Oktober 2023

## Pemantauan dan Pengendalian Nutrisi pada Tanaman Hidroponik Sistem Wick berbasis IoT

## HERI ANDRIANTO, SURYANINGSIH
Teknik Elektro, Universitas Kristen Maranatha, Indonesia Email: heri.andrianto@eng.maranatha.edu
Received 13 Juli 2023 | Revised 14 Agustus 2023 | Accepted 28 Agustus 2023

## ABSTRAK
Kebutuhan pangan yang terus meningkat, namun lahan pertanian yang semakin berkurang  masih  menjadi  masalah.  Salah  satu  solusi  masalah  tersebut  yaitu dengan bercocok tanam secara hidroponik.  Pada makalah ini telah dikembangkan sistem pemantauan dan pengendalian nutrisi pada tanaman hidroponik sistem wick berbasis  IoT  menggunakan  NodeMCU.  Pemantauan  dan  pengendalian  nutrisi dilakukan melalui aplikasi smartphone android yang dibangun menggunakan MIT App  Inventor.  NodeMCU  dan  aplikasi  smartphone  android  terhubung  dengan realtime database Firebase. Pada makalah ini diamati juga hubungan antara kadar nutrisi  dengan  indeks  klorofil  daun  tanaman  pakcoy  untuk  mengetahui  status nitrogen tanaman pakcoy. Dari hasil pengujian didapatkan hubungan nilai kadar nutrisi dengan indeks klorofil yaitu y = 0.0187x + 22.654 dengan nilai x sebagai nilai  kadar  nutrisi  (ppm)  dan  y  sebagai  indeks  klorofil  (SPAD)  dengan koefisien determinasi sebesar 0.9343. Error pembacaan kadar nutrisi menggunakan sensor Total Dissolved Solid (TDS) dibandingkan dengan TDS meter berkisar antara 0% sampai dengan 6%.
Kata kunci : Firebase, hidroponik, IoT, klorofil, smartphone android

## ABSTRACT
The need for food continues to increase, but agricultural land is decreasing, which is still a problem. One solution to this problem is hydroponic farming. In this paper, a  system  for  monitoring  and  controlling  nutrients  has  been  developed  for  wick system hydroponic plants based on IoT using NodeMCU. Nutrition monitoring and control is carried out through an android smartphone application built using the MIT  App  Inventor.  NodeMCU  and  the  android  smartphone  application  are connected  to  the  Firebase  realtime  database.  This  paper  also  examines  the relationship between nutrient levels and the chlorophyll index of the pakcoy plant leaves to determine the nitrogen status of pakcoy plants. From the test results, it was found that the value of the nutrient content was related to the chlorophyll index, namely y = 0.0187x + 22.654, with the x value as the nutrient content value (ppm) and y as the chlorophyll index (SPAD) with a determination coefficient of 0.9343.  The  error  in reading  nutrient levels using a TDS  sensor compared  to  a Total Dissolved Solid  (TDS) meter ranges from 0% to 6%.
Keywords : Firebase, hydroponics, IoT, chlorophyll, android smartphone

