Hidroponik dengan Auto Drip Nutrition System

Ketika pandemi merebak hampir ke segala penjuru bumi dalam waktu yang hanya sekejap mata, maka di mana-mana muncul kepanikan setelah isu lockdown di beberapa negara yang memaksa warganya untuk tetap berada di rumah dalam waktu yang cukup panjang, minimal 14 hari yang dibutuhkan untuk memutus penyebaran Covid-19. Demikian paniknya sehingga yang berikutnya dibeli secara membabi buta setelah alat pengamanan diri adalah bahan pangan termasuk diantaranya adalah sembilan bahan pokok yang kita kenal dengan sembako.

Tapi kita semua lupa bahan pangan yang mampu menjaga imunitas itu bukan makanan instan yang selama ini kita kenal meskipun dalam keadaan darurat makanan siap saji ini sering dijadikan andalan untuk mengatasi persediaan logistik selama bencana. Namun ketika pandemi ini terjadi dengan masa yang tidak bisa diprediksi sampai kapan akan berlangsung, kita tidak mungkin sepenuhnya mengandalkan makanan dengan kandungan nutrisi yang tidak mencukupi kebutuhan minimal untuk bertahan di tengah pandemi.
Dengan kondisi demikian maka kita harus berpikir untuk mulai mempersiapkan pengadaan bahan pangan secara mandiri yang dapat dilakukan oleh siapa saja dalam kondisi melaksanakan semua aktivitas di rumah dan yang paling utama adalah tidak memakan waktu yang lama sehingga dapat dengan cepat dirasakan manfaatnya. 

Mengembangkan hidroponik dengan pertimbangan teknik ini lebih efisien dan dapat dilakukan oleh mereka yang memiliki lahan maupun tidak karena konsep hidroponik sendiri adalah bercocok tanam tanpa menggunakan media tanah dan bila menggunakan media tanam tanah tidak terlalu banyak. Sehingga mereka yang tidak mempunyai lahan untuk bercocok tanam dapat menggunakan sistem hidroponik dan aquaponik.

Penggunaan IoT pada projek ini intinya menggunakan remote control system yang menggunakan WiFi yang sistem kerjanya akan kita paparkan tentang Hidroponik dengan Auto Drip Nutrition System atau Hidroponik menggunakan sistem nutrisi automatis dengan penggunaan IoT untuk Modern Farming.

Internet of Things (IoT) adalah jaringan benda-benda fisik atau "things" yang tertanam (embedded) dengan elektronik, perangkat lunak, sensor dan konektivitas untuk memungkinkannya mencapai nilai yang lebih besar dan layanan dengan bertukar data dengan produsen, operator dan / atau perangkat lain yang terhubung. Setiap hal yang unik diidentifikasi melalui sistem komputasi tertanam (embedded) tetapi mampu beroperasi dalam infrastruktur internet yang ada.

Istilah "Internet of Things" pertama kali didokumentasikan oleh seorang visioner Inggris, Kevin Ashton, pada tahun 1999. Biasanya, IoT diharapkan untuk menawarkan konektivitas canggih perangkat, sistem, dan jasa yang melampaui mesin-ke-mesin komunikasi (M2M) dan mencakup berbagai protokol, domain, dan aplikasi. Interkoneksi perangkat ini tertanam (termasuk benda pintar), diharapkan untuk mengantarkan otomatisasi dalam hampir semua bidang, sementara juga memungkinkan aplikasi canggih seperti Smart Grid.

Things, di IoT, dapat merujuk ke berbagai perangkat seperti pemantauan jantung implan, transponder biochip pada hewan ternak, kerang listrik di perairan pantai, mobil dengan built-in sensor, atau perangkat operasi lapangan yang membantu petugas pemadam kebakaran dalam pencarian dan penyelamatan. Perangkat ini mengumpulkan data yang berguna dengan bantuan berbagai teknologi yang ada dan kemudian secara mandiri mengalirkan data antara perangkat lain. Contoh pasar saat ini mencakup sistem cerdas pemantau kelembaban tanah dan suhu ruangan yang memanfaatkan Wi-Fi untuk pemantauan jarak jauh.

Selain sejumlah area aplikasi baru untuk Internet terhubung otomatisasi untuk memperluas ke, IoT juga diharapkan dapat menghasilkan sejumlah besar data dari lokasi yang beragam yang dikumpulkan sangat cepat, sehingga meningkatkan kebutuhan untuk indeks yang lebih baik, menyimpan dan mengolah data tersebut.

Atas dasar teori di atas maka kita membatasi beberapa hal yang akan kita bahas di antaranya adalah:
1. Bagaimana memanfaatkan IoT untuk modern farming?
2. Bagaimana membangun Hidroponik dengan Auto Nutrition System menggunakan Arduino?

