PROTOTYPE AUTOMATIC VEGETABLES VERTIKULTUR INTEGRE



Posted on November 12, 2015 at 5:14 PM

Pembuatan alat sistem penyiraman dan pemupukan otomatis pada vertikultur sayuran untuk memaksimalkan budidaya tanaman sayuran agar masyarakat dapat menghasilkan produksi panen sayuran vertikultur dalam jumlah banyak dan berkualitas. Setelah hasil panen, tanaman sayuran akan dipasarkan melalui toko online agar masyarakat dapat mengetahui hasil produksi sayuran vertikultur secara luas dan mudah diakses kapanpun dan dimanapun melalui media internet.



PROPOSAL LOMBA IOT INNOVATION CHALLENGE

JUDUL PROGRAM

PROTOTYPE AUTOMATIC VEGETABLES VERTIKULTUR INTEGRETED ONLINE SHOP USING INTEL GALILEO GEN 2

BIDANG KEGIATAN :

INTERNET OF THINGS (INNOVATION)

 

Diusulkan Oleh :

Nama Tim

 TELEX-ONESAT

Ketua

 Satria Ramadhan

4313030023

Anggota 1

 Purwanda Sutowo

4313010053

Anggota 2

 Ade Nur Amalia

4313030001

 

 

 

 

 

 

 

 

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

DEPOK

2015

DAFTAR ISI

 

DAFTAR ISI. i

1.      PENDAHULUAN.. 1

1.1        Latar Belakang. 1

1.2        Tujuan. 2

1.3        Manfaat. 2

2.      PEMBAHASAN.. 3

2.1        Metode. 3

2.1.1         Metode Vertikultur. 4

2.1.2         Piranti Cerdas. 4

2.1.3         Penggabungan. 5

2.2        Cara Kerja Alat. 6

2.3        Analisis dan Desain. 10

2.3.1 Rancangan Teknik Vertikultur. 10

2.3.2         Rancangan Piranti Cerdas. 13

2.3.3         Rancangan Halaman Web pada Toko Online. 15

2.4        Implementasi 15

2.5        Desain Mock-Up dan Dokumentasi 16

2.5.1 Desain Mock-Up. 16

2.5.2 Dokumentasi 17

REFERENSI. 18

Lampiran 1. Anggaran Dana. 21

 

 

                                                                                                        

                                                                                                        

 

1.                  PENDAHULUAN

  1.1            Latar Belakang

Indonesia adalah negara kepulauan yang memiliki luas wilayah yang terbentang dari sabang sampai merauke dengan luas daratan sebesar 1.922.570 km² dan luas perairannya 3.257.483 km². Pemanfaatan lahan daratan yang digunakan untuk keperluan hidup manusia mulai dari pemukiman, kawasan pertanian, industri dan lahan konservatif yang kini telah beralih fungsi menjadi peningkatan lahan pemukiman karena meningkatnya jumlah urbanisasi setiap tahunnya di kota-kota besar. Faktor utama yang menyebabkan peningkatan urbanisasi adalah kurangnya fasilitas lapangan pekerjaan dan fasilitas sosial yang ada di daerah pedesaan.

Masyarakat urban yang datang mengadu nasib akan membuat hunian tempat tinggal baru dan  rumah sewa dengan memanfaatkan lahan yang berada di daerah tersebut. Lahan-lahan perkebunan yang produktif tergusur akan adanya pembangunan fasilitas sosial yang disediakan oleh pemerintah kota untuk kesejahteraan warganya seperti  gedung perkantoran, pertokoan, rumah sakit, jalan tol, kawasan industri dan lain-lain. Pembangunan tersebut menyebabkan penurunan ketersediaan lahan pertanian dan perkebunan di daerah kota-kota besar di Indonesia. Menurut Badan Pusat Statistik telah terjadi penurunan lawan sawah, perkebunan dan lahan sementara yang tidak terpakai dalam kurun waktu 1 tahun yakni pada tahun 2012-2013. Untuk lahan sawah terjadi penurunan sebesar 0,25%, lahan perkebunan terjadi penurunan sebesar 0,59% dan lahan yang sementara tidak terpakai terjadi penurunan sebesar 0,22%, Badan Pusat Statistik (2014). Untuk mengurangi dampak penurunan lahan tersebut masyarakat dapat mengatasi lahan sempit dengan konsep urban farming sebagai pemanfaatan lahan bercocok tanam di area rumah tinggal.  

Urban farming merupakan salah satu upaya untuk mengatasi ketahanan pangan penduduk kota khususnya kelas menengah bawah dan mengurangi jejak ekologi pangan. Salah satu teknik urban farming yang mudah dan sering dilakukan adalah teknik vertikultur. Vertikultur diserap dari bahasa Inggris yang berasal dari kata vertical dan culture yang artinya, teknik budidaya tanaman secara vertikal diruang sempit dengan memanfaatkan bidang sebagai tempat bercocok tanam, sehingga penanamannya menggunakan sistem budidaya pertanian secara bertingkat baik  indoor  maupun  outdoor. Tujuan utama aplikasi teknik vertikultur adalah memanfaatkan lahan sempit seoptimal mungkin (Agus Andoko, 2004).

