## JURNAL DIKEMAS (PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT)
DIKEMAS VOL.7, No. 2 Tahun 2023

## Difusi Teknologi Pemantauan Digital untuk Model Edukasi Pertanian Hidroganik di P4S Bengkel Mimpi Malang
Fitri Candra Wardana1*, Rita Parmawati2, Fahdynia Karnira Gunawan3, Atha Darari Putra4, Zainul Abidin5
1,2Dosen Sekolah Pascasarjana, Universitas Brawijaya 3Mahasiswa Sekolah Pascasarjana, Universitas Brawijaya 4Mahasiswa Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya 5Dosen Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya e-mail: * 1 fitri_fia@ub.ac.id

## Abstrak
Mitra dalam program pengabdian masyarakat ini adalah Pusat Pelatihan Pertanian dan Perdesaan Swadaya (P4S) Bengkel Mimpi Kabupaten Malang sebagai pusat pelatihan di bidang pertanian  yang  dibiayai  secara  swadaya.  P4S  Bengkel  Mimpi  ini  mencoba  mengintegrasikan tanaman padi dan pemeliharaan ikan dalam sistem hidroganik. Mitra berharap memiliki model pertanian yang berbasis teknologi dan dapat digunakan untuk edukasi kepada pengunjung. Mitra berharap  keberadaan  panel  surya  di  lokasi  dapat  dioptimalkan  dengan  mengimplementasikan teknologi pemantauan digital. Berdasarkam hasil survei di lapangan terkait potensi mitra, model edukasi berupa prototipe sangat dibutuhkan dan sangat tepat untuk lahan milik mitra yang tidak terlalu luas. Solusi yang ditawarkan kepada mitra adalah difusi teknologi pemantauan digital pada model  edukasi  pertanian  hidroganik.  Dengan  terlaksananya  program  ini  mitra  mendapatkan pengetahuan  dan  ketrampilan  lebih  jauh  tentang  teknologi  pemantauan  digital.  Harapannya, sebagai  lembaga  pelatihan,  mitra  juga  dapat  memberikan  pengetahuan  kepada  pengunjung tentang teknologi pemantauan digital untuk mendukung urban farming. Di akhir pelaksanaan program  ini,  prototipe  dan  beberapa  rangkaian  elektronik  sudah  berhasil  dibuat.  Integrasi rangkaian elektronik dan prototipe juga telah berhasil dilaksanakan dan diuji coba. Respon positif juga telah diberikan oleh pengelola P4S Bengkel Mimpi Malang, salah satunya adalah harapan kerja sama lebih lanjut untuk merancang integrated smart farming system .
Kata kunci : difusi teknologi, hidroganik, model edukasi pertanian, pemantauan digital

## Abstract
Partner in this community service program is Pusat Pelatihan Pertanian dan Perdesaan Swadaya (P4S) Bengkel Mimpi Malang Regency as a self-funded center for agricultural training. The P4S Bengkel Mimpi tried to integrate rice farming and fish cultivation called as hydroganic. Partner hopes to have technology-based agriculture model which can be used for education. Because of the existing solar panel, the partner wants to optimize it for digital monitoring technology  implementation.  Based  on  the  field  survey,  the  partner  is  ready  to  implement  the  digital  monitoring technology. Solution suggested to the partner is diffusion of digital monitoring technology for the agricultural education model. Training was conducted for local staff in order to increase knowledge and skill about digital monitoring technology. In the future, the partner tents to be trainer for visitors who want to study about digital monitoring technology. At the end of this program, prototype and some electronic circuits have been realized. Integration of electronic circuits and prototype has also been successfully realized and tested. Finally, positive response was delivered by the head of P4S Bengkel Mimpi Malang. In the future, he hopes another collaboration like designing integrated smart farming system will be realized.
Keywords: technology diffusion, hydroganic, Agricultural education model, digital monitoring

