LAPORAN TUGAS AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Pada Program Studi DIII Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri
Sriwijaya
OLEH : Chairil Amri Siregar
062130321069
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
2024
LEMBAR PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN ALAT PEMBERI PAKAN IKAN KOI OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER
LAPORAN AKHIR OLEH :
Chairil Amri Siregar 062130321069
Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Niksen Alfarizal, S.T., M.Kom. Agum Try Wardhana, B.Eng., M.Tr.T.
NIP. 197508162001121001 NIP 199307092019031009
Ketua Jurusan Koordinator Program Studi
Teknik Mekatronika Teknik Elektronika
Ir. Iskandar Lutfi, M. T . Dewi Permata Sari, S.T .,M. Kom .
NIP. 196501291991031002 NIP.197612132000032001
ii
dapat menyelesaikan Proposal Tugas Akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN ALAT PEMBERI PAKAN IKAN KOI OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER” dengan baik dan tepat pada waktunya.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih secara khusus kepada dosen pembimbing I dan II yang selalu memberikan dukungan, arahan, bantuan, nasihat, serta kemudahan dalam penulisan dan penyusunan Laporan Akhir sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini, untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan terimakasih kepada:
1. Bapak Niksen Alfarizal, S.T.,M.Kom selaku Dosen Pembimbing I.
2. Bapak Agum Try Wardhana, B.Eng., M.Tr.T. selaku Dosen Pembimbing II 3. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri
Sriwjaya.
4. Bapak Ir. Iskandar Lutfi, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
5. Bapak Destra Andika Pratama, S.T.,M.T., selaku Sektretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
6. Ibu Dewi Permata Sari, ST., M. Kom., selaku Ketua Program Studi D III Teknik Elektronika Politenik Negeri Sriwijaya
7. Seluruh Staf Pengajar dan Karyawan Jurusan Teknik Elektro Program Studi Sarjana Terapan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
8. Keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan, doa, semangat, dan kepercayaan penuh kepada Penulis selama penulisan dan penyusunan Laporan Akhir.
iii
Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat ke depan bagi semua pihak pada perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan laporan ini
Penulis
Chairil Amri Siregar
iv
DAFTAR ISI...v
DAFTAR GAMBAR...viii
DAFTAR TABEL...ix
BAB I PENDAHULUAN...1
1.1 Latar Belakang...1
1.2 Rumusan Masalah...2
1.3 Batasan Masalah...2
1.4 Tujuan...2
1.5 Manfaat...3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...5
2.1 Budidaya Ikan Air Tawar...5
2.2 Pakan Ikan...6
2.3 Mikrokontroller ESP32...7
2.4 PCB (Printed Circuit Board)...8
2.5 Motor Servo...9
2.6 LED...10
2.7 UBEC (Universal Battery Elimination Circuit) step-down converter...11
v
2.8 Sensor Ultrasonik...13
2.9 Panel Surya...14
2.10 Solar Charge Controller...15
2.11 Baterai/AKI...16
2.12. Internet of Things (IoT)...17
2.13 Switch on off...18
2.14 Kabel jumper...19
2.15 Kabel jepit buaya...20
2.16 LCD (Liquid Crystal Display)...21
BAB III RANCANG BANGUN...23
3.1 Tujuan Perancangan...23
3.2 Blok Diagram sistem...23
3.3 Flowchart...25
3.5 Skematik Rangkaian...26
3.6 Desaian Alat...26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...27
4.1 Hasil Rancangan...27
4.1.1 Hasil Rancangan Keseluruhan...27
4.1.2 Perancangan mekanik...28
4.2 Pengujian Fungsional...29
vi
4.2.2.1 Stabilitas Koneksi Wi-Fi...30
4.2.2.2 Kecepatan Pengiriman Data Wi-Fi...31
4.2.2.3 Stabilitas Koneksi Bluetooth...32
4.2.2.4 Kecepatan Respons Bluetooth...33
4.2.3 Kesimpulan Pengujian ESP32...34
4.2.4 Pengujian Sensor Ultrasonik...35
4.2.5 Pengujian Motor Servo...36
4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem...37
4.4 Analisis Hasil Pengujian...38
4.5 Pembahasan...39
BAB V PENUTUP...41
5.1 Kesimpulan...41
DAFTAR PUSTAKA...43
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Gambar ikan koi...6
Gambar 2. 2 Pakai ikan koi...6
Gambar 2. 3 ESP 32...7
Gambar 2. 4 RTC (Real Time Clock)...9
Gambar 2. 5 Motor Servo MG995...10
Gambar 2. 6 Light Emitting Diode(LED)...11
Gambar 2. 7 Modul Stepdown LM2596...12
Gambar 2. 8 Sensor Ultrasonik...13
Gambar 2. 9 Panel Surya...15
Gambar 2. 10 Solar Charge Controller...16
Gambar 2. 11 Baterai/Aki...17
Gambar 2. 12 Internet of Things (IoT)...18
Gambar 2. 13 Switch on off...19
Gambar 2. 14 Kabel Jumper...20
Gambar 3. 1 Blok Diagram Gambar 3. 2 Flowchart Gambar 3. 3 Skematik Rangkaian Gambar 3. 4 Desaian Alat Gambar 4. 1 Hasil Perancangan Keseluruhan...27
Gambar 4. 2 Hasil perancangan mekanik ketika katup terbuka...28
Gambar 4. 3 Hasil perancangan mekanik ketika katup tertutup...28
Gambar 4. 4 Ketika sudah terkoneksi ke blynk...34
Gambar 4. 5 Ketika katup pakan ikan terbuka...35
Gambar 4. 6 Ketika katup pakan ikan tertutup...35
viii
Tabel 4. 2 Hasil Pengujian Tegangan...29
Tabel 4. 3 Stabilitas Koneksi Wi-Fi...30
Tabel 4. 4 Kecepatan Pengiriman Data Wi-Fi...31
Tabel 4. 5 Stabilitas Koneksi Bluetooth...32
Tabel 4. 6 Kecepatan Respons Bluetooth...33
Tabel 4. 7 Kesimpulan Pengujian...34
Tabel 4. 7 kesimpulan Pengujian...34
Tabel 4. 8 Pengujian sensor ultrasonik HC-SR04...36
Tabel 4. 9 Hasil Pengujian Motor Servo...36
Tabel 4. 10 Hasil pengujian Keseluruhan Sistem...37
Tabel 4. 11 Analisis Hasil Pengujian Sistem...38
ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ikan koi merupakan salah satu jenis ikan hias yang populer di kalangan pecinta ikan hias, khususnya di Asia. Ikan ini terkenal karena keindahan warna dan coraknya yang bervariasi, serta simbol keberuntungan dan kemakmuran dalam budaya Asia, khususnya Jepang. Keberhasilan dalam memelihara ikan koi tidak hanya bergantung pada kualitas air dan lingkungan, tetapi juga pada pola pemberian pakan yang tepat (Pranata,2021).
Pemberian pakan yang tidak teratur atau berlebihan dapat berdampak negatif pada kesehatan ikan koi. Pakan yang berlebihan dapat menyebabkan kualitas air menurun karena sisa pakan yang tidak termakan akan terurai dan mencemari air, sehingga berpotensi menimbulkan penyakit. Sebaliknya, kekurangan pakan dapat menyebabkan ikan koi kekurangan nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan kesehatannya. Oleh karena itu, pemberian pakan yang tepat waktu dan dalam jumlah yang sesuai menjadi faktor penting dalam pemeliharaan ikan koi (Aisyah, 2022).
Seiring dengan perkembangan teknologi, berbagai alat otomatis telah dikembangkan untuk membantu manusia dalam berbagai aspek kehidupan, termasuk dalam bidang akuakultur. Salah satu solusi yang dapat diimplementasikan adalah alat pemberi pakan otomatis yang dapat mengatur jumlah dan waktu pemberian pakan secara otomatis (Meilani, 2021). Penggunaan mikrokontroller sebagai otak dari sistem ini memberikan fleksibilitas dan kemudahan dalam pengaturan dan pengontrolan alat sesuai dengan kebutuhan spesifik pengguna.
