RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING NUTRISI

TANAMAN HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO UNO

BERBASIS WEB SERVER

(STUDI KASUS KUSUMA AGROWISATA)

TUGAS AKHIR

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh :

Susi Ekawati

NIM. 201110370311121

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

i

ii

iii

vi

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji Syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan

Tugas Akhir ini dengan baik.

2. Kedua orang tua dan keluarga besar yang selalu mendoakan dan memberi

dukungan yang terbaik sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini

3. Bapak Agus Eko Minarno, S.Kom., M.Kom dan Bapak Zamah Sari, ST., MT.

selaku pembimbing Tugas Akhir.

4. Bapak Mahar Faiqurahman, S.Kom dan Maskur, S.Kom, M.Kom. selaku

penguji Tugas Akhir.

5. Bapak/Ibu Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

6. Bapak/Ketua Jurusan Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang.

7. Rekan seperjuangan Teknik Informatika 2011 terkhusus kelas C.

8. Kusuma Agrowisata yang telah memberikan tempat untuk penelitian Tugas

Akhir ini.

9. Bapak Ir. Rudy Setiawan selaku manager Kusuma Agrowisata.

10. Moch. Hari Mulyono NIM 20111037031332 teman seperjuangan Tugas Akhir

ini.

11. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu–persatu yang telah

membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

vii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan

rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang

berjudul:

”RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING NUTRISI TANAMAN

HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO UNO BERBASIS WEB

SERVER (STUDI KASUS KUSUMA AGROWISATA)”

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana

(S1) Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini

masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan

saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu

pengetahuan kedepan.

Malang, 1 September 2015

Penulis

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. ii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................ iii

ABSTRAK ........................................................................................................... iv

ABSTRACT .......................................................................................................... v

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................. vi

KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ..............................................................................................xiii

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

PENDAHULUAN ................................................................................................. 1

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

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ...................................................................................... 2

1.4 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 2

1.5 Metodologi................................................................................................. 3

1.5.1 Pengumpulan Data............................................................................ 3

1.5.2 Pembuatan Desain dan Perancangan Sistem ................................. 3

1.5.3 Implementasi ..................................................................................... 3

1.5.4 Pengujian ........................................................................................... 4

1.5.5 Penyusunan Buku Tugas Akhir ....................................................... 4

1.6 Sistematika Penulisan .............................................................................. 4

BAB II .................................................................................................................... 5

LANDASAN TEORI ............................................................................................ 5

2.1 Kusuma Agrowisata ................................................................................. 5

2.2 Mikrokontroler ......................................................................................... 5

2.2.1 Arduino Uno ...................................................................................... 5

2.2.2 Arduino Ethernet Shield .................................................................. 6

ix

2.2.3 Analog Electrical Conductivity Meter (With Temperature

Compensation) .............................................................................................. 7

2.2.4 Analog PH Meter Kit ........................................................................ 8

2.3 Web Server................................................................................................ 9

2.4 Hidroponik .............................................................................................. 10

2.5 Sistem Hidroponik DFT (Deep Flow Technique) ................................ 10

2.6 Nutrisi Hidroponik ................................................................................. 11

2.7 Derajat Keasaman (PH)......................................................................... 12

2.8 Elektrokonduktivitas (EC) .................................................................... 13

BAB III ................................................................................................................ 14

ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM.................................................. 14

3.1 Analisis Sistem ........................................................................................ 14

3.1.1 Analisis Kebutuhan ......................................................................... 14

3.1.2 Analisis Masalah ............................................................................. 15

3.2 Perancangan Sistem ............................................................................... 15

3.2.1 Arsitektur Sistem ............................................................................ 15

3.2.2 Rancangan Perangkat Keras ......................................................... 16

3.2.3 Flowchart ......................................................................................... 17

3.2.4 Data yang Ditransmisikan dari Perangkat Keras ke Web Server

………………………………………………………………………19

3.2.5 Desain Database .............................................................................. 19

BAB IV ................................................................................................................ 20

IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN ............................................................ 20

4.1 Kebutuhan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak .......................... 20

4.2 Implementasi Alat .................................................................................. 20

4.2.1 Pemasangan Rangkaian Perangkat Keras ................................... 20

4.3 Implementasi Web Server ..................................................................... 22

4.3.1 Proses Pembacaan Data Analog PH Meter Kit ............................ 22

4.3.2 Proses Pengiriman Data Ke Web Server ...................................... 23

4.3.3 Proses Penerimaan Data Web Server ........................................... 25

4.3.4 Proses Penampilan Data pada Chart ............................................ 25

4.3.5 Proses Penampilan Data pada Tabel............................................. 26

x

4.3.6 Proses Export Data Berdasarkan Tanggal pada Tabel ............... 27

4.3.7 Proses Penampilan Alert ................................................................ 28

4.4 Pengujian Terhadap Alat ...................................................................... 29

4.4.1 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan ......................................... 29

4.4.2 Pembacaan Sensor dari Arduino ................................................... 35

4.4.3 Pengujian Ketahanan Perangkat Keras ................................... 39

4.4.4 Pengujian Pengiriman Data dan Jeda Waktu Pengiriman

Antar Data ……………………………………………………………41

4.5 Analisa Keseluruhan Hasil Pengujian .................................................. 44

4.5.1 Pembahasan Hasil Pengujian......................................................... 44

4.5.2 Permasalahan Penelitian ................................................................ 44

4.5.3 Keunggulan Dan Kelemahan Penelitian ....................................... 44

BAB V .................................................................................................................. 46

KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 46

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 46

5.2 Saran ........................................................................................................ 46

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arduino Uno ..................................................................................... 6

Gambar 2.2 Arduino Ethernet Shield ................................................................... 7

Gambar 2.3 Analog Electrical Conductivity Meter (With Temperature

Compensation) ....................................................................................................... 8

Gambar 2.4 Analog PH Meter Kit......................................................................... 9

Gambar 2.5 Sistem Hidroponik DFT .................................................................. 11

Gambar 3.1 Diagram Blok Perancangan Sistem ................................................ 15

Gambar 3.2 Rancangan Analog PH Meter Kit ................................................... 16

Gambar 3.3 Rancangan Analog Electrical Conductivity Meter (With

Temperature Compensation) ................................................................................ 17

Gambar 3.4 Flowchart Perancangan Perangkat Lunak ...................................... 18

Gambar 3.5 Format Data yang Ditransmisikan .................................................. 19

Gambar 3.6 Perancangan Database dari Web Server ......................................... 19

Gambar 4.1 Memasang Arduino Ethernet Shield ke Arduino Uno .................... 21

Gambar 4.2 Memasang Analog PH Meter Kit dan Analog Electrical Conductivity

Meter (With Temperature Compensation) ke Arduino Uno ................................ 21

Gambar 4.3 Menghubungkan Arduino Ethernet Shield dengan Wireless N Router

............................................................................................................................... 22

Gambar 4.4 Kode Program Arduino Pembacaan Data Analog PH Meter Kit ... 22

Gambar 4.5 Kode Program Arduino Pembacaan Data Analog Electrical

Conductivity Meter .............................................................................................. 23

Gambar 4.6 Kode Program Konfigurasi Arduino Ethernet Shield ..................... 23

Gambar 4.7 Kode Program Pengiriman Data ..................................................... 24

Gambar 4.8 Kode Program Penerimaan Data ..................................................... 25

Gambar 4.9 Kode Program Chart ....................................................................... 25

Gambar 4.10 Kode Program Tabel Data ............................................................ 26

Gambar 4.11 Kode Program Export Ms. Excel................................................... 27

Gambar 4.12 Kode Program Alert ...................................................................... 28

Gambar 4.13 Diagram Blok Pengujian Keseluruhan Sistem .............................. 30

Gambar 4.14 Tampilan Login ............................................................................. 30

xii

Gambar 4.15 Tampilan Dasboard ....................................................................... 31

