Seminar Nasional Fortei Regional 7
PROTOTIPE MONITORING KADAR KEASAMAN AIR, SUHU
AIR DAN PEMBERIAN PAKAN OTOMATIS PADA TAMBAK
IKAN MUJAIR BERBASIS MIKROKONTROLLER
Mohammad Fajrul Karim1, Zainal Abidin2, Ulul Ilmi 3. Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan.
Email: [email protected]1, [email protected]2, [email protected].3.
Abstract - Tilapia fish is freshwater fish that its natural propagation contained in African and Indonesian waters. The size of this fish is medium, the maximum total length about 30 until 40 centimeters. The ability of this fish is its can survive in the temperature range of 14-38°C with the optimum temperature for growth which is 25-30°C. The content of pH that good for growth is in range 0f 6-8 and its will experience disturbances or death in
Based on these problems, this study conducted various test to create a design that can be utilized. It will empower the farmers to increase yields. The methods of this study are electric and systematic. the steps taken are the stage of literature study, designing, manufacturing hardware, integrating system of software, testing, and analyzing the system.
This study uses NodeMCU as microcontroller and sending the data to the internet. pH sensor is to know the water condition. Temperature sensor is to know water temperature, RTC is to input the feeding time and servo motor to open and close the feed. The working principle of tool is to monitor the pH and water temperature if it is high or lace. The tool will give the notifications to mobile phones by using thing-speak application. Feeding the fish will automatically by using RTC module and servo motor.
Keywords: pH sensor, temperature sensor, water condition
and feeding time.
Abstrak - Ikan mujair adalah ikan air tawar penyebaran alaminya ikan ini terdapat pada prairan afrika dan indonesia. Ikan ini berukuran sedang panjang total maksimum bisa mencapai 30 sampai 40 cm. Ikan mujair mempunyai kemampuan bertahan hidup pada kisaran suhu 14-38°C dengan suhu optimum bagi pertumbuhannya yaitu 25-30°C. Kandungan pH pada kisaran 6-8 yang baik untuk pertumbuhan dan pada pH berkisar 5 – 9 ikan akan mengalami gangguhan atau kematian.
Berdasarkan masalah tersebut, penelitian ini melakukan berbagai pengujian untuk menciptakan rancang bangun agar bisa dimanfaaatkan sebagai mempermuda para petani untuk meningkatkan hasil panen. Metode yang digunakan meliputi perancangan elektrik dan sistematis. Tahapan yang dilakukan meliputi tahapan studi pustaka, perancangan, pembuatan hardware dan software mengintegrasikan sistem dan pengujian serta analisa sistem.
Pada penelitian kali ini menggunakan NodeMCU sebagai mikrokontroller dan pengirim data ke internet. Sensor pH untuk mengetahui kondisi air. Sensor suhu sebagai mengetahui
suhu air, RTC digunakan untuk inputan waktu pemberian waktu pakan dan motor servo untuk membuka dan menutup tempat pakan. Prinsip kerja dari alat tersebut sebagai
memonitoring pH dan suhu air jika pH dan suhu air tinggi atau
renda alat akan memberi notifikasi ke handphone menggunakan aplikasi thingspeak. Pemberian pakan akan secara otomatis dengan modul RTC dan motor servo.
Kata Kunci : Sensor pH, sensor suhu, kondisi air dan waktu
pemberian pakan.
I. PENDAHULUAN
Ikan mujair adalah ikan air tawar yang bisa dikonsumsi sehari-hari, penyebaran alaminya ikan ini terdapat pada prairan afrika dan indonesia. Ikan ini berukuran sedang panjang total maksimum bisa mencapai 30 sampai 40 cm, bentuk badannya pipi berwarna hitam, keabu-abuhan, kecoklatan atau kuning. Ikan ini sebagai pendamping makanan nasi. karena banyaknya orang yang suka terhadap ikan ini sebab rasanya dan protein yang dikandung pada ikan mujair. Ikan mujair termasuk jenis ikan pemakan segalanya (omnivora). Ikan mujair mempunyai kemampuan bertahan hidup pada kisaran suhu 14-38 °C dengan suhu optimum bagi pertumbuhan dan pekembangannya yaitu 25-30 °C. Pada suhu 14 °C atau pada suhu tinggi 38 °C pertumbuhan ikan mujair akan terganggu. Pada suhu 6 °C suhu terlalu dingin atau pada 42 °C suhu akan terlalu panas, ikan mujair dapat mengalami kematian. Kandungan oksigen yang baik untuk pertumbuhan ikan mujair minimal 4mg/L, kandungan karbondioksida kurang dari 5mg/L dengan derajat keasaman (pH) berkisar 5 – 9[7].
