SISTEM PERAWATAN IKAN KOI DI AKUARIUM OTOMATIS BERBASIS DESKTOP DAN ARDUINO UNO.

(1)

SISTEM PERAWATAN IKAN KOI DI AKUARIUM OTOMATIS BERBASIS

DESKTOP DAN ARDUINO UNO

.

1 Dadan Nurdin Bagenda,S.T, M.T, 2 Anggi Program Studi Teknik Informatika STMIK LPKIA

Jln. Soekarno Hatta No. 456 Bandung 40266, Telp. +62 22 75642823, Fax. +62 22 7564282 Email : [email protected], 2 [email protected]

Abstrak

Perawatan ikan koi di akuaruim ini

adalah untuk mempermudah dalam perawatan ikan di

akuarium terutama apada pemberian pakannya pengatur suhu dan mengatur ketinggian air,

terdapat banyak pemelihara ikan koi dalam akuarium baik yang berukuran besar, sedang maupun

yang berukuran kecil. Memelihara ikan koi adalah suatu hobi masyarakat yang sangat digemari

dari dulu hingga sekarang, karena kemudahannya dalam pemeliharaan dan perawatannya yang

membuat kebanyakan orang ingin memelihara ikan dan dipelihara dalam akuarium harus

diperhatikan waktu pemberian pakannya sehingga pemberian pakan teratur dan terus menerus di

tambah denganya perawatan suhu air dan ketinggian nya harus di jiga. Namun karena kesibukan

masyarakat yang memiliki kegiatan tingkat kesibukan yang cukup padat dalam pekerjaan, pasti

merasakan sedikit kesulitan ketika akan meninggalkan rumah terlebih lagi dalam waktu yang

cukup lama. Dengan permasalahan diatas perlu dilakukan solusinya dengan cara menambah

sistem baru. Sistem baru ini dibangun menggunakan pakan otomasi dengan alat motor dc dan

dapat di atur waktu dengan sensor RTC dan pengaturan ketinggian air menggunakan pompa air

untuk actuator dan sensor ultrasonic untuk mengukur jarak air, pengatur suhu menggunakan

sensor LM35 dengan untuk monitoring mengunakan tampilkan.

Kata Kunci: pakan otomatis, ultrasonic, lm35, pompa air, monitoring,RTC,pengaturan suhu

1. Latar Belakang

Kemajuan di bidang elektronika ini semakin berkembang sangat pesat dan berpengaruh dalam pembuatan alat-alat yang canggih, dalam kehidupan sehari-hari baik itu di kota ataupun di desa, terdapat banyak pemelihara ikan koi dalam akuarium baik yang berukuran besar, sedang maupun yang berukuran kecil. Memelihara ikan koi adalah suatu hobi masyarakat yang sangat digemari dari dulu hingga sekarang, karena kemudahannya dalam pemeliharaan dan perawatannya yang membuat kebanyakan orang ingin memelihara ikan. Ikan yang dipelihara dalam akuarium harus diperhatikan waktu pemberian pakannya sehingga pemberian pakan teratur dan terus menerus. Namun karena kesibukan masyarakat yang memiliki kegiatan tingkat kesibukan yang cukup padat dalam pekerjaan, pasti merasakan sedikit kesulitan ketika akan meninggalkan rumah terlebih lagi dalam waktu yang cukup lama.

Alat pemberiaan pakan ikan secara otomatis ini sangat di perlukan oleh masyarakat yang memiliki banyak aktivitas, Memelihara ikan adalah suatu hobi masyarakat yang sangat digemari dari dulu hingga sekarang, karena kemudahannya dalam pemeliharaan dan perawatannya yang membuat kebanyakan orang ingin memelihara ikan. Ikan yang dipelihara dalam akuarium harus diperhatikan waktu pemberian pakannya sehingga ikan tersebut membutuhkan

jadwal pemberian pakan yang teratur dan terus menerus. karena dengan pemberian makanan yang sudah dirancang secara otomatis orang tersebut tidak perlu khawatir lupa atau harus ada untuk memberi makan ikannya. Menjaga Temperatur atau suhu dan pH lingkungan hidup ikan Koi. Salah satu metode yang digunakan adalah dengan menggunakan peralatan seperti pengatur suhu dan mengatur ketinggian air di akuarim agar tetap stabil.

I.1 Identifikasi Permasalahan

Dalam tahap analisis, langkah pertama yang harus dilakukan adalah mengidentifikasi terlebih dahulu permasalahan yang timbul. Berdasarkan latar belakang yang telah di kemukakan, maka dapat mengidentifikasikan beberapa permasalahan nya sebagai berikut :

1. Bagaimana pemberi makan pada ikan koi di akuarium otomatis berbasis Mikrokontroler ? 2. Bagaimana membuat alat pengatur temperatur

air berbasis Microcontroller dan mempertahankan suhu air aquarium pada suhu 15 hingga 25° C dan pH 6,5 sampai 8,5 ?

