Perkembangan teknologi Internet of Things (IoT) telah membawa berbagai inovasi di berbagai bidang, termasuk pertanian modern. Salah satu penerapannya adalah Sistem Monitoring dan Kontrol Nutrisi Hidroponik Berbasis ESP32 dengan Komunikasi Data Modbus, yaitu sebuah proyek yang dirancang untuk memantau kondisi larutan nutrisi tanaman hidroponik secara real-time.
Sistem ini memanfaatkan mikrokontroler ESP32 sebagai pusat pengolahan data yang dipadukan dengan sensor pH, sensor TDS (Total Dissolved Solids), serta sensor sumber air untuk memantau ketersediaan air pada tandon nutrisi. Data hasil pembacaan sensor dikirim menggunakan protokol komunikasi Modbus RTU, yang dikenal stabil dan andal, kemudian ditampilkan melalui User Interface (UI) Web Lokal sehingga pengguna dapat memantau kondisi sistem dengan mudah, cepat, dan akurat.
Proyek ini dikembangkan untuk membantu petani, pelajar, maupun penghobi hidroponik dalam melakukan pemantauan tanpa harus melakukan pengecekan secara manual. Dengan adanya sistem monitoring otomatis, perubahan nilai pH, konsentrasi nutrisi (TDS), maupun kondisi sumber air dapat diketahui lebih awal sehingga tindakan penyesuaian dapat segera dilakukan sebelum memengaruhi pertumbuhan tanaman.
Selain meningkatkan efisiensi perawatan, sistem ini juga membantu menjaga kualitas larutan nutrisi, memastikan ketersediaan air, menghemat waktu dan tenaga, serta mendukung terciptanya sistem budidaya hidroponik yang lebih produktif, akurat, dan berbasis teknologi.
Proyek Monitoring dan Kontrol Nutrisi Hidroponik Secara Real-Time Berbasis ESP32 Menggunakan Komunikasi Data Modbus dan User Interface Web Lokal merupakan hasil karya Alfino Zakya Ramadhan, Ervina Nova, dan Fakhri Dzaki Arrosyid, siswa Jurusan Teknik Elektronika Industri SMK Negeri 1 Nglegok. Melalui pengembangan proyek ini, ketiga pengembang menunjukkan bagaimana teknologi IoT dapat diterapkan sebagai solusi nyata dalam mendukung kemajuan pertanian modern (smart farming).
Diharapkan sistem ini tidak hanya memberikan manfaat bagi pengguna hidroponik dalam mengelola kualitas nutrisi dan ketersediaan sumber air secara lebih efektif, tetapi juga menjadi referensi dan inspirasi bagi pelajar, mahasiswa, maupun masyarakat untuk terus menciptakan inovasi teknologi yang mampu menjawab kebutuhan di era digital.
Gambar 1.1. Alat Jadi
Fitur Utama
* Monitoring nilai pH secara real-time.
* Monitoring nilai TDS secara real-time.
* Monitoring kondisi sumber air pada tandon nutrisi.
* Komunikasi data menggunakan protokol Modbus RTU.
* Pengolahan data menggunakan mikrokontroler ESP32.
* Monitoring melalui User Interface Web Lokal.
* Tampilan data yang mudah dipahami.
* Peringatan apabila nilai pH, TDS, atau kondisi sumber air berada di luar batas yang telah ditentukan.
Gambar 1.2. Uji Coba Sistem
1. Modul Modbus RS485 to TTL
Sistem menggunakan Modul Modbus RS485 to TTL sebagai media komunikasi antara perangkat transmitter dan receiver. Modul ini mendukung protokol Modbus RTU sehingga proses pertukaran data berlangsung secara stabil, cepat, dan andal.
Gambar 1.3. Module Modbus RS485 to TTL
2. Sensor pH
Sensor pH digunakan untuk mengukur tingkat keasaman atau kebasaan larutan nutrisi hidroponik dengan rentang pengukuran pH 0–14. Sensor ini memiliki tingkat akurasi yang baik sehingga cocok digunakan untuk kebutuhan monitoring kualitas nutrisi tanaman.