## I. PENDAHULUAN
Prinsip nol sampah atau zero waste merupakan konsep pengelolaan limbah sampah yang didasarkan  pada  kegiatan  daur  ulang  ( recycle )  sehingga  tidak  ada  sisa  proses  metabolisme  yang terbuang [6]. Prinsip zero waste dapat diaplikasikan pada bidang pertanian. Sistem pertanian terpadu yang  berorientasi  dalam  upaya  meminimalisir  limbah (zero  waste  system) diaplikasikan  untuk mendukung perkembangan agrobisnis.
Kabupaten  Malang  menjadi  salah  satu  lumbung  pangan  Provinsi  Jawa  Timur.  Dalam beberapa tahun terakhir luas lahan pertanian di Kabupaten Malang mengalami penurunan karena alih fungsi lahan, sehingga juga mempengaruhi produktivitas hasil panen. Agar produktivitas hasil panen tetap terjaga maka petani didorong untuk menerapkan sistem pertanian terpadu.
Konsep  pertanian  terpadu zero  waste  system diharapkan  menjadi  solusi  karena  memiliki kelebihan yaitu tidak membutuhkan lahan yang luas. Selain itu, kombinasi yang digunakan dalam sistem pertanian terpadu, dapat memberikan keuntungan bagi petani secara berkelanjutan tanpa tergantung pada satu usaha saja.
Sebagai  proyek  percontohan,  Pusat  Pelatihan  Pertanian  dan  Perdesaan  Swadaya  (P4S) Bengkel  Mimpi  Malang  (lihat  Gambar  1)  sebagai  pusat  pelatihan  pertanian  telah  memberikan edukasi terkait pertanian terpadu dengan konsep zero waste system kepada masyarakat luas. Salah satu konsep zero waste sederhana yang digagas mitra adalah mengintegrasikan penanaman padi dan budidaya ikan lele yang disebut hidroganik.  Air sisa metabolisme ikan lele berfungsi sebagai media pertumbuhan tanaman padi. Padi ditanam tanpa menggunakan tanah. Kandungan amonia dalam air  kolam  berfungsi  memberikan  nutrisi  tambahan  bagi  tanaman  padi  [7].  Kombinasi  padi-ikan dalam  sistem  pertanian  hidroganik  ini  membentuk  pola  yang  berkelanjutan.  Kondisi  pertanian hidroganik di P4S Bengkel Mimpi ditunjukkan pada Gambar 2.
Namun  system  hidroganik  yang  dikembangkan  P4S  Bengkel  Mimpi  belum  sempurna karena belum ada monitoring kondisi media air yang digunakan. Sehingga kondisi kualitas air yang digunakan dalam sistem hidroganik belum terpantau dengan baik.

## Gambar 1
P4S Bengkel Mimpi di Kabupaten Malang
Keinginan  pengelola  P4S  Bengkel  Mimpi  untuk  memiliki  model  edukasi  pertanian hidroganik yang dilengkapi dengan teknologi pemantauan digital diharapkan dapat memberikan model  edukasi  yang  lebih  lengkap  terkait zero  waste  integrated  farming  system kepada  masyarakat. Kemudahan  pemantauan  kondisi  media  tanam  padi  terkait  pH  dan  suhu  menjadi  kebutuhan. Kondisi ini didukung oleh dan kondisi dimana beberapa tahun lalu mitra mendapatkan hibah panel surya yang siap pakai (lihat Gambar 2), sehingga perlu langkah strategis untuk mengoptimalkan sumber tenaga listrik tersebut. Pemanfaatan alat pemantauan digital pada media yang berbeda juga pernah dikembangkan oleh anggota tim pengabdian [1]. Adanya penambahan digital monitoring
selain  dapat  mendukung  optimalisasi  daya  listrik  yang  dihasilkan  panel  surya,  tentunya  akan membuat edukasi pertanian menjadi semakin menarik bagi masyarakat.

