Pengembangan Teknologi Lampu LED Terintegrasi IoT Dengan Pemanfaatan Panel Surya Sebagai Upaya Meningkatkan Produktivitas Tanaman Kacang Hijau Cekaman

Anis Sofyan dan Sundahri

Program Studi Agronomi, Fakultas Pertanian, Universitas Jember

 Korespondensi: Sundahri.faperta@unej.ac.id

Pendahuluan

Tanaman kacang hijau merupakan salah satu tanaman legum-leguman yang banyak dibudidayakan di indonesia. Kacang hijau termasuk ke dalam tanaman yang membutuhkan pencahayaan penuh dalam proses pertumbuhannya. lingkungan menjadi salah satu faktor penting dalam proses budidaya kacang hijau salah satunya pencahayaan yang dapat membantu proses fotosintesis. Pencahayaan yang kurang dapat menurunkan laju fotosintesis dan menghambat pertumbuhan pada tanaman. Kurangnya pencahayaan biasanya dapat terjadi karena tanaman yang ternaungi oleh pohon-pohon besar atau bangunan yang tinggi, sehingga sinar matahari terhalang naungan tersebut.

Tantangan cekaman naungan yang seringkali menghambat pertumbuhan tanaman kacang hijau (Vigna radiata L.), para peneliti telah memperkenalkan inovasi revolusioner yang menggabungkan teknologi lampu LED terintegrasi Internet of Things (IoT) dengan pemanfaatan panel surya. Teknologi ini bukan hanya sekadar memberikan pencahayaan tambahan, tetapi juga memanfaatkan energi matahari secara optimal untuk meningkatkan produktivitas tanaman. Pertumbuhan populasi global yang terus meningkat telah menimbulkan kebutuhan akan produksi pangan yang lebih efisien dan berkelanjutan. Namun, tantangan cekaman naungan seringkali menjadi hambatan dalam mencapai tujuan tersebut, terutama bagi tanaman kacang hijau yang membutuhkan intensitas cahaya yang tinggi untuk pertumbuhan optimalnya.

Studi terbaru, para peneliti telah berhasil mengintegrasikan teknologi lampu LED yang dikendalikan melalui jaringan IoT dengan panel surya untuk menciptakan lingkungan pertumbuhan yang ideal bagi tanaman kacang hijau. Dengan demikian, tidak hanya intensitas cahaya yang terjamin tetapi juga efisiensi energi yang meningkat, menjadikan proses pertanian lebih ramah lingkungan. Cekaman naungan bukanlah masalah baru dalam pertanian. Namun, dengan kemajuan teknologi, kita sekarang memiliki solusi yang lebih cerdas dan efektif untuk mengatasi tantangan ini. Teknologi lampu LED terintegrasi IoT memungkinkan para petani untuk mengontrol intensitas cahaya, suhu, dan kelembaban tanaman secara presisi bahkan dari jarak jauh melalui aplikasi atau perangkat pintar lainnya. Sementara itu, pemanfaatan panel surya sebagai sumber energi dapat mengurangi ketergantungan pada listrik konvensional dan mengurangi jejak karbon pertanian.

Adanya penggabungkan keunggulan teknologi digital dan sumber energi terbarukan, pengembangan ini menjanjikan peningkatan signifikan dalam produktivitas tanaman kacang hijau. Artikel ini akan menjelaskan secara detail tentang bagaimana teknologi ini bekerja, potensi dampaknya dalam meningkatkan hasil pertanian, serta implikasi lebih luasnya dalam mendukung pertanian berkelanjutan di masa depan. Selain itu artikel ini juga menjelaskan secara singkat bahan dan alat apa saja yang diperlukan untuk membuat IoT ini sehingga informasi yang diberikan dapat bermanfaat bagi pembaca dan juga para peneliti.

Perancangan Hardware

Cara membuat alat ini dibutuhkan sebuah simulasi perancangan menggunakan Tinkercad yaitu sebuah platform digital yang dapat diakses secara gratis untuk membuat suatu perancangan intregrasi IoT. Pada perancangan alat yang pertama kali digunakan adalah PCB dimana fungsi PCB disini sebagai motherboard untuk menyambungkan segala macam komponen yang diperlukan seperti sensor dan CPU. Kemudia selanjutnya adalah Kit IoT atau CPU dari alat fungsinya adalah sebagai otak perangkat. Disini bisa menggunakan Arduino, Raspberry Pi. Lalu selanjutnya adalah komponen elektronik seperti resistor, transistor, kapasitor, dan kabel jumper. Kemudian untuk mengetahui suhu dari lingkungan tanaman kacang hijau maka diperlukans sebuah sensor suhu. Sensor suhu ini akan bekerja dengan menyesuaikan suhu yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman kacang hijau, jika terdapat suhu yang tidak diperlukan seperti terlalu panas atau lembab (dingin) maka akan ada aksi untuk mengatasi hal tersebut. Selain itu, diperlukan juga sensor cahaya, jadi selain suhu sensor cahaya juga diperlukan untuk proses produktivitas dari tanaman kacang hijau. Tanaman kacang hijau itu sendiri merupakan tanaman yang dapat tumbuh dengan proses penyerapan matahari yang cukup, jika cahaya matahari yang didapat kurang maka akan mengakibatkan gagal produksi.