## 1. PENDAHULUAN
Ketersediaan  pangan  merupakan  masalah  yang  sangat  penting  untuk  diselesaikan  karena populasi  dunia  yang  terus  bertambah (Elsokah  &  Sakah,  2019)  (Wan,  dkk,  2019) . Masalah  yang  dihadapi  adalah  bagaimana  meningkatkan  produksi  pertanian  dengan  lahan pertanian  yang  semakin  berkurang  dikarenakan  banyak  lahan  pertanian  digunakan  untuk membangun rumah, gedung perkantoran, pusat perbelanjaan, dll, sehingga mengakibatkan produksi  pertanian  berkurang.  Salah  satu  solusi  untuk  meningkatkan  produksi  pertanian dengan  lahan  yang  terbatas  yaitu  bercocok  tanam  menggunakan  metode  hidroponik (Hadiatna, dkk, 2020) .
Hidroponik mengacu pada seni menanam tanaman di air dan tanpa tanah (Saraswathi, dkk, 2018) .  Hidroponik  memiliki  kebutuhan  dasar  yaitu  media  tanam,  nutrisi  mineral,  larutan nutrisi, suhu, air, cahaya, dan udara (Dbritto & Hamdare, 2018) . Nutrisi untuk tanaman disuplai  ke  akar  dalam  larutan  yang  dapat  mengalir  atau  statis.  Hidroponik  sistem wick merupakan  sistem  bercocok  tanam  tanpa  media  tanah (Suryatini,  dkk,  2021) .  Proses penanamannya  dengan  merendam  benih  terlebih  dahulu  lalu  benih  dimasukan  ke  dalam rockwool. Setelah beberapa hari, rockwool dipindahkan ke netpot yang sudah terpasang kain flanel  dan  bak yang  sudah  terisi  air  dan  nutrisi  dengan  takaran  tertentu.  Rockwool  adalah media tanam pengganti tanah yang dapat menyerap air. Hidroponik sistem wick memerlukan pemantauan  kadar  nutrisi  agar  tanaman  tumbuh  dengan  baik.  Pemberian  nutrisi  sangat mempengaruhi  pertumbuhan  dan perkembangan  tanaman,  khususnya unsur  hara  Nitrogen yang  sangat  diperlukan  oleh  tanaman  pada  masa  pertumbuhan (Sulistyowati  & Nurhasanah, 2021) . Status Nitrogen berkorelasi dengan indeks klorofil (Andrianto, dkk, 2020) (Andrianto, dkk, 2023) , sehingga perlu diketahui hubungan antara jumlah nutrisi dengan indeks klorofil daun tanaman dan perlu diketahui grafik kondisi sebelum indeks klorofil saturasi  dan  menurun  akibat  pemberian  nutrisi  yang  berlebihan.  Kadar  nutrisi  dalam hidroponik dinyatakan dalam satuan part per million (ppm) yang diperoleh dari pembacaan sensor Total Dissolved Solid  (TDS), TDS merupakan jumlah padatan terlarut dalam cairan (Hamidah,  dkk,  2023) . Sensor  TDS  adalah  perangkat  yang  digunakan  untuk  mengukur jumlah partikel yang terlarut dalam air.  Semakin besar nilai kadar nutrisi maka semakin keruh larutannya dan semakin tinggi klorofilnya.
IoT  ( Internet  of  Things)  merupakan  sebuah  teknologi  yang  menghubungkan  berbagai perangkat  ( Things)  melalui  internet.  Pada  dasarnya  perangkat  IoT  mencakup  sensor  yang menghasilkan  data, controller  sebagai  media  pengumpulan  data,  koneksi  internet  sebagai media komunikasi, server sebagai pengumpul informasi untuk penerimaan dan analisis data dari  sensor  dan  aplikasi  pada smartphone  sebagai  user  interface  ke  pengguna.  IoT  dapat digunakan untuk pemantauan dan pengendalian nutrisi untuk tanaman hidroponik . Integrasi teknologi IoT pada sistem pertanian hidroponik akan menjadikan sistem pertanian hidroponik menjadi  lebih  “pintar” (Rayhana,  dkk,  2020) .  Ada  beberapa  penelitian  sebelumnya mengenai sistem pertanian hidroponik berbasis IoT. Christ melaporkan pengendalian potential of hydrogen (PH) pada sistem pemupukan tanaman hidroponik berbasis mikrokontroler AVR ATmega16 (Christ,  2016) .  Chrisnapati  melaporkan  sistem  manajemen  dan  pemantauan hidroponik untuk pertanian NFT berbasis IOT menggunakan teknologi web (Crisnapati, dkk, 2017) .  Saraswati dkk melaporkan otomatisasi pemantauan tanaman hidroponik, otomatisasi tingkat  PH,  dan  pemeliharaan  konduktivitas  listrik (Saraswathi,  dkk,  2018) .  Ivandito melaporkan sistem pengukuran kadar nutrisi, PH, dan suhu pada hidroponik secara jarak jauh (Ivandito, 2018). Megawati dkk telah melaporkan pengembangan sistem monitoring suhu air  dan  PH  pada  akuaponik  berbasis  IoT (Megawati,  dkk,  2020). Izzinnahadi  dkk  telah melaporkan  sistem  pemantauan kondisi air  hidroponik  berbasis IoT   dengan menggunakan
NodeMCU ESP8266 serta beberapa sensor seperti Sensor Ultrasonik HC-SR04, Sensor Suhu DS18B20, dan Sensor pH E-201C (Izzinnahadi, dkk, 2021) . Purwalaksana telah melaporkan doser nutrisi otomatis untuk sistem hidroponik berbasis IoT (Purwalaksana, dkk, 2022) . Rivaldo  dkk  telah  melaporkan  sistem monitoring  tanaman  hidroponik  berbasis  IoT menggunakan  Restful  API (Rivaldo,  dkk,  2022) .  Namun  penelitian  sebelumnya  hanya membahas sejauh mana pengendalian dan pemantauan PH, suhu, dan nutrisi dalam sistem hidroponik, belum ada yang melaporkan hubungan antara kadar nutrisi yang diberikan pada tanaman  hidroponik  dengan  status  nitrogen  tanaman.  Makalah  ini  bertujuan  untuk mengembangkan  sistem  pemantauan  dan  pengendalian  nutrisi  pada  tanaman  hidroponik sistem wick berbasis IoT. Perbedaan penelitian ini dengan penelitian sebelumnya yaitu pada penelitian ini menggunakan hidroponik sistem wick, selain itu diamati juga hubungan antara kadar nutrisi dengan indeks klorofil yang bertujuan untuk memantau status nitrogen tanaman melalui indeks klorofil tanaman. Diharapkan sistem pemantauan dan pengendalian nutrisi pada tanaman  hidroponik  sistem wick  berbasis  IoT  ini  dapat  menjadi  solusi  alternatif  untuk meningkatkan produksi pertanian.

