Volume 35 No.
Desember 2025
SINTA 5
Sistem Pemantauan Dan Pengendalian Kadar Nutrisi Dan Pasokan Air Pada Sistem Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino Uno Berbasis Internet Of Things (IoT) Rengga Erlangga Teknik Informatika.
Fakultas Ilmu Komputer.
Universitas Pamulang.
Tangerang Selatan Jl.
Raya Puspitek No.
Serpong.
Kota Tangerang Selatan.
Banten 15316 email: dosen02967@unpam.
Abstrak Berkurangnya lahan pertanian membuat orang beralih ke sistem tanam hidroponik karena sistem ini tidak membutuhkan lahan yang luas seperti pertanian konvensional.
selain itu, tanaman hidroponik juga memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi karena lebih bersih, sehat dan bebas pestisida.
Namun pemeliharan dan perawatanya terbilang lebih sulit dan butuh banyak waktu dalam pengecekan sirkulasi air, nutrisi dan kelembapan suhu ruangan untuk menjamin tanaman tumbuh dengan baik, oleh karena itu diperlukan suatu sistem pintar untuk membantu dalam mengontrol tanaman yang dapat dilakukan secara terus menerus, jarak jauh dan real time.
Arduino Uno dan NodeMCU Esp8266 merupakan mikrokontroller yang digunakan dalam penerapan teknologi Internet of Things (IoT) pada sistem tanam hidroponik ini dengan sistem kendali sederhana untuk memberikan sebuah informasi dari hasil pembacaan sensor-sensor yang digunakan dan ditampilkan pada smartphone lewat aplikasi blynk.
Pada penelitian ini dihasilkan bahwa sistem dapat bekerja dengan baik dan sesuai yang diharapkan karena sensor yang digunakan dapat berjalan dan memberikan informasi secara cepat, akurat dan real time dengan rentang waktu 1-5 detik serta secara otomatis dapat mengontrol pasokan air, nutrisi air dan pencahayaan sehingga pertumbuhan tanaman akan lebih aman dan stabil Kata kunci: Hidroponik.
Arduino Uno.
Internet of Things.
Aplikasi Blynk Abstract The agriculture made peoples moved to hydroponic plant system,because this system needn't big land like conventional agriculture.
In addition, the hydroponic plants has a higher value because more clean, more health, and free pasticide.
But maintenance and treatment more difficult and need more time for checking, flowing water, nutrition, lighting, temperature and dampness for vouch the plants will be grow well.
Therefore need a smart system for help controlling the plants, it can do continue, long distance and real time.
Arduino uno and NodeMCU Esp8266 is a microcontroller can use for assembling technology Internet of thing (IoT) from this hydroponic planting system by simple control system to providing an information from the results of the reading of the sensors used and displayed on smartphones via the Blynk application.
In this research it was found that the system can work well and as expected because the sensors used can run and provide information quickly, accurately and in real time range of 1-5 seconds and can automatically control water supply, water nutrition and lighting so that plant growth will be safer and more stable.
Keywords: Hydroponic.
Arduino Uno.
Internet of Things.
Blynk application .
Pendahuluan Semakin tinggi dan berkembangnya pembangunan lahan pada sektor perumahan dan perkantoran yang terjadi saat ini, sehingga membuat semakin sedikit dan sulitnya lahan yang luas untuk dapat digunakan dalam sektor pertanian.
Oleh karena itu ada cara lain untuk memanfaatkan lahan yang sempit sebagai usaha untuk mengembangkan hasil pertanian, yaitu Sistem Pemantauan Dan Pengendalian Kadar Nutrisi Dan Pasokan Air Pada Sistem Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino Uno Berbasis Internet Of Things (IoT).
Rengga Erlangga - Sainstech Vol.
35 No 4 (Desember 2.
: 44-53 DOI: https://doi.
org/10.