Sistem budidaya pertanian secara vertikal atau bertingkat ini merupakan konsep penghijauan yang cocok untuk daerah perkotaan dan lahan terbatas. Misalnya, umumnya pada lahan 1 m2 hanya memungkinkan untuk menanam 5 batang tanaman, namun dengan menggunkan sistem vertikultur tanaman yang ditanam dapat mencapai 20 batang tanaman. Vertikultur dapat meningkatkan hasil pertanian hingga sepuluh kali lipat bahkan lebih. Vertikultur merupakan pemanfaatan lahan sempit dengan seoptimal mungkin. Ada banyak tanaman yang dapat ditanam secara vertikultur. Untuk menerapkan konsep urban farming dengan cara vertikultur, maka hal yang harus diketahui adalah tanaman jenis apa yang dapat ditanam di lahan sempit. Menanam sayuran di rumah juga memberikan dampak baik untuk penurunan tingkat pemakaian pestisida terhadap sayuran. Sayuran organik dapat diperoleh dengan harga murah di lahan rumah.  Tanaman tersebut dipelihara dengan prinsip alami. Tanpa bahan kimia, melainkan memanfaatkan sumber daya di sekeliling rumah. Misalnya, memanfaatkan pupuk kandang dan sisa pembusukan dedaunan. Kegunaan pertanian organik pada dasarnya adalah meniadakan atau membatasi kemungkinan dampak negatif yang ditimbulkan oleh budidaya kimiawi. Menurut Peraturan Menteri Pertanian Nomor 64/Permentan/OT.140/5/2013 tentang Sistem Organik pada Pasal 1 ayat (1) yang berbunyi, “Sistem Pertanian Organik adalah sistem manajemen produksi yang holistik untuk meningkatkan dan mengembangkan kesehatan agroekosistem, termasuk keragaman hayati, siklus biologi, dan aktivitas biologi tanah. Pertanian organik menekankan penerapan praktek-praktek manajemen yang lebih mengutamakan penggunaan input dari limbah kegiatan budidaya di lahan, dengan mempertimbangkan daya adaptasi terhadap keadaan/kondisi setempat. Jika memungkinkan hal tersebut dapat dicapai dengan penggunaan budaya, metoda biologi dan mekanik, yang tidak menggunakan bahan sintesis untuk memenuhi kebutuhan khusus dalam sistem”.

Berdasarkan latar belakang tersebut, dibutuhkan pembuatan alat sistem penyiraman dan pemupukan otomatis pada vertikultur sayuran untuk memaksimalkan budidaya tanaman sayuran agar masyarakat dapat menghasilkan produksi panen sayuran vertikultur dalam jumlah banyak dan berkualitas. Setelah hasil panen, tanaman sayuran akan dipasarkan melalui toko online agar masyarakat dapat mengetahui hasil produksi sayuran vertikultur secara luas dan mudah diakses kapanpun dan dimanapun melalui media internet.

  1.2            Tujuan

Tujuan dari pembuatan sistem penyiraman dan pemupukan otomatis pada vertikultur sayuran terintegrasi toko online antara lain :

  1. Memanfaatkan lahan sempit di daerah perkotaan untuk dijadikan tempat bercocok tanam sayuran dengan teknik vertikultur.
  2. Membudidayakan sayuran organik segar dan sehat.
  3. Mengoptimalkan kinerja pengairan dan pemupukan tanaman secara otomatis menggunakan Intel Galileo dan sensor yang digunakan.
  4. Memantau hasil perkembangan dan pertumbuhan tanaman sayuran vertikultur yang dibudidayakan.
  5. Memasarkan hasil budidaya tanaman sayuran vertikultur melalui toko online.

  1.3            Manfaat

Manfaat dari pembuatan sistem penyiraman dan pemupukan otomatis pada vertikultur sayuran terintegrasi toko online antara lain :

  1. Sarana pembelajaran dan pengembangan ilmu pengetahuan dalam bidang pertanian di daerah perkotaan yang minim lahan pertanian.
  2. Bertambahnya ruang terbuka hijau di lahan-lahan sempit di daerah perkotaan.
  3. Terciptanya lingkungan yang segar, indah dan sehat.
  4. Pengembangan metode vertikultur sayuran organik yang dapat dipadukan dengan teknologi terbaru agar dapat meningkatkan jumlah panen sayuran.

2.        PEMBAHASAN

              2.1            Metode

Metode yang dilakukan dalam pembuatan prototipe ini ialah dengan cara dua bagian, yang pertama ialah perancangan bangunan dari vertikultur itu sendiri, dan yang kedua ialah perancangan dari sisi sistem penyiraman dan pemberian pupuk secara otomatis (pembuatan piranti cerdas). Maka dari kedua bagian metode yang dirancang, akan menghasilkan sebuah sistem yang terintegrasi melalui toko online, yang tentunya akan bermanfaat baik dari sisi konsumen ataupun pemilik. Dalam metode ini diperlukan penilitian dan riset yang telah dilakukan sebelumnya. Langkah awal ialah melakukan riset tentang teknik pengembangan vertikultur, mulai dari jenis dan sifat tanaman yang sesuai dengan teknik vertikultur. Langkah selanjutnya ialah mempelajari sifat tanaman melalui intensitas penyiraman dan kebutuhan nutrisinya sehingga memudahkan untuk penyiraman dan pemberian pupuk secara otomatis ke tanaman. Penggunaan satu sampel dilakukan untuk teknik vertikultur ini, dengan menggunakan sensor kelembaban tanah dan sensor udara yang ditaruh pada salah satu tanaman.