Dengan adanya alat pemberi pakan ikan koi otomatis berbasis mikrokontroller, diharapkan dapat mengatasi masalah pemberian pakan yang tidak teratur dan berlebihan. Alat ini tidak hanya mempermudah para pemelihara ikan koi dalam mengatur jadwal pemberian pakan, tetapi juga memastikan bahwa ikan koi mendapatkan pakan dalam jumlah yang tepat dan pada waktu yang tepat
1
(Warjono,2022). Selain itu, alat ini juga dapat membantu para pemelihara yang memiliki keterbatasan waktu untuk tetap menjaga kesehatan dan kesejahteraan ikan koi mereka. Alat ini dirancang menggunakan mikrokontroler ESP 32 sebagai pusat kontrol dan program, UBEC sebagai penurun tegangan, sensor ultrasonik HC-SR04 sebagai sensor pendeteksi ketersediaan pakan ikan (kg), Motor Servo MG995 untuk mengeluarkan pakan dari tempat penyimpanan, dan aplikasi Blynk sebagai platform IoT untuk memonitor sisa pakan dan operasi pemberian pakan.
Berdasarkan uraian di atas penulis menulis laporan akhir dengan judul
“Rancang Bangun Alat Pemberi Pakan Ikan Koi Otomatis Berbasis Mikrokontroller”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka rumusan masalah untuk laporan akhir ini adalah bagaimana membuat rancang bangun pemberi pakan ikan koi otomatis berbasis mikrokontroller.
1.3 Batasan Masalah
Agar tidak adanya penyimpangan dari rumusan masalah maka dibuatlah batasan masalah dari perumusan masalah, Adapun Batasan Masalah adalah sebagai berikut:
1. Kapasitas penyimpanan pakan ikan dibuat dengan kapasitas tampung kurang dari 2 kg.
2. Mikrokontroller yang digunakan adalah ESP32.
1.4 Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah diatas maka tujuan dari penelitian ini adalah membuat rancang bangun pemberi pakan ikan koi otomatis berbasis mikrokontroller.
3
1.5 Manfaat
Berdasarkan tujuan penelitian diatas maka, manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan kemudahan kepada pembudidaya dalam hal pemberian pakan ikan yang sudah terjadwal dengan menggunakan sistem yang telah dibuat.
2. Memberikan kemudahan karena pembudidaya dapat mengetahui dan memantau ketersediaan pakan ikan yang dikontrol melalui mikrokontroller ESP32
3.
Solusi bagi masyarakat yang hobi memeliharah ikan mas koki tanpa ada perasaan kawatir ketika meninggalkan rumah dalam waktu yang cukup lama.4. Dapat meningkatkan efisiensi waktu dan aktivitas kinerja pembudidaya.
1.6 Metode Konsultasi
Saat penulisan dan penyusunan Laporan akhir ini, penulis berkonsultasi dengan pembimbing untuk memperbaiki bila terdapat kekurangan maupun kesalahan didalam penulisan.
1.7 Metode rancangan
Metode ini adalah metode perancangan alat yang akan dibuat dan disesuaikan dengan kebutuhan agar dapat beroperasional dengan baik.
1.8 Sistematika penulisan
Sistematika dalam penulisan laporan akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
pada bab ini terdiri dari pembahasan mengenai latar belakang judul, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan mamfaat, metode penyusunan laporan akhir dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini berisi tentang teori-teori pendukung dan pengenalan peralatan yang menjadi acuan dalam pembahasan mengenai rancangan bangun pemberi pakan ikan koi otomatis berbasis mikrokontroller.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini berisi tentang Langkah – Langkah yang ditempuh dalam pembuatan system dan penjelasan mengenai Langkah Langkah perancangan system untuk laporan akhir.
BAB IV ANGGARAN BIAYA DAN JADWAL PELAKSANAAN
Pada bab ini berisi tentang data data dan Analisa pembahasan dalan merancang bangun pemberi pakan ikan koi otomatis berbasis mikrokontroller.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi tentang Kesimpulan dan saran yang berkaitan dengan Analisa system berdasarkan data yang telah diuraikan pada bab bab sebelumnya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Budidaya Ikan Air Tawar
Ikan merupakan salah satu komoditas ternak yang banyak diminati masyarakat. Kebutuhan pasar yang tinggi terhadap ikan mendorong masyarakat untuk membudidayakannya. Bisnis ternak ikan dianggap menjanjikan untuk dijadikan sebagai ladang usaha. Budidaya ikan merupakan bentuk pembudidaya yang banyak dilakukan oleh masyarakat Indonesia, baik sebagai hobi maupun sebagai pekerjaan utama. budidaya ikan yang banyak dilakukan masyarakat indonesia ada yang berada di kolam, di sungai maupun laut (Fernanda 2022).
Pada penelitian ini yang kita fokuskan adalah budidaya ikan air tawar jenis ikan koi pada kolam, seperti yang kita ketahui budidaya ikan di kolam memerlukan tindakan pemeliharaan dan pemberian pakan ikan secara teratur.
Pemilik kolam harus selalu memantau pertumbuhan ikan dan kondisi kolam agar bisa meningkatkan hasil panen ikan ataupun hanya untuk sebagai ikan hias .
Indonesia memiliki beragam jenis ikan air tawar yang telah dibudidayakan salah satunya Ikan koi. Komoditas ikan hias air tawar introduksi yang menjadi favorit di pasar internasional dan termasuk ikan hias dengan nilai ekonomis tinggi, dengan harga relatif stabil di pasar adalah ikan koi (Cyprinus carpio). Ikan koi merupakan salah satu ikan hias yang diminati karena memiliki pola tubuh berwarna indah. Ikan koi unggulan dapat dilihat dari segi kualitas dan kuantitas.
Benih ikan koi yang unggul tidak lepas dari peranan kegiatan pemijahan yang dipengaruhi oleh genetik dan memenuhi persyaratan SNI baik dari sifat fisika, kimia, dan biologi perairan (Purba et al. 2020).
Budidaya koi berkembang pesat dikarenakan dapat dibudidayakan di lahan dan sumber air yang terbatas dengan padat tebar tinggi, teknologi budidaya relatif mudah dikuasai oleh masyarakat, pemasarannya relatif mudah, selain bisa dijadikan bisnis usaha ikan koi juga bisa dijadikan ikan hias di rumah (Aisyah 2022).
5
Gambar 2. 1Gambar ikan koi
(Sumber: https://katadata.co.id/berita/lifestyle/6163e17c62c8a/jenis-ikan-koi- harga-dan-cara-merawatnya)
2.2 Pakan Ikan
Umumnya pemberian pakan masih secara manual yaitu memberi pakan dengan menggunakan tangan si pemilik lalu di sebar di permukaan air. Hal ini kurang efektif karena memakan waktu yang lama. Sedangkan banyak rumah di kota-kota besar yang memelihara ikan di kolam maupun akuarium dengan penghuni rumah yang memiliki kesibukan masing-masing, sehingga penghuni rumah lupa untuk merawat ikan. Padahal faktor penting dalam pemeliharan ikan adalah ketepatan waktu pemberian pakan. Jika faktor penting ini tidak diperhatikan maka berdampak buruk bagi ikan, dapat menghambat pertumbuhan ikan karena keadaan ikan yang tidak terkontrol serta Pemberian pakan yang berlebih dapat meningkatkan biaya produksi dan menurunnya kualitas air (Warjono, 2022).
Gambar 2. 2 Pakai ikan koi
(Sumber: https://www.minapoli.com/mina/pakan-ikan-koi-pk-cp)
7
2.3 Mikrokontroller ESP32
ESP32 adalah mikrokontroller yang dibuat oleh Espressif System, perusahaan terletak di sanghai, Tiongkok. ESP32 merupakan penerus dari mikrokontroller ESP8266. ESP32 juga memiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroller yang lain, mulai dari pin out yang lebih banyak, pin analog yang lebih banyak, memori yang lebih besar, serta terdapat low energy Bluetooth 4.0. Pada mikrokontroller ini sudah tersedia modul WiFI dalam chip prosesor dual core yang berjalan di instruksi Xtensa LX16 sehingga sangat mendukung untuk membuat sistem aplikasi Internet of Things.
