Smart Irrigation System: A Smart Solution for Shallot Cultivation

Amidst the rapid development of digital technology, the agricultural sector is now transforming towards a more modern direction. One interesting innovation that has emerged is the Internet of Things (IoT)-based smart irrigation system. This technology offers smart solutions for farmers to save water, improve irrigation efficiency, and maintain crop quality. A study by Marwondo, Sardjono, and Michael A. Yonathan (Indonesia University of Informatics and Business) successfully developed an automated irrigation system for red onion plants by combining IoT technology and an expert system.

Traditional Irrigation Problems

In shallot cultivation, soil moisture is a crucial factor. Soil that is too dry causes plants to wilt quickly, while soil that is too wet can damage roots and reduce bulb quality. Unfortunately, the manual watering methods still commonly used by farmers are often inefficient and difficult to control. As a result, many farmers experience under watering or over watering, which leads to decreased productivity.

The Technology Behind the IoT System

This research presents an Automation Watering System controlled by a NodeMCU ESP8266 microcontroller. This system is equipped with several main sensors, such as:

• Soil Moisture Sensor → measures soil moisture

• DHT22 Sensor → monitors air temperature and humidity

• OLED Display → displays data directly 

• Automatic water pump → controlled by an expert system to water plants as needed

• Data from the sensors is sent via Wi-Fi to the server and monitoring dashboard (ThingsBoard).

There, the expert system analyzes the data and decides when the water pump should turn on or off.

How the Expert System Works

This expert system works based on logical rules (if-else) or fuzzy rules that mimic the thinking of an agricultural expert. For example: If the soil is too dry and the air temperature is high, the pump will water longer. If the soil is sufficiently moist and the temperature is low, watering will be delayed. In this way, the system can adjust the volume and timing of watering according to the actual conditions in the field without direct human intervention.

Achieved Results 

Research shows that the implementation of this system provides many benefits, including: 

1. More even and efficient watering thanks to the use of automatic sprinklers.

2. Water and electricity savings, as the pump only works when needed. 

3. Real-time monitoring, so farmers can monitor field conditions through a digital dashboard.

4. Healthier crops and increased yields. 

5. The system can even send automatic alerts in case of abnormal conditions, such as extreme humidity or excessively high temperatures.

Towards Sustainable Digital Agriculture

     This technology proves that Indonesian agriculture is ready to enter the era of smart farming. By utilizing IoT, expert systems, and internet connectivity, farmers can manage their land with precision, no longer based on estimates, but on data and smart logic. Although still being tested on a laboratory scale, this research opens up great opportunities for widespread application in shallot farms. If further developed, this system can be adapted to other crops such as chili peppers, tomatoes, and even rice.

IoT-based smart irrigation is not just an automated tool, but a concrete step toward sustainable and efficient agriculture. With the support of domestic technology and innovation, the future of Indonesian agriculture looks increasingly promising.

Di tengah pesatnya perkembangan teknologi digital, sektor pertanian kini ikut bertransformasi menuju arah yang lebih modern. Salah satu inovasi menarik yang muncul adalah sistem irigasi cerdas berbasis Internet of Things (IoT). Teknologi ini menawarkan solusi pintar bagi petani untuk menghemat air, meningkatkan efisiensi penyiraman, dan menjaga kualitas hasil panen. Sebuah penelitian oleh Marwondo, Sardjono, dan Michael A. Yonathan (Universitas Informatika dan Bisnis Indonesia) berhasil membangun sistem otomatisasi penyiraman tanaman bawang merah dengan menggabungkan teknologi IoT dan sistem pakar (expert system).

Permasalahan Penyiraman Tradisional

Dalam budidaya bawang merah, kelembapan tanah adalah faktor krusial. Tanah yang terlalu kering membuat tanaman cepat layu, sementara tanah yang terlalu basah dapat merusak akar dan menurunkan kualitas umbi. Sayangnya, metode penyiraman manual yang masih umum digunakan petani sering kali tidak efisien dan sulit dikontrol. Akibatnya, banyak petani mengalami under watering (kekurangan air) atau over watering (kelebihan air), yang berujung pada penurunan produktivitas.

