Jurnal Sosial dan Teknologi (SOSTECH)
Volume 1, Number 8, August 2021
p-ISSN 2774-5147 ; e-ISSN 2774-5155
How to cite:
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
. (2021). Otomatisasi Monitoring Metode
Budidaya Sistem Hidroponik dengan Internet of Things (IoT) Berbasis Android MQTT dan Tenaga Surya
Jurnal Sosial dan Teknologi (SOSTECH), 1(8): 785-800
E-ISSN:
2774-5155
Published by:
https://greenvest.co.id/
OTOMATISASI MONITORING METODE BUDIDAYA SISTEM
HIDROPONIK DENGAN INTERNET OF THINGS (IOT) BERBASIS ANDROID
MQTT DAN TENAGA SURYA
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
Universitas Langlangbuana Bandung, Indonesia
1,2 dan 3
[email protected].id
1
, [email protected]
2
dan ashwin.sasongko@gmail.com
3
Diterima:
27 Juni 2021
Direvisi:
27 Juli 2021
Disetujui:
14 Agustus
2021
Abstrak
Sistem hidroponik berbasis Internet of Things (IoT) mengombinaskan teknologi
berbasis internet dengan budidaya pertanian dengan diseleraskan pada
penggunaan aplikasi mobile Android ataupun penggunaan alat komunikasi data
client-server yaitu MQTT server, selain penggunaan teknologi tersebut sistem
hidroponik dapat dilengkapi dengan penggunaan panel surya sebagai alternatif
sumber daya listrik untuk efisiensi penggunaan daya. Tujuan penelitian ini
yaitu mengoptimalkan laju pertumbuhan tanaman metode hidroponik berbasis
IoT pada tanaman hidroponik. Metode penelitian yang digunakan yaitu
penelitian terapan. Hasil dari pengujian pada komponen sensor tersebut
menghasilkan toleransi error sebesar 1% pada sensor suhu, pH dan
kelembaban. Efisiensi panel surya terhadap energi photovoltaic matahari untuk
sistem hidroponik ini yaitu 9,085 % untuk polycrystalline dan 12,01 % untuk
monocrystalline dengan pengujian pada periode bulan April dan Mei. Selisih
laju perbandingan pada tanaman hidroponik tersebut menghasilkan nilai rata-
rata untuk perbandingan lebar tanaman yaitu 0,087 cm dan untuk perbandingan
tinggi tanaman yaitu menghasilkan selisih rata-rata dengan nilai 1,63 cm. Hasil
dari implementasi IoT pada sistem hidroponik ini yaitu Persentase peningkatan
laju pertumbuhan secara keseluruhan ketiga parameter pertumbuhan tanaman
untuk jumlah daun, lebar dan tinggi tanaman yaitu sebesar 21,67%.
Kata kunci : Hidroponik, IoT, Android, MQTT, Polycrstalline,
Monocrystalline
Abstract
Internet of Things (IoT) based hydroponic system commercializes internet-
based technology with agricultural cultivation by disseminating the use of
Android mobile applications or the use of client-server data communication
tools namely MQTT server, in addition to the use of such technology
hydroponic systems can be equipped with the use of solar panels as an
alternative power source for efficiency of power usage. The purpose of this
study is to optimize the growth rate of ioT-based hydroponic methods of plants
in hydroponic plants. The research method used is applied research. The
results of the tests on the sensor components resulted in a 1% error tolerance
in temperature, pH and humidity sensors. Solar panel efficiency to solar
photovoltaic energy for hydroponic systems is 9.085% for polycrystalline and
12.01% for monocrystalline with testing in April and May period. The
difference in the rate of comparison in hydroponic plants produces an average
value for the comparison of plant width of 0.087 cm and for the comparison of
plant height that results in an average difference with a value of 1.63 cm. The
result of ioT implementation in this hydroponic system is the percentage
increase in the overall growth rate of the three plant growth parameters for the
number of leaves, width and height of plants by 21.67%.
Keywords : Hydroponics, IoT, Android, MQTT, Polycrstalline,
Monocrystalline
Otomatisasi Monitoring Metode Budidaya Sistem
Hidroponik dengan Internet of Things (IoT) Berbasis
Android MQTT dan Tenaga Surya
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
786
PENDAHULUAN
Teknologi dewasa ini digunakan dalam berbagai aktivitas dan kegiatan tidak
terkecuali pada bidang pertanian (Nugroho & Waluyati, 2018). Implementasi teknologi
dibutuhkan untuk mendukung aktivitas budidaya khususnya dalam budidaya sistem
hidroponik. Sistem hidroponik teknologi yang dapat diimplementasikan yaitu teknik
hidroponik dengan penerapan Internet of Things (IoT). Seperti kita ketahui bersama
bahwa terdapat kesulitan bagi siapa saja untuk mengelola air tanaman pada budidaya
pertanian (Siliwangi, 2015) dengan sangat tepat tanpa menyiramnya secara berlebihan
(Bafna et al., 2018). Sistem hidroponik merupakan teknik penanaman tanaman baik itu
tanaman khusus hidroponik (Sutanto, 2015) atau lainnya tanpa menggunakan media tanah
(Sigalingging & Honora, 2019).