37277/stch.
dengan cara bercocok tanam dengan sistem Hidroponik merupakan metode bercocok tanam dengan menggunakan media tanam selain tanah, seperti batu apung, kerikil, pasir, sabut kelapa, potongan kayu atau busa.
Hal tersebut dilakukan karena fungsi tanah sebagai pendukung akar tanaman dan perantara larutan nutrisi dapat digantikan dengan mengalirkan atau menambah nutrisi, air dan oksigen melalui media tersebut (Nurifah & Fajarfika, 2.
Sehingga tanaman hidroponik ini tidak kalah sehat dan bergizi, apalagi teknik ini mengutamakan terpenuhinya kebutuhan nutrisi tanaman dan tidak menggunakan pestisida serta bahan kimia berbahaya.
Dalam penerapannya, pemeliharaan dengan sistem ini tidaklah mudah, membutuhkan ketekunan dan ketelitian dalam merawatnya terutama pada kebutuhan pasokan nutrisi dalam air serta kebutuhan lain seperti kelembaban, pencahayaan dan sirkulasi air.
Sehingga dibutuhkan banyak waktu dan biaya yang cukup besar dalam penerapannya karena bergantung pada kebutuhan daya listrik.
Untuk itu dibutuhkan sistem pemantauan dan pengendalian berbasis teknologi Internet of Things.
Internet of Things (IoT) merupakan suatu konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung secara terus menerus (Dodi Hidayat et al.
Namun, berdasarkan berbagai penelitian IoT pada sistem hidroponik yang telah ada, sebagian besar masih berfokus pada pemantauan satu atau dua parameter saja seperti kadar nutrisi atau kelembaban tanpa integrasi menyeluruh terhadap pengendalian otomatis pencahayaan, sirkulasi air, serta pemantauan real time secara simultan.
Selain itu, beberapa penelitian sebelumnya belum mengoptimalkan kemampuan kontrol jarak jauh secara stabil dan belum menyediakan sistem notifikasi yang responsif ketika terjadi anomali pada kondisi tanaman.
Celah penelitian inilah yang menjadi dasar perlunya Peneliti dapat menyimpulkan bahwa dibutuhkan sistem pintar yang dapat membantu mengontrol dan memonitoring kadar nutrisi dan pasokan air, pencahayaan ruangan dan kelembaban ruangan pada sistem tanam hidroponik yang berbasis teknologi Internet of Things (IoT) dengan sistem kendali sederhana sehingga dapat dilakukan secara jarak jauh, kontinyu dan real Metode Penelitian Dalam melakukan penelitian ini penulis melakukan serangkaian proses dimulai dari Analisa kebutuhan, pengumpulan data yang dapat dijadkan sebagai bahan penelitian, pengujian, evaluasi serta validasi terkait dengan penerapan metode yang penulis 1 Perangkat Lunak dan Perangkat Keras Perangkat lunak (Softwar.
dan perangkat keras (Hardwar.
sangat dibutuhkan dalam melakukan penelitian, berikut adalah perangkat Ae perangkat yang digunakan :
Perangkat Lunak.
Adapun spesifikasi perangkat lunak yang penulis gunakan adalah :
Tabel 1.
Perangkat Lunak Perangkat Lunak Spesifikasi Windows 10 Enterprise Operating System 64 bit Tools Applikasi Microsoft office 2016 Arduino IDE Frizting Blynk Microsoft visio 2007 Perangkat Keras.
Adapun spesifikasi perangkat keras yang penulis gunakan adalah :
Tabel 2.
Perangkat Keras Perangkat Keras Processor
Ram
Mikrokontroller Water Flow sensor
Sensor nutrisi air
Spesifikasi
Intel Core i58250U CPU @ 4Ghz
4 Gb
Arduino Uno R3
Water Flow sensor
YF-S201
Analog TDS sensor Sistem Pemantauan Dan Pengendalian Kadar Nutrisi Dan Pasokan Air Pada Sistem Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino Uno Berbasis Internet Of Things (IoT).
