## SISTEM MONITORING DAN KONTROL KUALITAS AIR PADA AKUARIUM
Muhtadil Haq 1) , Denny Irawan 2)
1,2) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Gresik Jl. Sumatra No 101, Gresik 61121, Jawa Timur, Indonesia E-mail : 1) muhtadilhaqq@gmail.com , 2) den2mas@umg.ac.id

## ABSTRAK
Akuarium, yaitu sebuah kaca yang dibuat sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai habitat buatan untuk ikan mas koki. Akuarium akan dibuat senyaman  mungkin untuk ditinggali ikan agar tidak mudah mengalami stres dan mati. Permasalahan yang sering dialami oleh pemilik akuarium, pemilik masih banyak yang belum memperhatikan kondisi dalam lingkungan akuarium yaitu PH air, suhu, kekeruhan, kadar garam. Maka dibuat akuarium ini dengan menggunakan sensor PH air, sensor suhu,  sensor  kekeruhan  dan  sensor  salinitas  untuk  melakukan  pembacaan  kualitas  air  kemudian diproses dalam ESP32 berdasarkan hasil dari pembacaan sensor tersebut akan ditampilkan di layar LCD  dan  dicatat  di Google  Spreadsheet .  ESP32  akan  memberi  perintah  kepada  pompa  untuk melarutkan larutan yang sudah disetting untuk menetralkan PH air 6,5-7,5 apabila air tersebut dalam kondisi basa atau asam. Ketika sensor suhu mencapai 25°C, heater akan menyala, tetapi ketika suhu di atas 30°C tidak ada aksi. Pompa juga akan menyala untuk mengatur kekeruhan air dan kadar garam air yang normal, dan akan mati jika air sudah dalam kondisi kekeruhan yang baik yaitu dibawah 10 NTU  dan  kondisi  kadar  garam  yang  baik  yaitu  4  ppt . Sistem  ini  dapat  memonitoring  dan mengendalikan  kulitas  air  secara realtime dan  mampu  memberikan  notifikasi  ketika  kualitas  air melebihi nilai setandar yang telah ditentukan. Dari kondisi diatas, dibuatlah alat dengan parameter kualitas air yang tercatat dengan baik, sehingga ikan tumbuh dengan baik dan tidak mengalami stres atau kematian.
Kata kunci : Akuarium, Pengendalian, Kualitas Air

## ABSTRACT
Aquarium, which is a glass made in such a way that it functions as an artificial habitat for goldfish. The aquarium will be made as comfortable as possible for the fish to live in so that they do not  easily  experience  stress  and  die.  The  problems  often  experienced  by  aquarium  owners,  many owners still do not pay attention to the conditions in the aquarium environment, namely water pH, temperature,  turbidity,  salt  levels.  So  this  aquarium  was  created  using  a  water  PH  sensor, temperature  sensor,  turbidity  sensor  and  salinity  sensor  to  take  water  quality  readings  and  then process them in ESP32 using the results of these sensor readings which will be displayed on the LCD screen  and  recorded  in  Google  SPedsheed.  ESP32  will  give  orders  to  the  pump  to  dissolve  the solution  that  has  been  set  to  neutralize  the  water  pH  of  6.5-7.5  if  the  water  is  in  alkaline/acidic conditions.  When  the  temperature  sensor  reaches  25°C  the  heater  will  turn  on,  but  when  the temperature is above 30°C there is no action. The pump will also turn on to regulate water turbidity and normal water salt levels, and will turn off if the water is in good turbidity conditions, namely below 10 NTU and good salt levels, namely 4 ppt. This system can monitor and control water quality in real time and is able to provide notifications when water quality exceeds a predetermined standard value. By making this tool, the water quality parameters are recorded well, so that the fish grow well and do not experience stress or death.
Keywords : Aquarium, Control, Water Quality

