laporan iot smart aquarium

Pemantauan suhu dan pemberian pakan ikan otomatis dengan nodemcu esp8266

Nafal Mumtaz Fuadi¹, Nur Pratama² , Adam Kennedy*³ , Rimba Wahyu Soga⁴ ,

1,2,3,4,5Teknik Informatika, Universitas Pelita Bangsa. Jl. Inspeksi Kalimalang No.9, Cibatu,

Cikarang Sel., Kabupaten Bekasi, Jawa Barat 17530

E-mail :nafalmumtaz @mhs.pelitabangsa.ac.id ¹, nurpratam001@ mhs.pelitabangsa.ac.id ², adamkennedy204@mhs.pelitabangsa.ac.id* ³, rimbaw@mhs.pelitabangsa.ac.id ⁴

*Adam Kennedy

Abstract - Penelitian ini bertujuan untuk merancang alat otomatis untuk memantau suhu dan memberi makan ikan dalam lingkungan akuarium rumah tangga menggunakan NodeMCU ESP8266. Alat ini dirancang untuk membantu pemilik ikan yang tidak dapat secara langsung merawat hewan peliharaan mereka. Metode penelitian melibatkan analisis kebutuhan, pemrograman mikrokontroler, pengujian komponen, dan evaluasi kinerja. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem berfungsi dengan baik dan sesuai dengan rencana. Sistem ini dinilai layak untuk dijalankan berdasarkan analisis finansial yang dilakukan, dengan NPV sebesar Rp 16.215.000, Payback Period 2 bulan, ROI 1351%, dan Keuntungan Total Rp 16.215.000. Pengujian komunikasi antara mikrokontroler dan modul LCD 16x2 diidentifikasi sebagai langkah penting dalam implementasi sistem. Rekomendasi penelitian ini mencakup saran untuk melakukan pengujian lebih lanjut dan penyesuaian pada program jika diperlukan guna meningkatkan kinerja sistem, serta penekanan pada konteks penggunaan dalam lingkungan akuarium rumah tangga.

Keywords - NodeMCU ESP8266, Mikrokontroler, Sensor, LCD, Buzzer 1. PENDAHULUAN

Saat ini, Internet-of-Things (IoT) telah digunakan secara luas dalam kehidupan sehari- hari, terutama melalui sistem atau aplikasi yang berfungsi untuk mengontrol peralatan elektronik dan memantau kondisi lingkungan. Hal ini bertujuan untuk membuat setiap pekerjaan manusia lebih efisien dan efektif, dengan munculnya berbagai alat otomatis yang canggih dan ketelitian yang tinggi. Kehidupan manusia sekarang lebih terhubung dengan hal- hal yang otomatis berkat kemajuan teknologi[1]. Sehingga semua bidang mengakibatkan pergeseran dari penggunaan manual ke otomatisasi. Hal ini berlaku pula pada hobi memelihara ikan hias di aquarium yang dapat dipantau dan dikendalikan menggunakan teknologi.

Pada pengelolaan suhu akuarium dan pakan ikan ada beberapa faktor yang harus diperhatikan saat merawat ikan, antara lain suhu air yang normal dan penjadwalan pada pakan ikan. Suhu akuarium yang ideal adalah antara 27 °C dan 30 °C. Jika suhu di bawah 27 °C, maka ikan cenderung kurang aktif dalam mencari makan, sementara di atas 30 °C, akan mengurangi kadar oksigen di dalam air[2]. Namun, ada situasi di mana kita mungkin tidak dapat melakukan perawatan ikan secara langsung, seperti ketika kita harus berpergian selama beberapa hari.

Dalam situasi seperti ini, kita perlu mencari solusi untuk memberi makan ikan peliharaan kita

secara teratur tanpa mengganggu aktivitas sehari-hari kita. Oleh karena itu, penjadwalan pakan ikan menjadi sangat penting dalam situasi ini untuk memastikan ikan tetap mendapatkan nutrisi yang cukup selama kita tidak ada.