Sistem hidroponik membutuhkan aliran listrik secara kontinu khususnya
menggunakan sistem hidroponik Deep Flow Technique (DFT) (Kurniasih, 2011), tetapi
hal tersebut menjadi kendala yaitu pada penggunaan daya listrik yang berlebihan
(Hamdanni, 2018). Solusi untuk mengatasi hal tersebut yaitu memanfaatkan energi
matahari atau Photovoltaics untuk mengefektifkan penggunaan daya listrik menggunakan
panel surya (Prianto, 2017).
Negara Indonesia merupakan negara tropis yang memiliki tingkat radiasi yang
sesuai untuk memanfaatkan energi matahari atau Photovoltaics yaitu penggunaan panel
surya dengan rata-rata energi yang dapat dihasilkan sejumlah 5,86 kWH/m
2
, dengan
tingkat radiasi yang tinggi dan memiliki potensi energi yang melimpah dengan total
penyinaran global rata-rata 2.111.9 – 2.427.5 W/m
2
/tahun.
Berdasarkan penelitian ini sistem hidroponik yang dibangun yaitu
mengimplementasikan Sistem Mikrokontroller komponen sensor dengan Internet of
Things pada sistem hidroponik Deep Flow Technique (DFT) dengan memanfaatkan
dukungan panel surya jenis polycrystalline dan monocrystalline sebagai sumber daya
energi alternatif yang dapat digunakan sebagai daya listrik utama untuk menyalakan
aliran air nutrisi pada sistem hidroponik ataupun untuk digunakan sebagai daya listrik
alternatif apabila terjadi kendala pada sumber listrik konvensional.
Berdasarkan penelitian ini menggunakan sistem hidroponik Deep Flow Technique,
yaitu memanfaatkan air yang mengandung larutan nutrisi pada penampung atau tandon
air yang dialirkan pada pipa-pipa tanaman dengan saluran drainase yang didesain
sehingga tanaman yang berada pada penampung tanaman atau netpot mendapat aliran air
dan nutrisi dengan kedalaman sekitar 4-6 cm. Larutan nutrisi akan secara terus menerus
tersirkulasi kedalam bak penampungan air dan akan disalurkan kembali pada pipa-pipa
yang telah dibuat sistem hidroponik ini . Sirkulasi larutan nutrisi ini dapat digunakan
terus menerus selama beberapa hari sesuai dengan kebutuhan tanaman (Mashumah et al.,
2018).
Sistem hidroponik ini memiliki beberapa faktor penting untuk tingkat keberhasilan
dalam budidayanya yaitu oksigen, media tanam, air dan unsur hara. Air dan larutan
nutrisi merupakan salah satu faktor penting untuk memulai metode tanam secara
hidroponik, selain itu unsur hara secara makro dibutuhkan dalam konsentrasi yang tinggi.
Komponen unsur hara secara makro tersebut meliputi N, P, K, Ca, Mg dan S, sedangkan
unsur hara secara mikro yaitu Fe, Mn, Zn, Cu, B,Ci dan Mo (Rahmawati, 2018).
Hasil dari penggunaan teknologi baik itu Internet of Things berbasis mobile dalam
memantau penanaman tanaman hidroponik seperti selada, bahwa budidaya pertanian
dengan implementasi teknologi seperti smart farm menghasilkan 17,20% jumlah daun
lebih banyak dari sistem hidroponik konvensional yang hanya berjumlah 13,90%
(Changmai et al., 2018). Tujuan penelitian ini yaitu mengoptimalkan laju pertumbuhan
Vol. 1, No. 8, pp. 785-800, August 2021
787 http://sostech.greenvest.co.id
tanaman metode hidroponik berbasis IoT pada tanaman hidroponik. Manfaat penelitian
ini yaitu otomatisasi sistem hidroponik untuk proses monitoring dan kontrol kondisi
pertumbuhan tanaman
Internet of Things (IoT) secara umum merupakan sebuah komponen objek-objek
yang memiliki kecerdasan sehingga memungkinkan objek tersebut membuat suatu
interaksi dengan objek lainnya, seperti penggunaan komponen sensor yang digunakan
untuk tujuan tertentu. IoT telah berkembang secara drastis menjadi sistem dengan
menggunakan berbagai teknologi seperti Internet yang terhubung dengan jaringan
nirkabel dan berbagai teknologi lainnya seperti micro-electro mechanical system atau
sistem elektro mekanik seperti pada GPS, sistem kontrol dan jaringan sensor nirkabel
semuanya memanfaatkan teknologi IoT.
