan sensor pH. Rata-rata kesalahan pembacaan sensor pH pada 40 sampel data menunjukan 1.6%. alat mampu menurunkan kadar pH tinggi ke kadar pH normal untuk selada di angka 6 sampai 7 dengan lama eksekusi 18 menit.
Selain  merepresentasikan  nilai  data  sampel  pada  proses  pengujian,  hasil  dari  pengujian  alat akan ditampilkan dalam bentuk grafik untuk melihat bagaimana kinerja alat terhadap kadar pH dan nutrisi  serta  respon  alat  terhadap  kadar  pH  dan  nutrisi  dalam  kondisi  tertentu  yang  memicu  alat yang dirancang ini bekerja.
Gambar 11. Grafik nilai sensor pH pada pH 8.7
Pada  gambar  diatas  menunjukan  grafik  penurunan  kadar  pH  tinggi  ke kadar  pH  normal  yang dibaca oleh sensor pH alat. Dari pengamatan grafik dapat disimpulkan bahwa alat merespon kadar pH  yang  tinggi  dan  tidak  normal  untuk  tanaman  selada,  maka  alat  akan  merespon  dengan menghidupkan  relay  untuk  menyalurkan  larutan  pH down untuk  menurunkan  kadar  pH  pada larutan air tandon.
Gambar 12. Grafik nilai sensor pH pada pH 5.3
Dari  grafik  diatas  alat  mampu  menaikan  kadar  pH  rendah  menjadi  kadar  pH  di  angka    6.7. Dikarenakan  sampel  air  yang  digunakan  mengandung  kadar  pH  yang  rendah,  Alat  mampu menaikan kadar pH secara bertahap dengan cara alat akan mengaktifkan relay untuk menyalakan pompa dc larutan pH Up untuk menaikan kadar pH ke kadar pH normal untuk selada di kisaran 6 sampai 7.
Gambar 13. Grafik nilai sensor pH pada pH 5.3
Setelah dilakukan pengujian senor pH pada sampel air dengan kandung  yang berbeda maka selanjutnya  data  yang  diambil  akan  diproses  menjadi  grafik.  Pengujian  pada  kadar  pH  8.7 menunjukan bahwa alat mampu menurunkan kadar pH ke titik stabil. Begitu juga dengan pengujian pada  sampel  kadar  pH  rendah  alat mampu menaikan  kadar  ph menjadi  pH  normal  untuk  selada. Pada grafik diatas menunjukan bahwa alat yang dibuat mampu berjalan dengan baik. alat mampu
8.68 8.68 8.6 7.96 7.38 7.19 7.19 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.22 7 7 7.1 7 6.83 6.61 6.8 6.8 6.5 7.1 6.8 7 7 7 6.7 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.83 6.72 6.75 6.75 0 2 4 6 8 10 1   3   5   7   9  1 1  1 3  1 5  1 7  1 9  2 1  2 3  2 5  2 7  2 9  3 1  3 3  3 5  3 7  3 9 G R A F I K   P H   S E N S O R   T E R H A D A P   U J I A L A T   D i   K A D A R   P H   8 . 7 5.15 5.29 5.51 5.48 5.4 5.18 5.26 5.35 5.46 5.32 5.48 5.1 5.48 5.46 6.4 6.9 6.9 6.8 6.9 6.8 6.6 6.6 6.5 6.5 6.2 6.2 6.7 6.9 6.8 6.2 6.2 6.6 6.3 6.1 6.6 6.5 6.4 6.8 6.7 6.7 0 2 4 6 8 1   3   5   7   9  1 1  1 3  1 5  1 7  1 9  2 1  2 3  2 5  2 7  2 9  3 1  3 3  3 5  3 7  3 9 G R A F I K   P H   S E N S O R   T E R H A D A P   U J I S A M P E L   P H   5 . 3 8.68 8.68 8.6 7.96 7.38 7.19 7.19 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.22 7 7 7.1 7 6.83 6.61 6.8 6.8 6.5 7.1 6.8 7 7 7 6.7 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.83 6.72 6.75 6.75 5.15 5.29 5.51 5.48 5.4 5.18 5.26 5.35 5.46 5.32 5.48 5.1 5.48 5.46 6.4 6.9 6.9 6.8 6.9 6.8 6.6 6.6 6.5 6.5 6.2 6.2 6.7 6.9 6.8 6.2 6.2 6.6 6.3 6.1 6.6 6.5 6.4 6.8 6.7 6.7 0 2 4 6 8 10
1   3   5   7   9  1 1  1 3  1 5  1 7  1 9  2 1  2 3  2 5  2 7  2 9  3 1  3 3  3 5  3 7  3 9
G R A F I K   P E R B A N D I N G A N   U J I   A L A T D I   K A D A R   P H   8 . 7   D A N   P H   5 . 3
mendeteksi  air  dengan  kadar  pH  yang  tidak  sesuai  untuk  tanaman  selada  hidroponik  dan menstabilkannya pada pH normal untuk selada. Pada data sampel  yang didapat dalam pengujian dan  ditampilkan  pada  gambar  4.8,  alat  mampu  menstabilkan  kadar  pH  di  angka  6.7  pada  dua sampel air yang berbeda.

