DOI: https://doi.org/10.35870/jpmn.v4i2.3084

## Pertanian Cerdas Berbasis Internet of Things untuk Meningkatkan Produktivitas Tanaman Hidroponik
Firmansyah 1* , Bayu Wibisana 2 , Yusuf Hendra Pratama 3 , Muhammad Ziad Iqbal 4 , Rifqi Sulthon Abqari 5 1*,2,3,4,5 Computer Science Study Program, Universitas Islam Al-Azhar, Mataram, Indonesia
Email: firmanyasin@gmail.com 1* , bayu.w@gmail.com 2 , th.hendra@gmail.com 3 , m.ziadiqbal@gmail.com 4 , r.sulthon1@gmail.com 5

## Abstract
Article history: Received August 10, 2024. Revised August 21, 2024. Accepted August 24, 2024.
The  Al-Azhar  Islamic  University  Technology  Business  Incubator  (ITe UNIZAR)  has  the  potential  to  increase  the  number  and  types  of  businesses fostered, one of which is hydroponic farming businesses. Hydroponic farming is an efficient growing method for limited land and is suitable for urban areas. However,  one  of  the  challenges  faced  in  hydroponic  cultivation  is  the management of AB-Mix nu-trients which are usually managed conventionally and  irregularly.  Utilizing  the  Internet  of  Things  (IoT)  can  be  a  solution  to overcome  these  challenges.  IoT  can  be  used  to  monitor  plant  nutrient concentrations in hydroponics in real-time. If the nutrient level is low or the air  level  is  low,  the  pump  will  distribute  the  nutrients  to  the  blending  tank automatically or increase the amount of air in the available blending tank. It is hoped that the use of IoT in hydroponic systems can help MSMEs develop their business, increase productivity and increase the efficiency of cultivating plants in hydroponic media.

## Keywords:
Micro Small and Medium Enterprises; Internet of Things; Hydroponics.

## Abstrak
Inkubator  Bisnis  Teknologi  Universitas  Islam  Al-Azhar  (ITe  UNIZAR) memiliki  potensi  untuk  meningkatkan  jumlah  dan  jenis  usaha  yang  dibina, salah  satunya  adalah  usaha  pertanian  hidroponik.  Pertanian  hidroponik merupakan  metode  bertanam  yang  efisien  untuk  lahan  terbatas  dan  cocok untuk wilayah perkotaan. Namun, salah satu tantangan yang dihadapi dalam budidaya  hidroponik  adalah  pengelolaan  nutrisi  AB-Mix  yang  biasanya dikelola secara konvensional dan tidak teratur. Pemanfaatan Internet of Things (IoT)  dapat  menjadi  solusi  untuk  mengatasi  tantangan  tersebut.  IoT  dapat digunakan  untuk  memonitor  kepekatan  nutrisi  tanaman  pada  hidroponik secara  real-time.  Apabila  kadar  nutrisi  kurang  atau  ketinggian  air  kurang, maka pompa akan mendistribusikan nutrisi pada blending tank secara otomatis atau menambah jumlah air pada blending tank yang tersedia. Pemanfaatan IoT pada  sistem  hidroponik  diharapkan  dapat  membantu  UMKM  dalam mengembangkan bisnisnya dan meningkatkan produktivitas serta meningkatkan efisiensi budidaya tanaman pada media hidroponik.
Kata Kunci : Usaha Mikro Kecil dan Menengah; Internet of Things ; Hidroponik.