Maka berdasarkan uraian tersebut dibutuhkan adanya peningkatan kualitas budidaya ikan mujair terutama memonitoring kadar keasaman, suhu air dan pemberian pola pakan untuk meningkatkan kuantitas dan kualitas hasil panen. Dalam rangka untuk mengimbangi peningkatan kebutuhan konsumsi sebagai akibat peningkatan jumlah penduduk di Indonesia.
Monitoring keasaman dan suhu air serta pemberian pakan
otomatis pada tambak ikan mujair ini menggunkan sensor pH dan sensor suhu air untuk tolak ukur awal masukan data. Mikrokontroller digunakan untuk membaca data sensor yang diolah melalui proses arduino yang dikirim ke internet dan
diterima oleh smartphone, pemberian pakan secara otomatis mengikuti jadwal jam yang ditetapkan menggunakan RTC dan pakan digerakan motor servo dengan sistem buka tutup pada tong pakan ikan dengan waktu yang ditentukan.
II. METODELOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian adalah perancangan elektrik, sistematis, agar diperoleh data dan informasi yang akurat. Dalam perancangan ini dimulai dari pengumpulan data, pembuatan perancangan, pembuatan alat, pengujian, dan menyimpulkan hasil dari sistem. Berikut adalah diagram blok rangkaian alat monitoring kadar keasaman air, suhu air dan pemberian pakan otomatis berbasis mikrokontroller.
Gambar 1. Diagram Rangkaian Prangkat Keras Data diterima oleh sensor pH kemudian akan dikirimkan sinyal ke mikrokontroller untuk dikirim ke internet. Jika sensor mendeteksi kadar keasaman pada lahan tambak mujair akan mengirim inputan ke mikrokontroller dan mikrokontroller membaca suhu keadaan air dan akan dikirim melalui modul internet begitu pula dengan sensor suhu yang memberikan inputan ke mikrokontroller dan data dikirim ke internet.
Pemberian pakan otomatis melalui RTC sebagai inputan waktu yang ditentukan yang masuk ke mikrokontroller dan mikrokontroller membaca memerintahkan motor servo untuk membuka dan menutup tempat pakan ikan.
A. Tahap Studi Pustaka.
Studi pustaka ini diambil dari beberapa seperti data
Sheet dan jurnal-jurnal sebagai referensi yang digunakan
sebagai sumber dasar dalam mengolah data. Studi pustaka pada tugas akhir ini meliputi hal-hal sebagai berikut:
a. Studi system operasi mikrokontroller
b. Studi system monitoring sensor pH dan sensor suhu
c. Studi system pemberian pakan ikan otomatis
B. Tahap perancangan dan pembuatan perangkat keras.
Perencanaan alat ini disesuaikan dengan fungsi dari beberapa komponen yang akan digunakan sehingga siap untuk direalisasikan.
C. Tahap perancangan dan pembuatan perangkat lunak.
Pengujian perangkat penyusun sistem yang sudah dirancang, yaitu perangkat keras dan perangkat lunak sebelum diintegrasikan menjadi sistem keseluruhan.
D. Integrasi sistem
Mengintegrasikan perangkat penyusun sistem yang sudah dirancang, yaitu perangkat keras dan perangkat lunak menjadi sistem keseluruhan.
E. Tahap pengujian dan analisa sistem
Menguji sistem yang telah terintegrasi secara menyeluruh untuk selanjutnya dilakukan analisa sesuai dengan fungsinya.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Hasil Pengujian
Dalam tahap ini akan dibahas tentang pengujian perencanaan sistem yang telah dibuat serta pembahasan dari pengujian.
