37
APLIKASI MONITORING DAN KONTROL TAMBAK UDANG VANAMMEI
Vivien Arief Wardhany1, Herman Yuliandoko2, Subono3, M. Udin Harun Al rasyid4, I Gede Puja Astawa5
1,2,3Teknik Informatika, Politeknik Negeri Banyuwangi, Banyuwangi
4,5Teknik Informatika dan Komputer, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Surabaya 1vivien.wardhany@poliwangi.ac.id, 2herman.yuliandoko@poliwangi.ac.id, 3subono@poliwangi.ac.id
4udinharun@pens.ac.id, 5puja@pens.ac.id
Abstrak
Monitoring kualitas air pada tambak udang vanammei dapat menjadi salah satu langkah pengawasan dan pengendalian terhadap kualitas air pada tambak. Metode konvensional yang selama ini dilakukan untuk memonitoring kondisi air pada tambak udang adalah dengan melakukan pemeriksaan secara langsung dengan mendatangi lokasi. Kualitas air pada tambak udang vanammei menjadi hal yang sangat penting, karena seiring dengan kualitas air yang tinggi akan meningkatkan peluang udang petambak sehat dan tumbuh dengan baik. Efektivitas dalam monitoring kulaitas air sangat dibutuhkan guna meningkatkan produktivitas tambak udang vanammei. Dengan dibangunnya sebuah aplikasi system control dan monitoring tambak udang vanammei petambak dapat lebih mudah melakukan monitoring daan control pada tambak udang vanammei menggunakan Aplikasi Android. Dengan aplikasi ini dapat memantau nilai pH, Suhu dan Salintas pada air tambak udang vanammei berdasarkan sensor-sensor yang diletakkan pada air tambak. Aplikasi ini memanfaatkan Arduino yang dilengkapi dengan sensor pH, suhu dan Salinitas yang menggunakan database my-sql untuk menyimpan data yang ditampilkan pada aplikasi android. Dengan menggunakan aplikasi ini petugas dapat melakukan monitoring kualitas air pada tambak udang secara real time yaitu pH, Suhu dan Salinitas, dengan menggunakan applikasi ini tanpa harus mendatangi lokasi tambak udang. Dan aplikasi ini dapat digunakan untuk melakukan control on/off pada pompa air untuk menstabilkan kualitas air pada tambak udang.
Kata kunci : Monitoring; udang-vanammei; Application; sensor; pH; Suhu; Salinitas.
I.PENDAHULUAN
Monitoring saat ini sudah semakin maju seiring dengan perkembangan teknologi di dunia. Penggunaan teknologi di bidang monitoring dapat dilakukan dengan kolaborasi perangkat keras (hardware) dan lunak (software) membentuk suatu sistem dalam melakukan pemantauan suatu daerah atau bidang kerja tertentu. Monitoring dalam bidang budidaya udang salah satunya yaitu memonitoring pH, Suhu dan Salinitas. Metode konvensional yang saat ini digunakan adalah dengan melakukan monitoring secara manual yaitu mendatangi tambak tersebut baik dilakukan oleh petugas maupun para petani tambak itu sendiri. Dengan hal tersebut timbul permasalahan yakni diperlukan banyak tenaga dan waktu untuk menjaga dan merawat kesehatan air tambak udang vaname tersebut setiap saat. Sehingga para pengelola tidak dapat meninggalkan aktifitas tersebut, yang mengakibatkan kontrol dan pengamatan tidak efektif dan efisien lagi. Hal inilah yang mengakibatkan hasil panen yang tidak optimal.
Hadirnya Teknologi android dapat memonitoring dan mengelola data pada tambak udang dengan mudah mengatasi kendala-kendala yang ada dengan cepat dan efisien menggunakan smartphone. Tujuan dari dibuatnya aplikasi ini adalah petugas/petani tambak dapat mengkakses informasi
secara mudah dan efisien dari Smartphone yang telah diinstall aplikasi ini. Informasi yang didapatkan adalag berupa nilai pH air, Suhu Air dan Salinitas Air(kadar garam). Kontrol untuk pompa air dapat dilakukan melalui aplikasi ketika kondisi pH, Suhu maupun Salinitas tidak sesuai dengan standard yang diterapkan.
