Institut Riset dan Publikasi Indonesia (IRPI) MALCOM: Indonesian Journal of Machine Learning and Computer Science Journal Homepage: https://journal.
id/index.
php/malcom Vol.
4 Iss.
1 January 2024, pp: 118-129
ISSN(P): 2797-2313 | ISSN(E): 2775-8575
Smart IoT-Based Hydroponic Rice Farming System in Urban Areas to Enhance Food Security for the Community Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis IoT pada Lahan Urban/ Perkotaan Guna Menambah Ketahanan Pangan Masyarakat Muhammad Akbar Setiawan1*.
Sulistiyasni2 Program Studi D3 Teknik Informatika.
STMIK Widya Utama E-Mail: 1akbar@swu.
id, 2sulistyasnipwt@swu.
Received Aug 30th 2023.
Revised Oct 26th 2023.
Accepted Dec 25th 2023 Corresponding Author: Muhammad Akbar Setiawan Abstract Hydroponic rice cultivation can serve as a solution for urban food security.
Maintaining hydroponic plants is easier due to the clean cultivation environment, sterile planting media, protection from rain, and minimal pest and disease threats, resulting in healthier plants and higher productivity.
Rice, belonging to the Oryza L genus, is found in tropical and subtropical regions.
Rice growth and productivity depend on soil pH, water levels, air humidity, and light intensity.
hydroponic systems, factors like temperature, humidity, and nutrient provision are crucial indicators of one's success in adopting hydroponic farming practices.
Gathering requirements for the optimal plant environment, a Prototyping method is employed in this research.
The Smart Hydroponic Rice Farming Device utilizes soil moisture sensors, air humidity sensors, light intensity sensors, a water level sensor.
Wemos as the central controller and communicator, and WiFi for data uploads.
The device outputs real-time data on soil moisture, air humidity, soil pH, water levels in the hydroponic pipes, and light intensity.
The research aims to create a prototype of an IoT-based Smart Hydroponic Rice Farming Device applicable in rice cultivation installations.
Keyword: Hidroponik.
IoT.
Paddy.
Paddy Farming.
Urban Farming.
Abstrak Budidaya padi secara hidroponik dapat menjadi salah satu solusi ketahanan pangan perkotaan.
Pemeliharaan tanaman hidroponik lebih mudah karena tempat budidayanya bersih, media tanam steril, terlindung dari terpaan hujan, serangan hama dan penyakit kecil, serta tanaman lebih sehat dan produktivitas tinggi.
Padi termasuk genus Oryza L, tersebar di daerah tropis serta daerah subtropis.
Padi adalah tanaman yang untuk pertumbuhannya, produktivitas padi ditentukan oleh kondisi PH tanah, ketinggian air, kelembapan udara, intensitas cahaya.
Dalam sistem tanam hidroponik faktor suhu, kelembaban dan pemberian nutrisi pada tanaman menjadi tolak ukur keberhasilan seseorang dalam menerapkan pola cocok tanam hidroponik.
Kebutuhan akan lingkungan hidup yang optimal untuk tanaman padi akan dikumpulkan untuk kemudian membuat perangkat yang membantu petani menyesuaikan lingkungan yang diinginkan.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode Prototyping.
Perangkat Pertanian Hidroponik Padi Cerdas ini menggunakan sensor kelembapan tanah, kelembapan udara, intensitas cahaya, water level sensor Wemos sebagai Pusat pengendali dan komunikasi serta WiFi untuk mengunggah data ke Internet.
Keluaran dari perangkat ini adalah data Waktu Nyata Pembacaan Sensor Kelembaban tanah, udara.
PH Tanah, ketinggian air dalam Pipa hidroponik, serta intensitas cahaya.
Tujuan Penelitian ini adalah membangun Purwarupa Perangkat Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis IoT yang dapat diterapkan pada Instalasi Hidroponik tanaman padi.
Kata Kunci: Hidroponik.
IoT.
Padi.
Paddy Farming.
Urban Farming.
PENDAHULUAN
Padi, sebagai salah satu jenis dalam genus Oryza L.
, memiliki sekitar 25 spesies yang tersebar luas di daerah tropis dan subtropis seperti Asia.
Afrika.
Amerika, dan Australia .
Di Indonesia, padi (Oryza sativa ) menjadi makanan pokok hampir seluruh penduduk .
Faktor-faktor seperti perubahan intensitas cahaya, ketinggian air, kelembapan udara, dan kelembapan tanah memiliki pengaruh yang signifikan terhadap pertumbuhan tanaman, terutama padi.
Kurangnya kewaspadaan dan pemantauan yang rutin dari para petani DOI: https://doi.
org/10.
57152/malcom.
ISSN(P): 2797-2313 | ISSN(E): 2775-8575
terhadap pertumbuhan padi dapat menyebabkan kondisi tumbuhan yang kurang optimal, yang pada akhirnya dapat mempengaruhi kualitas hasil panen .