A. Pengujian Sensor pH
Pada pengujian sensor pH dilakukan untuk mengetahui bahwa kondisi sensor pH bisa mendeteksi kadar keasaman air dengan baik. Pada pengujian ini diberikan masukan tegangan pada sistem keseluruhan, kemudian pada mikrokontroller diprogam untuk menjalankan fungsi sensor pH dapat mengetahui nilai kadar keasaman air.
Gambar 3. Pengujian Sensor pH Dengan Arduino
Gambar 4. Hasil Pengujian Sensor pH Dengan Arduino Dari gambar di atas pada serial print menunjukan angka 3.389 maka sensor pH mendeteksi keasaman air, dan pada saat serial print menunjukan angka 0 maka sensor pH tidak mendeteksi keasaman air. Dari hasil pengujian sensor pH tersebut menunjukan sensor dapat mendeteksi kadar keasaman air dengan baik.
B. Pengujian RTC
Pada pengujian Real Time Clock (RTC) ini dilakukan untuk mengetahui waktu atau jam yang digunakan sebagai inputan pengatur waktu. Untuk mendapat hasil yang baik dalam pegujian RTC dihubungkan ke NodeMCU yang diberi tegangan sebesar 5 volt dan program dimasukkan. Apabila hasil hasil pengujian RTC menunjukan waktu maka RTC berfungsi, dan apabila RTC tidak menunjukkan waktu maka alat tidak berfungsi.
Gambar 5. Pengujian RTC Dengan NodeMCU
Gambar 6. Hasil Pengujian RTC Dengan NodeMCU Pada hasil pengujian serial print di atas menunjukan tanggal, bulan, tahun, jam, menit dan detik. Yang suda tepat pukul dalam indosia barat dan bisa untuk memberikan informasi waktu kemiktrokontroler. Maka alat menandakan bahwa RTC berjalan dengan baik.
C. Pengujian Sensor Suhu/Dallas
Untuk hasil pengujian, maka proses pengujian sensor suhu dihubungkan pada pin-pin mikrokontroller atau diberi tegangan sebesar 5 volt. Apabila hasil pengujian sensor suhu bernilai 1 ke atas atau lebih maka sensor berfungsi, dan apabila sensor suhu bernilai 0 maka sensor suhu tidak berfungsi.
Gambar 7. Percobaan Sensor Suhu/Dallas
Dari gambar di atas pada serial print menunjukan temperature 30.00 maka sensor suhu mendeteksi keadaan suhu air, dan jika saat serial print menunjukan angka 0 maka sensor suhu tidak mendeteksi suhu air. Dari hasil pengujian sensor suhu tersebut menunjukan sensor dapat mendeteksi keadaan suhu air dengan baik.
D. Pengujian Motor Servo
Pengujian ini dapat dilakukan untuk mengetahui respon motor servo yang bekerja sebagai pembuka pintu pakan ikan dan akan menutup kembali dengan waktu yang diberikan. Gerakan yang dilakukan motor servo adalah naik turun. Hal itu dilakukan untuk memastikan kondisi motor servo bekerja dengan baik.
Gambar 9 Pengujian Motor Servo
Dari gambar di atas motor servo dihubungkan ke mikrokontroller dengan menghubungkan pin-pin motor servo kepin-pin mikrokontroller. Vcc ke 3V, GND ke GND, Clk ke D6, Dat ke D7, Rst ke D8.
Tabel 1. Pengujian Motor Servo
No Perintah Respon Motor
Servo
1
Pada waktu yang ditentukan motor berputar 90o keatas
dengan delay 1000ms dan kembali 90o pada semula
On
2 Pada waktu diluar Yang
ditentukan Off
Dari tabel di atas, apabila sudah pada waktu yang ditentukan motor berputar 90o ke atas dengan delay
1000ms dan kembali 90o pada semula, maka respon dari
motor servo akan on pada waktu diluar yang ditentukan, maka respon dari motor servo akan tetap off.
E. Pengujian Jaringan Internet
Pengujian jaringan internet dilakukan untuk mengetahui apakah jaringan internet notifikasi berfungsi dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan cara memberikan masukan tegangan pada sistem keseluruhan. Kemudian pada mikrokontroller disambungkan ke wifi, diprogram untuk mengaktifkan jaringan internet.
