iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan kasih sayang-Nya Kami dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mendapatkan Gelar Sar- jana Teknik (S.T) pada Program Studi S1 Teknik Komputer Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Teknokrat Indonesia. Penulis rnenyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, sangatlah sulit bagi penulis untuk me- nyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. H. M. Nasrullah Yusuf, SE., M.B.A., selaku Rektor Universitas Teknokrat Indonesia
2. Bapak Dr. H. Mahathir Muhammad, S.E., M.M. selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Teknokrat Indonesia.
3. Ibu Styawati, S.T., M.Cs. selaku Ketua Program Studi S1 Teknik Komputer.
4. Bapak Agung Tri Prastowo, S.Kom. selaku pembimbing yang telah melu- angkan waktu untuk membimbing skripsi ini.
5. Bapak Dr. Ryan Randy Suryono, M. Kom. selaku penguji yang telah melu- angkan waktu untuk menguji demi kelancaran jalannya sidang skripsi ini.
Akhir kata, penulis berharap semoga Tuhan Yang Maha Esa berkenan mem- balas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu dan semoga skripsi ini membawa manfaat.
Bandarlampung, 10 November 2023 Penulis,
Ridho Ilham Fachriza 17316114
ABSTRAK
Bayam adalah sayuran yang mengandung protein, sumber provitamin A, B, C, dan serat, terkandung juga asam oksalat dala jaringan daunnya. Permintaan pasar yang tinggi terhadap bayam tidak diimbangi dengan peningkatan produksi. Pening- katan produksi sebenarnya dapat dilakukan dengan memperluas area tanam, namun hal ini tidak dapat dilaksanakan karena area pertanian yang semakin terbatas.
Pertumbuhan bayam merah sangat dipengaruhi oleh kadar air, Kekurangan air dapat menghambat laju fotosintesa karena turgiditas sel penjaga stomata akan menurun, serta kekeruhan dapat menghambat proses penyerapan nutrisi untuk tanaman Akibatnya tanaman tidak akan mendapatkan unsur hara yang cukup.
Penggunaan teknologi NodeMCU memberikan dimensi baru pada sistem akuaponik. Dalam sistem akuaponik, kekeruhan air dapat memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kesehatan ikan dan pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu, NodeMCU memungkinkan pemantauan dan pengendalian jarak jauh terhadap faktor - faktor penting seperti suhu, air, pH, tingkat nutrisi, dan kelembaban.
Pemantauan kualitas air dan mencegah terjadinya kekeruhan air dalam kisaran yang diterima, penting dalam sistem akuaponik.
Dengan menggabungkan metode Deep Water Culture (DWC), NodeMCU, dan prinsip – prinsip akuaponik, hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan panduan praktis dan berguna untuk pengembangan pertanian yang lebih efisien, berkelanjutan, dan menghasilkan pangan yang berkualitas tinggi.
Kesimpulan penelitian ini ialah alat pendeteksi kekeruhan air serta ketinggian air pada budidaya bayam akuaponik dengan cara melakukan desain skematik alat pada fritzing untuk merakit alat sesuai dengan pin – pin yang ada lalu melakukan pemogram sesuai dengan pin yang telah ditentukan di Arduino IDE
Implemtasi alat ini dilakukan dengan cara menguji coba alat terlebih dahulu selama 10 hari untuk mengetahui kelayakan pada alat setelah itu alat di implemen- tasikan pada mitra yang bersangkutan yang menjadi tempat penelitian. Pada ap- likasi telegram ditanamkan bot yang dibutuh kan dan menggunakan wifi yang ter- hubung
Kata kunci : Bayam, Deep Water Culture, Telegram, Akuaponik.
ABSTRACT
Spinach is a vegetable that contains protein, a source of provitamins A, B, C, and fiber, and also contains oxalic acid in the leaf tissue. High market demand for spinach is not matched by increased production. Increasing production can actu- ally be done by expanding the planting area, but this cannot be done because ag- ricultural areas are increasingly limited. The growth of red spinach is greatly in- fluenced by water content. Lack of water can inhibit the rate of photosynthesis because the turgidity of the stomata guard cells will decrease, and turbidity can inhibit the process of absorbing nutrients for plants. As a result, plants will not get enough nutrients. The use of NodeMCU technology provides a new dimension to aquaponic systems.
In aquaponic systems, water turbidity can have a significant influence on fish health and plant growth. Therefore, NodeMCU enables remote monitoring and control of critical factors such as temperature, water, pH, nutrient levels, and hu- midity. Monitoring water quality and preventing water turbidity within acceptable ranges is important in blokaponic systems By combining the Deep Water Culture (DWC), NodeMCU, and aquaponic principles, the results of this research are ex- pected to provide practical and useful guidance for the development of agriculture that is more efficient, sustainable, and produces high quality food.
The conclusion of this research is a tool for detecting water turbidity and wa- ter level in aquaponic spinach cultivation by carrying out a schematic design of the tool on fritzing to assemble the tool according to the existing pins and then programming according to the pins that have been determined in the Arduino IDE Implementation of this tool was carried out by testing the tool first for 10 days to determine the suitability of the tool, after which the tool was implemented with the relevant partner who was the research site. The required bot is embedded in the Telegram application and uses the connected WiFi
Keywords: Spinach, Deep Water Culture, Telegram, Aquaponics.
DAFTAR ISI
Hal LEMBAR JUDUL ... Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ... Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PERNYATAAN ... Error! Bookmark not defined.
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... Error!
Bookmark not defined.
KATA PENGANTAR ... iii
17316114 ...iiii
ABSTRAK ... ivi
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan Penelitian ... 4
1.5 Manfaat dan Kontribusi Penelitian ... 4
1.6 Keaslian Penelitian ... 6
BAB II LANDASAN TEORI ... 8
2.1 Tinjauan Pustaka ... 8
2.1.1 Literatur 1 ... 9
2.1.2 Literatur 2 ... 10
2.1.3 Literatur 3 ... 10
2.1.4 Literatur 4 ... 11
2.1.5 Literatur 5 ... 11
2.1.6 Literatur 6 ... 12
2.1.7 Literatur 7 ... 12
2.2 Akuaponik ... 13
2.3 Bayam Merah ... 17
2.4 Ikan Mas ... 17
2.5 Pengaruh Kekeruhan Air Pada Pertumbuhan Ikan Mas... 18
2.6 Metode Deep Water Culture (DWC) ... 18
2.8 Monitoring ... 21
2.9 Mikrokontroler ... 21
2.10 Kekeruhan ... 22
2.11 Pengertian NodeMCU ... 22
2.12 Kabel Jumper ... 23
2.13 Hardware ... 24
2.14 Software ... 24
2.15 Fritzing ... 25
2.16 Flowchart ... 25
2.17 Sensor Kekeruhan (Turbidity) ... 26
2.18 Sensor Water Level ... 26
2.19 Metode Pengembangan Sistem ... 27
2.19. 1 Metode Prototype ... 27
BAB III METODE PENELITIAN ... 30
3.1 Kerangka Penelitian ... 30
3.2 Tahapan Penelitian ... 31
3.3 Pengumpulan Kebutuhan ... 33
a) Studi Literatur ... 33
b) Wawancara ... 33
3.4 Proses Desain ... 33
3.4.1 Alat dan Bahan ... 34
3.4.2 Diagram Blok ... 34
3.4.3 Flowchart ... 35
3.4.4 Rangkaian Skematik Alat ... 36
3.4.5 Desain Alat ... 37
3.4.6 Jadwal Penelitian ... 38
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 39
4.1 Hasil Penelitian ... 39
4.1 Pemograman Alat ... 40
4.2 Pengujian alat ... 43
4.3 Hasil Pengujian ... 53
4.4 Pembahasan ... 56
BAB V KESIMPULAN ... 59
5.1 Kesimpulan ... 59
5.2 Saran ... 59 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1 Penelitian Terdahulu ... 8
Tabel 3.1 Alat dan Bahan ... 34
Tabel 3.2 Jadwal Peneltian ... 38
Tabel 4.1 Hasil perbandingan tanah dan akuaponik ... 53
Tabel 4.2 Pengujian Telegram ... 54
Tabel 4.3 Pengujian Black box ... 55
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 Tampialn Node MCU ... 23
Gambar 2.2 Kabel Jumper ... 24
Gambar 2.3 Arduino IDE ... 25
Gambar 2.4 Sensor Kekeruhan ... 26
Gambar 2.5 Water Level ... 27
Gambar 2.6 Metode Prototype ... 28
Gambar 3.1 Kerangka Penelitian ... 10
Gambar 3.2 Tahapan Penelitian ... 31
Gambar 3.3 Blok Diagram ... 35
Gambar 3.4 Flowchart ... 36
Gambar 3.5 Skematik Alat ... 37
Gambar 3.6 Desain Alat ... 37
Gambar 4.1 Kodingan Turbidity ... 40
Gambar 4.2 kodingan Sensor Ultrasonik ... 41
Gambar 4.4 Tampilan Board yang digunakan ... 42
Gambar 4.5 Port yang digunakan ... 43
Gambar 4.6 Pengujian Alat ... 44
Gambar 4.7 Pengujian Aplikasi ... 44
Gambar 4.8 Tampilan Notifikasi Telegram ... 45
Gambar 4.9Hari pertama akuaponik ... 45
Gambar 4.11 Hari Kedua pada Akuaponik ... 46
Gambar 4.14 Hari Ketiga pada Akuaponik ... 48
Gambar 4.15 Hari Keempat pada tanah ... 49
Gambar 4.16 Hari Keempat pada akuaponik ... 49
Gambar 4.17 Hari Kelima pada tanah ... 50
Gambar 4.18 Hari Kelima pada Akuaponik ... 50
Gambar 4.19 Hari Keenam akuaponik ... 51
Gambar 4.20 Hari Keenam tanah ... 51
Gambar 4.21 Hari Ketujuh akuaponik ... 52
Gambar 4.212 Hari Ketujuh Tanah ... 52
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
Lampiran 1 Proses pembuatan akuaponik dan tanah ... 63
Lampiran 2 Pengujian alat bersama mitra ... 64
Lampiran 3 Hasil hari pertama Akuaponik dan tanah ... 65
Lampiran 4 Hari Kedua pada Akuaponik dan tanah ... 66
Lampiran 5 Hari Ketiga pada Tanah dan akuaponik ... 67
Lampiran 6 Hari Keempat pada tanah dan tanah ... 68
Lampiran 7 Hari Kelima pada tanah dan akuaponik ... 69
Lampiran 8 Hari keenam pada akuapnik dan tanah ... 70
Lampiran 9 Hari ketujuh akuaponik dan tanah ... 71
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Dalam beberapa tahun terakhir, kebutuhan akan sistem pertanian yang berke- lanjutan dan efisien semakin meningkat seiring dengan pertumbuhan populasi global. Akuaponik, sebuah system yang menggabungkan budidaya ikan dengan pertumbuhan tanaman dalam lingkup tertutup, telah menjadi solusi menarik untuk memenuhi permintaan pangan yang berkelanjutan. akuaponik mini ini menginte- grasikan budidaya ikan dan sayuran sekaligus pada lahan yang terbatas. Teknologi vertiminaponik lebih menguntungkan dibandingkan dengan teknik budidaya kon- vensional (Rahmanto et al., 2020).