## Gambar 2
Pertanian Hidroganik Pada dan Ikan Lele di P4S Bengkel Mimpi
Gambar 3 Hibah Panel Surya di P4S Bengkel Mimpi

## II. METODE
Secara  umum  kegiatan  pengabdian  masyarakat  ini  dimulai  dengan  tahapan  identifikasi masalah,  analisis  kebutuhan,  penyusunan  program,  pelaksanaan  program, monitoring evaluasi, lokakarya  hingga  pelaporan  kegiatan.  Program  pengabdian  kepada  masyarakat  ini  meliputi
pemberian pengetahuan dan ketrampilan kepada mitra P4S Bengkel Mimpi dalam menginstalasi teknologi  pemantauan  digital  guna  mendukung  edukasi  pertanian  hidroganik.  Program  utama pengabdian yang dilaksanakan diwujudkan dalam bentuk training terpadu mulai dari pemahaman, perakitan, pengukuran, instalasi, dan perawatan alat pemantauan digital.
A. Identifikasi Masalah dan Analisis Kebutuhan
Identifikasi  masalah  meliputi  survei  dan  kunjungan  ke  lokasi.  Tahapan  ini  dilakukan menggunakan pendekatan Focus Group Discussion (FGD). Focus Group Discussion atau diskusi kelompok terfokus merupakan suatu metode yang umum digunakan untuk mengumpulkan data pada penelitian kualitatif  [2]. FGD dapat memberikan data yang lebih kaya dan nilai tambah  pada  data  yang  tidak  diperoleh ketika  menggunakan  metode  pengumpulan  data lainnya,  terutama  dalam  penelitian  kuantitatif  [3].  FDG  merupakan  metode  yang mengutamakan perolehan data atau informasi dari interaksi dengan narasumberinforman/responden  berdasarkan  hasil  diskusi  dalam  suatu  kelompok  yang berfokus untuk melakukan bahasan dalam menyelesaikan permasalahan tertentu. Data atau informasi yang diperoleh, selain informasi kelompok, juga merupakan suatu pendapat dan keputusan kelompok tersebut (Widhiyanuriyawan, 2021). FGD dilakukan di lokasi dengan kepala dan pengelola harian P4S Bengkel Mimpi seperti ditunjukkan pada Gambar 4. untuk bersama-masa  memecahkan  permasalahan  optimalisasi  pemanfaatan  panel  surya  dan penerapan teknologi pemantauan digital pada model pertaniaan hidroganik. Dengan adanya pelatihan  ini  maka  diperlukan  sebuah  unit  model  berupa  prototipe  sebagai  sarana pembelajaran dan peningkatan keterampilan teknis terkait instalasi dan pengukuran kualitas air yang dapat dipantau secara digital.

## B. Penyususan Program
Pada tahap ini dilakukan pemetaaan wilayah kawasan P4S Bengkel Mimpi yang memiliki potensi  pertanian  hidroganik  dengan zero  waste  system .  Penyusunan  yang  dibuat  meliputi penyusunan buku panduan dan teknik perakitan dan pengoperasian teknologi pemantauan digital  yang  akan  digunakan  untuk  pelatihan  kepada  mitra.  Pada  program  pengabdian masyarakat ini, kajian yang dimaksud mengenai desain, teknik perakitan, pengukuran, dan instalasi  sistem  secara  umum.  Bagian  dari  modul  pelatihan  ini  terdiri  dari  sistematika kurikulum, indikator capaian dan waktu pelaksanaan pelatihan.

## C. Pelaksanaan Program
Pada tahap ini, dilakukan beberapa langkah meliputi pelatihan terpadu dan pendampingan pemanfaatan  teknologi  pemantauan  digital  hingga  menghasilkan  integrasi  prototipe pertanian hidroganik dengan teknologi pemantauan digital. Ada beberapa bagian penting dalam pelatihan terpadu ini, yaitu:
a. Materi umum tentang zero waste system
b. Perakitan teknologi digital monitoring kualitas air dan tanah
c. Instalasi dan pengukuran modul prototipe pemantauan digital
d. Pemasangan dan integrasi modul prototipe pemantauan digital di lokasi
e. Monitoring dan evaluasi
Tahap ini berlangsung tiap bulan dimana terhadap kegiatan yang berlangsung dilakukan pemantauan atas kesesuaian rencana dengan implementasi lapangan. Dengan pemantauan ini  ketika  ada  ketidaksesuaian  implementasi,  maka  akan  dilakukan  pendampingan  dan evaluasi. Kegiatan pendampingan dan monitoring akan berlangsung tiap bulan mengikuti kebutuhan hasil evaluasi.
D. Lokakarya Hasil dan Pelaporan Kegiatan
Pada tahap ini, tim mengadakan rapat besar terkait sejauh mana program yang dilakukan dapat  memberikan  manfaat  bagi  mitra  P4S  Bengkel  Mimpi.  Selain  itu,  juga  akan diperhitungkan  hasil  program  yang  terkait  dengan  keberlanjutan  jangka  panjang,  seperti potensi  P4S  Bengkel  Mimpi  dalam  bidang  kewirausahaan,  sesuai  road  map  pengabdian
masyarakat.  Semua  anggota  tim  melaporkan  setiap  yang  telah  dikerjakan  sesuai  dengan pembagian kerjanya. Pembagian kerja tersebut meliputi  survei dan pengawasan, instalasi mekanikal-elektrikal, pengukuran kualitas air dan tanah, serta tutor pelatihan.

