TUGAS AKHIR (609502A)

RANCANG BANGUN MONITORING DAN KONTROL

PERTUMBUHAN TANAMAN PADA SISTEM HIDROPONIK DFT

MENGGUNAKAN METODE FUZZY LOGIC

FEBRIYAN DWI HARTARTO

0915040029

DOSEN PEMBIMBING :

ADIANTO, S.T.,M.T.

II MUNADHIF, S.ST.,M.T.

PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMASI

JURUSAN TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

SURABAYA

2019

i

HALAMAN JUDUL

TUGAS AKHIR (609502A)

RANCANG BANGUN MONITORING DAN KONTROL

PERTUMBUHAN TANAMAN PADA SISTEM HIDROPONIK

DFT MENGGUNAKAN METODE FUZZY LOGIC

FEBRIYAN DWI HARTARTO

0915040029

DOSEN PEMBIMBING :

ADIANTO, S.T.,M.T.

II MUNADHIF, S.ST.,M.T.

PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMASI

JURUSAN TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

SURABAYA

2019

ii

Halaman sengaja dikosongkan

iii

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN MONITORING DAN KONTROL PERTUMBUHAN

TANAMAN PADA SISTEM HIDROPONIK DFT MENGGUNAKAN

METODE FUZZY LOGIC

Disusun Oleh:

Febriyan Dwi Hartarto

0915040029

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan

Program Studi D4 Teknik Otomasi

Jurusan Teknik Kelistrikan Kapal

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

Disetujui oleh Tim penguji Tugas Akhir Tanggal Ujian : 14 Agustus 2019

Periode Wisuda : September 2019

Menyetujui,

Dosen Penguji NIDN Tanda Tangan

1. Lilik Subiyanto, S.T., M.T. (0030016903) (……….....…..….)

2. Adianto, S.T., M.T. (0002077704) (…………………)

3. M. Khoirul Hasin, S.Kom., M.Kom. (0025128802) (…….………..….)

Dosen Pembimbing NIDN Tanda Tangan

1. Adianto, S.T., M.T. (0007017004) (…………......…)

2. Ii Munadhif, S.ST., M.T. (0010079102) (………...…...…)

Mengetahui

Koordinator Program Studi,

Dr. Eng. Imam Sutrisno, S.T., M.T.

NIP. 197501162000121001

Menyetujui

Ketua Jurusan,

Mohammad Basuki Rahmat, S.T., M.T.

NIP. 197305222000031001

iv

Halaman sengaja dikosongkan

v

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

No. : F.WD I. 021

Date : 3 Nopember 2015

Rev. : 01

Page : 1 dari 1

Yang bertandatangan dibawah ini :

Nama : Febriyan Dwi Hartarto

NRP. : 0915040029

Jurusan/Prodi : Teknik Kelistrikan Kapal/D4 Teknik Otomasi

Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa :

Tugas Akhir yang akan saya kerjakan dengan judul :

RANCANG BANGUN MONITORING DAN KONTROL PERTUMBUHAN

TANAMAN PADA SISTEM HIDROPONIK DFT MENGGUNAKAN

METODE FUZZY LOGIC

Adalah benar karya saya sendiri dan bukan plagiat dari karya orang lain.

Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah tersebut,

maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan yang berlaku.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan penuh tanggung jawab.

Surabaya, 2 September 2019

Yang membuat pernyataan,

(Febriyan Dwi Hartarto)

NRP.0915040029

vi

Halaman sengaja dikosongkan

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya sehingga Penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir yang menjadi salah satu syarat mutlak untuk

menyelesaiakan program studi Teknik Otomasi jenjang Diploma-4 Politeknik

Perkapalan Negeri Surabaya.

Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak lepas dari peran berbagai pihak yang telah

memberikan bantuan, bimbingan, dan dorongan. Dalam kesempatan ini penulis

ingin mengucapkan terima kasih yang tak terhingga khususnya kepada:

1. Ayah saya Sutaryono yang selalu mendoakan, menguatkan, mendukung,

dan memberikan segalanya kepada saya, Ibu saya Suharti yang selalu

mendoakan memberikan semangat, mengajarkan kesabaran, dan

mengajarkan segala hal kepada saya.

2. Kakak saya Adityas Dian Suhartarti, dan sepupu saya Lena, Bintang, Daffa,

Lubna, alfin, yang selalu mendoakan dan mensupport saya dalam segala hal.

3. Bapak Ir. Eko Julianto M.sc., FRINA selaku direktur Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

4. Bapak Mohammad Basuki Rahmat, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik

Kelistrikan Kapal PPNS.

5. Bapak Dr. Eng. Imam Sutrisno, S.T., M.T. selaku Koordinator Prodi Teknik

Otomasi PPNS.

6. Bapak Adianto ST.,M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Ii

Munadhif S.ST.,M.T. selaku Dosen Pembimbing II atas segala ilmu yang

telah ditularkan, pembinaan, serta motivasi yang tiada henti selama

penyusunan Tugas Akhir ini. Memberikan dukungan yang luar biasa dari

pengajuan judul Tugas Akhir hingga saat ini, serta atas segala jenis

tantangan yang bersifat membangkitkan motivasi saya sehingga Tugas

Akhir ini dapat terselesaikan.

7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Kelistrikan Kapal PPNS yang telah

memberikan ilmu dan bimbingannya selama penulis melaksanakan studi.

viii

8. Keluarga kost update 2 yang telah memberikan segala jenis dukungan moral

dan materi, motivasi, mengajarkan arti kebersamaan selama penulis

mengerjakan dan menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Teman - teman jurusan prodi Teknik Otomasi yang membanggakan dan

seluruh teman – teman PPNS yang telah mendoakan, mensupport dan

mengajarkan berbagai hal bagi saya sehingga terselesainya Tugas Akhir ini.

10. Seluruh pihak yang telah membantu kami yang tidak dapat kami sebutkan

satu persatu.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan,

oleh karena itu kritik dan saran sangat diharapkan demi kesempurnaan pada

Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

bagi semua pihak yang membacanya.

Akhir kata, penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada

semua pihak yang telah membantu, semoga Allah SWT selalu melimpahkan

rahmat dan hidayah-nya kepada kita semua. Aamiin.

Penulis

Febriyan Dwi Hartarto

ix

RANCANG BANGUN MONITORING DAN KONTROL

PERTUMBUHAN TANAMAN PADA SISTEM HIDROPONIK

DFT MENGGUNAKAN METODE FUZZY LOGIC

Febriyan Dwi Hartarto

ABSTRAK

Salah satu solusi terhadap permasalahan keterbatasan lahan untuk

bercocok tanam saat ini adalah dengan menerapkan sistem hidroponik Deep Flow

Technique(DFT). Sistem ini memanfaatkan air yang tersikulasi sebagai media

tanam agar memperoleh air. Tingkat kadar pH akan mempengaruhi daya larut

unsur hara tanaman yang berdampak pada kualitas kesuburan tumbuh dan

berkembang tanaman tersebut. Dari permasalahan tersebut, penulis memiliki

solusi yaitu membuat sebuah sistem monitoring dan kontrol secara otomatis yang

dapat mengamati pertumbuhan tanaman hidroponik. Sistem ini terdiri dari sensor

pH, sensor DHT11, sensor HC-SR04, RTC DS3231, Arduino UNO, aktuator

pompa air, pompa wiper, dan kipas DC. Terdapat juga NodeMCU dan kamera

ESP-32 cam, serta aplikasi android yang berfungsi untuk memonitoring dan

kontrol secara manual dan otomatis. Pada sistem ini menerapkan metode fuzzy

logic untuk mendapatkan nilai set point dari kadar pH air nutrisi sebesar 6.00

menggunakan sensor pH dan ketinggian air pada bak reservoir menggunakan

sensor HC-SR04. Dari hasil pengujian metode fuzzy logic, untuk mencapai kadar

pH dari 10.00 sampai 6.00 sistem membutuhkan waktu rata-rata 103.3 detik, dari

2.00 sampai 6.00 membutuhkan waktu rata-rata 124.67 detik. Pada pengujian

sistem dengan aplikasi android yang telah dibuat dengan melakukan komunikasi

realtime antara android dengan hidroponik DFT diperoleh presentase

keberhasilan sebesar 95%.

Kata Kunci: Keterbatasan lahan, Hidroponik DFT, Fuzzy logic , Kadar pH air

x

Halaman sengaja dikosongkan

xi

DESIGN MONITORING AND CONTROL OF PLANT GROWTH

IN THE HYDROPONIC DFT SYSTEM USING THE FUZZY

LOGIC METHOD

Febriyan Dwi Hartarto

ABSTRACT

One solution to the problem of limited land for farming today is to apply

the Deep Flow Technique (DFT) hydroponic system. This system utilizes

circulated water as a planting medium in order to obtain water. The level of pH

will affect the solubility of plant nutrients which have an impact on the fertility of

the plants growing and developing. From these problems, the authors have a

solution that is making a monitoring and control system that can automatically

observe the growth of hydroponic plants. This system consists of a pH sensor,

DHT11 sensor, HC-SR04 sensor, RTC DS3231, Arduino UNO, water pump

actuator, wiper pump, and DC fan. There is also a NodeMCU and ESP-32 cam

camera, and an Android application that functions to monitor and control

manually and automatically. In this system applies the fuzzy logic method to get

the set point value of the pH of the nutrient water of 6.00 using a pH sensor and

the water level in the reservoir using the HC-SR04 sensor. From the results of

testing the fuzzy logic method, to achieve pH levels from 10.00 to 6.00 the system

takes an average time of 103.3 seconds, from 2.00 to 6.00 requires an average

time of 124.67 seconds. In testing the system with an android application that has

been made by conducting realtime communication between android and DFT

hydroponics, the percentage of success is 95%.

Keywords : Land limitations, DFT Hydroponics, Fuzzy logic, Water pH levels

xii

Halaman sengaja dikosongkan

xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ...................................................................... v

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

ABSTRAK ............................................................................................................. ix

ABSTRACT ............................................................................................................. xi

DAFTAR ISI ........................................................................................................ xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xvii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xix

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah .............................................................................. 3

1.3. Tujuan ................................................................................................ 3

1.4. Manfaat .............................................................................................. 3

1.5. Batasan Masalah ................................................................................ 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 5

2.1. Penelitian Sebelumnya ....................................................................... 5

2.2. Sistem Hidroponik ............................................................................. 6

2.2.1 Sistem Hidroponik Pada Sayuran ........................................ 7

2.2.2 Sawi ..................................................................................... 7

2.2.3 Bak Reservior ...................................................................... 8

2.2.4 Rockwool .............................................................................. 8

2.2.5 Pengaturan pH Nutrisi ......................................................... 9

2.2.6 Nutrisi AB Mix ..................................................................... 9

2.3 Kontroler .......................................................................................... 10

2.3.1 Arduino UNO .................................................................... 10

xiv

2.3 Sensor dan Aktuator ......................................................................... 12

2.3.1 Sensor pH ........................................................................... 12

2.3.2 Sensor Jarak HC-SR04 ....................................................... 13

2.3.3 Sensor Suhu DHT 11 .......................................................... 14

2.3.4 NodeMCU ESP8266 .......................................................... 15

2.3.5 Modul RTC DS3231 .......................................................... 16

2.3.6 Driver Motor L298N .......................................................... 17

2.3.7 Modul Relay ....................................................................... 18

2.3.8 Pompa Air DC 12V ............................................................ 18

2.3.9 Kipas DC ............................................................................ 19

2.3.10 ESP32-CAM ....................................................................... 20

2.4 Database ........................................................................................... 21

2.4.1 Database MySQL .............................................................. 21

2.5 Software yang Digunakan ................................................................ 21

2.5.1 Matlab ................................................................................. 21

2.5.2 Pemrograman Android ....................................................... 22

2.5.3 XAMPP .............................................................................. 22

2.5.4 Arduino IDE ....................................................................... 22

2.6 Metode Fuzzy Logic ......................................................................... 23

2.6.1 Dasar Logika Fuzzy ............................................................ 23

2.6.2 Komponen Dasar Logika Fuzzy ......................................... 24

2.6.3 Pengendalian Logika Fuzzy ................................................ 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .............................................................. 27

3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................................... 27

3.2. Tahap Identifikasi Awal ................................................................... 28

3.3. Analisa Kebutuhan Sistem ............................................................... 28

3.4. Perencanaan Sistem Kerja ................................................................ 29

xv

3.2.1. Diagram Blok Sistem ......................................................... 29

3.2.2. Diagram Blok Kontrol ....................................................... 30

3.2.3. Flow Chart Sistem ............................................................. 31

3.5 Perancangan Desain Rancang Bangun ............................................ 33

3.6 Perancangan Hardware .................................................................... 35

3.7 Perancangan Software ...................................................................... 38

3.7.1 Perancangan Software Aplikasi Android ........................... 39

3.7.2 Perancangan Software Matlab ........................................... 40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 45

4.1 Hasil Perancangan Mekanik ............................................................ 45

4.2 Hasil Pengujian Hardware ............................................................... 45

4.2.1 Real time Clock DS3231 dengan Arduino ......................... 46

4.2.2 Sensor pH dengan Arduino Uno ........................................ 47

4.2.3 Sensor Suhu DHT 11 dengan Arduino Uno ...................... 50

4.2.4 Sensor Jarak HC-SR04 dengan Arduino UNO .................. 53

4.2.5 Driver L298N dan Pompa Wiper ....................................... 55

4.2.6 Relay dengan Pompa DC 12V ........................................... 57

4.2.7 Relay dengan Kipas DC 12V ............................................. 57

4.2.8 Pengujian Streaming Kamera ............................................ 58

4.2.9 Perancangan Diagram Wiring Panel .................................. 59

4.3 Pengujian Komunikasi Arduino dengan Database Mysql .............. 61

4.4 Pengujian Komunikasi Android dengan Database Mysql .............. 62

4.5 Pengujian Metode Fuzzy Logic ........................................................ 64

4.5.1 Pengujian Menggunakan Toolbox Matlab ......................... 64

4.5.2 Pengujian Menggunakan Perhitungan ............................... 65

4.5.3 Pengujian Menggunakan M-file ......................................... 69

4.5.4 Pengujian dengan Training Data Input dan Output ........... 69

xvi

4.5.5 Pengujian Menggunakan Arduino ...................................... 71

4.6 Integrasi Software dan Hardware .................................................... 72

4.6.1 Pengujian Mode otomatis ................................................... 72

4.7 Hasil Pertumbuhan Tanaman ........................................................... 75

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 81

5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 81

5.2 Saran ................................................................................................. 82

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 83

LAMPIRAN .......................................................................................................... 85

Biodata Mahasiswa .................................................................................... 85

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Tabel pemberian pH hidroponik ............................................................ 6

Tabel 2. 2 Spesifikasi Arduino UNO .................................................................... 11

Tabel 2. 3 Spesifikasi sensor pH ........................................................................... 12

Tabel 2. 4 Spesifikasi sensor jarak HC-SR04 ....................................................... 13

Tabel 2. 5 Spesifikasi sensor suhu DHT11 ........................................................... 14

Tabel 2. 6 Spesifikasi module RTC ...................................................................... 16

Tabel 2. 7 Spesifikasi Driver motor L298N .......................................................... 17

Tabel 2. 8 Spesifikasi relay 2 channel ................................................................... 18

Tabel 2. 9 Spesifikasi ArduCAM Mini ................................................................. 20

Tabel 3. 1 Alat dan Bahan penelitian .................................................................... 28

Tabel 3. 2 Keterangan gambar desain rancang bangun......................................... 35

Tabel 3. 3 Himpunan kadar pH ............................................................................. 41

Tabel 3. 4 Input Ketinggian Air ............................................................................ 42

Tabel 3. 5 Output pompa up .................................................................................. 42

Tabel 3. 6 Output pompa down ............................................................................. 43

Tabel 3. 7 Rule Base Fuzzy Logic ......................................................................... 44

Tabel 4. 1 Konfigurasi pin Arduino dengan modul RTC DS3231 ....................... 46