Pada penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh Deni Kurnia dalam jurnal penelitiannya yang berjudul “IMPLEMENTASI NODEMCU DALAM PROTOTIPE SISTEM PEMBERIAN PAKAN AYAM OTOMATIS DAN PRESISI BERBASIS WEB” dapat disimpulkan bahwa alat ini mampu memberikan hasil yang signifikan dalam menghemat waktu. dengan pemberian porsi yang tepat, bobot ayam memiliki hasil yang sama dengan kondisi awal saat belum dilakukan pengontrolan[3]. Selanjutnya, penelitian yang dilakukan oleh Dikky Auliya Saputra dalam jurnal penelitian yang dia tulis berjudul “RANCANG BANGUN ALAT PEMBERI PAKAN IKAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER” menyimpulkan bahwa menggabungkan komponen dengan arduino untuk membuat alat pakan ikan otomatis. setelah itu, kode dapat dilakukan untuk menjalankan sistem. apabila pakan sudah melewati jarak minimal, sensor ultrasonik akan mengirimkan informasi pakan hampir habis. rtc akan menyimpan jadwal pemberian pakan dan motor servo menggerakkan keluarnya pakan. pakan akan keluar secara otomatis pada waktu yang telah dijadwalkan dalam program[4].Dari penelitian sebelumnya yang sudah dijelaskan ada perbedaan, yaitu penelitian sebelumnya menggunakan Arduino Uno R3. Maka pada penelitian ini akan digunakan NodeMCU ESP8266 untuk melakukan memantau suhu dan pemberian pakan ikan.

Sesuai dengan tujuan dari penelitian ini, sebuah alat otomatis yang dapat memantau suhu akuarium dan memberikan pakan pada ikan sesuai keinginan pengguna yang diperlukan[5]. Dengan demikian, alat ini diharapkan dapat membantu komunitas pemelihara ikan untuk tidak kuatir saat mereka sibuk dan meninggalkan rumah untuk waktu yang cukup lama.

2. METODE PENELITIAN

Perancangan alat bertujuan untuk memberikan kemudahan dalam pelaksanaan tugas.

Salah satu langkah awal dalam proses perancangan adalah membuat blok diagram sistem dari alat yang akan dibuat. Berikut adalah komponen-komponen utama yang akan digunakan dalam perancangan sistem.

A.ALAT DAN BAHAN 1. NodeMCU ESP8266

NodeMCU ESP8266 adalah mikrokontroler open source yang berfungsi sebagai platform dan kit pengembangan IoT. Dengan menggunakan bahasa pemrograman Lua, pengguna dapat membuat prototipe produk IoT dengan Click or tap here to enter text memakai sketch dengan adruinoIDE. Pengembangan kit ini didasarkan pada modul ESP8266, yang mengintegrasikan GPIO, PWM (Pulse Width Modulation), IIC, 1-Wire, dan ADC dalam satu board.

Gambar 1. NodeMCU ESP8266

2. Sensor DS18B20

Sensor suhu DS18B20 waterproof dapat dihubungkan dengan mikrokontroler dan memiliki keluaran digital yang tidak membutuhkan rangkaian ADC. Ini memiliki tingkat keakurasian yang tinggi dan kecepatan pengukuran suhu yang lebih tinggi daripada sensor suhu lainnya. Spesifikasi sensor DS18B20 adalah sebagai berikut: dapat digunakan dengan daya 3.0V hingga 5.5V; memiliki tingkat keakurasian 0.5 °C dari -10 °C hingga +85 °C; dan memiliki jarak suhu antara -55 dan 125 °C.

Gambar 2. Sensor DS18B20

3. Motor Servo

Motor servo adalah aktuator putar atau linier yang dapat mengontrol posisi sudut atau linier, kecepatan, dan akselerasi. sehingga motor servo ini dapat digunakan bersama sensor untuk memberikan[6] umpan balik posisi. Selain itu, karena kebutuhan akan pengontrol yang cukup canggih, seringkali modul dibuat khusus untuk menggunakan motor servo. Motor servo bukanlah milik kelas motor tertentu, tetapi istilah ini sering digunakan untuk merujuk pada motor yang cocok untuk sistem kontrol loop tertutup.

Gambar 3. Motor Servo 4.Buzzer

Buzzer adalah komponen elektronik yang mengubah tegangan listrik menjadi suara.

Buzzer terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan dialiri arus, yang membuatnya menjadi elektromagnet. Kumparan dapat tertarik ke dalam atau keluar, tergantung pada arah arus dan polaritas magnetnya. Komponen ini dapat digunakan untuk memberikan informasi ketika terjadi kesalahan pada alat dengan mengeluarkan suara.

Gambar 4. Buzzer 5.LCD16x2

LCD adalah media output yang dibuat dengan teknologi logika CMOS. Ini memiliki kemampuan untuk memantulkan cahaya di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. Akibatnya, LCD dapat menampilkan nilai sensor yang digunakan. LCD dapat menghasilkan komponen elektronik yang dapat menampilkan data dalam bentuk karakter, huruf, dan grafik.

Gambar 5. LCD 16x2

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Tahap berikutnya adalah tes. Pada titik ini, pengujian komunikasi mikrokontroler dengan modul LCD 16x2 dilakukan. Alat ini menggunakan modul LCD 16x2 sebagai monitor untuk melihat kondisi kerja sistem pemantauan. Sistem pakan ikan otomatis ini.