Bayam adalah sayuran yang mengandung protein, sumber provitamin A, B, C, dan serat, terkandung juga asam oksalat dala jaringan daunnya. Permintaan pasar yang tinggi terhadap bayam tidak diimbangi dengan peningkatan produksi. Pening- katan produksi sebenarnya dapat dilakukan dengan memperluas area tanam, namun hal ini tidak dapat dilaksanakan karena area pertanian yang semakin terbatas.
Pertumbuhan bayam merah sangat dipengaruhi oleh kadar air, Kekurangan air dapat menghambat laju fotosintesa karena turgiditas sel penjaga stomata akan menurun, serta kekeruhan dapat menghambat proses penyerapan nutrisi untuk tanaman Akibatnya tanaman tidak akan mendapatkan unsur hara yang cukup (Novainty et al., 2023).
2 Salah satu metode dalam akuaponik yang menunjukan potensi besar adalah Deep Water Culture (DWC), Deep Water Culture (DWC) memiliki kemampuan untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman dengan cepat dan efisien. karena, akar tanaman terendam sepenuhnya dalam air dan mendapatkan nutrisi langsung, dalam system akuaponik kotoran ikan mengandung unsur - unsur nutrisi seperti nitrogen, fosfor, dan kalium yang sangat dibutuhkan oleh tanaman untuk pertumbuhan yang sehat. Melalui siklus ini, kotoran ikan berperan dalam memberikan nutrisi yang di- perlukan oleh tanaman tanpa menggunakan pupuk kimia tambahan. Budidaya ikan sistem akuaponik pada prinsipnya menghemat penggunaan lahan dan meningkat- kan efisiensi pemanfaatan hara dari sisa pakan dan metabolisme ikan. Sistem ini merupakan budidaya ikan yang ramah lingkungan (Ilmu et al., 2020)
Penggunaan teknologi NodeMCU memberikan dimensi baru pada sistem akuaponik. Dalam sistem akuaponik, kekeruhan air dapat memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kesehatan ikan dan pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu, NodeMCU memungkinkan pemantauan dan pengendalian jarak jauh terhadap faktor - faktor penting seperti suhu, air, pH, tingkat nutrisi, dan kelembaban.
Pemantauan kualitas air dan mencegah terjadinya kekeruhan air dalam kisaran yang diterima, penting dalam sistem akuaponik.
Dengan menggabungkan metode Deep Water Culture (DWC), NodeMCU, dan prinsip – prinsip akuaponik, hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan panduan praktis dan berguna untuk pengembangan pertanian yang lebih efisien, berkelanjutan, dan menghasilkan pangan yang berkualitas tinggi.
1.2 Rumusan Masalah
Bagaimana performa pertumbuhan dan hasil panen bayam dalam sistem akua- ponik ember dengan metode Deep Water Culture (DWC) dan NodeMCU mem- bandingkan dengan metode tradisional budidaya tanah?
1.3 Batasan Masalah
1. Ruang Lingkup Tanaman dan Hewan :
Penelitian akan berfokus pada budidaya bayam sebagai tanaman dan ikan mas sebagai hewan akuaponik dalam sistem ember dengan metode Deep Water Culture (DWC) dan NodeMCU. Tanaman dan ikan lainnya tidak akan dimasukkan ke dalam sistem.
2. Parameter Lingkungan :
Implementasi sistem akan berfokus pada kekeruhan air. Parameter lainnya akan dibatasi pada skala dasar .
3. Ukuran Sistem :
Implementasi sistem akan dibatasi pada skala yang sesuai dengan em- ber atau wadah yang digunakan untuk akuaponik. Dimensi fisik dan ka- pasitas air akan menjadi faktor penentu.
4. Pengelolaan Nutrisi :
Peneliti akan memfokuskan kotoran ikan sebagai nutrisi bagi tum- buhan. Nutrisi akan dibahas.
5. Aspek Sosial dan Pendidikan :
Meskipun dampak sosial dan pendidikan penting, penelitian ini akan lebih fokus pada aspek teknis implementasi dan performa pertumbuhan.
4 1.4 Tujuan Penelitian
Dalam sebuah penelitian ilmiah, pasti diperlukan tujuan penelitian yang jelas, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi performa pertumbuhan dan hasil panen bayam dalam system akuaponik ember dengan metode Deep Water Culture (DWC) dan NodeMCU, serta membandingkannya dengan metode tradisional budidaya tanah. Fokusnya adalah untuk memahami perbandingan pertumbuhan tanaman, hasil panen, dan efisiensi system antara kedua metode tersebut.
1.5 Manfaat dan Kontribusi Penelitian
Penelitian mengenai implementasi sistem akuaponik ember dengan metode Deep Water Culture (DWC) dan nodeMCU dalam budidaya bayam memiliki sejumlah manfaat dan kontribusi yang penting :
1. Efisiensi Sumber Daya :
Penelitian ini dapat membantu mengoptimalkan penggunaan air dengan lebih efisien dan mengurangi kebutuhan air secara signifikan.
2. Peningkatan Produktivitas :
Kombinasi metode akuaponik ember dan Deep Water Culture dengan teknologi nodeMCU dapat menghasilkan pertumbuhan dan hasil panen bayam yang lebih baik.
3. Pengurangan Dampak Lingkungan
Dengan meminimalkan penggunaan pestisida dan pupuk kimia, serta men- gurangi konsumsi air, penelitian ini dapat memberikan kontribusi penting da- lam mengurangi dampak negatif pertanian terhadap lingkungan.
4. Peningkatan Ketahanan Pangan :
Metode budidaya bayam yang efisien ini dapat berkontribusi pada produksi pangan local yang berkelanjutan, membantu mengurangi ketergantungan ter- hadap impor pangan dan meningkatkan ketahanan pangan lokal.
5. Pemanfaatan Teknologi NodeMCU :
Penggunaan teknologi nodeMCU dalam pengendalian lingkungan pertum- buhan bayam bias memberikan pandangan baru mengenai penggunaan Inter- net of Things (IoT) dalam pertanian.
6. Pengembangan Teknologi Pertanian :
Melalui penerapan teknologi nodeMCU, penelitian ini dapat merangsang pengembangan lebih lanjut dalam penerapan teknologi pintar dalam pe t nian, membantu menciptakan solusi yang lebih efektif dan efisien.
7. Pengembangan Model Berkelanjutan :
Penelitian ini dapat memberikan contoh model budidaya yang berkelanjutan dan ramah lingkungan, yang dapat diterapkan untuk meningkatkan hasil panen.
