Rancang Bangun Alat Penyemprotan Pestisida Organik Dalam Perkebunan Cabai Menggunakan Tenaga Surya

Rifqi Ahmad Afandi; Sandy Ikhwanul Attar; Anivan Aditia; MS Hendriyawan Achmad; Ikrima Alfi

doi:10.24036/voteteknika.v12i4.131140

Rancang Bangun Alat Penyemprotan Pestisida Organik Dalam Perkebunan Cabai Menggunakan Tenaga Surya

Rifqi Ahmad Afandi⁽¹⁾, Sandy Ikhwanul Attar⁽²⁾, Anivan Aditia⁽³⁾, MS Hendriyawan Achmad⁽⁴⁾, Ikrima Alfi⁽⁵⁾,
(1) UNIVERSITAS TEKNOLOGI YOGYAKARTA

Indonesia
(2) Universitas Teknologi Yogyakarta

Indonesia
(3) Universitas Teknologi Yogyakarta

Indonesia
(4) Universitas Teknologi Yogyakarta

Indonesia
(5) Universitas Teknologi Yogyakarta

Indonesia

Corresponding Author

DOI : https://doi.org/10.24036/voteteknika.v12i4.131140

Full Text:

Language : id

Abstract

Perkebunan cabai di Indonesia berkontribusi signifikan pada sektor hortikultura, tetapi sering menghadapi tantangan penggunaan pestisida yang tidak efisien, yang berdampak negatif terhadap lingkungan. Penggunaan pestisida yang tidak terkontrol dapat menimbulkan dampak buruk terhadap lingkungan. Oleh karena itu, penelitian ini berfokus pada pengembangan sistem penyemprotan pestisida otomatis berbasis tenaga surya dan Internet of Things (IoT). Sistem ini menggunakan panel surya sebagai sumber energi utama, sensor ultrasonik untuk deteksi cairan, dan mikrokontroler WeMos D1 R1 yang dikendalikan melalui protokol MQTT untuk monitoring jarak jauh. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem penyemprotan pestisida otomatis beroperasi secara efisien dalam kondisi cuaca yang mendukung. Rata-rata tegangan, arus, dan daya yang dihasilkan panel surya selama tujuh hari percobaan masing-masing mencapai 13 Volt, 0,289 Ampere, dan 3,96 Watt. Fluktuasi output terjadi akibat variasi kondisi cuaca di Yogyakarta, seperti cerah, mendung, dan hujan, dengan output tertinggi tercatat pada hari ketujuh. Selain itu, akurasi sensor ultrasonik HY-SR04 dan ketepatan respon sensor mencapai tingkat keakuratan 100%, menunjukkan kinerja optimal alat sesuai desain. Sistem ini menawarkan solusi berkelanjutan bagi petani dengan efisiensi yang tinggi, meskipun masih memerlukan pengembangan energi cadangan untuk mengurangi ketergantungan pada cahaya matahari.
Kata kunci : Penyemprotan Pestisida, Otomatisasi, Tenaga Surya, Internet of Things, Pertanian.

Chili plantations in Indonesia contribute significantly to the horticultural sector but often face challenges in inefficient pesticide use, which negatively impacts the environment. Uncontrolled pesticide application can cause serious environmental harm. Therefore, this study focuses on developing an automatic pesticide spraying system powered by solar energy and integrated with the Internet of Things (IoT). The system utilizes solar panels as the primary energy source, ultrasonic sensors for liquid detection, and a WeMos D1 R1 microcontroller controlled via the MQTT protocol for remote monitoring. The testing results indicate that the automatic pesticide spraying system operates efficiently under favorable weather conditions. Over seven days of testing, the solar panel produced an average voltage, current, and power output of 13 Volts, 0.289 Amperes, and 3.96 Watts, respectively. Output fluctuations occurred due to varying weather conditions in Yogyakarta, including sunny, cloudy, and rainy days, with the highest output recorded on the seventh day. Additionally, the ultrasonic sensor HY-SR04 demonstrated a 100% accuracy rate in liquid level detection and response precision, confirming the system's optimal performance as designed. This system offers a sustainable solution for farmers with high efficiency, although further development of backup energy sources is needed to reduce dependency on sunlight.
Keywords: Pesticide Spraying, Automation, Solar Energy, Internet of Things, Agriculture

References

K. Pertanian, Analisis Kinerja Perdagangan Cabai Merah, Volume 11. Jakarta Selatan: Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Kementerian Pertanian 2021, 2021. [Online]. Available: https://satudata.pertanian.go.id/assets/docs/publikasi/Analisis_Kinerja_Perdagangan_Komoditas_Cabai_Merah_Semester_I_Tahun_2021.pdf

S. Wiyono, S. H. Hidayat, Sobir, & A. S. Suryaningsih, “The Use of Combination Plant Growth Promoting Rhizobacteria To Control Chili Leaf Curl Disease In The Field,” J. Trop. Plant Pests Dis., vol. 24, no. 2, pp. 177–184, 2024, doi: 10.23960/jhptt.224177-184.

