Jurnal J-Innovation Vol.
No.
Juni 2019
ISSN : 2338-2082
SISTEM PENGATURAN PH LARUTAN NUTRISI
TANAMAN HIDROPONIK BERBASIS ARDUINO UNO
H of Hydroponic Plants Nutrient Solution Control System Based On Arduino UNO) Fitriady1.
Budi Amri2.
Anwar Brijol3 Teknik Elektronika Industri.
Politeknik Aceh.
Banda Aceh1,2,3 Jl.
Politeknik Aceh No.
1 Gp.
Pango Raya.
Banda Aceh.
Indonesia E-mail : fitriady@politeknikaceh.
ABSTRAK
Salah satu alternatif saat ini dalam budidaya sayuran yang sangat digemari bahkan membawa lebih banyak keuntungan daripada budidaya secara konvensional adalah dengan metode hidroponik.
Metode hidroponik adalah metode bercocok tanam dengan memanfaatkan air sebagai media tanamnya.
Salah satu cara yang harus diperhatikan untuk mendapatkan hasil yang baik pada budidaya sayuran dengan metode hidroponik ini adalah menjaga kadar pH nutrisi media tanaman hidroponik secara berkala.
Pengaturan pH nutrisi tanaman hidroponik yang dibahas dalam artikel ini yaitu dengan cara membuat alat pengaturan pemberian nutrisi tanaman hidroponik secara otomatis sehingga kadar pH nutrisi didalam media air tanaman hidroponik berkisar antara pH 6,0 sampai pH 6,5.
Adapun perangkat kendali yang digunakan pada sistem ini meliputi arduino uno sebagai mikrokontroler, sensor pH, solenoid valve sebagai keran elektronik untuk mengatur buka tutup saluran secara otomatis dan motor pengaduk untuk melarutkan nutrisi didalam air.
Dari hasil percobaan didapatkan bahwa kesalahan rata-rata hasil pembacaan oleh sensor pH yang dibandingkan dengan alat pH meter adalah 3,1% dan sistem mampu mempertahankan pH nutrisi untuk tanaman pada kisaran pH 6,0 Ae 6,5.
Kata kunci: hidroponik, sensor pH, solenoid valve, arduino UNO.
ABSTRACT
Currently, one of alternatives in the vegetables cultivation which are very popular and even bring more advantages than conventional is hydroponic method.
Hydroponic method is a farming method using water as a growing medium.
One of the ways that must be considered to get good results in vegetable cultivation with this method is to maintain pH level in media of hydroponic plant nutrients regularly.
pH nutrition adjustment of hydroponic plants which discussed in this article is by developing a tool that can regulates the provision of hydroponic plant nutrition automatically so that the pH levels of nutrients in the hydroponic plant media water adjusted in range from pH 6.
0 to pH 6.
The control devices used in this system consist Arduino Uno as a microcontroller, pH sensor, a solenoid valve as an electronic valve to adjust open/close flow of nutrient automatically and a stirrer motor to dissolve nutrients in water.
From the experimental, it resulted that the average error of comparison measurement results between pH sensor measurement and pH meter measurement 1% and the system able to maintain pH in mixing nutrient of hydroponic media of range 6.
0 - 6.
Keywords: hydroponic, pH sensor, solenoid valve, arduino UNO.
PENDAHULUAN
Keterbatasan lahan di era modern saat ini dalam bercocok tanam menuntut para petani atau orangorang yang hanya sekedar gemar bercocok tanam untuk memikirkan metode lain selain metode bercocok tanam secara konvensional yaitu dengan menggunakan lahan tanah sebagai media tanamnya.
Salah satu metode yang digunakan sebagai solusi dari keterbatasan lahan tersebut adalah dengan metode Metode hidroponik hanya menggunakan media air sebagai media tanamnya dengan pengaturan nutrisi untuk kesuburan tanaman.
Pengaturan nutrisi pada tanaman hidroponik masih dilakukan secara manual yaitu dengan memantau dan menjaga derajat keasaman nutrisi yang ada didalam air media tanam hidroponik secara berkala.
Hidroponik adalah lahan budidaya pertanian tanpa menggunakan media tanah, sehingga hidroponik merupakan aktivitas pertanian yang dijalankan dengan menggunakan air sebagai media untuk menggantikan Jurnal J-Innovation Vol.
No.
Juni 2019
ISSN : 2338-2082
Dengan demikian sistem bercocok tanam secara hidroponik dapat dilakukan di perkarangan rumah, atap rumah maupun lahan lainnya yang tidak begitu luas .