Tabel 4. 2 Pengujian RTC DS3231 ....................................................................... 47

Tabel 4. 3 Konfigurasi pin Arduino dengan sensor pH ........................................ 48

Tabel 4. 4 Pengujian Sensor pH dengan pH Meter ............................................... 48

Tabel 4. 5 Konfigurasi pin Arduino dengan sensor suhu DHT 11........................ 50

Tabel 4. 6 Pengujian Sensor DHT 11 dengan termometer ................................... 53

Tabel 4. 7 Konfigurasi pin Arduino dengan sensor jarak HC-SR04..................... 53

Tabel 4. 8 Pengujian Sensor HC-SR04 dengan Penggaris .................................... 55

Tabel 4. 9 Pengujian driver motor dengan pompa wipper .................................... 56

Tabel 4. 10 Data pengujian Relay dan kipas DC 12v ........................................... 58

Tabel 4. 11 Konfigurasi pin diagram wiring ......................................................... 60

Tabel 4. 12 Lanjutan konfigurasi pin diagram wiring........................................... 60

Tabel 4. 13 Pengujian komunikasi antara Arduino dengan database Myqsl ........ 61

Tabel 4. 14 Pengujian komunikasi antara Android dengan database Mysql ........ 63

xviii

Tabel 4. 15 Rule Base sistem ................................................................................. 67

Tabel 4. 16 Operator AND (MIN) ......................................................................... 68

Tabel 4. 17 Data sampel input dan output ............................................................. 69

Tabel 4. 18 Output data sampel dan training Fuzzy Logic .................................... 70

Tabel 4. 19 Pengujian 1 ......................................................................................... 72

Tabel 4. 20 Pengujian 2 ......................................................................................... 73

Tabel 4. 21 Pengujian 1 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator ............... 73

Tabel 4. 22 Pengujian 2 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator ............... 73

Tabel 4. 23 Pengujian 3 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator ............... 74

Tabel 4. 24 Pengujian 4 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator ............... 74

Tabel 4. 25 Pengujian 5 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator ............... 74

Tabel 4. 26 Rata-rata hasil pengujian aplikasi android monitoring dan kontrol ... 75

Tabel 4. 27 Pertumbuhan tanaman ........................................................................ 75

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Sistem Hidroponik DFT ..................................................................... 6

Gambar 2. 2 Sawi ................................................................................................... 7

Gambar 2. 3 bak reservior ...................................................................................... 8

Gambar 2. 4 Rockwool ............................................................................................ 8

Gambar 2. 5 Larutan pH Up dan pH Down ............................................................ 9

Gambar 2. 6 Nutrisi A&B ..................................................................................... 10

Gambar 2. 7 Arduino UNO ................................................................................... 11

Gambar 2. 8 Sensor pH ......................................................................................... 12

Gambar 2. 9 Sensor jarak HC-SR04 ..................................................................... 13

Gambar 2. 10 Sensor suhu DHT 11 ...................................................................... 14

Gambar 2. 11 NodeMCU ...................................................................................... 15

Gambar 2. 12 Module RTC ................................................................................... 16

Gambar 2. 13 Driver motor L298N ...................................................................... 17

Gambar 2. 14 Relay 2 channel .............................................................................. 18

Gambar 2. 15 (1) Pompa air DC dan (2) pompa wiper ......................................... 19

Gambar 2. 16 Kipas DC ........................................................................................ 19

Gambar 2. 17 ArduCAM Mini .............................................................................. 20

Gambar 2. 18 Stuktur dasar pengendalian Fuzzy.................................................. 24

Gambar 2. 19 Proses Fuzzifikasi ........................................................................... 25

Gambar 3. 1 Diagram Alir penelitian .................................................................... 27

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem ........................................................................ 29

Gambar 3. 3 Diagram blok Fuzzy logic optimasi kadar pH dan ketinggian air .... 30

Gambar 3. 4 Diagram Blok pada Kipas DC .......................................................... 30

Gambar 3. 5 Flow Chart Sistem ............................................................................ 31

Gambar 3. 6 Lanjutan Flow Chart Sistem ............................................................. 32

Gambar 3.7 Rancang Bangun hidroponik DFT .................................................... 33

Gambar 3.8 Rancang bangun Tampak samping belakang .................................... 34

Gambar 3.9 Rancang Bangun Tampak Depan Atas.............................................. 34

Gambar 3. 10 Rangkaian sensor suhu DHT11 dengan Arduino Uno ................... 35

Gambar 3. 11 Rangkaian Sensor pH dengan Arduino Uno .................................. 36

Gambar 3. 12 Rangkaian Sensor jarak HC-SR04 dengan Arduino ...................... 36

xx

Gambar 3. 13 Rangkaian Arduino dengan Relay untuk pompa air ....................... 37

Gambar 3. 14 Rangkaian Arduino dengan Driver motor untuk pompa wiper ...... 37

Gambar 3. 15 Rangkaian Arduino dengan relay untuk kipas DC ......................... 37

Gambar 3. 16 Rancangan hardware sistem ........................................................... 38

Gambar 3.17 Tampilan Interface aplikasi android ................................................ 39

Gambar 3. 18 Input dan output metode fuzzy logic ............................................... 40

Gambar 3. 19 Input kadar pH ................................................................................ 40

Gambar 3. 20 Input Ketinggian air ........................................................................ 41

Gambar 3. 21 Output pompa Up ........................................................................... 42

Gambar 3. 22 Output pompa down ........................................................................ 43

Gambar 4. 1 Hasil perancangan Mekanik ............................................................. 45

Gambar 4. 2 Rangkaian RTC DS3231 .................................................................. 46

Gambar 4. 3 Pengujian RTC DS3231 dengan jam digital ..................................... 47

Gambar 4. 4 Rangkaian modul sensor pH dan probe dengan arduino .................. 48

Gambar 4. 5 Rangkaian Sensor DHT 11 ............................................................... 50

Gambar 4. 6 Pengujian Sensor DHT 11 dengan termometer ................................ 52

Gambar 4. 7 Rangkaian Sensor HC-SR04 dengan Arduino Uno .......................... 53

Gambar 4. 8 Pengujian Sensor HC-SR04 dengan penggaris ................................ 55

Gambar 4. 9 Perancangan driver motor dan hasil mekanik pompa wiper ............ 56

Gambar 4. 10 Pengujian driver motor dengan Avo meter ..................................... 56

Gambar 4. 11 Pengujian Relay dan Pompa DC 12v.............................................. 57

Gambar 4. 12 Desain perancangan relay kipas dan hasil mekanik kipas .............. 57

Gambar 4. 13 Pengujian Relay dan Kipas DC 12v ............................................... 58

Gambar 4. 14 Pengujian Streaming kamera ESP32-CAM .................................... 58

Gambar 4. 15 Penyimpanan hasil gambar di dalam SD card ................................ 59

Gambar 4. 16 Wiring Perancangan Diagram Panel ............................................... 59

Gambar 4. 17 komunikasi monitoring arduino dengan database Mysql .............. 61

Gambar 4. 18 komunikasi kontrol arduino dengan database Mysql ..................... 62

Gambar 4. 19 Pengujian Proses Komunikasi monitoring android Mysql ............. 63

Gambar 4. 20 Komunikasi kontrol android dengan database Mysql ................... 64

Gambar 4. 21 Pengujian fuzzy logic pada toolbox Rule ........................................ 65

Gambar 4. 22 Fuzzifikasi kadar pH ....................................................................... 65

Gambar 4. 23 Fuzzifikasi ketinggian air ................................................................ 66

xxi

Gambar 4. 24 pengujian fuzzy logic dengan MATLAB m-file ............................. 69

Gambar 4. 25 Pengujian Fuzzy Logic arduino ...................................................... 72

xxii

Halaman sengaja dikosongkan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kebutuhan pangan bagi masyarakat seperti sayuran dan buah-buahan

meningkat setiap tahunnya, kebutuhan sayuran pada tahun 2014 sebesar

11.918.571 ton, meningkat 3,12% dibandingkan produksi sayuran pada tahun

2013 (Kementrian Pertanian, 2015). Data ini menunjukkan bahwa untuk

mengimbangi kebutuhan sayuran harus ada peningkatan produksi sayuran.

Sedangkan itu banyak daerah di Indonesia hanya mementingkan pembangunan

fisik daaerahnya saja seperti pembangunan perumahan dan gedung perkantoran

tanpa berfikir fungsi dari lahan terebut, sehingga hal ini mengakibatkan banyak

daerah di Indonesia mulai kehilangan lahan sebagai media tanam tumbuhan.

Hidroponik adalah salah satu cara untuk menanam tanaman dalam skala

besar tanpa memerlukan lahan yang luas dan sangat cocok untuk dibudidayakan

di daerah perkotaan (Ibadarrohman, Salahuddin, & Kowanda, 2018). Hidroponik

merupakan metode untuk menanam tanaman dengan menggunakan media aliran

air. Sistem hidroponik tidak memerlukan pestisida beracun sehingga lebih ramah

terhadap lingkungan dan tanaman yang dihasilkan jauh akan lebih sehat. Salah

satu metode hidroponik yang sering digunakan adalah Deep Flow Technique

(DFT). Hidroponik sistem DFT merupakan metode kultur menggunakan aliran air

sebagai media dan persediaan nutrisi. Sedangkan itu media tanam yang sering

digunakan pada sistem hidroponik DFT adalah rockwool. Rockwool merupakan

media anorganik dengan komponen media yang berguna untuk menyerap dan

meneruskan air, sehingga mempunyai kapasitas air tinggi yang memungkinkan

untuk menyimpan air nutrisi pada sistem hidroponik yang dibutuhkan oleh

tanaman untuk tumbuh.

Tanaman sayuran adalah salah satu tanaman yang sering di tanam pada

sistem hidroponik, karena batang pada sayuran tidak terlalu besar dan berat. Sawi

(Brassica rapa L.) adalah tanaman sayuran daun yang satu genus dengan sawi-

sawian. Menanam sawi pada umumnya dilakukan pada lahan yang cukup akan

2

air. Sawi merupakan salah satu tanaman yang berumur pendek, karena panen

dengan sistem konvensional sekitar ±45 hari, sedangkan dengan sistem

hidroponik menjadi lebih cepat sekitar 4 minggu dan tanaman ini memiliki

banyak kandungan gizi. Selain itu sawi adalah salah satu tanaman yang memiliki

nilai ekonomis tinggi dan juga dapat tumbuh di dataran tinggi dan dataran rendah

(Wahyuningsih, Fajriani, & Aini, 2016).

Proses penanamannya, sayuran sawi hidroponik merupakan jenis tanaman

yang rentan terhadap perubahan suhu. Apabila pada lingkungan tanaman sawi

hidroponik terdapat suhu yang ekstrem, maka dapat menyebabkan tanaman sawi

hidroponik tidak tumbuh dengan baik (Hendra & Andoko, 2014). Selain itu,

nutrisi yang diberikan pada tanaman sangat berhubungan dengan pH air atau

derajat keasaman air pada bak reservior. Nilai pH yang tidak konstan dapat

mencegah reaksi kimia yang negative. Selama ini para petani untuk memeriksa

kadar pH pada air nutrisi tanaman sawi hidroponik masih menggunakan cara

manual menggunakan pH meter. Hal ini menjadikan pekerjaan petani menjadi

tidak efektif dan efisien.

Berdasarkan latar belakang diatas, penulis mengambil penelitian untuk

membuat sistem monitoring dan kontrol pertumbuhan tanaman sistem hidroponik

DFT. Penulis membuat rancang bangun untuk mendeteksi kondisi kadar pH air

nutrisi menggunakan sensor pH dan sensor jarak HC-SR04, kemudian data yang

dibaca akan diolah oleh Arduino dengan menggunakan metode Fuzzy Logic untuk

menghasilkan nilai setpoint bedasarkan parameter untuk tanaman. Selain itu agar

suhu sekitar tanaman stabil sesuai setpoint penulis menggunakan sensor DHT 11

untuk mendeteksi suhu dan akan menyalakan kipas DC apabila suhu tidak sesuai

dengan setpoint. Untuk mengetahui hasil dari penelitian pertumbuhan tanaman

yang dilakukan dimonitoring menggunakan kamera ESP-32 Cam yang berfungsi

untuk mengetahui pertumbuhan tanaman sawi setiap hari agar terlihat perbedaan

hasilnya. Penulis menggunakan aplikasi Android Untuk memonitoring dan kontrol

pertumbuhan tanaman pada sistem hidroponik DFT secara otomatis. Oleh karena

itu, penulis mengangkat penelitian dengan judul “Rancang Bangun Monitoring

dan Kontrol Pertumbuhan Tanaman Pada Sistem Hidroponik DFT Menggunakan

Metode Fuzzy Logic”.

3

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini antara lain:

1. Bagaimana cara membuat rancang bangun sistem monitoring dan kontrol

pertumbuhan tanaman Hidroponik ?

2. Bagaimana cara memonitoring dan kontrol Pertumbuhan tanaman sistem

hidroponik DFT menggunakan aplikasi Android ?

3. Bagaimana mengimplementasikan sistem kontrol kadar pH air nutrisi pada

bak reservior hidroponik DFT dengan metode Fuzzy Logic ?

1.3. Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Dapat membuat rancang bangun sistem monitoring dan kontrol

pertumbuhan tanaman Hidroponik DFT.

2. Mampu melakukan proses monitoring dan kontrol dengan aplikasi

Android pada tanaman hidroponik DFT.

3. Mampu mengimplementasikan metode Fuzzy Logic terhadap kontrol kadar

pH air nutrisi pada bak reservoir sistem hidroponik DFT.

1.4. Manfaat

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah dengan pembuatan rancang

bangun sistem kontrol pH air nutrisi menggunakan metode Fuzzy Logic pada

hidroponik DFT ini dapat membantu para petani untuk mengkontrol dan

memonitoring menggunakan aplikasi android kadar pH air nutrisi pada bak

reservior sesuai setpoint pada pertumbuhan tanaman hidroponik serta suhu sekitar

tanaman, ketinggian air nutrisi didalam bak reservior hidroponik DFT. Dengan

menggunakan sistem hidroponik DFT dapat mempercepat waktu panen tanaman

dibandingkan dengan sistem konvensional yang menggunakan lahan untuk

menanam tanaman cukup luas, juga dengan menggunakan sistem hidroponik tidak

mengenal musim untuk menanam tanaman. Selain itu penggunaan kamera ESP-32

Cam dapat memonitoring pertumbuhan tanaman setiap hari dan menyimpan data

gambar pada SD card.

4

1.5. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dari tugas akhir ini yaitu:

1. Sistem yang dibuat berupa purwa rupa.

2. Parameter yang digunakan adalah parameter tanaman sawi putih.

3. Penelitian ini difokuskan pada monitoring dan kontrol kadar pH air nutrisi

pada pertumbuhan tanaman hidroponik sistem DFT.

4. Kamera ESP-32 Cam digunakan untuk monitoring pertumbuhan tanaman.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Penelitian Sebelumnya

Fakultas Teknologi Industri, Universitas Internasional Batam sebelumnya

telah melakukan penelitian berjudul “Implementasi Fuzzy Logic Controller Untuk

Mengatur PH Nutrisi Pada Sistem Hidroponik Nutrient Film Technique(NFT)”.

Pada penelitian ini bertujuan untuk mengimplementasi metode Fuzzy Logic

Controller (FLC) untuk mengatur pH nutrisi pada sistem hidroponik NFT agar

dapat menjaga kestabilan nilai pH nutrisi sebesar 5,5. Adapun sistem kontrol yang

digunakan adalah Arduino Mega2560 dengan Analog pH Meter Kit sebagai input,

serta solenoid valve sebagai aktuator pada sistem kontrol tersebut. Tanaman yang

diatur tingkat pH nutrisinya pada sistem ini adalah selada (Luctuca Sativa L.)

(Pancawati & Yulianto, 2016) .