II. METODOLOGI
Perancangan sistem monitoring kualitas air pada tambak udang vanammei ini meliputi perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software). Gambar skema perancangan sistem monitoring kualitas air pada tambak udang vanammei disajikan pada Gambar 1.
38
Gambar 1. Rancangan Sistem MonitoringPada system monitoring ini data kualitas air diperoleh dari hasil pembacaan sensor pH, Suhu dan Salinitas. Dimana data tersebut akan disimpan kedalam web server yang kemudian ditampilkan oleh aplikasi android tambak udang. Sedangkan kontrolnya dapat dilakukan dari aplikasi android ketika terdapat ketidak sesuaian kondisi air pada tambak dengan standar yang telah ditetapkan oleh Peraturan Menteri Kelautan dan Perikanan Republik Indonesia.
TABEL I STANDAR KUALITAS AIR
No Parameter Sat
uan
Tingkat Teknologi
Sederhana Semi
Intensif Intensif Intensif Super
1 Suhu °C 28 - 32 28 - 30 28 – 30 28 - 30
2 Salinitas g/l 5 - 40 10 - 35 26 – 32 26 - 32
3 pH - 7,5 - 8,5 7,5 -8,5 7,5-8,5 7,5-8,5
*Permen Kelautan dan perikanan NOMOR 75/PERMEN-KP/2016. A. Aplikasi Android
Aplikasi Android adalah aplikasi perangkat lunak yang berjalan pada platform Android. Pada penelitian ini dibangun aplikasi android untuk mengontrol sistem Hadware, kemudian untuk melaporkan data hasil pemantauan dari sensor juga menyajikan grafik pemantauan data. Dibawah ini adalah struktur menu dari aplikasi android tambak udang.
Gambar 2. Struktur Menu Aplikasi Berbasis Android
Pada sistem yang telah dibuat adalah Apikasi Android. Dimana aplikasi ini bertujuan untuk melakukan Monitoring dengan menggunakan perangkat Smartphone dengan basis OS Android. Dengan demikian dapat memaksimalkan teknologi terbaru dalam melakukan pemantauan terhadap kualitas air tambak udang secara lebih mudah dan efisien. Dalam aplikasi android ini selain dilakukan pemantauan menggunakan fitur Memantau berisi nama tambak, Ph, Suhu, salinitas, Tanggal Pengukuran, Jam pengukuran. Fitur Laporan terdapat download Pdf selanjutnya terdapat fitur grafik juga tersedia fitur riwayat pemantauan dan fitur terakhir Kontrol dengan tombol On/Off.
B. Web Service
Definisi web service adalah sistem perangkat lunak yang didesain untuk mendukung interaksi antar mesin pada suatu jaringan. Web service merupakan layanan yang disediakan oleh sistem server, dan client menggunakan jaringan internet untuk mengakses fungsi dari web service tersebut. Web service adalah suatu sistem perangkat lunak yang dirancang untuk mendukung interoperabilitas dan interaksi antar sistem pada suatu jaringan. Web service digunakan sebagai suatu fasilitas yang disediakan oleh suatu website untuk menyediakan layanan dalam bentuk informasi kepada sistem lain, sehingga sistem lain dapat berinteraksi dengan sistem tersebut melalui layanan-layanan yang disediakan oleh suatu sistem yang menyediakan web service.
Web service merupakan sebuah software yang dirancang untuk mendukung interoperabilitas interaksi mesin ke mesin melalui sebuah jaringan. Web service secara teknik memiliki mekanisme interaksi antar sistem sebagai penunjang interoperabilitas, baik berupa agregasi maupun sindikasi. Web service memiliki layanan terbuka untuk kepentingan integrasi
39
data dan kolaborasi informasi yang bisa diakses dengan online oleh berbagai pihak menggunakan teknologi yang dimiliki oleh masing-masing pengguna. Web service lebih unggul karena dapat dipanggil dari jarak jauh melalu internet. Pemanggilan web service bisa menggunakan bahasa pemograman apa saja dan dalam platform apa saja, sementara API hanya bisa digunakan dalam platform tertentu.