V. Budi, “Produksi Cabai Merah Meningkat 96 Ribu Ton pada 2021,” Databoks.Katadata.Co.Id. Accessed: Oct. 30, 2022. [Online]. Available: https://databoks.katadata.co.id/datapublish/2022/10/26/produksi-cabai-merah-meningkat-96-ribu-ton-pada-2021

N. Mukhlishah, F. M. Faizah, R. Rosmiati, H. Herawaty, & A. Aswar, “Pemanfaatan Tanah, Kompos, dan Arang Sekam Untuk Pertumbuhan Tanaman Cabai,” COMSERVA Indones. J. Community Serv. Dev., vol. 2, no. 2, pp. 29–36, 2022, doi: 10.59141/comserva.v2i2.217.

S. Amelia, M. A. Putri, & F. Ibnusina, “Karakteristik dan Pengetahuan Petani Cabai Merah terhadap Penggunaan Pestisida Kimia: Studi Kasus di Kecamatan Payakumbuh, Kabupaten Lima Puluh Kota, Indonesia,” AgriHealth J. Agri-food, Nutr. Public Heal., vol. 3, no. 2, pp. 133–142, 2022, doi: 10.20961/agrihealth.v3i2.63032.

Dinas Tanaman Pangan Dan Hortikultura, “Produktivitas Cabai Rawit Berdasarkan Kabupaten/Kota di Jawa Barat,” Opendata Jabarprov. Accessed: Oct. 30, 2022. [Online]. Available: https://opendata.jabarprov.go.id/id/dataset/produktivitas-cabai-rawit-berdasarkan-kabupatenkota-di-jawa-barat

A. Umayah & Wagiyanti, “Cara Penggunaan Pestisida dan Analisis Residu pada Cabai Merah ( Capsicum annuum L .) ( Studi Kasus : Desa Saleh Mukti , Kecamatan Air The use of pesticide and it ’ s residue analysis in chili ( Capsicum,” J. Agrik., vol. 32, no. 1, pp. 57–62, 2021.

T. Prajawahyudo, F. K. P. Asiaka, & E. Ludang, “Peranan Keamanan Pestisida Di Bidang Pertanian Bagi Petani Dan Lingkungan,” J. Socio Econ. Agric., vol. 17, no. 1, pp. 1–9, 2022, doi: 10.52850/jsea.v17i1.4227.

T. Dewi, R. Rusdianasari, A. Taqwa, & T. Wijaya, “The Concept and Design of Solar Powered Sprinkler System Based on IOT Monitoring,” Proc. 5th FIRST T1 T2 2021 Int. Conf. (FIRST-T1-T2 2021), vol. 9, pp. 54–58, 2022, doi: 10.2991/ahe.k.220205.010.

D. Pernandi & B. Santoso, “Otomatisasi Penyiram Tanaman Buah Naga Berbasis Iot Menggunakan Energy Panel Surya (Studi Kasus: Suga Flora),” OKTAL J. Ilmu Komput. dan Sci., vol. 2, no. 2, pp. 489–495, 2023.

A. S. Budi, “Design of Automatic Garden Watering Based on Solar Cell,” Brill. Res. Artif. Intell., vol. 2, no. 1, pp. 13–16, 2022, doi: 10.47709/brilliance.v2i1.1507.

A. Arsi et al., “Penerapan Pemakaian Pestisida yang Tepat dalam Mengendalikan Organisme Penganggu Tanaman Sayuran di Desa Tanjung Baru, Indralaya Utara,” SEMAR (Jurnal Ilmu Pengetahuan, Teknol. dan Seni bagi Masyarakat), vol. 11, no. 1, pp. 108–116, 2022, doi: 10.20961/semar.v11i1.56894.

A. Lukman, S. P. Santosa, B. F. Triyanto, B. P. Andhika, & A. S. Fadilah, “Penerapan Alat Penyiram Otomatis Berbasis Mikrokontroler Menggunakan Energi Surya Dalam Mendukung Program Kampung Sejuta Anggrek Di Kelurahan Baru, Jakarta Timur,” J. Pengabdi. Masy. Tek., vol. 6, no. 2, pp. 98–105, 2024, doi: 10.24853/jpmt.6.2.98-105.