Tanaman Padi saat ini sudah dapat dibudidayakan dengan menggunakan teknik hidroponik tanpa menggunakan tanah dan air yang melimpah.
Artinya, hidroponik merupakan teknik bertanam di air yang mengandung campuran nutrisi yang diperlukan oleh tanaman.
Sistem hidroponik seringkali melibatkan penggunaan media tumbuh selain tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman .
Pemerintah memiliki tujuan untuk mencapai swasembada beras dengan menjaga agar harga beras tetap terjangkau bagi masyarakat.
Pertumbuhan jumlah penduduk di perkotaan menyebabkan peningkatan penggunaan lahan untuk keperluan pemukiman penduduk .
Salah satu solusi yang diterapkan adalah urban farming.
Pertanian perkotaan memanfaatkan lahan terbatas, termasuk lahan yang tidak digunakan atau terbengkalai.
Konsep urban farming mendorong kreativitas individu dalam mengoptimalkan hasil panen di lahan yang terbatas, sambil mengurangi biaya yang diperlukan .
Pada dasarnya, urban farming mengasah individu untuk kreatif dalam mengoptimalkan hasil panen di lahan terbatas dan meminimalkan biaya .
Purwarupa alat merupakan hasil dari percobaan dan perekayasaan di dalam laboratorium, yang akan peneliti terpakan di lingkungan yang Hasil perekayasaan akan dikumpulkan data dan kemudai dianalisa guna diketahui lebih jauh mengenai kesesuaian alat dengan kinerja yang diharapkan oleh peneliti.
Permasalahan yang dihadapi petani hidroponik adalah sulitnya memonitoring keadaan lingkungan didalam Rumah Tanam, terutama tanaman padi yang membutuhkan lingkungan yang baik dan memadai.
Sementara kebutuhan pangan yang terus bertambah dan tidak berkurang setiap tahun nya, mengharuskan pemerintah untuk mengambil kebijakan impor beras setiap tahun nya dengan jumlah yang mencapai 400ribu Ton pada tahun lalu .
Maka penelitian ini menjadi memiliki alas an dan urgensi yang kuat mengingat terbatasnya lahan perkotaan yang bisa digunakan untuk menanam padi dan menghasilkan beras.
Penelitian ini berdasarkan pada penelitian sebelumnya yang juga membahas mengenai Penerapan IoT pada Sistem Hidroponik.
Pada tahun 2021, dilakukan penelitian berjudul "Sistem Pengukuran PH.
Kelembapan, dan Suhu Berbasis Internet of Things (IoT)" oleh penulis Wahyuni Eka Sari.
Eko Junirianto, dan Geofani Fatur Rahman.
Penelitian ini menyoroti Petani cabai di Samarinda menghadapi masalah dalam pemantauan kondisi tanaman ketika mereka berada jauh dari kebun atau rumah mereka.
Untuk mengatasi masalah tersebut, penelitian ini menggunakan metode yang melibatkan penggunaan beberapa perangkat dan komponen teknologi, seperti Sensor Kelembapan Tanah.
Sensor PH Tanah.
ANTARES Kit / Wemos.
Kabel Jumper.
Potensiometer, dan Baterai 9V.
Selain itu, perangkat lunak yang terlibat dalam penelitian ini meliputi sistem operasi Windows 10, sistem operasi Android, dan platform web ANTARES.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengusulkan solusi dengan membuat alat yang mampu mengukur tingkat pH tanah, kelembaban tanah, serta suhu udara berbasis Arduino/wemos.
Hal ini diharapkan dapat membantu petani cabai dalam memantau kondisi tanaman mereka meskipun mereka berada jauh dari lokasi kebun atau rumah mereka sebagai langkah awal dalam membantu petani memantau kondisi tanaman secara jarak jauh.
Pada tahun 2020, dilakukan penelitian yang berjudul "Kajian Irigasi Mikro Pada Sistem Hidroponik Padi (Oriza sativa L.
) Varietas Serayu Dalam Rumah Tanaman" yang ditulis oleh Christian N.
Moningkal.
Daniel P.
Ludong, dan David P.
Rumambi.
Penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi isu-isu terkait penggunaan irigasi mikro dalam sistem hidroponik, dengan fokus pada analisis kebutuhan air irigasi pada fase vegetatif serta upaya meningkatkan efisiensi penggunaan air dalam pertumbuhan padi varietas Serayu pada praktik pertanian perkotaan yang berkelanjutan.
Metode eksperimental yang digunakan dalam penelitian ini adalah analisis deskriptif dengan menerapkan 3 perlakuan yang berbeda berdasarkan ketebalan aliran air pada sistem hidroponik Deep Flow Technique (DFT), yaitu: 2 cm, 4 cm, dan 6 cm.
Data yang diperoleh dari pengamatan dan perhitungan kemudian disajikan dalam bentuk grafik dan tabel guna mempermudah analisis.
Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa Ketebalan aliran air pada sistem hidroponik Deep Flow Technique (DFT) berperan signifikan dalam mempengaruhi nilai evapotranspirasi, pertumbuhan tanaman padi, serta efisiensi penggunaan air .