6
1.6 Keaslian Penelitian
Keaslian penelitian ini terletak pada pendekatan yang terintegrasi dan multi- disiplin dalam memadukan tiga elemen utama, yaitu : sistem akuaponik ember, metode Deep Water Culture (DWC), dan teknologi nodeMCU untuk budidaya bayam. Beberapa faktor yang menjadikan penelitian ini unik dan orisinal meliputi:
1. Pendekatan Interdispliner :
Penelitian ini menggabungkan prinsip - prinsip akuaponik ember, Deep Wa- ter Culture (DWC), dan teknologi nodeMCU dalam satu konteks. Integrasi tiga elemen ini memberikan pandangan baru tentang cara memadukan berbagai disiplin ilmu seperti pertanian, akuakultur, dan teknologi informasi dalam satu konteks.
2. Integrasi Teknologi :
Penerapan teknologi nodeMCU untuk mengendalikan lingkungan partum buhan bayam merah adalah langkah yang inovatif. Penggunaan teknologi In- ternet of Things (IoT) dalam pertanian memberikan dimensi baru dalam meningkatkan efisiensi dan akurasi pengelolaan lingkungan tumbuh.
3. Penerapan Tanaman Spesifik :
Budidaya bayam marah sebagai tanaman spesifik memberikan keaslian pada penelitian ini. Fokus pada satu jenis tanaman memungkinkan penelitian lebih mendalam terhadap bagaimana elemen – elemen yang diintegrasikan memen- garuhi pertumbuhan dan hasil tanaman tertentu.
4. Potensi Solusi Berkelanjutan :
Penelitian ini memiliki potensi untuk memberikan solusi berkelanjutan dalam budidaya tanaman. Penggabungan Teknik akuaponik ember dan metode Deep Water Culture (DWC) dengan penggabungan teknologi nodeMCU dapat menghasilkan metode budidaya yang lebih efisien dan berpotensi mengurangi dampak lingkungan.
5. Pemahaman tentang Interaksi Kompleks :
Penelitian ini akan memberikan wawasan tentang interaksi yang kompleks antara komponen – komponen yang diintegrasikan. Ini melibatkan aspek per- tumbuhan tanaman, kondisi air, interaksi biologi dalam sistem akuaponik, serta efek pengaturan lingkungan melalui nodeMCU.
6. Potensi Aplikasi Luas :
Hasil Penelitian ini memiliki potensi untuk diaplikasikan dalam skala lebih besar atau adaptasi untuk budidaya tanaman lainnya, serta menjadi dasar un- tuk pengembangan teknologi dan metode budidaya lebih lanjut.
7. Kontribusi terhadap Pengetahuan :
Penelitian ini dapat memberikan kontribusi baru dalam literatur ilmiah ten- tang akuaponik, teknologi pertanian, dan integrasi teknologi canggih dalam pertanian tradisional.
Dengan demikian, keaslian penelitian ini terletak pada pendekatan in- terdisipliner yang belum banyak dieksplorasi , mengintegrasikan teknologi canggih dengan budidaya tanaman spesifik, serta membawa kontribusi baru terhadap penge- tahuan dan praktik dalam bidang pertanian berkelanjutan dan teknolgi pertanian yang dapat dihasilkan dari penggabungan elemen – elemen ini.
BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka
Penelitian terdahulu yang relevan dengan penelitian penulis ini ialah : Tabel 2.1 Penelitian Terdahulu
No Literatur
Penulis Tahun Judul
Literatur 1 Ade Septian1, Nurfiana, Rahmlia Syahputri
2021 Sistem Monitoring Kekeruhan Dan Ketinggian Air Pada Budidaya Ikan Dalam Ember (Budikdamber) Ber- basis Internet Of Things
Literatur 2 Jecika Mailoa, Eri Prasetyo Wibowo dan Risdiandri Is- kandar
2020 Sistem Kontrol dan Monitoring Ka- dar pH Air pada Sistem Akuaponik Berbasis NodeMCU ESP8266 Menggunakan Telegram
Literatur 3 Dyah Ayu Perwit- asari, Tatik Amani
2019 Penerapan Sistem Akuaponik (Budidaya Ikan Dalam Ember) Un- tuk Pemenuhan Gizi Dalam Mencegah StuntingDi Desa Gending Kabupaten Probolinggo Literatur 4 Nurul Fajeriana,
Muhammad Arifin Abd Kadir
2023 Sistem Akuaponik Ikan Lele dan Kangkung dalam Ember Sebagai Solusi Kemandirian Pangan di Masa Pandemi
2.1.1 Literatur 1
Penelitian yang dilakukan oleh (Ade Septian, Nurfiana and Rahmalia Syahputri, 2021) Hasil penelitian ini Sensor Water Level sensor dapat berkerja dengan baik dalam melakukan pengukuran ketinggian air pada Budikdamber ikan lele. blynk dapat dengan baik menampilkan hasil pembacaan sensor. Dari hasil ujicoba sistem dapat diketahui jika hasil pembacaan sensor kekeruhan air kurang dari 39 NTU maka air kolam dikatakan normal sedangkan jika hasil pembacaan sensor lebih dari 39 NTU maka air dikatakan keruh sehingga relay akan on untuk melakukan pengurasan air kolam .
Literatur 5 Bagus Cakra Jati Kesuma, Tibyani, Mochammad Han- nats Hanafi Ichsan
2020 Implementasi Metode Fuzzy Pada Akuaponik Deep Water Culture Berdasarkan Derajat Keasaman Dan Ketinggian Air
Literatur 6 Muhammad Ath Thooriqa Arif Rahman Sujatmika b, Izzatul Umami
2023 Rancang Bangun Alat Penyiraman Dan Pembasmi Hama Otomatis Pada Tanaman Bayam Dengan Monitoring Berbasis Website Literatur 7 Muhammad Tau-
fik, Ekki Kurniawan,
2022 Perancang Sistem Peringatan Dini Untuk Hidroponik Berbasis IoT
10
2.1.2 Literatur 2
Penelitian yang dilakukan oleh (Jecika et al., 2020) menggunakan sensor pH sebagai masukan untuk menentukan derajat keasaman atau basa pada air dan relay sebagai keluaran untuk menyalakan pompa sesuai dengan nilai yang telah ditentukan dimana apabila nilai pH air lebih dari 7,5 maka pompa pada larutan pH Down akan menyala sebaliknya apabila nilai pH air kurang dari 6,5 maka pompa pada larutan pH Up akan menyala. Hasil dari sensor pH akan diteruskan melalui NodeMCU ESP8266 dan akan menampilkan kadar pH air pada ponsel agar dapat dimonitoring dari jarak jauh melalui aplikasi Telegram.
2.1.3 Literatur 3
Penelitian yang dilakukan oleh (Perwitasari and Amani, 2019) Sosialisasi dilakukan dengan cara menyampaikan materi tentang hidroponik dan budikdamber yang diikuti oleh para ibu rumah tangga RT 9 dengan tujuan agar dapat mengisi waktu luang serta mengembangkan kemampuan budidaya ikan lele yang dulu pernah memelihara, selain itu juga sebagai bentuk pemanfaatan pekarangan rumah atau lahan sempit menjadi efisien dan menguntungkan.
Praktik dilakukan dengan cara melakukan demonstrasi mengenai budikdamber yang didampingi oleh dosen dan tim mahasiswa, serta menyerahkan rakitan budikdamber beserta sayuran dan ikan kepada salah satu warga sebagai percontohan. Hasil yang didapatkan dari program ini adalah adanya peningkatan pengetahuan dan ketrampilan mitra tentang budidaya ikan dalam ember (Budikdamber) serta adanya peningkatan kemandirian pangan keluarga dengan memanfaatkan pekarangan rumah melalui budidaya sayuran dan ikan dalam satu tempat.
2.1.4 Literatur 4
Penelitian yang dilakukan oleh (Fajeriana and Kadir, 2023) Pada saat pelaksanaan pelatihan di Kelurahan Klabulu Kecamatan Malaimsimsa, warga yang hadir sangat antusias sekali karena selain menggunakan barang bekas juga biaya yang dikeluarkan tidaklah banyak. selain itu ada 2 komoditi yang bisa dibudidayakan yakni tanaman dan hewan dalam satu wadah, dimana sangat menunjang kemandirian pangan dan pemenuhan nutrisi walau dengan budidaya yang sederhana dan tanpa perawatan yang ekstra. Dari hasil kegiatan ini, terjadi peningkatan pengetahuan, pemahaman, dan keterampilan peserta dalam budidaya akuaponik serta peserta/ yang ikut mampu melakukan budidaya akuaponik secara mandiri dan terampil di pekarangan rumah sebagai bentuk aktualisasi kemandirian pangan di saat pandemi.
2.1.5 Literatur 5
Penelitian yang dilakukan oleh (Cakra et al., 2019) Pada pengujian sensor pH dan Ultrasonik mendapatkan hasil bahwa sensor bekerja dengan tingkat error yang rendah. Pada pengujian metode fuzzy Mamdani pengolahan fuzzy dari sistem dan secara manual pengujian dilakukan dengan menganalisis bahwa rumus fuzzy yang diterapkan pada sistem dapat menghasilkan output yang sesuai dengan perhitungan fuzzy. Dari data sample yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa output dari sistem sesuai dengan perancangan yang dilakukan. Hal tersebut dibuktikan dengan membandingkan dengan nilai output dari sistem sama dengan output dari perhitungan manual, dan memiliki akurasi 100% pada pengujian fuzzy yang dilakukan.
