i

LEMBAR JUDUL

DESAIN SISTEM MONITORING PENGONTROLAN SUHU,

KELEMBABAN, INTENSITAS CAHAYA DAN SIRKULASI

AIR OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA

HIDROPONIK INDOOR : HARDWARE

SKRIPSI

Disusun Oleh :

RIZKI KUSUMA ATMAJA

201310130311135

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

ii

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat, rahmat, taufik serta

hidayahnya-Nya. Sholawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada

Rasulullah SAW. Atas kehendak dan karunia Allah SWT sehingga penulis dapat

menyeleseikan tugas akhir yang berjudul:

“DESAIN SISTEM MONITORING PENGONTROLLAN SUHU,

KELEMBAPAN, INTENSITAS CAHAYA DAN SIRKULASI AIR BERBASIS

MIKROKONTROLLER PADA HIDROPONIK INDOOR : HARDWARE”

Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar sarjana teknik di Universitas Muhamadiyah Malang. Selain itu penulis

berharap tugas akhir ini dapat memperluas pustaka dan pengetahuan untamanya

dalam bidang energi terbaharukan.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tgas akhir ini masih banyak

terdapat kekurangan. Oleh karena itu Penulis berharap saran yang membangun,

agar kedepannya menjadi lebih baik dan bermanfaat. Penulis mohon maaf apabila

terdapat kesalahan dalam penulisan baik yang sengaja maupun yang tidak

disengaja.

Malang, 27 Desember 2018

RIZKI KUSUMA ATMAJA

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iii

LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................. iv

ABSTRAK ......................................................................................................... v

LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................... vii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 3

1.3 Tujuan ........................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah ........................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 5

2.1 Hidroponik ................................................................................... 5

2.2.1 Sejarah Hidroponik .................................................................... 5

2.2 Mikrokontroller Raspberry- pi ..................................................... 5

2.3 ADC (Analog to Digital Converter) ............................................. 7

2.4 Sensor Suhu dan Kelembapan DHT-11 ....................................... 8

2.5 Light sensor BH-1750 ................................................................... 9

2.6 Sensor pH- 0106 (Potential Hydrogen) ........................................ 10

2.7 Sensor Ultrasonik HCSR-04 ......................................................... 11

2.8 Relay ............................................................................................. 12

2.9 Modul Driver Motor DC L298N .................................................. 13

v

2.10 Motor Pompa Air Dc 5V ............................................................ 14

2.11 Motor Gearbox 12 V .................................................................. 16

2.12 Kipas Pendingin DC 12 V .......................................................... 16

2.13 LED Growlight Strip .................................................................. 17

2.14 Katup Selenoid Air ..................................................................... 19

2.15 Pakcoy (Bok Choy) .................................................................... 20

2.16 Nutrisi AB mix Hidroponik ........................................................ 21

2. 17 Larutan pH Up dan pH Down .................................................... 23

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT ............................. 24

3.1 Spesifikasi Alat Pada Sistem Hidroponik Yang di Bangun ......... 24

3.2 Perancangan Sistem Pada Hidroponik Indoor .............................. 25

3.3 Perancangan Mekanik Hidroponik Indoor ................................... 26

3.4 Perancangan Sistem Elektronika Pada Miniroom Hidroponik

indoor .......................................................................................... 29

3.4.1 Sensor Suhu dan Kelembapan DHT-11 .................................... 30

3.4.2 Sensor pH SEN- 0106 ............................................................... 30

3.4.3 Sensor Ultrasonik HCSR-04 ...................................................... 31

3.4.4 Sensor Cahaya BH-1750 ........................................................... 31

3.5 Pengujian Sistem Mekanik ........................................................... 32

3.5.1 Pengujian Sensor DHT-11 ......................................................... 32

3.5.2 Pengujian Sensor pH SEN 0106 ................................................ 33

3.5.3 Pengujian Sensor Ultrasonik HCSR-04 ..................................... 34

3.5.4 Pengujian Sensor Cahaya BH-1750 ......................................... 35

3.5.5 Pengujian Alat Miniroom Hidroponik Secara Real Time dan

Perbandingan Hasil Tanamanan Hidroponik Indoor Dengan

Hidroponik Konvensional ........................................................ 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... ...................................................... 38

4.1 Hasil Pengujian ............................................................................. 38

4.1.1 Hasil Pengujian Sensor Suhu DHT- 11 ..................................... 39

4.1.2 Hasil Pengujian Sensor pH SEN- 0106 ..................................... 40

vi

4.1.3 Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik HCSR-04 ........................... 41