IoT dapat dimanfaatkan untuk diimplementasikan pada objek-objek seperti
tanaman, hewan, manusia dan bangunan dengan komponen pendukung seperti sensor
agar semuanya mampu terhubung dan juga berkomunikasi untuk berbagi informasi yang
berguna untuk menentukan posisi, pemantauan informasi secara online, memperbarui
data, proses kontrol dan hal yang berkaitan dengan administrasi (Musa et al., 2019).
Internet of Things pada budidaya pertanian dengan penerapan teknologi dapat
diklasifikasikan menjadi dua kelompok berdasarkan pemanfaatan dan penggunaan sensor
yaitu berbasis faktor eksternal dan sensor berbasis faktor internal. Faktor internal
merupakan fungsional yang dimanfaatkan dari penggunaan sensor tersebut sedangkan
faktor eksternal sensor yaitu keluaran dan dampak yang terjadi setelah penggunaan sensor
tersebut (Puengsungwan & Jirasereeamornkul, 2019).
Sistem hidroponik dengan implementasi IoT membutuhkan dukungan komunikasi
antara komponen pada sistem IoT hidroponik tersebut. Protokol komunikasi yang
digunakan pada penelitian ini yaitu menggunakan protokol Message Queueing Telemtry
Transport (MQTT). Protokol komunikasi MQTT menggunakan mikrokontroller Arduino
yang dikombinasikan dengan modul Wifi ESP8266 untuk menerima data dari sensor
secara aktual. Proses penerimaan data tersebut memanfaatkan kemampuan MQTT dalam
pengiriman data dengan jarak maksimal antara perangkat IoT dengan MQTT maksimal
pada jarak 500 meter (Joseph, 2019). MQTT ini merupakan protokol komunikasi data
yang menggunakan komunikasi M2M (Machine to Machine) (Joseph, 2019). Komunikasi
data berbasis mobile pada penelitian ini juga menggunakan aplikasi berbasis android
untuk menerima data hasil monotoring komponen sensor pada sistem yaitu menggunakan
aplikasi android blynk. Aplikasi ini dapat digunakan untuk proses monitoring data hasil
sensor di sistem Arduino pada hidroponik.
Panel surya pada penelitian ini digunakan untuk memaksimalkan potensi energi
yang ada di Indonesia. Potensi energi matahari yang dikonversi menjadi daya listrik atau
disebut photovoltaic itu W/m
2
. Pemanfaatan panel surya sebagai daya listrik yang
digunakan untuk mengangkat larutan nutrisi pada tendon hidroponik. Pemanfaatan daya
listrik dari panel suya mampu menggerakan pompa dengan jenis DC mencapai
ketinggian 3,2 meter dan debit air yang dihasilkan sebesar 38%.
Daya yang dihasilkan oleh panel surya ditandai dengan (P
out
), kemudian untuk
daya listrik yang berasal dari sinar matahari yaitu merupakan (P
in
), Energi photovoltaics
(PV) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini dimana V merupakan
tegangan listrik, I adalah arus litrik (amp) dan F merupakan intensitas cahaya matahari
dengan satuan (W/m
2
). AC yaitu total luas area atau dimensi dari panel surya yang
digunakan.
P
out
= V x I
P
in
= F X Ac
Otomatisasi Monitoring Metode Budidaya Sistem
Hidroponik dengan Internet of Things (IoT) Berbasis
Android MQTT dan Tenaga Surya
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
788
Penggunaan 2 (dua) jenis panel surya menghasilkan efisiensi berbeda yaitu
dengan menggunakan panel surya jenis polycrystalline dan monocrystalline. Persamaan
untuk menghitung efisiensi pennggunaan panel surya itu sendiri yaitu:



Implementasi IoT dan penggunaan panel surya pada sistem hidroponik ini
digunakan untuk optimalisasi laju pertumbuhan dan mengetahui efisiensi penggunaan
kedua jenis panel tersebut apabila dignakan pada sistem. Sistem hidroponik yang telah
menggunakan IoT dan panel surya untuk membantu memantau perkembangan laju
pertumbuhan tanaman membutuhkan akurasi perhitungan yang tepat pada komponen
sensor tersebut dengan menggunakan persamaan berikut ini (Pambudi, 2018):




Persamaan di atas digunakan untuk menghitung rata-rata error dengan
menggunakan persamaan berikut ini :




METODE PENELITIAN
Sistem hidroponik IoT terdiri dari komponen utama yaitu mikrokontroller Arduino
dan Modul Wifi ESP8266 untuk kontrol logika sistem dan koneksi internet dalam
komunikas data untuk monitoring sensor. Berikut ini skema dari sistem hidroponik
berbasis IoT dengan dukungan daya panel surya :
Gambar 1. Skema Sistem Hidroponik IoT
Sistem yang diusulkan untuk implementasi IoT pada hidroponik ini yaitu :
1. Arduino2560 Mega merupakan komponen utama dengan Modul Wifi ESP826
dalam kontrol logika dan komunikasi data dalam proses pengiriman data hasil
sensor baik itu melalui tampilan monitor LCD ataupun menuju MQTT dan
aplikasi blynk
2. Pemanfaatan panel surya dapat digunakan untuk daya listrik utama pada
pompa ataupun untuk daya listrik cadangan dengan pengaturan penggunaan
panel surya menggunakan solar charge controller
3. MQTT server dan Aplikasi blynk berfungsi untuk menampilkan hasil data
monitoring komponen pengujian sensor. Pada MQTT server yang digunakan
yaitu host iotee.unsil.ac.id yang dapat ditampilkan dengan aplikasi MQTT
Vol. 1, No. 8, pp. 785-800, August 2021
789 http://sostech.greenvest.co.id
Broker pada desktop, sedangkan aplikasi blynk dapat digunakan secara
realtime menggunakan Smartphone Android.