Pada penulisan Tugas Akhir ini penulis mengembangkan suatu sistem

dimana menggunakan metode Fuzzy Logic untuk mendapatkan pembacaan sensor

pH dan sensor jarak HC-SR04 sehingga didapatkan kadar pH air nutrisi yang

sesuai dengan nilai setpoint yang telah ditentukan untuk tanaman. Berbeda dengan

penelitian sebelumnya, pada penelitian kali ini yang menggunakan sistem

hidroponik DFT dimana pompa air tidak harus dinyalakan selama 24 jam tetapi

dapat diatur dengan menggunakan modul RTC DS3231. Sensor yang digunakan

adalah sensor pH, sensor suhu DHT11, dan sensor jarak HC-SR04. Sensor pH

digunakan untuk mengetahui kadar pH pada bak reservior, sensor jarak HC-SR04

digunakan untuk membaca ketinggian volume air pada bak reservoir hidroponik

DFT. Sensor DHT11 digunakan untuk mengetahui kondisi suhu dan kelembaban

udara sekitar tanaman. Kadar pH dan volume ketinggian air bak reservior yang

didapat akan dijadikan data input yang diproses untuk mendapatkan nilai set point

yang sesuai dengan parameter nilai pertumbuhan tanaman. Kamera ESP32-CAM

digunakan untuk memonitoring pertumbuhan tanaman setiap hari dan hasil

gambar akan di simpan di SD Card. Setelah itu semua data dikirim melalui

jaringan localhost akan ditampilkan pada aplikasi android.

6

2.2. Sistem Hidroponik

Sistem hidroponik adalah salah satu teknik budidaya tanaman tanpa

menggunakan media tanah. Beberapa model dasar hidroponik yang biasa

dikembangkan di Indonesia yaitu : Pasang surut (Ebb and Flow), Irigasi tetes

(Drips Sistem), NFT (Nutrient Film Technique), DFT (Deep Flow Technique),

Rakit apung (Floating) dan Kultur udara/kabut (Aeroponic) (Putra, 2018).

Pada penelitian ini penulis menggunakan hidroponik DFT karena termasuk

salah satu sistem yang paling banyak digunakan. Hidroponik DFT merupakan

sistem pengairan dengan meletakkan akar tanaman pada lapisan air dengan

kedalaman sekitar 2-3 cm. keunggulan sistem hidroponik DFT ini adalah tanaman

tidak akan kering atau layu karena nutrisi selalu tersedia dalam jumlah yang

cukup didalam pipa dan tidak membutuhkan aliran listrik selama 24 jam.

Gambar 2. 1 Sistem Hidroponik DFT

(Sistem Hidroponik DFT (Deep Flow Technique))

Tabel 2.1 merupakan beberapa tanaman hidroponik dengan kebutuhan kadar pH

dan PPM nutrisi selama masa penanaman.

Tabel 2. 1 Tabel pemberian pH hidroponik (Rini Rosliani, 2005)

Jenis Sayuran EC (mS/cm) pH

Brokoli 3,0 - 3,5 6,0 - 6,5

kacang-kacangan 2,0 - 4,0 6,5

Tomat 2,0 - 5,0 6,0

Labu 1,7 - 2,6 5,5

Radish 1,4 - 1,8 6,5

Bawang Merah 2,0 - 3,0 6,0

turnip 1,8 - 2,4 6,0

Mentimun 1,0 - 2,5 6,5

Bawang Daun 2,0 - 3,0 6,5

Bayam 1,4 - 1,8 6,5

7

2.2.1 Sistem Hidroponik Pada Sayuran

Sistem budidaya secara hidroponik sering dilakukan untuk mengatasi

masalah pada kekurangan lahan pertanian, yang dalam hal ini adalah tanaman

pangan khususnya adalah sayuran. Dalam hal ini tidak lepas dari sarana yang

menunjang optimalisasi dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Dengan

cara ini tumbuhan dapat berkembang dengan cepat, Karena sistem ini memiliki

banyak kelebihan. Salah satu kelebihan adalah dapat tumbuh dan berproduksi

lebih baik dibandingkan dengan teknik penanaman biasa dan juga lahan yang

dibutuhkan untuk penanaman tidak harus lahan yang luas.

2.2.2 Sawi

Sawi adalah sekelompok tumbuhan dari marga Brassica yang

dimanfaatkan daun atau bunganya sebagai bahan pangan (sayuran), baik segar

maupun diolah. Tanaman sawi dapat tumbuh baik di tempat yang berhawa panas

maupun berhawa dingin, sehingga dapat diusahakan dari dataran rendah maupun

dataran tinggi. Kondisi iklim yang dikehendaki untuk pertumbuhan tanaman sawi

adalah daerah yang mempunyai suhu malam hari 15,6°C dan siang harinya 21,1°C

serta 7 penyinaran matahari antara 10-13 jam per hari (Rukmana, 2002). Beberapa

varietas sawi ada yang tahan terhadap suhu panas, dapat tumbuh dan berproduksi

baik di daerah yang suhunya antara 27°C-32°C. Daerah penanaman yang cocok

adalah mulai dari ketinggian 5 meter sampai dengan 1.200 meter diatas

permukaan laut. Derajat keasaman (pH) tanah yang optimum untuk

pertumbuhannya adalah pH 6 sampai pH 7 (Haryanto.E, 2001).

Gambar 2. 2 Sawi (Wikipedia, 2018)

8

2.2.3 Bak Reservior

Bak reservior pada sistem hidroponik DFT ini berfungsi sebagai bak

percampuran antara air, nutrisi dan segala hal yang dibutuhkan untuk menjaga

kondisi kebutuhan tanaman. Cairan di dalam reservoir ini akan dikondisikan

sesuai kebutuhan tanaman hidroponik karena merupakan wadah cairan yang

diisikan atau dialirkan ke plant hidroponik DFT dan menjadi wadah bagi aliran air

nutrisi yang tidak diserap tanaman hidroponik untuk di proses kembali di dalam

bak reservior sehingga tidak ada cairan nutrisi yang terbuang kecuali diserap

tanaman hidroponik sesuai kebutuhannya.

Gambar 2. 3 bak reservior

2.2.4 Rockwool

Rockwool merupakan salah satu media tanam yang banyak digunakan oleh

para petani hidroponik. Media tanam ini mempunyai kelebihan dibandingkan

dengan media lainnya terutama dalam hal perbandingan komposisi air dan

udara yang dapat disimpan oleh media tanam ini. Sifatnya mampu menahan

air dan udara dalam jumlah yang baik untuk mendukung pertumbuhan akar

tanaman (Wikipedia, 2017).

Gambar 2. 4 Rockwool

9

2.2.5 Pengaturan pH Nutrisi

Nutrisi yang diberikan pada tanaman erat kaitannya dengan pH air atau derajat

keasaman air. Parameter pH nutrisi hidroponik sangat penting karena akan

mempengaruhi ketersedian dan penyerapan beberapa unsur atom 16 yang

diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Penyerapan maksimum elemen ini

ditemukan pada pembacaan pH 5,5 sampai 6. Ketika pH tersebut turun, maka

ketersediaan unsur makro berkurang dan penyerapan nutrisi mikro dapat

mencapai tingkat beracun. Penurunan dan peningkatan pH larutan nutrisi

dapat dilakukan melalui penambahan asam (HNO3, H3PO4 atau H2SO4)

atau penambahan basa (KOH) ke larutan nutrisi.

Gambar 2. 5 Larutan pH Up dan pH Down

Pengaturan kadar pH pada penelitian ini dilakukan dengan menambahkan

larutan Asam Sulfat (H2SO4) selanjutnya disebut pH Down agar nutrisi menjadi

lebih asam. Demikian sebaliknya, digunakan larutan Kalium Hidroksida (KOH),

selanjutnya disebut pH Up, agar nutrisi menjadi lebih basa.

2.2.6 Nutrisi AB Mix

AB Mix merupakan campuran antara pupuk A dan pupuk B. Pupuk A

mengandung unsur kalium sedangkan pupuk B mengandung sulfat dan fosfat.

Ketiga unsur ini tidak boleh dicampur dalam keadaan pekat agar tidak

menimbulkan endapan. Perlu diketahui bahwa akar tanaman hanya dapat

menyerap nutrisi yang benar-benar telah terlarut dalam air. Apabila nutrisi atau

pupuk yang digunakan belum terlarut sempurna maka akan menyebabkan

terhambatnya penyerapan unsur hara dan juga bisa menyebabkan terjadinya

sumbatan pada pipa-pipa hidroponik. Satu set nutrisi hidroponik yang terdiri dari

10

pupuk A dan pupuk B mengandung 9.90% NO3, 0.48% NH4, 4.83% P2O5,

16.50% K2O, 2.83% MgO,11.48% CaO, 3.81% SO3, 0.013% B, 0.025% Mn,

0.015% Zn, 0.002% Cu, 0.003% Mo dan 0.037% Fe atau tergantung dari jenis

tanamannya, apakah untuk sayur daun, buah atau lainnya.

Gambar 2. 6 Nutrisi A&B

Cairan nutrisi A dan B dalam penyimpanannya tidak dapat dicampur karena

apabila kation Ca dalam cairan nutrisi A bertemu dengan anion sulfat dalam

cairan nutrisi B akan terjadi reaksi yang menghasilkan endapan kalsium sulfat

sehingga unsur Ca dan S tidak dapat diserap oleh akar. Tanaman pun akan

menunjukkan gejala kekurangan Ca dan S. Demikian juga apabila kation Ca

dalam cairan nutrisi A bertemu dengan anion fosfat dalam cairan nutrisi B, akan

terjadi endapan kalsium fosfat, sehingga unsur Ca dan P tidak dapat diserap oleh

akar. Keunggulan dari nutrisi hidroponik AB Mix ini adalah terdapat pada

kelengkapan unsur haranya, sedangkan kekurangannya adalah dapat meyebabkan

tanaman terbakar bila diberikan pada tanaman dalam dosis yang terlalu banyak

(berlebihan).

2.3 Kontroler

2.3.1 Arduino UNO

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada

ATmega328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6

di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah

osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP

header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan

11

untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah

computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor

AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

Arduino Uno berbeda dari semua board Arduino sebelumnya, Arduino

UNO tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur-fitur

Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai ke versi R2) diprogram sebagai sebuah

pengubah USB ke serial. Revisi 2 dari board Arduino Uno mempunyai sebuah

resistor yang menarik garis 8U2 HWB ke ground, yang membuatnya lebih mudah

untuk diletakkan ke dalam DFU mode.

Gambar 2. 7 Arduino UNO (Arduino.cc, 2017)

Tabel 2. 2 Spesifikasi Arduino UNO

Microcontroller

ATmega328

Operating Voltage

5V

Input Voltage (recommended)

7-12V

Input Voltage (limits)

6-20V

Digital I/O Pins

14 (6 diantaranya menyediakan keluaran PWM)

Analog Input Pins

6 ( Pin )

DC Current per I/O Pin

40 mA

DC Current for 3.3V Pin

50 mA

Flash Memory

32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh

bootloader

SRAM

2 KB (ATmega328),

EEPROM

1 KB (ATmega328),

CLOCK SPEED:

16 MH

12

2.3 Sensor dan Aktuator

2.3.1 Sensor pH

PH singkatan power of hidrogen, yang merupakan pengukuran konsentrasi

ion hidrogen dalam tubuh. Prinsip kerja dari alat ini yaitu semakin banyak

elektron pada sampel maka akan semakin bernilai asam begitu pun sebaliknya,

karena batang pada pH meter berisi larutan elektrolit lemah. Total skala pH

berkisar dari 1 sampai 14, dengan 7 dianggap netral.Sebuah pH kurang dari 7

dikatakan asam dan larutan dengan pH lebih dari 7 dasar atau alkali. Alat ini ada

yang digital dan juga analog. pH meter banyak digunakan dalam analisis. Probe

pH mengukur pH seperti aktifitas ion-ion hidrogen yang mengelilingi bohlam

kaca berdinding tipis pada ujungnya.Untuk pengukuran yang sangat presisi dan

tepat, pH meter harus dikalibrasi setiap sebelum dan sesudah melakukan

pengukuran (Sitorus, 2017).

Gambar 2. 8 Sensor pH

Tabel 2. 3 Spesifikasi sensor pH

Module Power 5V

Module Size 43mmx32mm

Measuring Range 0-14.0 pH

Measuring Temperature 0-60⁰C

Accuracy ± 0.1 pH(25⁰C)

Power indicator LED

Respone Time < 1 min

Sensor pH seperti pada gambar 2.8 merupakan sensor yang digunakan penulis

sebagai pendeteksi kondisi kadar pH air nutrisi pada bak reservoir.

13

2.3.2 Sensor Jarak HC-SR04

Sensor jarak HC-SR04 adalah Sensor Ultrasonik yang memiliki dua

elemen, yaitu elemen Pendeteksi gelombang ultrasonik, dan juga sekaligus

elemen Pembangkit gelombang ultrasonik. Sensor Ultrasonik adalah sensor yang

dapat mendeteksi gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki

frekuensi ultrasonik atau frekuensi di atas kisaran frekuensi pendengaran manusia

(DEPOK INSTRUMENTS, 2016). Pada Tugas Akhir ini sensor jarak HC-SR04

berfungsi sebagai pendeteksi ketinggian air nutrisi pada bak reservior.

Gambar 2. 9 Sensor jarak HC-SR04

Fungsi pin-pin sensor jarak HC-SR04 :

a. VCC : 5V Power Supply.

b. Trig : Trigger/penyulut.

c. Echo : Receiver/indicator.

d. GND : Ground

Tabel 2. 4 Spesifikasi sensor jarak HC-SR04

Tegangan sumber 5 V

Arus 15 mA

Frekuensi 40 KHz

Min Jarak 2 cm

Max Jarak 4 m

Sudut pantul gelombang 15 ⁰

Dimensi 45x20x15 mm

14

2.3.3 Sensor Suhu DHT 11

Sensor suhu DHT11 adalah modul sensor yang berfungsi untuk menyensor

objek suhu dan kelembaban yang memiliki output tegangan analog yang dapat

diolah lebih lanjut menggunakan mikrokontroler. Modul sensor ini tergolong

kedalam elemen resistif seperti perangkat pengukur suhu seperti contohnya yaitu

NTC. Kelebihan dari module sensor ini dibanding module sensor lainnya yaitu

dari segi kualitas pembacaan data sensing yang lebih responsif yang memliki

kecepatan dalam hal sensing objek suhu dan kelembaban, dan data yang terbaca

tidak mudah terinterverensi. Sensor suhu DHT11 pada umumya memiliki fitur

kalibrasi nilai pembacaan suhu dan kelembaban yang cukup akurat. Penyimpanan

data kalibrasi tersebut terdapat pada memori program OTP yang disebut juga

dengan nama koefisien kalibrasi (Nyebarilmu.com). Penulis menggunakan suhu

sensor DHT11 ini untuk mendeteksi suhu dan kelembaban di sekitar tumbuhan.

Sensor ini memiliki 4 pin, dan terdapat juga dengan breakout PCB yang

terdapat hanya memilik 3 kaki pin seperti gambar dibawah ini :

Gambar 2. 10 Sensor suhu DHT 11 (Nyebarilmu.com)

Tabel 2. 5 Spesifikasi sensor suhu DHT11

Tegangan operasi 3.5v - 5 v

Arus 0.3 Ma

Range Suhu 0⁰C - 50⁰C

Range kelembaban 20% - 90%

Akurasi ±1⁰C dan ±1%

Size 15.5mm x 12mm x 5.5mm

15

2.3.4 NodeMCU ESP8266

NodeMcu merupakan sebuah opensource platform IoT dan pengembangan

Kit yang menggunakan bahasa pemrograman Lua untuk membantu programmer

dalam membuat prototype produk IoT atau bisa dengan memakai sketch dengan

arduino IDE. Pengembangan Kit ini didasarkan pada modul ESP8266, yang

mengintegrasikan GPIO, PWM (Pulse Width Modulation), IIC , 1-Wire dan ADC

(Analog to Digital Converter) semua dalam satu board. Tapi walaupun ukurannya

yang kecil, board ini sudah dilengkapi dengan fitur wifi dan firmwarenya yang

bersifat opensource. NodeMCU merupakan salah satu prduk yang mendapatkan

hak khusus dari Arduino untuk dapat menggunakan aplikasi Arduino sehingga

bahasa pemrograman yang digunakan sama dengan board Arduino pada

umumnya.