## 1. PENDAHULUAN
Inkubator Bisnis Teknologi Universitas Islam Al-Azhar (ITe UNIZAR) adalah sebuah Lem-baga yang berada di bawah naungan Universi-tas Islam Al-Azhar (UNIZAR) yang berlokasi di Jl. Unizar No. 20, Turida, Kecamatan Sandubaya, Nusa Tenggara Barat. Lembaga ini memiliki program inkubasi bagi Usaha Mikro Kecil dan Menengah (UMKM) atau startup bagi mahasiswa dan alumni untuk mengem-bangkan usahanya melalui
pembinaan mana-jemen, peningkatan kompetensi teknis dan pemberian fasilitas ruang usaha sehingga men- jadi  wirausaha  yang  mandiri  dengan  bisnis  yang  berkelanjutan.  ITe  yang  sudah  berdiri  se-jak  tahun  2019 memiliki visi dan misi yang be-sar untuk menjadi inkubator bisnis yang unggul, inovatif, kreatif dan berdaya saing  bagi  entrepreneur  di  lingkungan  Unizar  dan  memfasilitasi  hasil  riset  inovatif,  kemudian  melakukan inkubasi  bagi  entrepreneur  pemula  berbasis  teknologi  maupun  UMKM.  ITe  UNI-ZAR  memiliki  46  tenan binaan dalam berbagai bidang usaha yang tersebar luas di seluruh wilayah Nusa Tenggara Barat. Kedepan, po- tensi  peningkatan  jumlah  dan  jenis  usaha  men-jadi  sangat  penting  agar  tercapainya  visi  dan  misi  dari  ITe UNIZAR.
Salah satu jenis usaha yang sedang tren saat ini adalah pertanian hidroponik yang merupakan salah satu metode bertanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tanamnya. Media yang digunakan adalah air yang kaya  nutrisi  (Manurung  et  al.,  2023;  Nurul  asri,  2022;  Setyo  Wibowo  et  al.,  2022).  Metode  ini  populer dikarenakan menjadi solusi yang efisien untuk bertani pada lahan terbatas dan cocok untuk wilayah perkotaan (Nurgraha, 2018). Selain itu, metode hidroponik ini dapat digunakan pada berbagai sayuran seperti sela-da air, pak-coy, bayam dan sebagainya tanpa mengenal musim tanam dan bebas pestisida (Ekaria, 2019; Muharomah et al., 2017; Sulistyawati et al., 2019). Terdapat 6 tipe dasar sis-tem hidroponik, yakni sistem Nutrient Film Technique  (NFT),  sistem  Wick,  sistem  Water  Culture,  sistem  Ebb  dan  Flow,  sistem,  Drip  dan  Aeroponik (Herdiana & Barkatulah, 2018). Sistem yang paling umum digunakan adalah NFT yang merupakan metode yang  pal-ing  sederhana  dan  mudah  diterapkan  yang  ma-na  menggunakan  saluran  air  yang  mengalir  ter-us menerus. Tanaman ditanam di dalam pot-pot kecil yang diletakkan di atas saluran air yang dangkal, dan nutrisi yang  dibutuhkan  tanaman  terlarut  dalam  air  dan  mengalir  ke  pot-pot  tanaman  (Prasetyo  et  al.,  2022),  se- bagaimana Gambar 1 berikut.
Gambar 1. Sistem Hidroponik Nutrient Film Technique
Salah satu hal yang sangat penting untuk di-perhatikan saat menanam dengan sistem hi-droponik adalah terpenuhinya kebutuhan nu-trisi AB-Mix pada tanaman yang biasanya dikelola dengan cara konvensional dan tidak teratur (Kristianto et al., 2023).
Internet  of  Things (IoT)  adalah  sebuah  teknologi  yang  terhubung  dengan  jaringan internet dan  dapat diakses,  dikontrol  dan  dikelola  melalui  perangkat  smart  phone  atau-pun  PC  (Artha  Wiraguna  et  al.,  2022). Perangkat atau sistem IoT yang dibangun nantinya akan digunakan untuk memonitor kepekatan nutrisi tanaman pada hidroponik  (Paryanta et  al.,  2021;  Putra et  al., 2021). Apabila kadar nutrisi  kurang atau ketinggian air kurang, maka pompa akan mendistri-busikan nutrisi pada blending tank secara otomatis atau menambah jumlah air pada blending tank yang tersedia. Pemanfaatan IoT pada sistem hidroponik  diharapkan dapat membantu UMKM  dalam  mengembangkan  bisnisnya  dan  meningkatkan  produktivitas  serta  meningkatkan  efisiensi budidaya tana-man pada media hidroponik.

