Sistem Monitoring dan Kontrol Nutrisi Hidroponik dengan PID Berbasis IOT

Abstract

Pengelolaan nutrisi merupakan faktor krusial dalam sistem hidroponik karena secara langsung memengaruhi pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Ketidaktepatan konsentrasi nutrisi dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan, penurunan kualitas hasil panen, hingga kegagalan budidaya. Oleh karena itu, diperlukan sistem monitoring dan kontrol nutrisi yang mampu bekerja secara otomatis, akurat, dan real-time. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan sistem monitoring dan kontrol nutrisi hidroponik menggunakan metode Proportional–Integral–Derivative (PID) berbasis Internet of Things (IoT) guna menjaga konsentrasi nutrisi sesuai dengan kebutuhan tanaman. Sistem yang dikembangkan menggunakan mikrokontroler ESP32 sebagai pusat pengendali. Sensor TDS Gravity Analog digunakan untuk mengukur nilai Total Dissolved Solids (TDS) sebagai parameter utama kontrol, sedangkan sensor ultrasonik HC-SR04 dimanfaatkan untuk memonitor ketinggian air pada tandon nutrisi. Proses penambahan nutrisi dilakukan menggunakan pompa DC 12 volt yang dikendalikan melalui motor driver BTS7960 dengan sinyal Pulse Width Modulation (PWM) berdasarkan keluaran pengendali PID. Data hasil pembacaan sensor diproses oleh ESP32 dan dikirimkan ke Firebase Realtime Database sehingga dapat diakses secara real-time melalui aplikasi Android dan website.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa penerapan metode kontrol PID dengan parameter Kp = 2, Ki = 0,02, dan Kd = 0,2 mampu meningkatkan respon sistem dalam mencapai setpoint TDS, mengurangi overshoot, serta menekan nilai steadystate error dibandingkan sistem tanpa kendali PID. Sistem bekerja secara stabil dan terintegrasi, serta mampu melakukan monitoring dan kontrol nutrisi secara otomatis. Dengan dukungan teknologi IoT, sistem ini memberikan kemudahan dalam pemantauan jarak jauh dan berpotensi diterapkan sebagai solusi pengelolaan nutrisi hidroponik yang efisien dan andal, khususnya pada lingkungan greenhouse. Sistem ini juga mendukung efisiensi penggunaan air dan nutrisi serta peningkatan produktivitas tanaman secara berkelanjutan dan mudah diimplementasikan secara luas.