SISTEM
MONITORING
DAN KONTROL AIR KOLAM IKAN
LELE BERBASIS
INTERNET OF THINGS
(IOT)
Dzaky Hilmy Raihan, Dean Corio, S.T., M.T, Syamsyarief Baqaruzi, S.T., M.T Program Studi Teknik Elektro, Jurusan Teknologi Produksi dan Industri (JTPI),
Institut Teknologi Sumatera. Email: dzaky.13115023@student.itera.ac.id Abstrak— Pada budidaya ikan lele pertumbuhan
ikan akan optimal jika nilai pH dan tingkat kekeruhan air kolam masing-masing antara 6-9 tidak lebih dari 250 ppm. Ketidakstabilan kondisi pH dan kekeruhan air kolam dapat menghambat pertumbuhan ikan bahkan sampai tingkat kematian ikan pada kolam tersebut. Untuk menanggulangi hal tersebut, dibutuhkan sebuah sistem yang dapat memantau kadar pH antara 6-9 dan kekeruhan tidak lebih dari 250 ppm sehingga pertumbuhan ikan dapat optimal dan mengurangi tingkat kematian ikan pada kolam tersebut. Perancangan sistem ini akan melakukan otomatis proses pemeliharaan pH dan kekeruhan dengan menggunakan Electrode Eutech Instrument pH Meter Kit sebagai sensor pH, sensor TDS (Total Dissolved Solid) sebagai sensor kekeruhan air dan Ultrasound HCSR-04 sebagai sensor ketinggian air. Terdapat dua metode dalam melakukan penggantian air kolam, secara otomatis dan secara manual. Pergantian air kolam secara otomatis akan berjalan apabila hasil pengukuran pH dan tingkat kekeruhan air kolam sudah melebihi batas yang ditentukan kemudian akan diterima oleh mikrokontroler, kemudian mikrokontroler akan melakukan penggantian dan pengisian air kolam secara otomatis. Penggantian air secara manual dapat dilakukan tanpa mempertimbangkan nilai yang terbaca pada sensor pH dan sensor TDS. Pengujian pada sensor pH dan TDS mendapatkan beberapa hasil yang sama namun ada beberapa yang berbeda, perbedaan dari pengujian sensor tidak lebih dari 5% sehingga sensor layak digunakan. Penggantian secara manual dapat dilakukan apabila akan dilakukan pemanenan ikan lele atau maintenance. Sehingga sistem yang kami rancang adalah sebuah sistem yang dapat memantau kadar pH dan kekeruhan air kolam agar pertumbuhan ikan lebih optimal dan dapat mengurangi tingkat kematian ikan pada kolam tersebut.
Kata Kunci— Monitoring, pH, TDS, maintenence, Internet of Things.
I. PENDAHULUAN
Pertumbuhan dan perkembangan ikan lele pada umumnya ditinjau melalui dua kondisi utama yaitu pemberian makan dan kondisi air pada kolam. Salah satu kendala yang ditemui oleh pemelihara ikan lele adalah keterbatasan pemelihara untuk selalu melakukan sistem monitoring dalam pemberian pakan dan pergantian air kolam, sehingga kurang efektifnya hasil yang didapatkan saat dilakukan pemanenan.
Prinsip dasar dari sistem bioflok adalah memanfaatkan aktivitas mikroorganisme/bakteri agar membentuk gumpalan/flok yang dapat menghasilkan pakan untuk ternak lele secara alami [8]. Penggunaan sistem bioflok sangat efektif dalam penggunaan lahan, sehingga dapat menambah keuntungan yang lebih besar dibandingkan dengan budidaya ikan lele secara konvensional. Dampak yang terjadi apabila pemelihara tidak dapat melakukan monitoring secara berkala adalah kurang maksimalnya pertumbuhan ikan lele bahkan dapat menimbulkan penyakit pada ikan lele tersebut sehingga akan terjadi kematian.
BULE BOBOT (Budidaya Ikan Lele menggunakan Sistem Bioflok Berbasis IoT) merupakan sebuah sistem budidaya ikan lele dimana menggunakan sistem bioflok yang telah diintegrasikan dengan perkembangan teknologi berupa IoT (Internet of Things). BULE BOBOT adalah sebuah sistem monitoring untuk budidaya ikan lele. Monitoring tersebut dibagi menjadi dua bagian utama yaitu monitoring pemberian pakan dan monitoring air kolam.