## 2. METODE
Metode yang dilakukan pada pengabdian ini dilakukan sesuai dengan flow chart berikut:
Persiapan pembelian alat dan bahan:  Pada tahapan ini, yang dilakukan adalah membeli alat dan bahan untuk pembuatan sistem mekanis dan Internet of Things hidroponik sesuai rancangan. Sebagian alat dan bahan akan dibeli di beberapa toko di Lombok dan sebagian yang tidak tersedia di Lombok akan dibeli secara online.
Pengujian  komponen  elektronik:  Pada  tahap  berikutnya,  dilakukan  kalibrasi  dan  pengujian  pada komponen-komponen yang telah dibeli  agar alat  dan bahan yang beli dapat  dipastikan bekerja dengan baik nantinya. Apabila komponen elektronik yang dibeli mengalami kerusakan agar cepat untuk di-return atau dibeli penggantinya.
Pembuatan sistem mekanik hidroponik: akan dilakukan setelah alat dan bahan terkumpul, sistem mekanik akan dibuat dengan mengikuti rancangan yang telah dibuat yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Pembuatan sistem Internet of Things (IoT): akan dilakukan setelah alat dan bahan terkumpul. Alat akan dihubungkan sedemikian rupa sehingga menjadi sebuah perangkat elektronik dan selanjutnya akan dilakukan pemrograman Arduino agar sen-sor-sensor saling terhubung dengan Led dan sistem otomatisasi.
Pengujian final:  Pada tahapan ini, sistem mekanik  hidroponik  akan disatukan dengan sistem IoT yang telah dibangun. Sistem ini nantinya akan diuji co-ba kerja dan kinerjanya secara real, apakah sistem bisa bekerja dengan baik dan sesuai dengan perancangan.
Pelatihan ke mitra: Pada tahapan ini, akan dilakukan workshop pelatihan dengan mengundang mitra untuk dilakukannya transfer knowledge cara pen-goperasian alat yang telah dibuat. Kemudian akan dilakukan serah terima kepada mitra alat atau sistem hidroponik berbasis IoT ter-sebut.
Pembuatan laporan akhir:  Pada tahap ini dilakukan setelah seluruh proses berlangsung sebagai  bentuk pelaporan dan pertanggungjawaban dari kegiatan pengabdian yang dilakukan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  pengabdian  kepada  masyarakat  ini,  penerapan  sistem  Smart  Agriculture  berbasis Internet  of Things (IoT)  pada  tanaman  hidroponik  menunjukkan  peningkatan  produktivitas  yang  signifikan.  Berikut adalah  Tabel  1,  hasil  yang  menunjukkan  per-bandingan  antara  metode  konvensional  dan  metode  yang menggunakan teknologi IoT.
Tabel 1. Perbandingan Produktivitas Tanaman Hidroponik
Parameter Metode Konvensional Metode IoT Pertumbuhan Tanaman (cm) 25 35 Produksi Daun (g) 500 700 Waktu Panen (hari) 40 30 Penggunaan Air (liter) 100 70 Penggunaan Nutrisi (ml) 200 150

## 3.1. Penerapan Sistem IoT
Pertanian hidro-ponik menunjukkan peningkatan tinggi tana-man sebesar 40%. Hal ini disebabkan oleh pemantauan dan pengendalian kondisi ling-kungan secara real-time, yang memastikan tanaman mendapatkan nutrisi dan kondisi optimal sepanjang waktu. Metode IoT mening-katkan produksi daun sebesar 40%. Sensor IoT  memungkinkan  pengaturan  nutrisi  yang  lebih  tepat  dan  efisien,  serta  menjaga  keseimbangan  pH  dan kelembapan yang optimal. Waktu panen berkurang 25% dengan penggunaan teknologi IoT.

