Sistem Cerdas Pengelolaan Nutrisi Dan Ph Pada Tanaman Hidroponik Berbasis Iot Dengan Metode Fuzzy Logic
Abstrak
Pertanian hidroponik merupakan metode budidaya modern yang mampu meningkatkan efisiensi penggunaan air dan produktivitas tanaman. Namun demikian, kestabilan pH dan konsentrasi nutrisi (TDS) pada larutan hidroponik sering mengalami fluktuasi yang dapat menghambat penyerapan hara serta menurunkan kualitas pertumbuhan tanaman. Penelitian ini merancang sistem pengelolaan pH dan nutrisi berbasis Internet of Things (IoT) menggunakan mikrokontroler ESP32 dengan implementasi metode Fuzzy Logic Mamdani sebagai kendali otomatis untuk menjaga parameter larutan tetap berada pada rentang ideal. Sistem menggunakan sensor pH 4502C dan sensor TDS DFRobot sebagai input utama fuzzy, serta pompa pH Up, pH Down, dan nutrisi sebagai aktuator. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sensor pH memiliki deviasi rata-rata ±0,3 pH dan sensor TDS deviasi ±2,1 ppm dari nilai acuan, keduanya berada dalam batas toleransi ≤5%. Kontrol fuzzy mampu menstabilkan pH pada rentang 5,5–6,5 dan TDS pada 700–1000 ppm dengan waktu stabilisasi masing-masing 2–3 menit dan 3–4,5 menit. Sistem IoT yang dikembangkan mampu mengirimkan data sensor ke Firebase setiap dua detik dengan latensi rata-rata 1,3 detik dan tanpa packet loss, sehingga memungkinkan monitoring real-time melalui aplikasi Kodular. Secara keseluruhan, sistem berhasil mempertahankan kondisi larutan pada rentang ideal selama 97% waktu operasi dan meningkatkan efisiensi aktivasi pompa hingga 67%. Hasil ini menunjukkan bahwa integrasi IoT dan Fuzzy Logic Mamdani efektif untuk otomatisasi pengelolaan hidroponik secara adaptif, presisi, dan berkelanjutan.
Kata kunci — Hidroponik, Internet of Things, Fuzzy Logic Mamdani, pH, TDS, ESP32
Referensi
T. Sangeetha dan E. Periyathambi, “Automatic nutrient estimator: distributing nutrient solution in hydroponic plants based on plant growth,” PeerJ Comput Sci, vol. 10, 2024, doi: 10.7717/peerj-cs.1871.
I. Agustian, B. I. Prayoga, H. Santosa, N. Daratha, dan R. Faurina, “NFT Hydroponic Control Using Mamdani Fuzzy Inference System,” Journal of Robotics and Control (JRC), vol. 3, no. 3, hlm. 374–383, Mei 2022, doi: 10.18196/jrc.v3i3.14714.
C. H. Chen, S. Y. Jeng, dan C. J. Lin, “Fuzzy Logic Controller for Automating Electrical Conductivity and pH in Hydroponic Cultivation,” Applied Sciences (Switzerland), vol. 12, no. 1, Jan 2022, doi: 10.3390/app12010405.
A. Achmad, R. Satra, D. Tribuana, dan S. Konate, “Bulletin of Social Informatics Theory and Application Monitoring and controlling humidity and pH use of LoRa in IoT-Based hydroponic planting Article history,” vol. 8, no. 1, hlm. 107–123, 2024, doi: 10.31763/businta.v8i1.672.
V. Vincentdo dan N. Surantha, “Nutrient Film Technique-Based Hydroponic Monitoring and Controlling System Using ANFIS,” Electronics (Switzerland), vol. 12, no. 6, Mar 2023, doi: 10.3390/electronics12061446.
S. V. S. Ramakrishnam Raju, B. Dappuri, P. Ravi Kiran Varma, M. Yachamaneni, D. M. G. Verghese, dan M. K. Mishra, “Design and Implementation of Smart Hydroponics Farming Using IoT-Based AI Controller with Mobile Application System,” J Nanomater, vol. 2022, 2022, doi: 10.1155/2022/4435591.
P. Musa, H. Sugeru, dan H. F. Mufza, “An intelligent applied Fuzzy Logic to prediction the Parts per Million (PPM) as hydroponic nutrition on the based Internet of Things (IoT),” dalam Proceedings of 2019 4th International Conference on Informatics and Computing, ICIC 2019, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Okt 2019. doi: 10.1109/ICIC47613.2019.8985712.
