Implementasi dan Monitoring Panel Surya OffGrid Berbasis Internet of Things untuk Irigasi di Wilayah Pertanian
Kata Kunci:
PLTS off-grid, pompa air irigasi, internet of things, konfigurasi LoRa, gateway MQTT, integrasi perangkat kerasAbstrak
Air irigasi merupakan penopang utama ketahanan pangan nasional, tetapi petani di wilayah off-grid masih terkendala tingginya biaya operasional pompa dan keterbatasan jaringan listrik PLN. Penelitian ini berfokus pada perancangan dan perakitan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) off-grid sebagai sumber daya pompa irigasi sekaligus perancangan alur kerja monitoring berbasis Internet of Things (IoT) dari perangkat keras hingga dashboard. Sub-sistem catu daya dibangun dari tujuh panel surya 50 Wp (total 350 Wp), Solar Charge Controller, baterai LiFePO4, dan inverter untuk menyuplai pompa submersible 125 W. Mikrokontroler Arduino Uno R3 dikonfigurasi bersama sensor arus ACS712, sensor tegangan FZ0430, dan RTC DS3231, sedangkan modul LoRa diatur pada frekuensi 433 MHz, spreading factor 12, dan bandwidth 62,5 kHz. Gateway ESP32 menghubungkan perangkat keras ke broker HiveMQ Cloud melalui protokol MQTT, gateway ESP32 menghubungkan perangkat keras ke broker HiveMQ Cloud melalui protokol MQTT sehingga data dapat diteruskan ke server dan ditampilkan pada aplikasi monitoring. Pengujian white-box, black-box, akurasi sensor, keamanan, beban pompa, dan User Acceptance Test menunjukkan seluruh jalur logika dieksekusi 100%, seluruh skenario berstatus “OK”, akurasi sensor tegangan 92,98% dan sensor arus 92,96%, serta rantai komunikasi berjalan utuh dan mampu mengoperasikan pompa air 125 W.
Unduhan
Referensi
[1] M. Miyasto, “Strategi ketahanan pangan nasional guna meningkatkan kemandirian dan daya saing ekonomi dalam rangka ketahanan nasional,” Jurnal Kajian Lemhannas RI,
[2] A. K. Sari, “Analisis kebutuhan air irigasi untuk lahan persawahan Dusun To’pongo Desa Awo Gading Kecamatan Lamasi,” PENA TEKNIK: Jurnal Ilmiah Ilmu-Ilmu Teknik,
[3] R. Rahmansah dan B. Rauf, “Penerapan sumur bor sistem pipa konservasi air tanah (pipa imbuh),” Seminar Nasional Fakultas Teknik Universitas Negeri Makassar, 2024.
[4] S. Sulkarnain, Z. Zulkieflimansyah, dan A. Yamin, “Implementasi kebijakan pemanfaatan sumur bor sebagai upaya mengatasi gagal panen,” JIIP – Jurnal Ilmiah Ilmu Pendidikan, vol. 7, no. 10, pp. 12309–12319, 2024.
[5] I. K. B. Kusuma, C. G. I. Partha, dan I. W. Sukerayasa, “Perancangan sistem pompa irigasi PLTS untuk Subak Semaagung,” Jurnal SPEKTRUM, vol. 6, no. 3, pp. 102–109, 2019.
[6] M. A. Rahman, M. S. Islam, dan M. R. Karim, “Life cycle costs comparison between solar, diesel and grid powered irrigation pumps,” Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 54, 2022.
[7] N. Kumar, A. Singh, dan R. K. Sharma, “Economic viability of solar irrigation pumps,” Educational Administration: Theory and Practice, vol. 30, no. 4, 2024.
[8] C. S. Guno dan C. B. Agaton, “Socio-economic and environmental analyses of solar irrigation systems,” Sustainability, vol. 14, no. 11, 2022.
[9] L. Qomaria dan Sudarti, “Optimalisasi sistem solar cell untuk pompa air pertanian,” Jurnal Penelitian Fisika dan Terapannya (Jupiter), vol. 2, no. 2, pp. 58–65, 2021.
[10] N. Akhiriyanto, “Rancang bangun sistem pemanenan energi terbarukan off-grid,” Jurnal Cahaya Mandalika, 2023.
[11] D. Sahidin et al., “Perancangan dan pemodelan PLTS off-grid dengan penyimpanan energi hibrida,” Jurnal Riset Rekayasa Elektro, vol. 7, no. 1, 2023.