## 3.2. Pembahasan
Tanaman tumbuh lebih cepat dan lebih sehat, yang memungkinkan panen lebih dini dibandingkan dengan metode  konvensional.  Penggunaan  air  dan  nutrisi  juga  berkurang  masing-masing  sebesar  30%  dan  25%. Dengan sistem IoT, pemakaian sumber daya dapat  dia-tur lebih efisien, mengurangi  pemborosan dan biaya operasional. Gambaran yang lebih kom-prehensif mengenai dampak penerapan teknologi IoT dalam pertanian hidroponik,  berikut  adalah  Tabel  2  yang  menunjukkan  per-bandingan  kualitas  tanaman  antara  metode konvensional dan metode IoT. Berikut adalah beberapa gambar yang meng-gambarkan penerapan teknologi IoT dalam sis-tem pertanian hidroponik.

## Gambar 3. Instalasi IoT
Gambar 3 Menunjukan penggunaan sistem IoT dengan pemanfaatan box, sehingga aman dalam keadaan hujan. Sosialisasi merupakan langkah penting untuk memastikan bahwa teknologi Smart Agriculture berbasis IoT dapat diterima dan diimplementasikan secara efektif oleh petani dan masyarakat, dalam hal ini mahasiswa fakultas pertanian Universitas Islam Al-Azhar menjadi target sasaran sosialisasi. Selanjutnya gambar 4 dapat dilihat di bawah ini.
Gambar 4. Persiapan Sosialisasi
Mempersiapkan aspek logistik dan teknis yang diperlukan untuk acara sosialisasi yang di bantu juga oleh mahasiswa yang berlokasi di area pertanian Fakultas Pertanian Universitas Islam Al-Azhar. Melakukan sesi foto bersama dengan mahasiswa pertanian yang dapat dilihat pada Gambar 5.
\
Gambar 5. Sosialisasi
Gambar  5  Foto  bersama  mahasiswa  fakultas  pertanian  Universitas  islam  Al-azhar,  setelah  melakukan sosialisasi dan tanya jawab dengan metode sharing session.