Teknologi di Balik Sistem IoT

Penelitian ini menghadirkan Automation Watering System yang dikendalikan oleh mikrokontroler NodeMCU ESP8266. Sistem ini dilengkapi dengan beberapa sensor utama, seperti: 

• Soil Moisture Sensor → mengukur kelembapan tanah 

• DHT22 Sensor → memantau suhu dan kelembapan udara 

• OLED Display → menampilkan data secara langsung 

• Pompa air otomatis → diatur oleh sistem pakar untuk menyiram tanaman sesuai kebutuhan 

• Data dari sensor dikirim melalui jaringan Wi-Fi ke server dan dashboard monitoring (ThingsBoard). 

Di sana, sistem pakar menganalisis data dan memberikan keputusan kapan pompa air harus menyala atau berhenti.

Cara Kerja Sistem Pakar Sistem 

Pakar ini bekerja berdasarkan aturan logika (if-else) atau aturan fuzzy yang meniru cara berpikir seorang ahli pertanian. Misalnya: Jika tanah terlalu kering dan suhu udara tinggi, maka pompa akan menyiram lebih lama. Jika tanah cukup lembap dan suhu rendah, maka penyiraman akan ditunda. Dengan cara ini, sistem bisa menyesuaikan volume dan waktu penyiraman sesuai kondisi aktual di lapangan  tanpa campur tangan manusia secara langsung.

Hasil yang Dicapai 

1. Penelitian menunjukkan bahwa penerapan sistem ini memberikan banyak manfaat, di antaranya:

2. Penyiraman lebih merata dan efisien berkat penggunaan sprinkler otomatis.

3. Hemat air dan energi listrik, karena pompa bekerja hanya saat diperlukan. 

4. Pemantauan real-time, sehingga petani bisa memantau kondisi lahan melalui dashboard digital.

5. Tanaman tumbuh lebih sehat dan hasil panen meningkat. 

Sistem ini bahkan mampu mengirim peringatan otomatis jika terjadi kondisi tidak normal, seperti kelembapan ekstrem atau suhu terlalu tinggi.

Menuju Pertanian Digital Berkelanjutan

  Teknologi seperti ini membuktikan bahwa pertanian Indonesia siap menuju era smart farming. Dengan memanfaatkan IoT, sistem pakar, dan konektivitas internet, petani dapat mengelola lahan secara presisi, bukan lagi berdasarkan perkiraan, tetapi berdasarkan data dan logika cerdas. Meski masih diuji dalam skala laboratorium, penelitian ini membuka peluang besar untuk diterapkan di lahan pertanian bawang merah secara luas. Jika dikembangkan lebih lanjut, sistem ini bisa disesuaikan dengan jenis tanaman lain seperti cabai, tomat, bahkan padi. Irigasi cerdas berbasis IoT bukan hanya sekadar alat otomatis, tetapi langkah nyata menuju pertanian berkelanjutan dan efisien. Dengan dukungan teknologi dan inovasi anak bangsa, masa depan pertanian Indonesia semakin menjanjikan.

Reference

• Marwondo, M., Sardjono, S., & Yonathan, M. A. (2023). Automation Watering System Berbasis IoT Cerdas pada Bawang Merah. INTERNAL (Information System Journal), 6(2), 167–175. Universitas Informatika dan Bisnis Indonesia. 

• Anis, N., & Budi, A. S. (2023). Sistem Penyiraman Tanaman Bawang Merah berdasarkan Kondisi Suhu Udara, Kelembapan Tanah, dan pH Tanah dengan Metode Logika Fuzzy. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer (JPTIIK), 7(4), 1810–1816. 

• Rustan, M., Mansyur, M. F., & Basrum. (2019). Implementasi Penyiraman Otomatis Tanaman Bawang Merah Berbasis Mikrokontroler. Journal of Computer and Information System (JCIS), 1(2), 37–44.

PT. Precision Agriculutre Indonesia adalah ekosistem digital pertanian Indonesia yang mengintegrasikan agrotech, pertanian presisi, pertanian cerdas, dan pertanian pintar melalui pemanfaatan teknologi seperti sensor pertanian, Internet of Things (IoT), kecerdasan buatan, sistem irigasi otomatis, pemupukan cerdas, dan pemantauan tanaman berbasis data real-time, serta menghadirkan layanan edukasi petani modern, digitalisasi agribisnis, pasar produk pertanian online, penguatan rantai pasok, inovasi teknologi tepat guna, dan solusi pertanian ramah lingkungan yang mendukung pertanian modern, berkelanjutan, dan berdaya saing tinggi di era Revolusi Industri 4.0.  Pertanian Presisi Indonesia