Web service dapat dipahami sebagai Remote Procedure Call (RPC) yang mampu memproses fungsi-fungsi yang didefinisikan pada sebuah aplikasi web dan mengekspos sebuah API atau user interface (UI) melalui web. Kelebihan web service adalah: 1) lintas platform, 2) language independent, 3) mempermudah proses pertukaran data, serta 4) penggunaan kembali komponen aplikasi
C. Hardware Design
Dalam sistem ini jika nilai suhu, pH dan salinitas berubah dengan cepat, maka akan diikuti oleh tindakan untuk menstabilkan lingkungan kolam. Tindakan untuk menstabilkan kondisi air menggunakan beberapa perangkat yaitu Kincir air dan pompa air. Proses ini berjalan dengan reaksi kimia yaitu dengan menambahkan bubuk kalsium yang ditebar pada kolam untuk menstabilkan pH, kemudian dengan menggunakan kincir air dan Pompa Air untuk mengedarkan air pada kolam.
Beberapa perangkat dalam system monitoring yang digunakan adalah arduino uno R3, wemoss D1 mini, sensor suhu, sensor pH, dan sensor Salinitas bekerja berdasarkan aturan fuzzy, sehingga berjalan secara otomatis dan dikendalikan dengan menggunakan aplikasi android. Desain perangkat keras disusun seperti gambar 2 berikut. Fungsi masing-masing bagian akan dijelaskan sebagai berikut:
Gambar 3. Design Hardware • Arduino Uno R3
Arduino Uno R3 adalah seri terakhir dan terbaru dari seri Arduino USB. Arduino Uno board memilki 14 pin digital input/output, 6 analog input, sebuah resonator keramik 16MHz, koneksi USB, colokan power input, ICSP header, dan sebuah tombol reset.
TABEL III SPESIFIKASI ARDUINO UNO R3 Spesifikasi Arduino Uno 1 Mikrokontroler ATmega328 2 Catu Daya 5V
3 Teganan Input (rekomendasi) 7-12V 4 Pin I/O Digital 14 (dengan 6 PWM output) 5 Pin Input Analog 6
6 Arus DC per Pin I/O 40 mA 7
Arus DC per Pin I/O untuk PIN 3.3V 50 mA
8
Flash Memory 32 KB (ATmega328) dimana 0.5 KB digunakan oleh bootloader
9 SRAM 2 KB (ATmega328) 10 EEPROM 1 KB (ATmega328) 11 Clock Speed 16 MHz • Wemos D1 mini
WeMos D1 mini adalah modul development board WiFi ESP8266 yang dapat diprogram via Arduino IDE atau NodeMCU. Kelebihan WeMos D1 mini dengan development board ESP8266 lainnya adalah dukungan berbagai shield WeMos. Wemos adalah salah satu papan pengembangan kompatibel arduino yang dirancang khusus untuk tujuan IoT (Internet of Thing). wemos dapat terhubung ke perangkat mikrokontroler seperti Arduino dengan internet melalui penggunaan modul wifi-nya. WeMos D1 mini digunakan sebagai papan untuk menghubungkan sistem perangkat keras (mengirim data dari masing-masing sensor) ke server web.
• Sensors Component
Ada 3 sensor yang digunakan dalam sistem ini yaitu sensor suhu, sensor pH dan sensor salinitas. Setiap sensor memiliki fungsinya sendiri. Sensor suhu digunakan untuk mendapatkan nilai suhu air di kolam. sensor suhu terhubung ke papan Arduino dengan menggunakan kabel merah (untuk 3,3-5,5 v), yang hitam untuk pentanahan (GND) dan abu-abu untuk koneksi data yang terhubung pada pin A0. Ini membutuhkan perpustakaan 1-kawat dan suhu dallas untuk terhubung arduiono sehingga dapat mengatur skrip program.
Jika tempreture di bawah atau melebihi nilai normal, sistem akan bertindak untuk menghidupkan kincir air, maka akan melakukan distribusi oksigen, sehingga oksigen terdistribusi dengan baik dikolam. Fungsi selanjutnya adalah menstabilkan suhu di dalam kolam. Penambahan air dilakukan untuk menjaga ketinggian kolam, sementara pergantian air dilakukan untuk menjaga kualitas air.