Terdiri dari 1 buah motor servo, Sensor DS18B20, Buzzer, LCD 16x2, dan mikrokontroler NodeMCU ESP8266. Motor servo membuka tutup wadah pakan ikan, Sensor DS18B20 memantau suhu air ikan, dan buzzer memberi tahu saat suhu air di bawah 27 °C atau di atas 30 °C. Mikrokontroler NodeMCU ESP8266 berfungsi sebagai pusat dan memproses semua komponen sistem. Perangkat lunak Arduino IDE digunakan pada sistem operasi Windows 10 Profesional 64 bit untuk membuat sistem ini. Pembicaraan tentang hasil implementasi sistem dan apakah fungsi-fungsi yang telah dibuat dapat berjalan dengan baik dan benar dan

menghasilkan hasil yang diinginkan. Setelah menggunakan NodeMCU ESP8266 untuk membuat sistem pemantauan suhu dan pakan ikan, Penulis akan membahas pengujian rangkaian alat dalam bab ini. Pengujian instrumen ini bertujuan untuk memastikan apakah rencana awal telah dipenuhi dengan alat yang dibuat. Penulis akan menguji semua komponen yang digunakan pada alat ini, termasuk buzzer, mikrokontroler, motor servo, sensor DS18B20, dan LCD.

Alat dapat dioperasikan sesuai dengan perintah yang diinginkan melalui program yang dibuat, yang terdiri dari beberapa bagian, yaitu:

a.Inisialisasi

Inisialisasi adalah bagian yang dimaksudkan untuk mengidentifikasi variabel (nama) dan pin mikrokontroler yang digunakan. Ini juga digunakan untuk menentukan nilai awal variabel input yang digunakan. Bagian ini biasanya menggunakan perintah define, const, atau int.

b. Penetapan Input dan Output (Setup): Setelah semua pin dan variabel mikrokontroler dimasukkan ke bagian inisialisasi, variabel tersebut akan ditetapkan sebagai output. Perintah yang digunakan adalah mode pin.

c. Penggunaan Logika Program: Logika if dan else digunakan untuk membandingkan kondisi dengan kondisi yang dibuat dalam program. Jika kondisi yang diinginkan pada if tercapai, ia akan menjalankan program sesuai dengan perintah yang ada pada kondisi tersebut. Selanjutnya, jika ada kondisi lain, ia dibatasi dengan else.

Perkiraan Biaya, Analisis Kelayakan, dan Keuntungan Proyek Smart Aquarium

Sebagai ahli manajemen proyek, saya senang membantu memperkirakan biaya, menganalisis kelayakan, dan menghitung keuntungan proyek Smart Aquarium Anda. Berikut uraiannya:

1. Perkiraan Biaya Proyek:

Komponen utama biaya proyek terdiri dari:

 Hardware:

o Arduino Uno: Rp 150.000 o Sensor Suhu Air: Rp 50.000 o Pompa Air Otomatis: Rp 200.000 o Modul WiFi (ESP8266): Rp 50.000 o Relay Module: Rp 50.000

o Kabel dan Konektor: Rp 100.000

 Software:

o Platform Pengembangan Arduino (Gratis)

o Layanan Hosting Chatbot Telegram (Berlangganan: Rp 50.000/tahun)

 Lain-lain:

o Casing Proyek: Rp 100.000

o Biaya Pengembangan (Termasuk riset, desain, dan pemrograman): Rp 500.000 Total Perkiraan Biaya: Rp 1.200.000

2. Analisis Kelayakan:

Untuk menentukan kelayakan proyek, kita perlu mempertimbangkan Net Present Value (NPV) dan Payback Period.

Net Present Value (NPV):

NPV merepresentasikan nilai sekarang dari arus kas bersih proyek selama periode waktu tertentu.

Untuk menghitung NPV, diperlukan beberapa informasi:

 Arus Kas Bersih:

o Penjualan Proyek (Asumsikan 10 unit terjual dalam 1 tahun dengan harga Rp 2.500.000/unit): Rp 25.000.000

o Biaya Operasional Tahunan (Listrik, internet, dll): Rp 500.000/tahun o Umur Ekonomis Proyek: 5 tahun

 Tingkat Diskonto:

o Gunakan rata-rata return on investment (ROI) untuk investasi serupa, misalkan 10%

Perhitungan NPV:

NPV = Σ (Arus Kas Bersih / (1 + Tingkat Diskonto)^t) - Investasi Awal

NPV = (25.000.000 - 500.000) / (1 + 0.1)^1 + (25.000.000 - 500.000) / (1 + 0.1)^2 + ... + (25.000.000 - 500.000) / (1 + 0.1)^5 - 1.200.000

NPV ≈ Rp 16.215.000

Jika NPV positif, maka proyek dianggap layak. Dalam kasus ini, NPV positif (Rp 16.215.000) menunjukkan bahwa proyek Smart Aquarium layak untuk dijalankan.