A. Perancangan Sistem
Sistem hidroponik berbasis IoT ini dibangun berdasarkan 2 (dua) komponen
utama yaitu Arduino 2560Mega dan Modul Wifi ESP8266 untuk pengaturan dan
penyesuaian keseluruhan komponen sistem seperti pada flowchart berikut ini :
Gambar 2. Sistem Mikrokontroller Arduino
Gambar 3. Sistem Modul Wifi ESP8266
Otomatisasi Monitoring Metode Budidaya Sistem
Hidroponik dengan Internet of Things (IoT) Berbasis
Android MQTT dan Tenaga Surya
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
790
Gambar 4. Blok Diagram Sistem
Sistem Arduino ini berfungsi untuk kontrol keseluruhan sistem baik itu proses
logika, pengiriman dan penyimpanan data pada semua komponen sensor ataupun
komunikasi data khususnya dengan Modul WiFi ESP8266. Modul WiFi ini berfungsi
untuk menghubungkan sistem dengan koneksi jaringan internet, dengan koneksi tersebut
data yang telah diolah pada sistem Arduino maka dapat digunakan untuk dikirimkan
menuju MQTT Broker ataupun aplikasi blynk.
Berdasarkan sistem ini penggunaan panel surya dilengkapi dengan baterai, ACCU
dan Solar Charge Controller (SCC), SCC ini berfungsi untuk mengatur penggunaan
baterai baik itu untuk penggunaan panel surya selama 24 jam, penggunaan hanya pada
malam hari ataupun penggunaan secara otomatis ketika aliran listrik padam ataupun terjadi
pemadaman.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dari pengujian sistem hidroponik ini yaitu hasil monitoring komponen sensor
pada Arduino berdasarkan persamaan toleransi error pada suatu komponen sistem.
Pengujian fungsional beberapa sensor pada sistem Arduino dengan Internet of Things
pada modul WiFi ESP8266 ini meliputi pada sensor pH, TDS, Lux BH1750, DHT22 dan
DS18B20 seperti berikut ini :
Tabel 1. Hasil Pengujian Sensor Suhu DHT22
Waktu
10/4 2021
Suhu
(
o
C)
Hygrometer
(
o
C)
Selisih
Pengukuran
Error
08.00
27,3
26,4
0,63
2%
09.00
27,23
27,38
0,34
1%
10.00
27,01
26,45
0,56
2%
12.00
27,10
26,4
0,32
1%
16.00
26,4
25,4
0,21
1%
Waktu
11/4 2021
Suhu
Hygrometer
Selisih
Pengukuran
Error
08.00
27,31
26,9
0,41
2%
09.00
27,2
26,9
0,3
1%
10.00
27,40
27,2
0,2
1%
12.00
27,38
26,3
0,51
2%
Rata-Rata
27,114
26,727
0,386
1%
Vol. 1, No. 8, pp. 785-800, August 2021
791 http://sostech.greenvest.co.id
Gambar 5. Grafik Pengujian Sensor Suhu DHT22
Tabel 2. Hasil Pengujian Kelembaban DHT22
Waktu
10/4 2021
Kelembaban
(% RH)
Hygrometer
Selisih Pengukuran
Error
08.00
78,6
77,9
0,7
1%
09.00
78,7
77,9
0,8
1%
10.00
78,7
77,9
0,8
1%
12.00
78,7
78,2
0,5
1%
16.00
80,21
79,8
0,41
1%
Waktu
11/4 2021
Kelembaban
(% RH)
Hygrometer
Selisih Pengukuran
Error
08.00
80,1
79,6
0,5
1%
09.00
80
78,9
1,1
1%
10.00
80,1
79,3
0,8
1%
12.00
80,1
79,1
1
1%
16.00
80,3
80,1
0,2
0%
Waktu
15/4 2021
Kelembaban
(% RH)
Hygrometer
Selisih Pengukuran
Error
08.00
81,1
79,8
1,3
2%
09.00
81,1
80
1,1
1%
10.00
81,2
80,3
0,9
1%
12.00
81,1
80,4
0,7
1%
16.00
81,4
80,8
0,6
1%
Rata-rata
80,094
79,33
0,76
1%
Gambar 6. Grafik Pengujian Sensor Kelembaban DHT22
0
50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Nilai Suhu
Waktu Pengujian Hari Ke-
Grafik Perbandingan Sensor Suhu DHT22 dengan