4.1.4 Hasil Pengujian Sensor Cahaya BH-1750 ................................. 42

4.1.5 Hasil Pengujian Alat Miniroom Hidroponik Indoor Secara Real

Time ............................................................................................. 43

4.1.6 Hasil Perbandingan Perkembangan Tanaman Pakchoi Dengan

Sistem Hidroponik Indoor Dan Hidroponik Konvensional ......... 45

BAB V PENUTUP ......................................................................................... 50

5.1 Kesimpulan ................................................................................... 50

5.2 Saran ............................................................................................. 51

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 52

LAMPIRAN ....................................................................................................... 53

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Raspberry Pi -3B .................................................................... 6

Gambar 2.2 Arduino Uno ........................................................................... 7

Gambar 2.3 Sensor DHT-11 ....................................................................... 8

Gambar 2.4 Modul Sensor Intensitas Cahaya BH-1750 ............................. 9

Gambar 2.5 pH- Kit SEN -0106 ............................................................... 10

Gambar 2.6 Sensor Ultrasonik HCSR- 04 ............................................... 12

Gambar 2.7a Relay 5V ............................................................................... 13

Gambar 2.7b Rangkaian Elektronika Relay ............................................... 13

Gambar 2.8 a Modul Driver Motor L298N ................................................. 14

Gambar 2.8 b Rangkaian Elektronika Modul Driver L298N Motor DC ... 14

Gambar 2.9 Motor Pompa Air Dc ............................................................ 15

Gambar 2.10 Blok Diagram Proses Konversi Energi Pada Motor DC ...... 16

Gambar 2.11 Kipas DC ............................................................................. 17

Gambar 2.12 LED Growlight Strip ............................................................ 19

Gambar 2.13 Katup Selenoid Air ............................................................... 19

Gambar 2.14 Cara Kerja Katup Selenoid Air ............................................. 20

Gambar 2.15 Pakcoy ................................................................................... 22

Gambar 2.16 Pupuk AB Mix ...................................................................... 22

Gambar 2.17 Panduan Membuat Larutan Stok dan Siap Pakai .................. 22

Gambar 2.18 Larutan Stok AB Mix ............................................................ 22

Gambar 2.19 Larutan pH UP dan pH Down .............................................. 23

Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Sistem Hidroponik Indoor ....... 25

Gambar 3.2 Desain Mekanik Minirom Hidroponik Indoor ..................... 27

Gambar 3.3 Desain Mekanik Media Penanaman, Letak Aktuator dan

Letak Sensor ......................................................................... 27

Gambar 3.4 Desain Mekanik Mounting LED Growlight Strip dan

Motor Gearbox Ulir .............................................................. 28

Gambar 4.1 Grafik Pertumbuhan Pakchoi Di Dalam Sistem

Hidroponik indoor ................................................................ 48

Gambar 4.2 Grafik Pertumbuhan Pakchoi Di Dalam Sistem

viii

Hidroponik Konvensional ................................................................................. 48

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Raspberry pi model B .................................................... 6

Tabel 2.2 Spesifikasi Arduino Uno .................................................................. 7

Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor Sensor Suhu dan Kelembapan ........................... 8

Tabel 2.4 Spesifikasi Sensor pH SEN- 0106 .................................................. 10

Tabel 2.5 Kebutuhan pH pada setiap tanaman ............................................... 11

Tabel 2.6 Spesifikasi Pompa Air DC ............................................................. 15

Tabel 2.7 Spesifikasi Motor DC Gearbox .................................................... 16

Tabel 2.8 spesifikasi Lampu LED Growlight Strip ........................................ 18

Tabel 2.9 Komposisi Nutrisi AB mix ............................................................. 21

Tabel 3.1 Port Mikrokontroller, Port Sensor dan Aktuator yang digunakan. 29

Tabel 4.1 Hasil Uji Sensor Suhu DHT-11 ...................................................... 38

Tabel 4.2 Hasil Uji Sensor pH SEN-0106 ...................................................... 40

Tabel 4.3 Hasil Uji Sensor Ultrasonik HCSR-04 ........................................... 41

Tabel 4.4 Hasil Uji Sensor Cahaya BH-1750................................................. 42

Tabel 4.5 Hasil Uji Alat Secara Real Time .................................................... 44