## 2. METODOLOGI
Metodologi  penelitian  yang  digunakan  terdiri  dari  dari  empat  langkah  yaitu  melakukan pengumpulan data untuk mencari hubungan antara kadar nutrisi AB mix dengan indeks klorofil daun tanaman pakcoy, merancang dan merealisasikan sistem pemantauan dan pengendalian nutrisi pada tanaman hidroponik sistem wick berbasis IoT, melakukan pengujian, dan evaluasi hasil pengujian.

## 2.1 Pengumpulan Data
Penelitian ini menggunakan salah satu jenis tanaman sayur yaitu pakcoy.  Tanaman pakcoy mengandung  zat  gizi  untuk  menjaga  kesehatan.  Pakcoy  dapat  dikonsumsi  dalam  kondisi mentah atau olahan. Produksi Pakcoy dengan kuantitas serta kualitas tinggi dapat dihasilkan melalui budidaya secara hidroponik (Sulistyowati & Nurhasanah, 2021) . Nutrisi AB Mix adalah pupuk untuk budidaya hidroponik. AB mix memiliki hara makro dan hara mikro yang diperlukan oleh tanaman. Nutrisi jenis A mengandung unsur mikro terdiri kalsium nitrat, kalium nitrat, dan zat besi, sedangkan nutrisi jenis B mengandung unsur makro terdiri kalium dihidro fosfat,  cupri  sulfat,  zinc  sulfat  asam  borat,  mangan  sulfat,  dan  ammonium  hepta  molibdat (Sulistyowati  &  Nurhasanah,  2021). Rentang  kadar  nutrisi  AB  Mix  yang  baik  untuk tanaman pakcoy dengan metode hidroponik adalah 503,67 ppm sampai dengan 1092,67 ppm (Sulistyowati & Nurhasanah, 2021).
Pada makalah ini, penanaman tanaman pakcoy menggunakan metode hidroponik jenis sistem wick. Penanaman secara hidroponik sistem wick terdiri dari dua proses yaitu semai dan  pindah tanam. Proses semai dilakukan dengan merendam benih terlebih dahulu selama satu malam. Proses  penyemaian  berlangsung  selama  13  hari,  ketika  tanaman  berumur  34  hari  setelah semai  atau  22  hari  setelah  pindah  tanam  lalu  dilakukan  pengukuran  PH  menggunakan  PH meter ATC PH-009, pengukuran kadar nutrisi AB Mix (ppm) dalam air bak menggunakan TDS meter  TDS-3  dan  indeks  klorofil  (SPAD)  pada  daun  tanaman  menggunakan  klorofil  meter SPAD-502.
Metode  yang  digunakan  oleh  perangkat  klorofil  meter  SPAD-502  untuk  mengukur  indeks klorofil  pada  daun  tanaman  yaitu  dengan  menggunakan  sifat spectral  dari  daun  tanaman dalam menyerap dan meneruskan cahaya.  Cahaya yang banyak diserap oleh klorofil yaitu cahaya merah, dan cahaya yang tidak diserap oleh klorofil yaitu cahaya inframerah. Cara kerja dari perangkat klorofil meter SPAD-502 yaitu dengan menyinari daun dengan cahaya merah
dan cahaya inframerah, kemudian mendeteksi cahaya merah dan inframerah yang diteruskan oleh daun, lalu indeks klorofil dihitung dengan cara jumlah cahaya inframerah yang diteruskan oleh daun dibagi dengan jumlah cahaya merah yang diteruskan oleh daun. Daun yang memiliki kandungan klorofil yang tinggi akan banyak menyerap cahaya merah sehingga cahaya merah yang diteruskan oleh daun sangat kecil, sedangkan cahaya inframerah tidak diserap oleh daun sehingga  jumlah  cahaya  inframerah  yang  diteruskan  oleh  daun  sangat  besar (Andrianto, dkk,  2020) (Andrianto, dkk, 2023) .
Pada  makalah  ini,  tanaman  pakcoy  diberi  kadar  nutrisi  yang  berbeda-beda  yaitu  200ppm, 300ppm, 400ppm, 500ppm, 600ppm, 764ppm, 800ppm, 900ppm dan 1000ppm. Setiap daun pada tanaman pakcoy untuk masing-masing takaran yang berbeda diukur indeks klorofilnya sebanyak  5  (lima)  kali,  kemudian  dihitung  nilai  rata-ratanya.  Tabel  1  memperlihatkan perlakuan  pemberian  nutrisi  AB  Mix  pada  tanaman  pakcoy.  Tabel  2  memperlihatkan  hasil pengumpulan data PH, kadar nutrisi (ppm) dan indeks klorofil (SPAD) pada tanaman Pakcoy.
Tabel 1. Perlakuan Pemberian Nutrisi AB Mix pada Tanaman Pakcoy
Tanaman Semai Pindah Tanam Pengukuran 1-12 hari Hari ke-13 sampai hari ke-33 hari ke-34 Pakcoy air biasa (200, 300, 400, 500, 600,764, 800, 900, dan 1000)ppm (200, 300, 400, 500, 600,764, 800, 900, dan 1000)ppm Tabel 2. Hasil Pengumpulan Data Pengamatan PH, Ppm, dan Indeks Klorofil (SPAD) Pakcoy No. pH ppm Indeks Klorofil (SPAD) Pakcoy 1 7.2 222 24 2 7.2 300 29.6 3 7.2 400 31.8 4 7.1 500 33.1 5 6.9 600 33.6 6 6.3 764 36.3 7 6.2 800 37.8 8 5 900 38.8 9 5.8 1000 41.5
Gambar 1 memperlihatkan grafik hubungan antara kadar nutrisi (ppm) dengan indeks klorofil (SPAD) pada tanaman pakcoy dengan koefisien determinasi ( 𝑟 ) = 0.93, yang menunjukkan adanya  korelasi  yang  kuat  antara  kadar  nutrisi  (ppm)  dengan  indeks  klorofil  (SPAD). Persamaan  regresi  linier  yang  didapatkan  yaitu  y  =  0.0187x  +  22.654  (y  merupakan  nilai klorofil  (SPAD)  dan  x  merupakan  nilai  kadar  nutrisi  (ppm)).  Persamaan  regresi  linier  y  = 0.0187x + 22.654 kemudian digunakan pada aplikasi di smartphone untuk memprediksi nilai indeks klorofil tanaman pakcoy berdasarkan nilai ppm.
Gambar 1. Grafik Hubungan antara Kadar Nutrisi (Ppm) dengan Indeks Klorofil (SPAD)

