Rancang Bangun Monitoring Kinerja Daya Baterai Jenis lithium-ion dan Phospat pada Bidang Pertanian Berbasis IoT

Abstract

Perkembangan Internet of Things (IoT) sdi bidang pertanian sejatinya membawa tantangan didalam pemilihan sumber daya yang efisien dan andal. Baterai sebagai sumber energi portabel menjadi sangat penting dalam implementasi perangkat IoT di bidang pertanian yang sering kali terpencil dan minim infrastruktur listrik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan membandingkan kinerja daya baterai Lithium-Ion dan Lithium-LifePO4 sebagai sumber arus DC pada perangkat IoT di bidang pertanian. Metode penelitian melibatkan pengujian eksperimental kedua jenis baterai selama periode 24 jam dengan interval pengukuran setiap jam. Parameter yang diukur mencakup tegangan dan arus menggunakan sensor INA219. Analisis komparatif dilakukan untuk mengevaluasi stabilitas tegangan, konsistensi arus, efisiensi energi, dan daya tahan kedua jenis baterai. Hasil penelitian menunjukkan bahwa baterai Lithium-LifePO4 memiliki keunggulan signifikan dalam hal stabilitas tegangan dan konsistensi arus selama periode pengujian. Baterai ini mempertahankan tegangan antara 3,0 V hingga 3,6369 V dan arus antara 89,9538 mA hingga 91 mA selama 15 jam pertama. Sebaliknya, baterai Lithium- Ion menunjukkan penurunan kinerja yang signifikan setelah fase transisi, dengan penurunan tegangan dan arus yang tajam setelah 15-20 jam penggunaan. Selain itu, pengujian setelah dilakukan step-down menunjukkan bahwa baterai tetap mampu memberikan daya yang cukup selama sekitar 15 jam pertama, tetapi kemudian terjadi penurunan signifikan pada parameter tegangan dan arus. Kesimpulannya, baterai Lithium-LifePO4 lebih sesuai untuk aplikasi IoT pertanian yang memerlukan operasi jangka panjang dan keandalan tinggi. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam pemilihan sumber daya yang optimal untuk perangkat IoT di bidang pertanian, mendorong efisiensi dan keberlanjutan dalam implementasi teknologi smart farming. The development of the Internet of Things (IoT) in agriculture presents challenges in selecting energy sources that are both efficient and reliable. Batteries, as portable power sources, play a crucial role in implementing IoT devices in agricultural settings, which are often remote and lack electrical infrastructure. This study aims to analyze and compare the power performance of Lithium-Ion and Lithium-LifePO4 batteries as DC power sources for agricultural IoT devices. The research method involves experimental testing of both battery types over a 24-hour period with hourly measurement intervals. Parameters measured include voltage and current using the INA219 sensor. A comparative analysis was conducted to evaluate voltage stability, current consistency, energy efficiency, and durability of the two battery types. The results show that the Lithium-LifePO4 battery has significant advantages in terms of voltage stability and current consistency during the testing period. This battery maintained a voltage range between 3.0 V and 3.6369 V, and a current between 89.9538 mA and 91 mA during the first 15 hours. In contrast, the Lithium-Ion battery showed a notable performance drop after the transition phase, with a sharp decline in voltage and current after 15–20 hours of use. Additionally, testing after the step-down process indicated that the battery could still supply adequate power for approximately the first 15 hours, followed by a significant drop in voltage and current parameters. In conclusion, the Lithium- LifePO4 battery is more suitable for agricultural IoT applications that require long-term operation and high reliability. This research is expected to contribute to the optimal selection of power sources for agricultural IoT devices, promoting efficiency and sustainability in the implementation of smart farming technologies.