https://faperta.umsu.ac.id/wp-content/uploads/2023/04/2004.i121.064.isometric-smart-farm-flowchart-scaled.jpg
Indonesia adalah negara dengan jumlah penduduk terbesar keempat di dunia dengan total 279.390.258 jiwa pada 2024. Sementara dari data World Population Review, jumlah penduduk dunia saat ini mencapai 8,16 miliar jiwa dan akan bertambah setiap harinya. Peningkatan jumlah populasi ini akan menyebabkan permintaan pangan meningkat drastis, sementara jumlah tenaga kerja di sektor pertanian terus menyusut dan perubahan iklim yang signifikan mengancam produksi pangan. Akibatnya, ancaman krisis pangan menjadi perhatian serius di berbagai negara, termasuk Indonesia. Terlebih lagi, negara-negara produsen pangan dunia kini cenderung menjaga pasokan pangannya untuk kebutuhan domestik dan mengurangi ekspor guna memenuhi permintaan di dalam negeri.
Kondisi tersebut membuat berbagai negara berlomba-lomba untuk menghadapi krisis pangan, termasuk Indonesia. Pemerintah perlu memiliki perhatian yang lebih terhadap sektor pertanian karena pertanian merupakan aspek penting dalam mendukung keberlangsungan hidup suatu negara. Selain itu, pertanian juga merupakan aspek pendukung ketersediaan pangan di suatu negara. Strategi pemerintah mendorong ketahanan pangan serta kesejahteraan petani biasanya dengan memperluas lahan pertanian dan memperbanyak sumber daya manusia. Seiring dengan berlangsungnya era revolusi industri 5.0, pertanian saat ini tidak hanya dianggap sebagai kegiatan bercocok tanam semata, tetapi pertanian merupakan bagian dari sistem industri yang ditandai dengan transformasi bahan baku (raw materials) menjadi produk pertanian (agricultural products) yang menghasilkan nilai tambah dan nilai guna yang lebih.
Salah satu metode pertanian yang efisien agar usaha tani tetap produktif yaitu melakukan pertanian presisi. Pertanian presisi atau precision farming adalah sistem pertanian terpadu berbasis pada informasi dan produksi untuk meningkatkan efisiensi, produktivitas, dan profitabilitas produksi pertanian yang berkelanjutan. Konsep dasar dari pertanian presisi sendiri adalah memperhatikan input, proses, dan output pada sistem sehingga diperoleh keuntungan berupa hemat biaya, tenaga kerja, dan menghasilkan hasil panen yang lebih baik. Namun, praktik pertanian konvensional masih sering dilakukan karena petani biasanya mengambil data kelembapan tanah, kandungan nutrisi, indikator kesehatan tanaman, hasil panen, dan pola cuaca secara manual, yang menyebabkan proses pengumpulan data cenderung kurang akurat. Oleh karena itu, kehadiran pertanian presisi yang memanfaatkan teknologi menjadikan petani dapat memperoleh data secara cepat dan akurat untuk mendukung proses budidaya secara presisi. Salah satu pemanfaatan teknologi dalam proses pertanian presisi yaitu penggunaan Internet of Things (IoT). Internet of Things (IoT) adalah konsep di mana objek mampu mengirimkan data dengan sensor dan terhubung secara real-time ke internet untuk melakukan aktivitas kerja tanpa bantuan dari manusia, hanya membutuhkan interaksi dengan perangkat komputer. Dalam bidang pertanian, penerapan konsep IoT dapat disebut sebagai sistem pertanian cerdas (smart farming). Saat ini, salah satu penerapan sistem pertanian cerdas untuk memantau kondisi lingkungan di lahan pertanian di antaranya dengan pengukuran dan pemantauan kelembapan tanah, suhu tanah, kadar air pada tanah, dan intensitas cahaya.
Teknologi yang saat ini banyak digunakan untuk penerapan sistem pertanian cerdas adalah kombinasi antara NodeMCU ESP8266 dan Raspberry Pi. NodeMCU adalah sebuah board elektronik yang berbasis chip ESP8266 dengan kemampuan menjalankan fungsi mikrokontroler dan juga koneksi internet (WiFi). Board ini memiliki beberapa pin Input/Output (I/O) yang dapat digunakan untuk merancang aplikasi pemantauan dan pengendalian dalam proyek berbasis IoT. NodeMCU ESP8266 dapat diprogram menggunakan Arduino IDE, berkat kompatibilitasnya dengan kompiler Arduino. Bentuk fisiknya dilengkapi dengan port USB mini, memudahkan proses pemrograman. Sementara itu, Raspberry Pi adalah komputer mini seukuran kartu kredit yang dirancang untuk mudah diprogram dan digunakan, bahkan oleh mereka yang tidak memiliki latar belakang teknis. Raspberry Pi dilengkapi dengan sejumlah port, termasuk port HDMI, port USB, dan pin GPIO (General Purpose Input/Output), yang dapat digunakan pengguna untuk menghubungkannya dengan monitor, keyboard, mouse, dan berbagai sensor. Adanya komputasi yang cukup untuk multitasking sederhana dan kemampuan untuk terhubung ke internet, Raspberry Pi banyak digunakan sebagai gateway IoT, server kecil, atau komputer pendidikan yang ideal bagi pemula.
Berdasarkan penelitian, sistem ini dirancang terdiri dari dua bagian dasar, yaitu source node dan gateway. Source node terdiri dari board NodeMCU ESP8266, sensor DHT22 (untuk suhu dan kelembapan), sensor DS18B20 (suhu), sensor soil moisture (kadar air tanah), dan sensor BH1750 (intensitas cahaya). Sementara itu, gateway yang digunakan adalah Raspberry Pi. Selanjutnya, pengujian penelitian ini sudah dilakukan di dalam greenhouse. Setelah dilakukan proses penelitian serta pengujian, hasil akhir dari sistem pertanian cerdas ini adalah petani dapat melakukan pemantauan tanaman pertanian dengan menggunakan aplikasi MQTT dashboard seperti gambar 1, serta dapat memantau secara real-time melalui website yang ditunjukkan pada gambar 2.
Jurnal Resti, 2021
Gambar 1 menunjukkan antarmuka aplikasi pemantauan greenhouse menggunakan perangkat IoT (Internet of Things). Halaman sebelah kiri menampilkan informasi perangkat ESP1, termasuk nama perangkat, alamat IP, status sensor, dan waktu terakhir online. Halaman sebelah kanan menunjukkan data sensor lingkungan yang dikumpulkan oleh perangkat ESP1 di greenhouse A, seperti suhu, suhu tanah, kelembapan tanah, kadar air pada tanah dan intensitas cahaya. Informasi ini membantu pengguna memantau kondisi lingkungan secara real-time untuk mengelola greenhouse dengan lebih baik.
Jurnal Resti, 2021
Gambar 2. Dashboard Sistem pada Website