## Gambar 4 Pelaksanaan FGD dengan Mitra
Gambar 5
Diskusi tentang penyesuaian desain teknologi pemantauan digital dan penempatan alat

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisis  Permasalahan  yang Akan Dipecahkan
Pada  tanggal  18  Juni  2022  tim  melaksanakan  kunjungan  ke  lokasi  untuk  berdiskusi dengan  mitra  secara  lebih  detil  terkait  kebutuhan  sistem  yang  diinginkan.  Gambar  5 menunjukkan suasana diskusi yang dilaksanakan di lokasi. Mitra yang diwakili ketua P4S, yakni Bapak Basiri memberikan komentar dan masukan terkait foto desain pemantauan digital dan penempatannya pada pertanian hidroganik yang sudah dijalankan. Berdasarkan latar belakang kondisi eksisting dan identifikasi permasalahan yang dihadapi oleh mitra menggunakan teknik analisis SWOT [4], maka permasalahan dapat teridentifikasi antara lain adalah:
1. P4S Bengkel Mimpi belum memiliki road map yang utuh terkait pengembangan pertanian terpadu berbasis teknologi dan zero waste system .
2. Penataan dan optimalisasi lahan yang ada belum dilakukan sehingga mengurangi keindahan dan pemanfaatan lahan belum optimal.
3. P4S  Bengkel  Mimpi  telah  memiliki  sumber  energi  terbarukan  untuk  mendukung pengembangan pertanian yang belum dimanfaatkan secara optimal
4. Produk pertanian hidroganik perlu dikembangkan untuk lahan yang lebih luas
5. Kerja sama antara P4S, masyarakat, LSM, pemerintah desa, dan pihak pemerhati pertanian belum terbangun secara utuh.
B. Solusi  Pemecahan  Masalah  yang Dihadapi dan Pelaksanaan Masalah yang diangkat adalah kombinasi dari masalah pertama dan keempat, yakni terkait penggunaan teknologi untuk pertanian terpadu dan optimalisasi pemanfaatan sumber energi terbarukan melalui solar panel. Pemecahan masalah dilakukan dengan langsung terjun ke lapangan melihat kondisi faktual, berdiskusi melalui FGD, dan menganalisis kemudian merumuskan pemecahannya.
Penggunaan  teknologi  difokuskan  pada  pemantauan  digital.  Persiapan  dan pengerjaan  bagian-bagiannya  dilakukan  terpisah  sebelum  diintegrasikan.  Bagian  pertama adalah  sensor  pH.  Sensor  pH  digunakan  untuk  memastikan  ikan  dan  tanaman  tidak mengalami  keasaman  yang  tinggi.  Kalibrasi  sensor  pH  dilakukan  untuk  memastikan kebenaran  hasil sensing sebagai  mana  ditunjukkan pada  Gambar  6. Sebagai penampil  hasil pengukuran  dan  lainnya,  LCD  dibutuhkan.  Proses  pemasangan  modul  LCD  ditunjukkan pada Gambar 7. Relay yang menjadi komponen penentu on/off aktuator disolder pada PCB dan dihubungkan dengan PCB utama menggunakan kabel seperti ditunjukkan pada Gambar 8.  Penggabungan  komponen  lainnya  dalam  1  PCB  sangat  diperlukan  agar  mudah  dalam melakukan penempatan dalam box alat dan pengecekan jika terjadi kerusakan (lihat Gambar 9).  Selanjutnya  integrasi  komponen  elektronik  pada  rangka  atau  kandang  perlu  dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja sistem.
Instalasi  dan trial dilaksanakan  sampai  sistem  berjalan  dengan  normal.  Proses  instalasi kontroler ditunjukkan pada Gambar 10. Pada panel ini, pengguna bisa melakukan pemantauan parameter.  Setelah  melalui  beberapa  proses,  yakni  integrasi,  pengujian,  penyesuaian,  dan finalisasi  instalasi,  hasil  penginderaan  sensor  dapat  dilihat  pada      Gambar  11.  Beberapa parameter seperti pH, TDS, dan suhu air dapat dipantau dari tampilan LCD. Integrasi dengan panel surya sudah tersedia, sehingga energi listrik untuk alat pemantauan digital tersebut bisa didapatkan  baik  dari  panel  surya  maupun  jala-jala  PLN.  Hal  ini  akan  sangat  memudahkan petani dalam menjaga kualitas air. Selain itu, pihak P4S Bengkel Mimpi akan bisa menjadikan ini sebagai sarana penarik minat pengunjung untuk mempelajari pertanian hidroganik.
Gambar 6
Proses kalibrasi sensor pH air
Gambar 7
Proses pemasangan modul LCD Gambar 8 Proses pensolderan komponen relay Gambar 9 Proses penggabungan komponen dalam 1 PCB