## 2.2  Perancangan Perangkat Keras
Perangkat keras sistem pemantauan dan pengendalian nutrisi pada tanaman hidroponik sistem wick berbasis IoT terdiri dari NodeMCU, OLED, module relay, pompa, sensor ultrasonik hc- sr04 dan sensor TDS (TDS Meter V1.0). Gambar 2 memperlihatkan sistem pemantauan dan pengendalian nutrisi pada tanaman hidroponik sistem wick berbasis IoT. NodeMCU digunakan sebagai  pusat  pengendali dan pemrosesan data.  OLED  digunakan untuk menampilkan nilai kadar  nutrisi. Module  relay  digunakan  untuk  ON/OFF  pompa.  Sensor  ultrasonik  digunakan untuk mengukur jarak antara sensor dengan permukaan air (level permukaan air). Sensor TDS digunakan untuk membaca nilai kadar nutrisi. Tabel 3 memperlihatkan koneksi Pin NodeMCU dengan komponen-komponen lain.
Gambar 2. Sistem Pemantauan dan Pengendalian Nutrisi pada Tanaman Hidroponik
Sistem Wick berbasis Iot
y = 0.0187x + 22.654 R² = 0.93 20 25 30 35 40 45 0 200 400 600 800 1000 1200 SP AD ppm
Tabel 3. Koneksi Pin NodeMCU dengan Komponen-Komponen Lain NodeMCU TDS OLED Relay Sensor Ultrasonik A0 Pin Output D1 SCL D2 SDA D3
ECHO
D4 TRIG D5 Relay Pompa nutrisi AB mix D6 Relay Pompa tambah air D7 Relay Pompa buang air

## 2.3 Perancangan Perangkat Lunak
Flowchart program pada NodeMCU (Gambar 3) diawali dengan proses pembacaan data sensor TDS, lalu dilakukan pengiriman data TDS ke realtime database Firebase, setelah itu dilakukan pemeriksaan nilai TDS, jika bernilai 0 maka kirim notifikasi “ error” ke Telegram, jika bernilai 1 sampai dengan 300ppm maka kirim notifikasi “kekurangan nutrisi” ke Telegram, jika bernilai lebih  besar  dari  900ppm  maka  kirim  notifikasi  “kelebihan  nutrisi”  ke  Telegram.  Proses selanjutnya yaitu pemeriksaan status pompa nutrisi AB mix pada realtime database Firebase untuk melakukan pengendalian pompa nutrisi AB mix, lalu periksa status pompa tambah air untuk melakukan pengendalian pompa tambah air, lalu periksa status pompa buang air dan jarak antara permukaan air dengan sensor ultrasonik untuk melakukan pengendalian pompa buang air. Proses selanjutnya yaitu pemeriksaan mode otomatis, jika mode otomatis bernilai satu maka mode otomatis aktif dan dilakukan pemeriksaan nilai ppm, jika nilai ppm antara 1 sampai dengan 300 maka perangkat akan mengaktifkan pompa nutrisi AB mix. Jika nilai ppm lebih besar dari 900, maka perangkat akan mengaktifkan pompa tambah air. Jika nilai ppm diantara 300 sampai dengan 900, maka perangkat tidak akan mengaktifkan pompa nutrisi AB mix dan pompa tambah air. Selanjutnya kembali ke proses awal yaitu pembacaan data dari sensor TDS, dst. Saat nilai TDS lebih besar dari 900 dan stok air bersih habis maka kondisi kelebihan nutrisi akan selalu terpenuhi sehingga pengiriman notifikasi “kelebihan nutrisi” ke Telegram dilakukan terus menerus. Saat nilai TDS di antara 1 dan 300 serta stok nutrisi AB Mix  habis  maka  kondisi  kekurangan  nutrisi  akan  selalu  terpenuhi  sehingga  pengiriman notifikasi  “kekurangan  nutrisi”  ke  Telegram  dilakukan  terus  menerus.  Gambar  4 memperlihatkan tampilan antarmuka pada aplikasi smartphone Android yang memiliki empat bagian. Bagian pertama yaitu bagian pemantauan kadar nutrisi secara real time dan prediksi indeks klorofil dalam satuan SPAD. Bagian kedua yaitu bagian perhitungan untuk mendapat indeks  klorofil  yang  diinginkan  dengan  memberikan  sejumlah  nutrisi  AB  Mix.  Bagian  ketiga yaitu  bagian  memilih  mode  pengendalian  pompa  secara  otomatis  atau  manual.  Bagian keempat yaitu bagian yang menunjukkan riwayat kadar nutrisi dalam satuan ppm per detik. Range ppm pada riwayat yaitu 0 sampai 1000ppm.