Z. Y. Lamasigi, A. R. K. Haba, M. I. Jafar, S. Syamsir, & S. A. Hulukati, “Automated Drip Irrigation System Based on IoT for Chili Plants Using Solar Panel Energy,” J. Pengabdi. Masy., vol. 5, no. 1, pp. 183–191, 2024, doi: 10.32815/jpm.v5i1.2006.

G. Triyani et al., “Rancang Bangun Alat Penyemprot Herbisida (Knapsack Sprayer) Elektrik Berbasis Panel Surya 20 Wp Paralel,” Epsil. J. Electr. Eng. Inf. Technol., vol. 20, no. 2, pp. 150–161, 2022, doi: 10.55893/epsilon.v20i2.97.

B. Anitha, P. Jeyakani, V. Mahalakshmi, S. Shalini, & R. Senthil Kumar, “Design and Implementation of a Smart Solar Irrigation System Using IoT and Machine Learning,” E3S Web Conf., vol. 387, no. 05012, pp. 1–7, 2023, doi: 10.1051/e3sconf/202338705012.

S. D. Putra, H. Heriansyah, E. F. Cahyadi, K. Anggriani, & M. H. I. S. Jaya, “Development of Smart Hydroponics System using AI-based Sensing,” J. Infotel, vol. 16, no. 3, pp. 474–485, 2024, doi: 10.20895/infotel.v16i3.1190.

X. Zhong, R. Qiao, & X. Wang, “An Innovative IoT-Based Intelligent Control System for Agricultural Greenhouses,” Int. J. Mech. Electr. Eng., vol. 2, no. 3, pp. 85–90, 2024, doi: 10.62051/ijmee.v2n3.10.

G. Fathurrohman, Hermantoro, & Suparman, “Perancangan Alat Sprayer menggunakan Pengkabut Mini dengan Tenaga Panel Surya,” Agric. Eng. Innov. J., vol. 1, no. 01, pp. 1–11, 2023.

N. N. Arofah, F. T. Syifa, & I. Permatasari, “Penyiraman Tanaman Otomatis pada Tanaman Cabai Rawit dengan Metode Simple Additive Weighting,” J. Ilmu Pengetah. dan Teknol., vol. 9, no. 2, pp. 116–129, 2023.

M. Syahid, A. Hayat, S. Laban, L. Kasim, & R. Amme, “Pemanfaatan Pompa Air Tenaga Surya untuk Sistem Penyiraman Otomatis pada Tanaman Pekarangan di Kota Pare-Pare,” Bhakti Persada, vol. 8, no. 2, pp. 145–150, 2022, doi: 10.31940/bp.v8i2.145-150.

J. F. Kayode et al., “Development of Remote-Controlled Solar-Powered Pesticide Sprayer Vehicle,” Res. Sq., pp. 1–20, 2023, doi: 10.21203/rs.3.rs-3229329.

I. K. D. A. Oka, B. P. W. Nirmala, & M. A. P. Putra, “Model IoT Berbasis Fuzzy Tsukamoto Untuk Penyemprotan Pestisida Otomatis Pada Tanaman Sayur Kubis,” Progresif J. Ilm. Komput., vol. 18, no. 2, pp. 141–150, 2022, doi: 10.35889/progresif.v18i2.923.

D. A. Riantizal, L. L. Van FC, Y. Yunefri, Y. E. Fadrial, & Ilmawati, “Alat Penyiraman Tanaman Otomatis Berbasis IoT Menggunakan Metode Fuzzy Logic,” Prosiding-Seminar Nas. Teknol. Inf. Ilmu Komput., vol. 2, no. 1, pp. 228–237, 2023.

P. V. Amalia, S. P. Mursid, & B. Suharto, “Smart Drip Irrigation Control System Otomatis Berbasis IoT Menggunakan Tenaga Surya,” Pros. Ind. Res. Work. Natl. Semin., vol. 15, no. 1, pp. 47–56, 2024, doi: 10.35313/irwns.v15i1.6279.

A. A. Chand et al., “Design and Analysis of Photovoltaic Powered Battery-Operated Computer Vision-Based Multi-Purpose Smart Farming Robot,” Agronomy, vol. 11, no. 530, pp. 1–18, 2021, doi: 10.3390/agronomy11030530.