Hygrometer
Suhu Hygrometer Selisih Pengujkuran Error (%)
0
50
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Nilai Kelembaban %RH)
Waktu Pengujian Hari Ke-
Grafik Perbandingan Sensor DHT22 dengan Hygrometer
Kelembaban (% RH) Hygrometer Selisih Pengukuran Error
Otomatisasi Monitoring Metode Budidaya Sistem
Hidroponik dengan Internet of Things (IoT) Berbasis
Android MQTT dan Tenaga Surya
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
792
Tabel 3. Hasil Pengujian Sensor pH
Waktu
10/4
2021
Sensor pH
pH Meter
Selisih
Pengukuran
Error
08.00
7,12
7
0,12
2%
09.00
7,33
7,2
0,13
2%
10.00
7,18
7,12
0,06
1%
12.00
7,37
7,31
0,06
1%
16.00
7,55
7,48
0,07
1%
Waktu
10/4
2021
Sensor pH
pH Meter
Selisih
Pengukuran
Error
08.00
7,56
7,48
0,08
1%
09.00
7,55
7,42
0,13
2%
10.00
7,53
7,49
0,04
1%
12.00
7,55
7,38
0,17
2%
16.00
7,63
7,59
0,04
1%
Waktu
15/4
2021
Sensor pH
pH Meter
Selisih
Pengukuran
Error
08.00
8,16
8,1
0,06
1%
09.00
7,98
7,79
0,19
2%
10.00
7,86
7,69
0,17
2%
12.00
7,76
7,66
0,1
1%
16.00
8,24
8,12
0,12
1%
Rata-
Rata
7,62
7,52
0,10
1%
Gambar 7. Grafik Pengujian sensor pH dan pH meter
Tabel 4. Hasil Pengujian TDS
Waktu
10/4 2021
Sensor TDS
TDS Meter
Selisih Pengukuran
Error
08.00
965
951
14
1%
09.00
1008
998
10
1%
10.00
927
910
17
2%
12.00
969
957
12
1%
16.00
1345
1329
16
1%
Waktu
11/4 2021
Sensor TDS
TDS Meter
Selisih Pengukuran
Error
08.00
1340
1329
11
1%
09.00
1340
1330
10
1%
0
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Nilai pH
Pengujian Hari Ke-
Grafik Perbandingan pH Meter dengan Sensor pH
Waktu Sensor pH pH Meter Selisih Pengukuran Error
Vol. 1, No. 8, pp. 785-800, August 2021
793 http://sostech.greenvest.co.id
10.00
1345
1335
10
1%
12.00
1345
1336
9
1%
16.00
1345q
1320
25
2%
Waktu
15/4 2021
Sensor TDS
TDS Meter
Selisih Pengukuran
Error
08.00
1447
1431
16
1%
09.00
1458
1438
20
1%
10.00
1469
1458
11
1%
12.00
1464
1455
9
1%
16.00
1443
1412
31
2%
Rata-rata
1280,666667
1265,933333
14,73333333
1%
Gambar 8. Grafik Hasil Pengujian sensor TDS dan TDS Meter
Tabel 5. Hasil Pengujian Intensitas Cahaya dan Suhu Lingkungan
Waktu
Pengukuran Suhu dan Intensitas Cahaya Matahari
10/4 2021
Suhu Lingkungan (
o
C )
Suhu Air (
o
C)
Cahaya Matahari (W/m
2
)
08.00
26.40
23.94
278.89
09.00
27.38
23.94
312,87
10.00
26.45
23.94
345.87
12.00
26.40
24.00
423.56
16.00
25.40
24.2
312.21
11/4 2021
Suhu Lingkungan (
o
C )
Suhu Air (
o
C)
Cahaya Matahari (W/m
2
)
08.00
26,9
25,38
332,56
09.00
26,9
24,83
345,57
10.00
27,2
25,3
401,67
12.00
26,3
24,95
521,54
16.00
26,2
24,94
234,41
15/4 2021
Suhu Lingkungan (
o
C )
Suhu Air (
o
C)
Cahaya Matahari (W/m
2
)
08.00
25.7
23.44
298.32
09.00
25.80
24.01
311.87
10.00
25.70
24.31
489.33
12.00
25.70
24.37
300,14
16.00
26,12
23,33
305,65
19/4 2021
Suhu Lingkungan (
o
C )
Suhu Air (
o
C)
Cahaya Matahari (W/m
2
)
0
1000
2000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Kepekatan Larutan (PPM)
Waktu Pengujian Hari Ke-
Grafik Perbandingan Sensor TDS dan TDS Meter
Sensor TDS TDS Meter Selisih Pengukuran Error (%)
Otomatisasi Monitoring Metode Budidaya Sistem
Hidroponik dengan Internet of Things (IoT) Berbasis