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  sebagai  negara yang  memiliki  dari  1.100  spesies  ikan  hias  air tawar yang ada di dunia, 300 spesies diantaranya berasal  dari  Indonesia.  Maka  dari  itu  ikan  mas koki adalah salah satu spesies ikan hias air tawar yang  banyak  di  negara  Indonesia.  Berdasarkan data  dari  kementrian  kelautan  peningkatan produksi  ikan  hias  nasional  terus  mengalami peningkatan  dari  1,314  miliyar  ekor  pada  tahun 2015  menjadi  1,684  ekor  pada  tahun  2019. Demikian pula dari sisi permintaan, nilai ekspor ikan  hias  asal  indonesia  melonjak  dari  21  juta USD sampai tahun 2012 menjadi 30,8 juta USD hingga pada tahun 2020 menjadi 34,55 USD[1].
Air bersih merupakan sumber utama yang sangat  diperlukan  makhluk  hidup,  khususnya dalam  pemeliharaan  ikan  mas  koki.  Budidaya ikan mas koki memerlukan kualitas air yang baik, agar  tidak  terkena  parasit  dan  penyakit  yang mengakibatkan  kematian.  Air  berkualitas  baik tidak  hanya  dilihat  dari  kejernihannya  saja. Dalam  pemeliharaan  ikan  mas  koki,  beberapa unsur perlu yang diperhatikan seperti PH air,suhu air,kekeruhan  air  dan  kadar  garam.  Monitoring kualitas air dalam budidaya ikan mas koki adalah salah  satu  faktor  utama  untuk  menjaga  kualitas air yang baik dan berkulitas, sehingga ikan tidak mudah stres dan mati[2].
Permasalahan    yang  sering  terjadi,  para pemilik  akuarium  belum  memperhatikan  unsur- unsur  tersebut  terlebih  sibuk  dengan  rutinitas sehari-harinya. Sehingga pemilik akuarium tidak sempat  melakukan  pengecekan  PH,  suhu  air, kekeruhan  air  dan  kadar  garam  terlebih  ketika para  pemilik  pergi  keluar  rumah,  akuarium tersebut  tidak  terawat  dengan  baik  hal  ini  akan mempengaruhi kondisi ikan tersebut[3]. Kurangnya  pengetahuan  yang  dimiliki  oleh pemilik akuarium dan keterbatasan alat pengukur kualitas air mengakibatkan ikan mengalami stres, mudah  terkena  penyakit  bahkan  bisa  sampai kematian. Dengan adanya penelitian ini bertujuan untuk  membantu  para  budidaya  ikan  hias  agar mudah mengontrol kualitas air yang ideal untuk mengurangi  kematian  pada  pembudidaya  ikan hias. Dengan diciptakan alat kontrol kualitas air ini juga menciptakan kualitas air yang baik untuk budidaya  ikan  hias  sehingga  para  pemilik  dapat
mengontrol  dan  memonitoring  kualitas  air dengan baik. Adapun kualitas air yang baik untuk budidaya ikan hias yaitu suhu 25°-30°  , PH 6,5- 7,5,  kekeruhan    10  NTU  dan  Kadar  garam  4 ppt[4].
Berdasarkan uraian tersebut, maka dari itu dibuat  alat  pengontrol  akuarium  pada  budidaya ikan  hias  yang  dapat  membantu  kebutuhan  ikan dan  kualitas  air.  Sistem  ini  dapat  dikontrol  dan dimonitoring melalui smartphone . ESP32 sebagai  pusat  kontrol,  sensor  PH  sebagai pengukur keasaman air, sensor DS18B20 sebagai modul sensor suhu air, sensor TDS sebagai modul sensor  kekeruhan  air,  sensor  sanilitas  sebagai modul  kadar  garam  air, Google  Spreadsheet digunakan  sebagai  pencatatan  setiap  terjadi perubahan pembacaan sensor dan juga menyimpan data hasil sensor.