Bagaimana memanfaatkan IoT untuk modern farming?

Menjawab permasalahan yang kami hadapi maka untuk mengantisipasi masalah ketahanan pangan dengan pemanfaatan teknologi tepat guna salah satunya adalah pemanfaatan IoT maka kami merancang sebuah system yang merupakan perpaduan antara kearifan lokal sebagai petani dengan teknologi pertanian yang dapat dilakukan oleh siapa pun meskipun memiliki keterbatasan lahan pertanian. Maka system hidroponik ini dapat dimanfaatkan oleh semua orang termasuk mereka yang ada di daerah perkotaan.

Peralatan yang dibutuhkan dalam Hidroponik Auto Drip Nutrition System adalah sebagai berikut:

a.       Hidroponik Drip System

Hidroponik yang menggunakan Drip System atau penyiraman dengan menggunakan sistem tetes melalui pipa atau selang.

Hidroponik Drip System

              b.   Microcontroller Arduino

Microcontroller Arduino yang kami gunakan adalah Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital di mana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

Uno berbeda dengan semua board sebelumnya dalam hal koneksi USB-to-serial yaitu menggunakan fitur Atmega8U2 yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial berbeda dengan board sebelumnya yang menggunakan chip FTDI driver USB-to-serial.

Nama “Uno” berarti satu dalam bahasa Italia, untuk menandai peluncuran Arduino 1.0. Uno dan versi 1.0 akan menjadi versi referensi dari Arduino. Uno adalah yang terbaru dalam serangkaian board USB Arduino, dan sebagai model referensi  untuk platform Arduino, untuk perbandingan dengan versi sebelumnya, lihat indeks board Arduino.

Arduino dapat diprogram dengan menggunakan software Arduino.

1.      Download di http://arduino.cc.

2.      Pilih Arduino Uno dari menu > Peralatan Board (sesuai dengan mikrokontroler).

3.      Untuk lebih rinci dapat lihat referensi http://arduino.cc/en/Reference/HomePage

Microcontroller Arduino

c.       Sensor

·         Sensor Kelembaban Tanah (Soil Moisture Sensor)

Soil Moisture Sensor

Sensor suhu berfungsi untuk mengubah kelembaban tanah menjadi beda potensial listrik. Sehingga kelembaban tanah atau kadar air di dalam tanah yang merupakan data analog dirubah menjadi data digital untuk keperluan Hidroponik Auto Drip Nutrition System.

·         Sensor Suhu Ruangan  (DHT11)

Sensor Suhu Ruangan

Sensor suhu berfungsi untuk mengubah temperatur/suhu menjadi beda potensial listrik. Sehingga temperatur/suhu ruangan yang merupakan data analog dirubah menjadi data digital untuk keperluan Hidroponik Auto Drip Nutrition System.

d.      LCD (Display)

LCD (Display) dibutuhkan dalam Hidroponik Auto Drip Nutrition System untuk menampilkan informasi dari data yang dilaporkan oleh sensor kelembaban tanah (media tanam), sensor kelembaban dan suhu di dalam ruangan. Sehingga memudahkan kami untuk memantau keadaan kebun hidroponik yang kami rancang. Selain itu LCD ini menampilkan status alat baik pompa, led grow light atau blower yang sedang menyala atau dalam keadaan mati.

  LCD Display

e.       Lampu Hidroponik (Led Grow Light)

Selain sebagai alat yang mampu menaikkan suhu ruangan Lampu Hidroponik (Led Grow Light) secara langsung berfungsi sebagai perangsang pertumbuhan tanaman yang fungsinya sama seperti sinar matahari.

Led Grow Light

f.       Kipas (Blower)

Kipas atau blower (fan ventilator) digunakan mengatur ventilasi udara untuk hidroponik yang berada di dalam ruangan (indoor hidroponik) supaya udara atau suhu ruangan tetap terjaga dengan baik.

Kipas (Blower)

g.      Pompa air mini (Mini Water Pump)

Pompa ini digunakan untuk memompa dan mengalirkan larutan nutrisi ke hidroponik Drip System. Bisa menggunakan pompa untuk aquarium karena tidak membutuhkan daya pompa yang sangat besar.

Pompa air mini (Mini Water Pump)

h.      (EC, TDS, Temp Tester Meter )

Alat pengukur kualitas air pada sistem tanam hidroponik baik suhu mau pun tingkat keasaman air (PH air) digunakan untuk mengontrol kualitas air atau larutan nutrisi yang akan digunakan pada tanaman hidroponik.

EC, TDS, Temp Tester Meter

i.        Timer

Alat pengatur waktu menyala yang digunakan untuk mengatur aktivitas blower, pompa air dan led grow light sehingga penggunaannya lebih efisien.