Android MQTT dan Tenaga Surya
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
792
0
1000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Intensitas Cahaya (W/M
2
Monitoring Hari Ke-
Grafik Perbandingan Suhu Lingkungan, Intensitas Cahaya
Matahari dengan Sensor Lux
Suhu Lingkungan (o C ) Suhu Air (o C) Cahaya Matahari (W/m2)
08.00
28.3
24.58
300.14
09.00
28.3
24.47
318.45
10.00
28.30
24.87
367.89
12.00
28.5
25.87
400.56
16.00
27,6
23,38
301,56
Rata-Rata
26,7505
24,4025
346,6895
Gambat 9. Hasil Perbandingan sensor Lux dengan Suhu Lingkungan
Berdasarkan hasil pengujian pada tabel I-IV untuk komponen sensor menghasilkan
nilai toleransi error dengan rata-rata sebsar 1% untuk tingkat akurasi dari perhitungan
pengukuran alat acuan dengan komponen sistem yang ada pada Arduino tersebut, selain
itu pengukuran beberapa hasil pengujian tersebut dilengkapi dengan hasil dari pengujian
efisiensi penggunaan panel surya sebagai daya listrik alternatif pada sistem hidroponik
ini.
Panel surya yang digunakan pada sistem hidroponik ini yaitu menggunakan 2 (dua)
jenis panel surya yaitu polycrystalline (A1) dan jenis monocrystalline (A2). Efisiensi
yang dihasilkan yaitu untuk jenis panel (A1) rata-rata sebesar 9,085% dan jenis (A2) rata-
rata sebesar 12,01%. Berikut ini hasil pengujian dan nilai efisiensi penggunaan panel
tersebut :
Tabel 6. Rata-Rata Daya Listrik perjam (Wh) (A1)
Bulan
Daya Per Jam (Wh)
April
(10 Jam
Pengujian)
255,226
Mei
(20 Jam
Pengujian)
1022,54
Total
1277,766
Rata-Rata
638,883
Tabel 7. Rata-Rata Daya Listrik perjam (Wh) (A2)
Bulan
Daya Per Jam (Wh)
April
(10 Jam
Pengujian)
321,37
794
Vol. 1, No. 8, pp. 785-800, August 2021
793 http://sostech.greenvest.co.id
Mei
(20 Jam
Pengujian)
1330,968
Total
1652,338
Rata-
Rata
826,169
Tabel 8. Efisiensi Panel Surya (A1) dan (A2)
Bulan
Efisiensi panel
polycrystalline
(A1)
Energi listrik
panel monocrystalline (A2)
Aktual
Aktual
(%)
(%)
Apri
l
9,38
12,2
Mei
8,79
11,82
Tota
l
18,17
24,02
Rata-
rata
9,085
12,01
Pengujian sistem Arduino dan efisiensi panel surya tersebut dilakukan terkait
hubungannya dengan optimalisasi laju pertumbuhan tanaman dengan mengunakan sistem
hidroponik IoT ini. Berikut ini hasil dari optimalisasi laju pertumbuhan tanaman
hidroponik dengan dukungan sistem IoT
Tabel 9. Daya Listrik Pompa 12 V 5A
Daya
Listrik
Biasa
Daya
(V)
Pompa 12 V 5A
Pengujian
(Jam)
Hasil
(W)
Bulan
Arus
Daya / Jam
(Wh)
Apr
il
12
4,98
59,76
10
597,6
Mei
12
4,98
59,76
20
1195,2
Total
1792,8
Rata-Rata
896,4
Tabel 10. Perbandingan Daya Panel dan Pompa
Panel
Surya
Daya
Pompa
(W)
Daya Panel
(W)
Selisih
Efisiensi
A1
896,4
638,883
257,517
29%
A2
896,4
826,169
70,231
8%
795
Otomatisasi Monitoring Metode Budidaya Sistem
Hidroponik dengan Internet of Things (IoT) Berbasis
Android MQTT dan Tenaga Surya
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
796
Tabel 11. Laju Pertumbuhan Tanaman Hidroponik Biasa
Waktu
Pertumbuhan
Tanaman hidroponik
(Jumlah Daun)
Lebar Tanaman
(cm)
Tinggi Tanaman
(cm)
16/4
2021
1
0,1
1,1
21/4
2021
3
0,3
3,2
30/4
2021
5
0,6
4,7
1/5
2021
8
0,9
7,2
9/5 2021