12
2.1.6 Literatur 6
Penelitian yang dilakukan (Thooriq, Sujatmika and Umami, 2023) Tanaman bayam tidak dapat tumbuh dengan baik apabila kandungan air pada tanah tidak sesuai kebutuhan yang diperlukan tanaman. Selain itu tanaman bayam rentan terhadap serangan hama yang dapat merusak daun, dari kedua permasalahan tersebut maka diperlukan suatu sistem alat penyiraman dan pembasmi hama secara otomatis serta yang dapat memonitoring tanaman.
Untuk mempermudah dalam penanaman bayam dibutuhkan sistem monitoring menggunakan website, karena penggunaannya yang dapat diakses dimanapaun selama 24 jam dapat mempermudah dalam memonitoring keadaan tanaman bayam. Website akan menampilkan pembacaan data sensor kelembaban tanah dan PIR yang dikirim melalui mikrokontroler NodeMCU ESP8266 ke database berupa presentase tanah, status tanah, dan keadaan tanaman.
2.1.7 Literatur 7
Penelitian yang dilakukan oleh (Taufik, Kurniawan and Panganribuan, 2022) Sistem peringatan dini yang dirancang menggunakan IoT untuk komunikasi dan algortima Machine Learning KNN untuk melakukan pengkalsifikasian kondisi kebutuhan kadar pH dan kadar zat padat (TDS) pada air dengan perbandingan data latih yang telah dibuat secara acak sebanyak 200 sampel.
Dari hasil pengujian dan analisis, berdasarkan 6 buah data sampel pembacaan sensor pH diperoleh akurasi dengan persentase error 0.0017% dan standar deviasi 7.713 ± 0.0489 dan Pembacaan sensor TDS diperoleh akurasi dengan persentase error 0.025% dan standar deviasi 233.97 ±8.2954 ppm. Dari 79 data
sampel, sistem peringatan dini berhasil menajaga kadar pH di antara 6-7 dan kadar zat padat pada air (TDS) diatas 1100 ppm.
2.2 Akuaponik
Akuaponik adalah suatu sistem pertanian terintegrasi yang menggabungkan budidaya ikan (akuakultur) dengan budidaya tanaman (hidroponik) dalam satu ling- kungan tertutup. Dalam sistem akuaponik, air yang mengandung kotoran ikan digunakan sebagai nustrisi badi tanaman yang ditanam secara hidroponik. Proses ini menciptakan siklus yang saling menguntungkan : ikan menghasilkan kotoran yang kaya akan nutrisi, yang kemudian diubah menjadi zat – zat yang berguna oleh bakteri yang hidup dalam tanah atau media tanam. Nutrisi ini kemudian diserap oleh akar tanaman untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Sebaliknya, tanaman membersihkan air dari sisa nutrisi dan mengoksidasi ammonia yang dapat berba- haya bagi ikan.
Prinsip akuaponik berfokus pada pemanfaatan keseimbangan alami dalam ekosistem air untuk menciptakan lingkungan yang mendukung pertumbuhan tana- man dan ikan secara bersamaan. Sistem ini memiliki beberapa keuntungan, seperti efisiensi dalam penggunaan air dan nutrisi, pengurangan limbah organic, dan po- tensi produksi pangan yang berkelanjutan dengan input yang lebih rendah dibandingkan metode pertanian konvensional.
1. Prinsip Kerja Akuaponik
Prinsip kerja akuaponik didasarkan pada interaksi sinergis antara budidaya ikan dan budidaya tanaman dalam satu sistem terintegrasi. Prinsip – prinsip utama yang membentuk kerja akuaponik adalah sebagai berikut :
14
a. Siklus Nutrisi
Ikan dalam ember menghasilkan limbah berupa kotoran dan sisa ma- kanan. Limbah ini mengandung nutrisi seperti ammonia yang dapat men- jadi racun bagi ikan jika konsentrasinya tinggi. Namun, dalam sistem akuaponik, bakteri yang hidup didalam media tanam atau filter biologis mengubah ammonia menjadi nitrat yang lebih aman. Nitrat ini menjadi nutrisi yang dapat diserap oleh tanaman untuk pertumbuhan mereka.
b. Bakteri Pelarut Amonia
Bakteri nitrifikasi adalah elemen kunci dalam siklus nutrisi akuaponik.
Bakteri ini hidup dalam media tanam, filter biologis, atau permukaan air, dan mereka mengoksidasi ammonia menjadi nitrit dan kemudian menjadi nitrat. Proses ini membantu menjaga kualitas air bagi ikan dan mem- berikan nutrisi penting bagi tanaman.
c. Pertumbuhan Tanaman
Tanaman yang ditanam dalam media tanam (seperti substrat, rakit apung, atau larutan nutrisi) mengambil nutrisi dari air langsung melalui akar mereka. Proses ini membersihkan air dari kelebihan nutrisi dan mengu- rangi potensi polusi pada lingkungan akuaponik.
d. Penyaringan Air
Proses budidaya tanaman berfungsi sebagai filter alami untuk air akua- ponik. Tanaman menyerap nutrisi ari air, yang secara efektif mengurangi konsentrasi nutrisi berlebih dalam air. Ini membantu menjaga kualitas air bagi ikan dan mencegah penumpukan nutrisi yang berlebihan.
e. Pembersihan Air untuk Ikan
Air yang telah dibersihkan oleh tanaman kembali kelingkungan ikan, memberikan lingkungan yang lebih baik bagi ikan, Selain itu, tenaman juga memberikan tempat berlindung bagi ikan dan mengurangi resiko penyakit dengan menekan pertumbuhan alga berlebih.
f. Monitor dan Keseimbangan
Kualitas air dan kondisi ikan serta tanaman perlu dipantau secara teratur.
Parameter seperti suhu air, pH, kadar oksigen terlarut dan konsentrasi nutrisi harus dijaga dalam kisaran yang optimal agar semua elemen da- lam sistem berfungsi dengan baik.
Dengan memahami dan mengelola prinsip – prinsip ini, sistem akuaponik dapat menciptakan lingkungan yang ramah lingkungan dan produktif, menghasilkan ikan yang sehat dan tanaman yang berkualitas tinggi secara bersa- maan.
2. Keuntungan Akuaponik
Akuaponik memiliki sejumlah keuntungan yang membuatnya menarik se- bagai alternative sistem pertanian dan budidaya. Berikut adalah beberapa ke- untungan utama dari akuaponik :
a. Efisiensi Penggunaan Air
Akuaponik menggunakan air secara efisien dibandingkan dengan per- tanian konvensional. Air yang digunakan dalam sistem ini secara beru- lang kali diolah melalui siklus akuaponik, mengurangi kebutuhan air yang signifikan.
b. Pertumbuhan Tanaman Lebih Cepat
16
Tanaman dalam sistem akuaponik cenderung tumbuh lebih cepat karena mendapatkan nutrisi yang seimbang dan mudah diserap. Nutrisi yang tersedia dalam bentuk yang lebih mudah untuk diakses, membantu tana- man tumbuh dengan baik.
c. Produksi Ganda
Sistem akuaponik menghasilkan hasil dua kali lipat, yaitu ikan dan tana- man, dalam satu sistem terintegrasi. Ini mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya dan ruang.
d. Pengurangan Pupuk Kimia
Akuaponik mengurangi atau bahkan menghilangkan kebutuhan akan pupuk kimia. Nutrisi yang dihasilkan oleh ikan dan diubah oleh bakteri menjadi bentuk yang dapat diserap oleh tanaman menggantikan pupuk kimia yang mahal dan berpotensi merusak lingkungan.
e. Budidaya yang Ramah Lingkungan
Dngan mengurangi penggunaan pupuk kimia dan meminimalkan dam- pak limbah, akuaponik menjadi salah satu bentuk pertanian yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan.
f. Kualitas Hasil yang Lebih Baik
Tanaman dalam akuaponik mendapatkan nutrisi yang seimbang, menghasilkan hasil yang lebih baik dalam hal ukuran, rasa, dan kualitas nutrisi.
g. Kontrol Lingkungan
Akuaponik memungkinkan control yang lebih baik terhadap lingkungan pertumbuhan tanaman dan ikan. Faktor seperti suhu, cahaya, pH, dan kualitas air dapat dimonitor dan diatur secara efisien.
h. Pendidikan dan pembelajaran
Akuaponik dapa digunakan sebagai alat pendidikan dan pembelajaran tentang ekosistem, siklus nutrisi, dan prinsip pertanian berkelanjutan.
i. Potensi Bisnis
Sistem akuaponik memiliki potensi untuk dijalankan sebagai bisnis sekala kecil hingga menengah, baik untuk produksi pangan local maupun untuk pendidikan dan pelatihan.
j. Keuntungan Estetika
Sistem akuaponik dapat diterapakan dalam berbagai konteks, termasuk dalam lingkungan perkotaan atau dalam ruang terbatas, sehingga dapat memberikan nilai estetika dan hijau bagi lungkungan tersebut.