Selanjutnya adalah LED dan Potensiometer yaitu sebuah komponen untuk memberikan pencahayaan terhadap tanaman kacang hijau, dan mengatur seberapa terang cahaya yang diperlukan. Terakhir adalah baterai dan panel surya yaitu supply power yang akan mengkonversi energi panas matahari menjadi listrik yang kemudian akan dikonversi kembali menjadi panas yang menghasilkan cahaya. Alat ini dalam beberapa kasus sangat cocok diintegrasikan pada farmhouse atau rumah tanaman dan pertumbuhan tanaman dibawah naungan pohon yang sangat besar karena kurangnya cahaya matahari yang masuk. Kemudian, dari alat dan bahan yang sudah dijelaskan selanjutnya adalah tahap perancangan. Dalam pengembangan teknologi lampu LED terintegrasi IoT dengan pemanfaatan panel surya untuk meningkatkan produktivitas tanaman kacang hijau, langkah pertama yang perlu dilakukan adalah melakukan persiapan dan perencanaan yang matang. Ini melibatkan riset yang komprehensif untuk memahami persyaratan teknis serta kebutuhan tanaman kacang hijau dalam hal intensitas cahaya, suhu, dan kelembaban. Setelah itu, sebuah konsep rinci harus dirancang, termasuk sketsa atau diagram yang menggambarkan bagaimana alat ini akan berfungsi secara keseluruhan.

Langkah kedua adalah pemilihan komponen yang sesuai dengan kebutuhan proyek. Ini termasuk pemilihan lampu LED dengan spektrum yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman, panel surya dengan kapasitas yang cukup untuk memberikan daya pada sistem, sensor IoT untuk memantau kondisi lingkungan, dan kontroler IoT yang kompatibel dengan semua komponen serta mampu terhubung ke internet. Setelah komponen dipilih, langkah berikutnya adalah melakukan perakitan hardware. Ini mencakup pemasangan lampu LED pada struktur yang dapat disesuaikan tinggi dan arahnya untuk memberikan cahaya yang merata pada tanaman, pemasangan panel surya di lokasi yang terpapar sinar matahari penuh, pemasangan sensor IoT di sekitar tanaman, dan koneksi elektronik antara semua komponen.

Perancangan Software

                                                                                                 

Setelah perakitan hardware selesai, langkah selanjutnya adalah pengembangan perangkat lunak yang diperlukan untuk mengontrol sistem dan mengumpulkan data sensor. Ini melibatkan pengkodean kontroler IoT serta pembuatan antarmuka pengguna (GUI) yang memungkinkan pengguna untuk memantau kondisi tanaman dan mengatur pengaturan sistem jika diperlukan. Setelah perangkat lunak selesai dikembangkan, alat tersebut harus menjalani pengujian dan optimalisasi untuk memastikan bahwa semua komponen berfungsi dengan baik dan dapat berkomunikasi dengan benar. Pengujian juga harus dilakukan di lapangan untuk mengevaluasi kinerja alat dalam kondisi nyata serta produktivitas tanaman kacang hijau menggunakan alat yang dikembangkan.

Pengembangan teknologi lampu LED terintegrasi IoT dengan pemanfaatan panel surya sebagai upaya untuk meningkatkan produktivitas tanaman kacang hijau (Vigna radiata L.) yang mengalami cekaman naungan menjanjikan dampak yang signifikan dalam meningkatkan hasil pertanian serta mendukung pertanian berkelanjutan di masa depan. Teknologi ini bekerja dengan cara mengoptimalkan lingkungan pertumbuhan tanaman melalui pengaturan intensitas cahaya, suhu, kelembaban, dan kebutuhan air tanah secara otomatis menggunakan sistem Internet of Things (IoT). Sensor-sensor yang ditempatkan di sekitar tanaman akan memantau kondisi lingkungan, seperti intensitas cahaya yang rendah akibat naungan, yang akan dikirimkan ke kontroler IoT. Teknologi ini membantu tanaman kacang hijau untuk tetap tumbuh dan berkembang dengan baik, bahkan di bawah kondisi naungan.