Rengga Erlangga - Sainstech Vol.
35 No 4 (Desember 2.
: 44-53 DOI: https://doi.
org/10.
37277/stch.
Sensor Ultrasonik
Sensor suhu dan Perangkat wifi
Modul Tampilan Penghubung arus ACDC
Perangkat
Perangkat sirkulasi air
Wireless
Handphone Ultrasonik HCSR04
DHT11
NodeMCU
ESP8266
LCD 16x2 Relay Lampu 16 watt Pompa Aquarium Modem XL Android 2 Block Diagram Berikut ini adalah block diagram untuk sistem pemantauan dan pengendalian pada sistem tanam hidroponik berbasis internet of things secara keseluruhan :
Gambar 2.
Flow Diagram 4 Use Case Diagram Gambar 1.
Block Diagram 3 Flow Chart Diagram Adapun dalam menentukan alur atau proses pada sistem pemantauan dan pengendalian ini dibutuhkan flowchart diagram.
Berikut ini flowchart diagram keseluruhannya sebagai Berikut ini gambar use case diagram dan penjelasan pada sistem pemantauan dan pengendalian ini :
Gambar 3.
Use case diagram Sistem Pemantauan Dan Pengendalian Kadar Nutrisi Dan Pasokan Air Pada Sistem Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino Uno Berbasis Internet Of Things (IoT).
Rengga Erlangga - Sainstech Vol.
35 No 4 (Desember 2.
: 44-53 DOI: https://doi.
org/10.
37277/stch.
5 Activity Diagram
LCD 16x2
Relay 4 Chanel
Trigger
Vcc
Gnd
SCL
SDA
Gnd Vcc Vcc Gnd Relay 1 Relay 2 Relay 3 Relay 4 Gnd Gnd Gnd Hasil dan Pembahasan Bagian ini akan membahas mengenai hasil dari perancangan yang dibangun pada penelitian ini meliputi hasil implementasi perangkat keras dan Perangkat lunak.
Gambar 4.
Activity diagram 5 Wiring Diagram Pada wiring diagram digambarkan jalur koneksi antara perangkat atau komponen dengan mikrokontroller adalah sebagai 1 Implementasi perangkat keras .
Implementasi ini merupakan rancang bangun dari dari perangkat keras yang digunakan berdasarkan hasil analisis.
adalah implementasi dari perangkat keras yang telah di rancang sebelumnya :
Gambar 5.
Wiring diagram system Berikut tabel penjelasan wiring diagram pada Tabel 3.
Komponen Alat Komponen NodeMCU Esp8266 Sensor TDS In/Data Gnd Vcc Sensor DHT11 Data Gnd Vcc Sensor Ultrasonik Echo Uno Gnd Gnd Gambar 5.
Rangkaian Sensor-sensor Dari hasil implementasi perangkat keras diatas dapat dijelaskan bahwa :
Ketika adaptor dipasangkan ke mikrokontroller arduino uno dan nodemcu esp8266, alat posisi ON maka layar lcd akan menyala dan akan menampilkan data atau nilainilai sensor.
Lcd menampilkan nilai dari sensor tds, jika nilai sensor kurang dari 500ppm maka relay 1 dan relay 2 akan menyala bergantian selama 1 Sistem Pemantauan Dan Pengendalian Kadar Nutrisi Dan Pasokan Air Pada Sistem Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino Uno Berbasis Internet Of Things (IoT).
Rengga Erlangga - Sainstech Vol.
35 No 4 (Desember 2.
: 44-53 DOI: https://doi.
org/10.
37277/stch.
detik untuk menyalakan pompapompa untuk pengisian nutrisi air.