Memori ESP32 terdiri atas 448 kB ROM, 520 kB SRAM, dua 8 kB RTC memory, dan flash memory 4MB. Chip ini mempunyai 18 pin ADC (12-bit), empat unit SPI, dan dua unit I2C. Kelebihan utama mikrokontroler ini ialah harganya yang relatif murah dan mudah diprogram. ESP32 memiliki pin ADC 12- bit, yang artinya bernilai 0 hingga 4095 (Widodo, 2020).
Gambar 2. 3 ESP 32
(Sumber: https://student-activity.binus.ac.id/himtek/2022/07/27/esp32/) ESP32 memiliki pin out yang dapat dijadikan input atau output untuk menyalakan LCD, lampu, bahkan untuk menggerakan motor DC. Pin out tersebut
a. 18 ADC (Analog Digital Converter) berfungsi untuk merubah sinyal analog ke digital
b. 2 DAC (Digital Analog Converter, kebalikan dari ADC) c. 16 PWM (Pulse Width Modulation)
d. 10 Sensor sentuh
e. 2 jalur antarmuka UART
f. Pin antarmuka I2C, I2S, dan SPI 2.4 PCB (Printed Circuit Board)
PCB (Printed Circuit Board) adalah papan sirkuit tercetak yang berfungsi untuk menghubungkan dan menopang komponen elektronik secara mekanis dan elektrik melalui jalur konduktif, bantalan, dan fitur lainnya yang diukir dari lembaran tembaga yang dilaminasi pada substrat non-konduktif. PCB adalah elemen krusial dalam hampir semua perangkat elektronik modern, mulai dari perangkat konsumen seperti komputer, ponsel, dan televisi, hingga peralatan industri dan alat kesehatan.
PCB terdiri dari beberapa lapisan utama: substrat, biasanya terbuat dari bahan seperti FR-4 (fiber glass reinforced epoxy), yang memberikan kekuatan mekanis dan dukungan struktural; lapisan tembaga, yang merupakan bagian konduktif di mana jalur sirkuit diukir; lapisan solder mask, yang melindungi jalur tembaga dari oksidasi dan mencegah hubungan pendek; serta lapisan silk screen, yang digunakan untuk mencetak label, simbol, dan tanda pada PCB untuk membantu identifikasi komponen dan orientasi pemasangan.
Proses pembuatan PCB dimulai dengan desain skema sirkuit dan tata letak menggunakan perangkat lunak CAD (Computer-Aided Design), dilanjutkan dengan pencetakan dan etching untuk membentuk jalur sirkuit, pengeboran untuk membuat lubang bagi pemasangan komponen dan via, serta pelapisan dan penyolderan untuk memastikan semua komponen terhubung dengan baik. PCB memungkinkan perakitan perangkat elektronik menjadi lebih terorganisir, efisien, dan andal, menjadikannya komponen vital dalam dunia teknologi modern. (Putra et all, 2021).
9
Gambar 2. 4 PCB
(Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/pcb)
2.5 Motor Servo
Motor servo merupakan komponen alat penggerak yang relatif terjangkau dan mudah ditemukan sehingga efektif dalam penggunaannya dalam pembuatan prototipe ini. Ketika motor berputar, terjadi perubahan resistansi dari potensiometer, jadi rangkaian kontrol akan dapat mengatur secara presisi seberapa besar pergerakan perputaran dan juga menentukan kemana arah putaran akan bergerak. Ketika poros sudah berada di posisi yang dikehendaki, supply tenaga ke motor akan terhenti, jika tidak maka motor akan berputar ke arah sebaliknya.
Motor servo pada sistem yang dirancang ini digunakan untuk membuka dan menutup wadah pakan agar sistem dapat memberikan pakan sesuai dengan takaran yang dibutuhkan.
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. Motor servo terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer.
Motor servo adalah alat yang dapat bergerak 360º namun tidak berputar karena menggunakan system closed feedback yang artinya motor akan kembali ke posisi awal dengan berputar arah sebalik nya dengan cara menginformasikan rangkaian control yang ada di dalam system motor servo.
gear, potensiometer, yang berfungsi sebagai penentu batas putaran motor servo dan rangkaian control. Sedangkan untuk menentukan sudut sumbu motor servo menggunakan lebar pulsa yang dikirimkan melalui sinyal dari kabel motor. Pulsa OFF yang semakin lebar maka semakin besar pula gerakan motor servo kearah jarum jam, dan apabila pulsa OFF semakin kecil maka semakin besar gerakan sumbu kearah yang berlawanan (Fina Supegina, Dalam (Pranata, 2021).
Gambar 2. 5 Motor Servo MG995
(Sumber: https://makerselectronics.com/product/servo-motor-half-metal-gear- mg995-towerpro-180-degree)
2.6 LED
Light Emitting Diode (LED) adalah sebuah perangkat semikonduktor yang menghasilkan cahaya ketika arus listrik melewatinya. LED merupakan salah satu teknologi pencahayaan yang paling efisien secara energi yang tersedia saat ini.
Mereka memiliki berbagai keunggulan dibandingkan dengan lampu tradisional seperti lampu pijar dan lampu fluoresen, termasuk konsumsi energi yang rendah, umur panjang, ukuran kecil, dan ketahanan terhadap guncangan dan getaran.
LED tersedia dalam berbagai warna dan intensitas, serta dapat dikendalikan dengan mudah menggunakan elektronik. Mereka digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari pencahayaan rumah dan kantor, tanda-tanda jalan, layar elektronik, hingga lampu lalu lintas dan lampu kendaraan. Selain itu, penggunaan LED dalam pencahayaan juga dapat memberikan manfaat lingkungan yang signifikan, seperti mengurangi emisi karbon karena konsumsi energi yang
11
lebih rendah dan mengurangi limbah elektronik karena umur panjangnya
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya (Natsir,2019).
Gambar 2. 6 Light Emitting Diode(LED) (Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/led)
2.7 UBEC (Universal Battery Elimination Circuit) step-down converter UBEC (Universal Battery Elimination Circuit) step-down converter 5V 3A adalah perangkat elektronik yang dirancang untuk menurunkan tegangan input yang lebih tinggi menjadi tegangan output yang stabil sebesar 5V dengan kemampuan menyediakan arus hingga 3A. Perangkat ini sangat berguna dalam berbagai aplikasi, termasuk model RC (remote control), drone, dan proyek elektronik lainnya, di mana tegangan stabil dan andal sangat penting untuk mengoperasikan perangkat seperti mikrokontroler, modul komunikasi, dan sensor.
Salah satu contoh produk UBEC yang memenuhi spesifikasi ini adalah Hobbywing UBEC 3A. UBEC ini dapat menerima tegangan input antara 5.5V hingga 26V dan mengonversinya menjadi tegangan output stabil sebesar 5V dengan kemampuan arus maksimal hingga 3A. Produk ini memiliki efisiensi tinggi hingga 90%, yang berarti sebagian besar daya input dikonversi menjadi daya output yang berguna, mengurangi panas dan kehilangan daya. Selain itu, UBEC ini dilengkapi dengan berbagai fitur perlindungan, termasuk perlindungan arus berlebih, perlindungan hubung singkat, dan perlindungan suhu berlebih, yang
terhubung.
Contoh lain adalah Castle Creations 10A BEC. Meskipun memiliki kapasitas arus yang lebih tinggi daripada yang dibutuhkan, yaitu hingga 10A, UBEC ini juga dapat menerima tegangan input antara 5V hingga 25.2V dan menawarkan pilihan tegangan output antara 5.1V hingga 8.4V (dapat diatur tetap pada 5V). UBEC ini juga dikenal dengan efisiensi yang tinggi dan dilengkapi dengan perlindungan arus berlebih dan suhu berlebih, memastikan perangkat tetap aman dalam berbagai kondisi operasi.