Sistem monitoring budidaya ikan lele dibutuhkan sebagai salah satu upaya dalam meminimalisir penyusutan pada pertumbuhan ikan lele sehingga dapat memaksimalkan hasil yang didapatkan. Sistem yang diusung pada BULE BOBOT memberikan fitur pemberian makan dan penggantian air kolam baik secara otomatis dan secara manual. Mode otomatis pada penggantian air kolam ditinjau melalui dua parameter yaitu kadar keasaman dan tingkat kekeruhan pada air kolam tersebut, sehingga apabila nilai kadar keasaman atau tingkat kekeruhan pada air sudah tidak pada batas yang telah ditentukan, maka air kolam akan otomatis menguras dan mengisi. Apabila dilakukan pemilihan mode manual, maka penggantian dan pengisian air kolam dilakukan secara manual tanpa mempertimbangkan nilai keasaman dan tingkat kekeruhan air kolam. Mode manual dapat dilakukan apabila akan dilakukan pemanenan ikan atau akan dilakukan maintenence.
II. METODE PENELITIAN
Berikut ini langkah yang secara berurutan dilakukan dalam melakukan pengembangan sistem monitoring BULE BOBOT.
Mulai
Perencanaan
Penentuan Spesifikasi dan
Komponen
Perancangan/Desain
Implementasi Alat
Pengujian Alat
Selesai
Gambar 2.1 Metode Penelitian yang Digunakan
III. PERANCANGAN DAN
IMPLEMENTASI 3.1. Diagram Blok
Berikut merupakan diagram blok sistem yang menggambarkan sistem kerja BULE BOBOT secara umum. Sistem dikembangkan untuk dapat memberikan makan dan mengganti air kolam secara otomatis dan manual.
Gambar 3.1.1 Diagram Block Sistem
3. 2. Flowchart
3.3 Perancangan Hardware
Perancangan hardware dilakukan dengan menggambar desain 3 D menggunakan aplikasi pada laptop. Adapun hasil dari gambar desain sebagai berikut.
Gambar 3.3.1 Desain hardware tampak atas
Gambar 3.3.2 Desain gambar tampak samping
Gambar di atas menunjukkan bahwa desain gambar yang dibuat menggunakan box hitam sebagai tata letak mikrokontroler serta pengkabelan, dua buah kolam, satu tandon air, dua buah sensor jarak, satu buah sensor pH, satu buah sensor TDS dan motor servo sebagai penggerak keran otomatis.
3.4 Kebutuhan Software 1. Blynk
Blynk adalah platform untuk aplikasi OS Mobile (iOS dan Android) yang bertujuan untuk kendali module Arduino, Raspberry Pi, ESP8266, WEMOS D1, dan module sejenisnya melalui Internet, dengan catatan terhubung dengan internet dengan koneksi yang stabil dan inilah yang dinamakan dengan sistem Internet of Things (IOT).
2. Arduino IDE
Digunakan untuk melakukan pemrograman dan compiler pada mikrokontroler ESP32 untuk menjalankan algoritma yang telah dituliskan dalam source code.
3. Eagle
Digunakan untuk melakukan pembuatan skematik rangkaian untuk kebutuhan dokument dan proses percetakan papan PCB.
3.5 Hasil Implementasi
Gambar 3.5.2 Implementasi sensor ultrasonik
Gambar 3.5.3 Implementasi sensor pH dan TDS
Gambar 3.5.4 Implementasi keran otomatis
Gambar 3.5.6 Implementasi box manual kontrol
Gambar 3.5.7 implementasi seluruh sistem
IV. PENGUJIAN 4.1 Pengolahan Data dan Pemantauan
Tabel 4.1.1 Klasifikasi Kondisi nilai pH dan tingkat kekeruhan Parameter Pertumbuhan baik Pertumbuhan kurang baik pH 6-9 pH 1-6, 9-14 TDS <350 ppm >350 ppm
Pengujian pertamakali dilakukan dengan membuka tampilan serial monitor. Pada gambar berikut adalah tampilan nilai pH dan TDS yang terbaca oleh mikrokontroler dan di lakukan perbandingan dengan pengukuran secara manual.
