Smart Monitoring Green House: Solusi Cerdas Pemantauan Kondisi Tanaman Berbasis IoT Menggunakan ESP32

Smart Monitoring Green House merupakan sebuah proyek Internet of Things (IoT) yang dikembangkan sebagai implementasi pembelajaran Teknik Elektronika Industri dalam menerapkan teknologi monitoring berbasis mikrokontroler ESP32. Proyek ini dirancang untuk memantau kondisi lingkungan green house secara real-time, meliputi suhu udara, kelembapan udara, kelembapan tanah, dan intensitas cahaya melalui website monitoring yang dapat diakses kapan saja.

Proyek ini merupakan hasil karya siswa SMK Jurusan Teknik Elektronika Industri yang dikerjakan secara berkelompok oleh: Achamad Al-Haqiqi, Chyntia Alfina Putri, Innes Etika Putri

Melalui proyek ini, kami ingin menunjukkan bahwa teknologi Internet of Things (IoT) dapat dimanfaatkan untuk menghadirkan solusi monitoring pertanian yang lebih modern, efisien, dan mudah diakses. Selain menjadi media pembelajaran, proyek ini juga menjadi bentuk penerapan nyata konsep Smart Agriculture dalam mendukung pengelolaan lingkungan tanaman berbasis data.

Perkembangan teknologi Internet of Things (IoT) telah membawa perubahan besar dalam berbagai bidang, salah satunya adalah sektor pertanian. Saat ini, proses budidaya tanaman tidak lagi hanya mengandalkan pengamatan secara manual, tetapi dapat dibantu dengan sistem monitoring yang mampu memberikan informasi kondisi lingkungan secara real-time.

Dalam sebuah green house, faktor-faktor seperti suhu udara, kelembapan udara, kelembapan tanah, dan intensitas cahaya memiliki peran penting dalam menentukan kualitas pertumbuhan tanaman. Jika salah satu parameter tersebut berada di luar kondisi ideal, pertumbuhan tanaman dapat terganggu bahkan menyebabkan penurunan hasil panen. Oleh karena itu, diperlukan sebuah sistem yang mampu memantau kondisi lingkungan secara otomatis, akurat, dan dapat diakses kapan saja.

Berangkat dari kebutuhan tersebut, dikembangkan Smart Monitoring Green House, yaitu sebuah sistem monitoring berbasis ESP32 yang memanfaatkan teknologi Internet of Things (IoT). Sistem ini menggunakan sensor DHT22, Soil Moisture Sensor, dan LDR (Light Dependent Resistor) untuk mengumpulkan data kondisi lingkungan.

Data yang diperoleh dari seluruh sensor kemudian dikirim melalui jaringan Wi-Fi menuju website monitoring. Dengan demikian, pengguna dapat memantau kondisi green house secara real-time melalui laptop maupun smartphone tanpa harus berada langsung di lokasi.

Gambar: 1.1 Foto Perangkat Smart Monitoring Green House

Spesifikasi

Sistem ini dirancang untuk memantau kondisi lingkungan green house secara real-time menggunakan teknologi Internet of Things (IoT). Seluruh data sensor diproses oleh ESP32 dan dikirim melalui jaringan Wi-Fi menuju website monitoring sehingga dapat diakses kapan saja.

ESP32 Wroom 32

ESP32-WROOM-32 (Otak dari seluruh sistem) merupakan mikrokontroler yang berperan sebagai pusat kendali pada sistem Smart Monitoring Green House. Modul ini bertugas membaca data dari seluruh sensor yang terpasang, yaitu sensor DHT22, Soil Moisture, dan LDR, kemudian mengolah data tersebut menjadi informasi yang siap ditampilkan kepada pengguna.

Selain berfungsi sebagai pengolah data, ESP32 juga memiliki fitur Wi-Fi bawaan yang memungkinkan hasil pembacaan sensor dikirim secara real-time ke website monitoring. Dengan kemampuan tersebut, pengguna dapat memantau kondisi suhu, kelembapan udara, kelembapan tanah, dan intensitas cahaya dari mana saja melalui perangkat yang terhubung ke internet.