13
1,48
18,6
22/5
2021
16
1,67
23,4
Tabel 12. Laju Pertumbuhan Tanaman Hidroponik IoT
Waktu
Pertumbuhan
Tanaman
hidroponik
(Jumlah Daun)
Lebar Tanaman (cm)
Tinggi Tanaman (cm)
16/4 2021
1
0,1
1,1
21/4 2021
5
0,47
3,8
30/42021
8
0,6
6,23
1/52021
10
1,1
10,2
9/5 2021
16
1,5
21,3
22/5 2021
18
1,8
25,4
Tabel 13. Persentase Pertumbuhan (Jumlah Daun)
Jumlah Daun (Dukungan
IoT)
Jumlah Daun (Hidroponik Biasa)
Selisih
Peningkatan
(%)
A
B
(A-B)
1
1
0
0%
5
3
2
67%
8
5
3
60%
10
8
2
25%
16
13
3
23%
18
16
2
13%
Rata-Rata
31%
794
Vol. 1, No. 8, pp. 785-800, August 2021
797 http://sostech.greenvest.co.id
Gambar 10. Grafik Perbandingan Pertumbuhan Tanaman (Jumlah Daun)
Tabel 14. Persentase Pertumbuhan (Lebar Tanaman)
Lebar Tanaman IoT
(cm)
Lebar Tanaman (cm)
Selisih
Peningkatan (%)
A
B
(A-B)
0,1
0,1
0
0
Lebar Tanaman IoT
(cm)
Lebar Tanaman (cm)
Selisih
Peningkatan (%)
A
B
(A-B)
0,47
0,3
0,17
57
0,6
0,6
0
0
1,1
0,9
0,2
22
1,5
1,48
0,02
1
1,8
1,67
0,13
8
Rata-Rata
15%
Gambar 11. Grafik Perbandingan Pertumbuhan Tanaman (Lebar )
Tabel 15. Persentase Tumbuhan (Tinggi)
Tinggi Tanaman IoT (cm)
Tinggi Tanaman (cm)
Selisih
Peningkatan (%)
1,1
1,1
0
0
3,8
3,2
0,6
19
6,23
4,7
1,53
33
0
10
20
1 2 3 4 5 6
Jumlah Daun
Waktu Pertumbuhan (Tabel IX , Tabel X)
Grafik Perbandingan Tanaman Sistem Hidroponik
Tanaman hidroponik (Jumlah Daun) Tanaman hidroponik dengan IoT (Jumlah Daun)
0
2
1 2 3 4 5 6
Lebar Tanaman (cm)
Waktu Pertumbuhan - Tabel IX, Tabel X
Grafik Perbandingan Lebar Tanaman Hidroponik IoT
dan Tanpa IoT
Hari Lebar Tanaman Lebar Tanaman dengan IoT
Otomatisasi Monitoring Metode Budidaya Sistem
Hidroponik dengan Internet of Things (IoT) Berbasis
Android MQTT dan Tenaga Surya
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
798
10,2
7,2
3
42
21,3
18,6
2,7
15
25,4
23,4
2
9
Rata-Rata
19
Tabel 16. Rata-rata Persentase Peningkatan Parameter Pertumbuhan
Jumlah Daun (%)
Lebar (%)
Tinggi (%)
Rata-rata (%)
31
15
19
21,67
Gambar 12. Grafik Perbandingan Pertumbuhan Tanaman (Tinggi)
Selisih perbandingan pada tanaman hidroponik tersebut menghasilkan nilai rata-
rata nilai pada 3 parameter pengukuran yaitu jumlah daun, lebar dan tinggi dengan hasil
perbandingan lebar tanaman yaitu 0,087 cm dan untuk perbandingan tinggi tanaman yaitu
menghasilkan selisih rata-rata dengan nilai 1,63 cm. Hasil pengukuran tersebut
menjelaskan bahwa penggunaan sistem IoT mampu meningkatkan laju pertumbuhan
tanaman hidroponik.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian, monitoring sistem Arduino dan pengujian pada panel
surya jenis (A1) dan (A2), laju pertumbuhan tanaman hidroponik dengan dukungan
Internet of Things (IoT) dan penggunaan daya menggunakan panel surya menghasilkan
selisih perbandingan laju pertumbuhan tanaman yang lebih baik dengan berdasarkan
parameter jumlah daun, lebar tanaman dan tinggi tanaman menghasilkan nilai 0,087 cm
dengan persentase kenaikan sebesar 15% untuk lebar tanaman dan 1,63 cm untuk tinggi
tanaman dengan persentase peningkatan sebesar 19%, sedangkan pertumbuhan tanaman
secara keseluruhan untuk ketiga parameter tersebut sebesar 21,67%.
