PROPOSAL TUGAS AKHIR

PROROTYPE SISTEM MONITORING KUALITAS AIR KOLAM LELE BERBASIS IOT

 

 

 

 

 

Oleh :

 

DHIAN MARANTIKA

NIM : 17.141.210.48

 

BIDANG STUDI ELEKTRONIKA

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BHAYANGKARA SURABAYA

2021

 

LEMBAR PERSETUJUAN

 

PROTOTYPE SISTEM MONITORING KUALITAS AIR KOLAM LELE BERBASIS IOT

 

 

Diajukanuntukmemenuhi salah satusyaratmemperolehGelarSarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Bhayangkara Surabaya

 

 

 

 

DisusunOleh :

DhianMarantika

17.141.210.48

 

 

 

 

 

Diperiksa dan disetujuioleh :

KoordinatorBidangStudi Teknik Elektronika

 

 

 

AgusKiswantono,ST ., MT

NIDN : 0715087101

 

LEMBAR PENGESAHAAN

PROTOTYPE SISTEM MONITORING KUALITAS AIR KOLAM LELE BERBASIS IOT

DiajukanUntukMemenuhi Salah Satu SyaratMemperolehGelarSarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Bhayangkara Surabaya

DisusunOleh :

DhianMarantika

17.141.210.48

TanggalSeminar :Kamis, 04 Februari 2021

 

Disahkan oleh Tim Evaluasi :

1.      Dr. Ir. Prihastono, M.T.

NIDN.9990237872                                   (                                   )

2.   Richa Watiasih, S.T., M.T.

NIDN. 0714047601                                  (                                   )

3.      Adiananda, S.T., M.Cs.

NIDN. 0702057303                                  (                                   )

4.      Ahmadi, S.T., M.T.

NIDN. 0724057602                                  (                                   )

 

 

 

Mengetahui,

Ketua Program Studi Teknik Elektro

 

 

Dr. Ir. Saidah, MT

NIDN : 0712066101

1.                       Latar Belakang :           Ikan membutuhkan air sebagai media utama untuk kehiupan. Tingkat produksi dan kualitas air menjadi dua hal yang salingberhubungan dapat diukur dengan parameter-parameter seperti suhu,tingkat keasaman (Ph), warna, plankton, karbondioksida, dan amonia [1].

Kualitas Air menjadi salah satu faktor penting untuk kesuksesan perikanan, parameter fisik yang sering diperhatikan meliputi suhu, derajat keasaman (Ph) tingkat kepadatan partikel (ppm) dan kekeruhan air.Sebagai media utama kehidupan ikan, perubahan parameter fisik tersebut dapat mempengaruhi kesehatan dan pertumbuhan ikan.Oleh karenanya, pembudidaya perlu melakukan pengecekan dan pengamatan secara berkala terhadap kualias fisik air di kolam budidaya, yang kemudian memberikan perlakuan kusus agar kondisi kolam tetap sesuai dengan syarat tumbuh kembang dan kesehatan ikan budidaya [2].

Ikan lele adalah salah satu jenis ikan air tawar yang sering dikonsumsi masyarakat dan banyak di sediakan hampir setiap rumah makan, dengan meningkatnya kebutuhan konsumsi lele semakin meningkat pula budi daya lele. Selain untuk konsumsi lokal, lele telah mulai diekspor dan permintaannya cukup besar. Tingkat kenaikan produksi konsumsi lele secara nasional kenaikannya sebesar 18,3% per tahun [3]. Cara perawatan dan perkembangbiakan ikan lele relatif lebih mudah, namun kebanyakan pengontrolan terhadap kualitas air kolam yang meliputi suhu, tingkat keasaman, tingkat kepadatan partikel, dan tingkat kekeruhan air masih dilakukan secara manual dengan mendatangi satu persatu kolam dan melakukan pengecekan dengan alat ukur dan dibandingkan dengan standar kualitas air kolam lele. Untuk mengatur PH air pembudidaya perikanan melakukan dengan cara menguras kolam lele setengah kemudian di isi kembali dengan air ber Ph netral sampai batas maksimal kolam hingga air kolam lele dalam keadaan Ph yang diinginkan[4]. Sebagai acuan kelayakan yang dipakai untuk suhu adalah Ikan lele dapat hidup pada suhu  20 – 35⁰C, suhu optimal untuk pertumbuhan ikan lele yaitu berkisar antara 25 – 28⁰C. Dalam kegiatan pembenihan untuk pertumbuhan  larva agar bisa berkembang dengan baik maka suhu air diperlukan berkisar antara 26 – 30⁰C. Sedangkan  suhu untuk pemijahan ikan lele berkisar antara  24 – 28⁰C, pH adalah 6,5-8,5, dan kandungan senyawa lain terlarut dalam air kolam lele 190 ppm. Pendekatan lain yang dapat digunakan dalam menyelesaikan persoalan manajemen kualitas air untuk perikanan adalah menggunakan aplikasi Sistem Pendukung Keputusan (SPK) [5].

