DEVELOPMENT OF AN ARTIFICIAL INTELLIGENCE BASED VERTICAL HYDROPONIC CULTIVATION SYSTEM
Abstract:
Abstract: The advancement of smart agriculture has become a promising solution to increase food productivity and land use efficiency in urban environments. This research aims to develop an Artificial Intelligence (AI)-based…
sed vertical hydroponic farming system integrated with LED grow light technology and catfish aquaponics. The proposed system combines vertical hydroponics and aquaponics to optimize plant growth and water utilization. Internet of Things technology enables real-time environmental monitoring through an Arduino Uno microcontroller integrated with LDR, soil moisture, pH, and NPK sensors. The obtained sensor data is processed using the Mamdani Fuzzy Logic algorithm, which performs fuzzification, rule inference, aggregation, and defuzzification to generate adaptive control decisions for irrigation, nutrient circulation, and LED grow light intensity. This research uses the Research and Development (R&D) method through prototype development and performance evaluation for 30 days using spinach (Amaranthus spp.) and mustard greens (Brassica juncea) as test plants. Experimental results showed that the developed system successfully maintained stable environmental conditions, with soil moisture ranging between 69–72%, a pH value between 6.4 and 6.6, and optimal nutrient availability. Plant growth increased significantly. The integration of IoT, AI and aquaponics improves cultivation efficiency, enabling environmental control as a smart and sustainable solution for urban agriculture.
Keywords: artificial intelligence; aquaponic; hydroponic; LED grow light; vertical farming
Abstract: Kemajuan pertanian cerdas telah menjadi solusi yang menjanjikan untuk meningkatkan produktivitas pangan dan efisiensi penggunaan lahan di lingkungan perkotaan. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem pertanian hidroponik vertikal berbasis Kecerdasan Buatan (AI) yang terintegrasi dengan teknologi lampu tumbuh LED dan aquaponik ikan lele. Sistem yang diusulkan menggabungkan hidroponik vertikal dan aquaponik untuk mengoptimalkan pertumbuhan tanaman dan pemanfaatan air. Teknologi Internet of Things memungkinkan pemantauan lingkungan secara real-time melalui mikrokontroler arduino uno yang terintegrasi dengan sensor LDR, kelembaban tanah, pH, dan NPK. Data sensor yang diperoleh diproses menggunakan algoritma Logika Fuzzy Mamdani, yang melakukan fuzzifikasi, inferensi aturan, agregasi, dan defuzzifikasi untuk menghasilkan keputusan kontrol adaptif untuk irigasi, sirkulasi nutrisi, dan intensitas lampu tumbuh LED. Penelitian ini menggunakan metode Pengembangan (R&D) melalui pengembangan prototipe dan evaluasi kinerja selama 30 hari menggunakan bayam (Amaranthus spp.) dan sawi hijau (Brassica juncea) sebagai tanaman uji. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa sistem yang dikembangkan berhasil mempertahankan kondisi lingkungan yang stabil, dengan kelembaban tanah berkisar antara 69–72%, nilai pH antara 6,4 dan 6,6, dan ketersediaan nutrisi yang optimal. Pertumbuhan tanaman meningkat secara signifikan. Integrasi IoT, AI dan aquaponik meningkatkan efisiensi budidaya, untuk pengendalian lingkungan sebagai solusi cerdas dan berkelanjutan untuk pertanian perkotaan.
Keywords: aquaponik; kecerdasan buatan; hidroponik; lampu tumbuh LED; pertanian vertikal