Gambar 2. 11 NodeMCU

Spesifikasi NodeMcu adalah sebagai berikut ini :

Tipe ESP8266 ESP-12E

Vendor Pembuat LoLin

USB port Micro Usb

GPIO Pin 13

ADC 1 pin (10 bit)

Usb to Serial Converter CH340G

Power Input 5 Vdc

Ukuran Module 57 x 30 mm

16

2.3.5 Modul RTC DS3231

Modul RTC DS3231 adalah salah satu jenis modul yang dimana berfungsi

sebagai RTC (Real Time Clock) atau pewaktuan digital serta penambahan fitur

pengukur suhu yang dikemas kedalam 1 modul. Selain itu pada modul terdapat IC

EEPROM tipe AT24C32 yang dapat dimanfaatkan juga. Interface atau antarmuka

untuk mengakses modul ini yaitu menggunakan i2c atau two wire (SDA dan

SCL). Sehingga apabila diakses menggunakan mikrontroler misal Arduino pin

yang dibutuhkan 2 pin saja dan 2 pin power. Module DS3231 RTC ini pada

umumnya sudah tersedia dengan battery CR2032 3V yang berfungsi sebagai back

up RTC apabila catudaya utama mati. Untuk range VCC input dapat disupply

menggunakan tegangan antara 2.3V sampai 5.5V dan memiliki cadangan baterai.

Pada DS3231 juga memiliki kristal terintegrasi (sehingga tidak diperlukan kristal

eksternal), sensor suhu, 2 alarm waktu terprogram, pin output 32.768 kHz untuk

memastikan akurasi yang lebih tinggi (Nyebarilmu).

Gambar 2. 12 Module RTC

Tabel 2. 6 Spesifikasi module RTC

Suplay Tegangan 3.3V - 5V DC

Informasi Detik, menit, jam, tanggal, bulan, tahun

Chip Memory AT24C32

Komunikasi SDA, SCL

Battery CR2032

Dimensi 3.8cm x 2.3cm x 1cm

Berat 10 gr

17

2.3.6 Driver Motor L298N

Merupakan sebuah motor driver berbasis IC L298 dual H-bridge. Motor

driver ini berfungsi untuk mengatur arah ataupun kecepatan motor DC.

Diperlukannya rangkaian motor driver ini karena pada umumnya motor DC akan

bekerja dengan membutuhkan arus lebih dari 250 mA. Untuk beberapa IC seperti

keluarga ATMega tidak bisa memberikan arus melebihi nilai tersebut. Motor

driver ini bekerja untuk menggerakan maksimal 2 motor DC terpisah atau bisa

digunakan untuk 1 motor stepper bipolar 2 fasa, menggunakan masukan logic-

level dari Arduino atau jenis kit mikrokontroler yang lain. Prinsip kerja motor

driver ini sesuai dengan bentuk rangkaian transistornya yang berupa H-bridge.

Gambar 2. 13 Driver motor L298N

Tabel 2. 7 Spesifikasi Driver motor L298N

Double H-Bridge Drive Chip L298N

Tegangan Suplay 5V

Tegangan Driver 5V - 35V

Arus Suplay 0 - 36mA

Arus Driver 2A

Max power 25W

Dimensi 43 x 43 x 26mm

Berat 26gr

18

2.3.7 Modul Relay

Relay merupakan jenis golongan saklar yang dimana beroperasi

berdasarkan prinsip elektromagnetik yang dimanfaatkan untuk menggerakan

kontaktor guna menyabungkan rangkaian secara tidak langsung. Tertutup dan

terbukanya kontaktor disebabkan oleh adanya efek induksi magnet yang

dihasilkan dari kumparan induktor yang dialiri arus listrik. Perbedaan dengan

saklar yaitu pergerakan kontaktor pada saklar untuk kondisi on atau off dilakukan

manual tanpa perlu arus listrik sedangkan relay membutuhkan arus listrik.

Gambar 2. 14 Relay 2 channel

Tabel 2. 8 Spesifikasi relay 2 channel

Input power 3 - 5 V

Contact current 10A dan 250V AC / 30V DC

Tegangan Coil 12V per channel

Tegangan operasi 5 - 12V

Indikator Output LED

2.3.8 Pompa Air DC 12V

Pompa adalah mesin atau peralatan mekanis yang digunakan untuk

menaikkan cairan dari dataran rendah ke dataran tinggi atau untuk mengalirkan

cairan dari daerah bertekanan rendah ke daerah yang bertekanan tinggi dan juga

sebagai penguat laju aliran pada suatu sistem jaringan perpipaan.

19

Prinsip kerja pompa adalah dengan melakukan penekanan dan

penghisapan terhadap fluida. Pada sisi hisap pompa (suction), elemen pompa akan

menurunkan tekanan dalam ruang pompa sehingga akan terjadi perbedaan tekanan

antara permukaan fluida yang dihisap dengan ruang pompa (Iqtimal, Sara, &

Syahrizal, 2018).

Gambar 2. 15 (1) Pompa air DC dan (2) pompa wiper

2.3.9 Kipas DC

Kipas DC berfungsi untuk menghisap udara di dalam ruang untuk dibuang

ke luar, dan pada saat bersamaan menarik udara segar di luar ke dalam ruangan.

Kipas adalah piranti yang menyebabkan aliran suatu fluida gas dengan cara

menciptakan sebuah beda tekan melalui pertukaran momentum dari bilah kipas ke

partikel-partikel fluida gas. Kipas mengubah energy mekanik menjadi energy

kinetic dan static yang diciptakan dan efisien energy tergantung oada jenis bilah

kipas yang dirancang. Pada Tugas Akhir ini kipas dc digunakan untuk menghisap

udara dari luar dan dalam agar suhu di dalam ruangan hidroponik stabil.

Gambar 2. 16 Kipas DC

20

2.3.10 ESP32-CAM

ESP32-CAM memiliki modul kamera ukuran kecil yang sangat kompetitif

yang dapat beroperasi secara sendiri dengan sistem minimum dengan diameter 27

x 40.5 x 4.5mm dan arus hingga 6mA. ESP32-CAM dapat digunakan secara luas

di berbagai aplikasi IoT. Sangat cocok untuk perangkat rumah pintar, kontrol

nirkabel industri, pemantauan nirkabel, identifikasi nirkabel QR, sinyal sistem

penentuan posisi nirkabel dan aplikasi IOT lainnya. ini adalah solusi ideal untuk

aplikasi IoT.

ESP32-CAM mengadopsi paket DIP dan dapat langsung dimasukkan ke

dalam backplane untuk mewujudkan produksi produk yang cepat, menyediakan

pelanggan dengan mode koneksi keandalan tinggi, yang nyaman untuk aplikasi di

berbagai terminal perangkat keras IoT.

Gambar 2. 17 ArduCAM Mini

Tabel 2. 9 Spesifikasi ArduCAM Mini

Module Model ESP32-CAM

Package DIP-16

SPI Flash Default 32Mbit

RAM 520KB SRAM+4M PSRAM

Bluetooth Bluetooth 4.2 BR/EDR and BLE

Wi-Fi 802.11 b/g/n/

Support interface UART, SPI, I2C, PWM

Support TF card Max support 4G

IO port 9

UART Baudrate Default 115200 bps

21

2.4 Database

Basis data (database) adalah kumpulan data yang disimpan secara sistematis

di dalam komputer yang dapat diolah atau dimanipulasi menggunakan perangkat

lunak (program aplikasi) untuk menghasilkan informasi. Pendefinisian basis data

meliputi spesifikasi berupa tipe data, struktur data dan juga batasan-batasan pada

data yang akan disimpan. Basis data merupakan aspek yang sangat penting dalam

sistem informasi karena berfungsi sebagai gudang penyimpanan data yang akan

diolah lebih lanjut. Basis data menjadi penting karena dapat mengorganisasi data,

menghidari duplikasi data, menghindari hubungan antar data yang tidak jelas dan

juga update yang rumit.

2.4.1 Database MySQL

MySQL merupakan basis data sumber terbuka yang paling popular dan

banyak digunakan untuk aplikasi berbasis web seperti website dinamis dan e-

commerce. Tahun 2013, MySQL merupakan basis data kedua yang paling banyak

digunakan di dunia dan yang pertama untuk basis data sumber terbuka.

Penggunaan MySQL sebagai basis data utama untuk aplikasi web sering

dipadukan dengan PHP sebagai bahasa skrip berorientasi obyek. MySQL adalah

salah satu komponen penting dari web service solution stack LAMP (Linux,

Apache, MySQL and PHP) yaitu platform pengembangan web sumber terbuka

dimana Linux sebagai sistem operasi, Apache sebagai Web Server, MySQL

sebagai basis data dan PHP sebagai bahasa skrip.

2.5 Software yang Digunakan

2.5.1 Matlab

Matlab adalah kepanjangan dari Matrix Laboratory. Sesuai dengan

namanya, struktur data yang terdapat dalam Matlab menggunakan matriks atau

array berdimensi dua. Matlab membawa keistimewaan dalam fungsi-fungsi

matematika, fisika, statistik, dan visualisasi. Matlab merupakan bahasa

pemograman yang hadir dengan fungsi dan karakteristik yang berbeda dengan

bahasa pemrograman lain yang sudah ada terlebih dahulu seperti Delphi, Basic,

maupun C/C++. Matlab memiliki kemampuan mengintegrasikan komputasi,

22

visualisasi, dan pemrograman. MATLAB merupakan suatu sistem interaktif yang

memiliki elemen data dalam suatu array sehingga tidak lagi kita dipusingkan

dengan masalah dimensi. Hal ini memungkinkan kita untuk memecahkan banyak

masalah teknis yang terkait dengan komputasi, kususnya yang berhubungan

dengan matrix dan formulasi vector.

2.5.2 Pemrograman Android

Terdapat beberapa software yang dapat digunakan dalam membuat sebuah

aplikasi berbasis Android sendiri. Setiap software tersebut memiliki berbagai

macam kelebihan dan kekurangan. Software yang sering digunakan oleh para

developer diantaranya adalah Android Studio, Eclipse, dan lain sebagainya.

Android Studio yang merupakan Software Integrated Development Environment

(IDE) atau merupakan software pengembang resmi untuk membuat ataupun

mengembangkan suatu aplikasi Android, bahkan tools yang disediakan telah

menyesuaikan dengan perkembangan versi Android itu sendiri. Tetapi bagi

developer yang menggunakan software ini untuk membuat aplikasi Android harus

memiliki komputer maupun laptop yang memiliki spesifikasi yang tinggi.

Dikarenakan software Android Studio ini membutuhkan storage yang besar.

2.5.3 XAMPP

XAMPP adalah perangkat lunak bebas, yang mendukung banyak sistem

operasi, merupakan kompilasi dari beberapa program. Fungsinya adalah sebagai

server yang berdiri sendiri (localhost), yang terdiri atas program Apache HTTP

Server, MySQL database, dan penerjemah bahasa yang ditulis dengan bahasa

pemrograman PHP dan Perl. Nama XAMPP merupakan singkatan dari X (empat

sistem operasi apapun), Apache, MySQL, PHP dan Perl. Program ini tersedia

dalam GNU General Public License dan bebas, merupakan web server yang

mudah digunakan yang dapat melayani tampilan halaman web yang dinamis.

2.5.4 Arduino IDE

IDE itu merupakan kependekan dari Integrated Developtment

Enviroenment, atau secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan terintegrasi

23

yang digunakan untuk melakukan pengembangan. Arduino menggunakan bahasa

pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa C. Bahasa pemrograman Arduino

(Sketch) sudah dilakukan perubahan untuk memudahkan pemula dalam

melakukan pemrograman dari bahasa aslinya. Arduino IDE dibuat dari bahasa

pemrograman JAVA. Arduino IDE juga dilengkapi dengan library C/C++ yang

biasa disebut Wiring yang membuat operasi input dan output menjadi lebih

mudah. Arduino IDE ini dikembangkan dari software Processing yang dirombak

menjadi Arduino IDE khusus untuk pemrograman dengan Arduino

(SinauArduino, 2016).

2.6 Metode Fuzzy Logic

Data yang didapatkan dari input (sensor) akan digunakan untuk

mendapatkan set point kadar pH air nutrisi tanaman hidroponik. Terdapat

beberapa syarat yang harus dipenuhi dan tahapan-tahapan untuk memproses data

dari sensor.

2.6.1 Dasar Logika Fuzzy

Logika fuzzy adalah salah satu cabang ilmu komputer yang mempelajari

tentang nilai kebenaran bernilai banyak. Berbeda dengan logika klasik yang hanya

memiliki nilai 0 (salah) dan 1 (benar). Logika fuzzy memiliki nilai real dalam

rentang nilai 0 – 1. Profesor Lotfi A. Zadeh adalah guru besar pada University of

California yang merupakan pencetus sekaligus yang memasarkan ide tentang cara

mekanisme pengolahan atau manajemen ketidakpastian yang kemudian dikenal

dengan logika fuzzy. Dalam penyajiannya vaiabel-variabel yang akan digunakan

harus cukup menggambarkan ke-fuzzy-an tetapi di lain pihak persamaan-

persamaan yang dihasilkan dari variable-variabel itu haruslah cukup sederhana

sehingga komputasinya menjadi cukup mudah. Karena itu Profesor Lotfi A Zadeh

kemudian memperoleh ide untuk menyajikannya dengan menentukan “derajat

keanggotaan” (membership function) dari masing-masing variabelnya (Sudradjat,

2008).

24

2.6.2 Komponen Dasar Logika Fuzzy

Ada beberapa komponen yang perlu diketahui dalam memahami sistem fuzzy :

Variable fuzzy

Variable fuzzy merupakan variabel yang hendak dibahas dalam suatu

sistem fuzzy. Seperti variabel kadar pH.

Himpunan Fuzzy

Himpunan fuzzy merupakan suatu grup yang mewakili suatu kondisi atau

keadaan tertentu dalam suatu variabel fuzzy, seperti variabel himpunan

kadar pH, sangat asam, asam, netral, sangat basa, basa, dll.

Semesta Pembicaraan

Semesta pembicaraan adalah keseluruhan nilai yang diperbolehkan untuk

dioperasikan dalam suatu variabel fuzzy. Semesta pembicaraan merupakan

himpunan bilangan real yang senantiasa naik (bertambah) secara monoton

dari kiri ke kanan. Nilai semesta pembicaraan dapat berupa bilangan

positif maupun negatif.

2.6.3 Pengendalian Logika Fuzzy

Gambar 2.15 ini menunjukkan struktur dasar pengendalian fuzzy

(Rachman, 2014).

Gambar 2. 18 Stuktur dasar pengendalian Fuzzy (Rachman, 2014)

Kendali Logika fuzzy dilakukan dalam tiga tahap, yaitu fuzzifikasi, evaluasi

aturan, dan defuzzifikasi. Komponen fuzzifikasi berfungsi untuk memetakan

masukan data tegas ke dalam himpunan fuzzy menjadi nilai fuzzy dari beberapa

variabel linguistic masukan. gambar 2.19 ini menunjukkan proses fuzzifikasi.

25

Gambar 2. 19 Proses Fuzzifikasi

26

Halaman sengaja dikosongkan

27

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian

Secara sistematis langkah-langkah dalam mengerjakan Tugas Akhir

dijadikan dalam bentuk diagram alir seperti gambar berikut ini:

Gambar 3. 1 Diagram Alir penelitian

28

3.2. Tahap Identifikasi Awal

Tahap identifikasi awal merupakan langkah awal dalam pelaksanaan

penelitian sehingga dapat dilakukan identifikasi permasalahan serta tujuan yang

akan dicapai. Adapun isi dari tahap ini digambarkan sebagai berikut:

1. Identifikasi masalah

Dalam pembuatan Tugas Akhir perlu dilakukan tahap pengidentifikasian

masalah, sehingga dapat ditentukan langkah dan solusi yang harus diambil untuk

dapat menangani masalah yang terjadi.

