Penerapan Kit IoT pada Pertanian

(1)

Program Studi Teknik Pertanian Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian

Universitas Hasanuddin Laporan Praktikum Sistem Kontrol Otomatik

PENERAPAN KIT INTERNET OF THINGS (IOT)

Novita Sari Ismail¹⁾ dan Irman²⁾

1) Praktikan Praktikum Sistem Kontrol Otomatik Program Studi Teknik Pertanian Universitas Hasanuddin

2) Asisten Praktikum Sistem Kontrol Otomatik Program Studi Teknik Pertanian Universitas Hasanuddin

ABSTRAK

Penerapan IoT pada sektor pertanian menjadi gagasan baru yang harus dikembangkan dan sangat tepat untuk direalisasikan pada sektor pertanian. Karena IoT mampu menjawab semua permasalahan yang dimiliki oleh petani. Adanya IoT dapat mengubah kegiatan pertanian tanpa harus berada pada suatu lokasi tempat instalasi perangkat.

Kata Kunci:

PENDAHULUAN Latar Belakang

Penerapan teknologi IoT di bidang pertanian telah banyak dilakukan oleh para peneliti pendahulu. Pemanfaatan teknologi IoT di bidang pertanian akan mempercepat perkembangan modernisasi pertanian, mengintegrasikan pertanian cerdas dan menyelesaikan masalah terkait pertanian secara efisien. Hal ini memungkinkan pengumpulan data lingkungan yang dibutuhkan oleh petani, tanpa petani harus selalu berada di lokasi pertanian. Data ini kemudian digunakan untuk mengambil tindakan yang diperlukan bagi petani untuk mendapatkan hasil pertanian yang optimal. Salah satu elemen kunci pertanian cerdas adalah sistem informasi manajemen pertanian yang mendukung otomatisasi akuisisi dan pemrosesan data, pemantauan, perencanaan, pengambilan keputusan, pendokumentasian dan pengelolaan operasi pertanian.

Pertanian berbasis Internet of Things (IoT) belakangan ini cenderung meningkat dan bahkan ke depannya akan semakin marak. Penerapan IoT pada sektor pertanian menjadi gagasan baru yang harus dikembangkan dan sangat tepat untuk direalisasikan pada sektor pertanian. Karena IoT mampu menjawab semua permasalahan yang dimiliki oleh petani.

Internet of Things memungkinkan semua benda dapat berkomunikasi satu sama lain melalui internet. Adanya IoT dapat mengubah kegiatan pertanian khususnya sistem irigasi pada tanaman, tanpa harus berada pada suatu lokasi tempat instalasi perangkat.

Sensor-sensor yang dimiliki IoT dalam sektor pertanian mampu mendeteksi tingkat kesuburan tanah, pengendalian penyakit maupun hama. Kemudian, teknologi wireless yang terdapat pada IoT mampu mendeteksi cuaca dan iklim. Selain itu, teknologi IoT mampu melakukan penjadwalan otomatisasi dari penyiraman, penyemprotan pestisida dan kegiatan pemupukan.

Perangkat IoT yang biasanya digunakan adalah menggunakan NodeMCU ESP8266. NodeMCU adalah sebuah board elektronik yang berbasis chip ESP8266 dengan kemampuan menjalankan fungsi microcontroller dan juga koneksi internet (Wi- Fi). Terdapat beberapa pin I/O sehingga dapat dikembangkan menjadi sebuah aplikasi monitoring maupun controlling pada proyek IoT. Konsep IoT yang diterapkan mampu menghasilkan sistem monitoring yang efektif dan efisien karena tidak terkendala dengan jarak sehingga pemilik tanaman dapat melakukan monitoring terhadap penyiraman

(2)

tanaman. Dengan berbagai kekuatan yang ada pada IoT menjadi potensi dan solusi yang sangat besar untuk mendukung dan membantu petani di Indonesia.

Tujuan dan Kegunaan Praktikum

TINJAUAN PUSTAKA Internet of Things (IoT)

Internet Of Things (IoT) adalah jaringan perangkat fisik, kendaraan, peralatan rumah tangga dan barang-barang lainnya yang dibenamkan dengan elektronik, perangkat lunak, sensor, aktuator dan konektivitas yang memungkinkan hal-hal ini untuk menghubungkan, mengumpulkan dan bertukar data. IoT melibatkan perluasan konektivitas internet di luar perangkat standar, seperti desktop, laptop, smartphone dan tablet ke berbagai perangkat fisik atau benda sehari-hari yang secara tradisional atau tanpa menggunakan internet. Tertanam dengan teknologi, perangkat ini dapat berkomunikasi dan berinteraksi melalui internet, dan mereka dapat dimonitor dan dikendalikan dari jarak jauh (Hassan, 2019).

IoT merupakan sebuah penggabungan kata dari internet dan things arti sebuah kata dari internet adalah sebuah jaringan komputer yang menggunakan jaringan protokol dan arti kata things dapat diartikan sebagai objek fisik. Objek-objek tersebut misal sensor data yang terbaca oleh sensor dapat dikirim melalui internet. Dari data pembacaan sensor yang sudah dikirim melalui internet maka memerlukan sebuah penyajian yang dapat dimengerti oleh pengguna agar dapat mempermudah modul pertukaran informasi antara bahasa analog sensor dengan bahasa digital server atau aplikasi yang dapat dipahami oleh pengguna dari aplikasi (Kumar et al., 2019)/.

Gambar 1. Internet of Thing (IoT) (Sumber : Hassan, 2019).

Penerapan Internet of Thing (IoT) pada pertanian dapat berupa teknologi sensor untuk penggunaan air, sensor untuk mendeteksi serangan hama dan juga sensor yang mengetahui emisi lingkungan. Dengan penerapan tersebut hasil pertanian dapat meningkat dengan pesat dan akurat. Selain itu, IoT dapat mempermudah pengawasan lahan produksi melalui smartphone (Lombardi et al., 2021).

Penggunaan IoT bisa mewujudkan pertanian presisi (precision farming) dan irigasi pintar. Artinya, melalui penggunaan dari sensor yang diterapkan di lahan pertanian dapat memungkinkan petani agar mendapatkan informasi akurat mengenai detail topografi, tingkat kesuburan, tingkat keasaman hingga suhu tanah, bahkan dapat mengukur cuaca serta memprediksi pola cuaca (Villamil et al., 2020).

NodeMCU ESP8266

NodeMCU adalah sebuah board elektronik yang berbasis chip ESP8266 dengan kemampuan menjalankan fungsi mikrokontroler dan juga koneksi internet (WiFi).

Terdapat beberapa pin I/O sehingga dapat dikembangkan menjadi sebuah aplikasi monitoring maupun kontroling pada proyek IOT. NodeMCU ESP8266 dapat diprogram

(3)

dengan compiler-nya Arduino, menggunakan Arduino IDE. Bentuk fisik dari NodeMCU ESP 8266, terdapat port USB (mini USB) sehingga akan memudahkan dalam pemrogramannya (Nurul, 2019).

NodeMCU ESP8266 merupakan modul turunan pengembangan dari modul platform IoT (Internet of Things) keluarga ESP8266 tipe ESP-12. Secara fungsi modul ini hampir menyerupai dengan platform modul arduino, tetapi yang membedakan yaitu dikhususkan untuk “Connected to Internet” (Pangestu et al., 2019).

Gambar 2. NodeMCU ESP 8266.

(Sumber : Pangestu et al., 2019).

ThingSpeak

ThingSpeak merupakan sebuah layanan internet yang menyediakan layanan untuk pengaplikasian IoT. ThingSpeak merupakan layanan yang berisi aplikasi dan API yang bersifat open source untuk menyimpan dan mengambil data dari berbagai perangkat yang menggunakan HTTP (Hypertext Transfer Protocol) melalui internet atau melalui LAN (Local Area Network). Dengan menggunakan ThingSpeak, seseorang dapat membuat aplikasi logging sensor, aplikasi pelacakan lokasi dan jaringan sosial dari segala sesuatu yang terhubung ke internet dengan pembaruan status (Artiyasa et al., 2020).

ThingSpeak adalah platform berbasis cloud untuk pengumpulan, analisis dan visualisasi data Internet of Things (IoT). Platform ini memungkinkan pengguna untuk mengirim, menyimpan dan mengambil data dari sensor dan perangkat IoT lainnya serta membuat visualisasi, peringatan dan layanan penyimpanan data berbasis cloud, aliran data yang andal dan dukungan RESTful API. Thingspeak memungkinkan untuk mengumpulkan data dari lokasi terpencil seperti stasiun cuaca atau rumah pintar, menganalisis informasi yang dikumpulkan dengan grafik waktu nyata, menampilkan peringatan waktu nyata jika terjadi anomali, bahkan memprediksi tren masa depan berdasarkan data historis menggunakan sebuah algoritma (Miry & Aramice, 2020).

Sensor DHT11

Sensor suhu dan kelembapan DHT11 merupakan sensor untuk mensensing objek suhu dan kelembapan pada 1 module yang dimana memiliki output sinyal digital yang sudah terkalibrasi. Module sensor ini tergolong kedalam elemen resestif seperti perangkat pengukur suhu seperti contohnya yaitu NTC. Keunggulan dari sensor DHT11 dibandingkan dengan sensor yang lainnya antara lain memiliki kualitas pembacaan data sensing yang sangat baik, responsif (cepat dalam pembacaan kondisi dari ruangan) serta tidak mudah terinterverensi (Novelan & Amin, 2020).

DHT11 adalah salah satu sensor yang dapat mengukur dua parameter lingkungan sekaligus, yakni suhu dan kelembaban udara (humidity). Dalam sensor ini terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format

(4)

single-wire

bi-directional (kabel tunggal dua arah) (Sanjaya et al., 2021).

Gambar 3. Sensor DHT11.

(Sumber : Sanjaya et al., 2021).

Kabel Jumper

Kabel jumper adalah jenis kabel pendek yang biasanya digunakan dalam rangkaian elektronik atau prototyping untuk menghubungkan komponen atau modul secara sementara. Kabel jumper umumnya terdiri dari dua ujung yang dilengkapi dengan konektor, seperti pin header, jumper wire, atau banana plug, yang memudahkan dalam menghubungkan komponen elektronik (Agung et al., 2020).

Gambar 3. Kabel Jumper.

(Sumber : Agung et al., 2020).

METODOLOGI PRAKTIKUM HASIL DAN PEMBAHASAN Pembahasan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, diketahui bahwa sistem kendali PID adalah kontrol otomatis yang beroperasi berdasarkan perbandingan antara nilai setpoint (nilai yang diinginkan) dan umpan balik (nilai aktual). Kontroler PID bertujuan untuk mempertahankan variabel proses pada setpoint yang diinginkan dengan mengoreksi perubahan yang terjadi. Kontroler PID menghasilkan sinyal kontrol untuk mengatur sistem agar mencapai nilai setpoint dengan cepat dan tepat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Agustian et al., (2022), bahwa Kontroler Proportional Integral Derivative (PID) adalah salah satu jenis dari pengendalian sistem, kontrol ini menggabungkan beberapa elemen yaitu elemen proportional, elemen integral dan elemen derivatif

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, diketahui bahwa tunning merupakan penentuan parameter kontroler PID agar sistem yang telah dibuat memenuhi kriteria yang diinginkan. Tunning PID juga sebagai cara manual dengan memanfaatkan prinsip kerja loop tertutup guna memaksimalkan fungsi kontroller pada parameter PID dan penalaan sisyyem. Hasil dari proses tunning PID ditunjukkan dalam bentuk diagram.

Hal ini sesuai pernyataan Somefun et al., (2021), bahwa tunning kendali pada PID

(5)

bertujuan untuk menentukan parameter atau nilai dari kendali proporsional, integratif dan derivatif.

KESIMPULAN

(6)

DAFTAR PUSTAKA

Agung, P., Iftikhor, A. Z., Damayanti, D., Bakri, M., & Alfarizi, M. (2020). Sistem Rumah Cerdas Berbasis Internet of Things dengan Mikrokontroler Nodemcu dan Aplikasi Telegram. Jurnal Teknik Dan Sistem Komputer, 1(1), 8-14.

Artiyasa, M., Kusumah, I. H., Suryana, A., Sidik, A. D. W. M., & Junfithrana, A. P.

(2020). Comparative Study of Internet of Things (IoT) Platform for Smart Home Lighting Control Using NodeMCU with Thingspeak and Blynk Web Applications. FIDELITY: Jurnal Teknik Elektro, 2(1), 1-6.

Hassan, W. H. (2019). Current research on Internet of Things (IoT) security: A survey. Computer networks, 1(8), 283-294.

Kumar, S., Tiwari, P., & Zymbler, M. (2019). Internet of Things is a revolutionary approach for future technology enhancement: a review. Journal of Big data, 6(1), 1-21.

Lombardi, M., Pascale, F., & Santaniello, D. (2021). Internet of things: A general overview between architectures, protocols and applications. Information, 12(2), 87-96.

Miry, A. H., & Aramice, G. A. (2020). Water monitoring and analytic based ThingSpeak. International Journal of Electrical and Computer Engineering, 10(4), 3588-3596.

Nurul, H. L. D. (2019). Prototype smart home dengan modul nodemcu esp8266 berbasis internet of things (iot) (Doctoral dissertation, Universitas Islam Majapahit Mojokerto).

Novelan, M. S., & Amin, M. (2020). Monitoring system for temperature and humidity measurements with DHT11 sensor using nodeMCU. International Journal of Innovative Science and Research Technology, 5(10), 123-128.

Pangestu, A. D., Ardianto, F., & Alfaresi, B. (2019). Sistem Monitoring Beban Listrik Berbasis Arduino Nodemcu Esp8266. Jurnal Ampere, 4(1), 187-197.

Sanjaya, H., Triyanto, J., Andri, R., Yani, F., Sanjaya, P. P., & Daulay, N. K. (2021).

Kipas Angin Otomatis Menggunakan Sensor Suhu DHT11. In Seminar Nasional Sains dan Teknologi Informasi (SENSASI), 3(1), 187-191.

Villamil, S., Hernández, C., & Tarazona, G. (2020). An overview of internet of things. Telkomnika (Telecommunication Computing Electronics and Control), 18(5), 2320-2327.

(7)

LAMPIRAN

Lampiran 1. Bahasa Program Praktikum Internet of Things (IoT) Lampiran 2. Dokumentasi Praktikum Internet of Things (IoT).

Gambar 6. Dokumentasi saat Merangkai Sistem Kendali PID.