Komponen paling penting dalam menentukan kesuburan tumbuh dan berkembang tanaman hidroponik adalah penyerapan larutan nutrisi yang terdapat dalam media air oleh akar tanaman.
Nutrisi yang diberikan pada tanaman sangat berhubungan dengan pH air atau derajat keasaman air.
Tingkat pH air akan mempengaruhi daya larut unsur hara pada tanaman yang berakibat pada kualitas kesuburan tumbuh dan kembang tanaman tersebut.
Cara mempertahankan pH air media tanam hidroponik yang dilakukan selama ini masih dilakukan secara manual, yaitu dengan cara pengecekan secara terus menerus dengan menggunakan pH meter.
Hal ini dilakukan karena perubahan pH air dapat sebabkan oleh suhu, kelembaban, dan juga laju aliran nutrisi.
Suhu dan kelembaban merupakan faktor lingkungan, sedangkan laju aliran nutrisi ini bergantung pada bukaan valve pada modul sistem hidroponik NFT .
Larutan nutrisi yang baik adalah yang memiliki skala pH ideal yang sesuai dengan jenis tanamannya.
Rata-rata tanaman membutuhkan larutan nutrisi yang ber pH netral, yaitu skala pH dalam rentang 6.
0 hingga 6,5.
Jika skala pH suatu larutan nutrisi dbawah atau melebihi angka tersebut sudah dapat dipastikan tanaman tidak dapat tumbuh dan berproduksi.
Apabila pH didalam media tanam hidroponik tidak sesuai dengan pH ideal, maka pH didalam media dapat dinaikkan atau diturunkan dengan menambahkan larutan kimia hidroponik sedikit demi sedikit .
Dalam penelitian ini akan dirancang suatu alat sistem pengaturan pemberian larutan nutrisi hidroponik sehingga pH didalam media tanam hidroponik berada pada pH ideal untuk tanaman yang Nilai pH yang dipertahankan atau set poin dari sistem ini adalah dari 6.
0 sampai 6,5.
Pengaturan takaran pemberian larutan nutrisi hidroponik dilakukan melalui pengaturan buka tutup keran solenoid valve yang dikendalikan dengan berdasarkan pengukuran pH oleh sensor pH.
(Nutrient Film Techniqu.
NFT adalah teknik hidroponik aktif yang menggunakan pompa dan mensirkulasi larutan nutrisi kembali ke tandon/tanki Salah satu kunci keberhasilan dalam budidaya sistem hidroponik NFT adalah pemberian nutrisi dan pengaturan nilai pH yang tepat sesuai dengan kebutuhan tanaman.
Tanaman dapat tumbuh dengan optimal pada kisaran pH 5,5 - 6,0 dan 6,5.
Perbedaan perlakuan nilai pH pada larutan nutrisi hidroponik akan mempengaruhi pertumbuhan dan hasil tanaman .
Pada penelitian ini dirancang sebuah alat yang dapat mempertahankan pH larutan nutrisi didalam air tanaman hidroponik secara otomatis dengan menggunakan sensor pH Crowtail 2.
0 Kit.
Proses mempertahankan nilai pH larutan nutrisi hidroponik didalam air dilakukan dengan cara pemberian larutan nutrisi hidroponik sedikit demi sedikit secara otomatis melalui pembukaan keran solenoid valve.
Jika nilai aktual pH air tidak berada pada nilai setpoint, maka valve akan terbuka secara otomatis untuk mengalirkan larutan nutrisi kedalam air dan dilakukan pengadukan oleh motor DC sebelum disirkulasi ke setiap tanaman.
Secara lengkap hubungan tiap-tiap komponen dapat digambarkan seperti dalam Gambar 1.
Arduino
UNO
Sensor pH Driver Relay 1 Motor Pengaduk Driver Relay 2 Solenoid Valve Gambar 1.
Blok Diagram Sistem Adapun skematik rangkaian keseluruhan sistem dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.
Input
Outpu
Input
GND
Output
GND
Arduino Uno 13
GND
GND
2N2222
Motor
2N2222
Valve METODE PENELITIAN Salah satu sistem hidroponik yang paling banyak digunakan di Indonesia adalah sistem hidroponik NFT Gambar 2.
Skematik Rangkaian Keseluruhan Jurnal J-Innovation Vol.
No.
Juni 2019
ISSN : 2338-2082
Untuk membuat pemograman pengendalian agar Arduino dapat mengolah data yang diterima dari sensor pH dan mengaktifkan motor pengaduk dan solenoid valve sebagai aktuatornya dilakukan dengan menggunakan software Arduino IDE.
Urutan tahapan kerja sistem yang diprogramkan dapat dijelaskan oleh flow chart pada Gambar 3.