2. Penetapan tujuan dan rumusan manfaat penelitian

Pada tahap ini dilakukan penetapan tujuan mengenai hal yang ingin dicapai

dan manfaatnya bagi pihak terkait serta bagi penelitian selanjutnya. Tahap ini

sebagai dasar tentang kegiatan yang akan dilakukan selama penelitian.

3. Studi pustaka

Studi literatur akan dilakukan untuk pemahaman konsep, teori, dan

teknologi yang akan digunakan dalam pembuatan aplikasi. Literatur yang akan

digunakan dapat berupa referensi dari internet, paper, e-book, serta dokumentasi

dari komponen teknologi yang akan digunakan.

3.3. Analisa Kebutuhan Sistem

Analisa kebutuhan sistem merupakan salah satu tahap untuk

memperhitungkan kebutuhan yang diperlukan dalam melakukan penelitian.

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

Tabel 3. 1 Alat dan Bahan penelitian

1. Arduino Uno 1 unit 9. Kipas DC 2 unit

2. NodeMCU 1 unit 10. Driver motor L298N 1 unit

3. ESP32-CAM 1 unit 11. Modul RTC 1 unit

4. Sensor Jarak HC-SR04 1 unit 12. Power Supply 5V 1 unit

5. Sensor pH 1 unit 13. Power Supply 12V 1 unit

6. Sensor DHT11 1 unit 14. Relay 2 Channel 1 unit

7. Pompa Wiper 2 unit 15. Laptop 1 unit

8. Pompa air DC 2 unit 16. Android/HMI 1 unit

29

3.4. Perencanaan Sistem Kerja

3.2.1. Diagram Blok Sistem

Dapat diketahui bahwa terdapat 3 sensor yang berfungsi sebagai input dari

kontroler yaitu Sensor pH, sensor DHT11, dan sensor jarak HC-SR-04. Sensor pH

dan sensor suhu DHT11 digunakan untuk mengendalikan aktuator yaitu pompa

wiper dan kipas DC. Sensor jarak HC-SR04 digunakan untuk memonitoring

ketinggian air pada bak reservoir hidroponik DFT. Sedangkan modul RTC

DS3231 digunakan untuk mengatur waktu penyalaan pompa air sesuai kebutuhan

yang diinginkan karena pada sistem hidroponik DFT ini pompa air tidak perlu

menyala selama 24 jam. Selain itu arduino UNO juga menjadi device untuk

mengolah data menggunakan metode Fuzzy logic yang digunakan untuk

mengendalikan aktuator pompa wiper pada sistem hidroponik DFT. Agar sistem

terkoneksi dengan aplikasi android maka dibutuhkan NodeMCU sebagai device

yang dapat terkoneksi dengan jaringan localhost yang dapat menyimpan data di

database Mysql. Selain itu terdapat kamera ESP32-CAM yang berfungsi untuk

memonitoring pertumbuhan tanaman selama 24 jam dan hasil gambar akan

tersimpan di dalam SD Card untuk mengetahui perbandingan pertumbuhan

tanaman setiap hari.

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem

30

3.2.2. Diagram Blok Kontrol

Gambar 3. 3 Diagram blok Fuzzy logic pada optimasi kadar pH dan ketinggian air

Berdasarkan gambar 3.3 diagram blok sistem kontrol fuzzy logic untuk pengaturan

kadar pH dan ketinggian air pada bak reservior. Penggunaan kontrol fuzzy logic

pada Microcontroller arduino UNO akan menggerakkan pompa up dan pompa

down dengan pengaturan kecepatan pompa untuk mengalirkan cairan pH dari

botol pH ke bak reservior. hasil pengontrolan ini didapat dari pembacaan nilai

sensor pH dan sensor HC-SR04 yang akan diolah oleh arduino UNO.

Gambar 3. 4 Diagram Blok pada Kipas DC

Berdasarkan gambar 3.4 merupakan pengendalian suhu pada sistem hidroponik

DFT. Penggunaan kontrol Microcontroler arduino UNO dengan relay akan

mengaktifkan 2 kipas dc sebagai pendingin sekitar hidroponik sesuai setpoint

yang telah ditentukan. Hasil dari pengontrolan ini didapatkan dari pembacaan

nilai sensor DHT 11 yang akan diolah oleh arduino UNO.

31

3.2.3. Flow Chart Sistem

Gambar 3. 5 Flow Chart Sistem

32

Gambar 3. 6 Lanjutan Flow Chart Sistem

Penjelasan dari flowchart Sistem pada Gambar 3.5 dan Gambar 3.6 adalah:

1. Sistem telah tersedia.

2. Setelah sistem telah tersedia maka langkah awal adalah menghubungkan

Android dengan sistem.

3. Setelah terhubung, maka data dari database Mysql berupa data Sensor pH,

Sensor DHT11, Sensor jarak HC-SR04 akan ditampilkan di aplikasi Android.

33

4. Metode Fuzzy Logic akan mengolah data Kadar pH dan ketinggian volume air

pada bak reservior untuk mengendalikan pompa up dan pompa down.

5. Apabila suhu menyatakan lebih dari 30⁰C dan waktu telah menunjukkan pukul

07.00 sampai 17.00 maka kipas DC dan pompa air akan menyala dengan

otomatis untuk menyalurkan air nutrisi ke pipa tanaman dari bak reservoir air

nutrisi.

6. Jika Pengguna menggunakan menu kontrol sebagai antisipasi apabila mode

otomatis mengalami error. Maka Pengguna dapat menggunakan mode manual

yang terdapat pada aplikasi Android dan aktuator pun akan menyala.

3.5 Perancangan Desain Rancang Bangun

Peneliti membuat rancang bangun berupa tempat hidroponik dengan

sistem DFT dimana terdapat 2 pipa yang digunakan untuk tempat tanaman dan 2

bak sebagai tempat penampungan air + nutrisi. Plant yang digunakan bagian pipa

atas digunakan untuk hidroponik otomatis dan bagian pipa bawah digunakan

untuk yang manual.

Gambar 3.7 Rancang Bangun hidroponik DFT

34

Gambar 3.8 Rancang bangun Tampak samping belakang

Gambar 3.9 Rancang Bangun Tampak Depan Atas

35

Tabel 3. 2 Keterangan gambar desain rancang bangun

1 Sensor suhu DHT11 7 Pompa Wiper 2

2 Kipas DC 1 8 Sensor jarak HC-SR04

3 Kipas DC 2 9 Sensor pH

4 ESP32-CAM 10 Pompa Air

6 Pompa Wiper 1 11 Bak reservoir

Rancangan pada gambar 3.9 adalah rancangan mekanik hidroponik sistem DFT

dengan ukuran 100cm x 55cm x 130cm(p x l x t) dan penempatan hardware

sistem yang terdapat sensor suhu DHT11, Sensor pH, Sensor jarak HC-SR04, 2

kipas DC 12V, 2 pompa air, 2 pompa wiper dan kamera ESP32-CAM yang

nantinya akan dikendalikan oleh Arduino Uno dan NodeMCU. Rangka mekanik

hidroponik sistem DFT ini dibuat menggunakan bahan dari Holo galvalum agar

lebih ringan dan tahan karat.

3.6 Perancangan Hardware

Gambar 3.16 adalah perencanaan hardware dalam penelitian ini.

Hardware yang digunakan dalam penelitian ini adalah 3 sensor yaitu sensor

DHT11, sensor pH, sensor jarak HC-SR04. Data dari sensor dikirimkan ke

android melalui WIFI. Sedangkan itu aktuator yang digunakan adalah relay 2

channel yang digunakan untuk menyalakan pompa air dan kipas DC, pompa

wiper sejumlah 2 unit diatur penyalaannya menggunakan driver motor.

Berikut adalah rancangan rangkaian beberapa sensor dan aktuator.

1. Rancangan Rangkaian Sensor suhu DHT11 dengan Arduino Uno :

Gambar 3. 10 Rangkaian sensor suhu DHT11 dengan Arduino Uno

36

Pada gambar 3.10 ditunjukkan bahwa sensor DHT11 memiliki 3 kaki yang

dimana itu adalah kaki vcc, gnd, dan data yang dimana masing-masing kaki

menempati pin Arduino yang sesuai , untuk kaki data terhubung dengan pin 13

pada Arduino Uno.

2. Rancangan Rangkaian Sensor pH dengan Arduino Uno :

Gambar 3. 11 Rangkaian Sensor pH dengan Arduino Uno

Pada gambar 3.11 ditunjukkan bahwa sensor pH memiliki 6 kaki ( V+, G, G, P0,

D0, T0), dimana kaki yang kita gunakan adalah kaki vcc, gnd, dan PO yang

dimana masing-masing kaki menempati pin Arduino yang sesuai , untuk kaki PO

terhubung dengan pin A0 pada Arduino Uno.

3. Rancangan Rangkaian Sensor jarak HC-SR04 dengan Arduino Uno :

Gambar 3. 12 Rangkaian Sensor jarak HC-SR04 dengan Arduino

Pada gambar 3.12 dapat diketahui bahwa terdapat 4 kaki pada Sensor jarak HC-

SR04 yang masing-masing kakinya terhubung dengan pin 5v, 8, 9 beserta GND

yang terhubung ke Arduino Uno.

37

4. Rancangan Rangkaian relay dengan Arduino Uno, untuk menyalakan

pompa air :

Gambar 3. 13 Rangkaian Arduino dengan Relay untuk pompa air

Pada gambar 3.13 dapat diketahui untuk rancangan rangkaian Arduino dengan

relay untuk kendali pompa air terhubung dengan 5v, gnd, dan pin 10 sedangkan

output dari relay menuju ke pompa dan power supply.

5. Rancangan Rangkaian Driver motor dengan Arduino Uno, untuk

mengendalikan pompa wiper :

Gambar 3. 14 Rangkaian Arduino dengan Driver motor untuk pompa wiper

Pada gambar 3.14 ditunjukan bahwa pin data yang digunakan untuk

mengendalikan 2 pompa wiper adalah pin 2, 3, 4, 5, 6, dan 7. Sedangkan untuk

pompa wiper masuk di output A dan B driver motor.

6. Rancangan Rangkaian relay dengan Arduino Uno, untuk menyalakan

kipas DC 12v :

Gambar 3. 15 Rangkaian Arduino dengan relay untuk kipas DC

38

Pada gambar 3.15 dapat diketahui untuk rancangan rangkaian Arduino dengan

relay untuk kendali 2 kipas DC terhubung dengan 5v, gnd, dan pin 10 sedangkan

output dari relay menuju ke kipas DC dan power supply.

Untuk Rancangan sistem secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 3.16

Rancangan Hardware sistem :

Gambar 3. 16 Rancangan hardware sistem

3.7 Perancangan Software

Setelah merancang dan membuat hardware, maka tahap selanjutnya

yaitu tahap perancangan dan pembuatan software. Pada tahap ini peneliti

menetapkan untuk menggunakan software android studio sebagai program

monitoring dan kontrol melalui aplikasi android dan software Arduino IDE

sebagai program kontrol, serta Matlab sebagai pengujian metode fuzzy logic

controller.

39

3.7.1 Perancangan Software Aplikasi Android

Software dalam sistem aplikasi android sangat diperlukan, dalam hal ini

salah satunya adalah tampilan interface untuk memberikan informasi kepada

pengguna untuk mengetahui keadaan kadar pH, suhu, kelembaban udara dan juga

ketinggian air pada sistem hidroponik DFT. Selain itu, pengguna juga dapat

melakukan pengontrolan melalui interface. Pengontrolan yang dapat dilakukan

seperti menyalakan pompa air, pompa wiper dan kipas DC.

Gambar 3.17 Tampilan Interface aplikasi android

40

3.7.2 Perancangan Software Matlab

Dalam Perancangan dan pembuatan metode fuzzy logic controller yang

digunakan untuk proses pengendalian dari sistem pada tugas akhir ini, maka

dibutuhkan simulasi untuk menentukan input, output, ataupun aturan-aturan yang

akan digunakan. Software Matlab digunakan untuk simulasi fuzzy logic baik

dengan toolbox, m-file, ataupun simulink.

Gambar 3. 18 Input dan output metode fuzzy logic

Pada gambar 3.18 merupakan input dan output dari metode fuzzy logic. Pada

gambar tersebut menunjukkan penulis menggunakan 2 input dan 2 output yang

akan diolah oleh metode fuzzy logic model sugeno. Input yang digunakan

terdiri dari kadar pH dan ketinggian air, sedangkan untuk output yang

digunakan yaitu pompa Up dan pompa Down.

Input Kadar pH

Gambar 3. 19 Input kadar pH

41

Pada gambar 3.19 diatas dapat dijelaskan bahwa kadar pH mempunyai beberapa

himpunan yaitu Sangat Asam (AS), Asam (A), Netral (N), Basa (B), Sangat Basa

(SB). Data yang akan diproses adalah data dari sensor pH yang telah diolah.

Range scala himpunan keanggotaan dapat dilihat pada Tabel 3.3.

Tabel 3. 3 Himpunan kadar pH

MF point 1 point 2 point 3

SA 0 0 3

A 0 3 6

N 3 6 9

B 6 9 12

SB 9 12 12

Input Ketinggian Air

Gambar 3. 20 Input Ketinggian air

Pada gambar 3.20 diatas dapat dijelaskan bahwa variabel ketinggian air

mempunyai beberapa himpunan yaitu Sangat Rendah (SR), Rendah (R), Sedang

(S), Tinggi (T), Sangat Tinggi (ST). Data yang akan diproses adalah data dari

sensor jarak HC-SR04 yang telah diolah. Range scala himpunan keanggotaan

dapat dilihat pada Tabel 3.4.

42

Tabel 3. 4 Input Ketinggian Air

MF point 1 point 2 point 3

SR 6 6 9

R 6 9 12

S 9 12 15

T 12 15 18

ST 15 18 18

Output Pompa Up

Gambar 3. 21 Output pompa Up

Pada gambar 3.21 dapat dijelaskan bahwa output pompa up mempunyai beberapa

kondisi yaitu Diam (D), Pelan (P), Sedang (S), Cepat (C), Sangat Cepat (SC).

Pompa up bekerja menyesuaikan kadar pH dan ketinggian air yang dibaca oleh

sensor masing-masing.

Tabel 3. 5 Output pompa up

MF Kecepatan Pompa Up

D 90

P 158

S 190

C 223

SC 255

43

Output Pompa Down

Gambar 3. 22 Output pompa down

Pada gambar 3.22 dapat dijelaskan bahwa output pompa down mempunyai

beberapa kondisi yaitu Diam (D), Pelan (P), Sedang (S), Cepat (C), Sangat Cepat

(SC). Pompa up bekerja menyesuaikan kadar pH dan ketinggian air yang dibaca

oleh sensor masing-masing. Range scala himpunan keanggotaan dapat dilihat

pada Tabel 3.6.