Keuntungan – keuntungan ini membuat akuaponik menjadi alternative yang menarik dalam menghadapi tantangan pertanian modern dan memberikan kontri- busi pada ketahanan pangan dan perlindungan lingkungan.
2.3 Bayam Merah
Bayam merah (Amaranthus tricolor L.) merupakan salah satu jenis tanaman sayuran yang mengandung antosianin. Antosianin pada bayam merah berperan se- bagai antioksidan yang berfungsi untuk mencegah pembentukan radikal bebas.
Budi daya bayam merah yang masih terbatas disebabkan oleh kondis lahan per- tanian dengan kandungan hara yang rendah.
2.4 Ikan Mas
18
Ikan mas adalah salah satu jenis ikan air tawar yang memiliki prospek yang baik untuk dibudidayakan. Ikan mas adalah jenis ikan air tawar yang memiliki nilai ekonomis tinggi dan digemari masyarakat. Usaha pembesaran ikan mas telah berkembang pesat sejalan dengan pertumbuhan penduduk. Ikan mas (Cyprinus carpio) merupakan spesies ikan air tawar yang sudah lama dibudidayakan dan terdomestikasi dengan baik di dunia.
2.5 Pengaruh Kekeruhan Air Pada Pertumbuhan Ikan Mas
Kekeruhan,pH serta suhu merupakan komponen utama yang berpengaruh terhadap pertumbuhan panjang, bobot dan mortalitas ikan, kekeruhan air yang berlebihan juga dapat mengakibat ikan mas mengalami gagal panen atau mati.
Dalam pertumbuhan ikan mas kekeruhan air adalah salah satu peran yang sangat penting untuk pertumbuhan ikan.
2.6 Metode Deep Water Culture (DWC)
Deep Water Culture (DWC) adalah salah satu metode budidaya tanaman da- lam sistm hidroponik dimana akar tanaman ditempatkan langsung dalam air yang diberi nutrisi dengan jumlah oksigen yang cukup. Metode Deep Water Culture (DWC) melibatkan penggunaan wadah yang mengapung di atas air atau larutan nu- trisi, dengan akar tanaman terendam di dalam air. Berikut adalah konsep dasar dari metode Deep Water Culture (DWC).
a. Wadah Air (Reservoir)
Sistem Deep Water Culture (DWC) dimulai dengan wadah atau reservoir yang berisi air atau larutan nutrisi, Wadah ini cukup dalam untuk men- ampung akar tanaman dan menyediakan tempat bagi oksigen untuk larut dalam air.
b. Rakitan Tanaman (Raft)
Di atas permukaan air atau larutan nutrisi, ditempatkan rakitan atau platpform yang biasanya terbuar dari bahan apung seperti polistirena, Rakitan ini memiliki lubang – lubang tempat tanaman akan merentang dan meresap kedalam air dibawahnya.
c. Akar dalam Air
Akar tanaman dibiarkan terendam di dalam air atau larutan nutrisi yang ditempatkan di bawah rakitan. Air atau larutan ini mengandung nutrisi yang diperlukan oleh tanaman untuk pertumbuhan.
d. Aerasi dan Oksigenasi
Salah satu aspek penting Deep Water Culture (DWC) adalah oksigenasi yang cukup untuk akar tanaman. Oksigen penting bagi perkembangan akar dan mencegah akar membusuk. Sistem biasanya dilengkapi dengan pompa udara atau diffusor udara untuk memberikan oksigen ke dalam air.
e. Kontrol Nutrisi
20
Larutan nutrisi yang diberikan ke dalam air diatur untuk memenuhi kebu- tuhan nutrisi tanaman. Ini melibatkan pengukuran dan penyesuaian kon- sentrasi nutrisi agar tetap dalam kisaran yang optimal untuk pertumbuhan tanaman.
f. Perlindungan dari Cahaya
Biasanya, sistem Deep Water Culture (DWC) menggunakan rakitan yang memberikan perlindungan terhadap cahaya langsung yang dapat memicu pertumbuhan alga didalam air. Ini membantu menjaga kualitas air dan mencegah pertumbuhan yang tidak diinginkan.
g. Monitoring dan Perawatan
Sistem Deep Water Culture (DWC) memerlukan pemantauan teratur ter- hadap kualitas air, tingkay nutrisi, pH, dan kesehatan tanaman untuk menjaga pertumbuhan yang optimal.
h. Produksi Tanaman
Dalam sistem Deep Water Culture (DWC), tanaman mendapatkan nutrisi secara langsung dari air atau larutan nutrisi di bawah mereka. Akar yang terendam dalam air mendapatkan nutrisi yang lebih cepat dan lebih efisien.
2.7 Internet Of Things (IOT)
Internet of things (IoT) merupakan perangkat elektronik yang mampu berinteraksi dengan pengguna untuk tujuan memantau atau mengendalikan pada perangkat tersebut melalui jaringan internet. Hal ini dapat diwujudkan dengan layanan kompleks melalui koneksi antara objek fisik dan virtual berdasarkan teknologi informasi terkini dan perkembangan teknologi komunikasi. Dengan
Internet of Things (IoT) dapat membuat lingkungan internet yang dilengkapi dengan fasilitas untuk memudahkan masyarakat dalam mengakses teknologi cerdas yang terintegrasi dengan otomatisasi yang dapat digunakan kapan saja dan dimana saja (Megawati, 2021).
2.8 Monitoring
Monitoring adalah sebuah proses pengumpulan dan analisis informasi (ber- dasarkan indikator yang ditetapkan) secara sistematis dan kontinu tentang kegiatan program sehingga dapat dilakukan tindakan koreksi untuk penyempurnaan program selanjutnya. Menurut peraturan pemerintah nomor 39 tahun 2006 disebutkan bahwa monitoring merupakan suatu kegiatan mengamati secara seksama suatu keadaan atau kondisi, termasuk juga perilaku atau kegiatan tertentu dengan tujuan agar semua data masukan atau informasi yang diperoleh dari hasil pengamatan tersebut dapat menajdi landasan dalam mengambil keputusan tindakan selanjutnya yang di- perlukan. Tindakan tersebut diperlukan seandainya hasil pengamatan menunjukan adanya hal atau kondisiyang tidak sesuai dengan yang telah direncanakan (Ramita et al., 2020) .
2.9 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip.
Didalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input-output. Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-in- struksi yang diberikan kepadanya Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronik digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dangan
22
program yang bisa ditulis dan dihapus dangan cara khusus, cara kerja mikro- kontroler sebenarnya membaca dan menulis data.
2.10 Kekeruhan
Kekeruhan merupakan salah satu dari sekian faktor fisika yang mempengaruhi kualitas air. Kekeruhan adalah suatu keadaan air yang mengandung materi tersus- pensi/terlarut yang menghalangi masuknya cahaya Kekeruhan mengukur hasil penyebaran sinar dari zat-zat yang tergenang. (Sukamto, 2017)Suatu studi dari si- fat-sifat optis yang menyebabkan cahaya yang melewati air menjadi terhambur dan terserap dari cahaya yang dipancarkan dalam garis lurus. Arah dari berkas cahaya yang dipancarkan akan berubah ketika cahaya berbenturan dengan partikel di dalam air. Jika kekeruhan rendah maka semakin sedikit cahaya yang dihamburkan dan dibiaskan dari arah asalnya
2.11 Pengertian NodeMCU
NodeMCU adalah platform pengembangan open-source yang berbasispada mikrokontroler ESP8266. Mikrokontroler ini telah dikembangkan untuk memfasil- itasi pengembangan aplikasi Internet of Things (IoT) dan proyek – proyek terhub- ung. NodeMCU menggabungkan kemampuat Wi-Fi dan kemampuan pemrograman yang mudah digunakan dalam satu paket, memungkinkan pengembang untuk mem- buat prototipe dan mengimplementasikan proyek IoT dengan lebih cepat dan effisien.
Gambar 2.1 Tampialn Node MCU Sumber : (Bonilla, 2020) 2.12 Kabel Jumper
Salah satu komponen yang cukup penting dalam membuat rangkaian ini ada- lah kabel jumper Arduino (Nusyirwan, 2019). Kabel jumper adalah kabel yang merupakan fungsi untuk menghubungkan sebuah komponen seperti breadboard dan Arduino tanpa memerlukan sebuah solder. Berikut ini merupakan jenis Kabel jumper yaitu :
1) Male to male
Kabel jumper male to male untuk di gunakan sebagai koneksi pada ujung kedua kabel.
2) Female to female
Kabel female to female sebagai koneksi pada kedua ujung kabel tersebut.
