4 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Sensor pH dapat digunakan untuk melakukan kontrol kadar keasaman hidroponik, namun kemampuan sensor pH untuk menerima data cukup lambat, karena perubahan pH pada air memiliki waktu yang cukup lambat karena harus dicampur terlebih dahulu [5].
Hal paling utama yang harus diperhatikan dalam penanaman tanaman hidroponik adalah nutrisi, nutrisi pada tanaman hidroponik dapat diukur dengan menggunakan TDS (total dissolved solids) meter. Menggunakan sensor TDS, nutrisi pada tanaman hidroponik dapat di kontrol dengan baik, dengan menggunakan bantuan algoritma k-NN, diperoleh hasil yang cukup memuaskan, dengan k-value, serta dapat digunakan pada waktu real time [6].
Salah satu sensor yang dapat digunakan untuk membantu pengamatan kesuburan tanaman adalah sensor yang dapat mengirim data intensitas air yang masuk, yaitu sensor YF-S201 [7].
Dengan menggunakan mikrokontroler Arduino dan raspbery Pi, serta sensor yang mendeteksi PPM, level air, temperatur, kelembapan, dan cahaya, yang kemudian di analisis menggunakan data set yang disimpan dalam file, dapat dilakukan aksi pada aktuator di lingkungan hidup hidroponik secara otomatis. Serta diperoleh hasil bahwa denagn menggunakan Artificial Neural Network training dapat meningkatkan aksi pada output sebesar 88% [8].
Intensitas cahaya juga berpengaruh pada tanaman, dengan pencahayaan LED dalam waktu yang stabil, dan intensitas cahaya 960 lumens sampai 1080 lumens, dan input 5V, tanaman yang digunakan cahaya memiliki keunggulan 0.4 cm sampai 2.94 cm selama waktu 10 sampai 30 hari, dan pertambahan daun yang cukup signifikan, paling banyak 2 daun pada hari ke-30 [9].
Suhu juga berpengaruh penting pada tanaman hidroponik, tanaman hidroponik tumbuh dengan media tanam yang basah, jika terkena panas yang tinggi dalam
5
kondisi media tanam sangat basah, maka pada media tanam akan timbul lumut, lumut ini dapat memberikan efek negatif pada tanaman, seperti menyerap nutrisi tanaman sehingga tanaman tidak akan tumbuh subur, sampai mematahkan dahan tanaman, oleh karena itu digunakan sensor suhu yang akan mengendalikan suhu sekitar 23°C sampai dengan 27°C, yang selain mencegah rusaknya nutrisi, juga akan mencegah pertumbuhan lumut pada media tanam [10], [11]. Keseluruhan dari Tinjauan pustaka dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Tinjauan pustaka.
Nama Penulis Tahun Masalah Metode Hasil
Nugroho Tri Cahyo Sulistiyo, Danang Erwanto, Aulia Dewi Rosanti [5] 2019 pH air yang tidak netral dapat menyebabkan tanaman kurang subur Alat: peristaltik sebagai aktuator, dan pH meter sebagai sensor Alat mampu mempertahankan pH pada pH 6 sampai 7 namun respon sedikit lambat Herman, Demi Adidrana, Nico Surantha, and Suharjito [6] 2019 Pengukuran nutrisi tanaman menggunakan IoT Sensor: TDS Meter Algoritma: k-Nearest Neighbor (k-NN) Hasil optimal dengan akurasi tinggi, dapat digunakan pada waktu real time, perlu percobaan dengan k-value lain. Prahenusa Wahyu Ciptadi, R. Hafid Hardyanto [7] 2018 Mengukur intensitas air yang mengalir menuju bak tanam Sensor YF-S201 YF-S201 dapat digunakan untuk mengukur intensitas air masuk bak tanam Manav Mehra,
Sameer Saxena, Suresh
Sankaranarayanan, Rijo Jackson Tom, M. Veeramanikandan Department [8] 2018 Machine learning untuk lingkungan hidup hidroponik Algoritma: Neural Network Akurasi daripada aksi dengan data realtime mencapai sebesar 88% Mohammad Zulfikre Esa, Muhammad Saifullah Abu 2019 Pengaruh kondisi pencahayaan yang diterima Sensor: LDR, pH sensor Daun tumbuh lebih banyak 2 lembar pada cahaya yang
6
Nama Penulis Tahun Masalah Metode Hasil
Bakar, Pg Emeroylariffion Pg Abas, Liyanage C De Silva, Faizah Metali [9] tanaman, pada pertumbuhan tanaman menggunakan LED Yuga Hadfridar Putra, Dedi Triyanto, Suhardi [10] 2018 Pengendalian nutrisi, suhu, dan tinggi air dengan pemantauan berbasis web Sensor: Sensor Suhu DS18B20, Sensor ultrasonik, sensor larutan nutrisi Sistem dapat mengendalikan dan menjaga suhu air 23°C sampai dengan 27°C Muthiya Abdullah Nahdi, Trisno Yuwono Putro, Yana Sudarsa [11] 2019 Pengendalian suhu tanaman hidroponik Sensor Suhu DS20B18 Sistem mengirimkan data pembacaan dengan baik, dan memiliki akurasi sebesar 99,75%.