## 2. METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  ini  dimulai  dengan studi  literatur.  Adapun  literatur-literatur  yang dipelajari adalah :
a.
Pengkonfigurasian ESP32 b. Pengaplikasian Sensor PH c. Pengaplikasian Sensor Suhu
d. Pengaplikasian Sensor Salinitas e. Pengaplikasian Sensor Kekeruhan
f. Penggunaan Google Spreadsheet

## 2.1 Perancangan Sistem
Dalam  tahap  ini  berisikan  perancangan prototype alat  sistem  kontrol  kualitas  air  yang memiliki sumber tegangan DC 12V seperti yang disajikan  pada  gambar  1.  Sumber  tersebut didapatkan dari adaptor/ power supply .
Dalam  tahapan  blok  sistem  ini  berisikan perancangan prototype alat  sistem  kontrol kualitas  air  dengan  daya  yang  memiliki  sumber tegangan  DC  12V,  dimana  sumber  tersebut didapatkan  dari  adaptor.  Sumber  daya  dipakai untuk mengaktifkan ESP32 yang kemudian akan melakukan  proses  pembacaan  sensor.  Dimana input  sensor  PH  dipakai  untuk  mendeteksi keasaman  air,  sensor  suhu  dipakai  untuk mendeteksi  suhu  air,  sensor  turbidity  untuk mendeteksi  kekeruhan  air  dan  sensor  salinitas untuk  mendeteksi  kadar  garam  air.  ESP32 berguna  sebagai  sistem  kontrol  yang  bisa menggerakkan  output  pompa  1,2,3  dan heater melalui perantara relay. Output akan menyala dan mati  berdasarkan  nilai  variabel  yang  telah ditentukan.  Hasil  pembacaan  dari  ketiga  sensor tersebut  akan  ditampilkan  dilayar  monitor  yaitu LCD.  Kemudian  untuk  mengakses  hasil  /  data yang  telah  di  input  bisa  melalui Google Spreadsheet yang berperan sebagai pencatat data tersebut.

## 2.2 Desain Hardware
Desain Hardware seperti  ditunjukkan pada  gambar  2  disini  untuk  menunjukan  bentuk fisik  dari  rangkaian  komponen-komponen  yang dipakai  untuk  membangun  dan  menjalankan prototype alat  sistem  monitoring  dan  kontrol kualitas  air  pada  akuarium . Desain Hardware dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2 . Desain Hardware

## 2.3 Proses Kerja Sistem
Dalam tahapan ini berisi tentang pemaparan alur prinsip kerja sistem yang disusun seperti pada gambar 3 sebagai berikut.
Dari rancangan proses kerja sistem diatas dapat  dijelaskan  bahwa  alat  yang  dibuat mempunyai proses fungsi :
•          Pertama  sensor  PH,  sensor  Suhu,  sensor Turbidity  dan  sensor  Salinitas  mengambil  data nilai  kualitas  air  yaitu  keasaman,  suhu  air, kekeruhan  dan  kadar  garam  sebagai  input  data awal.
Setelah proses input data selesai, selanjutnya data akan diproses ESP32 . Dari pemrosesan tersebut akan  menghasilkan  output  pada  pin  ESP32, kemudian pin tersebut digunakan untuk menghubungkan  ke    pompa  dan heater sebagai outputnya.
Gambar 3 . Flowchart Kerja Sistem
• Terdapat 4 sensor dimana masing-masing sensor sudah ditentukan nilai variabel normalnya, jika  nilainya  menyatakan  lebih  rendah  dari
keadaan normal  maka  ESP32  akan  memberikan perintah  kepada  pompa  air  tersebut  untuk melarutkan  larutan  yang  sudah  disetting  untuk menetralkan  kualitas  air  pada  objek  dan    heater sebagai mensetabilkan suhu air.
• Layar  monitor  /  LCD  berperan  untuk menampilkan  data  parameter  pembacaan  dari sensor PH, Suhu, Turbidity, Salinitas dan Google Spreadsheet juga  melakukan  pencatatan  setiap terjadi  perubahan  pembacaan  sensor  dan  juga menyimpan data hasil pembacaan sensor.

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  bab  ini  berisikan  data  hasil  dari beberapa pengujian pada ke empat sensor untuk sistem  monitoring  dan  kontrol  pada  kualitas  air untuk ikan mas koki pada akuarium.