## Gambar 3. Flowchart Program di NodeMCU
Beberapa  komponen  pada palette  (user  interface)  yang  digunakan  untuk  antarmuka  ke pengguna yaitu Label, TextBox, Button, Checkbox. Label berfungsi untuk menampilkan kadar nutrisi realtime,  hasil  prediksi  indeks  klorofil  (SPAD),  dan  keterangan-keterangan  lainnya. TextBox berfungsi sebagai input nilai indeks klorofil yang diinginkan. Button berfungsi sebagai tombol menghitung, tombol reset, dan tombol keluar. Checkbox berfungsi sebagai pengontrol pompa  secara  otomatis.  Komponen  pada palette  (media)  yang  digunakan  dalam  aplikasi smartphone Android yaitu sound sebagai suara pengingat ketika kadar nutrisi 0, kurang dari 300, dan lebih dari 900. Komponen pada palette (drawing and animation) yang digunakan dalam  makalah  ini  yaitu canvas  sebagai  grafik  riwayat  ppm  per  detik  dan  garis-garis  yang dibutuhkan.  Komponen palette  (experimental)  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu Firebase.
Gambar 4. Antarmuka Aplikasi pada Smartphone Android
Gambar 5 memperlihatkan flowchart aplikasi pada smartphone Android. Proses diawali dengan pembacaan data ppm di Firebase lalu data ditampilkan pada aplikasi di smartphone. Langkah selanjutnya yaitu pemeriksaan nilai ppm. Jika ppm bernilai 0, maka sound (alarm) diaktifkan, tulisan “error” dan peringatan ditampilkan. Jika ppm bernilai di antara 1 sampai dengan 300, maka sound  (alarm)  diaktifkan,  tulisan  “tambahkan  ppm”  dan  “aktifkan  pompa  nutrisi” ditampilkan. Jika ppm bernilai di atas 900, maka sound (alarm) diaktifkan, tulisan “kurangi ppm”  dan  “aktifkan  pompa  air”  ditampilkan.  Langkah  selanjutnya  menghitung  dan menampilkan nilai prediksi indeks klorofil berdasarkan nilai ppm. Perhitungan jumlah nutrisi (ppm) yang diinginkan berdasarkan indeks klorofil dapat dihitung dengan memasukkan nilai indeks klorofil ke rumus yang sudah dibuat. Pada aplikasi telah disediakan juga pilihan mode otomatis atau manual. Jika mode otomatis dipilih, maka pemberian nutrisi dan air akan bejalan otomatis. Jika mode manual dipilih maka pemberian nutrisi atau air dapat dilakukan dengan menekan tombol ON atau OFF pada aplikasi di smartphone.
Gambar 5. Flowchart Program pada Smartphone Android

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Pengujian Sensor TDS
Pengujian Sensor TDS dilakukan dengan cara membandingkan hasil pengukuran sensor TDS dengan  hasil  pengukuran  alat  ukur  TDS  meter.  Tabel  4  memperlihatkan  hasil  pengujian menunjukkan nilai error berkisar di antara 0 sampai dengan 6%.  Rumus error menggunakan Persamaan (1).
Error = x 100% (1)
Tabel 4. Pengujian Sensor TDS TDS meter (ppm) Sensor TDS (ppm) Error (%) 158 158 0 226 223 1.3 336 316 6 437 415 5 526 496 5.7 618 593 4 716 690 3.6 816 801 1.8 915 888 3 1080 1022 5.4