2.       Rumusan Masalah            :         Berdasarkan uraian latar belakang, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan, antara lain sebagai berikut:

1.      Bagaimana membuat sistem monitoring kualitas air dengan menggunakan sensor PH, Suhu dan TDS?

2.      Bagaimana mengontrol kualitas air kolam dengan Nilai PH antara 6,5-8,5 ?

3.      Bagaimana hasil pengujian sistem monitoring menggunakan sensor PH, Suhu dan sensor TDS?

4.      Bagaimana menampilkan nilai monitoring pada Telegram?

3.    Batasan Masalah                :         Batasan – batasan masalah pada penyusunan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1.      Sensor yang digunakan adalah sensor TDS,Sensor PH,Sensor Suhu dan Ultrasonik HC SR04.

2.      Mikrokontroler Arduino sebagai pemroses data dan pengatur dari seluruh kegiatan sistem yang dibuat, ESP8266 Sebagai sistem pemrosesan data untuk mengirimkan data secara wireless ke aplikasi Blynk.

3.      Informasi kandungan senyawa lain terlarut,suhu dan Ph akan ditampilkan melalui LCD dan aplikasi Telegram berupa nilai kepadatan partikel dalam satuan ppm,suhu dalam satuan Celcius dan Nilai PH.

4.      Pengujian alat dilakukan pada sebuah aquarium 40cmx30cmx50cm.

5.      Nilaikepadatan partikel air,suhu dan Ph di sesuaikan dengan standart kualitas air kolam lele .

4.       Tujuan Penelitian            :           Membuat sistem monitoring kualitas air menggunakan sensor TDS, Suhu, dan PH, dan membuat kontrol kualitas Ph agar sesuai dengan kualitas standart kolam lele. Mengkarakterisasi sistem sensor TDS, Suhu, dan PH sebagai monitoring kualitas air menggunakanTelegram. Menguji Kualitas air dengan menggunakan sensor TDS, Suhu, dan PH.

5.       Manfaat Penelitian          :           Manfaat yang diambil dari penelitian Tugas Akhir ini adalah dapat memberikan informasi kualitas air secara realtime, sehingga pembudidaya dapat segera memberikan perlakuan kusus terhadap air yang termonitoring tidak sesuai standart kualitas hal ini untuk mengurangi tingkat setres dan kematian pada lele karena keterlambatan penanganan kualitas air .

6.                Metode Penelitian       :           Berdasarkan tujuan penelitian menghasilkan sebuah input data berupa sensor dan output berupa data sensor ,metodologi yang dihasilkan mengacu beberapa tahapan meliputi harware dan shoftware.

6.1            Perancangan Hardware :           Pada perancangan hardware, alat ini didesain sedemikian rupa seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.1.

Gambar 1.1 Sistem Hardware Monitoring Kualitas Air Kolam Lele

     6.1.1            Module PH-4502C            :           Modul sensor ini merupakan module yang berfungsi untuk mendeteksi tingkat ph air yang dimana outputnya berupa tegangan analog. Sehingga untuk mengkonversi nilai pembacaan harus dimasukan ke dalam rumus di kode program yang dibuat.

Berikut adalah spesifikasi dari Modul ini :

Gambar 1.2Module PH-4502C.