Diagram ini merupakan tahap-tahap metode perancangan prototipe sistem penyiraman dan pemupukan otomatis pada vertikultur sayuran terintegrasi toko online yang dapat dilihat pada Gambar 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 1. Metode Sistem Prototipe (sumber: pribadi)

Terdapat dua bagian dalam rancangan metode yang akan dilakukan, yaitu bagian dari sisi Vertikultur dan dari sisi Piranti Cerdas.

2.1.1             Metode Vertikultur

 

1.              Perancangan bangunan untuk vertikultur

Teknik vertikultur itu sendiri berarti cara menanam tanaman secara vertikal, maka yang harus diperhatikan disini ialah bagaimana caranya agar seluruh tanaman dapat tumbuh dengan baik dengan penempatan secara vertikal. Sisi pondasi vertikultur tersebut harus benar-benar kuat dalam menopang seluruh tanaman yang ada didalamnya dan rancangan yang dibuat juga harus disesuaikan dengan kondisi lahan. Posisi penempatan bangunan vertikultur juga harus sesuai dengan arah sinar cahaya matahari agar tanaman memperoleh sinar matahari yang cukup untuk pertumbuhannya, minimum selama enam jam dalam sehari. Proses penyiraman dan pemupukan akan melalui pipa kecil diatas tanaman vertikultur, yang nantinya proses tersebut akan berjalan secara otomatis.

 

  1. Pengadaan alat dan bahan untuk rancang bangun vertikultur

Pengadaan alat dan bahan utama yang diperlukan dalam membuat teknik vertikultur harus memiliki sifat yang tidak mudah rusak dan keropos seperti pipa paralon, bambu betung atau bambu andong dan talang air plastik. Tanaman yang cocok ditanam untuk teknik vertikultur di daerah urban adalah tanaman yang dapat tumbuh di daerah dataran rendah seperti cabai, bayam, tomat, selada, seledri, katuk, kemangi, caisim dan lain-lain. Pupuk yang akan digunakan berasal dari kotoran hewan ternak dan lindi (pupuk cair yang berasal dari pengomposan).

 

  1. Pembuatan vertikultur

 Pembuatan bangunan vertikultur dilakukan sesuai rancangan yang telah dibuat dengan meletakan piranti cerdas akan dipasang pada bangunan vertikultur sesuai penempatannya agar dapat bekerja secara sinergis, baik dalam bangunan vertikulturnya maupun piranti cerdasnya

 

2.1.2                    Piranti Cerdas

 

  1. Perancangan sistem piranti yang ingin dibuat

Proses penyiraman dan pemupukan dilakukan secara otomatis, menggunakan pipa kecil yang letaknya tepat diatas tanaman, pipa akan dilubangi pada setiap tanaman, sehingga memungkinkan seluruh tanaman dapat terkena air secara merata. Proses pemupukan dilakukan pada pipa kecil yang berbeda dengan proses pengairan tetapi tetap pada rancangan yang sama, yang artinya pipa akan dilubangi pada setiap tanaman diatasnya. Proses pemupukan menggunakan pupuk cair yang bekerja secara otomatis.

 

  1. Pengadaan alat untuk merakit dan memprogram sistem piranti yang diinginkan

Setelah perancangan sistem piranti, maka tahap selanjutnya adalah mencari bahan dan alat yang diperlukan, untuk hardware utamanya yakni pemakaian Intel Galileo. Intel Galileo merupakan Arduino-certified board untuk development dan prototyping berbasis arsitektur Intel yang dirancang khusus untuk para pembuat elektronika. Serta untuk pendukungnya menggunakan ESP8266 module, water automatic pump, kamera, relay, sensor kelembaban tanah (soil moisture), sensor udara dan modem (wifi) sebagai jalur akses langsung pada cloud untuk mengirimkan gambar aktivitas yang terjadi pada tanaman secara berkala ke dalam halaman web pada toko online. Pada Intel Galileo dan ESP8266 module sudah didukung untuk berkomunikasi langsung dengan cloud sehingga hal tersebut sangat memudahkan dalam pembuatan prototipe ini.

 

  1. Pembuatan sistem piranti cerdas

Pembuatan sistem piranti cerdas dilakukan sesuai dengan rancangan yang telah dibuat. Untuk sementara ini pembuatan prototipe, baru sampai tahap pembuatan simulasi melalui software, dan tahapan selanjutnya pembuatan sistem piranti cerdas dengan alat dan komponen yang dibutuhkan.