[12] E. Prasetio, “Analisis operasional pompa air sentrifugal dengan suplai diesel dan tenaga surya,” Skripsi, Politeknik Negeri Bali, 2025.
[13] International Electrotechnical Commission, IEC 61724-1: Photovoltaic System Performance Monitoring, 2021.
[14] M. Mahalakshmi, 8051 Microcontroller Architecture, Programming and Application, 1st ed., 2012.
[15] J. Fraden, Handbook of Modern Sensors, 5th ed., Springer, 2016.
[16] E. H. Ibraheam dan S. R. Aslan, “Solar photovoltaic water pumping system: A review,” Diagnostyka, vol. 24, no. 2, 2023.
[17] M. M. Haque dan M. Ashik-E-Rabbani, “IoT-enabled solar-powered smart irrigation,” 2025.
[18] A. R. Al-Ali, “IoT-solar energy powered smart farm irrigation system,” Alexandria Engineering Journal, 2019.
[19] Kementerian ESDM RI, Peraturan Menteri ESDM Nomor 49 Tahun 2018 tentang Penggunaan Sistem PLTS Atap oleh Konsumen PT PLN (Persero). Jakarta: KESDM, 2018.
[20] N. A. Handayani and D. Ariyanti, “Potency of Solar Energy Applications in Indonesia,” Int. J. Renew. Energy Dev., vol. 1, no. 2, pp. 33–38, 2012.
[21] K. H. Khwee, “Pengaruh temperatur terhadap kapasitas daya panel surya (Studi kasus: Pontianak),” J. ELKHA, vol. 5, no. 2, pp. 23–25, 2013.
[22] V.-V. Stoica, A.-V. Pălăcean, D.-C. Trancă, and F.-A. Stancu, “Open-Source Smart Wireless IoT Solar Sensor,” Applied Sciences, vol. 15, no. 11059, pp. 1–33, 2025.
[23] J. Li, B. Moeini, S. Nejati, M. Sabetzadeh, and M. McCallen, “A Lean Simulation Framework for Stress Testing IoT Cloud Systems,” IEEE Transactions on Software Engineering, pp. 1–20, 2024.
[24] M. Stefancich, L. Simpson, and M. Chiesa, “Automatic outdoor monitoring system for photovoltaic panels,” Review of Scientific Instruments, vol. 87, no. 055104, pp. 1–9, 2016.
[25] A. Fennessy et al., “Suitability of Existing Photovoltaic Degradation Models for Agrivoltaic Systems,” Energies, vol. 18, no. 1937, 2025.
[26] A. Sudarmaji, A. Margiwiyatno, P. H. Kuncoro, and Saparso, “Listrik Tenaga Surya Mandiri (Off-Grid) untuk Kontrol Irigasi Tetes pada Budidaya Sayuran di Desa Sirau,” JPKMI, vol. 3, no. 2, 2022.
[27] N. Kumar, N. Akkamahadevi, S. Kumar, and Harish, “LoRa Based Photovoltaic Solar Energy Monitoring System,” IJERT, vol. 11, no. 3, 2022.
[28] Q. Ziyuan, D. R. Thinesh, V. Ayyalusamy, B. Sivaneasan, K. T. Tan, and K. J. Tseng, “A LoRaWAN-based Solar PV Condition Monitoring System,” Singapore Institute of Technology, 2023.
[29] B. H. Hameed and S. Kurnaz, “Secure Low-Cost Photovoltaic Monitoring System Based on LoRaWAN Network and Artificial Intelligence,” Discov Computing, vol. 27, no. 36, 2024.
[30] Z. E. Dallalbashi, S. Alhayali, M. J. Mnati, and A. A. Alhayali, “Low-cost battery monitoring circuit for a photovoltaic system based on LoRa/LoRaWAN network,” IJEECS, 2023.
[31] B. Dilla, B. Widi, S. Wilyanti, A. Jaenul, Z. M. Antono, and A. Pangestu, “Implementasi Solar Charge Controller untuk Pengisian Baterai Menggunakan Sumber Energi Hybrid pada Sepeda Motor Listrik,” Jurnal Edukasi Elektro, vol. 6, no. 2, pp. 128–135, Nov. 2022.
[32] H. Pepliński, Ship and Mobile Offshore Unit Automation, 2019.
