JTELS
Journals of Telecommunication and Electrical Scientific E-ISSN 3046-6466 Vol.
No.
Januari 2025 Perancangan Sistem Hidroponik Pada Kontrol Ph.
Nutrisi.
Kelembaban Menggunakan Logika Fuzzy Berbasis Internet of Thing Yogi Ardiansyah Putra1.
Yussa ananda2*.
Lisa Adriana Srg3.
Indra Roza4 Program Studi Teknik Elektro.
Fakultas Teknik Dan Komputer.
Universitas Harapan Medan JL.
Jhoni NO.
70 A.
Medan,Indonesia.
yogiardiansyah344@gmail.
com,2*cyberyussa@gmail.
com, 3lisaadrianasiregar@gmail.
indraroza30@yahoo.
1,2,3
Email Penulis Korespondensi cyberyussa@gmail.
AbstrakOeHidroponik adalah metode pertanian modern tanpa tanah yang bergantung pada pengendalian parameter lingkungan seperti pH, nutrisi, dan kelembaban untuk menunjang pertumbuhan tanaman secara optimal.
Penelitian ini berfokus pada perancangan sistem hidroponik berbasis logika fuzzy dan Internet of Things (IoT) untuk mengatasi tantangan dalam pengelolaan parameter secara efisien dan presisi.
Sistem ini memanfaatkan sensor untuk memantau kondisi lingkungan secara real-time, algoritma logika fuzzy untuk mengolah data dan mengambil keputusan, serta aktuator untuk mengontrol suplai nutrisi, pH, dan kelembaban secara otomatis.
Teknologi IoT memungkinkan pengguna untuk memantau dan mengendalikan sistem melalui perangkat pintar dari lokasi yang jauh.
Implementasi sistem ini menunjukkan kemampuan dalam menjaga parameter lingkungan dalam batas optimal dengan tingkat presisi yang tinggi.
Selain itu, rancangan ini menawarkan efisiensi operasional, pengurangan kesalahan manusia, serta kemudahan dalam pengelolaan pertanian hidroponik.
Hasil penelitian ini berkontribusi pada pengembangan teknologi hidroponik cerdas yang berkelanjutan dan mendukung inovasi pertanian di era digital.
Kata Kunci: Hidroponik.
Kontrol pH.
Kontrol nutrisi.
Kelembaban.
Logika fuzzy.
Internet of Things (IoT).
AbstractOeHydroponics is a modern soil-free farming method that relies on controlling environmental parameters such as pH, nutrients, and humidity to support optimal plant growth.
This study focuses on designing a hydroponic system based on fuzzy logic and the Internet of Things (IoT) to overcome the challenges of managing parameters efficiently and precisely.
This system utilizes sensors to monitor environmental conditions in real-time, fuzzy logic algorithms to process data and make decisions, and actuators to automatically control the supply of nutrients, pH, and humidity.
IoT technology allows users to monitor and control the system through smart devices from a remote location.
The implementation of this system demonstrates the ability to maintain environmental parameters within optimal limits with a high level of precision.
In addition, this design offers operational efficiency, reduced human error, and ease of hydroponic farming management.
The results of this study contribute to the development of sustainable smart hydroponic technology and support agricultural innovation in the digital Keywords: Hydroponics, pH control.
Nutrient control.
Humidity.
Fuzzy logic.
Internet of Things (IoT).
PENDAHULUAN
Hidroponik merupakan salah satu metode pertanian modern yang semakin diminati karena mampu mengatasi berbagai kendala pertanian konvensional, seperti keterbatasan lahan dan degradasi kualitas tanah.
Sistem ini tidak memerlukan media tanah, melainkan menggunakan larutan nutrisi yang kaya akan mineral untuk mendukung pertumbuhan tanaman.
Namun, keberhasilan budidaya hidroponik sangat bergantung pada pengendalian parameter lingkungan seperti pH larutan, kadar nutrisi, dan kelembaban udara.
Ketidakseimbangan pada parameter ini dapat menyebabkan penurunan produktivitas tanaman atau bahkan kegagalan panen.
Oleh karena itu, pengelolaan yang tepat dan presisi terhadap parameter tersebut menjadi sangat penting.
Di era digital, penggunaan teknologi Internet of Things (IoT) telah membuka peluang baru dalam pengelolaan sistem pertanian, termasuk hidroponik.
Teknologi IoT memungkinkan pemantauan dan pengendalian parameter lingkungan secara real-time dan jarak jauh melalui perangkat pintar, sehingga mempermudah pengguna dalam pengelolaan sistem.
