Raspberry Pi, komputer mini seukuran kartu kredit yang dikenal karena keterjangkauan dan fleksibilitasnya, terus berinovasi dan menemukan aplikasi baru yang signifikan, terutama dalam bidang pertanian presisi dan Internet of Things (IoT) skala besar. Versi terbaru, Raspberry Pi 5, yang dirilis pada tahun 2023, menandai langkah maju yang besar dalam hal kinerja dan kemampuan. 1
Raspberry Pi 5: Peningkatan Kinerja untuk Aplikasi yang Lebih Canggih
Raspberry Pi 5 hadir dengan peningkatan daya pemrosesan yang signifikan, diklaim 2-3 kali lebih cepat dari Raspberry Pi 4. [1] Model terbaru ini didukung oleh prosesor quad-core ARM Cortex-A76 yang lebih bertenaga, dengan kecepatan clock yang lebih tinggi. Peningkatan ini memungkinkan Raspberry Pi 5 untuk menangani tugas-tugas yang lebih berat, seperti pemrosesan multimedia, analisis data, dan pembelajaran mesin, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi yang memerlukan komputasi intensif. [5] Selain itu, Raspberry Pi 5 memiliki Unit Pemrosesan Grafis (GPU) yang ditingkatkan untuk kinerja grafis yang lebih baik dan dukungan resolusi yang lebih tinggi, yang juga cocok untuk aplikasi gaming [5].
Dari segi konektivitas, Raspberry Pi 5 sudah dilengkapi dengan kemampuan Wi-Fi dan Bluetooth bawaan, menghilangkan kebutuhan akan adaptor tambahan. Ia juga menyediakan beberapa port USB dan port Ethernet untuk berbagai opsi koneksi periferal dan jaringan. [5] Dengan konfigurasi memori yang ditingkatkan, menawarkan opsi RAM yang lebih tinggi, Raspberry Pi 5 memungkinkan multitasking yang lebih efisien dan penanganan aplikasi yang membutuhkan banyak sumber daya. [5]
Peran Penting Raspberry Pi dalam Pertanian Presisi
Penelitian menunjukkan peningkatan pesat dalam penggunaan Raspberry Pi di bidang pertanian presisi. Dalam rentang waktu 2013 hingga 2023, jumlah publikasi ilmiah terkait topik ini meningkat dari 1 menjadi 44. [1] Hal ini mengindikasikan bahwa minat terhadap potensi Raspberry Pi dalam pertanian presisi terus bertumbuh. [1] Meskipun pangsa penggunaannya dalam ilmu pertanian masih relatif kecil (0.92%) dibandingkan bidang ilmu komputer lainnya, ini justru menunjukkan peluang besar untuk penelitian dan pengembangan di masa depan. [1]
Raspberry Pi berfungsi sebagai unit kontrol pusat yang hemat biaya untuk mengintegrasikan berbagai sensor dan perangkat elektronik, memungkinkan sistem pendukung keputusan otomatis secara real-time dalam berbagai aplikasi pertanian presisi. [1] Beberapa aplikasi utama Raspberry Pi dalam pertanian presisi meliputi:
Deteksi Penyakit Tanaman: Raspberry Pi dapat mendeteksi penyakit tanaman menggunakan tiga metode utama: pemrosesan gambar melalui modul kamera, penggunaan sensor (gas, spektral, lingkungan, akustik, konduktivitas listrik) untuk memantau kondisi lingkungan, dan penerapan model Machine Learning (ML) atau Deep Learning (DL) yang dilatih untuk membuat prediksi dari gambar. [1] Model seperti CNN, SVM, KNN, YOLO, MobileNet, NasNetMobile, Xception, dan random forests telah diterapkan untuk tujuan ini. [1]
Manajemen Gulma Spesifik Lokasi: Raspberry Pi digunakan untuk membangun teknologi canggih seperti sistem penyemprotan pestisida otomatis pada UAV (kendaraan udara nirawak) dan sistem penyemprotan herbisida variabel (SVRS). [1] Dengan konsep TinyML, model ringan seperti TinyYOLOV3 dapat diterapkan pada Raspberry Pi untuk mengubah teknik penyemprotan konvensional menjadi aplikasi herbisida spesifik lokasi yang meminimalkan penggunaan sumber daya. [1]