Gambar 1.4.. Sensor pH
3. Sensor TDS
Sensor TDS (Total Dissolved Solids) digunakan untuk mengukur konsentrasi nutrisi terlarut di dalam air dalam satuan ppm (parts per million). Data yang diperoleh digunakan sebagai indikator kualitas larutan nutrisi bagi tanaman hidroponik.
Gambar 1.5. Sensor TDS
4. Mikrokontroler ESP32
ESP32 berfungsi sebagai pengendali utama sistem yang bertugas membaca data dari sensor pH, sensor TDS, dan sensor sumber air, kemudian mengolah serta mengirimkan data melalui komunikasi Modbus untuk ditampilkan pada User Interface Web Lokal.
Gambar 1.6. ESP32-WROOM
Perangkat Sistem
1. Perangkat Transmitter
Perangkat transmitter bertugas membaca seluruh data sensor kemudian mengirimkannya melalui komunikasi Modbus menuju perangkat receiver.
Gambar 1.7. Device Transmitter
2. Perangkat Receiver
Perangkat receiver menerima data dari transmitter dan menampilkannya pada User Interface Web Lokal sehingga kondisi sistem dapat dipantau secara real-time.
Gambar 1.8. Device Receiver
Block Diagram
1. Block Diagram Transmitter
Gambar 1.9. Block Diagram Transmitter
2. Block Diagram Receiver
Gambar 1.10. Block Diagram Receiver
Schematic
1. Schematic Transmitter
Gambar 1.11. Schematic Transmitter
Gambar 1.12. Schematic Receiver
Tampilan 3D PCB
1. PCB Transmitter
Gambar 1.13. 3D Transmitter
2. PCB Receiver
Wiring Diagram
Gambar 1.15. Wiring Diagram
User Manual Guide
1. Persiapan Catu Daya
Siapkan adaptor 5 VDC untuk perangkat receiver dan Power Supply 12 VDC untuk perangkat transmitter. Pastikan kedua sumber daya telah terhubung dengan benar sebelum sistem dinyalakan
Gambar 1.16. Adaptor 5 V
Gambar 1.17. Power Supply 12V
2. Menghubungkan DC Connector Adaptor
Hubungkan adaptor 5 V ke soket DC pada perangkat receiver, kemudian hubungkan Power Supply 12 V ke terminal catu daya pada perangkat transmitter. Pastikan seluruh koneksi telah terpasang dengan benar agar sistem dapat bekerja secara optimal.
Gambar 1.18. DC Connect to Receiver
Gambar 1.19. DC Connect to Transmitter
Setelah seluruh koneksi selesai dipasang, hubungkan adaptor dan power supply ke sumber listrik. Sistem akan menyala secara otomatis dan siap digunakan.
User Manual Guide Website
1. Akses URL Web
Buka browser pada komputer atau smartphone, kemudian akses
https://sumberairsudekat.my.id . Selanjutnya, lakukan login menggunakan akun yang telah tersedia untuk masuk ke halaman
dashboard. Pada dashboard, pengguna dapat memantau data kualitas udara secara
real-time, seperti nilai suhu, kelembapan, konsentrasi gas, serta status perangkat melalui tampilan web yang mudah dipahami.
Gambar 1.20. URL Web
2. Tampilan Dashboard Web
Gambar 1.21. Tampilan Dasboard Web
ini ditampilkan informasi kondisi sistem secara real-time, meliputi:
* Nilai pH larutaSetelah berhasil login, pengguna akan diarahkan ke halaman dashboard. Pada halaman n nutrisi.
* Nilai TDS (Total Dissolved Solids).
* Status sumber air pada tandon nutrisi.
* Status koneksi perangkat.
* Waktu pembaruan data (last update).
Melalui dashboard ini, pengguna dapat memantau kondisi nutrisi hidroponik secara cepat dan akurat sehingga tindakan koreksi dapat segera dilakukan apabila terjadi perubahan nilai yang berada di luar batas normal.
.jpeg "Monitoring dan Kontrol Nutrisi Hidroponik Secara Real Time Berbasis Komunikasi Data Modbus dan Sensor pH TDS Menggunakan User Interface Web Lokal")