2.1.3                    Penggabungan

 

  1. Penggabungan vertikultur dengan sistem piranti yang dibuat

Setelah kedua bagian (Vertikultur dan Piranti Cerdas) berhasil dan selesai dibuat, maka tahap selanjutnya ialah penggabungan keduanya. Penggabungan disini ialah pemasangan piranti pada bangunan vertikultur. Peletakan main board, breadboard dan komponen lain yang telah diprogram sebelumnya. Pada tahap ini juga dilakukan pengujian dan evaluasi dari prototipe yang dibuat. Pengujiannya mulai dari proses penyiraman dan pemupukannya yang secara otomatis serta pengambilan gambar pada kamera secara berkala dan proses pengiriman gambar ke cloud pada halaman web toko online sehingga dapat menghasilkan produk tanaman yang maksimal dan tentunya dapat bermanfaat untuk orang banyak.

 

  1. Alat yang dihasilkan terintegrasi melalui toko online

Selain dari sisi produktif tanaman vertikultur, pembuatan prototipe ini juga untuk memasarkan dan membudidayakan hasil dari tanaman vertikultur yang dibuat. Pada saat ini, media online menjadi pengaruh penting dalam melengkapi kebutuhan sehari-hari, oleh karena itu peluang besar ini dimanfaatkan untuk memasarkan tanaman vertikultur ke masyarakat luas. Melalui media online yang tersedia, maka dengan mudah membuat toko online dengan produk tanaman sayuran yang masih segar dan hasil produksi panen dari tanaman tersebut untuk dipasarkan. Toko online yang digunakan menggunakan platform WordPress dan plugin WooCommerce. Keunggulan dari sistem toko online yang dipakai ialah selain dilengkapi dengan feature yang banyak dalam mendukung pembuatan toko online, WordPress juga didukung dengan fasilitas blog sebagai sarana media marketing yang dijalankan. Untuk pengguna awam, platform WordPress sangat disarankan, karena biasanya platform lain menuntut tingkat teknikalitas yang sangat tinggi. Selain pemasaran produk menggunakan toko online, maka hal ini juga didukung dengan pemasaran melalui media sosial seperti twitter, facebook, instagram, dan lain-lain. Sehingga masyarakat luas dapat mengetahui pembudidayaan vertikultur ini. Tentunya gagasan ini akan menjadi suatu lahan bisnis yang sangat menjanjikan untuk kedepannya.

2.2      Cara Kerja Alat

2.2.1    Alat dan Bahan

Tabel 1. Daftar alat dan Bahan

No

Nama Barang

1.

Pipa Paralon 4 Inch

2.

Klem Pipa

3.

Dop

4.

Pipa Paralon 1/2 Inch

5.

Pupuk kompos

6.

Kayu batangan

7.

Paku

8.

Bibit sayuran

9.

Sekam

10.

Pupuk organik cair

11.

Tanah

12.

Intel Galileo Gen 2

13.

ESP8266 Module

14.

Sensor soil moisture

15.

Sensor DHT 11

16.

Relay

17.

Kran otomatis (Solenoid Valve)

18.

IP-Camera

19.

Water Automatic Pump

20.

Modem

21.

Mini Breadboard

22.

Kabel jumper male to male

23.

Resistor

24.

Hosting Web

25.

Biaya Domain

2.2.2.   Pengerjaan Alat

Piranti cerdas yang dibuat menggunakan board Intel Galileo generasi 2 dengan menggabungkan sensor kelembaban tanah dan sensor kelembaban udara dalam membaca keadaan tanaman sayuran yang berada di rak segitiga vertikultur. Board intel galileo generasi 2 akan menyimpan program yang telah di unggah melalui arduino sofware development. Pembacaan sensor kelembaban tanah akan mengambil satu sample tanaman sehingga letak dari sensor tersebut harus disesuaikan dengan pembagian rata turunnya air kesetiap tingkat rak vertikulturnya sedangkan letak DHT11 akan diletakkan pada atas bangunan vertikultur dengan nilai kelembaban udaran dan suhu temperatur lingkungan. Nilai yang telah didapatkan pada kedua sensor tersebut akan ditampilkan melalui Website toko online.

 

Gambar 2. Skematik Rangkaian Produk

 

Gambar 2. Merupakan gambar skematik rancangan produk. Selanjutnya ialah merancang komponen sesuai gambar skematik. Setalah perancangan masuk ke tahapan pemrograman. Program yang dilakukan menggunakan software Arduino IDE, tetapi untuk penggunaan Intel Galileo Gen 2, maka pengguna diperkenankan untuk mengunduh board tambahan Intel Galileo Gen 2 Board pada Arduino IDE. Fungsinya agar program yang dijalankan dapat compatible dengan board Intel Galileo Gen 2. Selanjutnya memprogram code prototipe pada Arduino IDE.

 

Gambar 3. Gambar Code Pada Arduino IDE

 

            Berikut ini ialah hasil code dari prototipe yang akan dibuat.

Inisialisasi Web Server pada ESP8266 (Berdasarkan Pass dan SSID sendiri)

 

#include

#include

 

#define ESP_RX   2

#define ESP_TX   3

#define ESP_RST  4

SoftwareSerial softser(ESP_RX, ESP_TX);

 

// Must declare output stream before Adafruit_ESP8266 constructor; can be

// a SoftwareSerial stream, or Serial/Serial1/etc. for UART.

Adafruit_ESP8266 wifi(&softser, &Serial, ESP_RST);

// Must call begin() on the stream(s) before using Adafruit_ESP8266 object.