III. HASIL DAN KESIMPULAN
Aplikasi ini digunakan untuk melakukan Pemantauan dengan menggunakan perangkat Smartphone dengan OS
40
Android. Dalam aplikasi android ini dilakukan pemantauan menggunakan fitur Monitor yang berisi nama kolam, pH, Suhu, salinitas, Tanggal Pengukuran, dan waktu Pengukuran. Fitur Laporan berisi dokumen data dapat didownload dalam format Pdf dan juga fitur grafis, fitur riwayat pemantauan dan fitur Kontrol dengan tombol On/Off yang digunakan untuk menyalakan atau mematikan pompa air.
Gambar 4. Dashboard Aplikasi
Dasboard aplikasi adalah menu utama pada aplikasi tambak udang ini, dasboard dirancang dengan antarmuka yang ramah pengguna untuk membuat pengguna lebih mudah mengakses setiap menu dalam aplikasi. Pada dashboard terdapat beberapa sub-menu yaitu : Pemantauan, Pelaporan, Grafik, Kontrol & keluar sub menu.
Gambar 5. sub-menu Monitoring / Pemantauan
Dalam sub menu ini, pengguna dapat langsung memilih tambak udang yang akan dipantau, misalnya jika
memiliki 3 tambak, ia akan memiliki akses cepat ke setiap tambak. Untuk memantau kondisi kualitas air setiap kolam.
Gambar 6. Sub-Menu Laporan
Halaman laporan menampilkan menu untuk
menampilkan konten laporan yang telah dibuat untuk melihat data yang telah dipantau seperti ph, suhu dan salinitas. Pengguna akan dengan mudah mendapatkan setiap laporan detail dari setiap kolam, dan laporannya dapat diunduh ke dalam format PDF.
Fitur selanjutnya adalah menampilkan gambar grafik dari perubahan suhu, pH dan salinitas. Terlepas dari nilai dari masing-masing sensor aplikasi juga menampilkan riwayat data dari suhu, pH dan Salinitas dari waktu ke waktu (tergantung pada konfigurasi yang kami konfigurasi). Setiap grafik mewakili parameter untuk setiap kolam. Dengan grafik ini untuk setiap parameter, pengguna akan menunjukkan kualitas kolam dan dapat melakukan tindakan pencegahan atau optimasi untuk menjaga kualitas kolam dalam kondisi baik.
41
Gambar 7. Sub-menu grafik pH dan SalinitasMenu Kontrol memungkinkan pengguna untuk terhubung ke Arduino ke masing-masing kolam. Setelah terhubung ke Arduino, semua data akan dikirimkan sesuai setiap fungsi.
Gambar 8. Application Sub-Menu Control
Notifikasi akan mengirim setiap kali peristiwa terjadi di kolam, sesuai pengaturan. Misalnya aplikasi akan menerima notifikasi ketika suhu kolam di bawah ambang batas. Itu akan langsung mengirim pesan teks ke aplikasi di smartphone pengguna.
Gambar 9. Notifikasi
Setelah dilakukan pengujian hasil Aplikasi Monitoring dan control Tambak Udang Vaname dapat disimpulkan bahwa aplikasi ini mempermudah para petugas maupun petambak untuk melakukan monitoring terhadap kondisi air kolam di
tambak, sehingga pola monitoring lebih efisien dari sisi waktu dan biaya.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada DRPM Ristek Dikti atas hibah penelitian yang telah diberikan. Serta terima kasih kepada Politeknik Negeri Banyuwangi selaku institusi yang mendukung proses berjalannya penelitian ini.
REFERENSI
[1] Nurul Fahmi, Samsul Huda, Eko Prayitno, M. Udin Harun Al Rasyid, M. Choirur Roziqin, M. Unggul Pamenang, "A prototype of monitoring precision agriculture system based on WSN", International Seminar on Intelligent Technology and Its Applications (ISITIA), 28 - 29 August 2017, Surabaya Indonesia.