## 3.1 Hasil Rancangan Sistem
Rancangan sistem pada alat ini memakai mikrokontroler  ESP32  dengan  menggunakan sensor PH untuk mendeteksi kadar keasaman air, sensor suhu untuk mendeteksi suhu air, turbidity sensor  untuk  mendeteksi  kekeruhan  air  dan sensor salinitas untuk mendeteteksi kadar garam air.  Bentuk  fisik  dari  alat  tersebut  dapat  dilihat pada gambar 4 berikut.
Gambar 4 . Prototype Sistem Kontrol Kualitas Air
Pada  penelitian  ini  proses  pengujiannya dilakukan pada obyek aquarium ukuran panjang 25cm,  lebar  15cm  dan  tinggi  15cm.  Peletakan sensor  PH,  sensor  suhu,  sensor  salinitas  dan
sensor  kekeruhan  dapat  dilihat  pada  gambar  5 berikut.
Gambar 5 . Letak Sensor Pada Rancangan

## Sistem Kontrol

## 3.2 Kalibrasi Sensor
➢ Kalibrasi Sensor PH
Proses kalibrasi  sebuah sensor dilakukan supaya  sensor  tersebut dapat melakukan pembacaan  nilai  parameter  yang  memiliki akurasi  yang  tinggi.  Proses  kalibrasi  sensor  ini dilakukan  berulang  kali  dengan  membuat program  sensor  untuk  menyesuaikan  nilai  yang terbaca  oleh  sensor  dengan  menggunakan  PH buffer dan juga pembanding PH meter. Kalibrasi sensor PH dilakukan dari pengambilan parameter asam, netral dan basa. Data kalibrasi dapat dilihat pada tabel 1 berikut.
Tabel 1 . Kalibrasi Sensor PH NO. Sensor PH PH Meter Error ( ) 1. 3.09 3.09 0 2. 7.46 7,50 0,53 3. 11.26 11.34 0,71
➢ Kalibrasi Sensor Suhu Pada  proses  kalibrasi  sensor  suhu  ini menggunakan program ESP32 yang memberikan perintah kepada sensor suhu kemudian dibandingkan dengan pembacaan oleh thermometer  atau  pendeteksi  suhu.  Data  hasil kalibrasi dapat dilihat pada tabel 2 berikut.
Tabel 2 . Kalibrasi Sensor Suhu NO.    Sensor Suhu Suhu Meter    Error ( ) 1. 20.15 ° 20.17 ° 0,09 2. 24.36 ° 24,41 ° 0,20 3. 28.25 ° 28.37 ° 0,42 ➢ Kalibrasi Sensor Kekeruhan
Proses kalibrasi sensor langsung menggunakan  kode  acuan  rumus  baku.  Sensor kekeruhan  yang  memiliki  keluaran  awal  analog kemudian setelah diprogram dapat menghasilkan keluaran  NTU,  hal  ini  dilakukan  untuk mendapatkan hasil pengukuran sensor mendekati hasil pengukuran alat standar ukur kekeruhan air. Tabel 3 berikut merupakan data hasil pengujian.
Tabel 3 . Data Kalibrasi Sensor Kekeruhan
NO. Sensor Kekeruhan 1. 3,3 2. 7,5 3. 10,4 4. 14,7
➢ Kalibrasi Sensor Salinitas
Proses  kalibrasi  sensor  salinitas  dilakukan dengan  cara  pengujian  menggunakan  sensor salinitas  yang  telah  diprogram  menggunakan ESP32  membaca  nilai  parameter  air  kemudian menggunakan  pembanding  alat  ukur  salinitas yaitu  TDS  meter.  Data  hasil  kalibrasi  sensor salinitas  dan  pembacaan  oleh  TDS  meter  dapat dilihat pada tabel 4 berikut.
Tabel 4 . Kalibrasi Sensor Salinitas
NO. Sensor Salinitas TDS Error ( ) 1. 4.06 PPT 4.09 PPT 0.7 2. 8.34 PPT 8,39 PPT 0,59 3. 12.24 PPT 12.34 PPT 0,81