Tabel 4.6 Hasil Uji Tanaman Pakchoi Hidroponik Indoor. ........................... 45

Tabel 4.7 Hasil Uji Tanaman Pakchoi Hidroponik Konvensional ................. 46

x

DAFTAR LAMPIRAN

1. Data Real Time Alat Per Tanggal 1 Desember 2018 ............................ 54

2. Foto pertumbuhan dan perkembangan pakchoi hidroponik indoor dan

hidroponik konvensional per tanggal 1– 25 Desember 2018............... 69

xi

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Siti Kamalia, 2017 “Pengaruh Konsentrasi CaCl₂ Pada Hidroponik Sistem

Sumbu Terhadap Kuantitas dan Kualitas Produksi Tiga Varietas Selada”

(Lactuca Sativa L). Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian

Universitas Jember.

[2]. Fitrianingrum Nurfitasari, 2017. “Pengendali Electrical Conductivity (EC)

dan Potential Hydrogen (PH) Tanaman Hidroponik Menggunakan Logika

Fuzzy “Jurusan Teknik Elektro. Universitas Muhammadiyah Malang.

[3]. Indra Eko Priharyanto, 2016. ”Implementasi Pengontrolan Serta Monitoring

Suhu dan Kelembaban Pada budidaya Jamur Menggunakan Windows

Phone”. Jurusan Teknik Elektro. Universitas Muhammadiyah Malang.

[4]. Faisal Julistianto, 2016. ”Implementasi Pengontrolan Serta Monitoring

Suhu dan Kelembaban Pada budidaya Jamur Menggunakan Iphone”.

Jurusan Teknik Elektro. Universitas Muhammadiyah Malang.

[5]. Muthia Diansari, 2008. ”Pengaturan Suhu, Kelembaban, Waktu, Pemberian

Nutrisi dan Waktu Pembuangan Air Untuk Pola Cocok Tanam Hidroponik

Berbasis Mikrokontroler AVR Atmega 8535”. Jurusan Teknik Elektro,

Universitas Indonesia.

[6]. Dekita Nuswantara, 2017. ” Desain Sistem Monitoring Pengontrolan Suhu,

Kelembabn dan Sirkulasi Air Otomatis Pada Tanaman Anggrek Hidroponik

Berbasis Arduino ”. Jurusan Teknik Elektro. Teknik Universitas

Muhammadiyah Jember.

[7]. Slamet Soeseno, 1989. “ Bercocok Tanam Secara Hidroponik”. Jakarta:

PT.Gramedia.

[8]. Ulfah Mediaty Arief, 2011. “Pengujian Sensor Ultrasonik PING Untuk

Pengukuran Level ketinggian dan Volume Air“. Teknik Elektro , Fakutas

Teknik . Teknik UNNES.

[9] Daisy A.N Janis, David Pang, J.O Wuwung, 2014. “Rancang Bangun

Robot Pengantar Makanan Line Follower. Jurusan Teknik Elektro”.

UNSRAT, Manado – 95115.

xii

[10]. Jaenal Arifin, Intan Erlita Dewanti, Danny Kurnianto, 2017. “Prototipe

Pendingin Perangkat Telekomunikasi sumber Arus DC Menggunakan

Smartphone”. Teknik Telekomunikasi Sekolah Tinggi Teknologi

Telematika Telkom Purwokerto.

[11]. Eka Susilowati, Sugeng Triyono, Cicih Sugianti, 2015. “Pengaruh Jarak

Lampu Neon Terhadap Pertumbuhan Tanaman Kailan (Brassica oleraceae)

Dengan Sistem Hidroponik Sumbu Di Dalam Ruangan” Teknik Pertanian,

Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.

[12]. Yesi Lindawati, Sugeng Triyono, Diding suhandy, 2015. “Pengaruh Lama

Penyinaran Kombinasi Lampu LED Dan Lampu Neon Terhadap

Pertumbuhan Dan Hasil Tanaman Pakcoy (Brassica rapa L.) Dengan

Hidroponik Sistem Sumbu (Wick System)” Teknik Pertanian, Fakultas

Pertanian, Universitas Lampung.

[13]. Ag. Reni Restiani, dkk. 2015 “Pengaruh Jenis Lampu Terhadap

Pertumbuhan dan Hasil Produksi Tanaman Selada (Lactuca sativa L.)

Dalam Sistem Hidroponik Indoor “Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas

Pertanian, Universitas Lampung.