     6.1.2            Probe Sensor TDS SEN0244 :     TDS (Total Dissolved Solids) menunjukkan berapa miligram padatan terlarut yang terlarut dalam satu liter air. Secara umum, semakin tinggi nilai TDS, semakin banyak padatan terlarut yang terlarut dalam air, dan semakin kurang bersih airnya. Oleh karena itu, nilai TDS dapat digunakan sebagai salah satu acuan untuk mencerminkan kebersihan air.

Berikut adalah spesifikasi dari Modul ini :

Peringatan

1.      Probe tidak dapat digunakan di air di atas 55 derajat celcius.

2.      Probe tidak dapat dibiarkan terlalu dekat dengan tepi wadah, jika tidak maka akan mempengaruhi pembacaan.

3.      Kepala dan kabel probe tahan air, tetapi konektor dan papan pemancar sinyal tidak tahan air. Tolong hati-hati.

Gambar 1.4Probe Sensor TDS SEN0244 [7]

 

  6.1.3            Module TDS Meter V1.0 Gravity :

Berikut adalah spesifikasi dari Modul ini

Gambar 1.5Module TDS Meter V1.0 Gravity[7]

  6.1.4             Sensor Suhu DS18B20       :           DS18B20 adalah sensor suhu digital seri terbaru dari Maxim IC (dulu yang buat adalah Dallas Semiconductor, lalu dicaplok oleh Maxim Integrated Products). Sensor ini mampu membaca suhu dengan ketelitian 9 hingga 12-bit, rentang -55°C hingga 125°C dengan ketelitian (+/-0.5°C ). Setiap sensor yang diproduksi memiliki kode unik sebesar 64-Bit yang disematkan pada masing-masing chip, sehingga memungkinkan penggunaan sensor dalam jumlah besar hanya melalui satu kabel saja (single wire data bus/1-wire protocol).

Gambar 1.6Sensor Suhu DS18B20 [11]

 

  6.1.5       Sensor Ulatrasonik HC-SR04          :           Pada HC-SR04 terdapat sepasang transducer ultrasonik yang satu berfungsi sebagai transmitter yang bertugas untuk mengubah sinyal elektrik menjadi sinyal pulsa gelombang suara ultrasonik dengan frekuensi 40KHz, dan satunya berfungsi sebagai receiver yang bertugas untuk menerima sinyal gelombang suara ultrasonik.

Sensor HC-SR04 memiliki spesifikasi sebagai berikut :

Gambar 1.7Sensor Ulatrasonik HC-SR04 [12]

 

 

  6.1.6          Arduino UNO           :           Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin input dari output digital  dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Pada gambar 1.1 arduino berposisi sebagai MCU (Micro Controller Unit) sebagai proses utama Robot BerodaEnamBerbasis Bluetooth. Arduino mernerima data dari bluetoothsebagai komunikasi data dari Smartphone. Selain dari bluetooth, Robot BerodaEnammenerima data dari gyro sensor untuk mengetahui apakah robot sudah berada di posisi opstacle atau berada dilintasan lurus.

Gambar 1.8 Mikrokontroller Arduino^[6].

  6.1.7          Node MCU 8266       :           NodeMCU pada dasarnya adalah pengembangan dari ESP 8266dengan firmware berbasis e-Lua. Pada NodeMcu dilengkapi dengan micro usb port yang berfungsi untuk pemorgaman maupun power supply. Selain itu juga pada NodeMCU di lengkapi dengan tombol push button yaitu tombol reset dan flash. NodeMCU menggunakan bahasa pemorgamanan Lua yang merupakan package dari esp8266. Bahasa Lua memiliki logika dan susunan pemorgaman yang sama dengan c hanya berbeda syntax. Jika menggunakan bahasa Lua maka dapat menggunakan tool Lua loader maupun Lua uploder.

Gambar 1.9 Mikrokontroller Node MCU 8266 V3^[9].

  6.1.8          Driver Motor L298N           :           Driver motor L298N merupakan module driver motor dc yang difungsikan untuk mengontrol kecepatan serta arah perputaran motor dc. IC L298N merupakan sebuah IC yang mampu mengendalikan motor dc. Kecepatan motor dc akan diatur melalui PWM dari mokrokontroler. Penggunaan driver motor berfungsi untuk berbagai faktor antara lain mengatur kecepatan motor, menghindari feedback dari motor dc ke mikrokontroler. Karena feedback tersebut dapat menyebabkan kerusakan pada mikrokontroler.