3) Male to female
Kabel jumper male to female digunakan sebagai dikoneksi salah satu ujung kabel male dan untuk female sebagai koneksi. Dibawah ini contoh kabel jumper yang digunakan.
24
Gambar 2.2 Kabel Jumper Sumber : (Anon., 2021) 2.13 Hardware
Dalam hardware arduino mempunyai beberapa jenis, ada kelebihan dan kekurangan dalam setiap papannya. Arduino uno yang digunakan harus sesuai dengan perancangan yang dibutuhkan. Penambahan fungsi dalam setiap boardnya itulah yang membedakan setiap arduino. Dalam penelitian ini NodeMCU ESP8266 yang akan digunakan (Putri, Marwan and Hariyono, 2016)
2.14 Software
Driver IDE adalah driver dari software yang masih memiliki beberapa soft- ware lain yang sangat bermanfaat. Integrated Development Enviroment (IDE), suatu program khusus untuk suatu komputer agar dapat membuat suatu rancangan atau sketsa program untuk papan arduino (Putri, Marwan and Hariyono, 2016). Ba- gian ini menginformasikan port yang dipakai oleh board arduino.
Gambar 2.3 Arduino IDE Sumber : (dimaskhosyi, 2020) 2.15 Fritzing
Fritzing merupakan salah satu software yang cukup bagus untuk belajar elektronika. Software Fritzing ini merupakan perangkat lunak yang dapat digunakan oleh para penghobi elektronika. Software Fritzing dapat dioperasikan pada sistem Windows maupun Linux. Pada penelitian ini fritzing digunakan untuk mendesain skematik alat (Ahmad, Nugroho and Irawan, 2015)
2.16 Flowchart
Setelah penulis membuat blok diagram maka tahap selanjutnya adalah membuat flowchart. Flowchart tersebut memiliki fungsi sebagai penentu atau acuan untuk penulis melakukan urutan step by step dari proses yang akan dikerjakan oleh aplikasi dan mikrokontroler yang akan dibuat nantinya. Flowchart sangat berpengaruh terhadap layak atau tidak layak sistem tersebut dijalankan. Tahapan ini merupakan pondasi awal untuk sebelum terbentuknya suatu sistem atau alat.
26
Jika pada pengerjaan atau pembuatan flowchart sudah tidak baik, maka bisa dipastikan bahwasannya sistem atau alat yang akan dibuat tidak baik atau sempurna. Maka sangatlah penting bagi kita untuk mengikuti prosedur dasar tersebut, agar sistem atau alat yang dihasilkan jauh lebih baik (Ilham Budiman1), Sopyan Saori2), Ramdan Nurul Anwar3) and Pangestu5), 2021).
2.17 Sensor Kekeruhan (Turbidity)
Sensor Turbidity atau Sensor kekeruhan air adalah merupakan sensor yang berkerja untuk membaca sebuah kualitasnya pada kekeruhan air, Sensor ini dapat membantu mendeteksi atau membaca sebuah keruhnya air, kekeruhan pada air ini tidak bisa dilihat oleh mata langsung. Semakin banyak kotoran yang ada di air maka semakin tinggi tingkat kekeruhan air maka output pada tegangan akan berubah (Agung and Raka, 2020) Dibawah ini adalah contoh sensor kekeruhan yang penulis gunakan dalam penelitian
Gambar 2.4 Sensor Kekeruhan Sumber : (Prastyo, 2020) 2.18 Sensor Water Level
Sensor water level merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur ketinggian air. sensor water level alat yang dapat digunakan untuk memberikan sig- nal kepada alarm/automation panel bahwa permukaan air telah mencapai level
tertentu. Sensor akan memberikan signal dry contact (NO/NC) ke panel pedeteksi level ketinggian air dengan membaca nilai tegangan yang dihasilkan (Hatami, Tahmasbi and Hatami Shahmir, 2017). Dibawah ini adalah contoh sensor water lever yang akan penulis gunakan.
Gambar 2.5 Water Level Sumber : (edukasielektronika.com)
2.19 Metode Pengembangan Sistem 2.19. 1 Metode Prototype
Metode prototype adalah metode yang dapat digunakan untuk mengem- bangkan sebuah perangkat yang akan dikembangankan kembali. Metode ini dimu- lai dengan pengumpulan kebutuhan pengguna dalam hal ini pengguna dari perangkat yang dikembangkan. Kemudian membuat sebuah rancangan kilat yang selanjutnya akan dievaluasi kembali sebelumnya diproduksi secara benar (Purnomo, 2017). Prototype bukanlah merupakan sesuatu yang lengkap, tetapi sesuatu yang harus dievaluasi dan dimodifikasi kembali. Segala perubahan dapat terjadi saat prototype dibuat untuk memenuhi kebutuhan pengguna dan pada saat yang sama memungkinkan pengembang untuk lebih memahami kebutuhan
28
pengguna secara lebih baik. Berikut ini adalah gambar prototype yang digunakan oleh penulis. Tampilan fisik dari metode prototype terdapat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Metode Prototype Sumber : (Rahma Genita Hidayah, 2019)
Keterangan Metode Prototype :
1. Communication / komunikasi pengembangan perangkat lunak melakukan per- temuan dengan pengguna untuk menentukan kebutuhan perangkat lunak yang saat itu diketahui dan untuk mengambarkan area- area dimana definisi lebih lanjut untuk iterasi selanjutnya.
2. Quin Plan / Perencanan secara cepat dalam pembuatan prototype. Setelah itu dilakakukan pemodelan dalam bentuk “rancangan cepat”.
3. Modeling Quick Design / model rangcangan cepat pada tahap ini memodelkan perencangan tadi menggunakan tools yed graph editor yaitu flowchart untuk mendifinisikan fungsi dari sistem dan alat.
Communication
Quin Plan
Modeling Quick Design Construction of
prototype Deployment deliery & feedback
4. Construction of prototype / pembuatan prototype dalam pembuatan rancangan cepat berdasarkan pada representasi aspek-aspek perangkat lunak yang akan terlihat oleh para pengguna.
5. Deployment deliery & feedback / penyerahan dan memberikan umpan balik terhadap pengembangan prototype kemudian diserhakan kepada pengguna un- tuk evaluasi prototype yang telat dibuat sebelumnya dan memebrikan umpan balik yang akan digunakan untuk memperbaiki spesifikasi kebutuhan. Iterasi terjadi saat pengembangan melakukan perbaikan terhadap pototype tersebut.
Identifikasi Masalah
Permasalahan yang dihadapi ialah bagaimana membuat sistem yang dapat terhubung ke smartphone
BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Kerangka Penelitian
Pada penelitian ini dibuat sebuah kerangka penelitian yang akan menjadi kerangka hubungan antara konsep-konsep yang akan diteliti seperti berikut ini.
Gambar 3.1 Kerangka Penelitian
Pada penelitian ini dirancang Implementasi Sis- tem Akuaponik Ember Dengan Metode Deep Water Culture (Dwc) Dan Nodemcu Untuk Budidaya bayam dimana sistem ini dapat memberikan notifikasi kekeruhan air dan ketinggian air
Penyelesaian Masalah
Metode Prototyping
Proses Desain
Membangun Prototype Evaluasi dan Perbaikan Penutup
Kesimpulan dan Saran Pengumpulan Data
Start
Prototype berfungsi dengan
baik?
Tidak
Y a
Finish
Kesimpulan dan Saran Analisa Hasil Pengujian Prototype Membangun Prototype
Proses Desain Pengumpulan Kebutuhan 3.2 Tahapan Penelitian
Berikut ini adalah tahapan penelitian menggunakan metode prototyping dan sesuai dengan kerangka penelitian yang telah dibuat.
Gambar 3.2 Tahapan Penelitian
32 Keterangan :
1. Tahap Pengumpulan Kebutuhan merupakan tahapan awal dalam proses peneltian. Pada tahapan ini yang dilakukan adalah studi liter- atur dan wawancara untuk mencari sumber-sumber landasan teori maupun data masalah pada penelitian.
2. Pada Proses Desain dibuat perancangan sistem berupa gambaran alur kerja sistem yang akan dijadikan sebagai acuan dalam alat atau sistem ini.
Perancangan sistem ini meliputi diagram blok, flowchart, dan skematika alat.
3. Tahap Membangun Prototype yaitu pada tahap ini membuat rangkaian alat dan melakukan pengkodean sistem (coding) dengan menggunakan alat dan bahan yaitu hardware dan software yang sudah disiapkan dan dibuat sesuai dengan perancangan sistem pada proses desain.
4. Tahap Pengujian Prototype merupakan tahapan untuk melakukan evaluasi dan perbaikan sistem dengan memperhatikan apakah sistem berfungsi dengan baik atau tidak, apabila sistem dapat berfungsi dengan baik maka tahap selanjutnya yaitu analisa hasil, namun jika tidak maka tahapan harus diperbaiki ulang dari proses desain.