Gambar 4.1.1 Tampilan nilai kekeruhan pada serial monitor
Gambar 4.1.2 Nilai kekeruhan secara manual
Dua gambar di atas adalah perbandingan nilai kekeruhan pada sensor yang digunakan dengan nilai yang didapat menggunakan alat manual. Nilai hasil yang didapatkan sudah sesuai dengan pengukuran secara manual.
Berikut adalah nilai pH yang terbaca pada serial monitor. Nilai pH yang terbaca dan nilai pH yang didapatkan dari pengukuran manual sudah sesuai. Berikut adalah nilai dari keduanya.
Gambar 4.1.4 Nilai pH pengukuran manual
Berikut adalah grafik dari hasil pembacaan pada sensor dengan hasil pembacaan menggunakan alat ukur yang dilakukan secara manual.
Gambar 4.1.5 Grafik hasil nilai pH
Gambar 4.1.6Grafik hasil nilai TDS
Pada gambar berikut inisiasi dilakukan dan ESP32 dapat terhubung dengan jaringan WiFi sehingga dapat melakukan pross selanjutnya untuk penyimpanan dan pengolahan data ke server.
Gambar 4.1.1 Inisiasi Mikrokontroler DF Pro Primer dilihat melalui serial monitor
Pada aplikasi blynk BULE BOBOT untuk melihat terhubung atau tidak nya mikrokontroler dengan wifi dapat dilihat pada bagian atas aplikasi, berikut adalah inidikasi terhubung atau tidaknya dengan wifi.
4.1.2 Tampilan BULE BOBOT saat device hardware tidak terkoneksi dengan internet
Gambar di atas adalah tampilan aplikasi BULE BOBOT saat device hardware tidak terkoneksi dengan wifi. Berikut adalah tampilan aplikasi saat device hardware sudah terkoneksi dengan wifi.
Gambar 4.1.3 Tampilan aplikasi BULE BOBOT saat sudah terhubung dengan wifi
Setelah device hardware sudah terhubung dengan wifi, dapat dilakukan pemilihan mode pada aplikasi BULE BOBOT. Pemilihan mode tersebut dibagi menjadi dua mode, yaitu mode manual dan mode otomatis. Berikut
adalah tampilan pemilihan mode manual kolam 1 dan kolam 2.
Gambar 4.1.4 Mode manual kolam 1 dan kolam 2
Berikut adalah tampilan mode otomatis pada aplikasi blynk BULE BOBOT.
Gambar 4.1.5 Mode Otomatis kolam 1 dan kolam 2
V. KESIMPULAN
Berdasarkan proses perancangan, implementasi dan pengujian yang dilakukan pada tugas akhir ini mengenai perancangan BULE BOBOT didapatkan kesimpulan sebagai berikut.
1. Terciptanya terobosan baru dalam sistem budidaya ikan lele dimana pengguna tidak perlu khawatir apabila pengguna akan
meninggalkan lokasi kolam pada waktu pemberian pakan dan penggantian air kolam. 2. Terdapat satu kesatuan sistem dengan pengontrolan virtual berupa pengontrolan menggunakan aplikasi dengan menggunakan derajat keasaman serta tingkat kekeruhan air kolam sebagai input.
3. Terdapat dua mode yang ada pada sistem. Mode manual dan mode otomatis. Mode otomatis akan melakukan pembacaan derajat keasaman atau kebasaan air kolam dan membaca tingkat kekeruhan air kolam, kemudian akan melakukan penggantian air kolam secara otomatis. Mode manual dilakukan apabila akan dilakukan pemanenan ikan lele atau akan dilakukan maintenence.
REFERENSI
[1] Ihsanto E, S. Hidayat. 2014. Rancang Bangun Sistem Pengukuran Ph Meter dengan Menggunakan Mikrokontroller Arduino Uno Jurnal Teknik Elektro. 3(5) : 139-146.
[2] Payara, Marlex. 2014. Rancang Bangun Pengendalian Kualitas Air pada Sistem Monitoring Kualitas Kolam Ikan. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Sanata Dharma. Yogyakarta
[3] Arafat, M. K. (2016). SISTEM PENGAMANAN PINTU RUMAH BERBASIS Internet Of Things ( IoT ) Dengan ESP8266. Jurnal Ilmiah Fakultas Teknik “Technologia,” 7(4), 262–268.