Gambar: 1.2 ESP-32 Wroom

DHT22 – Sensor Suhu & Kelembapan

Sensor DHT22 berfungsi untuk mengukur suhu dan kelembapan udara di dalam green house secara akurat. Data yang diperoleh dari sensor ini menjadi acuan dalam mengetahui kondisi lingkungan sekitar tanaman sehingga dapat dipastikan tetap berada pada kisaran yang optimal untuk proses pertumbuhan.

Setiap hasil pembacaan sensor akan dikirim ke ESP32 untuk diproses, kemudian ditampilkan pada website monitoring secara real-time. Dengan demikian, pengguna dapat memantau perubahan suhu dan kelembapan udara kapan saja tanpa perlu melakukan pengecekan secara langsung di dalam green house.

Gambar: 1.3 Sensor DHT22

Soil Moisture Sensor

Sensor Soil Moisture digunakan untuk mengukur tingkat kelembapan tanah sebagai indikator kondisi media tanam. Sensor ini mampu mendeteksi apakah tanah berada dalam kondisi kering, lembap, atau basah berdasarkan perubahan nilai resistansi pada tanah.

Data kelembapan tanah kemudian dikirim ke ESP32 untuk diproses dan ditampilkan pada website monitoring secara real-time. Informasi ini membantu pengguna menentukan waktu penyiraman yang tepat sehingga tanaman mendapatkan suplai air sesuai kebutuhannya.

Gambar: 1.4 Sensor Soil Moisture

LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor LDR (Light Dependent Resistor) berfungsi untuk mendeteksi intensitas cahaya yang diterima oleh tanaman di dalam green house. Perubahan tingkat pencahayaan akan memengaruhi nilai resistansi sensor sehingga kondisi terang maupun gelap dapat diketahui dengan mudah.

Hasil pembacaan sensor dikirim ke ESP32 dan ditampilkan pada website monitoring secara real-time. Dengan adanya informasi ini, pengguna dapat memantau kondisi pencahayaan serta memastikan tanaman memperoleh cahaya yang sesuai untuk mendukung pertumbuhannya.

Gambar: 1.5 Sensor LDR

Website Monitoring IoT

Website monitoring menjadi pusat informasi yang menampilkan seluruh data hasil pembacaan sensor secara real-time. Melalui antarmuka yang sederhana dan mudah dipahami, pengguna dapat melihat kondisi suhu udara, kelembapan udara, kelembapan tanah, serta intensitas cahaya dalam satu halaman.

Karena memanfaatkan teknologi Internet of Things (IoT), website dapat diakses melalui perangkat seperti smartphone maupun komputer yang terhubung ke jaringan internet. Hal ini memungkinkan proses pemantauan dilakukan kapan saja dan dari mana saja tanpa harus datang langsung ke lokasi green house. Nama website: https://nanemtanem.my.id/

Gambar: 1.6 Tampilan Web

Modul Step Down XL4015

Modul Step Down XL4015 berfungsi menurunkan tegangan dari sumber daya utama menjadi tegangan yang sesuai dengan kebutuhan ESP32 dan seluruh sensor. Dengan tegangan yang stabil, setiap komponen dapat bekerja secara optimal tanpa risiko kerusakan akibat tegangan yang berlebihan.

Selain memiliki efisiensi yang tinggi, modul ini juga mampu menghasilkan keluaran tegangan yang stabil sehingga sistem monitoring dapat beroperasi secara aman dan andal dalam jangka waktu yang lama.

Gambar: 1.7 Step Down XL4015

Teknologi yang Digunakan

Smart Monitoring Green House dibangun dengan menggabungkan beberapa perangkat keras dan perangkat lunak yang saling terintegrasi. Kombinasi teknologi ini memungkinkan proses monitoring lingkungan tanaman dilakukan secara otomatis, akurat, dan dapat diakses secara real-time melalui internet.