## 4.5.2.  Pengujian Sensor TDS
Pengujian  sensor  TDS  dilakukan  pada  sampel  air  dengan  kandungan  awal  122  PPM  dan dilakukan  pengujian  pada  pukul  20.21.  Selanjutnya  perubahan  nilai  PPM  yang  dibaca  oleh  senor TDS  dan  TDS  meter  dan  eksekusi  alat  terhadap  perubahan  niali  PPM  serta  tingkat error dalam pembacaan sensor akan disajikan pada tabel berikut :

## Tabel 3. Pengujian sensor TDS
No Jam TDS Meter TDS Sensor Pompa Nutrisi Error % 1 20.21 122 125.5 On 2.86885246 2 20.21 122 125.5 On 2.86885246 3 20.23 122 125.5 On 2.86885246 4 20.23 180 180 On 0 5 20.23 183 180 On 1.63934426 6 20.23 186 185 On 0.53763441 7 20.23 190 185 On 2.63157895 8 20.24 195 193.56 On 0.73846154 9 20.24 205 201 On 1.95121951 10 20.24 219 216 On 1.36986301 … … … … … … 40 20.39 577 576.6 Off 0.06932409
RATA-RATA = 0.6%
Pada tabel diatas menunjukan tingkat kesalahan pembacaan sensor TDS pada alat mencapai 0.6%  sedangkan  mendeteksi  kadar  PPM  yang  rendah  sehingga  akan  menyalakan  pompa  nutiri untuk memompa larutan pupuk AB MIX kedalah tandon air. relay akan menyala selama 3 detik dan mati selama 5 detik terus berulang sampai kadar PPM berada pada angka 560 sampai 840  yaitu kadar  PPM  yang  baik  untuk  selada.  Dari  data  diatas,  alat  mampu  menaikan  kadar  PPM  air  dari yang semula 122 PPM menjadi 566 PPM dengan lama eksekusi 8 menit.
Gambar 14. Grafik nilai TDS sensor

## 5.  Kesimpulan
Pada  bagian  kesimpulan    akhir  dari  penelitian  ini  terdapat  kesimpulan  yang  menjelaskan keseluruahn  dan  hasil  dari  penelitian  yang  sudah  dilakukan.  Secara  garis  besar,  penelitian  ini
125.5 125.5 125.5 180 180 185 185 193.56 201 216 255.6 318.6 415 435 467 498 529 553 559 563 563 563 563 563 563 563 568 568 568 568 568 576.6 576.6 576.6 576.6 576.6 576.6 576.6 576.6 576.6 0 200 400 600 800 1   3   5   7   9  1 1  1 3  1 5  1 7  1 9  2 1  2 3  2 5  2 7  2 9  3 1  3 3  3 5  3 7  3 9 G R A F I K   T D S   S E N S O R   T E R H A D A P U J I   A L A T   D I   K A D A T   P P M   1 2 2
yang  berjudul  “ALAT  KENDALI  PH  AIR  DAN  NUTRISI  SAYUR  SELADA  BERBASIS  ARDUIO DENGAN SISTEM NUTRIENT FILM TECHNIQUE ”  ini  berisi penelitian yang menganalisa sistem cocok  tanam  menggunakan  sistem  NFT  dengan    merancanga  sebuah  alat  elektronika  yang berfungsi untuk mengontrol kadar pH dan  PPM berbasis mikrokontroler arduino UNO R3. secara lebih khusus maka penulis menyimpulkan  dari hasil penelitian ini sebagai berikut :
1.  Bercocok tanam hidroponik menggunakan sistem Nutrient Film Technique adalah sistem teknik sistem  bercocok  tanam    tanpa  tanah  menggunakan  air  dengan  aliran  dangkal  melewati  pipa tandon. Rak yang dibangun dalam penelitian dibuat dengan sedemikian rupa supaya air yang dialirkan  dapat  mengalir  dengan  kedalaman  4-5mm.  kedalaman  4-5  mm  didapat  dengan merancang  saluran  pipa  berukuran  2”  sehingga  air  tidak  masuk  dan  mengalir  begitu  dalam ketika dipompa oleh mesin dengan dimensi rak 115 x 90 x 40 cm.
2. Dalam  penelitian  ini  kebutuhan  nutrisi  yang  diperlukan  oleh  selada  hidroponik  berada  pada PPM 560-840. Sedangkan kebutuhan pH untuk selada hidroponik berada pada kadar pH 6-7. Kebutuhan  tersebut  menjadi  acuan  dalam  merancang  alat  otomatisasi  yang  mampu mempertahankan  kadar  nutrisi  dan  pH  yang  baik  untuk  selada.  Nutrisi  yang  diperlukan  untuk tanaman  hidroponik  selada  menggunakan  pupuk  cair  AB  MIX  dengan  kandungan  mikro  dan makro  yang  dapat  mencukupi  kebutuhan  nutrisi  sayur  selada.  Sedangkan  untuk  dapat menstabilkan kadar pH pada  6-7  diperlukan  larutan pH Up (larutan basa) dengan kandungan kalium hydroxide 10% yang dapat membantu menaikan kadar pH air dan digunakan larutan pH down (larutan  asam)  dengan  kandungan  asam  fosfat  10%  yang  dapat  membantu  untuk menutunkan kadar pH pada air untuk hidroponik.