Payback Period:

Payback period menunjukkan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk Menutup biaya.

Perhitungan Payback Period:

Payback Period = Investasi Awal / Arus Kas Bersih Tahunan Payback Period = 1.200.000 / (25.000.000 - 500.000) Payback Period ≈ 0.05 tahun (atau 2 bulan)

Payback period yang singkat (dalam kasus ini 2 bulan) menunjukkan proyek ini menarik.

3. Return of Investment (ROI):

ROI menunjukkan persentase keuntungan yang diperoleh dari investasi dalam proyek.

Perhitungan ROI:

ROI = (NPV / Investasi Awal) x 100%

ROI = (16.215.000 / 1.200.000) x 100%

ROI ≈ 1351%

ROI yang tinggi (1351%) menunjukkan proyek ini sangat menguntungkan.

4. Keuntungan Total:

Keuntungan total dihitung dengan mengalikan NPV dengan 100%.

Keuntungan Total:

Keuntungan Total = NPV x 100%

Keuntungan Total = 16.215.000 x 100%

Keuntungan Total = Rp 16.215.00

4. KESIMPULAN

Penelitian ini merancang alat otomatis untuk memantau suhu akuarium dan memberi makan ikan menggunakan NodeMCU ESP8266. Alat ini membantu pemilik ikan yang tidak dapat merawat ikan secara langsung. Metode penelitian melibatkan analisis kebutuhan,

pemrograman mikrokontroler, pengujian komponen, dan evaluasi kinerja. Hasil penelitian menunjukkan sistem sesuai dengan rencana. Disarankan untuk melakukan pengujian lebih lanjut dan penyesuaian pada program jika diperlukan. Proyek Smart Aquarium layak untuk dijalankan dengan NPV sebesar Rp 16.215.000, Payback Period 2 bulan, ROI 1351%, dan Keuntungan Total Rp 16.215.000. Pengujian komunikasi antara mikrokontroler dan modul LCD 16x2 penting dalam pembuatan sistem pemantauan suhu dan pakan ikan otomatis

menggunakan NodeMCU ESP8266. Referensi yang digunakan dalam penelitian ini antara lain adalah jurnal-jurnal ilmiah terkait penggunaan mikrokontroler dalam sistem otomatisasi

pemberian pakan ikan. Kesimpulannya, penelitian ini berhasil merancang alat otomatis untuk memantau suhu akuarium dan memberi makan ikan dengan menggunakan NodeMCU

ESP8266. Sistem ini dinilai berfungsi baik, layak untuk dijalankan berdasarkan analisis finansial yang dilakukan, dan pentingnya pengujian komunikasi antara mikrokontroler dan modul LCD 16x2 dalam implementasinya. Disarankan untuk melakukan pengujian dan penyesuaian tambahan pada program jika diperlukan.

REFERENSI

[1] H. Effendy, R. J. Iskandar, A. Yulius, and A. Putra, “Pendeteksi Suhu Air Aquarium Otomatis Berbasis Mikrokontroller Arduino Uno,” pp. 1–11, 2017.

[2] D. Saputra and W. B. Prayoga, “Alat Monitoring Suhu Aquarium Dan Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroler,” Digit. Transform. Technol., vol. 3, no. 1, pp.

91–100, 2023.

[3] D. Kurnia and V. Widiasih, “Implementasi Nodemcu Dalam Prototipe Sistem Pemberian Pakan Ayam Otomatis Dan Presisi Berbasis Web,” J. Teknol., vol. 11, no. 2, pp. 169–178, 2019.

[4] A. Amarudin, D. A. Saputra, and R. Rubiyah, “Rancang Bangun Alat Pemberi Pakan Ikan Menggunakan Mikrokontroler,” J. Ilm. Mhs. Kendali dan List., vol. 1, no. 1, pp. 7–13, 2020, doi: 10.33365/jimel.v1i1.231.

[5] D. A. Harel, H. I. Pratiwi, and H. Hermawan, “Pengembangan Prototipe Sistem Otomasi Alat Pemberi Makan Ikan Terjadwal pada Aquarium Berbasis Arduino UNO R3,”

Widyakala J., vol. 5, no. 2, p. 104, 2019, doi: 10.36262/widyakala.v5i2.104.

[6] A. Febrianto, Y. Supriyono, and Y. Nuryanto, “Rancang Bangun Alat Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis Arduino,” J. Nas. Apl. Tek. untuk Ind., vol. 1099, pp. 47–53, 2018.