Gambar 1.10Driver Motor L298N^[8].

  6.1.9          Buzzer                       :           Buzzer adalahsebuahkomponenelektronika yang berfungsiuntukmengubahgetaranlistrikmenjadigetaransuara. Pada dasarnyaprinsipkerja buzzer hamper samadenganloud speaker, jadi buzzer juga terdiridarikumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudiankumparantersebutdialiriarussehinggamenjadielektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Di dalam tugas akhir ini buzzer digunakan sebagai indicator bahwa target untuk menaiki ujung anak tangga telah tercapai. Pada gambar 1.7.a tampak symbol dari buzzer sedangkan bentuk dari buzzer tampak pada gambar 1.7.b

Gambar 1.11 a. Simbol buzzer, b. BentukBuzzer^[10].

 

6.1.10          Pompa Motor DC 12 Volt   :           Pompa ini memiliki flow air sebesar 700ml/30s. Biasa digunakan untuk pompa air di akuarium ikan. Selain untuk kebutuhan akuarium dapat juga digunakan untuk menyedot air dan keperluan-keperluan lainnya.Technical Specifications of Pompa Air Mini Aquarium Ikan Fish Tank 12V

Gambar 1.12Pompa Motor DC 12 Volt ^[13].

 6.2           PerancanganShoftware         :           Pada perancangan shoftware, terdapat subprogram monitoring dan kontrol yang ditunjukkan pada gambar 1.13.

Gambar 1.13 Sistem Shoftware Monitoring Kualitas Air Kolam Lele

·         SistemKerja       :

Secara keseluruhan sistem data dapat dimonitoring melalui smartphone dengan modeul wifi ESP8266 sebagai pengirim data. Juga sistem kontrol kualitas dapat berjalan otomatis sesuai nilai Ph. Dan sistem kerja dari shoftware pada penelitian ini dapat di tunjukkan pada gambar 1.13.

Keterangan flowchart darigambar 1.13sebagaiberikut :

·         Mulai

·         Pertama tama inisialisasi sensor Ph,Suhu,TDS dan sensor ultrasonik.

·         Selanjutnya masuk ke subprogram monitoring.

·         Dan masuk ke sub program kontrol.

·         Selesai.

A.     Monitoring Kualitas Air Kolam Lele     :

Pada sub program ini, data sensor akan dimonitoring melalui app Blynk, flowchart monitoring dapat dilihat pada Gambar 1.14.

Gambar 1.14 Subprogram Shoftware Monitoring Kualitas Air Kolam Lele

Keterangan flowchart darigambar 1.14 sebagaiberikut :

·         Flowchart 1.14 sensor sudah di inisialisasi.

·         Mengambil data sensor PH untuk menngukur derajat keasaman air, Suhu untuk mengukur suhu air dalam satuan Derajat Celcius, dan TDS mengukur kepadatan jumlah partikel dalam satuan PPM.

·         Data sensor yang terbaca akan dikirim ke app server blynk dan serial monitor arduino.

·         Selanjutnya program akan mengirim HTTP reques ke app blynk, HTTP Request digunakan untuk mengambil field input atau string apapun dalam bentuk metode GET dan POST.

B.     Sub Program Kontrol Kualitas Ph Air Kolam Lele :

Pada subprogram kontrol kualitas ph, ph air akan dikontrol berdasarkan standart kualitas Ph air kolam lele, flowchart kontrol kualitas Ph dapat dilihat pada Gambar 1.15.

Gambar 1.15 Subprogram Shoftware Kontrol Kualitas Air Kolam Lele

Keterangan flowchart darigambar 1.14 sebagaiberikut

·         Dari inisialisasi sensor pada Gambar 1.13 sensor Ph akan membaca nilai keasaman air.

·         Standart kualitas Ph air dalam keadaan paling asam maksimal Ph 6 dan keadaan paling Basa adalah Ph 8.