Jika nilai sensor lebih dari 500ppm maka relay tidak akan menyala dan akan langsung membaca sensor Lcd menampilkan nilai dari sensor ultrasonik untuk mengukur jarak atau volume air, jika nilai sensor lebih dari 5 cm maka relay 3 akan menyala untuk menyalakan pompa untuk pengisian air baku.
Jika nilai sensor kurang dari 5 cm maka relay dan pompa tidak akan menyala dan akan Selajutnya lcd akan menampilkan nilai kelembapan dan suhu ruangan Ketika nodemcu esp8266 terkoneksi dengan wifi maka data atau nilai yang ditampilakan dan diakses melalui Nilai yang tampil pada aplikasi akan sama dengan nilai yang tampil pada layar lcd.
Tombol bottom lampu pada aplikasi blink digunakan untuk menyalakan lampu yang terhubung dengan alat.
Jika tombol bottom kondisi ON maka lampu akan menyala dan jika tombol bottom kodisi OFF maka lampu akan Implementasi Perangkat Lunak (Softwar.
Berikut ini adalah implementasi dari perangkat lunak dari sistem pemantauan dan sebelumnya antara lain :
Login Halaman login adalah halaman muka pada aplikasi blink untuk bisa mengakses ke menu menampilkan sistem alat pemantauan dan pengendalian yang telah dibuat.
Gambar 7.
Tampilan Login Dashboard Utama Setelah melakukan Login maka akan masuk ke halaman dashboard utama seperti tampilan berikut ini :
Gambar 8.
Tampilan Dashboard Utama 3 Pengujian Pengujian sistem merupakan hal terpenting yang bertujuan untuk mengevaluasi dan kesalahan-kesalahan kekurangan-kekurangan pada perangkat lunak dan perangkat keras yang di uji.
Pada tahapan ini akan dilakukan pengujian sistem untuk memeriksa apakah alat atau perangkat yang dibuat sudah dapat dijalankan sesuai dengan kebutuhan dan standar tertentu.
Adapun metode yang digunakan pada pengujian sistem ini menggunakan metode Black Box.
Sistem Pemantauan Dan Pengendalian Kadar Nutrisi Dan Pasokan Air Pada Sistem Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino Uno Berbasis Internet Of Things (IoT).
Rengga Erlangga - Sainstech Vol.
35 No 4 (Desember 2.
: 44-53 DOI: https://doi.
org/10.
37277/stch.
Pengujian Perangkat keras Tabel 4.
Pengujian Perangkat Keras N Pengu Parame Indikator Arduin Adaptor Indikator o Uno
Power
Layar LCD
n pada Listrik
NodeM Adaptor Indikator Power
lampu pada nodeMCU
n pada Listrik
LCD
Layar
LCD dapat menyala menampilk an data atau menamp nilai-nilai Sensor Mendete Nilai tds
TDS
ksi nilai Analog tds
pada layar
LCD
5 Sensor Mendete Nilai jarak
Ultras ksi nilai pada layar
LCD
Sensor Mendete Nilai suhu
DHT11 ksi nilai kelemba pada layar
Relay
Lampu
Lampu
Indikato indikator r relay 1 relay 1 akan jika diberi arus dan air nutrisi A Relay
Lampu
Lampu
Indikato indikator r relay 2 relay 2 akan Pengu
Parame Hasil
Y T
Relay
Relay
Lampu
Indikato
r relay 3
Lampu
r relay 4
Pomp
Pompa 1
Pomp
Pompa 2
Pomp
Pompa 3
Lampu
Lampu
Menyala Indikator dan pompa
2 untuk air nutrisi B
Lampu
relay 3 akan dan pompa
3 untuk air baku
Lampu
relay 4 akan dan lampu
Pompa 1
air nutrisi A jika relay 1
Pompa 2
air nutrisi B
jika relay 2
Pompa 3
air baku
jika relay 3
Lampu akan jika relay
Hasil
Y T
ue ue ue ue ue ue ue 2 Pengujian Sensor Untuk menentukan apakah nilai Ae nilai dari sensor Aesensor sudah sesuai dan dapat digunakan, diperlukan alat atau bahan ue Sistem Pemantauan Dan Pengendalian Kadar Nutrisi Dan Pasokan Air Pada Sistem Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino Uno Berbasis Internet Of Things (IoT).