 

#define ESP_SSID "SSIDNAME" // Your network name here

#define ESP_PASS "PASSWORD" // Your network password here

 

#define HOST     "www.adafruit.com"     // Host to contact

#define PAGE     "/testwifi/index.html" // Web page to request

#define PORT     80                     // 80 = HTTP default port

 

#define LED_PIN  13

 

void setup() {

  char buffer[50];

 

  // Flash LED on power-up

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  for(uint8_t i=0; i<3; i++) {

    digitalWrite(13, HIGH); delay(50);

    digitalWrite(13, LOW);  delay(100);

  }

 

  // This might work with other firmware versions (no guarantees)

  // by providing a string to ID the tail end of the boot message:

 

  // comment/replace this if you are using something other than v 0.9.2.4!

  wifi.setBootMarker(F("Version:0.9.2.4]\r\n\r\nready"));

 

  softser.begin(9600); // Soft serial connection to ESP8266

  Serial.begin(57600); while(!Serial); // UART serial debug

 

  Serial.println(F("Adafruit ESP8266 Demo"));

 

// Test if module is ready

  Serial.print(F("Hard reset..."));

  if(!wifi.hardReset()) {

    Serial.println(F("no response from module."));

    for(;;);

  }

  Serial.println(F("OK."));

 

  Serial.print(F("Soft reset..."));

  if(!wifi.softReset()) {

    Serial.println(F("no response from module."));

    for(;;);

  }

  Serial.println(F("OK."));

 

  Serial.print(F("Checking firmware version..."));

  wifi.println(F("AT+GMR"));

  if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {

    Serial.println(buffer);

    wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows

  } else {

    Serial.println(F("error"));

  }

 

  Serial.print(F("Connecting to WiFi..."));

  if(wifi.connectToAP(F(ESP_SSID), F(ESP_PASS))) {

 

    // IP addr check isn't part of library yet, but

    // we can manually request and place in a string.

    Serial.print(F("OK\nChecking IP addr..."));

    wifi.println(F("AT+CIFSR"));

    if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {

      Serial.println(buffer);

      wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows

 

      Serial.print(F("Connecting to host..."));

      if(wifi.connectTCP(F(HOST), PORT)) {

        Serial.print(F("OK\nRequesting page..."));

        if(wifi.requestURL(F(PAGE))) {

          Serial.println("OK\nSearching for string...");

          // Search for a phrase in the open stream.

          // Must be a flash-resident string (F()).

          if(wifi.find(F("working"), true)) {

            Serial.println(F("found!"));

          } else {

            Serial.println(F("not found."));

          }

        } else { // URL request failed

          Serial.println(F("error"));

        }

        wifi.closeTCP();

      } else { // TCP connect failed

        Serial.println(F("D'oh!"));

      }

    } else { // IP addr check failed

      Serial.println(F("error"));

    }

    wifi.closeAP();

  } else { // WiFi connection failed

    Serial.println(F("FAIL"));

  }

}

 

void loop() {

}

Berikut ini ialah code untuk otomatisasi teknik vertikultur yang dibuat.

 

#include

 

int moistureSensorPin = 0;

int relayPin = 7;

int ledpin1 = 11;

int lendpin2 = 12;

#define DHTPIN 2

#define DHTTYPE DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

 

void setup() {

  // put your setup code here, to run once:

pinMode (11, OUTPUT);

pinMode (12, OUTPUT);

Serial.begin(9600);

pinMode(relayPin, OUTPUT);

pinMode(moistureSensorPin, OUTPUT);

dht.begin();

}

 

void loop() { {

  //read soil moisture

  int sensorValue = analogRead(A0);

  sensorValue = constrain (sensorValue, 100, 1023);

  moistureSensorPin = map (sensorValue, 0, 1023, 800, 0);

  Serial.print("Soil Value : ");

  Serial.print(moistureSensorPin);

  Serial.println("%");

  delay (1000);

}

{

 

  int h = dht.readHumidity();

  int t = dht.readTemperature();

 

  if (isnan(t) || isnan(h))

     Serial.println("Failed to read from DHT");

  else {

    Serial.print("Humidity : ");

    Serial.print(h);

    Serial.println(" %\t");

    Serial.print(t);

    Serial.print("Temperature : ");

    Serial.println(" *C");

    delay (1000);

 

    if (moistureSensorPin <= 300)

  { 

      digitalWrite(relayPin, LOW);

      digitalWrite (11, HIGH);

      digitalWrite (12, LOW);

      delay (50);

      Serial.println("Relay ON");

      delay (50); }

     

    if (moistureSensorPin

   

    >300)

    { digitalWrite(relayPin, HIGH);

      digitalWrite (12, HIGH);

      digitalWrite (11, LOW);

      delay (100);

     Serial.println("Relay Off");

     delay (50);

    }

  }}    }

 

 

 

2.3      Analisis dan Desain

2.3.1    Rancangan Teknik Vertikultur

Teknik vertikultur yang akan digunakan dalam pembuatan prototipe sistem penyiraman dan pemupukan otomatis adalah  vertikultur rak segitiga. Seperti pada Gambar 4. dibawah ini.