Gambar 4.16 Tampilan Chart Derajat Keasamaan (PH) .................................... 31

Gambar 4.17 Tampilan Chart Elektrokonduktivitas (EC)................................... 32

Gambar 4.18 Tampilan Chart Suhu Air .............................................................. 32

Gambar 4.19 Unduh Gambar Chart .................................................................... 32

Gambar 4.20 Tampilan Pengaturan Alert ........................................................... 33

Gambar 4.21 Tampilan Alert .............................................................................. 33

Gambar 4.22 Tampilan Report ........................................................................... 34

Gambar 4.23 Tampilan Export to Ms. Excel Berdasarkan Rentang Tabel ........ 34

Gambar 4.24 Hasil Export Ms. Excel.................................................................. 34

Gambar 4.25 Tampilan Alat Uji PH-Meter ........................................................ 35

Gambar 4.26 Tampilan Alat Uji Temperature-Meter ......................................... 36

Gambar 4.27 Solution Conductivity ................................................................... 36

Gambar 4.28 Tampilan Data di Serial Monitor Arduino .................................... 36

Gambar 4.29 Diagram Blok Pengujian Pembacaan Sensor ................................ 37

Gambar 4.30 Tampilan Data yang Dikirim ke Web Server melalui Serial Monitor

Arduino ................................................................................................................. 39

Gambar 4.31 Diagran Blok Pengujian Ketahanan Perangkat Keras .................. 40

Gambar 4.32 Diagram Blok Pengujian Pengiriman Data dan Jeda Waktu

Pengiriman antar Data........................................................................................... 41

Gambar 4.33 Tampilan Data yang Dikirim ke Web Server yang Disesuaikan

dengan Data Serial Monitor ................................................................................. 42

Gambar 4.34 Tampilan Data yang Diterima oleh Web Server ........................... 42

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Pengujian Nilai Analog PH Meter Kit ................................................... 37

Tabel 4.2 Pengujian Nilai Analog Electrical Conductivity Meter ......................... 38

Tabel 4.3 Pengujian Nilai Sensor Suhu Air ........................................................... 38

Tabel 4.4 Hasil Pengiriman Data dari Perangkat Keras ke Web Server ................ 40

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Pengiriman Data dari Perangkat Keras ke Web Server 43

Tabel 4.6 Jeda Waktu Pengiriman Antar Data yang Dikirim ................................ 43

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sutiyoso, Yos. 2003. Meramu Pupuk Hidroponik. Jakarta: Penebar

Swadaya.

[2] Nur, Adityani. 2011. ”Studi Teknik Budidaya Hidroponik Tanaman Pak

Choy Putih(Brassica Chinensis L.). Laporan Kerja Profesi. Universittas

Brawijaya. Malang.

[3] Jinchuriki, 2014, Teknologi Mikrokontroler, http://garutkota.garutkab

.go.id/berita-teknologi-mikrokontroler.html, Diakses pada tanggal 20 April

2015.

[4] Arduino, 2015, Arduino Uno, http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno,

Diakses pada tanggal 10 Mei 2015.

[5] Arduino, 2015, Arduino Ethernet, https://www.arduino.cc/en/Main/

ArduinoBoardEthernet, Diakses pada tanggal 10 Mei 2015.

[6] DFRobot, 2015, Analog EC Meter SKU:DFR0300, http://www.dfrobot.

com/wiki/index.php/Analog_EC Meter SKU:DFR0300, Diakses pada tanggal

10 Mei 2015.

[7] DFRobot, 2015, PH meter(SKU: SEN0161), http://dfrobot.com/wiki/

index.php/PH meter(SKU:_SEN0161), Diakses pada tanggal 10 Mei 2015.

[8] Solocom, 2015, Pengertian Fungsi dan Cara Kerja Web Server, http://

solocom.co.id/berita-pengertian-fungsi-dan-cara-kerja-webserver.html,

Diakses pada tanggal 1 Juni 2015.