Pada tahun 2018, dilakukan sebuah penelitian berjudul "Rancang Bangun Sistem Monitoring Kelembaban Tanah dan Suhu Udara Berbasis GSM SIM 900A DAN ARDUINO UNO" yang ditulis oleh Wulantika Sintia.
Dedy Hamdani, dan Eko Risdianto.
Penelitian ini menyoroti permasalahan seputar rancangan serta pembuatan alat monitoring kelembaban.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah Metode Research and Development.
Solusi yang diusulkan dalam penelitian ini adalah pembuatan alat monitoring yang mampu mengukur kelembaban tanah dan suhu udara pada tanaman dengan menggunakan teknologi GSM SIM900A dan Arduino Uno sebagai basis utamanya .
Berdasarkan latar belakang dan rumusan prmasalahan yang dialami oleh petani hidroponik, maka peneliti mengusulkan untuk melakukan penelitian yang bertujuan untuk Membuat Purwarupa Alat yang dapat mengamati lingkungan Hidup Tanaman Padi yang terdapat pada area Greenhouse.
MALCOM - Vol.
4 Iss.
1 January 2024, pp: 118-129 MALCOM-04.
: 118-129
METODOLOGI PENELITIAN
Diagram Alir Penelitian dijelaskan pada Gambar diatas Terdiri dari 4 tahapan sebagai berikut.
Gambar 1.
Metodologi Penelitian Indikator Media Hidroponik membutuhkan kontrol dan monitoring Lingkungan Secara Waktu Nyata, ini dikarenakan kandungan Nutrisi dalam media Hidroponik dikondisikan secara manual kandungan nutrisi dan mineral, serta tingkat keasaman serta kelambaban yang berbeda jika menggunakan media tanam berupa tanah Metode Mertode yang digunakan dalam penelitian adalah metode prototype yang terdapat tahapan-tahapan sebagai berikut.
Identify Basic Requirement dengan Studi Pustaka Tahap pertama melibatkan pengumpulan data serta identifikasi kebutuhan perangkat keras yang akan Peneliti melakukan analisis untuk menentukan kebutuhan sistem yang diperlukan dengan melakukan studi pustaka mengenai lingkungan tumbuh optimal untuk tanaman padi dengan media tanam Hidroponik.
Develop initial prototype (Pembuatan Purwarup.
Langkah selanjutnya adalah merancang cara kerja sistem secara umum dengan menggunakan diagram Use case alat Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis IoT yang ada di gambar.
Sistem Pertanian Hidroponik Padi Gambar 2.
Use Case Sistem User Berinteraksi dengan Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis IoT dengan melihat Website Sebagai Antarmuka yang menghubungkan antara User dengan Perangkat Keras.
Website Tersebut Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis.
(Setiawan and Sulistiyasni, 2.
ISSN(P): 2797-2313 | ISSN(E): 2775-8575 memuat Informasi yang diperlukan adalah pembacaan sensor kelembaban tanah, kelembaban udara, ph tanah, ketinggian air dan intensitas cahaya.
Walaupun menggunakan media hidroponik namun peneliti menggunakan metode yang umum digunakan untuk hidroponik tanaman padi yaitu menggunakan media tanah kompos dan arang sekam, sehingga peneliti menggunakan sensor Kelembaban tanah dan PH tanah sebagai bahan didalam penelitian ini.
Perangkat keras dibangun dengan beberapa komponen inti yaitu wemos, sensor kelembaban tanah, sensor kelembaban udara, sensor ph tanah, sensor ketinggian air, dan sensor intensitas cahaya.
Spesifikasi untuk perancangan dan realisasi perangkat keras sistem akan diuraikan sebagai berikut:
Sensor kelembaban tanah berperan dalam mendeteksi kadar kelembaban pada tanah agar tidak menjadi lingkungan yang terlalu kering bagi tanaman padi hidroponik Sensor kelembaban udara berfungsi untuk mengetahui kelembaban udara di lingkungan tanaman padi Rentang kelembaban yang bisa terbaca oleh sistem berkisar antara 30 hingga 100%.
Fungsi dari sensor pH tanah adalah untuk melakukan pemantauan dan mengatur pemberian air dan nutrisi kepada tanaman padi yang ditanam secara hidroponik.
Sensor ultrasonik didesain untuk mengawasi tingkat ketinggian air dan nutrisi saat terjadi sirkulasi air pada akuarium.
Sensor intensitas cahaya digunakan untuk mengetahui besaran intensitas cahaya yang ada di lingkungan Wemos digunakan sebagai perangkat mikrokontroler yang berfungsi untuk menyimpan program yang digunakan oleh sistem perangkat keras ini.
Wemos ini juga digunakan sebagai tempat pemrosesan dari sistem perangkat keras ini.