Tabel 3. 6 Output pompa down

MF Kecepatan Pompa Down

D 90

P 158

S 190

C 223

SC 255

44

Rule Base Fuzzy Logic

Tabel 3. 7 Rule Base Fuzzy Logic

No. Input Output

Kadar pH ketinggian air Pompa Up Pompa Down

1 Sangat Asam Sangat Rendah Pelan Diam

2 Sangat Asam Rendah Sedang Diam

3 Sangat Asam Sedang Cepat Diam

4 Sangat Asam Tinggi Sangat Cepat Diam

5 Sangat Asam Sangat Tinggi Sangat Cepat Diam

6 Asam Sangat Rendah Pelan Diam

7 Asam Rendah Pelan Diam

8 Asam Sedang Sedang Diam

9 Asam Tinggi Cepat Diam

10 Asam Sangat Tinggi Sangat Cepat Diam

11 Netral Sangat Rendah Diam Diam

12 Netral Rendah Diam Diam

13 Netral Sedang Diam Diam

14 Netral Tinggi Diam Diam

15 Netral Sangat Tinggi Diam Diam

16 Basa Sangat Rendah Diam Pelan

17 Basa Rendah Diam Pelan

18 Basa Sedang Diam Sedang

19 Basa Tinggi Diam Cepat

20 Basa Sangat Tinggi Diam Sangat Cepat

21 Sangat Basa Sangat Rendah Diam Pelan

22 Sangat Basa Rendah Diam Sedang

23 Sangat Basa Sedang Diam Cepat

24 Sangat Basa Tinggi Diam Sangat Cepat

25 Sangat Basa Sangat Tinggi Diam Sangat Cepat

45

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Perancangan Mekanik

Gambar 4. 1 Hasil perancangan Mekanik

Berdasarkan gambar diatas terdapat 4 pipa yang berfungsi untuk

meletakkan tanaman hidroponik. Pada sisi samping terdapat pipa yang berfungsi

sebagai aliran air kembali ke bak reservior. Pada sisi bawah terdapat bak

reservior yang disertai pompa untuk membawa air menuju pipa-pipa hidroponik.

Pada setiap pipa terdapat 5 lubang yang berfungsi untuk meletakkan tanaman

hidroponik. Penempatan sensor dan aktuator telah disesuaikan dengan rancangan

mekanik. Bentuk mekanik sedikit ada perbedaan dengan desain rancangan

dikarenakan disesuaikan dengan kebutuhan sistem agar didapatkan hasil sistem

yang maksimal. Sebagai pendukung mekanik diperlukan rancangan hardware

untuk membuat plan tersebut menjadi sebuah sistem.

4.2 Hasil Pengujian Hardware

Proses pengujian alat pada Tugas Akhir ini bertujuan agar dapat

mengetahui tingkat keakuratan pada setiap komponen yang digunakan serta dapat

mengetahui besar persentase error yang dihasilkan. Berikut merupakan pengujian

keakuratan pada setiap komponen yang digunakan pada Tugas Akhir ini. Untuk

46

medapatkan nilai error pada setiap percobaan, maka hasil pengujian dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini :

% Error =

4.2.1 Real time Clock DS3231 dengan Arduino

Pengujian timer RTC DS3231 bertujuan untuk mengetahui apakah timer

RTC bisa bekerja dengan baik. Pada tugas akhir ini digunakan sebagai pewaktu

penyalaan pompa air dengan melakukan setting input lama waktu 10 jam untuk

waktu penyalaan pompa yaitu mulai pukul 07.00 sampai 17.00. Pada gambar 4.2

dapat diketahui bahwa terdapat 4 kaki pada modul RTC 3231 yang masing-

masing kakinya terhubung dengan pin 5v, SDA(A4) ,SCL(A5) beserta GND yang

terhubung ke Arduino Uno.

Gambar 4. 2 Rangkaian RTC DS3231

Tabel 4. 1 Konfigurasi pin Arduino dengan modul RTC DS3231

No. Arduino Modul RTC

1 Gnd Gnd

2 5v 5v

3 A4 SDA

4 A5 SCL

Gambar 4.3 menunjukkan pengujian tingkat keakuratan RTC DS3231

dengan menggunakan jam digital sebagai pembanding untuk mengetahui besar

error yang dihasilkan oleh RTC DS3231.

47

Gambar 4. 3 Pengujian RTC DS3231 dengan jam digital

Agar dapat mengetahui rata rata error dari RTC DS3231, maka dilakukan

beberapa pengujian sensor yang kemudian hasilnya dibandingkan dengan

menggunakan Jam digital.

Tabel 4. 2 Pengujian RTC DS3231

No. Real time Clock (DS3231) Jam Digital Error (%)

1 12:57:00 - 08.05.2019 12:57:07 - 08.05.2019 0.19%

2 12:57:42 - 08.05.2019 12:57:49 - 08.05.2019 0.19%

3 13:05:02 - 08.05.2019 13:05:09 - 08.05.2019 0.19%

4 13:05:35 - 08.05.2019 13:05:42 - 08.05.2019 0.19%

5 13:18:36 - 08.05.2019 13:18:42 - 08.05.2019 0.19%

6 13:18:56 - 08.05.2019 13:19:03 - 08.05.2019 0.19%

7 13:19:15 - 08.05.2019 13:19:22 - 08.05.2019 0.19%

8 13:20:22 - 08.05.2019 13:20:29 - 08.05.2019 0.19%

9 13:22:01 - 08.05.2019 13:22:08 - 08.05.2019 0.19%

10 13:22:54 - 08.05.2019 13:23:01 - 08.05.2019 0.19%

Rata-Rata Error (%) 0.19%

Tabel 4.2 menunjukkan bahwa setelah melakukan beberapa pengujian, dapat

disimpulkan bahwa RTC DS3231 cukup akurat karena menghasilkan rata rata

error yang cukup kecil.

4.2.2 Sensor pH dengan Arduino Uno

Pada Tugas Akhir ini digunakan Sensor pH sebagai Sensor pendeteksi

kadar pH air. Pada Tugas Akhir ini digunakan sebagai pengatur kadar pH air di

dalam bak reservior. Gambar 4.4 merupakan gambar rangkaian modul sensor pH

dan probe pH dengan Arduino Uno.

48

Gambar 4. 4 Rangkaian modul sensor pH dan probe dengan arduino

Tabel 4. 3 Konfigurasi pin Arduino dengan sensor pH

No. Arduino Sensor pH

1 5v 5v

2 Gnd Gnd

3 A0 P0

Pengujian sensor pH bertujuan untuk mengkalibrasi sensor pH yang digunakan

dalam tugas akhir ini. Kalibrasi sensor digunakan untuk menentukan konversi

nilai keluaran sensor yang berupa nilai ADC sebesar 10 bit ke dalam nilai kadar

pH. Penentuan konversi dilakukan dengan cara mengukur kadar pH menggunakan

alat pH meter. Volume air yang digunakan dalam pengukuran sebesar 150ml.

Dengan beberapa pengondisian pengukuran kadar pH sebanyak 11 sampel,

sehingga diperoleh keluaran dari sensor pH seperti pada tabel 4.4.

Tabel 4. 4 Pengujian Sensor pH dengan pH Meter

No. pH Meter Pengujian

Rata2 V

1 2 3

1 0.43 974 972 971 972.3 4.75

2 1.55 932 934 933 933 4.56

3 2.39 902 903 902 902.3 4.41

4 4.22 834 835 835 834.6 4.08

5 5.24 800 802 801 801 3.91

6 6.12 768 770 770 769.3 3.76

7 8.33 689 690 688 689 3.37

8 9.36 651 650 652 651 3.18

9 10.41 613 614 614 613.6 2.99

10 11.88 565 566 566 565.6 2.76

11 12.72 533 535 533 533.6 2.61

49

Dari data diatas diketahui bahwa sensor kadar pH memiliki karakteristik

pembacaan nilai ADC tidak linier.

Tabel 4.4 menunjukkan bahwa hubungan antara nilai ADC keluaran sensor

sebesar 10 bit dengan pH meter berbanding terbalik, semakin tinggi nilai pH maka

semakin kecil nilai tegangan. Dari listing program pada arduino hal yang yang

perlu dilakukan adalah menginisialisasi variabel, setelah itu dilakukan pembacaan

nilai ADC sensor pH yang disimpan kedalam variabel yang telah dibuat, pada

listing program arduino terdapat konversi nilai ADC ke dalam satuan voltage :

Volt =

Dimana :

Volt : Nilai tegangan yang akan dihasikan.

data : Nilai pembacaan output sensor ADC 10 bit.

5.0 : Tegangan maksimal.

1023 : Nilai ADC 10 bit.

setelah itu konversi nilai voltase ke dalam satuan kadar pH :

phValue = (-5,7 Volt ) + 27,5

Dimana :

phValue : Nilai kadar pH yang akan dihasikan.

Volt : Nilai tegangan yang telah dihasikan.

y = -5.7208x + 27.605

R² = 0.9999

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5

y

x

50

kemudian hasil dari konversi sensor akan ditampilkan pada serial monitor. Rumus

konversi diatas merupakan hasil regresi dari beberapa percobaan yang telah

dilakukan.

4.2.3 Sensor Suhu DHT 11 dengan Arduino Uno

Pada Tugas Akhir ini mengunakan Sensor suhu DHT 11 sebagai Sensor

suhu yang berfungsi mendeteksi suhu pada lingkungan hidroponik. Sensor suhu

DHT 11 akan diprogram dengan setpoint tertentu sesuai kebutuhan suhu yang

diperlukan sayuran agar dapat tumbuh dengan maksimal. Gambar 4.5 merupakan

gambar rangkaian Sensor suhu DHT 11 dengan Arduino Uno.

Gambar 4. 5 Rangkaian Sensor DHT 11

Tabel 4. 5 Konfigurasi pin Arduino dengan sensor suhu DHT 11

No. Arduino Sensor suhu DHT11

1 5v 5v

2 D13 Data

3 Gnd Gnd

Pengujian sensor suhu DHT 11 dilakukan dengan membuat listing program pada

arduino. Dari listing program arduino diketahui bahwa untuk membuat DHT-11

mengirim pembacaan sensor, maka harus mengirimnya permintaan.

Permintaannya adalah, perintah pull down lebih dari 18 ms untuk

memberikan waktu, kemudian perintah pull up selama 40uS:

digitalWrite(dht11_pin, LOW); // pull-down i/o pin for 18ms

delay(18);

digitalWrite(dht11_pin, HIGH); // pull-up i/o pin for 40us

51

delayMicroseconds(1);

pinMode(dht11_pin, INPUT);

delayMicroseconds(40);

Setelah permintaan balasan otomatis dari DHT yang menunjukkan bahwa

DHT menerima permintaan. Responsnya ~ 54uS rendah dan 80uS tinggi :

if (digitalRead(dht11_pin))

{

Serial.println("dht11 start condition 1 not met"); // wait for DHT response

signal: LOW

delay(1000);

return;}

delayMicroseconds(80);

if (!digitalRead(dht11_pin))

{

Serial.println("dht11 start condition 2 not met"); //wair for second response

signal:HIGH

return;

}

Respon yang diterima kemudian adalah data sensor. Data akan dikemas

dalam paket 5 segmen masing-masing 8-bit :

for (i=0; i<5; i++)

{ dht11_dat[i] = read_dht11_dat();

} //recieved 40 bits data.

pinMode(dht11_pin, OUTPUT);

digitalWrite(dht11_pin, HIGH);

Dua segmen pertama adalah Humidity read, integral & desimal. Berikut dua

adalah Temperatur yang dibaca dalam Celcius, integral & desimal dan

segmen terakhir adalah Cek Jumlah yang merupakan jumlah dari 4 segmen

52

pertama. Jika nilai Periksa Jumlah tidak sama dengan jumlah dari 4 segmen

pertama yang berarti bahwa data yang diterima tidak benar :

byte dht11_check_sum = dht11_dat[0]+dht11_dat[2];// check check_sum

if(dht11_dat[4]!= dht11_check_sum)

{

Serial.println("DHT11 checksum error");

}

Serial.print("temperature = ");

Serial.print(dht11_dat[2], DEC);

Agar dapat mengetahui rata rata error Sensor suhu DHT 11, maka dilakukan

beberapa pengujian sensor yang kemudian hasilnya dibandingkan dengan

menggunakan termometer digital.

Gambar 4. 6 Pengujian Sensor DHT 11 dengan termometer

Gambar 4.6 merupakan pengujian tingkat keakuratan Sensor suhu DHT 11

dengan menggunakan termometer digital sebagai pembanding untuk mengetahui

besar error yang dihasilkan oleh Sensor suhu DHT 11.

53

Tabel 4. 6 Pengujian Sensor DHT 11 dengan termometer

No. Sensor DHT 11

(⁰C ) Termometer (⁰C ) Error

1 32 32.1 0.1

2 33 32.8 0.2

3 35.7 36.9 1.2

4 37.1 37.9 0.8

5 38.5 39 0.5

6 41 41.7 0.7

7 44.6 45.1 0.5

8 42.3 43 0.7

9 39.2 39.5 0.3

10 34.1 35 0.9

Rata-Rata Error (%) 0.59

4.2.4 Sensor Jarak HC-SR04 dengan Arduino UNO

Pada Tugas Akhir ini menggunakan Sensor jarak HC-SR04 sebagai Sensor

yang berfungsi mendeteksi kondisi ketinggian air. Pengujian sensor ultrasonik

bertujuan untuk menguji keluaran sensor serta untuk membaca nilai error.

.

Gambar 4. 7 Rangkaian Sensor HC-SR04 dengan Arduino Uno

Tabel 4. 7 Konfigurasi pin Arduino dengan sensor jarak HC-SR04

No. Arduino Sensor jarak HC-SR04

1 5v 5v

2 D8 Trig

3 D9 Echo

4 Gnd Gnd

54

Dari listing program arduino dapat dijelaskan bahwa cara kerja sensor jarak HC-

SR04 adalah dengan memberikan tegangan positif pada pin Trigger selama 10uS :

digitalWrite(trigPin,HIGH);

delayMicroseconds(10);

maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan frekuensi 40kHz.

Selanjutnya sinyal akan diterima pada pin echo :

duration = pulseIn(echoPin,HIGH);

Untuk mengukur jarak benda yang memantulkan sinyal tersebut, maka selisih

waktu ketika mengirim dan menerima sinyal digunakan untuk menentukan jarak

objek tersebut. Persamaan dalam menentukan jarak benda adalah sebagai berikut :

Dimana :

s : Jarak antar sensor ultrasonik dengan benda.

t : Selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan

waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.

0.034 cm/s : Cepat rambat gelombang bunyi pada medium udara.

duration = pulseIn(echoPin,HIGH)

Dimana :

Duration : Hasil waktu saat pin echo kondisi HIGH.

pulseIn : kondisi pembacaan waktu gelombang saat kondisi pin echo HIGH

distance = duration

Dimana :

distance : Jarak antar sensor ultrasonik dengan benda.

duratiom : Selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan

waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.

0.034 cm/s : Cepat rambat gelombang bunyi pada medium udara.

Agar dapat mengetahui rata rata error Sensor Jarak HC-SR04, maka

dilakukan beberapa pengujian sensor yang kemudian hasilnya dibandingkan

dengan menggunakan penggaris.

55

Gambar 4. 8 Pengujian Sensor HC-SR04 dengan penggaris

Gambar 4.8 merupakan pengujian tingkat keakuratan Sensor HC-SR04

dengan menggunakan penggaris sebagai pembanding untuk mengetahui besar

error yang dihasilkan oleh Sensor HC-SR04.

Tabel 4. 8 Pengujian Sensor HC-SR04 dengan Penggaris

No. Sensor HC-SR04 (cm) Penggaris (cm) Error (%)

1 5 5.3 5.60%

2 10 10.2 1.96%

3 13 13.4 2.98%

4 15 15.3 1.96%

5 17 17.2 1.16%

6 20 20.1 0.49%

7 22 22.3 1.35%

8 25 25.4 1.57%

9 27 27.2 0.74%

10 30 30.3 0.99%

Rata-Rata Error (%) 1.88%

4.2.5 Driver L298N dan Pompa Wiper

Pada Tugas Akhir ini digunakan Aktuator berupa pompa wiper yang

berfungsi sebagai pengatur kondisi kadar pH di dalam air bak reservior. Pompa

wiper disambungkan dengan driver L298N agar dapat mengatur kecepatan

putaran pompa untuk mensuplai kadar pH didalam bak reservior. Gambar 4.9

merupakan gambar rangkaian driver motor L298N dengan pompa wiper.