Selain itu, logika fuzzy, sebagai salah satu pendekatan komputasi cerdas, dapat Yogi Ardiansyah Putra, dkk
JTELS
Journals of Telecommunication and Electrical Scientific E-ISSN 3046-6466 Vol.
No.
Januari 2025 digunakan untuk mengolah data sensor yang bersifat tidak pasti dan dinamis, serta memberikan keputusan yang akurat untuk pengendalian sistem.
Kombinasi logika fuzzy dan IoT menawarkan solusi yang efektif dalam mengatasi tantangan pengelolaan sistem hidroponik modern.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengembangkan sistem hidroponik yang mampu mengontrol parameter pH, nutrisi, dan kelembaban secara otomatis menggunakan logika fuzzy dan IoT.
Sistem ini dirancang untuk bekerja secara real-time dengan memanfaatkan sensor untuk mengukur parameter lingkungan, algoritma fuzzy untuk pengambilan keputusan, dan aktuator untuk melakukan tindakan korektif.
Teknologi IoT juga diintegrasikan untuk memungkinkan pemantauan dan pengendalian sistem secara jarak jauh melalui aplikasi berbasis web atau mobile.
Melalui penelitian ini, diharapkan dapat dihasilkan sistem hidroponik yang tidak hanya efisien dan presisi dalam pengelolaan parameter lingkungan, tetapi juga mudah diakses dan dioperasikan oleh pengguna.
Dengan demikian, rancangan ini dapat memberikan kontribusi signifikan dalam pengembangan teknologi pertanian berbasis digital yang berkelanjutan dan mendukung peningkatan produktivitas di sektor pertanian.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan pendekatan eksperimental untuk merancang dan mengembangkan sistem hidroponik yang mampu mengontrol parameter pH, nutrisi, dan kelembaban menggunakan logika fuzzy berbasis Internet of Things (IoT).
Proses penelitian meliputi beberapa tahapan utama, yaitu studi literatur, perancangan sistem, implementasi perangkat keras dan perangkat lunak, serta pengujian dan evaluasi.
Studi Literatur Tahap awal penelitian mencakup pengumpulan informasi terkait metode hidroponik, parameter penting yang memengaruhi pertumbuhan tanaman .
H, nutrisi, dan kelembaba.
, logika fuzzy, dan teknologi IoT.
Informasi ini digunakan sebagai dasar untuk merancang sistem yang sesuai dengan kebutuhan pengendalian lingkungan dalam hidroponik.
Perancangan Sistem Perancangan sistem mencakup:
Perangkat keras: Pemilihan komponen seperti sensor pH, sensor kelembaban tanah, sensor nutrisi (EC), mikrokontroler, modul IoT, dan aktuator seperti pompa nutrisi, pompa pH, dan Perangkat lunak: Pengembangan algoritma logika fuzzy untuk pengambilan keputusan berdasarkan data sensor dan integrasi modul IoT untuk memfasilitasi pemantauan serta kontrol jarak jauh melalui aplikasi web atau mobile.
Implementasi Sistem Perakitan perangkat keras: Sensor dipasang pada sistem hidroponik untuk mengukur parameter lingkungan secara real-time.
Mikrokontroler digunakan untuk mengolah data dari sensor dan mengendalikan aktuator.
Pengembangan perangkat lunak: Algoritma fuzzy dirancang dengan mendefinisikan himpunan fuzzy, fungsi keanggotaan, dan aturan inferensi untuk setiap parameter yang dikendalikan.
Sistem IoT dikembangkan untuk mengirim dan menerima data melalui jaringan internet.
Pengujian dan Evaluasi Pengujian dilakukan untuk memastikan sistem berfungsi dengan baik, mencakup:
Akurasi sensor: Mengukur keakuratan data yang dikumpulkan oleh sensor terhadap standar Efektivitas kontrol fuzzy: Mengevaluasi kemampuan sistem dalam menjaga parameter pH, nutrisi, dan kelembaban dalam rentang optimal.
Konektivitas IoT: Menguji stabilitas koneksi antara perangkat IoT dan aplikasi pengguna.
Analisis Data Data dari hasil pengujian dianalisis untuk mengevaluasi kinerja sistem secara keseluruhan.
Parameter keberhasilan meliputi keakuratan pengendalian parameter lingkungan, respons sistem terhadap perubahan kondisi, serta kemudahan pengguna dalam memantau dan mengontrol sistem melalui aplikasi IoT.
Melalui metode ini, diharapkan dapat dihasilkan sistem hidroponik cerdas yang andal, efisien, dan mampu mendukung pengelolaan pertanian modern berbasis teknologi Yogi Ardiansyah Putra, dkk
JTELS
Journals of Telecommunication and Electrical Scientific E-ISSN 3046-6466 Vol.