Turnigy 5A (8-26V) SBEC for Lipo adalah pilihan lain yang cocok. UBEC ini dapat menangani tegangan input antara 8V hingga 26V dan menawarkan pilihan tegangan output 5V atau 6V dengan kemampuan arus maksimal hingga 5A. Dengan efisiensi hingga 92%, UBEC ini memastikan bahwa energi yang diinput sebagian besar dikonversi menjadi energi output yang berguna. Fitur perlindungan yang ada termasuk perlindungan arus berlebih, suhu berlebih, dan hubung singkat, memastikan keamanan dan keandalan operasi.
Dalam penggunaannya, penting untuk memastikan bahwa UBEC memiliki pendinginan yang memadai, terutama jika dioperasikan pada atau mendekati kapasitas arus maksimalnya. Pemasangan yang tepat dan penggunaan kabel dengan ukuran yang sesuai juga penting untuk menghindari penurunan tegangan yang signifikan. Dengan spesifikasi dan perlindungan yang tepat, UBEC step- down converter 5V 3A dapat menjadi komponen kunci dalam menjaga kinerja dan keandalan sistem elektronik Anda. (Pranata, 2021).
Gambar 2. 7 UBEC step-down converter (Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/UBEC)
13
2.8 Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik). Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz.
Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumbalumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.
HC-SR04 merupakan sensor ultrasonik yang dapat digunakan untuk mengukur jarak antara penghalang dan sensor. Sensor ini mampu mendeteksi jarak tanpa sentuhan langsung dengan akurasi yang tinggi dan pembacaan yang stabil. Sensor ini sudah tersedia modul trasmitter dan receiver gelombang ultrasonik. Pemilihan HC-SR04 sebagai sensor jarak yang akan digunakan pada penelitian ini karena memiliki fitur sebagai berikut, kinerja yang stabil, pengukuran jarak yang akurat dengan ketelitian 0,3 cm, pengukuran maksimum dapat mencapai 4 meter dengan jarak minimum 2 cm, ukuran yang ringkas dan dapat beroperasi pada level tegangan (Aknis.2021).
Gambar 2. 8 Sensor Ultrasonik
(Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/ Sensor -u ltrasonik )
2.9 Panel Surya
Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik dalam bentuk arus searah (DC). Panel surya terdiri dari rakitan sel – sel fotovoltaik yang mengkonversi sinar matahari menjadi listrik.
Panel surya biasanya memiliki umur lebih dari 20 tahun yang biasa dalam jangka waktu tersebut pemilik panel surya tidak akan mengalami penurunan efisiensi yang signifikan. Panel surya sangat mudah dalam hal pemeliharaan karena tidak ada bagian yang bergerak. Satu-satunya hal yang harus dikhawatirkan adalah memastikan untuk menyingkirkan segala hal yang dapat menghalangi sinar matahari ke panel surya tersebut. Instalasi panel surya menghabiskan biaya yang tidak sedikit. Namun, panel surya memiliki daya tahan hingga 25 tahun sehingga dapat dijadikan sebagai investasi jangka panjang (Asral, 2019).
Posisi ideal panel surya adalah menghadap langsung ke sinar matahari agar panel surya menerima radiasi maksimum. Panel surya modern memiliki perlindungan overheating yang baik dalam bentuk semen konduktif termal.
Perlindungan overheating penting dikarenakan panel surya mengkonversi kurang dari 20% dari energi surya yang ada menjadi listrik, sementara sisanya akan terbuang sebagai panas, dan tanpa perlindungan yang memadai kejadian overheating dapat menurunkan efisiensi panel surya secara signifikan.
Sel surya bekerja dengan menggunakan prinsip p-n junction. Adapun semikonduktor yang biasanya digunakan adalah silikon. Namun silikon murni tidak memiliki elektron bebas sehingga konduktivitasnya buruk. Untuk mengubah sifat kelistrikan silikon, maka perlu didoping dengan suatu unsur dopant (pengotor). Silikon tipe-p akan diperoleh jika didoping dengan atom yang memiliki elektrovalensi 3 contohnya Boron.
Pada silikon tipe ini, terjadi kekurangan elektron karena boron merupakan unsur yang memiliki valensi 3 sehingga akan muncul hole yang bersifat sebagai akseptor. Sedangkan untuk memperoleh silikon tipe-n maka perlu didoping dengan atom yang memiliki elektrovalensi 5, contohnya Fosfor. Atom fosfor merupakan unsur yang memiliki valensi 5 sehingga ketika mendoping akan
15
muncul kelebihan elektron yang bersifat donor. Ketika kedua jenis semikonduktor ini melakukan kontak, maka kelebihan elektron di semikonduktor tipe-n akan bergerak menuju hole pada semikonduktor tipe-p. Akibatnya akan terbentuk kutub positif pada tipe-p dan terbentuk kutub negatif pada tipe-n. Kemudian, karena elektron dan hole berpasangan maka akan terbentuk medan listrik. Ketika cahaya matahari menyinari panel surya, maka tiap satu foton (partikel matahari) akan menghasilkan 1 elektron dan 1 hole yang jika masuk jangkauan medan listrik, elektron akan bergerak ke semikonduktor tipe-n dan hole akan bergerak ke semikonduktor tipe-p. Apabila diberi jalur arus eksternal, maka elektron akan bergerak ke tipe-p dan bersatu dengan hole. Aliran elektron yang bergerak akan menghasilkan arus, dan medan listrik akan menghasilkan tegangan. Maka akan diperoleh daya listrik yang dibutuhkan (Asral, 2019).
Gambar 2. 9 Panel Surya
(Sumber: https://sentraenergi.com/produk/panel-surya) 2.10 Solar Charge Controller
Solar charge controller merupakan piranti elektronik yang penting dalam pengisian panel surya ke baterai. Controller ini digunakan untuk mengatur arus searah dari panel surya ke baterai dan arus yang diambil dari baterai ke beban.
Controller mampu mengatasi overcharging (kelebihan pengisian karena baterai sudah terisi penuh) dan kelebihan tegangan dari panel surya. Kelebihan tegangan dan pengisian akan mengurangi umur baterai (Asral, 2019).
Controller yang baik biasanya memiliki kemampuan mendeteksi kapasitas baterai pada saat pengisian arus. Bila baterai telah terisi penuh maka secara otomatis pengisian arus dari panel sel surya berhenti. Controller terdiri dari 1
/ aki dan 1 output yang terhubung dengan beban (load). Arus listrik yang berasal dari baterai / aki tidak mungkin berbalik arah masuk ke panel sel surya karena pada controller terdapat diode protection yang hanya melewatkan arus listrik dari panel sel surya ke baterai .
Gambar 2. 10 Solar Charge Controller
(Sumber: https://sentraenergi.com/produk/pwm-1010-solar-charge-controller-10- a/)
2.11 Baterai/AKI
Aki adalah media penyimpan muatan listrik. Secara garis besar aki dibedakan berdasarkan aplikasi dan konstruksi. Berdasarkan aplikasi maka aki dibedakan untuk engine starter (otomotif) dan deep cycle. Aki otomotif umumnya dibuat dengan pelat timbal yang tipis namun banyak sehingga luas permukaannya lebih besar. Dengan demikian aki ini bisa menyuplai arus listrik yang besar pada saat awal untuk menghidupkan mesin. Aki deep cycle biasanya digunakan untuk sistem fotovoltaik (solar sell) dan back up power, dimana aki mampu mengalami discharge hingga muatan listriknya tinggal sedikit.
Jenis aki starter atau otomotif sebaiknya tidak mengalami discharge hingga melampaui 50% kapasitas muatan lsitriknya untuk menjaga keawetan aki.
Apabila muatan aki basah sampai di bawah 50% dan dibiarkan dalam waktu lama (berharihari tidak di-charge kembali), maka kapasitas muat aki tersebut akan semakin berkurang sehingga menjadi tidak awet. Berkurangnya kapasitas muat aki tersebut karena proses pembentukan kristal sulfat yang menempel pada pelat ketika muatan aki tidak penuh (di bawah 50%). Keawetan aki berkaitan dengan banyaknya discharging pada kedua jenis aki tersebut.
Secara konstruksi aki dibedakan menjadi tipe basah konvensional, flooded lead acid, sealed lead acid (SLA), valve regulated lead acid (VRLA), gel, dan 19
17
absorbed glass mat (AGM) dimana semuanya merupakan aki yang berbasis asam timbal (lead acid) (Asral, 2019).