Rengga Erlangga - Sainstech Vol.
35 No 4 (Desember 2.
: 44-53 DOI: https://doi.
org/10.
37277/stch.
sebagai bahan perbandingan antara nilai yang dihasilkan sensor dengan alat atau bahan yg sudah terkalibrasi sesuai standar.
Adapun sensor-sensor yang akan dikalibrasi adalah sensor TDS, sensor Ultrasonik dan sensor DHT11.
Perbandingan Sensor TDS Kalibrasi yang dilakukan pada sensor tds terkalibrasi sesuai standar nasional yaitu TDS Calibration Liquid/Solution.
Cairan tds kalibarasi yang digunakan memiliki nilai 500ppm.
Persentasi Kesalahan Relatif = selisih rata-rata x 100% = 0.
0352 x 100% = 3,52% Nilai akurasi = 100 Ae 3.
52 = 96.
Sehingga dengan hasil perbandingan ini, dapat disimpulkan bahwa alat ini memiliki nilai ke akurasian sebesar 96.
Perbandingan Sensor Ultrasonik Pada tahapan ini, perbandingan yang dilakukan adalah dengan mengukur jarak antara sensor ultrasonik ke benda kemudian dibandingkan dengan menggunakan alat ukur berupa penggaris atau mistar.
Gambar 9.
Cairan tds kalibrasi 500 ppm Dari hasil pembacaan sensor selama 10 menit didapat nilai sebagai berikut :
Gambar 10.
Perbandingan Sensor TDS Dari perbandingan ini dihasilkan selisih dari sensor yang digunakan dengan cairan tds error/kesalahan.
Menurut praktikum fisika dasar 1, untuk mendapatkan nilai persentasi kesalahan relatif sensor dihitung dengan persamaan berikut :
Selisih dari pembacaan sensor tds yang telah dilakukan dengan nilai mutlak dari cairan kalibrasi disebut kesalahan absolut Kesalahan Absolut = .
ilai cairan kalibrasi Ae nilai pembacaan senso.
ycoyceycycaycoycaEaycaycu ycaycaycycuycoycyc Kesalahan Relatif = .
ilai cairan kalibras.
Selisih rata-rata = = 0.
ycycycoycoycaEa ycuycnycoycaycn ycoyceycaycoycaEaycaycu ycyceycoycaycycnyce jumlah percobaan 0,352 Gambar 11.
Perbandingan Sensor Ultrasonik Hasil dari perbandingan ini didapatkan nilai yang dibaca oleh sensor ultrasonik dengan menggunakan alat ukur manual .
dihasilkan nilai keakurasian sebesar 98,06%.
Perbandingan Sensor DHT11 Untuk DHT11 dilakukan untuk menguji kepekaan baca sensor terhadap keadaan suhu dan kelembapan disekitar, kemudian dilakukan diwaktu, dan temperatur yang beda.
Kemudian dilakukan pencatatan hasil pembacaan sensor.
Gambar 12.
Perbandingan Sensor DHT11 Hasil dari perbandingan ini didapatkan nilai yang dibaca oleh sensor DHT11 dengan alat persentase kesalahan relatif yaitu 6,6% untuk rata-rata suhu sehingga memiliki nilai akurasi sensor sebesar 93,4% dan 5,6% untuk rata50 Sistem Pemantauan Dan Pengendalian Kadar Nutrisi Dan Pasokan Air Pada Sistem Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino Uno Berbasis Internet Of Things (IoT).
Rengga Erlangga - Sainstech Vol.
35 No 4 (Desember 2.
: 44-53 DOI: https://doi.
org/10.