No.
Januari 2025
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini menghasilkan sebuah sistem hidroponik cerdas yang mampu mengontrol parameter pH, nutrisi, dan kelembaban menggunakan logika fuzzy dan teknologi Internet of Things (IoT).
Gambar 1.
Desain Sistem Alat Berikut adalah hasil implementasi dan pengujian yang dilakukan:
Kinerja Sistem Sensor dan Aktuator Sistem sensor yang digunakan untuk mengukur pH, kelembaban, dan nutrisi (EC) menunjukkan kinerja yang akurat dalam membaca parameter lingkungan.
Sensor pH memiliki rata-rata kesalahan pembacaan sebesar 2,28%, sedangkan sensor kelembaban dan nutrisi masing-masing memiliki rata-rata kesalahan 0,86%.
Aktuator seperti pompa nutrisi dan pH juga berfungsi secara optimal dalam menyesuaikan parameter sesuai dengan keputusan yang diambil oleh algoritma logika fuzzy.
1 Pengujian Sensor Nutrisi menggunakan TDS Tabel 1.
Tabel Deteksi Sensor Sampel Pengujian Pengujian TDS Meter Error Rata rata 2 Pengujian Sensor pH Tabel 2.
Pengujian keadaan Asam.
Netral.
Dam Basa
Larutan Asam
Larutan Netral
Larutan Basa
Yogi Ardiansyah Putra, dkk
JTELS
Journals of Telecommunication and Electrical Scientific E-ISSN 3046-6466 Vol.
No.
Januari 2025 Waktu 5 menit 10 menit 15 menit 20 menit 25 menit 30 menit Tabel 3.
Pengujian Kalibrasi Sensor
Ph Alat
3,45
3,49
3,48
3,52
3,52
3,59
3,49
3,56
3,53
3,62
3,44
3,61
Rata- rata Ralat
1,14 %
1,13 %
1,94 %
1,96 %
2,86 %
4,7 %
3 Pengujian Sensor Kelembaban DS18b20 Tabel 4.
Pengujian kalibrasi Sensor DS18B20 pada kelembaban air Hasil Data Pengukuran (Kelembaba.
Pengujian Sensor DS18b20 Alat Pembanding Error (%) Pertama Kedua Ketiga 0,93 % Keempat Kelima Rata-rata 4 Efektivitas Logika Fuzzy dalam Pengendalian Parameter Logika fuzzy yang dirancang mampu mengelola ketidakpastian dan variabilitas parameter lingkungan dengan Sistem berhasil menjaga pH dalam rentang optimal 5,5Ae6,6, kelembaban tanah pada kisaran 61Ae80%, dan konsentrasi nutrisi pada tingkat yang sesuai dengan kebutuhan tanaman.
Himpunan fuzzy dan aturan inferensi yang digunakan memastikan sistem dapat merespons perubahan kondisi lingkungan secara real-time, seperti saat terjadi penurunan nutrisi atau perubahan pH akibat faktor eksternal.
Gambar 2.
Hasil pengukuran sistem pada hidroponik Dari gambar diatas dihasilan pengukuran sistem pada hidroponik dengan nilai pH sebesar 6.
Nilai nutrisi sebesar 1374, dan nilai kelembaban sebesar 71.
Dari nilai diatas akan dilakukan ke pengujian sistem fuzzy.
Berikut pengujian sistem fuzzy dengan rumus yang telah ditentukan.
Pola Aturan rule Fuzzy adalah [Aturan ke.
If (Sensor pH is Sedan.
and (Sensor TDS is Sedan.
and (Sensor Kelembaban is Tingg.
then (Kurang bagu.
Yogi Ardiansyah Putra, dkk
JTELS
Journals of Telecommunication and Electrical Scientific E-ISSN 3046-6466 Vol.
No.
Januari 2025 Tabel 5.
Pengujian Sistem Pengukuran Nilai Sensor Aturan Sensor pH Sedang Sensor Nutrisi Sedang Sensor Kelembaban Tinggi Output Fuzzy Predikat min AASedang [ 6.
min AASedang [ 1.
min AATinggi [ 71.
Keterangan Relay
Tidak Bagus LOW
Indikator Buzzer
HIGH,
LED Kuning LOW.
LED Hijau
LOW
LOW
Tabel 6.
