Populasi manusia yang terus meningkat dianggap menjadi salah satu penyebab berkurangnya kapasistas pangan. Diprediksi pada tahun 2050, produksi pangan harus meningkat sebesar 70% untuk memenuhi kebutuhan populasi dunia (Ravi 2017). Untuk melakukan hal tersebut maka perlu perluasan lahan pertanian sekitar 109 juta hektar, sedangkan ekstensivikasi pertanian mendatangkan masalah pada kerusakan lingkungan seperti fragmentasi habitat, gangguan jasa ekosistem, dan mengurangi keanekaragaman hayati. Selain itu, pertanian adalah kontributor utama emisi gas rumah kaca global (GHG), dengan kegiatan pertanian terkait menyumbang sekitar sepertiga dari emisi CO2 bersih terutama melalui deforestasi dan pembakaran. Salah satu solusi tepat untuk mengatasi masalah tersebut yaitu dengan menerapkan sistem pertanian kota atau urban agriculture (Lu dan Grundy 2017).
Pertanian kota adalah istilah luas yang mencakup praktik pertanian di dalam perkotaan dengan budidaya tanaman intensif skala kecil seperti kebun rumah, rooftop farming, rumah kaca, dan lain-lain (Lu dan Grundy 2017). Penelitian tentang sistem pertanian kota ini sudah banyak dilakukan semenjak masalah pertanian menjadi salah satu permasalahan utama dalam kehidupan global. Skala praktik pertanian kota yang terhitung kecil dapat mempermudah petani dalam melakukan kontrol terhadap berbagai parameter seperti cuaca, irigasi, suhu, kelembapan dan lain-lain. Dengan kontrol terkendali, sumber daya akan lebih efisien dan produk hasil panen akan lebih berkualitas. Namun pada proses konvensional, pemeliharaan tanaman dilakukan secara manual dengan mendatangi lahan pertanian, mengambil data, lalu melakukan pemeliharaan. Intervensi manusia masih banyak dalam proses tersebut. Hal itu akan membuat hasil produksi tidak maksimal karena pemeliharan tidak dilakukan secara akurat (Ali, Choksi, dan Potdar 2018).
Kontrol parameter dengan nilai yang akurat perlu dilakukan dalam pemeliharaan tanaman. Hal ini dikarenakan parameter tersebut memengaruhi proses tumbuh kembang tanaman. Salah satu parameter utamanya adalah kelembapan udara dan tanah. Kelembapan memengaruhi tekanan turgor tanaman yang merupakan indikator jumlah air dalam sel tanaman. Ketika kelembapan udara rendah, maka tingkat transpirasi tanaman akan meningkat, alhasil tumbuhan akan cepat layu karena mengeluarkan banyak air saat transpirasi. Sebaliknya, jika kelembapan udara tinggi maka tanaman akan membatasi proses transpirasi. Kondisi tanaman juga akan buruk jika kelembapan tanah melebihi atau kurang dari keperluan transpirasi tanaman (Ashifuddin Mondal dan Rehena 2018). Selain parameter kelembapan, terdapat parameter lain yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman seperti suhu dan cahaya. Semua parameter tersebut memerlukan pengawasan yang tepat, cepat dan akurat. Oleh karena itu diperlukan aplikasi sensor dalam sistem, sehingga diperoleh data yang akurat.
Aplikasi sensor dalam pertanian kota juga dapat dikatakan masih bersifat konvensional karena terdapat intervensi manusia dalam sistem. Untuk meminimalisir permasalahan tersebut, aplikasi Internet of Things akan menaruh peran yang signifikan. Internet of Things adalah sebuah konsep yang mana seseorang mampu terkoneksi dengan objek apa pun, di mana pun, dan kapan pun melalui jaringan internet. Penerapan konsep Internet of Things dengan pertanian ini dikenal dengan istilah sistem pertanian cerdas.
Penelitian mengenai sistem pertanian cerdas dengan Internet of Things telah dilakukan untuk mengembangkan sistemnya. Penetilian yang dilakukan di antaranya, (Trilles, Gonzlez-Prez, dan Huerta 2018; Heble et al. 2018; Lohchab et al. 2018; Abaya et al. 2017). Dari berbagai hasil penelitian, didapati bahwa sistem pertanian cerdas menerapkan beberapa konsep yang sama di antaranya pengukuran yang akurat, penghematan sumber daya, dan selalu terhubung dengan internet. Dengan menerapkan sistem pertanian cerdas dalam pertanian kota, maka masalah sumber daya serta keakuratan dalam pemeliharaan akan teratasi. Namun dengan perkembangan teknologi yang akan terjadi, perlu ditambahkan konsep lain untuk mempermudah sistem yang sudah ada, salah satunya adalah konsep portabel.
Konsep portabel akan membantu petani dalam menerapkan sistem pertanian cerdas tanpa harus merancang ulang struktur lahan yang ada. Alat dibagi menjadi dua bagian terpisah, yakni alat pemantau dan alat pengontrol. Alat pemantau menggunakan dua sensor untuk mengukur tiga parameter, yakni suhu, kelembapan udara, dan kelemban tanah. Sensor yang digunakan adalah DHT22 sebagai pengukur suhu dan kelembapan udara serta sensor YL69 sebagai pengukur kelembapan tanah (Kodali dan Sahu 2016). DHT22 berisi termistor untuk mengukur suhu kering dan sensor kelembapan yang diukur dengan memanfaatkan perubahan konduktivitas bahan substrat yang sensitif terhadap kelembapan (Koestoer et al, 2019).
Aplikasi Internet of Things pada alat ini menggunakan ESP8266. ESP8266 berfungsi mengirimkan data yang telah diukur oleh sensor secara nirkabel. Penelitian mengenai ESP8266 sebagai basis alat Internet of Things telah banyak dilakukan, di antaranya Artanto dkk. 2017. Hasil pengukuran akan disimpan pada database melalui jaringan nirkabel, lalu ditampilkan pada halaman web dengan selang waktu 15 detik. Alat pengontrol menggunakan motor servo sebagai mesin penggerak pembuka keran air. Motor servo akan membuka keran saat kondisi parameter alat pemantau tidak sesuai dengan nilai yang telah dipasang sebelumnya.
*Novky Nurwindy | Ridwan Siskandar.