R. L. Alam dan A. Nasuha, “Sistem Pengendali pH Air dan Pemantauan Lingkungan Tanaman Hidroponik menggunakan Fuzzy Logic berbasis IoT,” Elinvo (Electronics, Informatics, and Vocational Education), vol. 5, no. 1, hlm. 11–20, Mei 2020, doi: 10.21831/elinvo.v5i1.34587.
F. SURYATINI, S. PANCONO, S. B. BHASKORO, dan P. M. S. MULJONO, “Sistem Kendali Nutrisi Hidroponik berbasis Fuzzy Logic berdasarkan Objek Tanam,” ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, vol. 9, no. 2, hlm. 263, Apr 2021, doi: 10.26760/elkomika.v9i2.263.
R. E. Putri, A. Khainur, dan A. Andasuryani, “Pengembangan Sistem Otomatisasi pH Larutan Nutrisi pada Hidroponik Sistem DFT (Deep Flow Technique) Berbasis IOT,” agriTECH, vol. 43, no. 3, hlm. 259, Sep 2023, doi: 10.22146/agritech.71305.
M. Handayani, U. Ibn, K. Bogor, J. Kh, dan S. I. Km, “SISTEM PENGENDALI NUTRISI DAN PH AIR PADA TANAMAN HIDROPONIK SELADA.”
D. Pancawati dan A. Yulianto, “Implementasi Fuzzy Logic Controller untuk Mengatur Ph Nutrisi pada Sistem Hidroponik Nutrient Film Technique (NFT),” JURNAL NASIONAL TEKNIK ELEKTRO, vol. 5, no. 2, Jul 2016, doi: 10.20449/jnte.v5i2.284.
M. Muhtar dan Z. Huda, “Desain Kontrol Sistem Telemetri pH Larutan Nutrisi Hidroponik Berbasis Fuzzy Logic,” IJEIS (Indonesian Journal of Electronics and Instrumentation Systems), vol. 9, no. 2, hlm. 151, Okt 2019, doi: 10.22146/ijeis.49198.
P. Agroteknologi, E. Depi, A. Haitami, dan D. H. Susanto, “UJI BERBAGAI EC (ELECTRO CONDUCTIVITY) TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI TANAMAN TANAMAN PAKCHOY (BRASSICA RAPA L.) DENGAN HIDROPONIK SISTEM NFT,” Jurnal Agro Indragiri, vol. 8, no. 2, 2021, doi: 10.32520/jai.v4i1.
S. SULAIMAN, “IoT-based monitoring system for hydroponics,” PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, vol. 1, no. 8, hlm. 137–142, Agu 2023, doi: 10.15199/48.2023.08.24
U. Sanaba, R. Rokhana, D. Teknik Elektro, dan P. Elektronika Negeri Surabaya, “Level Kualitas Air Nutrisi pada Hidroponik Berdasarkan Sistem Klasifikasi Fuzzy Nutrient Water Quality Levels in Hydroponics Based on The Fuzzy Classification System.”
A. W. Dani, F. A. Putri, F. Sirait, dan S. Attamimi, “Rancang Bangun Otomatisasi Hidroponik Deep Flow Technique Menggunakan Logika Fuzzy Sugeno Berbasis Internet Of Things,” Jurnal Ilmu Teknik dan Komputer, vol. 7, no. 2, hlm. 88, Jul 2023, doi: 10.22441/jitkom.v7i2.002.
I. S. Nasution dkk., “Embedded fuzzy logic for controlling pH and nutrition in hydroponic cultivation,” dalam IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Institute of Physics, 2023. doi: 10.1088/1755-1315/1183/1/012113.
A. Cucus, R. Endra, dan M. F, “Fuzzy Mamdani Implementation for Hydroponic Water Content Automation,” European Alliance for Innovation n.o., Feb 2019. doi: 10.4108/eai.24-10-2018.2280519.
P. Paryanta, W. Wendanto, dan P. Mulyani, “Purwarupa Deteksi PH dan EC Larutan Nutrisi Hidroponik Berbasis Internet Of Things,” Go Infotech: Jurnal Ilmiah STMIK AUB, vol. 27, no. 1, hlm. 1, Agu 2021, doi: 10.36309/goi.v27i1.139.
W. Dwi Rosita, A. Putri Rahayu, dan Tatik Wardiyati Jurusan Budidaya Pertanian, F. Pertanian, U. Brawijaya Jl Veteran, dan J. Timur, “Pengaruh Konsentrasi Nutrisi Hidroponik Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Sawi (Brassica juncea L.) Effect of Hydroponic Nutrient Concentration for Growth and Yield in Mustard (Brassica juncea L.),” Jurnal Produksi Tanaman, vol. 9, no. 2, hlm. 145–150.