·         Apabila sensor terbaca kurang dari Ph 6 maka Pompa 1 sebagai pompa untuk menguras air akan menyala.

·         Apabila sensor terbaca lebih dari Ph 8 maka Pompa 1 sebagai pompa untuk menguras air akan menyala, jika sensor Ph terbaca normal kembali ke pembacaan nilai Ph.

·         Selanjutnya apabila pompa 1 menyala , ketinggian air akan terus membaca, karena air akan terus berkurang ketinggiannya, dari ketinggian sebenarnya 50 Cm akan dikuras hingga ketinggiannya tinggal setengah yaitu 25 Cm.

·         Pompa 1 akan terus menyala apabila ketinggian air belum mencapai 25 Cm, apabila ketinggian air sudah tercapai 25Cm Pompa 1 mati bergantian Pompa 2 sebagai pengisi air akan menyala, pompa 2 menyala berdasarkan ketinggian air 25cm.

·         Ketika pompa 2 menyala mengisi air kolam, ketinggian air akan terus bertambah, pompa 2 akan terus menyala jika ketinggian air belum tercapai pada ketinggian 50 cm.

·         Pompa 2 akan berhenti mengisi air jika ketinggian air tercapai 50cm.

·         Selanjutnya akan return, atau sensor Ph kembali membaca ,apabila sensor terbaca sudah berada di nilai Ph 6,1-7,9 sistem kontrol akan stanby kembali menunggu sensor Ph membaca derajat keasaman 6 atau 8.

7.          Jadwal kegiatan             :           Adapun jadwal kegiatan untuk perancangan dan pembuatan alat ini dijadwalkan sebagai berikut :

NO	Kegiatan	JAN	FEB	MAR	APR	MEI
1	Studi Kasus
2	Pengumpulan Data
3	Perancangan Hardware
4	Perancangan Shoftware
5	Analisa&Pengujian Alat
6	Pembuatan Laporan

 

 

8.      Daftar pustaka                 :

1.      Sihotang, D. M. (2018). “Penentuan Kualitas Air untuk Perkembangan Ikan Lele Sangkuriang Menggunakan Metode Fuzzy SAW.” Jurnal Nasional Teknik Elektro Dan Teknologi Informasi (JNTETI), 7(4), 372–376.https://doi.org/10.22146/jnteti.v7i4.453

2.       Bhawiyuga, A., & Yahya, W. (2019). “Sistem Monitoring Kualitas Air Kolam Budidaya Menggunakan Aquaculture Water Monitoring System Using Wireless Sensor”. Jurnal Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer (JTIIK), 6(1), 99–106. https://doi.org/10.25126/jtiik.201961292

3.      Sulistiyo et al.,. (2019). Alat Pengendalian Derajat PH Pada Sistem Hirponik Tanaman Pakcoy Berbasis Arduino Menggunakan Metode PID. 6223(1), 1–7.https://doi.org/10.24269/MTKIND.V13I1.1359

4.      R. Zulkarnain dan T. Susilowati.(2015).“Sistem Pendukung Keputusan Pemilihan Bibit Ikan Lele Berkualitas Menggunakan Metode SAW,” Proc. KMSI, 7 (4), 434-441. http://ejnteti.jteti.ugm.ac.id/index.php /JNTETI/article/view/453

5.      P.S. Leung, “Multiple Criteria Decision Making Applications in Fishery Managementater,” Int. J. Environmental Technology and Management, Vol. 6, No. 1-2, 2006.

6.      Robotechshop."Arduino Uno R3". 10 Januari 2019.http://robotechshop.com /shop/arduino/arduino-board/ arduino-uno-r3-china/?v=b718adec73e0

7.      Cytron. “2Amp 7V-30V L298N Motor Driver / Stepper Driver (2 Channels)”. 11 Januari 2019. https://www.cytron.io/p-md-l298n

8.      Khairuzzaman, M. Q. (2016).Node MCU V3. 4(1), 64–75.

9.      Budi, Angga. “Bab II LandasanTeori”. 28 Januari 2019.http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/397/jbptunikomp-gdl-anggabudiy-19812-6-babii.pdf

[11]      I learning ,