56

Gambar 4. 9 Perancangan driver motor dan hasil mekanik pompa wiper

Agar dapat mengetahui rata rata error pengujian keakuratan driver motor L298N,

maka dilakukan beberapa pengujian pengukuran tegangan yang masuk ke driver

motor L298N yang kemudian hasilnya dibandingkan dengan menggunakan

avometer.

Gambar 4. 10 Pengujian driver motor dengan Avo meter

Tabel 4. 9 Pengujian driver motor dengan pompa wipper

No PWM Avo Meter Driver motor Error

1. 107 5.15 Volt 5.0 Volt 0.029 %

2. 192 9.10 Volt 9.0 Volt 0.01 %

3. 255 12.05 Volt 12.0 Volt 0.004 %

Rata-rata Error = 0.014 %

Tabel 4.10 menunjukkan bahwa setelah melakukan beberapa pengujian, dapat

disimpulkan bahwa Driver Motor L298N dan pompa wipper yang digunakan

adalah aktuator yang cukup akurat karena menghasilkan rata rata error 0.014 %.

57

4.2.6 Relay dengan Pompa DC 12V

Aktuator pompa 1 berfungsi untuk mensirkulasikan air nutrisi dari bak

penampung air ke dalam bak reservoir dan dari bak reservoir pompa 2 akan

menyalurkan air nutrisi ke pipa tanaman sistem Hidroponik DFT.

Gambar 4. 11 Pengujian Relay dan Pompa DC 12v (a) kondisi HIGH (b) kondisi LOW

Gambar 4.11 menunjukkan bahwa pengujian kipas DC dengan modul relay

menggunakan kondisi HIGH dan LOW berhasil.

4.2.7 Relay dengan Kipas DC 12V

Pada Tugas Akhir ini digunakan aktuator berupa relay dan Kipas DC 12v

untuk mengatur suhu di Hidroponik DFT. Relay berfungsi sebagai fungsi logika.

Gambar 4. 12 Desain perancangan modul relay kipas DC dan hasil mekanik kipas DC

Pada gambar 4.12 Menunjukkan pengujian modul relay dengan kipas DC

menggunakan pengkondisian On dan Off pada modul relay.

58

Gambar 4. 13 Pengujian Relay dan Kipas DC 12v (a) kondisi HIGH (b) kondisi LOW

Tabel 4. 10 Data pengujian Relay dan kipas DC 12v

No Pengujian Input Arduino Relay Error

1 Uji 1 HIGH Switch Off 0%

2 Uji 2 LOW Switch On 0%

Rata-rata Error

Tabel 4.13 menunjukkan bahwa setelah melakukan beberapa pengujian, dapat

disimpulkan bahwa relay dan Kipas DC12V yang digunakan merupakan aktuator

yang cukup baik karena menghasilkan rata rata error 0 %.

4.2.8 Pengujian Streaming Kamera

Pengujian streaming kamera dalam Tugas Akhir ini adalah pengujian

untuk menampilkan data streaming kamera secara real time dari web kamera

menggunakan kamera ESP-32 CAM.

Gambar 4. 14 Pengujian Streaming kamera ESP32-CAM

59

Gambar 4. 15 Penyimpanan hasil gambar di dalam SD card

4.2.9 Perancangan Diagram Wiring Panel

Berdasarkan perancangan masing-masing hardware yang telah

dibuat, maka dapat digambarkan perancangan diagram wiring hardware

dari keseluruhan sistem yang digunakan pada tugas akhir ini. Diagram

wiring hardware keseluruhan dapat dilihat pada gambar 4.16

Gambar 4. 16 Wiring Perancangan Diagram Panel

60

Tabel 4. 11 Konfigurasi pin diagram wiring

No. Pin Arduino

UNO Node MCU Driver Motor

Relay 2

channel

Relay 1

channel

1 D0 RX ₋ ₋ ₋

2 D1 TX ₋ ₋ ₋

3 D2 ₋ En A ₋ ₋

4 D3 ₋ In 1 ₋ ₋

5 D4 ₋ In 2 ₋ ₋

6 D5 ₋ In 3 ₋ ₋

7 D6 ₋ In 4 ₋ ₋

8 D7 ₋ En B ₋ ₋

9 D10 ₋ ₋ In 1 ₋

10 D11 ₋ ₋ In 2 ₋

11 D12 ₋ ₋ ₋ In

Tabel 4. 12 Lanjutan konfigurasi pin diagram wiring

No. Pin Arduino

UNO Sensor pH

Sensor suhu

DHT 11

Sensor jarak HC-

SR04 Modul RTC

12 A0 P0 ₋ ₋ ₋

13 A4 ₋ ₋ ₋ SDA

14 A5 ₋ ₋ SCL

15 D13 ₋ Out/Data ₋ ₋

16 D9 ₋ ₋ Trig ₋

17 D8 ₋ ₋ Echo ₋

Gambar 4.16 menunjukkan wiring diagram panel Tugas Akhir. Pada panel Tugas

akhir ini terdapat power supply 12V DC yang terdiri dari L, N, G, V+, V+, V-, V-.

Pada bagian V+ dan V- digunakan untuk supply tegangan pada driver motor dan

aktuator pompa, kipas. Sedangkan power supply 5V DC yang terdiri dari L, N, G,

V+, V-. Pada bagian V+ dan V- digunakan untuk supply tegangan tegangan

masukan untuk arduino Uno, Node MCU, dan modul relay. Relay tersebut

tersambung dengan aktuator pompa air dan kipas. Komponen tersebut

membutuhkan tegangan input sebesar 12V.. Pada mikrokontroller arduino uno

sendiri digunakan sebagai supply tegangan 5V dan inputan pin sensor ultrasonik,

sensor DHT11, sensor pH, RTC 3231, serta modul relay.

61

4.3 Pengujian Komunikasi Arduino dengan Database Mysql

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui error yang terjadi pada

komunikasi Arduino dengan database Mysql. Pengujian ini dilakukan dengan

menggunakan koneksi jaringan localhost. Selain mengirim nilai data Sensor

berupa suhu, kelembaban udara, kadar pH, dan ketinggian air ke database mysql,

Arduino akan mengambil data dari database Mysql, kemudian akan digunakan

untuk mengendalikan aktuator secara manual. Aktuator yang di kendalikan yaitu

berupa kipas DC,dan 2 pompa DC. Gambar 4.17 menunjukkan proses komunikasi

monitoring Arduino dengan database Mysql menggunakan php.

Gambar 4. 17 komunikasi monitoring arduino dengan database Mysql

Untuk mengetahui presentase keberhasilan pengujian komunikasi antara Arduino

dengan database Mysql dapat dilihat pada Tabel 4.13.

Tabel 4. 13 Pengujian komunikasi antara Arduino dengan database Myqsl

No Pengujian Data Arduino Database Mysql

1 Kadar pH 6.7 6.7

2 Kelembaban udara 85% 85%

3 Suhu 29⁰C 29⁰C

4 Ketinggian Air 11 cm 11 cm

5 Relay + Kipas DC ON ON

6 Relay + Pompa Air OFF OFF

7 Relay + Pompa Air ON ON

62

Tabel 4.13 menunjukkan bahwa setelah melakukan beberapa pengujian

komunikasi monitoring arduino dengan database Mysql. Gambar 4.18 dibawah

ini menunjukkan proses komunikasi kontrol Arduino dengan database Mysql

menggunakan php.

Gambar 4. 18 komunikasi kontrol arduino dengan database Mysql

Dapat disimpulkan bahwa komunikasi monitoring dan kontrol antara Arduino

dengan database Mysql sangat baik.

4.4 Pengujian Komunikasi Android dengan Database Mysql

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui error yang terjadi pada

komunikasi Android dengan database Mysql. Pengujian ini dilakukan dengan

menggunakan koneksi jaringan localhost. Selain membaca nilai data Sensor

berupa suhu, kelembaban udara, kadar pH, dan ketinggian air ke database Mysql,

android dapat mengirim data ke database Mysql untuk dikirimkan ke Arduino

dan kemudian akan diproses untuk mengendalikan aktuator secara manual.

Aktuator yang dikendalikan yaitu berupa kipas DC, dan 2 pompa DC.

Gambar 4.19 menunjukkan pembacaan dan pengiriman data sensor dan data

aktuator dari android menuju ke database Mysql.

63

Gambar 4. 19 Pengujian Proses Komunikasi monitoring android dengan database Mysql

Untuk mengetahui presentase keberhasilan pengujian komunikasi monitoring dan

kontrol antara android dengan database Mysql dapat dilihat pada Tabel 4.14.

Tabel 4. 14 Pengujian komunikasi antara Android dengan database Mysql

No Pengujian Data Android Database Mysql

1 Kadar pH 5.9 5.9

2 Kelembaban udara 81% 81%

3 Suhu 31⁰C 31⁰C

4 Ketinggian Air 18 cm 18 cm

5 Relay + Kipas DC ON ON

6 Relay + Pompa Air OFF OFF

7 Relay + Pompa Air ON ON

Tabel 4.14 menunjukkan bahwa setelah melakukan beberapa pengujian, dapat

disimpulkan bahwa komunikasi antara android dengan database Mysql sangat

baik.

64

Gambar 4. 20 Komunikasi kontrol android dengan database Mysql

4.5 Pengujian Metode Fuzzy Logic

Pada tugas akhir ini penulis menggunakan metode fuzzy logic sebagai

pengendalinya. Sistem ini menggunakan 2 input (kadar pH dan ketinggian air) dan

2 output (pompa Up dan pompa Down). Hasil pengujian fuzzy logic pada tugas

akhir ini dilakukan dengan beberapa cara berdasarkan toolbox, perhitungan

manual, m-file, dan arduino.

4.5.1 Pengujian Menggunakan Toolbox Matlab

Dari hasil pengujian fuzzy logic pada toolbox menunjukkan bahwa input

kadar pH = 5.72, ketinggian air = 14, dan output pompa up = 108, pompa down =

90. Oleh karena itu hasil dari pengujian yang berdasarkan perhitungan manual, m-

file, ataupun arduino diharapkan sama dengan hasil toolbox.

65

Gambar 4. 21 Pengujian fuzzy logic pada toolbox Rule

4.5.2 Pengujian Menggunakan Perhitungan

Fuzzifikasi

Fuzzifikasi yang merupakan proses memetakan nilai input kedalam nilai

keanggotaan yang memiliki interval antara 0 hingga 1. Salah satu cara yang dapat

digunakan adalah dengan melalui pendekatan fungsi. Contoh kasus :

Kadar pH = 5.72 ; Ketinggian air = 14 cm;

Gambar 4. 22 Fuzzifikasi kadar pH

Kadar pH :

*A(6 ; 0) B(3 ; 1) *A(3 ; 0) B(6 ; 1)

=> m =

=

=

=> m =

=

=

=> c = y – mx => c = y – mx

66

= 0 -

× 6 = 0 -

× 3

=

=

= 2 = -1

=> y = mx + c => y = mx + c

=

× 5,72 + 2 =

× 5,72 + (-1)

= -1,907 + 2 = 1,917 - 1

= 0,093 (Asam) = 0,917 (Netral)

Gambar 4. 23 Fuzzifikasi ketinggian air

Ketinggian air :

*A(15 ; 0) B(12 ; 1) *A(12 ; 0) B(15 ; 1)

=> m =

=

=

=> m =

=

=

=> c = y – mx => c = y – mx

= 0 -

× 15 = 0 -

× 12

=

= - 4

= 5

=> y = mx + c => y = mx + c

=

× 14 + =

× 14 + (-4)

= =

= 0,34 (Sedang) = 0,64 (Tinggi)

67

Operator Himpunan Fuzzy Logic dan Implikasi

Pada proses ini diambil beberapa rulebase untuk membuktikan nilai keanggotaan

pada output.

Tabel 4. 15 Rule Base sistem

No. Input Output

Kadar pH ketinggian air Pompa Up Pompa Down

1 Sangat Asam Sangat Rendah Pelan Diam

2 Sangat Asam Rendah Sedang Diam

3 Sangat Asam Sedang Cepat Diam

4 Sangat Asam Tinggi Sangat Cepat Diam

5 Sangat Asam Sangat Tinggi Sangat Cepat Diam

6 Asam Sangat Rendah Pelan Diam

7 Asam Rendah Pelan Diam

8 Asam Sedang Sedang Diam

9 Asam Tinggi Cepat Diam

10 Asam Sangat Tinggi Sangat Cepat Diam

11 Netral Sangat Rendah Diam Diam

12 Netral Rendah Diam Diam

13 Netral Sedang Diam Diam

14 Netral Tinggi Diam Diam

15 Netral Sangat Tinggi Diam Diam

16 Basa Sangat Rendah Diam Pelan

17 Basa Rendah Diam Pelan

18 Basa Sedang Diam Sedang

19 Basa Tinggi Diam Cepat

20 Basa Sangat Tinggi Diam Sangat Cepat

21 Sangat Basa Sangat Rendah Diam Pelan

22 Sangat Basa Rendah Diam Sedang

23 Sangat Basa Sedang Diam Cepat

24 Sangat Basa Tinggi Diam Sangat Cepat

25 Sangat Basa Sangat Tinggi Diam Sangat Cepat

68

Tabel 4. 16 Operator AND (MIN)

No Kadar pH Ketingian air Pompa Up Pompa Down

8 Asam Sedang Sedang Diam

0.093 0.34 190 90

9 Asam Tinggi AND Cepat Diam

0.093 0.64 (MIN) 223 90

13 Netral Sedang Diam Diam

0.917 0.34 90 90

14 Netral Tinggi Diam Diam

0.917 0.64 90 90

Defuzzifikasi

Proses terakhir ini digunakan untuk menentukan nilai keanggotaan dari output.

=> Nilai Pompa Up = ( 90 ; 158 ; 190 ; 223; 255 )

=> Nilai Pompa Down = ( 90 ; 158 ; 190 ; 223; 255 )

=> Jumlah pembilang 1 = (190 x 0.093) + (223 x 0.093) + (90 x 0.34) + (90 x

0.64)

=> Jumlah pembilang 2 = (90 x 0.093) + (90 x 0.093) + (90 x 0.34) + (90 x 0.64)

=> Jumlah penyebut = 0.093 + 0.093 + 0.34 + 0.64

=> Output 1 (pompa Up) =

=

=

= 108.58

=> Output 2 (pompa Down) =

=

=

= 90

Jadi output yang dihasilkan kecepatan pompa up sebesar 108.58 dan kecepatan

pompa down sebesar 90. Maka dari itu pada proses perhitungan memliki error

sebesar 0.005 %.

69

4.5.3 Pengujian Menggunakan M-file

Dari hasil pengolahan m-file menghasilkan output sebesar 108.3258. Oleh

karena itu pada pengujian m-file memiliki error sebesar 0.003 %.

Gambar 4. 24 pengujian fuzzy logic dengan MATLAB m-file

4.5.4 Pengujian Metode dengan Training Data Input dan Output

Pengujian metode pengolahan data pada Tugas Akhir ini dilakukan dengan

menggunakan toolbox Fuzzy Logic pada software Matlab. Memasukkan data

training input dan output yang akan dimasukan ke dalam toolbox Fuzzy Logic.

Terdapat 30 pasangan data sampel input dan output untuk di lakukan training

pada toolbox Fuzzy Logic yang dapat dilihat pada Tabel 4.17.

Tabel 4. 17 Data sampel input dan output

No. Kadar pH Ketinggian (cm) Pompa Up Pompa Down

1 9.6 14 90 220.8

2 11 14 90 229.2

3 9 14 90 212

4 8.8 15 90 216.2

5 8.5 15 90 201

6 7.5 15 90 156.6

7 6 15 90 90

8 7.05 15 90 136.6

9 6.9 13 90 134.33

10 5 15 136 90

70

Lanjutan Tabel 4.11 Data sampel input dan output

No. Kadar pH Ketinggian (cm) Pompa Up Pompa Down

11 5 14 137 90

12 6 13 90 90

13 3.96 16 177 90

14 3.03 16 230 90

15 2.72 16 236 90

16 3.18 16 218 90

17 3.57 16 193 90

18 4.09 16 173 90

19 4.28 16 168 90

20 5.05 16 147 90

21 6.72 15 90 121.86

22 4.29 17 173 90

23 7.37 18 90 165.5

24 3.49 17 206 90

25 6.14 16 90 102.63

26 5.74 16 112 90

27 7.02 16 90 150.02

28 5.38 16 133 90

29 4.33 16 167 90

30 8.29 15 90 191

Setelah training pada toolbox Fuzzy Logic dilakukan dengan Rule. Maka

didapatkan hasil yang dapat dilihat pada Tabel 4.18.