## 3 .3 Hasil Pengujian Keseluruhan
Pada  tahapan  ini  dilakukan  pengujian keberhasilan keseluruhan sistem meliputi pembacaan  sensor  PH  Suhu  Kekeruhan  dan Salinitas  secara  bersamaan  sehingga  dapat menghasilkan  output    yang  berupa  tegangan untuk menggerakkan heater dan pompa air untuk melarutkan air ke dalam objek aquarium. Tabel 5 berikut merupakan  tabel hasil  pengujian keseluruhan.
Tabel 5 . Pengujian Keseluruhan
Pada  tabel  tersebut  dapat  dilihat  bahwa pengujian dilakukan saat parameter PH air asam (4.2)  kekeruhan  air  (1  NTU)  suhu  air  (15)  dan kadar  garam  air  (0  PPT)  kemudian  pompa menyala dan heater menyala ditunjukkan dengan nilai  input  yang  tidak  sesuai  dengan  nilai normalnya,  maka  pompa  tersebut  akan  menyala untuk  melarutkan  larutan  untuk  menyetabilkan air  dan heater untuk  menyetabilkan  suhu  air. Ketika  PH  mencapai  (6,5),  kekeruhan  air mencapai (10 NTU), suhu air mencapai (25) dan kadar garam mencapai (4 PPT) berhasil membuat kualitas  air  normal  dan  sesuai  nilai  yang ditentukan  maka  pompa  dan heater secara otomatis akan mati.

## 3.4 Keberhasilan Penyimpanan Data di

## Google Spreadsheet
Dari  beberapa  percobaan  pengujian  dan hasil  pengamatan,  data  hasil  monitoring  dan kontrol kualitas air tersebut berhasil disimpan di Google Spreadsheet agar dapat dilihat kapan saja saat  diperlukan.  Gambar  6  adalah  hasil penyimpanan  data  di Google  Spreadsheet dapat dilihat dibawah ini.
Gambar 6 . Hasil Penyimpanan Data di Google Spreadsheet.

