Designing an Automatic and Energy-Independent Irrigation System Based on NodeMCU for Spinach Plants

Abstract

Spinach is a nutrient-rich leafy vegetable that is often grown in Indonesia. Although it grows quickly, it requires quite intensive care, especially when it comes to proper watering to maintain soil moisture for optimal growth. Manual watering is considered less efficient and can often result in improper water application, either too much or not enough, which can hinder optimal plant development. As technology advances, the utilization of automatic watering systems that rely on soil moisture sensors is considered an efficient method in an effort to save water usage, reduce errors in the watering process, and increase crop yields in agriculture. This research was conducted with the aim of designing and developing a prototype of an automatic watering system that can maintain soil moisture suitable for spinach plant growth. The implementation of this system occurs by monitoring soil moisture at all times and operating the water pump when soil moisture drops below a predetermined threshold. Trial data showed that the system was effective in maintaining soil moisture at around 54% by using 629 ml of water during sunny weather. Thus, this automatic watering technology could be a way to address the problem of water scarcity and adapt to climate change, while supporting more productive and sustainable agriculture.


Abstrak

Bayam adalah sayuran berdaun kaya nutrisi yang sering ditanam di Indonesia. Meskipun tumbuh cepat, bayam membutuhkan perawatan yang cukup intensif, terutama dalam hal penyiraman yang tepat untuk menjaga kelembapan tanah demi pertumbuhan optimal. Penyiraman manual dianggap kurang efisien dan seringkali mengakibatkan pemberian air yang tidak tepat, baik terlalu banyak maupun terlalu sedikit, yang dapat menghambat perkembangan tanaman secara optimal. Seiring kemajuan teknologi, pemanfaatan sistem penyiraman otomatis yang mengandalkan sensor kelembapan tanah dianggap sebagai metode yang efisien dalam upaya menghemat penggunaan air, mengurangi kesalahan dalam proses penyiraman, dan meningkatkan hasil panen di bidang pertanian. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan merancang dan mengembangkan prototipe sistem penyiraman otomatis yang dapat menjaga kelembapan tanah yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman bayam. Implementasi sistem ini dilakukan dengan memantau kelembapan tanah setiap saat dan mengoperasikan pompa air ketika kelembapan tanah turun di bawah ambang batas yang telah ditentukan. Data percobaan menunjukkan bahwa sistem tersebut efektif dalam menjaga kelembapan tanah sekitar 54% dengan menggunakan 629 ml air selama cuaca cerah. Dengan demikian, teknologi penyiraman otomatis ini dapat menjadi cara untuk mengatasi masalah kelangkaan air dan beradaptasi dengan perubahan iklim, sekaligus mendukung pertanian yang lebih produktif dan berkelanjutan.