[2] M. Udin Harun Al Rasyid, Entin Martiana Kusumaningtyas, Fajar Setiawan "Application to Determine Water Volume for Agriculture Using Wireless Sensor Network", Knowledge Creation & Intelligent Computing (KCIC), November 15-17, 2016, Manado, Indonesia [3] Israr Ullah, DoHyeun Kim “An Improved Optimization Function for
Maximizing User Comfort with Minimum Energy Consumption in Smart Homes”MDPI journal Energies 2017, vol 10(issue 11), pp
:1818. 2017, Basel, Switzerland
[4] Z. Harun, E. Reda, and H. Hashim. ” Real time fish pond monitoring and automation using Arduino” IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 340 (2018) 012014 doi:10.1088/1757- 899X/340/1/012014. [5] Morris Alan S, “Measurement and Intrumentation Principles”,
Butterworth-Heinemann, 2001.
[6] Westcott C, “pH Measurement” Academic Press, Inc.
[7] Carr, J.J. Sensor and circuit.Prentice Hall. Englewood Cliffs, New Jersey. 1993.
[8] Siqi Zhaoa,b, Weimin Dinga,b ,Sanqin Zhaoa,b, Jiabing Gua,ba, Adaptive neural fuzzy inference system for feeding decision-making of grasscarp (Ctenopharyngodon idellus) in outdoor intensive culturing ponds, College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, ChinabEngineering Laboratory of Modern Facility Agricultural Technology and Equipment in Jiangsu Province, Nanjing 210031, China. Aquaculture, 2018, Page 489, 28-36.
[9] Carter Ullman, Melanie A. Rhodes⁎, D. Allen , Feed management and the use of automatic feeders in the pond production of Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei, Davis School of Fisheries, Aquaculture, and Aquatic Sciences, Auburn University, Auburn, AL 36849, United States Aquaculture , elsevier 20 agustus 2019. 498 44–49
[10] Rizki Dian RahayaniandArif Gunawan, Proposed Design of an Automatic Feeder and Aerator Systems for Shrimps Farming, nternational Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing, August 2018, Vol. 6, No. 4.
[11] Dindo T. Ani, Meryll Grace F. Cueto, Niño Jerome G. Diokno, and Kimberly Rose R. Pere, Solar Powered Automatic Shrimp Feeding System. Asia Pacific Journal of Multidisciplinary Research, December 2015, , Vol. 3, No. 5.
[12] Mohammad Tanveer, Balasubramanian S, Sivakumar M, Manimehalai NandJagan P, A technical review on feeders in aquaculture. nternational Journal of Fisheries and Aquatic Studies 2018; 6(4): 305-309.
[13] Lauren N Jescovitch, Carter Ullman, Melanie Rhodes, Donald Allen Davis, Effects of different feed management treatments on water quality for Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei, Willey, Aquaculture Research 2017 Volume 49, Issue 1.
[14] Lorena Parra, Laura García, Sandra Sendra, and Jaime Lloret, The Use of Sensors for Monitoring the Feeding Process and Adjusting the Feed Supply Velocity in Fish Farms, Journal of Sensors Volume 2018, Article ID 1060987, 14 pages.
[15] D. Prangchumpol, A Modelof Mobile Application for Automatic Fish Feeder Aquariums System, International Journal of Modeling and Optimization, Vol. 8, No. 5, October 2018
42
[16] Indah Purnamasari, Dewi Purnama, dan Maya Angraini Fajar Utami.Pertumbuhan Udang vanammei (Litopenaus vanammei) di tambak Intensif. Jurnal Enggano. 2017; Vol. 2, No. 1, PP:58-67
[17] Sulastri Arsad, Ahmad Afandy, STUDY of VANAME SHRIMP CULTURE (Litopenaeus vannamei) IN DIFFERENT REARING SYSTEM. Jurnal Ilmiah Perikanan dan Kelautan; 2018. Vol 10 No. 1 [18] S. Usha Kiruthika, S. Kanaga Suba Raja. IOT based Automation of Fish
Farming. Journal of Advance Research in Dynamical & Control Systems; 2017. Vol. 9, No. 1.
[19] Pedoman Umum Pembesaran Udang Windu (Penaeus Monodon) dan Udang Vanammei (Litopenaeus Vanammei). NOMOR 75/PERMEN- KP/2016. Peraturan Menteri Kelautan dan Perikanan Republik Indonesia. 2016.
