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.Â
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.
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.
  Gambar 2. Dashboard Sistem pada Website
Gambar 2 menampilkan antarmuka dari sistem pemantauan greenhouse yang berisi data tentang kondisi lingkungan berbasis website. Tampilan bagian kiri terdapat grafik yang menunjukkan hubungan antara suhu dan kelembapan udara, sedangkan grafik di tengah menunjukkan hubungan antara suhu tanah dan kelembapan tanah. Nilai suhu, kelembapan udara, suhu tanah, dan kelembapan tanah juga ditampilkan secara numerik di bawah grafik. Tampilan bagian kanan menampilkan intensitas cahaya dalam satuan lux. Antarmuka ini memberikan informasi real-time untuk memantau kondisi dalam greenhouse secara efektif.
Meskipun sistem ini memberikan berbagai keuntungan, ada beberapa tantangan dalam implementasinya. Salah satunya adalah biaya awal yang masih tergolong tinggi bagi sebagian petani, terutama di daerah pedesaan. Selain itu, ketersediaan jaringan internet yang stabil menjadi prasyarat agar data dapat terkirim dan dipantau secara real-time. Oleh karena itu, diperlukan sosialisasi dan dukungan dari pemerintah atau lembaga terkait untuk membantu dalam pengadaan alat dan akses jaringan bagi petani.
Secara keseluruhan, penelitian dengan menerapkan sistem pertanian cerdas ini memberikan berbagai keuntungan bagi sektor pertanian dan tanaman pangan di Indonesia, di antaranya petani dapat mengawasi kondisi suhu, kelembapan, kadar air tanah, dan intensitas cahaya secara real-time, yang memastikan lingkungan ideal bagi tanaman dan meningkatkan potensi hasil panen. Selain itu, data yang diperoleh dapat membuat penggunaan air dan nutrisi lebih efisien sehingga pasokan diberikan sesuai kebutuhan tanaman tanpa pemborosan, yang sangat penting terutama di musim kemarau atau wilayah dengan keterbatasan air. Di samping itu, akses ke informasi lingkungan terkini dapat membuat petani segera mengambil tindakan pencegahan jika terdapat perubahan yang berpotensi membahayakan, seperti kekeringan atau kelembapan berlebih yang bisa memicu penyakit pada tanaman. Hadirnya sistem pemantauan berbasis IoT menggunakan NodeMCU ESP8266 dan Raspberry Pi menjadikan sektor pertanian di Indonesia dapat bergerak ke arah yang lebih modern, produktif, dan efisien. Pemanfaatan teknologi ini bukan hanya meningkatkan produktivitas lahan pertanian, tetapi juga mendukung pertanian yang lebih berkelanjutan dengan penggunaan sumber daya yang optimal. Jika diadopsi lebih luas, sistem ini bisa menjadi solusi yang berdampak signifikan dalam mendukung ketahanan pangan nasional, terutama dalam menghadapi tantangan perubahan iklim dan kebutuhan pangan yang terus meningkat. Penerapan teknologi IoT dalam pemantauan lahan pertanian membawa perubahan besar dalam cara kita melihat pertanian, dan harapannya pertanian di Indonesia bisa lebih maju dan mampu bersaing di pasar global, sekaligus memberikan manfaat yang berkelanjutan bagi lingkungan dan masyarakat.
DAFTAR BACAANÂ
Ambarwari, A., Widyawati, D. K., & Wahyudi, A. (2021). Sistem Pemantau Kondisi Lingkungan Pertanian Tanaman Pangan dengan NodeMCU ESP8266 dan Raspberry Pi berbasis IoT. Jurnal Resti, 5(3), 496-503. Diakses pada tanggal 27 Oktober 2024, pukul 12.15 WIB.
Panggabean, R., Chalidah, S. N., Karina, G., & Haniy, S. U. (2024). Membangun Ketahanan Pangan Indonesia 2030. Diakses pada tanggal 27 Oktober 2024, pukul 12.26 WIB dari https://wri-indonesia.org/id/wawasan/membangun-ketahanan-pangan-indonesia-2030 .
Info Teknologi. (2024). Pertanian Presisi Solusi Bertani Masa Kini. Diakses pada tanggal 27 Oktober 2024, pukul 14. 47 Â WIB dari https://pustaka.setjen.pertanian.go.id/info-literasi/info-teknologi-pertanian-presisi-solusi-bertani-masa-kini .
Admin. (2020). Peranan Generasi Milenial terhadap Industri Pertanian Masa Depan. Diakses pada tanggal 27 Oktober 2024, pukul 14. 47 Â WIB dari https://febi.umkendari.ac.id/home/berita/220/peranan-generasi-milenial-terhadap-industri-pertanian-masa-depan .
Dewi, N. H. L., Rohmah, M.F., & Zahara, S. (2024). Prototype Smart Home dengan modul NodeMCU ESP8266 Berbasis Internet of Things (IoT). Jurnal Nurul Hidayati Lusita Dewi, 5(14). Diakses pada tanggal 28 Oktober 2024, pukul 07.24 WIB.
Fadhlurrahman, I. (2024). Daftar Negara dengan Populasi Terbanyak di Dunia September 2024: Databoks. Diakses pada tanggal 28 Oktober 2024, pukul 19.40 WIB dari https://databoks.katadata.co.id/demografi/statistik/c55d4e9e4d1f749/daftar-negara-dengan-populasi-terbanyak-di-dunia-september-2024#:~:text=Jumlah%20penduduk%20di%20dunia%20selalu,dibandingkan%20dengan%20populasi%20tahun%202023.
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