Dampak teknologi ini tidak hanya terbatas pada peningkatan hasil pertanian, tetapi juga memiliki implikasi yang lebih luas dalam mendukung pertanian berkelanjutan di masa depan. Penggunaan panel surya sebagai sumber daya energi mengurangi ketergantungan pada sumber daya energi konvensional yang berbasis fosil, serta mengurangi emisi gas rumah kaca. Selain itu, dengan pengaturan yang lebih baik terhadap lingkungan pertumbuhan tanaman, teknologi ini dapat membantu mengurangi pemborosan sumber daya alam seperti air dan energi listrik.

Saat ini, banyak tanaman kacang hijau tumbuh di hutan dengan kondisi tertutup oleh pohon-pohon besar, yang menghasilkan cekaman naungan yang menghambat pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Namun, dengan hadirnya teknologi lampu LED terintegrasi IoT dengan pemanfaatan panel surya, diharapkan dapat membantu mengatasi tantangan ini. Pengembangan selanjutnya bisa mencakup pemanfaatan sumber daya alam lainnya seperti air untuk menghasilkan listrik, memperluas aplikasi teknologi ini dan meningkatkan keberlanjutan sistem pertanian secara keseluruhan.

Teknologi ini dapat memberikan kontribusi signifikan terhadap ketahanan pangan global dengan meningkatkan produktivitas pertanian secara efisien. Hal ini sangat penting mengingat tantangan yang dihadapi oleh pertanian, seperti perubahan iklim dan pertumbuhan populasi yang terus meningkat. Dengan memperkenalkan teknologi yang inovatif dan berkelanjutan seperti ini, kita dapat membangun fondasi yang kuat untuk pertanian yang berkelanjutan dan ramah lingkungan di masa depan, yang tidak hanya memenuhi kebutuhan pangan saat ini, tetapi juga melindungi sumber daya alam untuk generasi mendatang.

Kesimpulan

Penerapan teknologi Lampu LED dengan memanfaatkan panel surya sebagai sumber energi yang ramah lingkungan tentunya dapat mengatasi permasalahan cekaman naungan pada lahan pertanian khususnya pada tanaman kacang hijau. Inovasi teknologi tersebut tersusun dari berbagai perangkat baik software dan hardware yang dirancang untuk mengidentifikasi kondisi lingkungan yang ada pada lahan budidaya yang berupa suhu, cahaya, dan kelembapan. terdapat beberapa sensor yang dipasang untuk mengetahui kondisi lingkungan tersebut yang terintegrasi secara IoT, sehingga dapat memudahkan dalam proses pengontrolan bagi petani. adanya inovasi ini mampu menunjang pencahayaan dalam proses fotosintesis bagi tanaman, sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman kacang hijau.

Daftar Pustaka

Fitriyanah, D. N., Raditya, M., Aisyah, P. Y., Radhy, A., Iswahyudi, A. P., & Asrifatin, S. A. (2024). Pembuatan Teknologi Tepat Guna Lampu Tenaga Surya di Dusun Badu, Desa Wanar, Kecamatan Pucuk, Lamongan. Sewagati, 8(2), 1295--1302. https://doi.org/10.12962/j26139960.v8i2.802

Jurnal, E. L., & Sains, P.-I. (2023). Sistem Monitoring Pertanian Hidroponik Tenaga Surya Berbasis Arduino dan IoT. 5(1), 2527--6336.

Michael Lauw, C., & Hadi, S. (2022). Smart Garden Terintegrasi Panel Surya Pada Tanaman Hias Sirih Gading Berbasis Internet of Things. Prosiding Seminar Nasional Riset Dan Information Science (SENARIS), 4, 99--108.

Sistem Informasi STMIK LIKMI, P., Jl, B., Juanda No, I. H., Coblong, K., Bandung, K., & Barat, J. (2022). Penerapan Teknologi Panel Surya untuk Penerangan dalam Mendukung Green Environment dalam Implementasi Ekonomi Sirkular Kristanto *. Growth Dan Manajemen Lingkungan, 12(1). https://doi.org/10.21009/jgg.121.02

Yuwono, A. H., Faradisa, I. S., Cahyo, R., & Putra, M. (2024). Smart Farming Dengan Pembangkit Hybrid Berbasis Iot Sebagai Kontrol Dan Monitoring Di Area Pertanian. In Jurnal Mahasiswa Teknik Informatika (Vol. 8, Issue 1).