## Gambar 10
Proses Instalasi Komponen Elektronik

## Gambar 11
Hasil Instalasi dan Realisasi Teknologi
Pengelola P4S Bengkel Mimpi Malang telah menerima transfer ide, realisasi, dan fungsi dari desain  yang  telah  diberikan.  Pengelola  menyatakan  telah  merasakan  manfaat  dari  kegiatan pengabdian masyarakat ini. Pengelola menyampaikan respon positif dan ucapan terima kasih atas pelatihan  dan  pengembangan  teknologi  di  P4S  Bengkel  Mimpi.  Gambar  12  menunjukkan pengelola yang sedang menyampaikan testimoninya.

## Gambar 12.
Pengelola P4S menyampaikan testimoni

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan yang telah dipaparkan, teknologi pemantauan digital untuk pertanian hidroganik telah berhasil dirancang, direalisasikan, dihibahkan kepada mitra, yakni P4S Bengkel Mimpi Malang. Difusi teknologi digital monitoring juga telah berhasil direalisasikan, sehingga petani dapat dengan mudah mengetahui kualitas air baik menggunakan sumber listrik dari jala-jala PLN atau panel surya. Lebih lanjut. pemberian pakan ikan baik secara manual maupun
terjadwal  otomatis  akan  menjadi  proyek  pengembangan  teknologi  selanjutnya.  Mitra menyampaikan kepuasannya terhadap kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini dan berharap adanya kerja sama yang lebih luas terkait pengembangan teknologi pertanian yang menuju pada integrated smart farming .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada Pusat Pelatihan Pertanian dan Perdesaan Swadaya (P4S) Bengkel Mimpi Kabupaten Malang yang bersedia untuk bersama-sama mewujudkan sarana pelatihan pertanian zero waste integrated farming system yang lebih efisien.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Abidin, Zainul et al. 2022. Real Time Monitoring System of Drinking Water Quality Using Internet of Things, 2022 International Electronics Symposium (IES), 131-135.
[2] Afiyanti,  Y.  2008.  Focus  group  discussion  (diskusi  kelompok  terfokus)  sebagai  metode pengumpulan data penelitian kualitatif. Jurnal Keperawatan Indonesia , 12(1), 58-62.
[3] Lehoux, P., Poland, B., & Daudelin, G. 2006. Focus group research and “the patient’s view.” Social Science & Medicine, 63, 2091-2104.
[4] Sanito,  Raynard  Christianson,  Sheng  Jie  You,  Tien  Jin  Chang,  and  Ya  Fen  Wang.  2020. “Economic and Environmental Evaluation of Flux Agents in the Vitrification of Resin Waste: A SWOT Analysis.” Journal of Environmental Management , 270: 1-10.
[5] Widhiyanuriyawan, Denny et al. 2021. Revitalisasi Pembangkit Listrik Mikrohidro (PLTMH) Desa  Selur  Untuk  Mendukung  Kawasan  Wisata,  Jurnal  Pengabdian  Kepada  Masyarakat Dikemas, 5(2): 192-200.
[6] Widiarti, I.W. 2012. Pengelolaan Sampah Berbasis “Zero Waste” Skala Rumah Tangga Secara Mandiri. Jurnal Sains dan Teknologi Lingkungan. 4(2): 101-113.
[7] Zidni,  I.,  Iskandar,  Rizal,  A.,  Andriani,  Y.  dan  Ramadan,  R.  2019.  Efektivitas  Sistem Akuaponik  Dengan  Jenis  Tanaman Yang Berbeda  Terhadap  Kualitas  Air Media  Budidaya Ikan. Jurnal Perikanan dan Kelautan. 9(1): 81-94.