(2)

3. Bagaimana membuat alat pengatur ketinggian air di akuarium ?

I.2 Ruang Lingkup Permasalahan

Dari identifikasi permasalahan yang timbul, maka perlu adanya batasan masalah serta ruang lingkup permasalahan. Adapun beberapa batasan masalah serta ruang lingkupnya sebagai berikut :

1. Sistem pemberi ikan koi ini digunakan di dalam tempat akuarium

2. Membuat penjadwalan pakan secara teratur agar sesuai jadwal.

3. Mengatur suhu dan pH agar sesuai dengan kebutuhan ikan tersebut.

4. Pendataan data yang dilakukan untuk mengatahui mengatur suhu/pH dan ketinggian air agar sesuai, yang nantinya akan dibutuhkan untuk me monitoring atau berupa informasi.

5. Perangkat keras yang digunakan yaitu berbasis Arduino uno dan Perangkat lunak yang digunakan untuk pendataan online dibuat menggunakan aplikasi berbasis desktop.

I.3 Tujuan Perancangan

Tujuan dari pembuatan rancangan sistem ini untuk menjelaskan dalam proses yang akan dibangun ataupun dihasilkan. Adapun tujuannya sebagai berikut :

1. Membuat kerja dari alat pemberi makan pada ikan koi di akuarium otomatis berbasis Mikrokontroler.

2.

Membuat alat dan menggunakan

sensor suhu air dan pH.

3. Membuat alat ketinggian air

agar setabil tidak melebihi batas.

I.4

Metodologi Penelitian

Yang

digunakan

dalam

penyusunan

ini

menggunakan satu tahap terdiri dari Prototype,

dan ada beberapa pengertian metode Prototype

ini menurut para ahli diantaranya. Proses

pengembangan sistem seringkali menggunakan

pendekatan prototipe (prototyping). Metode ini

sangat baik digunakan untuk menyelesaikan

masalah kesalah pahaman antara user dan analis

yang

timbul

akibat

user

tidak

mampu

mendefinisikan secara jelas kebutuhannya.

Dalam artikel tersebut disimpulkan prototyping

model adalah suatu proses pembuatan software yang yang bersifat berulang dan dengan perencanaan yang cepat yang dimana terdapat umpan balik yang memungkinkan terjadinya perulangan dan perbaikan software sampai dengan software tersebut memenuhi kebutuhan dari si pengguna. Sedangkan dari beberapa referensi yang saya temukan, prototyping model adalah salah satu model sederhana pembuatan software yang dimana mengizinkan pengguna memiliki suatu gambaran awal dasar tentang program serta melakukan pengujian awal yang didasarkan pada konsep model kerja

II.Dasar Teori

Ikan_koi_(Cyprinus_carpio) merupakan salah satu jenis ikan hias yang berpuluh – puluh tahun secara turun – temurun dibudidayakan oleh orang Jepang, bahkan dijadikan lambang bagi bangsa Jepang dan diangkat sebagai ikan nasional Jepang. Di negeri sakura tersebut, koi pertama kali di pantai timur di kota ojiya provinsi Niigata. Wilayah ini terletak di daratan tinggi pengunungan yang setiap tahun sering dilanda musim salju. Bahan makan di saat musim dingin tiba melalui proses budidaya selama ratusan tahun, diperoleh strain ikan carp berwarna merah. Pada awalnya ikan koi hanya memiliki warna tunggal yaitu hitam (karasugoi dan sumigoi), merah (benigoi, higoi, akagoi), putih (shiromuji), keemasan (kingoi), dan putih keperakan (gingoi) dan disilangkan sehingga menghasilkan dua warna, tiga warna, lima warna dan multi warna (Purbani, 1995). Seiring dengan perkembangan teknik budidaya, koi yang pada awalnya hanya memiliki satu warna saja saling disilangkan sehingga menghasilkan ikan koi yang memiliki dua warna, tiga warna, bahkan lima warna. Ikan ini dapat dipelihara hampir di semua tempat, gerak gerik ikan ini tampak simpatik, bahkan ada anggapan ikan koi dapat membawa keuntungan bagi pemiliknya (Effendy, 1993)[6].

II.2

ArduinoUno

Pengertian Arduino adalah:

“Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.”

Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan.

(3)

Jadi mikrokontroler bertugas sebagai ‘otak’ yang mengendalikan input, proses dan output sebuah rangkaian elektronik.

Mikrokontroler ada pada perangkat elektronik di sekeliling kita. Misalnya handphone, MP3 player, DVD, televisi, AC, dll. Mikrokontroler juga dipakai untuk keperluan mengendalikan robot. Baik robot mainan, maupun robot industri.

