SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO SKRIPSI ROY P GINTING

Transkripsi

1 SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO SKRIPSI ROY P GINTING PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017

2 SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi ROY P GINTING PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017

3 i PERSETUJUAN Judul : SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO Kategori : SKRIPSI Nama : ROY P GINTING Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Syahril Efendi, S.Si.,M.IT NIP Baihaqi Siregar, S.Si., M.T NIP Diketahui/disetujui oleh Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua, Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT NIP

4 ii PERNYATAAN SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya. Medan, 30 Januari 2017 Roy P Ginting

5 iii UCAPAN TERIMA KASIH Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan izin-nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, pada Program Studi S1 Teknologi Informasi Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi. Penyelesaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan motivasi berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH, M.Hum selaku Rektor. 2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi. 3. Bapak Baihaqi Siregar, S.Si., M.T selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si.,M.IT. selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu dan tenaganya untuk membimbing penulis dalam penelitian serta penulisan skripsi ini. 4. Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M. Sc selaku Dosen Pembanding I dan Bapak Seniman, S.Kom., M.Kom.selaku Pembanding II yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini. 5. Seluruh dosen serta staf pegawai di lingkungan Program Studi S1 Teknologi Informasi dan Fasilkom-TI USU, yang telah membantu proses administrasi selama masa perkuliahan. 6. Ayahanda Benteng Ginting, S.Pd dan Ibunda Murniaty Br Barus yang telah membesarkan penulis dengan penuh cinta dan kasih saying, serta selalu memberikan doa, semangat dan dukungan kepada penulis. Terima kasih juga kepada Abangnda Eliezer Bastanta Ginting dan Adinda Vionika Apriliasta Ginting yang selalu memberikan motivasi dan dukungan kepada penulis, serta kepada seluruh anggota keluarga penulis yang tidak dapat disebutkan satupersatu. 7. Yang tercinta Ledi Rufina Sinuhaji, SH yang telah memberikan kasih sayang, doa, semangat, dan motivasi kepada penulis. 8. Sahabat-sahabat penulis Ilhamuddin Hasibuan, Dani Aceh, Ade, Hans, Rozi, Nugha, Ismed, dan Jaspen serta seluruh teman-teman angkatan 2011 S1 Teknologi Infomasi

6 iv USU yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang selalu memberikan dukungan, bantuan dan semangat. Semoga Allah SWT melimpahkan berkah kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, perhatian, serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Medan, Januari 2017 Penulis

7 v ABSTRAK Hidroponik merupakan suatu metode bercocok tanam atau budidaya tanaman tanpa menggunakan tanah, melainkan menggunakan teknologi bercocok tanam yang menggunakan air, nutrisi, dan oksigen. Penggunaan sistem hidroponik mempunyai kelebihan antara lain kuantitas dan kualitas produksi lebih tinggi dan lebih bersih, penggunaan pupuk dan air lebih efisien, serta pengendalian hama dan penyakit lebih mudah. Namun, sistem ini mempunyai kekurangan yaitu, hidroponik sangat membutuhkan ketelitian, ketelatenan, dan pemantauan secara rutin. Perubahan ph, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan intentitas cahaya sangat mempengaruhi pertumbuhan, sehingga dapat mempengaruhi kualitas dari tanaman sayur. Untuk itu diperlukan solusi untuk memantau faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan, serta memberikan pemberitahuan jika terdapat perubahan faktor tersebut yang tidak sesuai dengan syarat tumbuh tanaman. Sistem pemantauan ini menggunakan sensor PH, Electro Conductivity Sensor, sensor suhu air, suhu udara, Light Sensor, GSM/GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, dan Arduino Uno sebagai board utama atau microcontroller. Hasil pengujian yang dilakukan selama dua minggu pada tanaman selada, bayam merah, dan sawi pak coy yang merupakan respon dari pendeteksian menunjukkan bahwa sensor dan sistem berjalan dengan baik. Adapun hasil jumlah daun dan tinggi tanaman pada pengujian ini untuk masing-masing tanaman yaitu pada tanaman selada mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.6 cm. Tanaman bayam merah mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.8 cm, sedangkan pada tanaman sawi pak coy, jumlah daun yang didapatkan yaitu sekitar 6 helai dan tinggi 4.2 cm. Kata kunci: monitoring, Tanaman Hidroponik, sensor PH, Electro Conductivity Sensor, sensor suhu air, sensor suhu udara, Light Sensor, GSM/GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, Arduino Uno.