3.  Alat  yang  dirancang  pada  penelitian  ini  adalah  alat  elektronik  dengan  menggunakan mikrokontroler arduino sebagai alat kendali, sensor pH dan sensor TDS sebagai sensor untuk mendeteksi kadar pH dan PPM pada air serta menggunakan relay dan dossing pump motor dc sebagai  actuator  yang  mampu  memompa  larutan  nutrisi  dan  larutan pH  Up dan Down. Pada penelitian ini alat yang dirancang memiliki tingkat error pembacaan sebesar 1.6% untuk sensor pH dan 0.6%  pada sensor TDS. Alat yang dirancang mampu mempertahankan kadar pH pada 6  sampai  7  dengan  mendeteksi  kadar  pH  pada  larutan    air  untuk  hidroponik.  Sensor  TDS mampu bekerja untuk memastikan kadar PPM pada air  tidak kurang dari 560 PPM.

## Referensi
Aqmal Fahreza dkk. (2019). Prototype Sistem Blowdown Otomatis Berbasis Arduino Uno Dengan Monitoring Konsentrasi. Semnastera.Polteksmi.Ac.Id , September , 92 –97.
Budihari,  N. L. G., Drs. I Nyoman Suditha, M. S.,  & Drs. Made Suryadi, M.  S. (2019).  Perubahan Fungsi Lahan Pertanian Menjadi Perumahan Berdampak Terhadap Sosial Ekonomi Di Desa Bongan  Kecamatan  Kediri  Kabupaten  Tabanan. Kampus  Tengah  UNDIKSHA , 53 (9),  1689 – 1699.
Karim,  S.,  Khamidah,  I.  M.,  &  Yulianto.  (2021).  Sistem  Monitoring  Pada  Tanaman  Hidroponik Menggunakan  Arduino UNO  dan  NodeMCU. Buletin  Poltanesa , 22 (1),  75 –79. https://doi.org/10.51967/tanesa.v22i1.331
Khotimah, O., Elektro, F. T., Telkom, U., Darmawan, D., Elektro, F. T., Telkom, U., Rosdiana, E., Elektro,  F.  T.,  &  Telkom,  U.  (2022). Perangkat  Dan  Metoda  Kalibrasi  Sensor  Universal Universal Sensor Calibration Devices And Methods . 9 (3), 866 –874.
Mufida,  E.,  Anwar,  R.  S.,  Khodir,  R.  A.,  &  Rosmawati,  I.  P.  (2020).  Perancangan  Alat  Pengontrol pH  Air  Untuk  Tanaman  Hidroponik  Berbasis  Arduino  Uno. INSANtek , 1 (1),  13 –19. http://ejournal.bsi.ac.id/ejurnal/index.php/insantek%0Ahttps://ejournal.bsi.ac.id/ejurnal/index.p hp/insantek
Norbetrus, K. (2019a). Hidroponik Sistem NFT Skala rumah Tangga (1st ed.). PUSTAKA BARU.
Norbetrus, K. (2019b). Hidroponik Sistem NFT Skala Rumah Tangga (1st ed.). PUSTAKA BARU.
Pamungkas, G., Purwalaksana, A. Z., Djamal, M.,  Amina,  N. S., &  Elektronika, L. (2017). metode NFT. Prosiding Snips 2017 , 45 –51.
Purwanto, A. D., Supegina, F., & Kadarina, T. M. (2020). Sistem Kontrol Dan Monitor Suplai Nutrisi Hidroponik  Sistem  Deep  Flow  Technique  (DFT)  Berbasis  Arduino  NodeMCU  Dan  Aplikasi
Android. Jurnal Teknologi Elektro , 10 (3), 152. https://doi.org/10.22441/jte.v10i3.002
Safiroh  W.P,  P.  N.,  Nama,  G.  F.,  &  Komarudin,  M.  (2022).  Sistem  Pengendalian  Kadar  PH  dan Penyiraman Tanaman Hidroponik Model Wick System. Jurnal Informatika Dan Teknik Elektro Terapan , 10 (1). https://doi.org/10.23960/jitet.v10i1.2260
Sciences, H. (2016). Rancang Bangun Alat Uji Tarik Kapasitas . 4 (1), 1 –23.
Sulistiyo,  N.  T.  C.,  Erwanto,  D.,  &  Rosanti,  A.  D.  (2018).  Alat  Pengendalian  Derajat  PH  Pada Sistem Hirponik Tanaman Pakcoy Berbasis Arduino Menggunakan Metode PID. Jurnal Ilmiah Multitek Indonesia , 6223 (1), 1 –7. http://journal.umpo.ac.id/index.php/multitek%0AAlat