Karena komponen utama Arduino adalah mikrokontroler, maka Arduino pun dapat diprogram menggunakan komputer sesuai kebutuhan kita.

Gambar 1 Arduino Uno

Spesifikasi Arduino Uno  Mikrokontroler ATmega328  Catu Daya 5V

 Teganan Input (rekomendasi) 7-12V  Teganan Input (batasan) 6-20V

 Pin I/O Digital 14 (of which 6 provide PWM output)

 Pin Input Analog 6

 Arus DC per Pin I/O 40 mA

 Arus DC per Pin I/O untuk PIN 3.3V 50 mA  Flash Memory 32 KB (ATmega328) dimana 0.5

KB digunakan oleh bootloader  SRAM 2 KB (ATmega328)  EEPROM 1 KB (ATmega328)  Clock Speed 16 MHz

II.3 Pengertian

RTC (Real Time Clock)

RTC sistem memiliki fungsi menyimpan tanggal, waktu/jam, menit, dan detik sebagai input data pewaktu mikrokontroler yang dihubungkan melalui Port B mikrokontroler. merupakan suatu chip IC yang

berfungsi menghitung waktu mulai detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, hingga tahun dengan akurat dan menjaga atau menyimpan data waktu tersebut secara real time dengan sumber catu daya sendiri dan dinilai cukup akurat sebagai pewaktu (timer) dikarenakan menggunakan osilator kristal eksternal . Sehingga saat perangkat mikrokontroler yang difungsikan untuk mengakses RTC sebagai sumber data waktu dimatikan, data waktu tidak akan hilang selama baterai yang terhubung pada RTC tersebut

tidak mati

Gambar 2. Rangkaian RTC sistem

II.4 Pengertian Sensor ultrasonik

adalah sebuah sensor yang mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik. Rangkaian sensor

ultrasonic terdiri dari Transmitter, Receiver, dan

komparator. Ultrasonic modul umunya berbentuk papan elektronik ukuran kecil dengan beberapa rangkaian elektronik dan 2 buah transducer. Dari 2 buah

transducer ini, salah satu berfungsi sebagai transmitter

dan satu lagi sebagai receiver. Ada juga modul yang hanya mempunyai 1 buah transducer, berfungsi sebagai

transmitter dan receiver sekaligus. Ultrasonic modul

ini bekerja dengan cara menghasilkan gelombang suara pada frekuensi tinggi, yang kemudian dipancarkan oleh bagian transmitter[8]. Pantulan gelombang suara yang mengenai benda di depannya akan ditangkap oleh bagian receiver. Dengan mengetahui lamanya waktu antara dipancarkannya gelombang suara sampai ditangkap kembali, kita dapat menghitung jarak benda yang ada di depan modul tersebut. Lamanya waktu tempuh gelombang suara dikalikan kecepatan suara, kemudian dibagi 2 akan menghasilkan jarak antara

ultrasonic modul dengan benda di depannya. Dengan

dimensi yang cukup kecil yaitu 43x30x15 mm, serta harga yang sangat terjangkau. Modul HC-SR04

ultrasonic memiliki range atau mengukur jarak 2cm -

400 cm, kisaran akurasi mencapai 3mm.

(4)

II.5 Pengertian LM35

Sensor suhu yang digunakan dalam penelitian ini adalah sensor LM 35. Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektrik tegangan. Sensor ini memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1°C tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5V pada suhu 150 °C

II.8 Optimasi Program

Seperti yang sudah disebutkan di BAB I, optimasi program sangat dibutuhkan oleh penulis karena kebutuhan pemrosesan yang cepat oleh pengendali utama. Karena Pengendali utamanya menggunakan Arduino Uno, maka kita menggunakan hasil penelitian Dadan (2016) yang berjudul "Pengaruh Struktur Pemrograman Dan Compiler Pada Kecepatan Operasi Menggunakan Arduino Uno," Hasil penelitiannya menyatakan ada 2 cara

mengoptimalkan kecepatan proses, pertama dengan cara mengatur struktur pemrogramannya, kedua dengan cara mengunakan level option compiler berikut:

#pragma GCC optimize (“-O3”)

Dengan cara ini, jika menggunakan level option ke-3 atau (“-Oke-3”) maka dapat mengurangi waktu tempuh sampai 78.23% dari standar compiler [3]. III. Analisis Dan Perancangan

III.1. Blok Diagram Sistem

Blok diagram sistem keseluruhan bertujuan untuk memberikan pemetaan pembagian kerja penulis dan rekan penulis dengan dibagi menjadi beberapa subsistem. Berikut ini adalah blok diagram sistem pengontrolan nirkabel peralatan elektronik dalam ruangan secara keseluruhan :

Gambar III.1 Blok Diagram Sistem Keseluruhan Dari gambar diatas terlihat bahwa sistem ini terdiri dari 10 Blok utama yaitu:

1. Pompa air untuk mengontrol air yang di butuhkan.

2. Sensor Ultrasonik sebagai pengukur

ketinggian air.