## 4. KESIMPULAN
Dalam upaya untuk meningkatkan produktivitas tanaman hidroponik, pengabdian kepada masyarakat ini telah berhasil menerapkan sistem Smart Agriculture berbasis Internet of Things (IoT). Implementasi teknologi IoT dalam pertanian hidroponik  membawa berbagai  keuntungan signifikan yang tidak hanya meningkatkan hasil  produksi  tetapi  juga  men-goptimalkan  penggunaan  sumber  daya  dan  mengurangi  biaya  operasional. Dalam kesimpulan ini, akan dibahas secara lebih mendetail bagaimana teknologi IoT mempengaruhi berbagai aspek pertanian hidroponik dan im-plikasi lebih luas dari penerapan teknologi ini. Salah satu hasil yang paling mencolok dari penerapan sistem IoT dalam pertanian hidroponik adalah peningkatan produktivitas tana-man. Sebagai  contoh,  tinggi  tanaman  mening-kat  sebesar  40%  ketika  menggunakan  teknologi  IoT  dibandingkan dengan  metode  konvensional.  Hal  ini  disebabkan  oleh  ke-mampuan  sistem  IoT  untuk  memantau  kondisi lingkungan secara real-time dan menyesuaikan parameter seperti nutrisi, pH, dan kelembapan sesuai kebutuhan tanaman. Dengan kondisi yang selalu optimal, tanaman dapat tumbuh lebih cepat dan lebih sehat, yang pada akhirnya  meningkatkan  produktivitas  secara  kese-luruhan.  Implementasi  teknologi  IoT  juga  membawa efisiensi  yang  signifikan  dalam  penggunaan  sumber  daya  seperti  air  dan  nutrisi.  Dari  data  yang  diperoleh, penggunaan air berkurang sebesar 30% dan penggunaan nutri-si  berkurang sebesar 25% dengan sistem IoT dibandingkan  dengan  metode  konvensional.  Sensor  IoT memungkinkan  pengaturan  yang  lebih  tepat  dalam pemberian  air  dan  nutrisi,  memastikan  bahwa  tanaman  mendapatkan  jumlah  yang  tepat  tanpa  pemborosan. Efisiensi  ini tidak hanya mengurangi biaya operasional tetapi  juga mendukung praktik pertanian yang lebih berkelanjutan.  Dengan  sistem  IoT,  waktu  panen  berkurang  dari  40  hari  menjadi  30  hari,  menunjukkan pengurangan sebesar 25%. Pengurangan waktu panen ini sangat penting ka-rena memungkinkan petani untuk meningkat-kan frekuensi panen dan memaksimalkan hasil produksi dalam waktu yang lebih singkat. Hal ini memberikan keuntungan ekonomi yang signifikan, terutama bagi petani kecil dan menengah yang bergantung pada  hasil  panen  untuk  mata  pencaharian  mereka.  Salah  satu  keunggulan  utama  dari  sistem IoT  adalah  ke- mampuannya untuk melakukan pemantauan dan pengendalian secara real-time . Dengan menggunakan sensor yang terhubung ke jarin-gan internet, petani dapat memantau kondisi tanaman kapan saja dan dari mana saja. Data  yang  dikumpulkan  oleh  sensor  dapat  diakses  melalui  aplikasi  mobile  atau  platform  berbasis  web, memungkinkan petani untuk segera menindaklanjuti jika terjadi perubahan kondisi yang tidak diinginkan. Fitur ini sangat membantu dalam mencegah masalah sebelum men-jadi parah dan memastikan tanaman selalu be- rada  dalam  kondisi  optimal.  Meskipun  banyak  manfaat  yang  ditawarkan  oleh  teknologi  IoT,  ada  beberapa tantangan yang perlu diatasi untuk penerapan yang lebih luas. Salah satu tantangan utama adalah biaya awal untuk pemasangan sistem IoT yang masih relatif tinggi. Selain itu, petani perlu dilatih untuk memahami dan menggunakan teknologi ini dengan efektif. Namun, dengan semakin berkembangnya teknologi dan semakin banyaknya penelitian dan inovasi, diharapkan biaya akan turun dan teknologi ini akan semakin mudah diakses oleh  semua  kalangan.  Secara  keseluruhan,  pengabdian  kepada  masyarakat  ini  menunjukkan  bahwa Smart Agriculture berbasis  IoT  memiliki  potensi  be-sar  untuk  meningkatkan  produktivitas  dan  efisiensi  pertanian hidroponik. Dengan manfaat seperti peningkatan produktivitas tanaman, efisiensi  penggunaan sumber daya, pengurangan waktu  panen, pemantauan dan pengendalian real-time , pengurangan risiko  dan kerugian, serta pemberdayaan petani melalui pendidikan dan pelatihan, teknologi ini menawarkan solusi komprehensif untuk tan-tangan pertanian modern. Dengan dukungan yang tepat, teknologi IoT dapat memainkan peran kunci dalam memastikan ketahanan pangan global dan keberlanjutan pertanian di masa depan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  yang  sebesar-besarnya  kami  sampaikan  kepada  Universitas  Islam  Al-Azhar  yang  telah memberikan dukungan anggaran dan fasilitas sehingga program ini dapat terlaksana dengan baik. Kami juga menyampaikan  penghargaan  yang  setinggi-tingginya  kepada  para  dosen  yang  telah  memberikan  bimbingan dan ilmu  pengetahuan, serta kepada seluruh mahasiswa yang telah berpartisipasi  aktif dalam setiap tahapan kegiatan ini. Kontribusi dan kerja sama yang diberikan sangat berharga dalam mewujudkan tujuan pengabdian ini.

