PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA
HIDROPONIK BERJALAN SISTEM KONTROL INKUBATOR BERBASIS ANDROID
BIDANG KEGIATAN
PKM KARSA CIPTA
Diusulkan oleh:
Muhammad Fajar Apriliansyah; 13417963; 2017
Nurhidayati Fauna; 14117605; 2017
Naufal Rizaldi; 14417462; 2017
UNIVERSITAS GUNADARMA
JAKARTA
2019
DAFTAR ISI
BAB 1. PENDAHULUAN
Pemanfaatan sumber daya hayati yang dilakukan manusia untuk menghasilkan bahan pangan, bahan baku industri, atau sumber energi, serta untuk mengelola lingkungan hidupnya merupakan pengertian dari pertanian. Di daerah dengan tingkat penduduk yang tinggi seperti perkotaan dan pusat aktivitas minat masyarakat dibidang pertanian mulai berkurang. Hal ini disebabkan oleh dua faktor utama, yaitu kesibukan dan juga minimnya lahan pertanian. Dari dua faktor permasalahan tersebut mulai banyak bermunculan inovasi-inovasi dibidang pertanian, inovasi yang kita kenal sekarang ini seperti metode Hidroponik.
Hidroponik berasal dari bahasa Yunani yaitu Hydro berarti air dan Ponos berarti daya. Jadi, hidroponik dapat diartikan sebagai metode bercocok tanam yang memanfaatkan air sebagai media tanam dan tidak lagi menggunakan tanah. Bertani menggunakan metode hidroponik menjadi solusi yang baik bagi masyarakat yang tinggal di daerah perkotaan karena tidak memerlukan lahan yang luas untuk tumbuh. Di era sekarang ini, berbagai penelitian telah dilakukan untuk kemajuan bercocok tanam dibidang hidroponik. Petani hidroponik mulai memanfaatkan teknologi-teknologi modern untuk mengembangkan menghasilkan produk yang berkualitas.
Penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya mencakup seperti pengatur suhu ruangan, saluran irigasi dan berbagai pengembangan-pengembangan lainnya. Berkat semua penelitian-penelitian tersebut, berhasil membuat sistem yang lebih baik sehingga mepermudah petani dalam bercocok tanam ditempat yang tidak mungkin ditanami tanaman.
Untuk lebih mempermudah segala aktivitas dalam bercocok tanam di sistem hydroponic, petani memerlukan fasilitas sistem pengontrolan yang canggih di bidang hidroponik, baik dari segi pengatur suhu ruangan, suhu air, Ph air, dan pengatur cahaya yang dikonsumsi langsung oleh tumbuhan agar menghasilkan produk berkualitas. Selain itu bentuk wadah penanaman hidroponik dirancang dalam bentuk sesimpel dan seefisien mungkin. Perancangan wadah tumbuhan diproyeksikan sehingga bisa berjalan otomatis sesuai umur tumbuhan yang sudah direncanakan. Sistem hidroponik berjalan ini telah di kembangkan di negara Jepang yang belum ada dikembangkan di Indonesia maupun negara-negara lainya. Variabel-variabel diatas dapat disatukan dalam sebuah sistem pengontrolan berupa aplikasi yang dirancang khusus mempermudah perawatan tanaman hidroponik dari jarak jauh dengan sistem internet.
Berdasarkan penjabaran masalah yang telah diuraikan. Maka permasalahan sistem hydroponic tentang hasil yang tidak sesuai dengan apa yang diinginkan dan memakan waktu yang lama dalam menjalankan proses penanaman. Sehingga menjadikan para petani tidak tertarik untuk bercocok tanaman di bidang hydroponic. Semua hal tersebut bisa dianggap menjadi suatu hal penting untuk diselesaikan, bagaimana cara merancang hydroponic berjalan dengan menggunakan sistem kontrol inkubator pintar? Oleh karena itu, melalui program ini kami menawarkan berupa solusi untuk meningkatkan efisiensi dalam bercocok tanam hydroponic berjalan menggunakan sistem perawatan otomatis berbasis android agar bisa menyelesaikan permasalahan di bidang hydroponic dan menambahkan minat masyarakat Indonesia dalam bercocok tanam.
Uraian di atas menjadi dasar peneliti untuk merancang hydroponic berjalan dan juga sistem kontrol otomatismelalui aplikasi dengan judul “Sistem Inkubator Pintar pada Metode Hidroponik”.
Luaran yang diharapkan dari kegiatan ini antara lain:
1. Prototype sistem hidroponik berjalan dan otomatisasi pengaturan
2. Hak paten untuk sistem hydroponic berjalan
3. Hak Kekayaan Intelektual (HKI) untuk sistem otomatis aplikasi
4. Publikasi ilmiah berupa artikel yang diterbitkan di jurnal teknologi pertanian
Manfaat dari kegiatan ini antara lain:
1. Meningkatakan sektor pertanian hidroponik dengan basis otomatisasi
2. Memberikan sumbangsi di bidang pendidikan dan teknologi dalam sistem pertanian
3. Dapat diaplikasikan oleh masyarakat dalam jangka waktu yang lama dari seluruh kalangan baik dari Unit Kegiatan Masyarakat, Perusahaan dan Peneliti.