3. Relay sebagai penghubung arus. 4. Lm35 sebagai pengatur suhu.

5. Motor dc sebagai energi listrik arus searah untuk membukan pakan

6. Heater akuarium sebagai pengahat air dan suhu air.

7. Arduino Uno sebagai penerima, pengolah dan pengirim data sensor

8. Laptop sebagai monitoring

III.2 Usecase Diagram

Use Case merupakan diagram yang memperlihatkan himpunan use case dan aktor-aktor, terutama sangat penting untuk pengorganisasian dan memodelkan prilaku suatu sistem yang dibutuhkan serta diharapkan pengguna.

Gambar III.2 UseCase Diagram

III.3 Permodelan Data

Gambar III.3 Class Diagram

IV. Implementasi Dan pengujian

IV.1 Jadwal Kegiatan

Adapun aktivits-aktivitas yang dilakukan dalamm tahapan implementasi adalah sebagai berikut :

Dari uraian tersebut rencana implementasi diatas dijadwalkan dalam tabel dibawah ini:

1. Penetapan Anggaran Dan Hardware

Pada poin ini akan dilakukan penentuan anggaran yang diperlukan serta pemilihan hardware yang akan digunakan.

2. Pemilihan Hardware dan Software

Tempat untuk peralatan harus dipersiapkan terlebih dahulu, dan memilih hardware dan software yang akan digunakan dalam alat tersebut.

(5)

Pemrograman pada tahap ini merupakan kegiatan penulisan kode program untuk mengimplementasikan rancangan aplikasi yang telah di buat. Setelah hardware dan software tersedia maka selanjutnya adalah proses pemasangan hardware baru dan penginstalan software

4. Pembuatan Program

Kegiatan pembuatan program yaitu kegiatan menterjemahkan hasil rancanagan kedalam bentuk yang dapat dibaca oleh arduino uno 5. Pengetesan dan Perbaikan Hardware dan

Software

Kegiatan uji coba dan apabila masih ada kesalahan akan diperbaiki, sehingga sistem dapat berjalan secara maksimal sesuai dengan yang diharapkan.

6. Evaluasi Sistem

Kegiatan evaluasi ini bertujuan untuk mengetahui efektifitas, efisiensi dari sistem yang baru dibandingkan dengan hasil yang dicapai oleh sistem lama

Tabel IV.1 Daftar Aktifitas Imlementasi

Berdasarkan Tabel IV.1 maka dapat digambarkan

Gantt chart sebagi berikut:

Gantt Chart

IV.2.Pengujian Untuk penguji

:

Gambar IV.1 Pengujian pakan terbuka

IV.2.1 pakan tertutup

Gambar IV.2 Pengujian pakan tertutup

IV.2.2 Pengujian Keseluruhan

Gambar IV.3 Pengujian keseluruhan

Sebagai dasar penilaian terhadap aplikasi dan sistem , terdapat beberapa poin yang menetukan untuk mengetahui apakah aplikasi dan sistem ini sesuai dengan harapan atau tidak. Berikut ini adalah poin-poin tersebut:

1. Pengujian Arduino Uno.

2. Pengujian sensor LM35 untuk mengetahui keadaan suhu di air.

3. Pengujian sensor ultrasonic untuk mengukur jarak ketinggian.

V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan

Setelah melakukan perencanaan dan membuat suatu sistem pengujian beserta analisanya, maka dapat diambil beberapa kesimpulan dari kinerja keseluruhan sistem perawatan ikan koi di akuarim baik dari segi Perangkat Keras maupun Perangkat Lunak adalah sebagai berikut :

(6)

1. Keadan suhu dan ketinggian air di dalam akuarim dapat membuat nyaman dan ikan tidak stress.

2. Alat pemberian pakan ikan ini mudah dan baik digunakan karena selain otomatis dan terjadwal.

3. Berdasarkan data yang diperoleh alat dapat bekerja dengan baik karena pada saat pengujiannya dengan rentang waktu pemberian tiap 2 detik hasil data yang diperoleh adalah linear.

V.2 Saran

Setelah melihat hasil uji coba dan kesimpulan saran untuk penelitian lanjutan dengan topik yang sama yaitu :

1. Bisa menggunakan aplikasi labview untuk monitoring nya.

2. Menambahkan alat untuk pengisian ulang pakan otomatis.

3. Mengunakan sensor Ph Meter Sensor SEN0161 dengan alatnya.

Daftar Pustaka [1

]

SISTEM PERAWATAN IKAN KOI DI AKUARIUM OTOMATIS BERBASIS DESKTOP DAN ARDUINO UNO.