Mulai Inisialisasi Nilai pH = 6,5 Pembacaan Sensor pH Apakah nilai 0 <= pH <= 6,5 ? TIDAK Solenoid Valve = ON Motor Aduk = ON Solenoid Valve = OFF Motor Aduk = OFF Proses kalibrasi dilakukan dengan cara mengukur pH sampel larutan terlebih dahulu dengan menggunakan pH meter kemudian dilakukan pengukuran dengan menggunakan sensor pH pada sampel larutan yang Kalibrasi sensor pH ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui tingkat akurasi dan presisi alat yang dibuat dengan membandingkannya dengan hasil pengukuran pH meter.
Kalibrasi sensor pH ini dilakukan dengan cara tunning potensio yang berada pada modul sensor pH hingga didapatkan nilai yang sama dengan atau mendekati dengan nilai yang sudah diperoleh dari hasil pengukuran pH meter.
Dari hasil pengujian 5 sampel cairan dengan menggunakan sensor pH dan pH meter, diperoleh hasil seperti terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1.
Hasil Pengujian Sampel Cairan Sensor
Vout
Sampel
Meter
(V) Error
1 Aqua
7,60
7,60
2,13
2 Air Sumur
7,51
7,51
2,04
3 Air Sungai 7,22 7,50 2,01 3,73 Air Laut Air Nutrisi Hidroponik Selesai Gambar 3.
Flow Chart Sistem
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam rancangan alat ini, pengadukan larutan nutrisi dilakukan dalam wadah dengan ukuran diameter dalam 13,3 cm.
Larutan nutrisi dialirkan dengan kontrol solenoid valve ke dalam wadah pencampuran larutan nutrisi dengan air oleh motor Pada Gambar 4 dapat dilihat prototipe alat untuk menguji coba kerja sistem.
4,79
4,98
1,72
3,81
4,43
4,82
1,24
Dari data pada Tabel 1 didapatkan penyimpangan pembacaan oleh sensor pH terhadap pH meter sangatlah kecil yaitu dari rata-rata 5 sampel yang digunakan untuk mengukur pH diperoleh persen error pembacaan adalah 3,1%.
Hasil ini dapat membuktikan bahwa sensor pH dapat mengukur pH larutan dengan hasil yang baik.
Hasil pembacaan sensor pH dan pH meter dapat juga dibandingkan secara grafik seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 5.
Dalam gambar tersebut dapat dilihat linieritas antara hasil pembacaan pH dengan menggunakan sensor pH dan pH meter.
Nilai pH Perbandingan Hasil Pengukuran pH oleh Sensor pH dan pH Meter Aqua Gambar 4.
Prototipe Alat Pengatur pH Larutan Nutrisi Hidroponik Air Sumur Air Sungai Air Nutrisi Hidroponik Jenis Sampel Sensor pH Sebelum sensor pH digunakan untuk mengukur nilai pH larutan nutrisi tanaman hidroponik maka harus dilakukan kalibrasi sensor terlebih dahulu.
Air Laut pH Meter Gambar 5.
Grafik Perbandingan Pembacaan Sensor pH dan pH Meter Jurnal J-Innovation Vol.
No.
Juni 2019
ISSN : 2338-2082
Dari data dalam Tabel 1 juga dapat diketahui bahwa hubungan tegangan keluaran sensor dengan nilai pH terukur adalah semakin rendah nilai pH maka nilai tegangan keluaran sensor juga mengalami Setelah selesai dilakukan kalibrasi pada sensor pH, maka selanjutnya adalah menggunakan sensor pH pada sistem untuk mengukur nilai pH dalam larutan nutrisi hidroponik setiap saatnya.
Perubahan nilai pH yang tidak sesuai dengan nilai set poin sistem akan mempengaruhi respon sistem.
Tabel 2.
Hasil pengujian Sensor pH Pada Sistem terlalu berpengaruh terhadap ketidak akuratan hasil pembacaan sensor sebagai masukan sistem.
Alat yang dibuat mampu mempertahankan pH nutrisi didalam larutan tanaman hidroponik pada rentang nilai 6,0 sampai 6,5.
Alat yang dibuat dalam penelitian ini berhasil diterapkan didalam budidaya tanaman hidroponik untuk mengatur pemberian nutrisi kepada tanaman sehingga pH larutan nutrisi dapat terjaga pada nilai pH yang diinginkan.
Untuk kesempurnaan didalam penggunaan energi listrik dapat menggunakan sumber daya energi listrik dari energi terbarukan seperti dengan menggunakan solar panel dan turbin angin atau air.
DAFTAR PUSTAKA