## 3.2 Pengujian Fungsi Komponen
Tabel  5  memperlihatkan  pengujian  fungsi  komponen.  Hasil  uji  fungsi  menunjukkan  semua fungsi komponen dapat berjalan dengan baik.
Tabel 5. Pengujian Fungsi Komponen Komponen Pengujian Uji Fungsi Keterangan NodeMCU NodeMCU dihubungkan ke internet melalui koneksi WiFi, lalu dihubungkan dengan Telegram dan server database Firebase. Berfungsi dengan baik NodeMCU dapat terkoneksi ke internet melalui WiFi, memberikan notifikasi melalui Telegram, mengirim data ke server database Firebase. Sensor TDS Sensor TDS membaca nilai ppm pada air yang tercampur nutrisi AB mix. Berfungsi dengan baik Sensor TDS dapat membaca nilai ppm pada air yang tercampur nutrisi AB mix. OLED OLED menampilkan nilai ppm, memberikan keterangan terkoneksi dengan Telegram atau tidak, dan memberikan keterangan terkirim data ke realtime database Firebase atau tidak. Berfungsi dengan baik OLED dapat menampilkan nilai ppm, memberikan keterangan terkoneksi dengan Telegram atau tidak, dan memberikan keterangan terkirim data ke realtime database Firebase atau tidak. Smartphone Aplikasi smartphone mengambil nilai ppm dari realtime database Firebase dan menampilkan nilai ppm pada aplikasi. Berfungsi dengan baik Aplikasi smartphone dapat mengambil nilai ppm dari realtime database Firebase dan menampilkan nilai ppm.

## 3.3 Pengujian Notifikasi Telegram
Gambar 6 memperlihatkan notifikasi Telegram ketika kadar nutrisi bernilai 0ppm. Ketika kadar nutrisi bernilai 0ppm telah berhasil muncul notifikasi “ ERROR” dari Telegram pada smartphone.
Gambar 6. Notifikasi Telegram ketika 0 ppm
Gambar 7 memperlihatkan notifikasi Telegram ketika kadar nutrisi bernilai 207 ppm. Ketika kadar nutrisi bernilai 207 ppm telah berhasil muncul notifikasi “Bahaya! Kadar Nutrisi=207” dari Telegram pada smartphone.
Gambar 7. Notifikasi Telegram ketika 207 ppm
Gambar  8  memperlihatkan  notifikasi  Telegram  ketika  kadar  nutrisi  bernilai  953ppm.  Ketika kadar nutrisi bernilai 953ppm telah berhasil muncul notifikasi “Bahaya! Kadar Nutrisi=953” dari Telegram pada smartphone.
Gambar 8. Notifikasi Telegram ketika 953 ppm
Tabel 6 memperlihatkan hasil pengujian dan pengamatan nilai ppm pada notifikasi Telegram Ketika nilai ppm sama dengan 0, antara 1 sampai dengan 300 dan antara 900 sampai dengan 1000.
Tabel 6. Pengujian Fungsi Notifikasi Telegram Pengujian Uji Fungsi Keterangan Ketika 0 ppm, Telegram akan mengirim notifikasi “ERROR”. Berfungsi dengan baik Telegram berhasil memberikan notifikasi “ERROR”. Ketika nilai ppm antara 1 sampai di bawah 300, Telegram akan mengirim notifikasi “Bahaya! Kadar nutrisi = (nilai ppm) ppm.” Berfungsi dengan baik Telegram berhasil memberikan notifikasi “Bahaya! Kadar nutrisi = (nilai ppm) ppm.” Ketika nilai ppm antara 900 sampai 1000, Telegram akan mengirim notifikasi “Bahaya! Kadar nutrisi = (nilai ppm) ppm.” Berfungsi dengan baik Telegram berhasil memberikan notifikasi “Bahaya! Kadar nutrisi = (nilai ppm) ppm.”

## 3.4 Pengujian Sensor Ultrasonik HC-SR04
Tabel 7 memperlihatkan hasil pengujian sensor untrasonik HC-SR04 dalam mengukur jarak antara  sensor  dengan  permukaan  air  pada  bak  hidroponik  dengan error  0%.  Rumus  error menggunakan Persamaan (2).
Error = x 100% (2)
Tabel 7. Pengujian Sensor Ultrasonik HC-SR04 No Penggaris (cm) Sensor Ultrasonik HC-SR04 (cm) Error (%) 1 2 2 0 2 3 3 0 3 4 4 0 4 5 5 0 5 6 6 0 6 7 7 0 7 8 8 0 8 9 9 0 9 10 10 0 10 11 11 0 11 12 12 0 12 13 13 0 13 14 14 0 14 15 15 0