8 iii ABSTRACT MONITORING QUALITY SYSTEMS IN VEGETABLE PLANTING HYDROPONICS USING ARDUINO Hydroponics is a method of farming or cultivation of plants without using soil, but using the technology of cultivation which use water, nutrients, and oxygen. Using hydroponics system has advantages such as the quantity and quality of production is higher and cleaner, fertilizer and water usage is more efficient, and pest and disease is easier to control. However, this system has the disadvantage that hydroponics require precision, patience, and routine monitoring. Changes in ph, electrical conductivity in nutrients, water temperature, air temperature and light intensity influence the growth, so it can affect the quality of vegetable crops. For that needed a solution to monitor factors that can affect the growth is needed, as well as giving notice if there are changes in these factors which are not in accordance with the requirements grow crops. The monitoring system uses ph sensor, Electro Conductivity sensor, water temperature sensor, air temperature, Light Sensor, GSM / GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, and Arduino Uno as a main board or a microcontroller. And the result of the testing for 2 weeks on the plant lettuce, red spinach and mustard pakcoy which shows the response of the detection indicates that the sensor and the system is running well. This test also showed the number of leaves and height obtained for each plant such as for lettuce plants, it has six leaves and height 3.6 cm. The red spinach plant has six leaves and height of 3.8 cm, while the pak coy mustard plant has 6 leaves and 4.2 cm. Keywords: monitoring, Hydroponics, ph sensor, Electro Conductivity sensor, water temperature sensor, air temperature sensor, Light sensor, GSM / GPRS Shield, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, Arduino Uno.

9 vii DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN UCAPAN TERIMA KASIH ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR i ii iii v vi vii x xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Sistematika Penulisan 6 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Pemantauan Tanaman Hidroponik Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Selada Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Bayam Merah Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Sawi Pakcoy Perangkat Hardware Yang Digunakan 10

10 viii Sensor PH Sensor Suhu Air Electro Conductivity Sensor Light Sensor Air Tempereature Sensor Open Garden Shield Open Garden Hydroponic Arduino Uno GSM / GPRS SHIELD Penelitian Terdahulu 16 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 3.1 Arsitektur Umum Data Yang Digunakan Pemantauan Kualitas Tanaman Sayur Pada Media 22 Tanam Hidroponik Pemantauan Notifikasi Perancangan Hardware Perancangan Sensor Suhu udara, Sensor suhu air, 23 dan LDR dengan board open garden shield Perancangan Sensor PH dan Electro Conductivity 25 Sensor dengan Extension board open garden hydroponic Perancangan GSM Shield dan Arduino Perancangan Sistem Usecase Diagram Rancangan Halaman Login Rancangan Halaman Utama Rancangan Halaman Tabel Monitoring Sensor 29

11 ix BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 4.1 Implementasi Sistem Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak 30 Yang Digunakan 4.2 Implementasi Perancangan Antarmuka Pengujian Kinerja Sistem 36 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 43 DAFTAR PUSTAKA 44

12 x DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Penelitian Terdahulu 17 Tabel 3.1. Deskripsi Use Case Sistem Aplikasi Monitoring 28 Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Selada Dari Hari I-VII 37 Pada Minggu Ke-1 Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Selada Dari Hari I-VII 38 Pada Minggu Ke-2 Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Bayam Merah Dari 38 Hari I-VII Pada Minggu Ke-1 Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Bayam Merah Dari 39 Hari I-VII Pada Minggu Ke-2 Tabel 4.5. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Sawi Pakcoy Dari 39 Hari I-VII Pada Minggu Ke-1 Tabel 4.6. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Sawi Pakcoy Dari 40 Hari I-VII Pada Minggu Ke-2

13 xi DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Sensor PH 10 Gambar 2.2. Water Tempereature Sensor 11 Gambar 2.3. Electro Conductivity Sensor 12 Gambar 2.4. Light Sensor 12 Gambar 2.5 Air Temperature Sensor 13 Gambar 2.6 Open Garden Shield 13 Gambar 2.7 Open Garden Hydroponic 14 Gambar 2.8 Arduino Uno 15 Gambar 2.9 GSM / GPRS SHIELD 16 Gambar 3.1. Arsitektur Umum 19 Gambar 3.2 Flowchart Notifikasi 23 Gambar 3.3. Perancangan Sensor Suhu udara, suhu air, dan LDR 24 Dengan Open Garden Shield Gambar 3.4. Perancangan Sensor PH dan Sensor EC dengan board 25 Open garden Hydroponic Gambar 3.5. Perancangan GSM Shield dan Arduino Uno 26 Gambar 3.6. Use Case Aplikasi Monitoring 27 Gambar 3.7. Rancangan Halaman Login 28 Gambar 3.8. Rancangan Halaman Utama 29 Gambar 3.9. Rancangan Halaman Tabel Monitoring Sensor 29 Gambar 4.1. Halaman Login 31 Gambar 4.2. Halaman Utama 31 Gambar 4.3. Halaman Pemantauan Tanaman Selada 32 Gambar 4.4. Halaman Pemantauan Tanaman Bayam Merah 32 Gambar 4.5. Halaman Pemantauan Tanaman Sawi Pakcoy 33 Gambar 4.6. Tampilan Grafik Pada Setiap Sensor 33 (a) Grafik Temperatur Udara; (b) Grafik Cahaya; (c) Grafik Konduktivitas Listrik (EC); (d) Grafik ph;

14 xii (e) Grafik Suhu Air; Gambar 4.7. Halaman Tabel Log Sensor 35 Gambar 4.8. Tampilan Setting Database 35 Gambar 4.8. Tampilan Gambar Peringatan Sensor 36 Gambar 4.9 Pengujian Sistem 36 (a) Tanaman Selada; (b) Tanaman Bayam Merah; (c) Tanaman Sawi Pakcoy;