Gambar 10. Hasil Pengukuran pH Dan Suhu Pada Internet
3.2. Pengujian Rangkaian Secara Keseluruhan
Tahap ini bertujuan untuk mengetahui kinerja rangkaian secara keseluruhan yang meliputi pengujian sensor pH, sensor suhu, modul RTC, motor servo dan internet. Hasil pengujian dapat dilihat dalam tabel sebagai berikut.
Tabel 2. Pengujian Keseluruan Komponen.
Percobaan pH Suhu Motor
Servo 1 6,75 29.44 on 2 6,70 32,00 on 3 6,65 31,19 off 4 6,78 30,19 on 5 6,61 29,31 on 6 6,65 32,19 on 7 6,75 29,25 on 8 6,64 31,31 on 9 6,78 29,00 off 10 6,73 29,94 on
Dari tabel pengujian rangkaian alat secara keseluruhan, alat bisa berjalan dengan prinsip kerja sebagai monitoring kadar keasaman air, suhu air dan pemberian pakan sesuai waktu yang ditentukan pada pukul 07:00 dipagi hari dan pukul 15:00 pada sore hari, pH dan suhu membaca keadaan air yang bisa dipantau melalui internet disetiap waktu.
Keunggulan alan ini sudah menggunakan IoT (Internet
Off Tink) yang bisa mengetahui keadaan tambak pada posisi
jahu dari tempatnya jadi akan mempermuda untuk mengetahui kondisi tambak tanpa harus pergi ketambak, dengan memonitoring suhu air dan pH yang berada pada tambak ikan mujair para petambak akan sangat terbantu dengan alat pemonitoring kadar suhu dan kadar keasamannya, tidak hanya pemonitoring suhu air dan pH saja alat ini bisa memberikan pakan ikan secara waktu yang ditentukan pada pengolahan sistem di mikrokontroller yang akan menggerakan motor servo, motor servo akan membuka keatas pada 90o dan akan menutup kembali.
Alat ini diterapkan pada tambak ikan mujair dengan maksimal luas tambak 100 meter persegi dengan banyak ikan kurang lebih 1500 ekor beni ikan mujair saja disebabkan tempat pakan ikan hanya menggunakan satu buah tonk saja, alat ini juga harus diatur terlebih dahulu dengan kondisi lahan yang dipakai untuk menyesuikan banyaknya ikan yang dibudidayakan, ukuran pakan ikan bisa dihitung dengan menjumblah 3% dari berat ikan yang di tambak ikan mujair, dengan protein 20%-30% dari berat pakan ikan mujair.
Tabel 3. Waktu Pemberian Pakan Beserta Hasil Ukur pH Dan
Suhu Air
Hari
Waktu Pemberian
Pakan
Motor Servo pH Suhu
1 7:00 Membuka 6,75 29.44 15:00 Membuka 6,70 32,00 2 7:00 Membuka 6,65 31,19 15:00 Membuka 6,78 30,19 3 7:00 Membuka 6,61 29,31 15:00 Membuka 6,65 32,19 4 7:00 Membuka 6,75 28,20 15:00 Membuka 6,64 31,31 5 7:00 Membuka 6,78 29,00 15:00 Membuka 6,73 29,94 6 7:00 Membuka 6,75 29.44 15:00 Membuka 6,70 32,12 7 7:00 Membuka 6,65 31,19 15:00 Membuka 6,78 30,19 8 7:00 Membuka 6,61 29,31 15:00 Membuka 6,65 32,19 9 7:00 Membuka 6,75 29,25 15:00 Membuka 6,64 31,31 10 7:00 Membuka 6,78 29,18 15:00 Membuka 6,73 28,94 11 7:00 Membuka 6,75 29.44 15:00 Membuka 6,70 32,00 12 7:00 Membuka 6,65 31,19 15:00 Membuka 6,78 30,19 13 7:00 Membuka 6,61 29,31 15:00 Membuka 6,65 32,19 14 7:00 Membuka 6,75 29,25 15:00 Membuka 6,64 31,31 15 7:00 Membuka 6,78 29,00 15:00 Membuka 6,73 29,94
Dari tabel di atas motor servo akan membuka tempat pakan dengan sesuai waktu yang ditentukan yaitu pada jam 7:00 dipagi hari dan pada jam 15: 00 disore hari tabel di atas menunjukkan hasil data tiap hari mulai hari ke 1 sampai hari ke 15 motor servo akan membuka sesuai jam yang diatur, tabel di atas juga menunjukkan hasil pengukuran pada sensor pH mendeteksi 6,61 sampai 6,78 nilai pH air. Sensor suhu air mendeteksi 28,20o sampai 32,19o celcius. dan semua hasil
tersebut di kirimkan ke aplikasi ThinkSpeak melalui IoT.