5. Setelah tahap pengujian sistem ini berhasil dan dapat berfungsi dengan baik maka tahap selanjutnya yaitu pembahasan penelitian dengan melakukan analisa hasil dari pengujian yang telah dilakukan. Dan selanjutnya mem- buat kesimpulan dan saran dari penelitian yang telah dilakukan.
3.3 Pengumpulan Kebutuhan
Pengumpulan kebutuhan merupakan tahapan dalam penelitian yang dilakukan untuk memperoleh informasi pada system yang penulis lakukan dalam bentuk pro- totype serta mengidentifikasikan masalah pada penelitian.
a) Studi Literatur
Studi Literatur pada penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi yang dibutuhkan dalam rangka mencapai tujuan penelitian. Penulis melakukan studi literatur dengan mengumpulkan data dari beberapa sumber seperti jurnal, artikel ilmiah, buku dan sumber lainnya yang dijadikan se- bagai landasan teori yang berhubungan dengan masalah penelitian tersebut.
b) Wawancara
Melakukan wawancara untuk mengetahui apa saja yang dibutuhkan oleh mitra dan dianalisis oleh peneliti agar menjadi infromasi yang valid.
c) Tinjauan Pustaka
Metode pengumpulan data dilakukan dengan cara mempelajari berbagai jurnal ilmiah dan dokumen atau sumber bacaan serta buku – buku yang berkaitan atau berhubungan dengan topik usulan penelitian.
d) Dokumentasi
Metode pengumpulan data dilakukan dengan cara mengumpulkan beberapa dokumentasi yang diperlukan dalam penelitian
3.4 Proses Desain
Pada proses desain yang dibuat beberapa perancangan sistem pendukung dalam melakukan implementasi pada alat yang akan dibuat. Selain itu perancangan sistem pada penelitian ini memberikan gambaran alur kerja sistem yang akan
34 diimplementasikan nantinya. Perancangan sistem ini meliputi diagram blok, flowchart, dan skematika alat.
3.4.1 Alat dan Bahan
Pembuatan alat pada sistem ini NodeMCU Sebagai mikrokontrolernya dan membutuhkan beberapa perangkat keras (Hardware) dan perangkat lunak (Soft- ware) dalam pengimplementasiannya. Adapun perangkat keras dan lunak yang akan digunakan terdapat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Alat dan Bahan
No Nama Alat dan Bahan Jumlah
1 Laptop 1 Buah
2 Node Mcu 1 Buah
3 Sensor water level 1 Buah
4 Sensor turbidity 1 Buah
5 Aqua gelas secukupnya
6 ember 1 Buah
7 Solder 1 Buah
8 Timah Secukupnya
9 Kabel Jumper Secukupnya
3.4.2 Diagram Blok
Diagram Blok merupakan sistem alur kerja berbentuk diagram proses untuk mendeskripsikan pembuatan sebuah sistem baru atau perbaikan yang sudah ada.
Blok diagram meliputi partisipasi proses utama, komponen sistem utama, dan relasi
alur kerja. Blok diagram bertujuan sebagai dasar dalam menyusun komponen el- ektronika. Berikut ini adalah blok diagram yang penulis gunakan dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Blok Diagram
Pada gambar diatas yaitu contoh rangkaian diagram blok yang menjelaskan secara garis besar dari perancangan pada penelitian ini. Cara kerja dari alat tersebut ialah sensor turbidity akan mendeteksi kekeruhan air dalam ember, kemudian sensor water level akan mendeteksi ketinggian air pada ember dan akan mengirimkan notifikasi ke telegram.
3.4.3 Flowchart
Flowchart adalah bagan alir yang menjelaskan proses dari sebuah sistem dengan menampilkan langkah-langkah serta keputusan secara terperinci. Setiap langkah dideskripsikan pada sebuah bagan dengan bentuk-bentuk tertentu dan memiliki makna tersendiri yang dihubungkan dengan garis atau panah. Adapun flowchart dalam penyusunan program pada penelitian yang penulis teliti terdapat pada Gambar 3.4.
Turbidity
Water level
Node MCU Telegram
36
Gambar 3.4 Flowchart 3.4.4 Rangkaian Skematik Alat
Rangkaian skematik alat di rancang menggunakan software Fritzing dalam bentuk gambaran keseluruhan untuk selanjutnya di implementasikan dalam bentuk nyata. Dibawah ini adalah contoh rangkaian skematik dari keseluruhan alat yang akan digunakan. Adapun rangkaian tersebut, terdapat pada Gambar 3.5.
Mulai
Inisialisasi turbidity, water level
Mendeteksi ketinggian air
Mendeteksi kekeruhan air
Air
<=3cm
Air keruh
Sensor water
Ultrasonik Sensor turbidity
NO NO
YES YES
Notifikasi telegram
Selesai Notifikasi telegram
Gambar 3.5 Skematik Alat 3.4.5 Desain Alat
Desain alat dibuat untuk mendapat gambaran 3D dari alat yang akan dirancang dengan tujuan sebagai panduan dalam pembuatan alat. Desain alat ini dibuat dengan software SketchUp dalam bentuk 3D modeling dengan rancangan sedemikian rupa untuk mendapat gambaran nyata. Dibawah ini adalah contoh de- sain alat yang akan penulis gunakan dalam penelitian terdapat pada gambar 3.6
Gambar 3.6 Desain Alat
38 3.4.6 Jadwal Penelitian
Tabel 3.2 Jadwal Peneltian
Penelitian Waktu Kegiatan Penelitian
Mei Juni Juli Agustus Sepetember
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 Identifikasi Masalah
Studi Literature Konsultasi Bimbingan Jadwal Penelitian Penyusunan Proposal Seminar Proposal
Keterangan :
Telah dilaksanakan
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian
Pada bab ini penulis akan menjelaskan tentang hasil uji coba alat yang telah dirancang beserta pembahasan untuk mengetahui hasil dari rancangan alat dan implementasi yang dilakukan apakah sudah sesuai sebagaimana fungsinya, jadi langkah awal yang dilakukan yaitu dengan dilakukannya pengujian dari beberapa komponen, agar jika terjadi kesalahan akan lebih mudah untuk mengetahuinya.
4.1.1 Spesifikasi Alat
a) Mikrokontroler Model ESP32 atau varian lainnya. Fungsi utama Mengontrol alat keamanan dan berfungsi sebagai menghubungkan internet ke kodingan karena mikrokontroler ini memiliki wifi.
b) Sensor-Sensor:
Pada penelitian ini penulis menggunakan dua sensor untuk menunjang penelitian yang mempunyai fungsinya masing- masing. Sensor turbidity digunakan untuk mendeteksi kekeruhan air, sensor water level digunakan untuk mendeteksi ketinggian air.
c) Modul Komunikasi
Modul Wi-Fi atau hospot dari handphone ke sistem Untuk menghubungkan ESP32 ke jaringan internet.
d) Sumber Daya
Sumber daya yang penulis gunakan dalam penelitian ini langsung terhubung ke aliran listrik tanpa menggunakan batrai atau pun yang lainnya.
40 e) Kotak Pemantauan dan Proteksi
Kotak plastik untuk melindungi komponen elektronik dari elemen- elemen luar.
f) Perangkat Lunak
Arduino Ide mencakup kodingan sistem atau alat yang digunakan, telegram untuk notifikasi dari sistem ke smartphone pengguna.
4.1.2 Pemograman Alat
a) Kodingan Sensor Turbidity
Dibawah ini adalah gambar dari kodingan sensor turbidity untuk mendeteksi kekeruhan air pada penelitian tersebut semakin keruha air semakin dibaca keruh oleh sensor turbidity tersebut.
Gambar 4.7Kodingan Turbidity b) Kodingan sensor Ultrasonik
Dibawah ini adalah kodingan sensor Ultrasonik yang digunakan oleh penulis dimana jika tinnggi wadah 62 cm maka notifikasi akan mengirimkan ke telegram.
Gambar 8.2 kodingan Sensor Ultrasonik c) Kodingan telegram
Dibawah ini gambar dari kodingan telegram yang penulis gunakan pada penelitian dimana bot pada telegram diberi nama bot telegram Security dengan pesan yang berada digunakan yaitu air keruh, air agak keruh, dan ketinggian air serta ada pilihan untuk mengecek keadaan alat atau sistem yang dibuat.
Gambar 4.3 kodingan telegram
42 d) Model mikrokontroler yang digunakan Pada penelitian ini penulis menggunakan mikrokontroler Arduino Uno karena sistem atau program yang digunakan tidak terhubung ke internet.
Gambar 9 Tampilan Board yang digunakan
Pada gambar 4.4 diatas adalah tampilan jendela arduino ide yang digunakan oleh penulis. Dimana pada gambar tersebut menunjukan board arduino yang akan digunakan pada program penelitian penulis.
e) Port yang digunakan
Pada penelitian ini penulis menggunakan port COM4 sebagai port dalam programnya.
Gambar 10 Port yang digunakan
Pada gambar 4.5 diatas adalah tampilan port yang digunakan oleh penulis. Dimana penulis menggunakan port COM pada penelitian ini.