GSM Shield digunakan sebagai alat untuk koneksi ke Internet sebagai sarana yang digunakan untuk mengirim data ke cloud Server Cloud Server yang digunakan merupakan pihak ketiga yang dapat menampung data yang dikirimkan dari wemos.
HASIL DAN PEMBAHSAN
Hasil Pengembangan Sistem Hasil pengembangan system dengan metode prototype adalah sebuah Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis IoT pada Lahan Urban/Perkotaan Guna Menambah Ketahanan Pangan Masyarakat, dengan performa sebagai berikut.
Alat dapat dioperasikan dengan mudah Alat yang dibangun dapat mendeteksi kelembaban tanah, kelembaban udara, ph tanah, ketinggian air, intensitas cahaya.
Mikrokontroler dapat mengeluarkan output berupa pembacaan alat sensor di website pengguna, serta mengendalikan alat output berupa pompa air untuk mengalirkan nutrisi dan mengatur ketinggian air.
Perangkat yang disusun dapat digunakan tanpa kegagalan.
Perangkat lunak dalam mikrokontroler dapat beroperasi sesuai dengan harapan, yakni dapat menginterpretasikan data yang dipancarkan oleh sensor.
Alat yang dirakit mampu memenuhi kriteria spesifikasi yang telah ditetapkan, yakni:
Bisa membaca keluaran dari sensor PH Tanah.
Kelembaban Udara.
Suhu Udara.
Kelembaban Tanah untuk mendeteksi kesesuaian lingkungan tumbuh kembang padi yang optimal.
Bisa Membaca Ketinggian Air didalam Paralon Hidroponik Guna Menjaga Ketersediaan Air dan Nutrisi bagi tanaman padi.
Dapat mengelola pompa air untuk menjaga ketinggian air dan nutrisi di dalam paralon hidroponik .
Membaca intensitas Cahaya pada lingkungan greenhouse.
Pembahasan Pengembangan Sistem 1 Identify Basic Requirement Tahap awal melibatkan identifikasi kebutuhan perangkat keras yang akan dikembangkan.
Perancang melakukan analisis kebutuhan sistem bersama pengguna, di mana petani mengalami kesulitan untuk secara konsisten mengawasi suhu dan kelembaban dalam Rumah Padi saat diperlukan.
Bagian inti dari alat pengendali suhu, kelembaban, dan cahaya di Rumah Padi ini adalah wemos, sensor kelembaban tanah, sensor kelembaban udara, sensor ph tanah, sensor ketinggian air, sensor intensitas cahaya.
Tabel 4.
Hasil Analisis Identify Basic Requirement No.
Masalah yang dihadapi Kesulitan dalam mengetahui Lingkungan yang ideal didalam lingkungan tanam padi MALCOM - Vol.
4 Iss.
1 January 2024, pp: 118-129 Identifikasi penyebab masalah Harus menggunakan alat ukur untuk masing Ae masing kondisi lingkungan, alat tersebut hanya bisa diamati didalam lingkungan tanam MALCOM-04.
: 118-129
No.
Masalah yang dihadapi Lingkungan tanam yang ideal tidak bisa terpantau jika petani tidak di lokasi akibat alat ukur pengamatan hanya terdapat pada lingkungan tanam padi hidroponik Identifikasi penyebab masalah Alat ukur Kelembaban tanah.
PH tanah Suhu dan kelembaban udara, kondisi air dalam paralon, dan kondisi Cahaya terdapat di sekitar Rumah Tanam Tabel 5.
Alternatif Pemecahan Masalah No.
Identifikasi penyebab masalah Harus menggunakan alat ukur untuk masing Ae masing kondisi lingkungan, alat tersebut hanya bisa diamati didalam lingkungan tanam Alat ukur Kelembaban tanah.
PH tanah Suhu dan kelembaban udara, kondisi air dalam paralon, dan kondisi Cahaya terdapat di sekitar Rumah Tanam saja.
Alternatif pemecahan masalah Membangun Alat yang menggunakan sensor yang lengkap secara terintegrasi dan praktis untuk bisa diamati dengan mudah oleh petani Membangun Alat yang menggunakan sensor yang lengkap secara terintegrasi dan praktis untuk bisa diamati dengan mudah oleh petani, serta membuat antarmuka berbasis internet sehingga petani dapat mengamati keadaan lingkungan Rumah tanam dimanapun dan kapanpun secara Real Time 2 Develop initial prototype Tahapan ini menghasilkan skema atau gambaran dari susunan alat pengendali di Rumah Padi.
Setelah pembuatan skema rangkaian, langkah berikutnya adalah menyusunnya pada papan sirkuit (PCB), dan selanjutnya menghasilkan antarmuka pengguna .
ser interfac.
sebagai berikut:
User interface sistim minimum Wemos Sistem minimum ini merupakan fondasi yang mendukung operasi mikrokontroler, khususnya Mikrokontroler Wemos.
Tanpa sistem minimum ini, mikrokontroler tidak akan dapat beroperasi sesuai kebutuhan yang diinginkan.