4. Mengefisensikan waktu petani hidroponik yang sangat sibuk namu tetap ingin bercocok tanam.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Di era modern yang kita rasakan saat ini membuat kita kesulitan untuk menemukan lahan pertanian yang baik untuk tumbuhan seperti sayur-sayuran dan jenis lainnya. Di tengah majunya perkembangan teknologi masyarakat khususnya petani harus bisa menikmati proses perkembangan zaman. Teknologi yang sangat cocok dan layak untuk disebar luaskan dalam dunia pertanian, yaitu teknologi hydroponic.
Hydroponic merupakan metode berkebun dengan menggantikan media tanah menggunakan media lainnya, seperti media batu apung, kapas, serat kelapa, air dan lain sebainya yang bisa dijadikan sebagai media tanam selain tanah. Dengan adanya teknologi hydroponic ini diharapkan dapat menjawab semua permasalahan-permasalahan yang dihadapi masyarakat di perkotaan maupun di tempat yang pada dasarnya tidak bisa ditanami lagi oleh bergabai jenis tumbuhan.
Dengan tidak menggunakan media tanah maka tumbuhan yang membutuhkan nutrisi-nutrisi dari tanah menjadi berkurang. Oleh karena itu, media pengganti harus di suplai dengan nutrisi tambahan maupun oksigen untuk mendapatkan hasil yang lebih baik.
Raspberry Pi merupakan perangkat mikrokontroler yang berukuran kecil dengan fungsi yang sangat kompleks. Mikrokontroler ini akan digunakan mengontrol sistem otomatis yang langsung tersambung ke android atau bisa dikatakan sebuah chip pengontrol (program) melalui perangkat lunak. Raspberry akan digunakan sebagai pengontrol otomatis sistem inkubator hydroponic berjalan berbasis android sistem komunikasi internet. Pengontrolan sistem otomatis ini bisa dilakukan dalam jarak jauh selama ada koneksi internet.
Android sebagai alat pengontrol otomatis yang akan di instal aplikasi hydroponic. Pembuatan aplikasi mencakupsemua hal yang ada di ruang hydroponic berjalan. Aplikasi yang akan digunakan terhubung langsung dengan versi masing-masing android dari versi Lollipop v5.0 keluaran tahun 2014 sampai dengan versi terbaru Oreo v8.0 keluaran tahun 2017.
Dalam bidang kesehatan, inkubasi berarti pematangan suatu gejala yang dialami bayi dalam Rahim ibu. Alat ini biasanya ditemukan di rumah sakit bersalin untuk menangani kondisi bayi yang kurang sehat atau membutuhkan perilaku khusus. Dari pengertian diatas inkubator merupakan suatu institusi lembaga pembinaan dan perancangan awal di dunia kerja atau bidang bisnis.
Hidroponik berjalan merupakan hal baru di bidang pertanian khususnya di Indonesia. Sistem berjalan ini mengikuti usia dari tanaman, setelah mencapai target usia yang ditentukan maka akan dilakukan proses akhir yaitu panen. Hidroponik yang kita kenal di indonesia banyak menggunakan metode seperti media apung dan menggunakan sistem irigasi, seperti gambar 2.3.
Gambar 2.3 Metode Apung dan Irigasi
Metode penanaman tumbuhan seperti pada gambar di atas membutuhkan tenaga yang lebih dan waktu yang lama dalam penanaman. Dengan menggunakan metode sistem penanaman bergerak membuat efisien dan mempermudah petani dalam penanaman dan panen. Hidroponik berjalan akan dirancang bergerak dari titik usia nol hingga usia pantas panen. Sistem yang telah dikembangkan terlebih dahulu di Negara Jepang ini sangatlah cocok untuk mengembangkan pertanian di Indonesia. Dengan menggunakan prinsip kerja yang sama dan dengan pengembangan inovasi akan membuat para petani tertarik di dunia pertanian hidropinik.
BAB 3. METODE PELAKSANAAN
Tahap pelaksanaan pada program ini seperti gambar 3.1 berikut ini.
Gambar 3.1 Diagram Aliran Pelaksanaan Kegiatan
Berdasarkan diagram diatas, berikut ini penjelasan tahap pelaksanaan sistem kontrol hidroponik berjalan berbasis komunikasi internet.
1. Preparasi Alat dan Bahan
Ditahap ini merupakan persiapan awal untuk menunjang segala kegiatan. Segalah sesuatu yang dibutuhkan untuk membuat bentuk dari mulai pengumpulan alat dan bahan untuk sistem kontrol otomatis. Selain itu juga ditahap ini akan dirancang bembentuk krangka tempat penanaman hidroponik berjalan dalam ruangan.