IV. PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang didapat pada penelitian ini dapat disimpulkan :
a. Sistem monitoring kadar pH, suhu air dan pemberian pakan budi daya ikan mujair menggunakan mikrokontroller dirancang dengan menggunakan beberapa komponen seperti sensor pH, sensor suhu air/Dallas, RTC (Rieal Time Clook), motor servo, NodeMCU dan IOT yang telah terintegrasi. Sensor pH membaca intensitas pH air, begitu juga sensor suhu air akan membaca suhu air dan data langsung dikirim melalui IoT akan diterima oleh aplikasi ThinkSpeak sebagai monitoring pH dan suhu air. RTC memberi masukan ke mikrokontroller dan akan menggerakkan motor servo sebagai pemberian pakan.
b. Sensor pH dapat membaca intensitas pH air. pada sensor pH mendeteksi 6,61 sampai 6,78 nilai pH air. Sensor suhu air mendeteksi 28,20o sampai 32,19o
celcius. dan semua hasil tersebut di kirimkan ke aplikasi ThinkSpeak melalui IoT. Waktu pemberian pakan motor akan membuka pada pukul 07:00 dipagi hari dan pada pukul 15:00 disore hari yang sesuai pada waktu pada modul RTC.
4.2. Saran
a. Apabila memungkinkan bisa menambakan layar LCD dialatnya sebagai memonitoring secara langsung.
b. Untuk penelitian selanjutnya diharapkan memberi sensor volume pakan agar bisa mengetahui pakan suda habis atau tidak.
V. DAFTAR PUSTAKA
[1]. Rafik Manihar, Sheikh, Feby balea 2012. “The Power Saving Low Cost Rotating 8 Led Information Display”. Ijser 3:1-5
[2]. Al Qalit, Fardian, Aulia Rahman, “Rancag Bangun Prototipe Pemantauan Kadar PH dan Kontrol Suhu Serta Pemberian Pakan Otomatis pada Budidaya ikan Lele Sangkuriang Berbasis IoT”. Vol.2 No.3 2017-8-15.
[3]. Elba Lintang, Firdaus, Ida Nurcahyani, “Sistem Monitoring Kualitas Ir Ada Kolam Ikan Berbasis Wireless Sensor Network menggunakan Komunikasi Zigbee”. Prosiding SNATIF Ke-4
[4]. Muhammad Palestin, Rozeff Pramana, S.T., M.T., Eko Prayetno, S.T., M.Eng. “Prototipe Sistem Monitoring Dan Kontrol Suhu Air Pada Kolam Ikan Nila Berbasis Arduino Uno Dan Cayenne”. Teknik
Elektro UMRAH-2017.
[5]. Ghulam Imaduddin dan Andi Sapriza, “Otomatisasi Monitoring Dan Pengaturan Keasaman Larutan Dan Suhu Air Kolam Ikan Pada Pembenihan Ikan Lele”. Volume 7, Nomor 2, ISSN 2089-0265.
[6]. Kaisel Abdul Kahar Wiajaya, Komang Somawirata, Yudi Limpraptono. “Rancang Bangun Alat Pemberi Makan Dan Monitoring Sisa Pakan Kucing Berbasis Internet Of Things (Iot)”, Seminar Hasil Elektro S1
ITN Malang Tahun Akademik 2018/2019.
[7]. Khorul. “Sintasan Ikan Mujair (Oreochromis Mossambicus) Yang Dipelihara Pada Tambak Air Payau Dengan Pemberian Frekuensi Pakan Alami Klekap Berbeda”. Vol. 5, No. 1, Juni 2018.
