Kontrol Suhu Air pada Budidaya Ikan Hias berbasis NodeMCU esp8266 dengan Telegram

KELOMPOK C-08

Kontrol Suhu Air pada Budidaya Ikan Hias berbasis NodeMCU esp8266 dengan Telegram

                       Ilham Windu Saputra¹, Mohammad Iqbal Baihaqi², Samuel Beta Kuntarjo³    

                   Prodi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang

                 Jl. Prof. H. Sudharto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah Indonesia, 50275

         ilhamwindusaputra@gmail.com¹ , iqbalbaihaqi199@gmail.com², sambetak2@gmail.com³

Abstrak

    Pada proses pemeliharaan ikan, penentuan suhu air kolam merupakan salah satu faktor penting bagi kualitas pertumbuhan ikan. Bahkan dalam suatu penelitian mengenai burayak (ikan berusia muda) perbedaan suhu sekitar 2°C dapat menurukan survival rate ikan sebesar 20%. Penelitian ini bertujuan untuk memaksimalkan kinerja sensor suhu DS18B20 yang digunakan pada sistem Internet of Things (IoT) untuk monitoring suhu pada kolam ikan. Parameter yang digunakan untuk menguji kualitas sistem sensor suhu tersebut adalah tingkat error dan akurasi suatu pembacaan sensor. Apabila suhu air dalam kolam tidak sesuai dengan suhu normal, maka sinyal akan terkirim pada telegram dan, buzzer akan menyala. Kemudian pemanas akan aktif untuk menghangatkan suhu pada air kolam. Dengan adanya sistem kontrol ini peternak ikan hias akan terbantu dalam memantau suhu serta mengatur suhu agar tetap stabil dan mengurangi tingkat kematian ikan, terutama pada saat musim pancaroba.

kata kunci : Kontrol Suhu, Node MCU ESP8266, Notifikasi Telegram, DS18B20

Abstract

    In the process of raising fish, determining the temperature of the pond water is one of the important factors for the quality of fish growth. Even in a study of fry (young fish) a temperature difference of about 2°C can reduce the survival rate of fish by 20%. This study aims to maximize the performance of the DS18B20 temperature sensor which is used in the Internet of Things (IoT) system for temperature monitoring in fish ponds. The parameters used to test the quality of the temperature sensor system are the error rate and the accuracy of a sensor reading. If the water temperature in the pool does not match the normal temperature, a signal will be sent on the telegram and the buzzer will turn on. Then the heater will be active to warm the temperature in the pool water. With this control system, ornamental fish farmers will be assisted in monitoring the temperature and regulating the temperature to remain stable and reduce fish mortality, especially during the transition season.

keywords : Temperature Control, Node MCU ESP8266, Telegram Notifications, DS18B20

1. Pendahuluan

Dengan meningkatnya permintaan ikan hias, seharusnya dapat mendorong peningkatan jumlah budidaya ikan. Namun data pada Badan Pusat Statistik (BPS) berkata lain, dimana jumlah pembudidaya ikan justru semakin turun. Salah satu penyebab semakin turunnya budidaya ikan di Indonesia adalah kecilnya selisih keuntungan yang didapatkan dari hasil budidaya ikan. Bahkan menurut sumber yang sama, beberapa daerah memiliki ongkos produksi lebih tinggi dibandingkan dengan harga jual ikan. 

Teknologi merupakan salah satu solusi yang dapat diterapkan untuk mengatasi hal tersebut. Penggunaan otomasisasi pada pemantauan kualitas air untuk mendapatkan data yang dihasilkan lebih secara waktu nyata. Selain itu, sistem tersebut juga membuat pembudidaya tidak perlu datang langsung ke kolam penangkaran ikan sehingga dapat menghilangkan biaya pengukuran kualitas air. Penggunaan saluran komunikasi antara client dan server yang menggunakan media komunikasi WiFi merupakan opsi terbaik dalam pengembangan sistem tersebut.

Monitoring keadaan kolam ikan sangat penting karena dengan adanya proses akusisi data pada kolam ikan, proses analisa dan pengambilan keputusan terhadap kolam ikan dapat membantu peningkatan produktifitas pembudidaya dalam mengembangkan kualitas ikan yang dihasilkan.

