Analisis Sistem Irigasi Berbasis IoT pada Budidaya Tanaman Cassava

Abstract

Air merupakan kebutuhan utama bagi manusia dan juga tanaman terutama didalam proses irigasi atau pengairan pada lahan pertanian dan perkebunan. Jumlah kebutuhan air untuk tanaman cassava sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan. Kebutuhan air yang optimal bagi tanaman singkong sangat krusial dalam mendukung pertumbuhan vegetatif maupun generatifnya. Singkong, sebagai tanaman umbi-umbian, memerlukan air yang cukup untuk proses penyerapan nutrisi dari tanah, fotosintesis, dan transportasi zat-zat makanan ke seluruh bagian tanaman. Defisit air dapat menghambat pembelahan sel, memperkecil ukuran umbi, dan bahkan menyebabkan kematian tanaman. Sebaliknya, kelebihan air juga dapat berdampak buruk karena dapat menyebabkan kondisi anaerob pada akar, sehingga menghambat penyerapan unsur hara. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis kinerja sistem irigasi untuk kebutuhan pasokan air di Jonggol. Sistem ini dikembangkan dengan menggunakan 3 buah sensor yaitu sensor temperatur suhu untuk pengukuran suhu udara, sensor kelembapan tanah dan sensor kandungan air didalam tanah. Proses komunikasi data antar sensor menggunakan sistem Wireless Sensor Network (WSN) untuk sistem global dan Lora untuk sistem lokal. Komunikasi data yang digunakan yaitu menggunakan protokol Message Queuing Telemetry Transport (MQTT). Penelitian ini menggunakan tiga buah sensor yaitu untuk memonitoring suhu udara, temperatur kelembapan tanah dan mengukur kadar air di dalam tanah pada tanaman cassava studi kasus di kebun penelitian IPB di Jonggol Sistem irigasi ini menerapkan sistem 3 tier dimana data disimpan pada cloud database server dan output dari sistem ini ditampilan dalam bentuk aplikasi mobile dan website. Metode penyiraman atau sistem irigasi yang digunakan pada penelitian ini adalah sistem drip dan tadah hujan. Dengan luas lahan 11.639 m2 yang dibagi menjadi 4 bagian lahan untuk penelitian dengan menerapkan sistem drip dan sistem tadah hujan. Sistem ini menggunakan 2 buah node yaitu node IoT untuk lahan dan node IoT untuk irigasi, yang masing-masing node ini diletakan di lahan tanaman cassava untuk memonitoring tanaman dan untuk mengairi tanaman (irigasi). Arsitektur sistem irigasi ini menggunakan Head Unit yang bertugas sebagai kontrol pompa untuk mengendalikan dan menggerakan solenoid valve untuk membuka katup pada pipa dan melakukan penyiraman. Selain untuk penyiraman, sistem ini di buat juga untuk membantu dalam pemupukan, yang juga di kontrol melalui head Unit. Jenis tanaman Cassava yang dibudidayakan untuk penelitian ini adalah jenis (varietas) Mangu. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi berupa jumlah kebutuhan pasokan air yang dibutuhkan di Jonggol untuk irigasi dan fertilisasi bagi tumbuh kembang cassava.

Water is the main requirement for humans and plants, especially in the process of irrigation or irrigation on agricultural land and plantations. The amount of water needed for cassava plants is very influential on growth. Optimal water requirements for cassava plants are crucial in supporting their vegetative and generative growth. Cassava, as a root crop, requires sufficient water for the absorption of nutrients from the soil, photosynthesis, and transportation of food substances to all parts of the plant. Water deficits can inhibit cell division, reduce tuber size, and even cause plant death. Conversely, excess water can also be detrimental as it can cause anaerobic conditions in the roots, hindering nutrient absorption. The purpose of this research is to develop an irrigation system architecture for water supply needs in Jonggol, build an adaptive irrigation system both based on scheduling and based on sensor readings, and provide results in the form of information in the form of the amount of water supply based on scheduling and sensor readings. This system was developed using 3 sensors, namely a temperature sensor for temperature measurement, a soil moisture sensor and a water content sensor in the soil. The data communication process between sensors uses the Wireless Sensor Network (WSN) system for global systems and Lora for local systems. The data communication used is using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol. Sensors used to monitor temperature, temperature and moisture content in the soil in cassava plants case study in the IPB research garden in Jonggol. This irrigation system applies a 3 tier system where data is stored on a cloud database server and the output of this system is displayed in the form of mobile applications and websites. The watering method or irrigation system used in this study is a drip and rainfed system. With a land area of 11,639 m2. Which is divided into 4 parts of land for research by applying a drip or drip system and a rainfed system. This system uses 2 nodes, namely the IoT node for the land and the IoT node for irrigation, each of which is placed on the cassava plant to monitor the plants and to irrigate the plants (irrigation). This irrigation system architecture uses a Head Unit that serves as a pump control to control and move the solenoid valve to open the valve on the pipe and perform watering. In addition to watering, this system is also made to assist in fertilization, which is also controlled through the head unit. The variety of cassava plant cultivated for this research is the Mangu. The results of this study are expected to provide information in the form of the amount of water supply needs needed in Jonggol for irrigation and fertilization for cassava growth and development.