17 Jan 2023

Design and Development Water Quality (temperature, turbidity and pH) for Koi Pond Cultivation using Robotdyn Arduino Uno built-in WiFi based on Internet of Thing’s (IoT) Thinger.io

0. Background Research

            Kualitas air dalam kolam ikan koi merupakan salah satu faktor penting. Keterlambatan mengetahui beberapa aspek kualitas air yang ideal akan berdampak negatif bahkan dapat menyebabkan kematian serentak bagi ikan koi. Salah satu tindakan pencegahan guna menghindari hal-hal yang tidak di inginkan adalah dengan cara membangun sistem monitoring kualitas air pada kolam ikan koi.

            Sistem yang dirancang pada tugas akhir ini dapat melakukan monitoring dengan memanfaatkan platform IoT Thinger.io yang dapat menampilkan data secara realtime nilai suhu, kekeruhan air dan keasaman air kolam ikan koi. Sistem ini dibangun dengan unit pengatur berupa Microcontroller Arduino Uno R3 Built-In WiFi yang terhubung dengan 4 sensor antara lain: 1) Sensor TDS untuk mengukur tingkat kepadatan partikel tidak terlarut dengan satuan ppm, 2). Sensor Suhu DS18B20 Waterproof untuk mengukur suhu, 3). Sensor Turbidity untuk mengukur jumlah total zat padat yang terlarut, 4). Sensor pH 4052c untuk mendeteksi tingkat keasamaan air pada kolam ikan koi. Nilai parameter dari keempat sensor ditampilkan pada LCD 20×4. Disamping itu, konektivitas menggunakan komunikasi ESP8266 yang terhubung dengan Broker MQTT sebagai penghubung antara mikrokontroller, aplikasi android thinger.io dan cloud database thinger.io.

            Kualitas alat purwarupa diuji dengan beberapa parameter dari standar yang dikeluarkan oleh BBPBAT (Balai Besar Perikanan Budidaya Air Tawar) Buleleng Bali serta instrument pembanding EZ9908 sebagai pembanding. Hasil pengujian dianalisa dengan metode statistik diperoleh tingkat kepresisian suhu maksimum sebesar 92,83 % dan minimum 76,64%. Serta tingkat keakurasian maksimum sebesar 96,42% dan minimum 73,73%.

            Nilai pembacaan sensor TDS berada pada range 130,5 sampai 367,60mg/L dimana standarnya adalah ≤1000mg/L. Dengan tingkat kepresisian maksimum sebesar 90,22% dan minimum 81,75%. Serta tingkat keakurasian maksimum sebesar 93,15% dan minimum 70,61%. Sementara nilai pembacaan sensor pH berada pada range 7,1 sampai 7,89 dimana standarnya adalah 6,5 sampai 8. Dengan tingkat kepresisian maksimum sebesar 95,04% dan minimum 91,50%. Serta tingkat keakurasian maksimum sebesar 100,50% dan minimum 85,97%.

            Secara keseluruhan data hasil pengujian yang kemudian dianalisa sudah sesuai dengan standar budidaya kolam ikan koi BBPBAT Buleleng Bali.

Kata kunci:

Ikan Koi, Internet of Things, DS18B20, TDS, Turbidity, pH 4052c, Thinger.io

1. Dokumen

2. Alat dan Bahan

3. Skematik Rangkaian

4. Arduino Code

5. Galeri

6. Data Hasil Percobaan

8. Video Demo

9. Kesimpulan

  1. Penggunaan filter pada budidaya kolam ikan koi menjadi salah satu faktor utama guna menghindari kematian serentak, karena filter berfungsi untuk menjernihkan air kolam
  2. Setelah dilakukan pengujian alat purwarupa pada kolam ikan koi berukuran ± 25×25 m2 dengan kedalaman ± 2 Meter selama 7 hari disimpulkan bahwa data yang diperoleh sudah memenuhi standar parameter kualitas air Budidaya Kolam Ikan Koi Dinas Ketahanan Pangan dan Perikanan Kabupaten Buleleng Bali.
  3. Nilai pembacaan sensor suhu berada pada range 21,40 sampai 27,86 °C dimana standarnya adalah 20-28 °C, dengan tingkat kepresisian maksimum sebesar 92,83 % dan minimum 76,64%. Serta tingkat keakurasian maksimum sebesar 96,42% dan minimum 73,73%. Prosentase ini lebih tinggi jika dibandingkan dengan instrument atau alat ukur pembanding Water Quality Meter EZ 9908 dengan tingkat kepresisian maksimum sebesar 90,18 dan minimum 90,05. Sementara tingkat keakurasian EZ9908 maksimum sebesar 94,27% dan minimum 84,84%.
  4. Nilai pembacaan sensor TDS berada pada range 130,5 sampai 367,60mg/L dimana standarnya adalah ≤1000mg/L. Dengan tingkat kepresisian maksimum sebesar 90,22% dan minimum 81,75%. Serta tingkat keakurasian maksimum sebesar 93,15% dan minimum 70,61%. Prosentase ini lebih tinggi jika dibandingkan dengan instrument atau alat ukur pembanding Water Quality Meter EZ9908 dengan tingkat kepresisian maksimum sebesar 90,18% dan minimum 65,32%. Sementara tingkat keakurasian EZ9908 maksimum sebesar 88,12% dan minimum 67,15%.
  5. Sementara nilai pembacaan sensor pH berada pada range 7,1 sampai 7,89 dimana standarnya adalah 6,5 sampai 8. Dengan tingkat kepresisian maksimum sebesar 95,04% dan minimum 91,50%. Serta tingkat keakurasian maksimum sebesar 100,50% dan minimum 85,97%. Prosentase ini lebih rendah jika dibandingkan dengan instrument atau alat ukur pembanding Water Quality Meter EZ9908 dengan tingkat kepresisian maksimum sebesar 95,10% dan minimum 90,29% .
  6. History data pembacaan sensor pada platform IoT Thinger.IO terkadang data tiba-tiba menghilang dengan sendirinya jika lebih dari 99 nilai pembacaan untuk satu sensor. Hal ini dikarenakan account user menggunakan versi gratisan bukan berbayar. Jika untuk penggunaan secara profesional dalam jangka panjang maka solusinya account user harus premium atau berbayar.

10. Daftar Pustaka

Chamdun, m. (2014). Sistem Keamanan Berlapis Pada Ruangan Menggunakan RFID (radio frequency identification) dan keypad Untuk Membuka Pintu Secara Otomatis. Jurnal Teknologi dan Sistem Komputer, 187-194.

Filiali, G. (2019). Rancang Bangun Pintu Otomatis Dengan Menggunakan RFID. Surabaya: Universitas Muhammadiyah surabaya.

Philips, T. (2005). Security Standards for the RFID Market.

Racmat, h. H. (2014). Pemanfaatan Sistem RFID sebagai pembatasan akses ruangan. Bandung: Institut teknologi nasional .

Sugiyono. 2015. Metode Penelitian Pendidikan: Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Bandung: Alfabeta.

Ramdani, d. (2020). Rancang Bangun Prototype Sistem Otomasi Parkir Mobil Menggunakan Rfid (Radio Frequency Identification) Berbasis Arduino Mega 2560. Tasikmalaya: STMIK Tasikmalaya.

 Jufri, A. (2016). Rancang bangun dan Implementasi Kunci Pintu Elektrik Menggunakan Arduino dan Android. Vol.7-No.1-hal-40-51.