## REFERENCES
Artha Wiraguna, I. P. A. B., Setiawan, I. N., & Amrita, A. A. N. (2022). Implementasi Sistem Pemantauan Kualitas  Air  Dengan  Iot  Di  Plant  Factory  Kebun  Percobaan  Fakultas  Pertanian  Universitas  Udayana. Jurnal Spektrum, 9(2). Https://Doi.Org/10.24843/Spektrum.2022.V09.I02.P9
Ekaria,  E.  (2019).  Analisis  Usahatani  Sayuran  Hidroponik  Di  Pt.  Kusuma  Agrowisata.  Jurnal  Biosainstek,
1(01). Https://Doi.Org/10.52046/Biosainstek.V1i01.208
Herdiana,  B.,  &  Barkatulah,  M.  H.  (2018).  System  Smart  Urban  Gardenin  Based  On  Internet  Of  Things. Telekontran :  Jurnal  Ilmiah  Telekomunikasi,  Kendali  Dan  Elektronika  Terapan,  6(2). Https://Doi.Org/10.34010/Telekontran.V6i2.3796
Kristianto, A., Chai, C. A., Chainatra, D., Onggie, K., & Alexander, W. J. (2023). Penerapan Smart Greenhouse Untuk  Optimalisasi  Hasil  Pertanian  Hidroponik  Dengan  Implementasi  Iot  Dan  Machine  Learning  Di Syifa Hidroponik. Dst, 3(2). Https://Doi.Org/10.47709/Dst.V3i2.3010
Manurung,  I.,  Putri,  F.  V.,  Afrila,  M.,  Al  Hafizd,  M.  A.,  Haditya,  R.,  Gusni,  J.,  &  Miswarti,  M.  (2023). Penerapan  Sistem  Hidroponik  Budidaya  Tanaman  Tanpa  Tanah  Untuk  Pertanian  Masa  Depan.  Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat Nusantara, 4(4). Https://Doi.Org/10.55338/Jpkmn.V4i4.1892
Muharomah, R., Setiawan, B. I., & Purwanto, M. Y. J. (2017). Konsumsi  Dan Kebutuhan Air Selada Pada Teknik Hidroponik Sistem Terapung. Jurnal Irigasi, 12(1). Https://Doi.Org/10.31028/Ji.V12.I1.47-54
Nurgraha, A. (2018). Pengontrolan Suhu Dan Kelembaban Menggunakan Kontrol Pid Pada Sistem Hidroponik Tanaman Cabai Rawit Berbasis Arduino. Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.
Nurul  Asri,  Y.  (2022).  Sistem  Kontrol  Dan  Monitoring  Kadar  Nutrisi  Pada  Vertikal  Akuaponik  Berbasis Arduino Nano. Jurnal Pendidikan Fisika Dan Sains (Jpfs), 5(2). Https://Doi.Org/10.52188/Jpfs.V5i2.297
Paryanta, P., Wendanto, W., & Mulyani, P. (2021). Purwarupa Deteksi Ph Dan Ec Larutan Nutrisi Hidroponik Berbasis Internet Of Things. Go Infotech: Jurnal Ilmiah Stmik Aub, 27(1). Https://Doi.Org/10.36309/Goi.V27i1.139
Prasetyo, A., Nugroho, A. B., & Setyawan, H. (2022). Perancangan Sistem Monitoring Pada Hidroponik Selada (Lactuca  Sativa  L.)  Dengan  Metode  Nft  Berbasis  Internet  Of Things  (Iot).  Jurnal  Teknik Elektro Dan Komputasi (Elkom), 4(2).
Putra, I. W. S., Yasa, K. A., & Ngurah, A. (2021). Sistem Kontrol Otomatis Kepekatan Air Nutrisi Hidroponik Berbasis Internet Of Things ( Iot ). Seminar Nasional Terapan Riset Inovatif (Sentrinov), 7(1).
Setyo Wibowo, N., Muknizah Aziziah, I Gede Wiryawan, & Eva Rosdiana. (2022). Desain Sistem Informasi Monitoring  Nutrisi  Tanaman  Hidroponik  Kangkung  Dengan  Menggunakan  Metode  Regresi  Linear. Jurnal Ilmiah Inovasi, 22(1). Https://Doi.Org/10.25047/Jii.V22i1.3115
Sulistyawati,  S.,  Maulana,  M.,  Tentama,  F.,  M,  S.  A.,  &  Sukesi,  T.  W.  (2019).  Pendampingan  Pembuatan Sistem  Hidroponik  Dan  Pengolahan  Sampah  Organik.  Jppm  (Jurnal  Pengabdian  Dan  Pemberdayaan Masyarakat), 3(1). Https://Doi.Org/10.30595/Jppm.V3i1.2876