## 4. KESIMPULAN
Dari pengujian tersebut,terdapat beberapa kesimpulan. Alat yang diujiakan berjalan dengan baik.  Berfungsinya Google  Spreadsheet sebagai pengujian  dan  hasil  pengamatan,  data  hasil monitoring  dan  kontrol  kualitas  air  akuarium tersebut berhasil disimpan di Google Spreadsheet dan  tercatat  dengan  baik  saat  terjadi  perubahan pada  sensor.  Pemberian  larutan  secara  otomatis melalui  pompa  untuk  menetralkan  setiap  terjadi perubahan  pada  sensor  yang  tidak  sesuai  nilai normalnya  dan  akan  berhenti  saat  sudah mencapai  nilai  normalnya. Heater secara otomatis  menyala  saat  nilai  tidak  sesuai  dengan nilai  normalnya  dan  akan  berhenti  saat  suhu sudah  mencapai  nilai  normalnya.  Alat  tersebut dapat   memonitoring dan mengontrol  kulitas air secara realtime dan  mampu  memberikan notifikasi  ketika  kualitas  air  melebihi  nilai standar yang telah ditentukan. Dengan dibuatnya alat  tersebut,  parameter  kualitas  air  tercatat dengan baik, sehingga ikan tumbuh dengan baik dan tidak mengalami stres atau kematian.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1] Direktorat  Jenderal  Perikanan  Budidaya, “IKAN  HIAS  SEBAGAI  PEMANTIK
PEMBANGUNAN PERIKANAN BUDIDAYA  BERBASIS  EKSPOR,”
kkp.go.id ,  Jakarta,  6  Desember  2021. Diakses:  26  Maret  2022.  [Daring]. Tersedia pada:
https://www.kkp.go.id/djpb/ikan-hias- sebagai-pemantik-pembangunan- perikanan-budidaya-berbasis- ekspor65c2ffd484404/detail.html [2] A.  Bhawiyuga  dan  W.  Yahya,  “Sistem Monitoring Kualitas Air Kolam Budidaya Menggunakan  Jaringan  Sensor  Nirkabel Berbasis Protokol LoRa,” Jurnal Teknologi  Informasi  dan  Ilmu  Komputer , vol. 6, no. 1, hlm. 99–106, Jan 2019, doi: 10.25126/jtiik.2019611292.
[3] A.  Athavani,  A.  Desai,  H.  S.  Ruthwick, dan  A.  Raviteja,  “Smart  Aquarium,” International Journal Of Advanced Research  in  Engineering  &  Management (IJAREM) , vol. 3, no. 6, hlm. 51–54, 2017. [4] A. Kurniawan, “Estimasi Tingkat
Keasaman  Air  Hujan  (pH)  Akibat Absorpsi Gas NO2 dan SO2,” Jurnal Ilmu Lingkungan , vol. 17, no. 3, hlm. 399, Des 2019, doi: 10.14710/jil.17.3.399-407.
[5] Hamid,  F.  F.,  &  Harmadi,  H.  (2023). Sistem Kontrol Kualitas Air Pada Akuarium  Ikan  Hias  Air  Tawar  dan Monitoring Via Telegram Berbasis
IoT. Jurnal Fisika Unand , 12 (3), 452-458.
[6] Muhammad  Nizam,  Haris  Yuana,  Zunita Wulansari. “Mikrokontroler ESP32Sebagai  Alat  Monitoring  Pintu
Berbasis  WEB”.  JATI(Jurnal  Mahasiswa Teknik  Informatika)  Vol.6  No.2  Institut Teknologi Nasional Malang, 2022.
[7] I Putu Yoga Prameisa Pratama, Kadek Suar Wibawa,  I  Made  Agus  Dwi            Suarjaya. “Peerancangan  PH  Meter  Dengan  Sensor PH Air Berbasis Arduino”. JITTER-Jurnal Ilmiah  Teknologi  dan  Komputer  Vol.  3 No.2, 2022.
[8] Akbar,  A.  (2017).  Pengontrol  Suhu  Air Menggunakan  Sensor  DS18B20  Berbasis Arduino Uno. Tugas Akhir.
[9] Agustian    Noor,  Arif    Supriyanto,    Herfia Rhomadhona.  “Aplikasi    Pendeteksi Kualitas    Air    Menggunakan    Turbidity Sensor    Dan  Arduino  Berbasis  WEB Mobile”. Jurnal CoreIT,Vol.5, No.1, 2019.
[10]  Ahmad  Reza  Hakimi,  Muhammad  Rivai, Harris  Pirngadi.  “Sistem  Kontrol  dan
Monitor  Kadar  Salinitas  Air  Tambak Berbasis IoT LoRa”. Jurnal Teknik Institut
Teknologi Sepuluh Nopember, 2021.
[11]  Bareta,  Bintara    Putra    Candra,  Alex Harijanto,  And    Maryani    Maryani.  2021.
“Rancang  Bangun  Alat  Ukur  Sistem
Monitoring Ph, Temperatur, Dan Kelembapan Akuarium Ikan Hias Berbasis Arduino Uno.” Jurnal Pembelajaran Fisika 10(1):1. Doi: 10.19184/Jpf.V10i1.21900.
[12]  Anonim.  2019.  Relay  4  Chanel  Module.
Diambil pada 4 juli 2019 darihttp://kedairobot.com/all-
products/281-4-channel-5v-relay- module.html
[13]    Kunchoro Widiatmoko. “Prototype Pompa  Air  DC  Bertenaga  Surya  Berbasis Internet  of  Things(IoT)”.  Jurnal  Online
Mahasiswa  (JOM)  Bidang  Elektro  Vol.  1 No.1 Universitas Pakuan, 2022.
[14]  Suwiji, N.S.Z. 2020. Spreadsheet. Diakses di https://tekno.foresteract.com/ spreadsheet/3/  pada  tanggal  21  Desember 2021.
[15]  Verdianto,  Dwi  Arizki.  2022.  “LCD  - Pengertian,  Jenis,  dan  Cara  Kerjanya”. Teknogram.
https://teknogram.id/kamus/lcd/  .  Diakses 21 November 2023.