Penanaman dengan hidroponik berbasis IoT menghasilkan laju pertumbuhan lebih
baik yang merupakan hasil dari akurasi pengujian komponen sensor pada sistem Arduino
dengan toleransi error mencapai 1% dan dengan efisiensi penggunaan 2 (dua) jenis panel
surya (A1), (A2) sebesar 9,085-12% sehingga mampu mengoptimalkan peningkatan laju
pertumbuhan tanaman hidroponik tersebut. Tanaman hidroponik yang digunakan pada
penelitian ini yaitu kangkung yang dilakukan pengujian pada 16 April hingga 22 Mei
2021 atau sekitar 35 hari dari awal penyemaian hingga panen.
0
20
40
1 2 3 4 5 6
Tinggi Tanaman (cm)
Waktu Pertumbuhan - Tabel 4.10, Tabel 4.11
Grafik Perbandingan Pertumbuhan Sistem Hidroponik
Hari Tinggi Tanaman Tinggi Tanaman dengan IoT
Vol. 1, No. 8, pp. 785-800, August 2021
799 http://sostech.greenvest.co.id
BIBLIOGRAFI
Bafna, A., Jain, A., Shah, N., & Parekh, R. (2018). IoT Based Irrigation Using Arduino
And Android On The Basis Of Weather Prediction. International Research Journal
of Engineering and Technology (IRJET), 5(05), 433–437.
Changmai, T., Gertphol, S., & Chulak, P. (2018). Smart hydroponic lettuce farm using
Internet of Things. 2018 10th International Conference on Knowledge and Smart
Technology (KST), 231–236.
Hamdanni, E. (2018). Perancangan Sistem Pemakaian Daya Listrik pada Rumah Tangga
secara Real Time menggunakan Aplikasi Android. Universitas Internasional Batam.
Joseph, F. J. J. (2019). A Review of IoT Implementations in Environment and
Agriculture. JARES, 6(1&2), 1–5.
Kurniasih, A. (2011). Pengaruh Penggunaan Aerator Pada Hidroponik Sistem Rakit
Apung (Floating Hidroponic System/Fhs) Dan Kultur Air (Deep Flow
Technique/Dft) Terhadap Pertumbuhan Dan Hasil Beberapa Tanaman Sayuran.
UNS (Sebelas Maret University).
Mashumah, S., Rivai, M., & Irfansyah, A. N. (2018). Nutrient film technique based
hydroponic system using fuzzy logic control. 2018 International Seminar on
Intelligent Technology and Its Applications (ISITIA), 387–390.
Musa, P., Sugeru, H., & Mufza, H. F. (2019). An intelligent applied Fuzzy Logic to
prediction the Parts per Million (PPM) as hydroponic nutrition on the based Internet
of Things (IoT). 2019 Fourth International Conference on Informatics and
Computing (ICIC), 1–7.
Nugroho, A. D., & Waluyati, L. R. (2018). Upaya Memikat Generasi Muda Bekerja Pada
Sektor Pertanian di Daerah Istimewa Yogyakarta. JPPUMA: Jurnal Ilmu
Pemerintahan Dan Sosial Politik UMA (Journal of Governance and Political Social
UMA), 6(1), 76–95.
Pambudi, W. R. (2018). Prototipe Sistem Pemeliharaan Otomatis Pada Pertanian
Hidroponik Menggunakan Metode Aeroponik. Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Prianto, E. (2017). Pengembangan solar panel dan inverter sebagai alat untuk charging
baterai pada sepeda listrik. Jurnal Edukasi Elektro, 1(2).
Puengsungwan, S., & Jirasereeamornkul, K. (2019). Internet of Things (IoTs) based
hydroponic lettuce farming with solar panels. 2019 International Conference on
Power, Energy and Innovations (ICPEI), 86–89.
Rahmawati, E. (2018). Pengaruh Berbagai Berbagai Jenis Media Tanam dan
Konsentrasi Nutrisi Larutan Hidroponik Terhadap Pertumbuhan Tanaman
Mentimun Jepang (Cucumissativus L.). Universitas Islam Negeri Alauddin
Makassar.
Sigalingging, R., & Honora, P. (2019). Utilization of solar power as DC water pump
movement in hydroponic plants. IOP Conference Series: Earth and Environmental
Science, 260(1), 12038.
Siliwangi, B. (2015). Perusakan Lingkungan Akibat Alih Fungsi Kawasan Hutan di Hulu
Sungai Citarum Menjadi Kawasan Pertanian Dihubungkan dengan Undang-undang
Nomor 32 Tahun 2009 Tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup.
Jurnal Wawasan Yuridika, 30(1), 75–96.
Sutanto, T. (2015). Rahasia Sukses Budidaya Tanaman dengan Metode Hidroponik. Bibit
Publisher.
Otomatisasi Monitoring Metode Budidaya Sistem
Hidroponik dengan Internet of Things (IoT) Berbasis
Android MQTT dan Tenaga Surya
Muhammad Al Husaini
1
, Arief Zulianto
2
dan Ashwin Sasongko
3
800
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0
International License