Gambar 2. 11 Baterai/Aki
(Sumber: https://sentraenergi.com/produk/aki)
2.12. Internet of Things (IoT)
IoT (Internet of Things) adalah konsep atau perangkat lunak yang memungkinkan objek untuk berkomunikasi atau mengirimkan fakta melalui jaringan tanpa bantuan komputer atau manusia. Pengembangan IoT dimulai pada tingkat konvergensi teknologi nirkabel, sistem microelektromekanis (MEMS), Internet, dan kode QR (respon cepat). IoT sering disamakan dengan RFID (Radio Frequency Identification) sebagai alat komunikasi.
Internet of things atau dikenal juga dengan singkatan IoT, merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung secara terus menerus yang memungkinkan kita untuk menghubungkan benda dengan sensor jaringan dan actuator untuk memperoleh data dan mengelola kinerjanya sendiri, sehingga memungkinkan mesin untuk berkolaborasi dan bahkan bertindak berdasarkan informasi baru yang diperoleh secara independent.
Secara singkat Internet of Things adalah teknologi di mana benda- benda di sekitar kita dapat berkomunikasi antara satu sama lain melalui sebuah jaringan Internet. Jadi Internet of Things (IoT) adalah sebuah konsep dimana suatu objek memiliki kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan internet. (Widodo, 2020).
Gambar 2. 12 Internet of Things (IoT)
(Sumber: https://diskominfo.badungkab.go.id/artikel/18205-pentingnya-internet- of-things-iot-)
2.13 Switch on off
Switch on" adalah tindakan mengaktifkan suatu perangkat atau sistem.
Ketika Anda "switch on" sesuatu, Anda memungkinkan aliran listrik atau memulai operasi perangkat tersebut. Ini mengubah perangkat dari keadaan non- aktif menjadi aktif. Switch Off: Sebaliknya, "switch off" adalah tindakan mematikan atau menonaktifkan perangkat. Ketika Anda "switch off" sesuatu, Anda memutuskan aliran listrik atau menghentikan operasi perangkat tersebut. Ini mengubah perangkat dari keadaan aktif menjadi non-aktif.
Dalam banyak kasus, "switch on" dan "switch off" diimplementasikan melalui sakelar fisik. Contohnya adalah sakelar lampu di rumah Anda. Menggeser sakelar ke posisi atas mungkin akan menyalakan lampu ("switch on"), sementara menggesernya ke bawah akan mematikannya ("switch off"). Banyak perangkat elektronik, seperti komputer atau televisi, dilengkapi dengan tombol daya yang memungkinkan pengguna untuk mengaktifkan atau menonaktifkan perangkat tersebut.
Dalam konteks perangkat lunak atau aplikasi, "switch on" dan "switch off"
bisa diwakili oleh perintah yang memulai atau menghentikan fungsi atau proses tertentu. Misalnya, Anda dapat "switch on" atau memulai pencetakan dokumen, atau "switch off" atau menghentikan pemutaran musik pada perangkat lunak pemutar musik. Dalam beberapa kasus, "switch on" dan "switch off" dapat terjadi secara otomatis melalui sistem otomatisasi rumah pintar atau perangkat cerdas.
19
Misalnya, lampu bisa diatur untuk "switch on" saat sensor gerak mendeteksi kehadiran seseorang, dan "switch off" saat tidak ada aktivitas (Aknis, 2021).
"Switch on" dan "switch off" memberikan pengguna kendali langsung atas perangkat, membuatnya mudah digunakan. Dengan mematikan perangkat saat tidak digunakan, Anda dapat menghemat energi dan mengurangi biaya listrik.
Menggunakan "switch off" pada perangkat elektronik saat tidak digunakan juga dapat mengurangi risiko kebakaran atau bahaya lain yang terkait dengan penggunaan terus-menerus.
Gambar 2. 13 Switch on off
(Sumber: https://www.tokopedia.com/autoelectric/saklar-on-off-on-toggle- switchonoffon6kaki?utm_source=google&utm_medium=organic&utm_campaig)
2.14 Kabel jumper
Kabel jumper adalah sebuah kabel pendek yang berfungsi untuk menghubungkan dua titik atau konektor pada sirkuit elektronik atau papan sirkuit. Kabel jumper biasanya digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan sirkuit tertentu, atau untuk mengatur atau mengubah nilai tertentu. Jumper dapat berupa kabel tunggal atau jalur kabel yang berhubungan dengan satu sama lain melalui konektor atau lubang di papan sirkuit. (Megawati, 2021) Tergantung jenis konektornya, kabel jumper dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
Male-male jumper wire
Male-female, atau female-male jumper wire
Female-female jumper wire
Untuk bentuk kabel jumper dapat dilihat pada gambar 2.5.
Gambar 2. 14 Kabel Jumper
(Sumber: https://www.arduinoindonesia.id/2022/11/pengertian-jenis-dan-cara- kerja-kabel-jumper-arduino.html)
Gambar 2. 14 adalah foto Kabel Jumper yaitu sebuah kabel pendek yang berfungsi untuk menghubungkan dua titik atau konektor pada sirkuit elektronik atau papan sirkuit.
2.15 Kabel jepit buaya
Kabel jepit buaya adalah perangkat yang digunakan untuk membuat sambungan listrik sementara pada berbagai aplikasi elektronik dan kelistrikan.
Kabel ini terdiri dari sepasang jepit buaya yang terpasang di ujung-ujung kabel berisolasi. Jepit buaya, yang dinamakan demikian karena bentuknya menyerupai mulut buaya, memiliki mekanisme pegas yang memungkinkan mereka untuk mencengkeram komponen atau kawat dengan kuat namun mudah dilepas.
Kabel jepit buaya sering digunakan dalam lingkungan laboratorium, bengkel, dan proyek DIY untuk menguji rangkaian, menghubungkan komponen sementara, atau mem-bypass bagian dari sirkuit. Karena kemudahan penggunaannya, kabel ini sangat berguna untuk eksperimen yang memerlukan pengaturan dan pengubahan cepat tanpa perlu penyolderan. Mereka juga tersedia dalam berbagai ukuran dan panjang, serta dengan berbagai jenis isolasi untuk mengakomodasi beragam kebutuhan dan kondisi kerja. Kabel jepit buaya adalah alat yang praktis dan serbaguna dalam dunia elektronika dan kelistrikan.
21
Gambar 2. 15 Kabel jepit buaya (Sumber: https://www.webike.id/sd/22646436) 2.16 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah jenis layar tampilan yang menggunakan kristal cair untuk menghasilkan gambar atau teks. Layar LCD terdiri dari sejumlah piksel kecil yang terdiri dari dua lapisan elektroda yang dihubungkan oleh bahan kristal cair. Saat tegangan diterapkan pada lapisan elektroda, kristal cair akan mengatur cahaya yang melewati piksel, sehingga membentuk gambar atau teks.
Untuk mengontrol dan menampilkan informasi pada layar LCD, sering digunakan modul LCD yang sudah terintegrasi dengan kontroler yang sesuai.
Modul LCD ini biasanya terdiri dari layar LCD, pengontrol (biasanya berupa chip driver), dan antarmuka yang memungkinkan koneksi dengan mikrokontroler atau sistem lainnya.
Beberapa jenis antarmuka yang umum digunakan untuk menghubungkan modul LCD dengan mikrokontroler adalah:
1. Parallel Interface: Menggunakan sejumlah pin paralel untuk mengirimkan data dan sinyal kontrol antara mikrokontroler dan modul LCD. Misalnya, antarmuka 4-bit atau 8-bit.
2. I2C (Inter-Integrated Circuit): Menggunakan protokol komunikasi serial I2C untuk mengirimkan data dan sinyal kontrol melalui jalur data dan kabel clock. Memungkinkan penggunaan lebih sedikit pin pada mikrokontroler.
3. SPI (Serial Peripheral Interface): Menggunakan protokol komunikasi
clock, dan sinyal kontrol tambahan.