Rancangan ini telah dimodifikasi agar dapat mendukung kebutuhan input dan output yang dibutuhkan oleh alat pengendali Lingkungan di Rumah Padi.
Gambar 3.
Wemos Wemos adalah sebuah modul elektronik yang dapat digunakan bersama Arduino dan berbasis pada platform ESP8266, sehingga sering digunakan untuk membuat proyek IoT.
Keunikan Wemos dibandingkan dengan modul Wi-Fi lainnya adalah adanya mikrokontroler terintegrasi yang dapat diprogram melalui port serial.
Fitur unik ini memungkinkan Wemos diprogram tanpa memerlukan modul tambahan untuk melengkapi fungsinya .
User interface Sensor Ph tanah Gambar 4.
Sensor PH Tanah Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis.
(Setiawan and Sulistiyasni, 2.
ISSN(P): 2797-2313 | ISSN(E): 2775-8575 Sensor pH memiliki bentuk batang elektroda yang akan terhubung ke Arduino.
Sensor ini serupa dengan sensor pH yang digunakan pada pH meter tanah yang sudah umum dijual di pasaran.
Rentang pengukuran pada sensor pH ini berkisar antara 2,5 hingga 9 pada skala pH.
Cara penggunaannya adalah dengan menyisipkan batang sensor ke dalam tanah hingga kedalaman sekitar 15cm atau 20cm .
User interface Sensor kelembaban tanah Gambar 5.
Sensor kelembaban Tanah Sensor kelembaban tanah merupakan sebuah modul yang dirancang untuk mendeteksi tingkat kelembaban pada tanah, dan dapat diakses menggunakan mikrokontroler seperti Arduino.
Sensor ini berguna dalam berbagai sistem pertanian, perkebunan, dan juga dalam sistem hidroponik yang menggunakan hidroton.
Soil Moisture Sensor digunakan dalam sistem penyiraman otomatis atau untuk memonitor kelembaban tanah tanaman secara langsung atau daring .
Sensor ini umumnya dijual dalam paket yang terdiri dari dua modul, yakni sensor yang berfungsi untuk mendeteksi kelembaban dan modul elektronik yang bertugas sebagai penguat sinyal .
Sensor Suhu dan Kelembaban Udara DHT 11 Gambar 6.
Sensor Suhu dan Kelembaban Udara DHT11 merupakan sensor digital yang dirancang untuk mengukur suhu dan kelembaban udara di Sensor ini dapat digunakan dengan mudah bersama dengan Arduino.
Sensor ini terbilang stabil dan memiliki tingkat akurasi kalibrasi yang tinggi.
Koefisien kalibrasi disimpan di dalam memori program OTP, yang mengakibatkan modul ini diikutsertakan dalam perhitungan ketika sensor mendeteksi suatu informasi .
Sensor Intensitas Cahaya Lux BH1750 Modul sensor intensitas cahaya BH1750 adalah sensor cahaya digital yang menghasilkan sinyal digital, sehingga tidak memerlukan perhitungan yang kompleks.
Dibandingkan dengan sensor lainnya seperti fotodiode dan LDR yang menghasilkan sinyal analog dan memerlukan perhitungan tambahan untuk memperoleh data intensitas cahaya, sensor BH1750 ini lebih akurat dan lebih mudah digunakan .
MALCOM - Vol.
4 Iss.
1 January 2024, pp: 118-129 MALCOM-04.
: 118-129
Gambar 7.
Sensor Intensitas Cahaya Sensor Ultrasonik untuk Mengukur Ketinggian Air Gambar 8.
Sensor Ultrasonik HC-SR04 adalah sensor ultrasonik yang siap digunakan, yang berperan sebagai pemancar, penerima, dan pengendali gelombang ultrasonik.
Sensor ini mengeluarkan gelombang ultrasonik pada frekuensi 000 Hz yang merambat melalui udara.
Apabila ada benda atau halangan dalam jarak pancaran gelombang, gelombang ultrasonik tersebut akan dipantulkan kembali ke modul .
Pembangunan Program dengan menggunakan Arduino IDE Arduino IDE adalah perangkat lunak open-source yang dirancang khusus untuk memprogram mikrokontroler Arduino.
Aplikasi ini dapat diakses pada sistem operasi Windows.
Mac OS, dan Linux, dan tersedia untuk diunduh secara gratis dari situs resmi Arduino.
Arduino IDE memungkinkan pengguna untuk membuat program untuk mikrokontroler Arduino menggunakan bahasa pemrograman C atau C .
Dikenal dengan antarmuka yang sederhana dan ramah pengguna, bahkan bagi mereka yang baru memulai dalam pemrograman, aplikasi ini menjadi alat yang mudah digunakan untuk membangun proyek dengan mikrokontroler Arduino .
Pada Proses ini, peneliti membuat Program yang akan di unggah ke dalam mikrokontroler pada Wemos.
Program ini Akan Mampu lingkungan melalui sensor sensor yang melekat pada nya.