Pengujian akurasi alat Hasil Data Pengujian Pengujian 1 Pengujian 2 Pengujian 3 Pengujian 4 Pengukuran Output Keterangan Berhasil Berhasil Tidak Berhasil Berhasil 3 Konektivitas dan Kemudahan Pemantauan Melalui IoT Sistem IoT memungkinkan pengguna untuk memantau kondisi sistem hidroponik secara real-time melalui aplikasi berbasis web atau mobile.
Data dari sensor dikirimkan ke server cloud, yang kemudian dapat diakses oleh Pengguna juga dapat memberikan perintah jarak jauh, seperti menambah nutrisi atau mengatur kelembaban, melalui aplikasi.
Pengujian konektivitas menunjukkan bahwa sistem stabil dengan tingkat latensi rata-rata kurang dari 1 detik.
Tabel 7.
Perangkat Keras Perangkat Keras Spesfikasi Processor IntelA Celeron A CPU N3350 @ 1.
10 GHz, 1101 Mhz, 2 Core .
, 2 Logical Pro OS Name Microsoft Windows 10 Pro Memory System Type RAM 4.
00 GB
X 64 Ae Based PC Tabel 8.
Perangkat Lunak Perangkat Lunak Spesfikasi BLYNK IoT Versi 3.
Arduino IDE Versi Arduino 1.
Android System Android Os 11 Pada pengujian ini dilakukan untuk pengujian koneksi IOT pada pengukuran pH.
Yogi Ardiansyah Putra, dkk
JTELS
Journals of Telecommunication and Electrical Scientific E-ISSN 3046-6466 Vol.
No.
Januari 2025 Gambar 3.
Tampilan Data Nilai pH pada tampilan WEB Gambar 4.
Tampilan Data Nilai Nutrisi pada tampilan WEB Gambar 5.
Tampilan Data Nilai Kelembaban pada tampilan WEB Pembahasan Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem hidroponik yang dirancang dapat memenuhi kebutuhan pengendalian parameter lingkungan dengan tingkat presisi dan efisiensi yang tinggi.
Penggunaan logika fuzzy terbukti efektif dalam mengelola parameter yang bersifat dinamis dan tidak pasti, sementara teknologi IoT meningkatkan aksesibilitas dan kemudahan pengelolaan.
Namun, terdapat beberapa kendala yang ditemukan selama pengujian, seperti kebutuhan kalibrasi rutin pada sensor pH untuk menjaga akurasi pengukuran.
Selain itu, stabilitas koneksi IoT bergantung pada kualitas jaringan internet, yang dapat menjadi hambatan di area dengan sinyal lemah.
Untuk pengembangan lebih lanjut, disarankan untuk menambahkan fitur prediktif menggunakan machine learning guna meningkatkan kemampuan adaptasi sistem terhadap perubahan lingkungan yang lebih kompleks.
Secara keseluruhan, sistem ini menawarkan solusi yang andal dan inovatif untuk mendukung pengelolaan hidroponik modern, sekaligus memberikan kontribusi nyata pada pengembangan teknologi pertanian berbasis digital.
Yogi Ardiansyah Putra, dkk
JTELS
Journals of Telecommunication and Electrical Scientific E-ISSN 3046-6466 Vol.
No.
Januari 2025
KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa system AuPerancangan Sistem Hidroponik pada Kontrol pH.
Nutrisi.
Kelembaban Menggunakan Logika Fuzzy Berbasis Internet of ThingAy.
Maka dari itu penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain.
Penelitian ini berhasil merancang sistem hidroponik berbasis logika fuzzy dengan metode kerja waterfall yang meliputi analisis, desain, implementasi, pengujian, dan pemeliharaan sistem.
Perancangan perangkat keras dilakukan dengan membangun prototipe sesuai spesifikasi, menyusun komponen pada PCB, dan menghubungkannya ke NodeMCU ESP8266, sedangkan perangkat lunak menggunakan bahasa C dalam platform Arduino.
Integrasi kontrol input-output mencakup koneksi berbagai komponen seperti sensor pH.
TDS.
DS18b20.
LCD, relay.
LED, dan buzzer ke NodeMCU ESP8266 untuk memastikan fungsi sistem berjalan tanpa kesalahan.
Data sensor ditampilkan secara real-time menggunakan komunikasi serial dan diproses dengan logika fuzzy untuk otomatisasi.
Pengujian menunjukkan sistem mampu menjaga parameter pH, nutrisi, dan kelembaban dalam rentang optimal dengan tingkat akurasi sebesar 80%.
Dengan pola aturan fuzzy tertentu, pengujian dilakukan lima kali dan sistem berfungsi sesuai harapan, menjadikan alat ini efektif untuk mendukung pengelolaan hidroponik yang presisi dan efisien.
REFERENSI