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Hidroponik
Hidroponik merupakan salah satu cara membudidayakan tanaaman dengan menggunakan media tanam air. Hidroponik merupakan salah satu cara untuk menanam tanaman dalam skala besar tanpa memerlukan lahan yang luas, hal ini menjadikan tanaman hidroponik sangat cocok untuk diterapkan di perkotaan [4]. Hidroponik merupakan sebuah cara dalam pertanian tanpa menggunakan media tanah. Sebagai sebuah cara, hidroponik adalah sebuah teknologi untuk cocok tanam yang bisa diadopsi untuk menghasilkan bahan-bahan pangan [12].
2.2.2. Parameter Kesehatan Hidroponik
Tanaman hidroponik cukup populer dikalangan masyarakat, karena tidak menggunakan pestisida saat masa penanamannya, sehingga sayuran yang dikembang biakkan dengan metode hidroponik bebas dari bahan-bahan kimia yang biasa digunakan pada media tanam dengan tanah. Beberapa parameter yang berpengaruh kepada kesehatan tanaman hidroponik antara lain nutrisi yang sangat berpengaruh pada kesuburan tanaman, namun jika terlalu banyak dapat
7
menyebabkan tanaman prematur, Keasaman (pH) dimana jika media terlalu asam, tidak baik bagi tanaman [5], intensitas air jika air terlalu deras, atau terlalu lambat dapat menyebabkan media tanam menjadi berlumut [7], cahaya, dan suhu yang sangat berpengaruh terhadap media tanam yang mudah ditumbuhi lumut [8]. 1. Lama Penyinaran
Lama penyinaran berpengaruh terhadap kesehatan tanaman hidroponik, secara signifikan berpengaruh kepada warna daun dan batang, serta pertumbuhan tanaman. Lama penyinaran tanaman yang optimal akan membuat tanaman tumbuh lebih besar dan subur. Lama penyinaran tanaman hidroponik umumnya selama 14-16 jam [13], sehingga sinar matahari saja tidak mungkin cukup di lingkungan hidup Indonesia, sehingga perlu dibantu dengan growing lights LED, yang merupakan lampu yang biasa digunakan untuk menerangi tanaman, biasanya berwarna putih. 2. Suhu
Suhu dan cahaya matahari memiliki berpengaruh baik dan buruk. Hal ini berkaitan dengan intensitas air pada tanaman, jika media tanam yang dipakai, sangat basah dan tiba-tiba terkena suhu yang cukup tinggi, maka akan menyebabkan tumbuhnya lumut pada tanaman, tumbuhnya lumut pada media tanam akan mengakibatkan tidak suburnya tanaman, karena nutrisinya terserap oleh lumut, dapat menyebabkan patahnya dahan tanaman, serta menghasilkan bau tidak sedap pada tanaman [14]. Pada umumnya, suhu yang baik untuk tanaman hidroponik adalah 25o-27o C [15] sehingga tidak menyebabkan lumut , apabila suhu terlalu tinggi maka air tidak boleh terlalu deras.