 

Gambar 4. Vertikultur Rak Segitiga (Sanusi,Benny : 2010)

Wadah yang digunakan pada vertikultur rak segitiga menggunakan pipa paralon dengan panjang 1 m. Jarak antar undakan pipa paralon berkisar 30 cm. Pipa paralon akan ditutup kedua ujungnya agar tanah yang dimasukan tidak keluar dari samping. Pipa paralon akan dilubangin bagian atasnya dengan menggunakan bor atau pisau dengan diameter lubang 5 cm dan jarak antar lubang 15-20 cm.

Jenis tanaman sayuran yang akan dibudidayakan adalah bayam, kangkung dan caisim dengan waktu panen ± 25 hari. Ketiga sayuran ini akan disemai terlebih dahulu selama 3-4 hari dengan menggunakan media tanah, sekam dan pupuk kandang. Setelah terdapat 3-4 pucuk daun yang tumbuh ketika disemai maka tanaman dapat dipindahkan ke wadah vertikultur.

 

Gambar 3. Pembuatan Media Tanam (Agroinovasi, Sinar Tani : 2012)

Media tanam berupa campuran tanah dan pupuk kandang atau kompos dengan perbandingan 1 : 1 yang telah dimasukan di dalam wadah pipa paralon yang telah dilubangi bagian atasnya. Benih yang telah disemai ditanam satu persatu ke setiap lobang yang telah dibuat. Untuk pemeliharaan tanaman pada dasarnya perawatan sayuran sistem vertikultur hamper sama dengan jenis tanaman lainnya, meliputi penyiraman, penyiangan, pemupukan susulan, penanganan hama dan penyakit, serta pengontrolan bangunan vertikultur.

 

 

  1. Penyiraman  

Penyiraman tanaman dilakukan secara otomatis berdasarkan sample yang dibaca oleh sensor kelembaban tanah dan sensor udara dari tanaman tersebut. Sensor kelembaban tanah dan sensor udara terpasang pada main board Intel Galileo.

  1. Pemupukan

Pemupukan dilakukan setiap 10-12 hari dengan menggunakan pupuk cair organik yang berasal dari pupuk kompos yang disebut lindi. Lindi terbuat dari cairan pupuk kompos yang telah tersaring kemudian tercampur dengan 40 liter air, larutan molase 200 ml dan larutan inokulum EM 100 ml. Campuran bahan tersebut ditutup rapat selama 3 minggu. Setelah 3 minggu kematangan pupuk akan ditandai dengan bau yang khas hasil fermentasi. Proses pembuatan pupuk cair dapat dilihat pada Gambar 5.

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 5. Alat Pembuatan Pupuk Organik Cair (Agroinovasi, Sinar Tani : 2012)

  1. Penyiangan

Pada teknik vertikultur gulma yang tumbuh tidak akan sebanyak dengan gulma yang berada pada lahan tanam yang luas. Sehingga penyiangan menggunakan pengontrolan manual sebulan sekali.

2.3.2        Rancangan Piranti Cerdas

 

Gambar 6. Desain Arsitektur Rancang Bangunan Prototipe (Sumber : Pribadi)

 

Gambar 7. Desain Cara Kerja Prototipe (Sumber : Pribadi)

  1. Intel Galileo Gen 2

Secara umum, Intel Galileo adalah Embedded board yang merupakan

gabungan dari Arduino Uno dengan processor Intel Quark SoC X1000.

 

  1. Kamera

Kamera digunakan untuk pemantauan gambar secara realtime. Setiap harinya kamera akan memotret gambar tanaman sesuai dengan jenis tanaman tersebut. Kamera bekerja dengan memotret setiap sudut tanaman-tanaman yang berada pada bangunan rak segitiga vertikultur. Hasil gambar tanaman akan langsung diunggah kedalam halaman web toko online melalui bantuan dari intel galileo dan wi-fi sebagai akses data.

 

Gambar 8. Cara Kerja Kamera

  1. Mesin Pompa Air (Automatic Water Pump)

Mesin pompa air akan bekerja dengan relay. Pupuk cair dan air akan secara otomatis dipompa melalui mesin pompa air ke blok tanaman dan keluar melalui pipa kecil tersebut sehingga terdapat dua pipa yang mengaliri air dan pupuk cair.

  1. Relay

Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan menggunakan arus listrik. Relay memiliki sebuah kumparan dengan tegangan rendah yang dililitkan pada tembaga. Terdapat sebuah armature yang akan tertarik menuju inti kumparan apabila dialiri listrik tegangan rendah. Relay akan membantu pompa untuk mengaliri air ke tanaman.

  1. ESPF8266 Module

Wi-Fi module dengan output serial TTL yang dilengkapi dengan GPIO.

Module ini sangat bermanfaat untuk project berbasiskan IoT (Internet of Things). ESPF8266 memudahkan pengguna untuk mengirimkan data ke server yang telah diatur.

  1. Sensor

Sistem pembacaan sensor menggunakan sistem satu sample pada salah satu tanaman. Terdapat dua sensor yang digunakan yakni sensor kelembaban tanah dan sensor udara.