Dalam pemrograman, Anda perlu menggunakan perpustakaan atau library yang sesuai untuk mengontrol modul LCD dengan mikrokontroler Anda. Library ini biasanya menyediakan fungsi-fungsi yang memudahkan Anda untuk mengatur tampilan, menulis teks, menggambar, dan mengendalikan fitur lain dari layar LCD. Contoh modul LCD yang sering digunakan adalah modul LCD 16x2 atau 20x4 yang memiliki 16 atau 20 karakter dalam 2 atau 4 baris. Modul LCD ini dapat digunakan untuk menampilkan teks, angka, atau bahkan simbol kustom sesuai dengan kebutuhan aplikasi Anda. Dalam menggunakan LCD, penting untuk memperhatikan spesifikasi modul LCD dan memahami penggunaan antarmuka dan perpustakaan yang tepat untuk mendapatkan hasil yang diinginkan [21].
Gambar 2. 16LCD (Liquid Crystal Display)
(Sumber: https://www.nyebarilmu.com/cara-mengakses-modul-display-lcd-20x4/)
23
Tujuan pembuatan sistem ini adalah untuk mendapatkan gambaran umum bentukalat berupa rancang bangun alat pemberi pakan ikan koi otomatis berbasis IoT (Internet of Things), sehingga akan mendapatkan hasil akhir seperti yang diharapakan. Jika tahap perancangan dilakukan dengan baik dan sesuai dengan standar ketentuan, maka alat yang dirancaang akan beroperasi sesuai harapan.
3.2 Blok Diagram sistem
Diagram blok sistem adalahsebuah diagram yang berbentuk kotak (blok) digunakan untuk menjelaskan suatu proses kerja dari alat tertentu, proses kerja dari instalasi tertentu dan lain-lain. Berikut ini merupakan diagram hubungan antar komponen sehigga dapat menjelaskan cara kerja alat yang dapat dilihat pada Gambar 3.1 dibawah ini.
24
25
Gambar 3. 1 Blok Diagram
Gambar 3.1 adalah blok diagram rancang bangun alat pemberi pakan ikan koi otomatis berbasis iot. Berikut ini beberapa fungsi dari komponen yang dipakai pada blok diagram:
a. sensor ultrasonik fungsinya mendeteksi jarak pakan ikan didalam wadah pakan ikan.
b. ESP 32 merupakan mikrokontroller yang berperan sebagai otak dalam sistem kami buat dan untuk mendukung terkoneksi ke wifi secara langsung.
c. Aplikasi blynk : dirancang untuk internet of things dengan tujuan dapt mengkontrol esp 32 dari jarak jauh .
d. Motor servo sebagai pembuka dan penutup jalur pakan ikan.
LCD display untuk menampilkan jumlah pakan ikan yang tersisa
\
3.3 Flowchart
27
Gambar 3. 2 Flowchart
3.5 Skematik Rangkaian
Gambar 3. 3 Skematik Rangkaian (Sumber : Dokumen Pribadi, 2024)
3.6 Desaian Alat
Gambar 3. 4 Desaian Alat
Desain alat ini menggunakan panel box dengan ukuran 25x35x12 (cm) dengan tebal 1mm dengan kunci putar untuk membuka panel box. Panel box yang digunakan pada laporan akhir ini menggunakan jenis bahan besi.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Rancangan
4.1.1 Hasil Rancangan Keseluruhan
Mengikuti skema yg ditunjukkan pada gambar 3.1 peneliti dapat merancang sebuah alat pemberi pakan ikan otomatis menggunakan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroller ESP32 setelah mengumpulkan peralatan yang dikumpulkan. Gambar 4.1 menunjukan hasil desain produk.
Gambar 4. 1 Hasil Perancangan Keseluruhan
Pada gambar 4.1 merupakan hasil perancangan dari rancang bangun alat pemberi pakan ikan otomatis serta tampilan pemberitahuan serta monitoring pada aplikasi blynk yang bisa diakses melalui laptop maupun melalui handphone. Alat pemberi pakan ikan otomatis ini menggunakan sensor ulrasonik berbasis mikrokontroler dengan komponen-komponen yang telah dijelaskan pada gambar skematik 3.3.
29
Perancangan mekanik dilakuan untuk Membuat mekanik pembuka katup yang bertujuan untuk dapat memberikan makan ikan, mekanik yang dibuat digerakan oleh motor servo, mekanik pembuka makan ikan dirancang peneliti dari bahan bekas limbah sedangkan wadah penampungan pakan ikan dari limbah galon yang tidak terpakai adapun hasil perancangan mekanik pemberi makan ikan dapat dilihat pada gambar 4.2 dan gambar 4.3.
Gambar 4. 2 Hasil perancangan mekanik ketika katup terbuka
Gambar 4. 3 Hasil perancangan mekanik ketika katup tertutup
31
4.2 Pengujian Fungsional
Pengujian pada alat pemberi makan ikan otomatis yang telah dirakit meliputi pengujian kelistrikan, pemograman, dan uji coba perangkat, serta keseluruhan sistem lainnya.
4.2.1 Pengujian Tegangan Arus Komponen
Untuk rangkaian sistem telah dijelakan pada gambar 3.3, sebelum melakukan pengujian tegangan kelistrikan, maka harus mengetahui spesifikasi tegangan izin pada komponen. Pada tabel 4.1 merupakan tegangan izin komponen.
Tabel 4. 1 Spesifikasi Tegangan pada Komponen
Nama Komponen Tegangan Izin Komponen
Minimum maksimum
ESP32 3,3 VDC 12 VDC
Modul RTC 2,3 VDC 5,5 VDC
Sensor Ultasonik 3,3 VDC 5 VDC
Setelah mengetahui tegangan izin komponen maka proses pengujian tegangan dapat dilakukan, proses pengujian.
Hasil dari pengukuran tegangan menggunakan multimeter dari komponen komponen, ESP32, sensor ultrasonic dan motor servo dimasukan dalam tabel 4.2
Tabel 4. 2 Hasil Pengujian Tegangan
Nama Komponen Tegangan
ESP32 9.01 VDC
Sensor ultrasonik 4.98 VDC
Motor Servo 4.98 VDC
4.2.2 Pengujian ESP32
ESP32 dapat diuji dengan pra-pemrograman dan membandingkan hasilnya untuk melihat apakah cocok dengan apa yang telah dilakukan. Mikrokontroler yang digunakan adalah ESP32 dengan menggunakan software Arduino IDE.
4.2.2.1 Stabilitas Koneksi Wi-Fi
Tabel 4. 3 Stabilitas Koneksi Wi-Fi
1 Ya
2 Ya
3 Ya
4 Ya
5 Ya
6 Ya
7 Ya
8 Ya
9 Ya
10 Ya
11 Tidak
12 Ya
13 Ya
14 Ya
15 Ya
Persentase Keberhasilan 93.3%
Tabel 4. 3 stabilitas koneksi Wi-Fi Rumus untuk mendapatkan persentase keberhasilan koneksi Wi-Fi adalah:
Persentase Keberhasilan= Jumlah koneksi berhasil
Jumlah total percobaan x 100%
Persentase Keberhasilan= 14
15 x 100%=93,3%
Jadi, persentase keberhasilan pada stabilitas koneksi Wi-Fi sebesar 93.3%
4.2.2.2 Kecepatan Pengiriman Data Wi-Fi
Tabel 4. 4 Kecepatan Pengiriman Data Wi-Fi
Percobaan Ke- Keberhasilan Koneksi (Ya/Tidak)
1 120
2 115
3 125
4 110
5 122
6 118
7 119
8 117
33
9 121
10 116
11 124
12 113
13 112
14 111
15 118
Rata-rata 117.7 ms
Tabel 4. 4 kecepatan pengiriman data Wi-Fi. Rumus untuk menghitung rata-rata adalah sebagai berikut:
Rata-rata = Jumlah semua nilai
Jumlah data x 100% = 117,7 ms Jadi, rata-rata waktu pengiriman data Wi-Fi adalah 118.3 ms.
