IMPLEMENTASI WIRELESS SENSOR
NETWORK (WSN) UNTUK MONITORING
SMART FARMING PADA TANAMAN
HIDROPONIK MENGGUNAKAN
MIKROKONTROLER WEMOS D1 MINI
Abstrak
Perkembangan pembagunan yang semakin padat menyebabkan berkurangnya lahan pertanian yang signifikan. Hidroponik banyak dijadikan sebagai alternative bercocok tanam karena tidak memerlukan lahan tanam yang luas. Sistem
monitoring yang kurang efisien menjadi kendala utama pada sistem hidroponik ini. Sistem monitoring yang realtime dianggap mampu menjadi solusi
permasalahan tersebut. Dengan memanfaatkan sistem jaringan sensor nirkabel atau biasa disebut wireless sensor network (WSN) yang difungsikan untuk
membaca kondisi terkini pada tanaman hidroponik dapat memudahkan petani untuk monitoring secara realtime dari mana pun. Monitoring dengan
mikrokontroler Wemos D1 Mini ini menjadi salah satu pengimplementasian dari sistem WSN tersebut.
Pendahuluan
Sistem Hidroponik adalah teknik budidaya tanam yang tidak menggunakan tanah (Soil Culture). Termasuk metode bercocok tanam menggunakan pot atau wadah lain yang menggunakan air atau bahan porous lainya seperti kapas, pasir, kerikil maupun pecahan genting.
Wireless Sensor Network (WSN) merupakan jaringan yang menghubungkan perangkat perangkat seperti sensor node, dan router. WSN umumnya
diimplementasikan untuk komunikasi data skala kecil yang digunakan untuk mengirim data dan hasil deteksi sensor untuk diolah kembali.
Mikrokontroler Wemos D1 Mini merupakan modul perangkat embedded system yang fungsinya hampir sama dengan arduino khususnya dalam mendukung konsep Internet Of Think (IOT).
Pendahuluan
Sensor Kekeruhan (Turbidity) adalah sensor yang biasa digunakan untuk
mengukur jumlah atau massa pastikel padat yang tercampur pada air. Sensor ini yang akan mengirim data pada mikrokontroler Wemos D1 mini.
Sensor Suhu DHT11 merupakan device sensor yang umum digunakan untuk
aplikasi pengukuran kelembaban udara disekitarnya. Jangkauan dari sensor ini bisa mencapai 20 meter.
Firebase (Realtime-Database) adalah salah satu dari beberapa jumlah penyedia layanan Mobile backend as a Service (mBaaS) yang paling popular digunakan oleh para pengembang software mobile. Fitur Realtime-database merupakan salah satu fitur dari firebase yang memungkinkan aplikasi yang dikembangkan dapat diakses secara langsung oleh end user.
Metode Penelitian
Perancangan Prototype Device
Ada dua macap prototype yang akan dibuat guna menunjang sitem monitoring hidroponik ini, yaitu prototype sensor turbidity yang memiliki fungsi untuk
mengecek kondisi kekeruhan air dan prototype sensor DHT11 yang berfungsi untuk mengetahui suhu di sekitar tanaman hidroponik. Kedua model perancangan tersebut berfungsi sebagai alat input pada mikrokontroler Wemos D1 Mini.
Perancangan Block Diagram System
Apabila sensor turbidity mendeteksi perubahan dapa air, dan sensor DHT11
mendeteksi perubahan suhu pada area sekitar hidroponik, maka kedua sensor akan secara otomatis mengirim nilai kepada mikrokontroler wemos d1 mini ysng sudah terhubung dengan jaringan internet. Data yang dihasilkan oleh kedua sensor
tersebut dikirim ke realtime-database pada firebase untuk dikelola dan disampaikan ke end user.
Metode Penelitian
Flowchart koneksi mikrokontroler wemos ke Router dan wemos ke Firebase Dimulai dengan inisialisasi perangkat kemudian wemos akan menghubungkat perangkat pada router dan menentukan SSID yang akan digunakan dan
memasukan kunci agar mendapat akses internet. Setelah wemos mendapatkan akses internet , wemos akan menghubungkan pada firebase dengan mengatur server firebase dan kode authentication agar mendapatkan akses langsung ke firebase. Kemudian data akan diambil ke aplikasi yang dijalankan pada platform android pada end user secara realtime.
Flochart sistem monitoring tanaman hidroponik
dimulai dari sensor turbidity dan sensor DHT11 yang mengirim data ke realtime- database melalui internet secara realtime. Setelah data terekam firebase, maka data dapat dipanggil malalui Aplication Programming Interface(API) yang dapat diakses ke aplikasi android. Data yag sudah berhasil dipanggil ke interface
android kemudian diolah dan dibagi ke dalam kategori kategori yang sudah ditentukan secara otomatis.
Prinsip Kerja
Prinsip kerjanya adalah air yang berada dalam penampungan air akan dipompa oleh mini pump ke atas melalui pipa sehingga air tersebut melewati semua akar pada tanaman yang akan ditanam kemudian air tersebut mengalir kebawah
menuju penampungan air kembali. Proses ini terus berulang selama air dalam wadah penampungan masih tersedia. Dalam sistem monitoring ini terdapat dua sensor utama yang digunakan untuk sumber data monitoring yaitu sensor
turbidity dan sensor DHT11.
Sensor Turbidity
Sensor turbidity difungsikan sebagai alat untuk mendeteksi kandungan nutrisi yang tercampur pada air dengan melihat kadar kekeruhan air,
Air Nilai Sensor if Nutrisi
Jernih 4 >=0 &<15 Habis
Keruh 51 >=15 & <80 Hampir habis
Sangat Keruh 91 >80 Full
Sensor DHT11
sensor DHT11 difungsikan sebagai pendeteksi kondisi suhu atau cuaca pada area sekitar tanaman hidroponik.
Air Nilai Sensor if Nutrisi
Dingin 22 >=0 &<=25 Dingin
Normal 30 >25 & <=30 Normal
Panas 37 >30 Panas
Pengujian Aplikasi
Interface android memiliki fungsi sebagai media pelaporan kepada end user untuk mengetahui kondisi terkini yang terjadi pada tanaman hedroponik yang dideteksi langsung oleh sensor turbidity dan sensor DTH11 secara realtime.
Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan:
1. Dapat memantau dari mana saja selama ada akses internet
2. Data yang ditampilkan berupa data realtime Kekurangan:
3. Memerlukan reverensi data yang sangat tepat agar pertanian hidroponik dapat berjalan sesuai harapan
4. Petani masih harus dating ke areahidroponik karena sistem ini hanya untuk pemantauan dan tidak disertai sistem otomatis jika terjadi perubahan pada air dan kelembaban udara
5. Sensor turbidity tidak bisa mendeteksi nutrisi secara akurat