  1. Sensor Kelembaban Tanah (Sensor Soil Moisture)

Sensor kelembaban tanah bekerja dengan prinsip membaca jumlah kadar air dalam tanah di sekitarnya. Sensor ini merupakan sensor dengan teknologi rendah namun ideal untuk memantau kadar air tanah untuk tanaman. Sensor ini menggunakan dua konduktor untuk melewatkan arus melalui tanah, kemudian membaca nilai resistensi untuk mendapatkan tingkat kelembaban. Lebih banyak air dalam tanah akan membuat tanah lebih mudah menghantarkan listrik (nilai resistensi lebih besar), sedangkan tanah kering akan mempersulit untuk menghantarkan listrik (nilai resistensi kurang).

Sensor soil moisure dalam penerapannya membutuhkan daya sebesar 3,3 V atau 5 V dengan keluaran tegangan sebesar 0-4,2 V. Sensor ini mampu membaca kadar air yang memiliki 3 kondisi yaitu [SSM-13]:

  1. 0 ~300             : tanah kering/ udara bebas
  2. 300 ~700         : tanah lembab
  3. 700 ~950         : di dalam air

Apabila hasil yang didapati dari pembacaan sensor kelembaban tanah dibawah nilai interval < 300 maka secara otomatis air akan keluar melalui pipa kecil ke blok tanaman verikultur tersebut.

  1. Sensor DHT11

Sensor DHT11 merupakan sensor suhu dan kelembaban udara yang memiliki jangkauan pengukuran suhu antara 0-50°C dan jangkauan pengukuran kelembaban udara 20-95% RH. Dengan ukuran yang kecil dan menekan daya listrik yang kecil modul sensor ini mudah untuk diimplementasikan menggunakan mikrokontroler. DHT11 cukup ekonomis namun memadai untuk aplikasi monitoring suhu dan kelembaban udara [DSD-13]. Penggunaan pada prototipe ini ialah untuk memantau suhu dan kelembaban udara ditanaman tersebut, yang nantinya akan ditampilkan kedalam web toko online sebagai keterangan.

2.3.3        Rancangan Halaman Web pada Toko Online

Hasil yang didapatkan dari budidaya vertikultur ialah hasil panen dari tanaman dan tanaman organik itu sendiri. Pada prototipe ini, luaran yang ingin dihasilkan ialah berupa pemasaran melalui sistem toko online pada media internet. Toko online ini setiap harinya akan menampilkan gambar dari tanaman-tanaman secara langsung yang dikirimkan melalui kamera yang sudah dipasang pada sisi depan vertikultur. Gambar yang ditampilkan, akan digunakan untuk menjadi daya tarik peminat tanaman vertikultur ini. Sehingga masyarakat dapat mengetahui dan membeli tanaman yang disukai baik pemesanan online atau langsung ke tempat budidaya.

2.4      Implementasi

Dalam proses mengimplementasikannya dibutuhkan proses jangka waktu panjang. Langkah strategis yang dapat dilakukan adalah kerjasama antar pihak-pihak terkait. Pemerintah dan masyarakat diharapkan bersinergi dalam memanfaatkan lahan sempit yang ada di perkotaan agar menghasilkan nilai guna lebih. Prototipe sistem penyiraman dan pemupukan otomatis pada vertikultur sayuran tidak hanya dapat digunakan dalam penggunaan usaha skala kecil tetapi dapat digunakan pada usaha skala besar karena mampu memantau produksi vertikultur sayuran secara menyeluruh. Pada usaha skala kecil, setiap unit keluarga dapat membuatnya langsung di halaman rumah mereka dengan melakukan pemasaran sendiri melalui web toko online yang telah terdaftar sedangkan untuk usaha skala besar peran pemerintah dapat menjadikan usaha ini sebagai Unit Kegiatan Masyarakat (UKM) yang diintegrasikan dengan teknologi terbaru dengan sistem otomatis sehingga hasil produksi yang didapatkan lebih optimal dengan menggunakan lahan yang lebih luas dan sayuran yang lebih bervariatif untuk mencangkup pemasaran seluruh konsumen se-Indonesia. Hasil pemasaran yang terintegrasi melalui toko online memudahkan pembeli dalam pemesanan produk sayuran yang akan dijual. Pembeli dapat memesan sayuran dengan pembayaran via rekening . Hasil pemantauan yang diunggah kedalam halaman web juga dapat menjadi bahan edukasi bagi masyarakat karena hasil pemantauan alat dilakukan secara langsung. Jika hasil yang didapatkan tidak sesuai dengan harapan maka dapat dilakukan perbaikan piranti cerdas tersebut agar bekerja secara optimal. Tidak hanya itu, jika alat ini berhasil diterapkan di kota-kota besar maka tak menampik kemungkinan alat ini juga dapat diterapkan pada daerah sub-urban dan pedesaan.

2.5      Desain Mock-Up dan Dokumentasi

2.5.1    Desain Mock-Up

 

    

Gambar 9. Bangun Vertikultur                    Gambar 10. Templete Toko Online

 

 

2.5.2    Dokumentasi

Dokumentasi yang dilampirkan ialah saat penelitian dengan pihak Indonesia Berkebun yang berlokasi didaerah Jakarta untuk membantu dalam proses pembuatan prototipe ini.