4.2.2.3 Stabilitas Koneksi Bluetooth
Tabel 4. 5 Stabilitas Koneksi Bluetooth
Percobaan Ke- Keberhasilan Koneksi (Ya/Tidak)
1 Ya
2 Ya
3 Ya
4 Ya
5 Ya
6 Ya
7 Ya
8 Ya
9 Ya
10 Ya
11 Ya
12 Ya
13 Ya
14 Ya
15 Ya
Persentase Keberhasilan 100%
Tabel 4. 5 stabilitas koneksi Bluetooth Rumus untuk mendapatkan persentase keberhasilan koneksi bluetooth adalah:
Persentase Keberhasilan= Jumlah koneksi berhasil
Jumlah total percobaan x 100%
Persentase Keberhasilan= 14
15 x 100%=93,3%
Jadi, persentase keberhasilan pada stabilitas Koneksi Wi-Fi sebesar 93.3%
4.2.2.4 Kecepatan Respons Bluetooth
Tabel 4. 6 Kecepatan Respons Bluetooth
Percobaan Ke- Keberhasilan Koneksi (Ya/Tidak)
1 50
2 45
3 55
4 48
5 47
6 49
7 51
8 50
9 46
10 49
11 52
12 48
13 47
14 49
15 50
Rata-rata 49 ms
Tabel 4.6 kecepatan respons Bluetooth. Rumus untuk menghitung rata- rata adalah sebagai berikut:
Rata-rata = Jumlah semua nilai
Jumlah data x 100%
35
Persentase Keberhasilan= 14
15 x 100% = 93,3%
Jadi, rata-rata kecepatan respons bluetooth adalah 118.3 ms.
4.2.3 Kesimpulan Pengujian ESP32
Tabel 4. 7 Kesimpulan Pengujian
Aspek Pengujian Hasil
Rata-rata
Kesimpulan
Stabilitas Koneksi Wi- Fi
93.3% Keberhasilan Sangat Stabil
Kecepatan Pengiriman Data Wi-Fi
117.7 ms Cepat
Stabilitas Koneksi Bluetooth
100% Keberhasilan Sangat Stabil
Kecepatan Respons Bluetooth
49 ms Sangat Cepat
Tabel 4. 8 kesimpulan Pengujian. Dengan hasil ini, ESP32 terbukti mampu mendukung komunikasi nirkabel yang andal dan cepat, baik melalui Wi-Fi maupun Bluetooth, dalam aplikasi sistem pakan koi otomatis.
Gambar 4. 4 Ketika sudah terkoneksi ke blynk
Gambar 4. 5 Ketika katup pakan ikan terbuka
37
Gambar 4. 6 Ketika katup pakan ikan tertutup
4.2.4 Pengujian Sensor Ultrasonik
Pengujian sensor ultrasonik dilakukan untuk mengetahui sensor berkerja atau tidak dengan mengetahui nilai pada serial monitor. Pengujian dilakukan dengan cara meletakan benda di depan sensor ultrasonik yang masih dalam jangkauannya. Pada pengukuran jarak sebenarnya menggunakan meteran (cm). Sensor memiliki tegangan input 5 volt. Pengujian di lakukan menghubungkan multitester dengan vcc dan gnd pada ultrasonik.
Tabel 4. 9 Pengujian sensor ultrasonik HC-SR04 No Jarak Sebenarnya
(cm) dengan meteran
Jarak di Serial Monitor (cm)
1. 0 0
2. 10 9,8
3. 20 20,1
3. 30 29,8
4. 40 39,9
5. 50 50,1
6. 60 60,3
7. 70 69,8
8. 80 80,2
9. 90 90,1
10 .
100 100,2
Motor yang ditenagai oleh kontrol pulsa PWM adalah motor servo. Gerak putaran motor juga dibatasi 0 hingga 360 atau 180 derajat. Mikrokontroler mengirimkan pulsa ke motor, yang menggunakan pulsa tersebut untuk beroperasi.
Hasilnya, input motor dihubungkan ke output mikrokontroler dan digunakan dalam pengujian ini. Program dikembangkan untuk mengoperasikan motor dari 0°
sampai 90° dan 180°, Tabel 4.4 pada bagian berikut, menampilkan hasil pengujian kedua motor servo.
Hasil pengujian Motor Servo dengan mengatur derajat putaran servo bertujuan untuk melihat hasil putaran drajat servo yang dimana putaran servo sangat berpengaruh untuk pemberian jumlah pakan ikan, hasil pengujian Motor Servo dapat dilihat pada tabel 4.4
Tabel 4. 10 Hasil Pengujian Motor Servo N
o
Lebar Pulsa (ms) Derajat Putaran Servo
1. 1 0o
2. 1,5 90o
3. 2 180o
4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem
Pengujian sistem secara menyeluruh dilakukan dalam 3 (tiga) hari dengan menggabungkan prosedur pengujian sebelumnya dengan tujuan untuk melihat sistem bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Hasil dari pengujian keseluruhan sistem dimasukan kedalam tabel 4.5 sebagai berikut.
Tabel 4. 11 Hasil pengujian Keseluruhan Sistem N
o
Tanggal Jam Motor Servo Keterangan
1 09//06/202 4
07:00:00 High (07:00:00) Low (07:00:04)
Berhasil 15:00:00 High (15:00:00)
Low (15:00:04)
Berhasil 22:00:00 High (22:00:00)
Low (22:00:04)
Berhasil 2 10//06/202 07:00:00 High (07:00:00) Berhasil
39
4 Low (07:00:04)
15:00:00 High (15:00:00) Low (15:00:04)
Berhasil 22:00:00 High (22:00:00)
Low (22:00:04)
Berhasil 3 11//06/202
4
07:00:00 High (07:00:00) Low (07:00:04)
Berhasil 15:00:00 High (15:00:00)
Low (15:00:04)
Berhasil 22:00:00 High (22:00:00)
Low (22:00:04)
Berhasil
Berdasarkan tabel 4.5 proses pengujia dilakukan selama 3 (tiga) hari yaitu tanggal 09//06/2024, 10//06/2024, 11//06/2024 dan dengan 3 (tiga) waktu pengujian yang telah ditentukan yaitu pukul 07:00, 15:00 dan 22:00 berhasil mengeluarkan pakan ikan otomatis sesuai dengan waktu yang ditentuka yaitu selama 4 detik dengan porsi pakan 70-100 gram dan berhasil mengirikam informasi mengenai pakan ikan melalui aplikasi blynk
4.4 Analisis Hasil Pengujian
Analisis sistem dilakukan dalam penelitian ini dengan tujuan untuk menentukan seberapa efektif sistem beroperasi dalam praktiknya. Tabel 4.6 berisi temuan analisis.
Tabel 4. 12 Analisis Hasil Pengujian Sistem
No Pengujian Proses Hasil Yang
Diharapkan
Hasil Uji
1 Pengujian
tegangan arus dari panel surya
Pengukuran dilakukan
dengan menggunkan
multimeter
Pengukuran memenuhi standar kerja
komponen
Sukses
2 Pengujian ESP32 Pengujian
dilakukan dengan mengukur
Pengukuran memenuhi standar kerja
komponen
Sukses
setiap port nya
3 Pengujian
Waktu pemberian pakan
Pengujian dibandingkan
dengan jam untuk melihat
selisihnya
Pengukuran memenuhi standar alat
ukur
Sukses
4 Pengujian
Sensor Ultrasonik
Pengujian dilakukan dengan deteksi objek
dengan jarak yang berbeda
Pengukuran memenuhi standar alat
ukur
Sukses
5 Pengujian
Motor Servo
Pengujian dilakukan dengan cara
mengubah sudut putara
Pengukuran memenuhu standar kerja
komponen
Sukses
4.5 Pembahasan
Pembahasan dilakukan yaitu menjelaskan dari tabel 4.7 yang menyatakan rancang bangun yang dibuat beroperasi dengan baik, hal ini dapat dilihat dari tabel 4.7. Hasil pengujian pada ESP32 seperti pada sub bab 4.3.2 pada bagian a,b dan c tertera hasil pengujian outputan port arduino yang menyatakan ESP32 layak digunakan. Pengujian Sensor ultrasonik dengan jarak objek yang uji coba memiliki jarak yang berbeda mulai dari jarak 0 cm sampai dengan jarak 100 cm kemudian dilakukan banding pembacaan antar jarak sebenarnya (cm) dan jarak di serial monitor (cm) didapatkan pada tabel 4.4 dengan selisih 0,1 cm - 0,2 cm . Pada pengujian motor servo dilakukan dengan cara mengubah sudut putaran dapat dilihat pada tabel 4.5.