Tabel 4. 18 Output data sampel dan training Fuzzy Logic

No. Pompa Up Pompa Up Fuzzy Pompa Down Pompa Down Fuzzy

1 90 90 220.8 223

2 90 90 229.2 229

3 90 90 212 212

4 90 90 216.2 234

5 90 90 201 223

6 90 90 156.6 156.6

7 90 90 90 90

71

Lanjutan Tabel 4.12 Output data sampel dan training Fuzzy Logic

No. Pompa Up Pompa Up Fuzzy Pompa Down Pompa Down Fuzzy

8 90 90 136.6 136.6

9 90 90 134.33 134.33

10 136 136 90 90

11 137 136 90 90

12 90 90 90 90

13 177 178 90 90

14 230 231 90 90

15 236 237 90 90

16 218 218 90 90

17 193 194 90 90

18 173 174 90 90

19 168 169 90 90

20 147 147 90 90

21 90 90 121.86 122

22 173 173 90 90

23 90 90 165.5 165

24 206 17 90 90

25 90 90 102.63 103

26 112 112 90 90

27 90 90 150.02 150

28 133 133 90 90

29 167 167 90 90

30 90 90 191 192

4.5.5 Pengujian Menggunakan Arduino

Dari hasil pengolahan arduino menghasilkan output kecepatan pompa up

sebesar 108.58 dan kecepatan pompa down sebesar 90. Oleh karena itu pada

pengujian arduino memiliki error sebesar 0.005%. Hal ini menunjukkan bahwa

arduino bekerja dengan baik.

72

Gambar 4. 25 Pengujian Fuzzy Logic arduino

4.6 Integrasi Software dan Hardware

Pada tahap integrasi software dan hardware ini dilakukan beberapa

pengujian seperti berikut :

4.6.1 Pengujian Mode otomatis

Mode otomatis dalam Tugas Akhir ini yaitu sistem dapat mengendalikan

aktuator berupa pompa up dan pompa down secara otomatis dengan menggunakan

metode Fuzzy Logic. Dan sistem juga dapat menyalakan aktuator berupa pompa

air secara otomatis pada pukul 07.00 dan 17.00, serta dapat menyalakan kipas DC

secara otomatis ketika suhu pada hidroponik DFT diatas 30⁰C.

Tabel 4. 19 Pengujian 1

No Waktu yang Dibutuhkan untuk Mencapai Setpoint (Detik)

10 9 8 7 6

1 0 21 44 76 101

2 0 25 41 81 110

3 0 23 29 78 99

Rata-rata 103.3

Pada Tabel 4.19 dapat dilihat bahwa pengujian pertama pada kondisi kadar pH

awal adalah 10 untuk mencapai kadar pH 6 membutuhkan waktu rata-rata 103,3

detik.

73

Tabel 4. 20 Pengujian 2

No Waktu yang Dibutuhkan untuk Mencapai Setpoint (Detik)

2 3 4 5 6

1 0 26 58 84 124

2 0 34 64 91 131

3 0 29 55 87 119

Rata-rata 124.67

Pada Tabel 4.20 dapat dilihat bahwa pengujian pertama pada kondisi kadar pH

awal adalah 10 untuk mencapai kadar pH 6 membutuhkan waktu rata-rata 124,67

detik.

Tabel 4. 21 Pengujian 1 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator

No. Aktuator Respon Presentase

1 Pembacaan sensor Berhasil 100%

2 Pengendalian Pompa air Berhasil 100%

3 Pengendalian Pompa air Berhasil 100%

4 Pengendalian Kipas DC Berhasil 100%

Rata-rata Error = 100 %

Seperti yang terlihat pada Tabel 4.21 pengujian 1 memperoleh presentase

keberhasilan 100%.

Tabel 4. 22 Pengujian 2 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator

No. Aktuator Respon Presentase

1 Pembacaan sensor Berhasil 100%

2 Pengendalian Pompa air Berhasil 100%

3 Pengendalian Pompa air Berhasil 100%

4 Pengendalian Kipas DC Berhasil 100%

Rata-rata Error = 100 %

Seperti yang terlihat pada Tabel 4.22 pengujian 2 memperoleh presentase

keberhasilan 100%.

74

Tabel 4. 23 Pengujian 3 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator

No. Aktuator Respon Presentase

1 Pembacaan sensor Berhasil 100%

2 Pengendalian Pompa air Berhasil 100%

3 Pengendalian Pompa air Berhasil 100%

4 Pengendalian Kipas DC Berhasil 100%

Rata-rata Error = 100 %

Seperti yang terlihat pada Tabel 4.23 pengujian 3 memperoleh presentase

keberhasilan 100%.

Tabel 4. 24 Pengujian 4 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator

No. Aktuator Respon Presentase

1 Pembacaan sensor Berhasil 100%

2 Pengendalian Pompa air Berhasil 100%

3 Pengendalian Pompa air Gagal 0%

4 Pengendalian Kipas DC Berhasil 100%

Rata-rata Error = 75 %

Seperti yang terlihat pada Tabel 4.24 pengujian 4 memperoleh presentase

keberhasilan 75%.

Tabel 4. 25 Pengujian 5 Pembacaan sensor dan pengendalian aktuator

No. Aktuator Respon Presentase

1 Pembacaan sensor Berhasil 100%

2 Pengendalian Pompa air Berhasil 100%

3 Pengendalian Pompa air Berhasil 100%

4 Pengendalian Kipas DC Berhasil 100%

Rata-rata Error = 100 %

Seperti yang terlihat pada Tabel 4.25 pengujian 5 memperoleh presentase

keberhasilan 100%.

75

Tabel 4. 26 Rata-rata hasil pengujian aplikasi android monitoring dan kontrol

No. Percobaaan Presentase

1 Pengujian 1 100%

2 Pengujian 2 100%

3 Pengujian 3 100%

4 Pengujian 4 75%

5 Pengujian 5 100%

Pada Tabel 4.26 dapat dilihat bahwa pada pengujian sistem aplikasi android

dengan melakukan komunikasi data secara realtime memperoleh presentase

keberhasilan 95 %.

4.7 Hasil Pertumbuhan Tanaman

Hasil dari monitoring pertumbuhan tanaman sawi yang dilakukan dengan

menggunakan kamera ESP-32 CAM secara real time dan untuk hasil gambar

disimpan pada SD-Card yang terpasang pada kamera. Pengambilan gambar

dilakukan pada jarak 30 cm dari tanamansudut bagian atas pada sistem hidroponik

DFT. Adapun hasil dari gambar tanaman dapat dilihat pada tabel 4.27.

Tabel 4. 27 Pertumbuhan tanaman

No. Hari Gambar Hasil

1 2 MB

2 7 MB

76

3 1 MT

4 4 MT

5 6 MT

6 8 MT

7 9 MT

8 11 MT

77

9 13 MT

10 14 MT

11 15 MT

12 16 MT

13 18 MT

14 19 MT

78

15 20 MT

16 21 MT

17 22 MT

18 23 MT

19 24 MT

20 25 MT

79

21 26 MT

22 27 MT

23 28 MT

24 29 MT

25 30 MT

26 31 MT

80

27 32 MT

28 33 MT

Ket :

MB = Masa Bibit

MT = Masa Tanam

81

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari Tugas Akhir yang berjudul Rancang Bangun Monitoring

dan Kontrol Pertumbuhan Tanaman Pada Sistem Hidroponik DFT Menggunakan

Metode Fuzzy Logic Dengan Protokol TCP/IP adalah sebagai berikut.

1. Berdasarkan rancang bangun yang telah dibuat menunjukkan hasil dari

penanaman tumbuhan sawi sistem hidroponik dengan pengontrolan dan

monitoring otomatis pada proses pembibitan dan masa penanaman hingga

panen memakan waktu 42 – 45 hari. Sedangkan hasil dari penanaman sawi

sistem hidroponik manual dari masa pembibitan hingga masa panen dapat

memakan waktu hingga 2 bulan atau 55 – 60 hari (Sri Swastika, 2017).

2. Aplikasi android memiliki fungsi sebagai interface monitoring sensor dan

kontrol aktuator pada hidroponik DFT. Pengujian sistem aplikasi android

dengan melakukan komunikasi data secara realtime memperoleh presentase

keberhasilan 95 %.

3. Penerapan metode fuzzy logic dalam Tugas Akhir ini berfungsi sebagai

pengendali otomatis kondisi kadar pH. Pada pengujian yang telah dilakukan

untuk mencapai kadar pH dari 10.00 sampai 6.00 sistem membutuhkan

waktu rata-rata 103.3 detik, dan dari 2.00 sampai 6.00 membutuhkan waktu

rata-rata 124.67 detik. Sedangkan apabila pengaturan kadar pH

menggunakan metode manual akan membutuhkan waktu yang lama karena

harus melakukan pengecekan dan pengaturan kondisi kadar pH secara

manual.

4. Streaming kamera dapat dilakukan dengan menampilkan data real time pada

Android dari kamera ESP-32 CAM. Proses ini menggunakan pemrograman

HTML. Namun masih menggunakan koneksi localhost sehingga hanya

dapat menggunakan jaringan yang sama.

82

5.2 Saran

Saran dari Tugas Akhir yang berjudul Rancang Bangun Monitoring dan

Kontrol Pertumbuhan Tanaman Pada Sistem Hidroponik DFT Menggunakan

Metode Fuzzy Logic Dengan Protokol TCP/IP adalah sebagai berikut.

1. Untuk memperbaiki komunikasi antara aplikasi android dengan hidroponik

DFT gunakan jaringan yang memiliki koneksi yang baik.

2. Pada streaming kamera gunakan hosting yang berbayar sehingga dalam

melakukan streaming kamera dapat memonitoring jarak jauh dan gunakan

kamera yang memiliki kualitas gambar lebih baik.

3. Peneliti selanjutnya dapat mengembangkan sistem yang berbasis IoT untuk

sistem yang lebih baik.

4. Untuk penempatan tanaman hidroponik sebaiknya terkena langsung oleh

sinar matahari.

83

DAFTAR PUSTAKA

DEPOK INSTRUMENTS. (2016, Februari 23). Retrieved Desember 31, 2018,

from https://depokinstruments.com/2016/02/23/hc-sr04-ultrasonic-sensor/

Wikipedia. (2017, November). Retrieved Januari 25, 2019, from

https://id.wikipedia.org/wiki/Rockwool

Wikipedia. (2018, September). Retrieved Mei 21, 2018, from

https://id.wikipedia.org/wiki/Sawi

Arduino.cc. (2017). ARDUINO MEGA 2560 REV3. Retrieved Desember 30,

2018, from https://store.arduino.cc/usa/arduino-Mega-2560-rev3

Haryanto.E, T. d. (2001). Sawi dan Selada. Jakarta: Penebar Swadaya.

Hendra , A., & Andoko, A. (2014). Bertanam Sayuran Hidroponik ala Paktani

Hydrofarm. Jakarta: ArgoMedia Pustaka.

Ibadarrohman, Salahuddin, N. S., & Kowanda, A. (2018). Sistem Kontrol dan

Monitoring Hidroponik berbasis Android. 177.

Iqtimal, Z., Sara, I. S., & Syahrizal. (2018). APLIKASI SISTEM TENAGA

SURYA SEBAGAI SUMBER TENAGA LISTRIK POMPA AIR. Jurnal

Online Teknik Elektro.

Jackson, L. (2015, Maret). ArduCAM Mini Released. Retrieved Januari 24, 2019,

from http://www.arducam.com/arducam-mini-released/

Kementrian Pertanian. (2015). STATISTIK PRODUKSI HORTIKULTURA

2014. In STATISTIK PRODUKSI TANAMAN SARUYAN (pp. 28-33).

Direktorat Jendral Hortikultura, Kementrian Pertanian.

Nyebarilmu. (n.d.). Retrieved January 8, 2019, from Tutorial Arduino mengakses

module RTC DS3231: https://www.nyebarilmu.com/tutorial-arduino-

mengakses-module-rtc-ds3231/

Nyebarilmu.com. (n.d.). Retrieved January 8, 2019, from Cara mengakses sensor

DHT 11 menggunakan arduino: https://www.nyebarilmu.com/cara-

mengakses-sensor-dht11/

84

Pancawati, D., & Yulianto, A. (2016). IMPLEMENTASI FUZZY LOGIC

CONTROLLER UNTUK MENGATUR PH NUTRISI PADA SISTEM

HIDROPONIK NUTRIENT FILM TECHNIQUE (NFT).

Putra, R. M. (2018). BUDIDAYA TANAMAN HIDROPONIK DFT PADA

TIGA KONDISI NUTRISI YANG BERBEDA.

Rachman, P. N. (2014). SISTEM PENDUKUNG KEPUTUSAN PENJURUSAN DI

SMA MENGGUNAKAN FUZZY LOGIC METODE SUGENO BERBASIS

WEB. Bandung: Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung.

Rini Rosliani, N. S. (2005). Budidaya Tanaman Sayuran dengan Sistem

Hidroponik. Bandung: Balai Penelitian Tanaman Sayuran.

Rukmana. (2002). Bertanam Sayuran Petsai dan Sawi. Yogyakarta: Kanisius.

SinauArduino. (2016, Maret). Retrieved January 12, 2019, from

https://www.sinauarduino.com/artikel/mengenal-arduino-software-ide/

Sistem Hidroponik DFT (Deep Flow Technique). (n.d.). Retrieved Desember 30,

2018, from Hidroponik Rumahan:

http://www.hidroponikrumahan.com/sistem-hidroponik-dft-deep-flow-

technique/

Sitorus, N. B. (2017). PENDETEKSIAN pH AIR MENGGUNAKAN SENSOR

pH METER V1.1 BERBASIS ARDUINO NANO.

Sri Swastika, A. Y. (2017). BUDIDAYA SAYURAN HIDROPONIK. Pekanbaru:

Balai Pengkajian Teknologi Pertanian .

Sudradjat. (2008). Dasar-dasar Fuzzy Logic. 23.

Wahyuningsih, A., Fajriani, S., & Aini, N. (2016). KOMPOSISI NUTRISI DAN

MEDIA TANAM TERHADAP PERTUMBUHAN DAN HASIL

TANAMAN PAKCOY (Brassica rapa L.) SISTEM HIDROPONIK.

Produksi Tanaman, 595-597.

85

LAMPIRAN

Biodata Mahasiswa

1. Nama : Febriyan Dwi Hartarto

2. NRP : 0915040029

3. Tempat Tanggal Lahir : Madiun, 11 Februari 1997

4. Jenis Kelamin : Laki-Laki

5. Program Studi : D - 4 Teknik Otomasi

6. Agama : Islam

7. Status : Belum Menikah

8. Nomor Telepon : 08979333685

9. Email : dwifebriyan007@gmail.com

10. Nama Orang Tua/Wali : Sutaryono

11. Alamat Orang Tua/Wali : JL. Puntodewo No.06 Desa Jururejo, Kec.

Ngawi, Kab. Ngawi, Jawa Timur

12. Telepon Orang Tua/Wali : 085235660766

PENDIDIKAN FORMAL

Pendidikan Tahun Tempat Pendidikan Jurusan

Diploma 4 2015 – Sekarang Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya Teknik Otomasi

SMA 2012 – 2015 SMAN 1 Kedunggalar IPA

SMP 2009 – 2012 SMPN 2 Ngawi -

SD 2003 – 2009 SDN KarangTengah 4

Ngawi -