Berikut adalah potongan Program yang peneliti buat untuk membaca keadaan lingkungan yaitu.
Suhu dan Kelembaban Udara.
Kelembaban Tanah.
PH Tanah.
Intensitas Cahaya dan Ketinggian Air 3 User Review Dalam tahap ini, peneliti mengevaluasi hasil keluaran Prototype, apakah sudah sesuia dengan Harapan yang diinginkan sesuai dengan tujuan penelitian.
Peneliti juga membuat Sebuah user interface dengan website dengan menggunakan cloud server blynk.
Blynk merupakan sebuah platform aplikasi yang tersedia secara gratis untuk sistem operasi iOS dan Android.
Platform ini berperan dalam mengontrol perangkat-perangkat seperti Arduino.
Raspberry Pi, dan sejenisnya melalui koneksi internet.
Blynk didesain khusus untuk aplikasi Internet of Things (IoT) dengan fokus pada kemampuan pengendalian perangkat keras dari jarak jauh, tampilan visualisasi data dari sensor, penyimpanan data, visualisasi data, serta memiliki kemampuan lain yang canggih.
4 Revise and Enhance the Prototype Setelah pengguna melakukan evaluasi, langkah selanjutnya adalah mengemas alat pengendali suhu, kelembaban, dan cahaya ini.
Pengemasan dilakukan menggunakan kotak yang sudah dimodifikasi agar lebih praktis dan mudah dipasang.
Ketika ditemukan kekurangan pada alat, perbaikan dilakukan dengan segera.
Langkah berikutnya adalah merancang cara kerja sistem secara keseluruhan dengan menggunakan Diagram Use case alat Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis IoT yang ada di gambar.
Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis.
(Setiawan and Sulistiyasni, 2.
ISSN(P): 2797-2313 | ISSN(E): 2775-8575 Sistem Pertanian Hidroponik Padi Gambar 9.
Use Case Sistem User Berinteraksi dengan Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis IoT dengan melihat Website Sebagai Antarmuka yang menghubungkan antara User dengan Perangkat Keras.
Website Tersebut memuat Informasi yang diperlukan adalah pembacaan sensor kelembaban tanah, kelembaban udara, ph tanah, ketinggian air dan intensitas cahaya.
Walaupun menggunakan media hidroponik namun peneliti menggunakan metode yang umum digunakan untuk hidroponik tanaman padi yaitu menggunakan media tanah kompos dan arang sekam, sehingga peneliti menggunakan sensor Kelembaban tanah dan PH tanah sebagai bahan didalam penelitian ini.
Perangkat keras dibangun dengan beberapa komponen inti yaitu wemos, sensor kelembaban tanah, sensor kelembaban udara, sensor ph tanah, sensor ketinggian air, dan sensor intensitas cahaya.
Spesifikasi untuk perancangan dan realisasi perangkat keras sistem akan diuraikan sebagai berikut:
Sensor kelembaban tanah berperan dalam mendeteksi kadar kelembaban pada tanah agar tidak menjadi lingkungan yang terlalu kering bagi tanaman padi hidroponik Sensor kelembaban udara berfungsi untuk mengetahui kelembaban udara di lingkungan tanaman padi Rentang kelembaban yang bisa terbaca oleh sistem berkisar antara 30 hingga 100%.
Fungsi dari sensor pH tanah adalah untuk melakukan pemantauan dan mengatur pemberian air dan nutrisi kepada tanaman padi yang ditanam secara hidroponik.
Sensor ultrasonik didesain untuk mengawasi tingkat ketinggian air dan nutrisi saat terjadi sirkulasi air pada akuarium.
Sensor intensitas cahaya digunakan untuk mengetahui besaran intensitas cahaya yang ada di lingkungan Wemos digunakan sebagai perangkat mikrokontroler yang berfungsi untuk menyimpan program yang digunakan oleh sistem perangkat keras ini.
Wemos ini juga digunakan sebagai tempat pemrosesan dari sistem perangkat keras ini.
Cloud Server yang digunakan merupakan pihak ketiga yang dapat menampung data yang dikirimkan dari wemos.
Gambar 10.
Sensor Sensor Sensor adalah adalah elemen yang mengubah sinyal fisik/kimia menjadi sinyal elektronik.
Umumnya sensor dibentuk dari transduser yang telah mengubah besaran fisik atau kimia tersebut menjadi bentuk lain terlebih dahulu .
Pembacaan Sensor Tersebut dilakukan secara waktu nyata dan dapat diakses darimana saja karena data pembacaan sensor akan diunggah ke cloud Server.
Data yang diunggah ke cloud server ini memungkinkan pembacaan data dapat diakses darimana saja dan kapan saja.
Bagan cara kerja alat dan website sebagai sistem lengkap bisa dilihat pada gambar 10.
MALCOM - Vol.
4 Iss.
1 January 2024, pp: 118-129 MALCOM-04.
: 118-129
Gambar 11.
Bagan Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis IoT System Tahap selanjutnya dalam perancangan adalah pembuatan Interface Website sebagai implementasi teknologi IoT.
