SISTEM KENDALI PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK SELADA BERBASIS FINITE STATE MACHINE (FSM)

Abstract

Abstrak

Pengelolaan parameter lingkungan merupakan tantangan utama dalam budidaya selada (Lactuca sativa L.) pada sistem hidroponik rakit apung. Penelitian ini mengembangkan sistem kendali otomatis berbasis Finite State Machine (FSM) untuk menjaga stabilitas media tanam secara deterministik. Sistem ini mengintegrasikan mikrokontroler ESP32 dengan sensor ultrasonik, TDS, dan suhu untuk memantau ambang batas operasional yang ditetapkan, yaitu konsentrasi jarak air 3 cm , nutrisi 560-840 ppm dan suhu larutan 26°C. Fokus utama penelitian ini adalah penyelesaian konflik instruksi atau multi-objective melalui perancangan transisi state yang terstruktur, guna memastikan efektivitas sistem saat menghadapi penyimpangan parameter secara bersamaan. Metodologi pengujian melibatkan verifikasi logika menggunakan JFLAP dan pengujian real-time terhadap berbagai skenario. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem memiliki akurasi sensor yang tinggi  dengan persentase kesalahan masing-masing sebesar 2.06% untuk sensor ultrasonik, 0.55% untuk sensor TDS, dan 0,247% untuk sensor suhu. Validasi akhir terhadap seluruh skenario perencanaan memiliki efektivitas sebesar 100%, di mana seluruh transisi state dieksekusi secara tepat sesuai dengan rancangan logika tanpa adanya ketidakpastian atau kegagalan sistem. Implementasi metode FSM ini terbukti andal dalam meningkatkan efisiensi pemeliharaan hidroponik melalui pengawasan parameter yang akurat dan responsif.

Abstract

Environmental parameter management is a major challenge in lettuce (Lactuca sativa L.) cultivation in floating raft hydroponic systems. This study developed an automatic control system based on Finite State Machine (FSM) to maintain the stability of the growing medium deterministically. This system integrates an ESP32 microcontroller with ultrasonic, TDS, and temperature sensors to monitor the set operational thresholds, namely a water distance concentration of 3 cm, nutrients of 560-840 ppm, and a solution temperature of 26°C. The main focus of this research is to resolve instruction conflicts or multi-objectives through structured state transition design to ensure the system's effectiveness when facing simultaneous parameter deviations. The testing methodology involves logic verification using JFLAP and real-time testing of various scenarios. The results show that the system has high sensor accuracy with an error percentage of 2.06% for the ultrasonic sensor, 0.55% for the TDS sensor, and 0.247% for the temperature sensor. Final validation of all planning scenarios showed 100% effectiveness, where all state transitions were executed precisely according to the logic design without any uncertainty or system failure. The implementation of this FSM method has proven to be reliable in improving the efficiency of hydroponic maintenance through accurate and responsive parameter monitoring.