Smart greenhouse dengan metode fuzzy mamdani berbasis internet of things

ABSTRAK:

Sektor pertanian rentan sekali akan terjadinya kegagalan panen yang disebabkan oleh perubahan iklim. Teknologi greenhouse menjadi solusi alternatif dalam mengendalikan kondisi lingkungan pada tanaman. Dalam pemeliharaan greenhouse terdapat beberapa hal yang biasa dilakukan pengecekan secara manual diantaranya suhu, penyiraman, intensitas cahaya, kelembapan udara dan tanah, dan kadar pH tanah yang menjadi faktor pendukung bagi pertumbuhan tanaman. Adanya sistem pertanian dengan lingkungan yang terkontrol dapat meningkatkan kualitas maupun kuantitas. Solusi sistem monitoring dan kontrol otomatis dengan basis Internet of Things dapat memudahkan pekerjaan petani dengan menggunakan aplikasi android untuk mengontrol pertanian. Perhitungan metode fuzzy mamdani digunakan untuk menentukan kebutuhan pengairan dan pengkabutan tanaman greenhouse. Parameter yang digunakan untuk masukan yaitu suhu dan kelembaban udara dan kelembapan tanah. Pemilihan metode fuzzy mamdani dikarenakan jenis fuzzy ini memiliki struktur yang sederhana dan memiliki tingkat akurasi yang lebih baik. Dari hasil penelitian yang dilakukan, sistem berhasil berjalan dengan baik sesuai dengan rancangan penelitian dan memenuhi tujuan dari pembangunan smart greenhouse. Sistem monitoring dan kontrol otomatis dilakukan melalui aplikasi android. Hasil pembacaan sensor pada penelitian diuji untuk mengetahui kinerja dari sensor dengan mencari nilai rata-rata error. Terdapat 4 parameter yang digunakan dalam penelitian yaitu suhu didapatkan error sebesar 1,47%, kelembapan udara didapatkan error 6,1%, kelembapan tanah didapatkan error sebesar 2,8%, dan sensor ketinggian air didapatkan error 0,9%. Hasil pengujian dari perhitungan metode fuzzy mamdani didapatkan hasil persentasi keberhasilan yaitu 99,95% dan pada fuzzy sugeno yaitu 67,98% sedangkan pada otomatisasi aktuator yaitu 93,21%.

ABSTRACT:

The agricultural sector is very vulnerable to crop failure caused by climate change. Greenhouse technology is an alternative solution in controlling environmental conditions in plants. In greenhouse maintenance there are several things that are usually checked manually including temperature, watering, light intensity, air and soil humidity, and soil pH levels which are supporting factors for plant growth. The existence of an agricultural system with a controlled environment can improve both quality and quantity. An automated monitoring and control system solution based on the Internet of Things can facilitate the work of farmers by using an Android application to control agriculture. The calculation of the fuzzy mamdani method was used to determine the irrigation needs and misting of greenhouse plants. The parameters used for input were temperature and humidity of the air and soil moisture. The selection of the fuzzy mamdani method is because this type of fuzzy has a simple structure and has a better level of accuracy. From the results of the research conducted, the system was successful in running well in accordance with the research design and fulfilled the objectives of the smart greenhouse development. The automatic monitoring and control system was carried out through the Android application. The results of sensor readings in the study were tested to determine the performance of the sensor by finding the average error value. There were 4 parameters used in the study, namely temperature with an error of 1,47%, air humidity with an error of 6,1%, soil moisture with an error of 2,8%, and a water level sensor with an error of 0,9%. The test results from the calculation of the fuzzy mamdani method yielded the percentage of success that was 99,95%, and the fuzzy sugeno was 67,98%, while the actuator automation was 93,21%.

الملخص:

كان القطاع الزراعي شديد التأثر بفشل الحصاد بسبب تغير المناخ. و يكون تكنولوجيا الدفيئة الزراعية حلا بديلا فى التسلط على الأحوال البيئية للنباتات. و فى صيانة هذه الدفيئة الزراعية هناك الفحوصات اليدوية العديدة التى تراعي عادة مثل فحص درجة الحرارة و الري و فحص كثافة الضوء و الرطوبة و الهواء و التربة و مستويات الأس الهيدروجيني للتربة التى تعد عواملا داعمة لنمو النباتات. و بوجود النظام الزراعي بالبيئة الخاضعة للسيطرة سيؤدي إلى تحسين جودته و كميته. فحل النظام المراقبة و التحكم الأوتوماتيكي القائم على إنترنيت الاشياء سيسهلان عمل الفلاحين بإستخدام برنامج الذكري المظهر للسيطرة على الزراعة. و يُستخدم حساب طريقة الضبابي الممداني لتحديد اإحتياجات النباتات للري و لإعطاء الضباب فى الدفيئة الزراعية. فأما المعامل المستخدمة للإدخال هي درجة الحرارة و رطوبة الهواء و رطوبة التربة. ثم قد أختيرت طريقة الضبابي الممداني لأن لها هيكل بسيط و لها أحسن مستوى الدقة من الأخرى. و من البحث الذي تم إجراءه, نجح النظام فى العمل بشكل جيد وفقا لتصميم البحث وحقق الأهداف من بناء الدفيئة الزراعية الذكية. و يقام حل النظام المراقبة و التحكم الأوتوماتيكي بإستخدام برنامج الذكري المظهر. و تختبر نتائج قراءة المستشعر فى البحث لمعرفة أداء المستشعر من خلال إيجاد القيمة المتوسطة للخطأ. فهناك أربعة المتغايرات المستخدمة فى البحث ألا و هي الخطأ فى درجة الحرارة بنسبة ٤۷,۱ % و خطأ رطوبة الهواء بنسبة ۱,٦% و خطأ رطوبة التربة بنسبة ۲,۸% و خطأ مستشعر إستواء المياه بنسبة ۰,۹%. فمن هنا نجد أن نتيجة الإختباربحساب الضبابي الممداني تصل نسبة نجاحها إلى ۹۹,۹٥ % بينما الضبابي السوغينو تصل إلى ٦۷,۹۸% و أتمتة المحرك تصل إلى ۹۳,۲۱%.