4.2 Pengujian alat
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah fungsi-fungsi yang digunakan telah direncanakan bekerja dengan batik atau tidak. Pengujian alat ini juga sangat berguna untuk nmengetahui tingkat kinerja dari fungsi tersebut.
Pengujian dilakukan pada tiap blok rangkaian sehingga apa bila terjadi suatu kesalahan akan dapat diketahui secara pasti. Pengujian tahap akhir Pada bab ini dilakukan pengujian tahap akhir yang bertujuan untuk melakukan pengambilan data terhadap parameter. Pengjuian ini meliputi beberapa bagian yaitu :
1. Pengujian komponen
Merupakan metode pengujian yang dilakukan oleh penulis sebelum semua komponen dirakit menjadi satu. Yang bertujuan untuk memastikan apakah
44 komponen-komponen tersebut dapat bekerja dengan baik dan layak pakai.
sehingga tidak akan terjadi kesalahan ketika alat tersebut disatukan menjadi sistem atau alat.
2. Pengujian alat dan aplikasi
Tahap ini berfungsi untuk memastikan alat dan aplikasi yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik dan sesuai dengan apa yang yang penulis harapkan.
Gambar 11 Pengujian Alat
Gambar 12 Pengujian Aplikasi
Gambar 13 Tampilan Notifikasi Telegram 3. Pengujian Bayam merah akuaponik dan tanah
Dibawah ini adalah gambar pengujian akuaponik dan tanah yang dilakukan selama kurang lebih tujuh hari pengujian.
Gambar 14Hari pertama akuaponik
46
Gambar 4.10 Hari pertama pada tanah
Gambar 4.9 dan gambar 4.10 adalah gambar pengujian akuaponik dan tanah dihari pertama pada tanggal 11 November 2023 dimana dari hasil pengujian tersebut belum terlihat pertumbuhan bayam merah dari keduanya atau masih 0 cm.
Gambar 15 Hari Kedua pada Akuaponik
Gambar 4.12 Hari Kedua pada Tanah
Gambar 4.11 dan gambar 4.12 diatas adalah gambar pengujian akuaponik dan tanah dihari kedua pada tanggal 12 November 2023 dimana dari hasil pengujian yang kedua pun belum terlihat pertumbuhan dari bayam merah yang peneliti tanam atau masih sama dengan hari pertama pengujian yaitu 0 cm.
Gambar 4.13 Hari Ketiga pada Tanah
48
Gambar 16 Hari Ketiga pada Akuaponik
Gambar 4.13 dan gambar 4.14 diatas adalah gambar pengujian akuaponik dan tanah dihari ketiga pada tanggal 13 November 2023 dimana dari hasil pengujian yang ketiga sudah mulai terlihat pertumbuhan dari bayam merah baik dari akuaponik atau pun tanah dimana dalam pertumbuhan ini terjadi perbedaan pertumbuhan yaitu bayam pada akuaponik panjang 1,5 cm sedangkan panjang bayam merah pada tanah 1 cm.
Gambar 17 Hari Keempat pada tanah
Gambar 18 Hari Keempat pada akuaponik
Gambar 4.15 dan gambar 4.16 diatas adalah gambar pengujian akuaponik dan tanah dihari keempat pada tanggal 14 November 2023 dimana dari hasil pengujian yang keempat dimana hasil pengujian tersebut menunjukan pertumbuhan bayam merah di akuaponik tumbuh dengan panjang bayam 2 cm sedangkan pada tanah panjang bayam merah 1,5 cm.
50
Gambar 19 Hari Kelima pada tanah
Gambar 20 Hari Kelima pada Akuaponik
Gambar 4.17 dan gambar 4.18 diatas adalah gambar pengujian akuaponik dan tanah dihari kelima pada tanggal 15 November 2023 dimana dari hasil pengujian yang kelima dimana hasil pengujia tersebut menunjukan pertumbuhan bayam
merah di akuaponik tumbuh dengan panjang bayam 2,5 cm sedangkan pada tanah panjang bayam merah 2 cm.
Gambar 21 Hari Keenam akuaponik
Gambar 22 Hari Keenam tanah
52 Gambar 4.19 dan gambar 4.20 diatas adalah gambar pengujian akuaponik dan tanah dihari kelima pada tanggal 16 November 2023 dimana dari hasil pengujian yang keenam dimana hasil pengujia tersebut menunjukan pertumbuhan bayam merah di akuaponik tumbuh dengan panjang bayam 3 cm sedangkan pada tanah panjang bayam merah 2,5 cm.
Gambar 231 Hari Ketujuh akuaponik
Gambar 242 Hari Ketujuh Tanah
Gambar 4.21 dan gambar 4.22 diatas adalah gambar pengujian akuaponik dan tanah dihari kelima pada tanggal 17 November 2023 dimana dari hasil pengujian yang ketujuh dimana hasil pengujia tersebut menunjukan pertumbuhan bayam merah di akuaponik tumbuh dengan panjang bayam 4 cm sedangkan pada tanah panjang bayam merah 3,5 cm.
Tabel 4.1 Hasil perbandingan tanah dan akuponik
Hari ke Bayam Akuaponik Bayam Tanah
1 Panjang bayam 0 cm Panjang bayam 0 cm
2 Panjang bayam 0 cm Panjang bayam 0 cm
3 Panjang bayam 1,5 cm Panjang bayam 1 cm
4 Panjang bayam 2 cm Panjang bayam 1,5 cm
5 Panjang bayam 2,5 cm Panjang bayam 2 cm 6 Panjang bayam 3,5 cm Panjang bayam 3 cm
7 Panjang bayam 4 cm Panjang bayam 3,5 cm
4.3 Hasil Pengujian
Dibawah ini adalah hasil pengujian penulis lakukan selama penelitian yang sudah diuji persensor untuk mengetahui kesalahan-kesalahan yang terjadi
54 Tabel 4.2 Pengujian Telegram
Sensor Ultrasonik
Aktivitas Pengujian Hasil Pengujian Kesimpulan Mendeteksi
ketingian air
Air Berkurang Berhasil
Mendeteksi ketingian air
normal Berhasil
Sensor Turbidity
Aktivtas Pengujian Hasil Pengujian Kesimpulan Mendeteksi
kekeruhan air
Air keruh Berhasil
kekeruhan air Air bening Berhasil
Pada tabel diatas menjabarkan bahwa ketika sensor ultrasonik berhasil mendeteksi ketingian air dibawah wadah air maka notifikasi telegram segara isi air pada akuaponik anda, jika sensor ultrasonik mendeteksi ketinggian masih normal atau pas dengan wadah air maka tidak perlu diisi air, sensor turbidity mendeteksi kekeruhan air jika air keruh maka akan muncil notifikasi ke telegram air keruh yang artinya perlu diganti begitu pun sebaliknya jika sensor turbidity mendeteksi air masih normal atau bening maka notifikasi telegram pun akan muncul air bening yang artinya tidak perlu diganti air.
Tabel 4.3 Pengujian Black box No Aktivitas
pengujian
Hasil Yang Di- harapakan
Hasil pengujian Kesimpulan 1 Power Supply
Dicolokan Ke Sumber Listrik
Perangkat ber- hasil dihidupkan, lampu nodemcu berkedip
Alat berhasil dihidupkan sesuai yang diharapkan
Berhasil
2 Sensor Ultra- sonik Dinya- lakan
Mendeteksi ketingiian air berdasarkan
Sensor berhasil mendeteksi ketingiian air berdasarkan ketentuan yang ada
Berhasil
3 Sensor turbidity
Mendeteksi kekeruhan air
Sensor turbidity berhasil mendeteksi kekeruhan air pada akuaponik
Berhasil
4 Telegram dihubungkan
Menampilkan perintah
Telegram berhasil menampilan perintah yang diharapkan
Berhasil
5 Ultasonik Mendeteksi Ja- rak
Berhasil
mendeteksi jarak 40 cm- 50 cm
Berhasil mendeteksi jarak dan
menampilkan ke telegram sesuia jarak yang diharapkan
Berhasil
56
4.4 Pembahasan
Pembahasan mengenai performa pertumbuhan dan hasil panen bayam dalam sistem akuaponik ember dengan metode DWC (Deep Water Culture) menggunakan NodeMCU dapat dibandingkan dengan metode tradisional budidaya tanah dalam beberapa aspek yang penting.
6 Sensor turbidity mendeteksi jarak
Berhasil mendeteksi kekeruhan air
Sensor berhasil kekeruhan air pada akuaponik
Berhasil
7 Telegram menampilkan notifikasi
Telegram berhasil menampilkan perintah dan notifikasi
Telegarm menampilkan
notifikasi dan perintah sesuai yang
diharapkan
Berhasil
8 Cek status pada telegram
Telegram berhasil menampilan status setiap sensor
Telegram berhasil menampilan status sensor turbidity, dan sensor ultrasonik
Berhasil
9 Tanaman Bayam berhasil tumbuh dengan sempurna
Bayam merah tumbuh dengan baik setiap harinya
Berhasil