37277/stch.
rata nilai kelambaban dengan nilai akurasi sensor sebesar 94,4%, namun pada selisih tersebut masih dibilang masih layak untuk digunakan, dikarenakan nilai standar pada suhu adalah diberikan nilai koreksi yang tidak melebihi A 2 AC dan untuk kelembapan tidak melebihi A 10%.
1 Pengujian Sistem Kendali Sederhana Pengujian selanjutnya dilakukan pada sistem pengendalian pengisian tandon air berupa pengisian air nutrisi dan air baku yang sudah terhubung dengan pompa pompa dengan menggunakan sistem kendali Pengujian dilakuan untuk mengetahui apakah sistem pengendalian dapat bekerja dengan baik menggunakan sensor ultrasonik dan sensor TDS untuk mengontrol pompa air dalam melakukan pengisian air bak penampungan.
Dari hasil percobaan sistem kontrol dan monitoring tanaman hidroponik dapat dilihat pada tabel berikut :
Uji Tabel 5.
Pengujian Sistem Kendali Durasi Jarak Nutri Durasi Pompa Sensor Pompa Air Ultrason .
pm Nutrisi Baku ik (C.
Off Off Off Off Off Off Off Off Off Off Off Off Off Off Off Total Durasi Pompa Off Off Hasil pengamatan pada tabel diatas durasi pompa air baru untuk memenuhi sirkulasi hidroponik membutuhkan waktu 85 detik dan setiap 10detik pengisian menghasilkan ketinggian debit air antara 2-3 cm.
Untuk durasi pompa nutrisi untuk memenuhi kebutuhan sistem hidroponik membutuhkan waktu 6 detik dengan setiap detik pengisian nutrisi menghasilkan rentang nilai 100-200 3 Hasil Analisis pengujian Black Box Perangkat Keras dan Lunak Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan dengan metode black box, diketahui bahwa mikrokontroller arduino uno dan nodemcu dapat bekerja jika diberi arus listrik untuk menghidupkan perangkat dan terkoneksi dengan perangkat wifi yang sudah disetting.
Lampu indikator pada mikrokontroller akan menyala diikuti layar lcd yang menyala.
Kemudian sensor Ae sensor akan mulai bekerja Sedangkan digunakan user dapat mengakses dashboard monitoring pada aplikasi blynk jika user dan password benar dan sudah terdaftar.
Pada halaman dashboard monitoring akan menampilkan nilai Ae nilai yang dibaca oleh sensor secara real time dan terus menerus, selain itu terdapat tombol buttom untuk menjalankan perintah pada nodemcu untuk menyalakan atau mematikan lampu.
Kesimpulan Berdasarkan hasil implementasi dan pengujian yang telah dilakukan pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa Penerapan pemantauan berbasis internet of things menggunakan mikrokotroller arduino uno dan nodemcu esp8266 pada sistem tanam hidroponik dapat bekerja dengan baik dan sesuai yang diharapkan karena sensor yang digunakan dapat berjalan dan memberikan informasi secara cepat, akurat dan real time dengan nilai akurasi sensor tds 96,48%.
Sistem Pemantauan Dan Pengendalian Kadar Nutrisi Dan Pasokan Air Pada Sistem Tanam Hidroponik Menggunakan Arduino Uno Berbasis Internet Of Things (IoT).
Rengga Erlangga - Sainstech Vol.
35 No 4 (Desember 2.
: 44-53 DOI: https://doi.
org/10.
37277/stch.
sensor ultrasonik 98,06% dan sensor dht11 untuk suhu 93,4% dan kelembaban 94,4% dan sistem dapat bekerja secara otomatis dalam mengontrol pasokan dan nutrisi air, suhu, kelembapan dan pencahayaan ruangan sehingga memudahkan petani dalam merawat tanamannya serta membuat pertumbuhan tanaman menjadi lebih aman dan stabil.
Daftar Pustaka