## 3.5 Pengujian Pompa
Pengujian pompa dilakukan baik secara mode manual maupun secara mode otomatis. Mode manual dilakukan dengan menekan tombol (button) ON/OFF pada aplikasi sedangkan mode otomatis hanya dengan memilih checkbox sehingga pompa secara otomatis aktif dalam kondisi tertentu. Pengujian pompa terdiri dari empat pengujian pompa yaitu dua pompa untuk nutrisi A dan nutrisi B dengan control melalui pin D5; satu pompa untuk menambahkan air dari ember berisi air bersih ke wadah berisi campuran nutrisi AB mix dan air dengan control melalui pin D6, dan satu pompa untuk membuang cairan dari wadah berisi campuran nutrisi AB mix dan air ke pembuangan dengan control melalui pin D7. Tabel 8 memperlihatkan hasil pengujian pompa baik mode manual maupun mode otomatis.
Tabel 8. Pengujian Pompa
Pengujian Mode Keterangan Pompa nutrisi AB mix Manual Berhasil, pompa nutrisi AB mix aktif ketika button ON pada aplikasi smartphone ditekan dan sebaliknya, pompa nutrisi AB mix tidak aktif ketika button OFF pada aplikasi smartphone ditekan Pompa buang air Manual Berhasil, pompa buang air aktif ketika button ON pada aplikasi smartphone ditekan dan sebaliknya, pompa buang air tidak aktif ketika button OFF pada aplikasi smartphone ditekan Pompa tambah air Manual Berhasil, pompa tambah air aktif ketika button ON pada aplikasi smartphone ditekan dan sebaliknya, pompa tambah air tidak aktif ketika button OFF pada aplikasi smartphone ditekan Pompa AB, sensor TDS Otomatis Berhasil, pompa AB mix aktif ketika nilai kadar nutrisi di bawah 300ppm Pompa tambah air, sensor TDS Otomatis Berhasil, pompa tambah air aktif ketika nilai kadar nutrisi di atas 900ppm Pompa buang air, sensor ultrasonik Otomatis Berhasil, pompa buang air aktif ketika jarak sensor ultrasonik dan permukaan air di bawah 6 cm
Gambar 9 memperlihatkan tampilan aplikasi smartphone ketika relay pompa nutrisi AB mix dalam  keadaan  aktif,  indikator  pompa  AB  berwarna  hijau.  Jika relay  pompa  nutrisi  AB  mix dalam keadaan tidak aktif, maka indikator pompa AB akan berwarna merah.

## Heri Andrianto dan Suryaningsih
Gambar 9. Tampilan Aplikasi Smartphone dan Relay Ketika Pompa Nutrisi AB Mix Aktif

## Gambar 10. Mode Otomatis Ketika Nilai ppm di Bawah 300 ppm
Gambar 10 memperlihatkan mode otomatis ketika nilai ppm di bawah 300 ppm. Ketika nilai ppm di bawah 300 ppm, maka relay pompa nutrisi AB mix akan aktif dengan control melalui pin D5.

## 4. KESIMPULAN
Sistem pemantauan dan pengendalian nutrisi pada tanaman hidroponik sistem wick berbasis IoT telah berhasil direalisasikan dan dapat berfungsi baik secara manual maupun otomatis. Terdapat korelasi yang kuat antara kadar nutrisi AB mix (ppm) dengan indeks klorofil (SPAD). Hasil  pengujian  menunjukkan  hubungan  yang  signifikan  antara  nilai  sensor  TDS  dan  nilai klorofil meter SPAD-502. Persamaan regresi linier y = 0.0187x + 22.654 telah digunakan pada aplikasi di smartphone untuk memprediksi nilai indeks klorofil (y) tanaman pakcoy berdasarkan nilai ppm (x). Perangkat telah berhasil mengirim data kadar nutrisi AB mix (ppm) ke realtime database  Firebase  dan  telah  berhasil  terkoneksi  dengan  Telegram.  Telegram  dapat memberikan  notifikasi  serta  aplikasi  pada smartphone  yang  dikembangkan  juga  dapat memberikan notifikasi dan sound (alarm) peringatan ketika nilai kadar nutrisi AB mix bernilai 0ppm, 1 sampai dengan 300ppm, dan 900 sampai dengan 1000ppm. Aplikasi pada smartphone yang dikembangkan dapat digunakan untuk melakukan pengendalian dan pengawasan pompa nutrisi AB mix, pompa tambah air, dan pompa buang air baik secara otomatis maupun secara
manual. Penelitian ini masih memiliki keterbatasan yaitu belum dilakukan perbandingan antara tanaman  yang  dirawat  secara  manual  dengan  tanaman  yang  dirawat  secara  otomatis. Penelitian ini dapat dikembangkan lagi dengan melakukan pengamatan data setelah sistem diterapkan, dan dilakukan perbandingan antara tanaman yang dirawat secara manual dengan tanaman yang dirawat secara otomatis.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Universitas  Kristen  Maranatha  atas  dukungan finansial yang telah diberikan.