2. Pemrograman sistem Kontrol Berbasis Android
a. Sistem otomatis suhu ruangan atau udara
Untuk mengontrol keadaan udara, maka dibutuhkan sistem pendeteksi yang bias menyemimbangkan suhu ruangan. Sistem ini akan dicoding menggunaka raspbarry, setelah itu sistem dihubungkan langsung dengan aplikasi android.
b. Sistem otomatis cahaya
Cahaya merupakan sumber penting untuk menghasilkan tumbuhan yang berkualitas. Oleh karena itu, sistem pencahayaan akan diatur untuk memenuhi kadar cahaya yang dibutuhkan timbuhan dalam berfotosintesis. Proses berapa kali lampu menyala dalam sehari akan dicoding menggunakan raspberry dan langsung terhubung ke aplikasi android.
c. Sistem kontrol Ph larutan dan pemberian larutan Ph
Pemberian Ph larutan dan pendeteksi kurangan atau lebinya Ph dalam air maka akan terdeteksi otomatis. Pengontrolan langsung menggunakan android.
d. Sistem kontrol hidroponik berjalan
Sistem ini berhubungan dengan berapa menit sekalin tumbuhan berjalan hingga sampai ke ujung tempat pengambilan atau pemanenan. Semua sistem kontrol dikoding menggunakan raspberry dan setiap sistem terhubung langsung ke aplikasi android.
3. Hidroponik Berjalan
Tahap ini merupakan pembuatan kerangka hidroponik berjalan. Kerangka yang dirancang tidak seperti biasa seperti kerangka yang telah kita ketahui selama ini di Indonesia. Disain kerangka membentuk sebuah lingkarang yang memungkinkan tumbuhan berjalan menunju ke tempat yang telah ditargetkan. Kerangka hidroponik berjalan berada dalam ruangan yang intensitas cahaya matahari dan suhu luar lingkungan tidak akan menyentuh tanaman secara langsung. Oleh karena itu perlu sistem otomatis sebagi penunjang pertumbuhan tanaman.
4. Rancangan Bangunan Hidroponik Berjalan dan Sistem Kontrol Berbasis Android
Penggabungan sistem kerja yang telah di lakukakn ditahap-tahap sebelumnya dilakukan di tahap ini. Sistem yang sudah diuji cara kerjanya disatukan untuk membentuk satu unit kerja yang bisa mengontrol tumbuhan agar sesuai dengan harapan. Setelah itu sistem diuji langsung dengan sampel yang akan kita amati selama 1 bulan sampai 3 bulan. Sampel yang akan menjadi bahan percobaan adalah sayuran sawi atau sejenisnya. Gambaran umum prototype sistem yang menghubungkan aplikasi android dan hidroponik seperti gambar 3.2.
Gambar 3.2 Gambar sistem hidroponik berjalan
Catatan:
· Warna ungu : usia tumbuhan 2 hari
· Warna kuning : usia tumbuhan 7 hari
· Warna merah : usia tumbuhan 14 hari
· Warna biru : usia tumbuhan 21 hari
· Warna biru muda : usia tumbuhan 28 hari
· Warna hitam : usia tumbuhan 35 hari/ masa panen
· Warna abu-abu : sistem berjalan
· Warna putih : tempat aliran air
· Warna hijau : luas bidang prototype
5. Uji Coba Tanaman
Setelah semua sistem telah sempurna, pengujian penanaman tanaman dari jenis sayuran akan dilakukan. Pengujian ini bertujuan apakah dengan sistem yang baru ini akan menghasilkan tanaman berkualitas dibandingkan dengan sistem lama. Pengujian ini berlangsung selama waktu pemanenan tumbuhan atau dalam rentang 1 bulan sampai 3 bulan.
Semua sistem kerja terkontrol dalam satu aplikasi android yang terhubung dengan internet. Pengontrolan sistem ini bertujuan untuk mempermuda para petani dalam merawat tanaman hidroponik. Sistem kontrol inkubator hidroponik berjalan, menggerakan tenaman dari awal lingkaran menuju ujung lingkaran menurut usia tanaman. Bergeraknya tanaman dari awal star (kecil) menuju finis (besar) dengan otomatis yang bisa dikontrol oleh aplikasi di android.
Pengontrolan juga dilakukan untuk mengatur suhu ruangan atau udara, suhu air atau Ph air dan pencahayaan yang dibutuhkan dalam proses berkembangnya tumbuhan.
Suplai energy untuk penggerak berasal dari listrik perumahan (listrik tegangan Rendah) atau jika tahap industri makan bisa menggunakan listrik dengan tegangan 20kV (listrik tegangan menengah).
Keunggulan inovasi dari sistem inkubator hidroponik berjalan berbasis android komunikasi internet, yaitu:
1. Pengontrolan dapat dilakukan ditempat yang jauh dari tempat penanaman dengan menggunakan sistem android komunikasi internet.
2. Dengan sistem hidroponik berjalan, tanaman bisa dipanen sesuai dengan usia yang telah ditentukan.
3. Sistem otomatis mempermudah bagi petani untuk menambahkan sesuatu yang dibutuhkan tanaman tanpa harus ribet.