                     

*Gambar 11. Bekerja sama dengan      * Gambar 12. Teknik Vertikultur Jakarta            pihak Jakarta  Berkebun                          Berkebun   

 

                        

*Gambar 13. Lahan Sisa Perumahan              *Gambar 14. Pupuk yang digunakan

  Cassa Goya Jakarta Pemanfaatan

                 Urban Farming

Keterangan (*) Gambar ialah sumber pribadi

 

 

 

Gambar 15. Sistem Prototipe Tampak Samping

Gambar 16. Pengecekan Prototipe pada Bangun Vertikultur

 

 

Gambar 17. Sample tanah basah dan kering

Gambar 18. Otomatisasi Pada Prototipe

Gambar 19. Sistem Prototipe Tampak Depan

Gambar 20. Perakitan Pipa Paralon 4 Inch pada Bangun Rak Segitiga Vertikultur

 

Gambar 21. Web Toko Online Verkulti Family (Telex-OneSAT)

Untuk perkembangan selanjutnya akan menggunakan Web Server berbayar.

Untuk cara pembuatannya dapat disearch di Youtube : “Vertikulty Family, Project IoT with Intel Galileo Gen 2”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

REFERENSI

Sanusi, Benny.2010.Sukses Bertanam Sayuran di Lahan Sempit Menghasilkan Sayuran Organik dari Pekarangan Rumah Melalui Sistem Bertanam Vertikultur.Jakarta : Agromedia

Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian.2012.Inovasi Terkini Budidaya Sayuran di Pekarangan. Jakarta : Agroinovasi

Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Sekertaris Jendral-Kementrian Pertanian.2014.Statistik Lahan Pertanian  Tahun 2009-2013.Jakarta : Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Sekertaris Jendral-Kementrian Pertanian 2014.

Green Homes Indonesia.2015.Sistem Tanaman Vertikultur bagi Tanaman Organik.http://greenhomesindonesia.com/article/detail/26/Sistem%20Tanam%20Vertikultur%20bagi%20Tanaman%20Organik.Diakses tanggal 26 Juni 2015

Badan Pusat Statistik.2010.Persentase Penduduk Daerah Perkotaan menurut Provinsi, 2010-2035.http://www.bps.go.id/linkTabelStatis/view/id/1276.Diakses tanggal 26 Juni 2015.

Oktofani, Yusuf.2012.Sistem Pengendalian Suhu Dan Kelembaban Berbasis Wireless Embedded System.Skripsi.Teknik Informatika Universitas Brawijaya, Malang.

Feju, Juan.2015. Toko Online WordPress dalam 1 Hari. Jakarta: PT Elex Media Komputindo-Kompas Gramedia

 

 

 

Lampiran 1. Anggaran Dana

Anggaran Dana :

No

Nama Barang

Banyak

Satuan

Harga Satuan

Total

1.

Pipa Paralon 4 Inch

1

Batang

Rp. 100.000

Rp. 100.000

2.

Klem Pipa

5

Buah

Rp. 13.000

Rp. 65.000

3.

Dop

12

Buah

Rp. 3.000

Rp. 36.000

4.

Pipa Paralon 1/2 Inch

1

Batang

Rp. 20.000

Rp. 20.000

5.

Pupuk kompos

1

Karung

Rp. 5.000

Rp. 5.000

6.

Kayu batangan

1

Batang

Rp. 30.000

Rp. 30.000

7.

Paku

10

Buah

Rp. 2.000

Rp. 20.000

8.

Bibit sayuran

3

Buah

Rp. 5.000

Rp. 15.000

9.

Sekam

1

Karung

Rp. 8.000

Rp. 8.000

10.

Pupuk organik cair

1

Botol

Rp. 15.000

Rp. 15.000

11.

Tanah

1

Karung

Rp. 8.000

Rp. 8.000

12.

Intel Galileo Gen 2 (Milik Pribadi)

1

Buah

Rp. 750.000

Rp.750.000

13.

ESP8266 Wi-Fi Module

1

Buah

Free

Free

14.

Sensor soil moisture

1

Buah

Rp. 25.000

Rp. 25.000

15.

Sensor DHT 11

1

Buah

Rp. 25.000

Rp. 23.000

16.

Relay

1

Buah

Rp. 20.000

Rp. 20.000

17.

Kran otomatis (Solenoid Valve)

1

Buah

Rp. 40.000

Rp. 40.000

18.

IP-Camera

1

Buah

Rp. 100.000

Rp. 300.000

19.

Water Automatic Pump

1

Buah

Rp. 50.000

Rp. 50.000

20.

Modem

1

Buah

Rp. 250.000

Rp. 250.000

21.

Mini Breadboard

1

Buah

Rp. 25.000

Rp. 25.000

22.

Kabel jumper male to male

12

Buah

Rp. 2500

Rp. 30.000

23.

Resistor

10

Buah

Rp. 500

Rp. 5.000

24.

Hosting Web

500 Mb

-

Rp. 50.000

Rp. 50.000

25.

Biaya Domain

1 Tahun

-

Rp. 150.000

Rp. 150.000

TOTAL

Rp. 2.040.000

 

 

 


Leave a Comment:

Please Sign in First

Masarief_susanto November 12, 2015 at 5:14 PM

Salut untuk ide kreativenya...semoga sukses ...

 DKI Jakarta