Komponen dan teknologi yang digunakan:

• ESP32-WROOM-32
• Sensor DHT22
• Soil Moisture Sensor
• Sensor LDR (Light Dependent Resistor)
• Wi-Fi (IEEE 802.11 b/g/n)
• Arduino IDE (C++)
• Website Monitoring IoT

Block Diagram

Gambar: 1.8 Block Diagram

Schematic

Gambar: 1.9 Schematic

3D View PCB

Gambar: 1.10 3D View Tampak Atas

Gambar: 1.11 3D View Tampak Bawah

Wiring Diagram

Gambar: 1.12 Wiring Diagram

User Manual Guide

Menyiapkan PSU (Power Supply Unit)

Langkah pertama adalah menyiapkan Power Supply Unit (PSU) sebagai sumber daya utama sistem Smart Monitoring Green House. PSU mengubah tegangan AC 220 Volt menjadi DC 12 Volt, kemudian tegangan tersebut diturunkan menggunakan modul step-down XL4015 menjadi 5,5 Volt agar sesuai dengan kebutuhan ESP32 dan seluruh sensor. Sebelum sistem dinyalakan, pastikan semua koneksi kabel telah terpasang dengan benar untuk memastikan sistem bekerja secara aman dan stabil.

Gambar: 1.13 PSU 

Menghubungkan Sumber Tegangan

Hubungkan keluaran PSU ke modul step-down sesuai polaritas positif (+) dan negatif (-). Selanjutnya, keluaran 5,5 Volt dari modul step-down digunakan untuk menyuplai ESP32 dan seluruh sensor, kemudian pastikan seluruh sambungan telah terpasang dengan benar sebelum sistem dinyalakan.

Gambar: 1.14 Pemasangan Sumber Tegangan

Setelah seluruh sambungan terpasang dengan benar, hubungkan PSU ke sumber listrik AC 220 Volt untuk menyalakan sistem.

Menyalakan Sistem Monitoring

Setelah sistem mendapatkan sumber daya, indikator LED pada PSU, modul step-down, dan ESP32 akan menyala sebagai tanda bahwa seluruh rangkaian telah aktif dan siap digunakan. Kondisi ini menunjukkan bahwa suplai daya telah tersalurkan dengan baik ke setiap komponen pada sistem.

Selanjutnya, ESP32 akan menjalankan program monitoring dan secara otomatis terhubung ke jaringan Wi-Fi yang telah dikonfigurasi sebelumnya. Setelah koneksi berhasil, ESP32 mulai membaca data dari sensor DHT22, Soil Moisture, dan LDR, kemudian mengirimkannya ke website monitoring sehingga kondisi green house dapat dipantau secara real-time.

Gambar: 1.15 Perangkat Smart Monitoring Green House

USER MANUAL GUIDE WEBSITE

Membuka Website Monitoring

Setelah sistem berhasil terhubung ke jaringan Wi-Fi, buka browser pada smartphone, laptop, atau komputer yang terhubung ke internet.

Masukkan alamat website berikut pada kolom alamat browser: nanemtanem.my.id

Sistem tidak memerlukan proses login sehingga pengguna dapat langsung mengakses halaman monitoring setelah website berhasil dibuka.

Gambar: 1.16 Halaman Website Monitoring Green House

Pemantauan Data Sensor

Website monitoring digunakan untuk menampilkan data sensor yang dikirim oleh ESP32 ke server secara real-time. Informasi yang ditampilkan meliputi rata-rata suhu udara, kelembapan udara, kelembapan tanah, status intensitas cahaya, serta data dari masing-masing sensor yang terpasang pada sistem.

ESP32 mengirimkan data ke server secara berkala dengan interval 5 detik, sehingga informasi yang ditampilkan selalu diperbarui. Melalui website ini, pengguna dapat memantau kondisi green house dari mana saja menggunakan smartphone maupun komputer, sehingga proses pengawasan tanaman menjadi lebih mudah, cepat, dan efisien.

Gambar: 1.17 Tampilan Dashboard Monitoring Green House

Baca Juga: Project Inovasi Siswa TEI untuk menemukan karya bermanfaat lainnya