3. Intensitas Air
Intensitas air adalah laju kecepatan air dalam liter per-menit. Dalam hal hidroponik intensitas air berkaitan dengan suhu, jika air terlalu deras, maka media tanam akan semakin basah, sementara air yang dipenuhi nutrisi tidak boleh terkena panas matahari berlebihan, sehingga cepat lambatnya harus disesuaikan sesuai dengan panasnya udara. Intensitas air dalam suhu normal adalah 1-2 liter/menit [12]. 4. Total Dissolved Solid (TDS) atau Nutrisi
Total Dissolved Solid (TDS) adalah nilai dari banyaknya padatan yang terlarut pada sejumlah air dalam satuan ppm (part per million). Dalam hal hidroponik, mengukur
8
TDS artinya mengukur nutrisi yang berada pada air, dengan kondisi awal air adalah air bersih. Nutrisi yang dilarutkan pada air akan membantu pertumbuhan tanaman. Pada umumnya, nilai nutrisi yang harus diberikan pada tanaman berbeda-beda, pada penelitian ini nilai yang harus dipenuhi adalah selada sebanyak 560-840 ppm, pakcoy sebanyak 1050-1400 ppm [16], bayam sebanyak 1260-1610 ppm [17]. 5. Keasaman (pH)
Keasaman pada media tanam dan air nutrisi juga perlu diperhatikan, jika media tanam terlalu asam maka tanaman akan rusak, jika terlalu basa maka tanaman tidak akan dapat menyerap nutrisi dengan baik, rata-rata keasaman (pH) media tanam dan air tanaman hidroponik yang baik adalah sekitar 5,5-7,5. Namun lebih baik lagi jika tanaman stabil menerima pH 6,5 [12].
Diketahui rata-rata parameter kesehatan dan kesuburan yang baik dalam perawatan tanaman hidroponik [12], [13], [15], dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2.Parameter kesehatan tanaman hidroponik.
2.2.3. Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan sebuah prosesor digital yang dapat disisipkan sebuah program didalamnya. Mikrokontroler adalah rangkaian digital sekuensial yang kompleks yang dibuat untuk melaksanakan pekerjaan-pekerjaan, sesuai dengan input program, yang diberikan. Fitur-fitur yang ada pada mikrokontroler adalah ROM, RAM, perangkat I/O, timer, dan counter. Ada banyak jenis mikrokontroler
No
Variabel kesehatan Nilai Sensor
1 Lama penyinaran
14-16 jam (matahari dan/atau growing lights LED)
Light Dependant Resistor (LDR)
2 Suhu 25o-27o C DHT11
3 Intensitas Air 1-2 liter/menit YF-S201
4 Total Dissolved Solid
• Selada: 560-840 • Pakcoy: 1050-1400
• Bayam: 1260-1610 TDS Meter
5 Keasaman (pH) 5,5-7,5 (6,5) pH meter +
9
yang tersedia di pasaran, namun biasanya mikrokontroler dipilih berdasarkan tiga hal, yaitu performa (efisiensi dan efektif), ketersediaan alat untuk mengembangkan alat perangkat lunaknya, dan ketersediaan sumber (source) untuk mikrokontroler tersebut [19].
2.2.4. Cloud
Internet of Things atau biasa disingkat IoT adalah suatu sistem yang perangkat kerasnya ditanamkan dengan suatu program, agar tujuan khusus dari sistem tersebut tercapai, kemudian sistem tersebut dihubungkan dengan jaringan[18].
2.2.5. Android
Android adalah sistem operasi open-source uang diprogram dengan menggunakan IDE dan ADT (android development tools). Android adalah variasi dari linux sehingga android memberikan keamanan, dan produktivitas yang luas bagi sebuah perangkat seluler [20].
2.2.6. YF-S201
YF-S201 adalah sebuah sensor yang dapat membaca intensitas air. Sensor ini mengandung kincir untuk mengukur banyak cairan yang berpindah melalui sensor ini. Dengan menghitung pulse dari nilai yang diberikan oleh sensor, dapat diperoleh intensitas air [7].
2.2.7. Artificial Neural Network (ANN)
Artificial neural network merupakan sebuah cabang learning (metode) yang dapat digunakan dalam klasifikasi nilai baru dengan memanfaatkan neuron-neuron, dan hidden layer, untuk mendapatkan nilai yang dapat diklasifikasikan pada output layer [8].