## DAFTAR RUJUKAN
Andrianto,  H.,  Suhardi,  &  Faizal,  A.  (2020).  Performance  evaluation  of  low-cost  IoT  based chlorophyll meter. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 9(3), 956–963.
Andrianto, H., Suhardi, S., Faizal, A., Budi, N., & Praja, D. (2023). Performance evaluation of
IoT-based service system for monitoring nutritional deficiencies in plants. Information Processing in Agriculture, 10(1), 52–70.
Christ, A. (2016). PH control for hydroponic plants fertilization system based on AVR ATmega16 microcontroller, Undergraduate thesis. Universitas Kristen Maranatha.
Crisnapati, P. N., Wardana, I. N. K., Aryanto, I. K. A. A., & Hermawan, A. (2017). Hommons: Hydroponic management and monitoring system for an IOT based NFT farm using web technology. In 5th International Conference on Cyber and IT Service Management, (pp.
1–6). Denpasar, Indonesia: IEEE.
Dbritto,  G., &  Hamdare,  S.  (2018).  An  AI  Based System  Design  to  Develop  and  Monitor  a
Hydroponic  Farm.  In 2018  International  Conference  on  Smart  City  and  Emerging Technology (ICSCET), (pp. 1–5). Mumbai, India: IEEE.
Elsokah, M. M., & Sakah, M. (2019). Next Generation of Smart Aquaponics with Internet of
Things  Solutions.  In 19th  International  Conference  on  Sciences  and  Techniques  of Automatic Control and Computer Engineering (STA), (pp. 106–111). Sousse, Tunisia: IEEE.
Hadiatna,  F.,  Dzulfahmi,  A.,  &  Nataliana,  D.  (2020).  Analisis  Penerapan  Kendali  Otomatis berbasis PID terhadap pH Larutan. ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, 8(1), 163–177.
Hamidah, M. N., Safitri, N. I., Akbar, D. W., Sherly, O., & Uly, I. (2023). Prototype Sistem
Monitoring  Nutrisi  dan  Tingkat  pH  Air  pada  Budidaya  Hidroponik  Sayur  Pakcoy Menggunakan Teknologi Internet of Things ( IoT ). Elektron Jurnal Ilmiah, 15(1), 13–
20.
Ivandito,  V.  (2018). Realization  of  measurement  system  for  nutrition  levels  ,  PH  ,  and temperature at hydroponic in long distance, Undergraduate Thesis. Universitas Kristen Maranatha.
Izzinnahadi, A., Murdiyantoro, R. A., & Armin, E. U. (2021). Sistem Pemantauan Kondisi Air
Hidroponik Berbasis Internet of Things Menggunakan NodeMCU ESP8266. Journal of Telecommunication, Electronics, and Control Engineering (JTECE), 3(2), 54–61.
Megawati, D., Masykuroh, K., & Kurnianto, D. (2020). Rancang Bangun Sistem Monitoring PH dan Suhu Air pada Akuaponik Berbasis Internet of Thing (IoT). TELKA - Telekomunikasi Elektronika Komputasi Dan Kontrol, 6(2), 124–137.
Purwalaksana, A. Z., Gurning, T. E., Silaen, E., Tobing, P., Silalahi, A. O., & Simatupang, F.
(2022). Automated Nutrition Doser for Hydroponic System Based on IoT. In 2022 IEEE International  Conference  of  Computer  Science  and  Information  Technology (ICOSNIKOM), (pp. 1–6). Laguboti, Indonesia: IEEE.
Rayhana,  R., Xiao,  G., &  Liu,  Z. (2020). Internet of  Things Empowered Smart  Greenhouse Farming. IEEE Journal of Radio Frequency Identification, 4(3), 195–211.
Rivaldo, K. L., Mogi, I. K. A., Suputra, I. P. G. H., Sanjaya, N. A., Darmawan, D. M. B. A., &
Dwidasmara, I. B. G. (2022). Sistem Monitoring Tanaman Hidroponik Berbasis Internet of  Things  menggunakan  Restful  API. JELIKU  (Jurnal  Elektronik  Ilmu  Komputer Udayana), 11(1), 101–110.
Saraswathi, D., Manibharathy, P., Gokulnath, R., Sureshkumar, E., & Karthikeyan, K. (2018). Automation  of  Hydroponics  Green  House  Farming  using  IOT.  In 2018  IEEE International  Conference  on  System,  Computation,  Automation  and  Networking (ICSCA), (pp. 1–4). Pondicherry, India: IEEE.
Sulistyowati,  L.,  &  Nurhasanah,  N.  (2021).  Analisa  Dosis  AB  Mix  Terhadap  Nilai  TDS  Dan
Pertumbuhan Pakcoy Secara Hidroponik. Jambura Agribusiness Journal, 3(1), 28–36.
Suryatini, F., Pancono, S., Bhaskoro, S. B., & Muljono, P. M. S. (2021). Sistem Kendali Nutrisi
Hidroponik berbasis Fuzzy Logic berdasarkan Objek Tanam. ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, 9(2), 263–278.
Wan, Z., Song, Y., & Cao, Z. (2019). Environment dynamic monitoring and remote control of greenhouse  with  ESP8266  NodeMCU.  In 2019  IEEE  3rd  Information  Technology,
Networking, Electronic and  Automation  Control Conference (ITNEC),  (pp.  377–382).
Chengdu, China: IEEE.