Estimasi Fenotipe dan Biomassa Tanaman: Raspberry Pi membantu dalam penilaian fenotipe tanaman melalui pencitraan selang waktu (time-lapse imaging), pemantauan lingkungan, pemrosesan gambar, pencatatan data, dan algoritma ML. [1] Dengan kamera Pi (RGB dan inframerah) dan sensor LiDAR, sistem ini dapat mengukur biomassa dan tinggi tanaman dengan data throughput tinggi. [1]
Sistem Irigasi Cerdas: Raspberry Pi memungkinkan sistem irigasi cerdas yang dapat dioperasikan dan dipantau dari jarak jauh. [1] Sistem ini mengintegrasikan sensor suhu, kelembaban, kelembaban tanah, dan laju aliran air, serta katup solenoid dan papan relai untuk mengelola komponen irigasi secara efektif dan membuat keputusan berbasis data. [1] Implementasi irigasi tetes cerdas dengan Raspberry Pi bahkan bisa diaktifkan melalui pesan email. [1]
Raspberry Pi Pico: Solusi Efisien untuk IoT Skala Besar
Selain model utama seperti Raspberry Pi 5, Raspberry Pi Pico juga muncul sebagai mikrokontroler kecil namun kuat, berbasis chip RP2040, yang sangat relevan untuk pengembangan IoT skala besar. [3] Keunggulan Pico termasuk harga yang sangat terjangkau, fleksibilitas tinggi dengan 26 pin GPIO, konsumsi daya yang sangat rendah (ideal untuk perangkat bertenaga baterai), dukungan ekosistem dan dokumentasi yang kuat, serta kompatibilitas dengan berbagai protokol komunikasi IoT seperti I2C, SPI, UART, MQTT, HTTP/HTTPS, CoAP, AMQP, LoRaWAN, Zigbee, BLE, NB-IoT, dan Sigfox. [3]
Pico dapat diimplementasikan dalam berbagai proyek IoT skala besar, termasuk:
Sistem Pemantauan Industri: Untuk memantau suhu, tekanan, dan kelembaban mesin secara real-time di pabrik. [3]
Kota Pintar (Smart City): Digunakan untuk memantau kualitas udara, mengelola limbah, dan mengatur lalu lintas. [3]
Pertanian Pintar (Smart Agriculture): Untuk memantau kondisi tanah, kelembaban, dan suhu guna optimasi pertumbuhan tanaman. [3]
Sistem Manajemen Energi Gedung: Untuk mengoptimalkan penggunaan energi dengan mengontrol pencahayaan dan sistem HVAC. [3]
Tantangan dan Peluang Masa Depan
Meskipun Raspberry Pi menawarkan banyak keunggulan seperti biaya rendah, ukuran ringkas, kompatibilitas sensor, dan kemampuan penerapan model ML/DL, ia juga memiliki keterbatasan seperti RAM dan penyimpanan yang terbatas, kebutuhan daya eksternal, dan kinerja grafis yang tidak maksimal untuk tugas yang sangat kompleks. [1]
Namun, pengembangan di masa depan sangat menjanjikan. Raspberry Pi berpotensi untuk digunakan sebagai cluster untuk meningkatkan daya komputasi dan pemrosesan paralel untuk menganalisis kumpulan data yang kompleks. [1] Penerapan model DL yang lebih canggih dengan akselerator perangkat keras eksternal seperti Intel Movidius Compute Stick dapat meningkatkan kecepatan inferensi untuk tugas deteksi waktu nyata, pencitraan selang waktu, dan analisis video. [1] Selain itu, penggunaannya dapat diperluas ke peternakan dan kegiatan peternakan, serta menjadi alat edukasi yang berharga bagi siswa, peneliti, dan petani di seluruh dunia. [1]
Secara keseluruhan, teknologi Raspberry Pi terus berkembang, menawarkan solusi yang semakin canggih dan terjangkau untuk berbagai aplikasi, khususnya dalam mengubah praktik pertanian menjadi lebih cerdas dan efisien. [1]