Pengembangan Sistem Manajemen Kebun Anggur Cerdas (Smart Vineyard) Berbasis AIoT Menggunakan ESP32, Sensor NPK, dan Model MobileNetV2

Abstract

Budidaya anggur impor di Indonesia menghadapi tantangan dalam pemantauan kondisi tanah, pengelolaan irigasi, dan deteksi penyakit daun secara konvensional yang tidak efisien. Penelitian ini mengembangkan Smart Vineyard Management System (SVMS), sebuah platform AioT yang mengintegrasikan mikrokontroler ESP32, sensor tanah NPK 7-in-1 berbasis RS485, sensor ultrasonik waterproof JSN-SR04T, dan modul ESP32-CAM untuk pengelolaan kebun anggur impor di Saung Tinanggur. Sistem dirancang dengan arsitektur dua pompa independen: Pompa Air yang diaktifkan otomatis ketika kelembaban tanah berada di bawah threshold yang dikonfigurasi tanpa mengaktifkan Pompa Nutrisi secara bersamaan, serta Pompa Nutrisi yang dikendalikan secara manual berdasarkan rekomendasi dari hasil diagnosis AI. Model Convolutional Neural Network (CNN) berbasis MobileNetV2 diimplementasikan untuk mengklasifikasikan kondisi daun anggur ke dalam tiga kategori: Sehat, Klorosis, dan Nekrosis dengan target akurasi minimal 75%. Web Dashboard berbasis Node.js dan WebSocket menyajikan data real-time dengan latensi di bawah 10 detik, dilengkapi sistem notifikasi Telegram Bot untuk peringatan kondisi kritis. Pengujian sistem mencakup validasi 43 test case pada 10 use case menggunakan metodologi Black Box Testing. Hasil menunjukkan sistem berhasil mengeksekusi otomatisasi penyiraman berbasis sensor kelembaban dengan latensi respons relay di bawah 3 detik, dan fitur Hardware Interlock berhasil memblokir aktivasi pompa saat level tandon di bawah 10% dan saat pembacaan sensor anomali (kelembaban >100%, jarak ultrasonik >42 cm), membuktikan keandalan sistem dalam mendukung pertanian presisi.