Berdasarkan hasil semua aspek pengujian komunikasi nirkabel menggunakan ESP32 yaitu stabilitas koneksi Wi-Fi yang mencapai 93.3%
41
menunjukkan keterandalan yang baik dalam menghubungkan ESP32 ke jaringan Wi-Fi untuk kontrol jarak jauh. Kecepatan pengiriman data Wi-Fi dengan rata-rata 117.7 ms memperlihatkan performa yang cukup cepat dalam mengirim dan menerima data antara ESP32 dan perangkat lain di jaringan. Stabilitas koneksi Bluetooth mencapai 100%, menunjukkan kehandalan dalam menghubungkan ESP32 dengan aplikasi smartphone melalui Bluetooth untuk pengaturan manual.
Kecepatan respons Bluetooth yang rata-rata 49 ms memastikan interaksi responsif dan hampir instan antara aplikasi smartphone dan sistem pakan koi otomatis yang dikendalikan oleh ESP32.
Pada pengujian keseluruhan rancang bangun alat pemberi pakan ikan otomatis yang pengujiannya dilakukan selama tiga (3) hari berturut-turut dimilai dari tanggal 09-06-2024 sampai dengan 11-06-2024 pengujian dilakukan bermaksud untuk mengetahui kinerja rancang bangun alat pemberi pakan ikan otomatis yang berjalan dengan baik seperti yang diharapkan. Pada pengujian alat menggunakan kolam dengan ukuran 1,5 m x 1,5 m dengan durasi waktu keluarnya pakan ikan selama 4 detik dimana porsi pakan keluar sebanyak 70 gram - 100 gram.
Karena pemberian makan otomatis adalah salah satu aspek terpenting dalam budidaya ikan, pengumpan ikan otomatis dapat digunakan untuk memberi makan ikan yang dikendalikan oleh ESP32 yang berbasis Internet of things (Iot) dimana pakan ikan ini bisa dimonitoring dari jarak jauh melalui aplkasi blynk seperti gambar 4.4 dan gambar 4.5. Saat ini sebagian besar sumber daya manusia yang digunakan untuk pemberian pakan masih bersifat manual. Maka dari itu, dibuatlah suatu alat untuk menyediakan pakan ikan yang dapat beroperasi secara otomatis berdasarkan waktu atau jadwal pemberian pakan dan jumlah atau dosis pakan yang bisa dimonitoring dari jarak melalui aplikasi blynk.
Secara keseluruhan, ESP32 telah terbukti mampu mendukung komunikasi nirkabel yang andal, cepat, dan responsif dalam aplikasi pakan koi otomatis, baik melalui Wi-Fi maupun Bluetooth.
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Beberapa kesimpulan dapat kami ambil dari proses pembuatan alat dan pengumpulan data yang lakukan yaitu:
1. Stabilitas koneksi Wi-Fi yang mencapai 93.3% menunjukkan keterandalan yang baik dalam menghubungkan ESP32 ke jaringan Wi-Fi untuk kontrol jarak jauh.
2. Kecepatan pengiriman data Wi-Fi dengan rata-rata 117.7 ms memperlihatkan performa yang cukup cepat dalam mengirim dan menerima data antara ESP32 dan perangkat lain di jaringan.
3. Stabilitas koneksi Bluetooth mencapai 100%, menunjukkan kehandalan dalam menghubungkan ESP32 dengan aplikasi smartphone melalui Bluetooth untuk pengaturan manual.
4. Kecepatan respons Bluetooth yang rata-rata 49 ms memastikan interaksi responsif dan hampir instan antara aplikasi smartphone dan sistem pakan koi otomatis yang dikendalikan oleh ESP32.
5. Secara keseluruhan, ESP32 telah terbukti mampu mendukung komunikasi nirkabel yang andal, cepat, dan responsif dalam aplikasi pakan koi otomatis, baik melalui Wi-Fi maupun Bluetooth.
6. Pengujian keseluruhan rancang bangun alat pemberi pakan ikan otomatis yang pengujiannya dilakukan selama tiga (3) hari berturut-turut dimilai dari tanggal 09-06-2024 sampai dengan 11-06-2024 pengujian dilakukan bermaksud untuk mengetahui kinerja rancang bangun alat pemberi pakan ikan otomatis yang berjalan dengan baik seperti yang diharapkan.
43
Dari pengujian yang dilakukan peneliti terdapat beberapa saran yang diharapkan rancang bangun ini dapat berkembang lagi sehingga penggunaan nya jauh lebih bermanfaat:
1. Pengembangan dan penyempurnaan sistem dibutuhhkan agar sistem bekerja lebih akurat dan kinerja yang lebih baik membuat penggunaan nya bermanfaat.
2. Tambahkan deteksi kekeruhan air dan kuras kolam otomatis agar bisa lebih bagus lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Aisyah, A. A. W., Pujiharsono, H., & Afandi, M. A. (2022). Sistem Monitoring dan
Kontrol Pakan Budidaya Ikan Koi menggunakan NodeMCU berbasis IoT.
Journal of Telecommunication, Electronics, and Control Engineering (JTECE), 4(2), 108–116.
Devitasari, R., & Kartika, K. P. (2020). Rancang Bangun Alat Pemberi Pakan Kucing
Otomatis Menggunakan Mikrokontroler Nodemcu Berbasis Internet Of Thing (IoT). Antivirus: Jurnal Ilmiah Teknik Informatika, 14(2), 152–164.
Fernanda, R., & Wellem, T. (2022). Perancangan dan Implementasi Sistem Pemberi
Pakan Ikan Otomatis berbasis IoT. JATISI (Jurnal Teknik Informatika dan Sistem Informasi), 9(2), 1261–1274.
Melani, D. F. P. (2021). Rancang Bangun Sistem Penjadwalan Pemberi Pakan Ikan
Otomatis Menggunakan Iot Dan Smartphone [Phd Thesis]. Stmik Akakom Yogyakarta.
Natsir M., Rendra B. D., & Anggara Y. D. A. (2019). Implementasi Untuk Sistem Kendali Ac Otomatis Pada Ruang Kelas Di Universitas Serang Raya.
JURNLA prosisko. 6(1).
Pranata, D. (2021). Perancangan Alat Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroler [PhD Thesis]. Prodi Teknik Informatika.
Suryadi, A. (2021). Rancang Bangun Mesin Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis
Internet of Think dan Sel Surya. Electrician, 15(3), 205–208
Warjono, S. (2022). Akuarium Dengan Pemberi Pakan Otomatis Dan Pergantian Air Via Aplikasi ℡Egram. Orbith: Majalah Ilmiah Pengembangan Rekayasa dan Sosial, 18(1), 76–81.
Widyatmika, I. P. A. W., Indrawati, N. P. A. W., Prastya, I. W. W. A., Darminta, I. K., Sangka, I. G. N., & Sapteka, A. A. N. G. (2021). Perbandingan Kinerja
45
Otomasi Kontrol dan Instrumentasi, 13(1), 37–45.
Widodo, Y. B., Ichsan, A. M., & Sutabri, T. (2020). Perancangan Sistem Smart Home Dengan Konsep Internet Of Things Hybrid Berbasis Protokol Message Queuing Telemetry Transport. Jurnal Teknologi Informatika dan Komputer, 124
S. Megawati and A. Lawi, “Pengembangan Sistem Teknologi Internet of Things Yang Perlu Dikembangkan Negara Indonesia,” J. Inf. Eng. Educ.
Technol., vol. 5, no. 1, pp. 19–26, 2021.
Asral, dkk. 2019. Pembangkit Listrik Tenaga Surya Untuk Mengatasi Krisi Energi Ketika Musim Kemarau. JPPM. 3(2). 223-228. ISSN: 2549-8347