Sebuah sistem manajemen budidaya ikan berbasis Internet of Things (IoT) dengan mengintegerasikan berbagai sensor dan aktuator tidak melakukan pengujian bagaimana performansi dari kualitas setiap sensor yang digunakan untuk melakukan monitoring terhadap kualitas kolam ikan, sehingga memungkinkan sistem tidak berjalan optimal. Suhu air dapat mempengaruhi kemampuan hidup, kemampuan berkembang biak, dan pertumbuhan ikan. Suhu optimal yang paling baik untuk ikan adalah 25°C-30°C. Perbedaan suhu 2°C-3°C dari suhu optimal dapat menyebabkan pertumbuhan ikan menjadi tidak optimal. Oleh karena itu, pejagaan kualitas sensor menjadi suatu keharusan saat melakukan budidaya ikan.

Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kualitas pembacaan sensor suhu DS18B20 yang digunakan pada sistem IoT untuk monitoring suhu kolam penangkaran ikan. Untuk meningkatkan kualitas pembacaan dipilihlah parameter yang digunakan yaitu akurasi dan error suatu pembacaan sensor.

II. Tinjauan Pustaka

A. NodeMCU esp8266

Gambar 2.1 NodeMCU esp8266

NodeMCU adalah sebuah board elektronik yang berbasis chip ESP8266 dengan kemampuan menjalankan fungsi mikrokontroler dan juga koneksi internet (WiFi). Terdapat beberapa pin I/O sehingga dapat dikembangkan menjadi sebuah aplikasi monitoring maupun controlling pada proyek IOT.

B. Sensor DS18B20

Gambar 2.2 Sensor DS18B20

Sensor DS18B20 merupakan sensor digital yang memiliki 12-bit ADC internal. Sangat presisi, sebab jika tegangan referensi sebesar 5Volt, maka akibat perubahan suhu, ia dapat merasakan perubahan terkecil sebesar 5/(212-1) = 0.0012 Volt ! Pada rentang suhu -10 sampai +85 derajat Celcius, sensor ini memiliki akurasi +/-0.5 derajat. Sensor ini bekerja menggunakan protokol komunikasi 1-wire (one-wire).

C. LCD 16x2

Gambar 2.3 LCD 16x2

LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 adalah jenis media tampilan atau Display dari bahan cairan kristal sebagai penampil utama. LCD 16x2 dapat menampilkan sebanyak 32 karakter yang terdiri dari 2 baris dengan tiap baris menampilkan 16 karakter.

D. Bot Telegram (The Botfather)

Gambar 2.4 The BotFather

Telegram bot adalah sebuah bot atau robot yang diprogram dengan berbagai perintah untuk menjalankan serangkaian instruksi yang diberikan oleh pengguna. Bot ini hanyalah sebuah akun Telegram yang dioperasikan oleh perangkat lunak yang memiliki fitur AI.

E. Pemanas

Gambar 2.5 Pemanas

Pemanas berguna untuk akuarium atau kolam karantina. Biasanya ikan yang sakit membutuhkan suhu air yang lebih tinggi untuk membunuh jamur dan parasit yang menempel pada tubuh ikan. Aquarium heater dapat digunakan untuk pemeliharaan ikan hias air tawar maupun air laut.

F. Alarm

Gambar 2.6 Alarm

Alarm merupakan komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara yaitu berupa gelombang bunyi. Alarm akan menghasilkan getaran dan suara ketika diberikan sejumlah tegangan listrik dengan level tertentu sesuai dengan spesifikasi bentuk dan ukuran alarm itu sendiri.

III. Perancangan Sistem

A. Alat

1. Tang potong
2. Solder
3. Tenol
4. Gunting
5. Bor PCB
6. Lem Tembak
7. Obeng

B. Bahan

1. Node MCU
2. Sensor DS18B20
3. Modul Relay
4. LCD 16x2
5. Pemanas
6. Alarm

C. Diagram Blok

Gambar 3.1 Diagram Blok

D. Diagram Rangkaian

Gambar 3.2 Diagram Rangkaian

E. Diagram Pengawatan

Gambar 3.3 Diagram Pengawatan

F. Diagram Alir

Gambar 3.4 Diagram Alir

IV. Cara Kerja

Pada saat sensor mendeteksi suhu air, tampilan suhu akan tertera pada LCD 16x2. Ketika sensor mendeteksi tidak pada suhu 25 sampai 30 derajat celcius maka akan terkirim sinyal melalui LCD, Telegram, dan alarm. Apabila pengguna menginginkan suhu agar normal kembali, maka tinggal mengirimkan pesan di telegram dengan kata "panaskan". Beberapa saat kemudian relay akan bekerja dan menghidupkan pemanas yang akan menormalkan suhu. Pemanas memerlukan waktu beberapa menit untuk menormalkan suhu. 