Website ini akan menampilkan data yang dibaca oleh sensor-sensor yang terhubung.
Tahapan dalam perancangan interface website tersebut dilakukan oleh ketua dan anggota peneliti.
Pengendali dan pemantau kendaraan menggunakan perangkat lunak yang telah diuji menggunakan metode pengujian black box.
Pengujian black box fokus pada fungsionalitas perangkat lunak dan bertujuan untuk mengidentifikasi kesalahan fungsi, antarmuka, struktur data, performa, inisialisasi, dan terminasi .
Metode ini menitikberatkan pada aspek dasar dari sistem tanpa memerhatikan struktur logika internal perangkat lunak.
Pendekatan ini digunakan untuk memeriksa apakah perangkat lunak berfungsi dengan benar.
Dalam pengujian black box, serangkaian kondisi input digunakan untuk menguji semua persyaratan fungsional dari program aplikasi.
Validitas perangkat lunak dilihat dari keluaran yang dihasilkan dari kondisi input tersebut, tanpa memperhatikan bagaimana proses mendapatkan hasil keluaran aplikasi tersebut.
Pengujian dan Analisis Perangat Keras Pengujian perangkat keras dilakukan untuk mendapatkan kesesuaian pengukuran antara lingkungan ideal yang dibutuhkan untuk penelitian.
Lingkungan di dalam purwarupa kumbung jamur direkayasa agar mendapat lingkungan yang tidak ideal bagi tumbuh kembang jamur tiram.
Hal ini dilakukan untuk pengujian sensor apakah mampu membaca rangsangan suhu, kelmbaban dan cahaya yang tidak sesuai pada purwarupa kumbung jamur.
Berikut adalah item pengujian yang dilakukan pada perangkat keras:
Tabel 6.
Item Pengujian Perangkat Keras Alat Yang Diuji Modul Wemos Sensor Suhu dan Kelembaban Udara
DHT 11
Sensor Cahaya BH175 Sensor Kelembaban Tanah Sensor PH Tanah Sensor Ketinggian Air Ultrasonik Butir Pengujian Pengiriman Data Ke Perangkat Client Blynk Jumlah Uji 10 Kali 10 Kali Pengujian Pembacaan Suhu Pengujian Pembacaan kelembaban Pengujian Pembacaan Intensitas Cahaya Mengeluarkan sinyal output dari perangkat arduino ke perangkat output Mengeluarkan SInyal Output Analog untuk Mengetahui PH Tanah Mengukur Ketinggian Air 10 Kali 10 Kali 10 Kali 10 Kali 10 Kali Tabel 7.
Hasil Pengujian Modul Modul Wemos Data Masukkan Hasil Yang diharapkan Mengirimkan Data Pembacaan Sensor ke Server Blynk Dapat Mengirim data Secara Real Time Jumlah Pengujian Berhasil 3 4 5 6 7 8 Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Tabel 8.
Hasil Pengujian Sensor Suhu dan Kelembaban Udara DHT 11 Data Masukkan Hasil Yang diharapkan Pengujian Pembacaan Suhu Dapat Membaca Input Suhu udara Jumlah Pengujian Berhasil 3 4 5 6 7 8 9 Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis.
(Setiawan and Sulistiyasni, 2.
ISSN(P): 2797-2313 | ISSN(E): 2775-8575
Data Masukkan Hasil Yang diharapkan Pengujian Pembacaan Dapat Membaca Input kelembaban udara Jumlah Pengujian Berhasil 3 4 5 6 7 8 9 Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Tabel 9.
Hasil Pengujian Sensor Cahaya BH175 Data Masukkan Hasil Yang diharapkan Pengujian Pembacaan Intensitas Cahaya Cahaya Dapat Membaca Intensitas Cahaya yang Jumlah Pengujian Berhasil 3 4 5 6 7 8 9 Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Masing masing pengujian dilakukan sebanyak 10 kali untuk memastikan perangkat keras berjalan dengan baik.
Pengujian dan analisis perangkat Lunak Blynk Pengujian perangkat lunak dilakukan untuk mendapatkan kesesuaian hasil pengukuran perangkat keras dengan data yang ditampilkan pada perangkat lunak.
Perangkat lunak dibangun menggunakan apps Blynk, dimana data dari perangkat keras setelah dibaca akan dikirimkan ke server Blynk dan dapat dibaca oleh perangkat lunak.
Setelah mendapatkan pembacaan data, maka perangkat lunak diharapkan dapat memberikan perintah lanjutan kepada perangkat keras yuntuk melakukan pengendalian lingkungan dalam hal ini pengendalian suhu, kelembaban dan intensitas cahaya di dalam purwarupa kumbung jamur.
Jika pembacaan perangkat keras menemukan situasi yang tidak ideal bagi perkembangan Jamur Tiram, maka perangkat lunak akan memberikan notifikasi serta akan mengaktifkan tombol output berupa menyalakan kipas untuk pengendalian suhu, menyalakan semprotan kabut untuk pengendalian kelembaban serta Lampu LED untuk pengendalian intensitas Berikut adalah item pengujian yang dilakukan pada perangkat lunak:
Tabel 10.
Aplikasi Perangkat Lunak Blynk Alat Yang Diuji Koneksi Alat dan Server Blynk Label Value Suhu Label Value Kelembaban Label Value Cahaya Butir Pengujian Pengiriman Data Ke Perangkat Client Blynk Dapat Menampilkan pembacaan suhu secara waktu nyata Dapat Menampilkan pembacaan kelembaban secara waktu nyata Dapat Menampilkan pembacaan intensitas cahaya secara waktu nyata Jumlah Uji 10 Kali 10 Kali 10 Kali 10 Kali Masing masing pengujian dilakukan sebanyak 10 kali untuk memastikan perangkat lunak berjalan dengan baik.
Tabel 11.
Hasil Pengujian Koneksi Alat dan Server Blynk Data Masukkan Hasil Yang diharapkan Koneksi alat Perangkat Keras dengan Server Blynk Dapat Terkoneksi antara Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Jumlah Pengujian Berhasil 3 4 5 6 7 8 9 Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Oo Tabel 12.
Hasil Pengujian Label Value Suhu Udara Data Masukkan Hasil Yang Label Value Suhu Dapat Menampilkan Pembacaan Sensor Suhu Secara Waktu Nyata Hasil Perbandingan Dengan Termometer Udara Termometer Label Suhu Beda Suhu MALCOM - Vol.
4 Iss.
1 January 2024, pp: 118-129 MALCOM-04.
: 118-129
Tabel 13.
Hasil Pengujian Label Value Kelembaban Udara Hasil Yang Data Masukkan Dapat Menampilkan Pembacaan Sensor Kelembaban Secara Waktu Nyata Label Value Kelembaban Hasil Perbandingan Dengan Higrometer Label Beda Higrometer Kelembaban Kelembaban Tabel 14.
Hasil Pengujian Label Value Kelembaban Tanah Data Masukkan Label Value Kelembaban Hasil Yang diharapkan Dapat Menampilkan Situasi Tanah Lembab/Kering Kondisi Tanah Dan Hasil Pembacaan Kondisi Tanah Label Kelembaban Basah Tanah basah Basah Tanah basah Basah Tanah basah Basah Tanah basah Kering Tanah kering Kering Tanah kering Kering Tanah kering Tabel 15.
Hasil Pengujian Label Value Cahaya Data Masukkan Hasil Yang diharapkan Label Value Cahaya Dapat Menampilkan Pembacaan Sensor Cahaya dan besaran intensitasnya Secara Waktu Nyata Hasil Perbandingan dengan Pengukur Intensitas cahaya Label Intensitas Hasil Pengukuran Cahaya 74 lx 74 lx 345 lx 345 lx 90 lx 90 lx 440 lx 440 lx 85 lx 85 lx 390 lx 390 lx 94 lx 94 lx Tabel 16.
Hasil Pengujian Label ketinggian Air Data Masukkan Hasil Yang diharapkan Dapat Menampilkan Pembacaan Sensor Ketinggian air Secara Waktu Nyata Label Value Ketinggian Air Ketinggian Air Tinggi Dalam Cm Label Ketinggian Air 5 cm 5 cm 6 cm 6 cm 7 cm 7 cm 8 cm 8 cm 9 cm 9 cm 10 cm 10 cm 11 cm 11 cm Tabel 17.
Hasil Pengujian Label PH Tanah Data Masukkan Hasil Yang diharapkan Label Value PH Tanah Dapat Menampilkan Pembacaan Sensor Ph tanah Secara Waktu Nyata Kondisi Tanah Dan Hasil Pembacaan Kondisi PH Label PH Tanah Tanah Pengujian Perangkat Lunak dan hasilnya bergantung pada kemampuan sinyal internet.
Dalam hal ini peneliti melakukan pengujian pada suhu ruang yang terkontrol.
Sistem Pertanian Hidroponik Padi Cerdas Berbasis.
(Setiawan and Sulistiyasni, 2.
ISSN(P): 2797-2313 | ISSN(E): 2775-8575
KESIMPULAN
Pada penelitian yang telah dilakukan, peneliti berhasil membangun purwarupa sistem alat system pertanian hidroponik padi cerdas berbasis IoT yang dapat mengamati keadaan lingkungan secara terpadu dan realtime sehingga memudahkan petani dalam mengendalikan lingkungan didalam Greenhouse.
Purwarupa telah berhasil dibangun dan dapat mengamatai keadaan lingkungan sekitar alat dengan baik, berdasarkan beberapa kali percobaan pembacaan data yang sesuai dengan keadaan lingkungan sebenarnya, terdapat beberapa perbedaan pembacaan alat dan sensor, namun tidak memiliki pengaruh yang signifikan dalam pembacaan lingkungan.
REFERENSI