V. Pengujian Alat

Bab ini membahas pengujian alat sistem monitoring suhu dengan menggunakan sensor DS18B20 dan proses heater dalam menormalkan suhu. Pengujian bertujuan untuk mengetahui performansi sistem pengukuran yang telah dibuat dapat berfungsi dengan baik berlandaskan parameter-parameter yang telah ditentukan. Pengujian menggunakan sampel sebanyak 5 buah sampel.

Tabel 5.1 Keakuratan Sensor

Tabel 5.2 Proses Waktu Suhu Normal

VI. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : 

1. Percobaan kinerja sensor suhu DS18B20 pada sistem IoT monitoring suhu kolam ikan telah berhasil dilakukan. Hasil yang didapat adalah tingkat akurasi alat  sekitar 93,19% - 96,89% jika dibandingkan dengan pengukuran menggunakan termometer digital.  
2. Pembacaan sensor akan ditampilkan pada output berupa LCD 16x2. Pada saat suhu dalam kondisi tidak normal, alarm akan menyala dan secara otomatis NodeMCU akan mengirimkan notifikasi melalui aplikasi Telegram.  
3. Proses pemulihan menggunakan heater memerlukan waktu dari 3 sampai 5 menit 
4. Dengan ini, alat monitoring tersebut dapat digunakan oleh para peternak ikan dalam mempermudah membantu pemantauan terhadap suhu kolam ikan. 

Daftar Pustaka

E. Lintang, F. Firdaus, and I. Nurcahyani, “Sistem Monitoring Kualitas Air Pada Kolam Ikan

        Berbasis Wireless Sensor Network Menggunakan Komunikasi Zigbee,” in Prosiding

        SNAIF, Kudus, 2017, pp. 145-152. 

B. Rahmat, T. A. Rachmanto, M. Waluyo, M. I. Afandi, H. Widyantara, and H. Harianto,

        “Designing intelligent fishcarelab system (ifs) as modern koi fish farming system,” in. 

        Semin. Appl. Technol. Inf. Commun. ISEMANTIC 2016, pp. 142-146, 2017. 

C. M. Fourie, D. V. Bhatt, B. J. Silva, A. Kumar, and G. P. Hancke, “A solar-powered fish pond

        management system for fish farmng conservation,” IEEE Int. Symp. Ind. Electron., pp.

        2021-2026, 2017. 

Lampiran

1. Jurnal (unduh)
2. Power Point (unduh)
3. Demo Alat (unduh)
4. Program Arduino unduh
5. Diagram Blok (unduh)
6. Diagram Rangkaian (unduh)
7. Diagram Pengawatan (unduh)
8. Diagram Alir (unduh)

Biodata Penulis

1. Ilham Windu Saputra

Nama penulis Ilham Windu Saputra. Penulis dilahirkan di Semarang, 29 November 2001. Penulis telah menempuh Pendidikan formal di SD Islam Sultan Agung 4 Semarang, SMP Negeri 4 Semarang, dan SMK Negeri 5 Semarang. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma 3 dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma 3 di kampus Politeknik Negeri Semarang dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.2.10. Apabila ada kritik dan saran yang membangun mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email ilhamwindusaputra@gmail.com

Nama penulis Mohammad Iqbal Baihaqi. Penulis dilahirkan di Pati, 23 September 2001. Penulis telah menempuh Pendidikan formal di SD Negeri Sumbersari 03, SMP Negeri 1 Kayen, dan SMA Negeri 1 Pati. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.2.14. Apabila ada kritik dan saran yang membangun mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email iqbalbaihaqi199@gmail.com

Tweet

Subscribe to receive free email updates: