## ISSN 2085-4552

## Purwarupa Sistem Monitoring Kualitas Air pada Kolam Ikan Air Tawar Berbasis Aplikasi Web Mobile
Arif Supriyanto 1 , Fathurrahmani 2 , Agustian Noor 3 , Yunita Prastyaningsih 4
1 Program Studi Teknik Informatika, Politeknik Negeri Tanah Laut
1 arif@politala.ac.id, fathurrahmani@politala.ac.id 2 , agustiannoor@ymail.com 3 , nitaprastya@gmail.com 4
Diterima 11 November 2019 Disetujui 20 Desember 2019
Abstract — In  freshwater  fish  cultivation,  the  most important  thing  to  guard  and  pay  attention  to  is  the quality of pond water for the survival of these fish. The resilience  of  the  body  of  the  fish  is  very  dependent  on the quality of the water, if the water quality is good then the resistance of the body of the fish to the attack of the disease  will  be  better  too.  This  research  was  conducted to  design  and  build  a  prototype  monitoring  system  for freshwater  fish  pond  water  quality  that  can  provide information  about  the  condition  of  freshwater  fish ponds  in  real-time.  This  monitoring  system  is  made using  Arduino  as  a  data  processor  and  several  sensors such  as  water  pH  sensors,  water  turbidity,  and  water temperature. Next is a web-based monitoring application.  This  system  can  be  monitored  directly  by fish  farmers  via  LCD  screens  and  smartphones.  Based on the test results, the temperature sensor has an offset value of 0.34, pH sensor 0.37, turbidity sensor 0.22 and the fish management monitoring system application can function properly.
Index  Terms—Monitoring,  arduino,  pH,  turbidity, water temperature

## I. P ENDAHULUAN
Sektor  perikanan  budidaya  saat  ini  sedang banyak dikembangkan dikarenakan permintaan ikan untuk  dikonsumsi  semakin  meningkat.  Salah  satu jenis  budidaya  ikan  yang  mulai  dikembangkan adalah  budidaya  ikan  air  tawar.  Budidaya  ikan  air tawar  sangat  mudah  dikembangbiakkan  untuk memenuhi  pasokan  ketersediaan  ikan  konsumsi karena  tidak  tergantung  dengan  musim,  angin  dan gelombang.  Pada  budidaya  ikan  air  tawar  hal  yang sangat  penting  dijaga  dan  diperhatikan  adalah kualitas  air  kolam  untuk  kelangsungan  hidup  ikan tersebut.  Ketahanan  tubuh  ikan  sangat  tergantung dari  kualitas  air,  apabila  kualitas  air  baik  maka ketahanan tubuh ikan terhadap serangan penyakitakan  semakin  baik  pula.  Ikan  air  tawar merupakan ikan  yang  banyak hidup  dan  tersebar  di berbagai  perairan  tawar  misalnya  sungai,  rawa  dan danau. Untuk dapat bertahan hidup dan berkembang biak ikan air tawar membutuhkan adaptasi menjaga daya  tahan  tubuh  meraka  tetap seimbang. Keberhasilan  budidaya ikan air tawar  terdapat  pada kualitas air seperti pH air, suhu air dan oksigen yang terlarut pada air.
Umumnya  kualitas  air  terbaik  untuk  ikan mempunyai pH 7,0-8,0 ketika kualitas air tidak baik akan  berkemungkinan  ikan  akan  mati  dan  stres[1]. Suhu  merupakan  parameter  lainnya  yang  patut diperhatikan  selain  pH,  suhu  pada  permukaan  air tawar  dapat  mempengaruhi  nafsu  makan  dan  daya tahan tubuh ikan.
Petani  ikan  air  tawar  biasanya  hanya  membuat kolam  ikan  untuk  tempat  budidaya  kemudian memberikan  pakan  tanpa  melakukan  pemantauan kualitas  air  kolam  setiap  harinya,hal  tersebut  tentu saja  mengakibatkan  beberapa  ikan  mati  dan meningkatkan  resiko  gagal  panen  sehingga  para petani ikan mengalami kerugian.
Meninjau  permasalahan  yang  ada,  maka dibuatlah  sebuah  purwarupa  sistem  monitoring kualitas  air  kolam  ikan  air  tawar  yang  mampu melakukan  monitoring  atau  pemantauan  terhadap suhu  air,  pH  air  dan  kekeruhan  air  secara  real-time baik  secara  langsung  atau  melalui  smartphone. Dengan adanya sistem monitoring kualitas air kolam ikan  air  tawar  ini  diharapkan  para  petani  dapat memantau  kolam  ikan  mereka  dan  melakukan tindakan apabila kondisi dari kolam ikan mengalami kondisi abnormal sehingga dapat mecegah kematian ikan dan meminimalisir resiko gagal panen.
Konsep  penelitian  ini  sudah  pernah  dikerjakan oleh beberapa penelitian sebelumnya diantaranya [2] melakukan  monitoring  kekeruhan  pada  akuarium dengan  menggunakan  protokol  zigbee  yang  hanya mampu mengirimkan  data  dengan  jarak  150  Meter. [3]  monitoring  pada  buddaya  ikan  lele.  [4] monitoring  kekeruhan  air  berbasis  WLAN.  [5] monitoring  kualitas  air  berdasarkan  suhu  air.  [6] monitoring udang vaname. [7] monitoring menggunakan software labview. Berbeda dengan penelitian sebelumnya, penelitian ini membuat purwarupa sistem monitoring  kualiatas  air  pada  kolam  ikan  air  tawar berdasarkan pengukuran pH  air,  kekeruhan  air, dan suhu  air  berbasis  web  mobile  yang  dilengkapi dengan  fitur  pengelolaan  ikan  mulai  dari  persiapan tebar  ikan  hingga  panen  beserta  prediksi  hasil panen.

## II. METODE
Start Identifikasi Masalah End Pengumpulan Data Implementasi Sistem Perancangan Sistem Pengujian dan Analisa Hasil Kesimpulan Sesuai Kebutuhan? Tidak Analisis Kebutuhan Sistem Gambar 1. Alur Penelitian
Pada  penelitian  yang  dilakukan  diawali  dengan mengidentifikasi  permasalahan  dari  pembangunan sistem  monitoring  pada  kolam  ikan.  Tahapan berikutnya  tim  peneliti  melakukan  pengumpulan data  dengan  studi  literatur  dan  wawancara  untuk mendapatkan  spesifikasi  sistem,  yaitu  kebutuhan dari alat yang digunakan dan perangkat lunak yang akan  dibuat.  Beberapa  kebutuhan  dari  alat  adalah mikrokontroler  yang  digunakan,  yaitu  arduino, sensor  suhu  air,  sensor  kekeruhan  air,  sensor  Ph, sensor  total  dissolved  solids  (TDS)  dan  modul  wi- fi.  Perangkat  lunak  yang  dimaksud  adalah  aplikasi monitoring kolam ikan. Perancangan yang dilakukan memuat  peracangan  alat  ( hardware )  dan perancangan perangkat lunak ( software ). Implementasi  atau  pembangunan  sistem  yang diikuti  dengan  pengujian  dan  analisa  hasil  pada sistem monitoring kolam ikan. Jika hasil pengujian menunjukkan  ketidak  sesuaian  dengan  kebutuhan awal,  maka  tahapan  berulang  ke  perancangan sistem,  tetapi  jika  sudah  sesuai  maka  tahapan selanjutnya adalah pengambilan kesimpulan kemudian selesai.
Kolam Ikan Sensor suhu air Sensor kekeruhan air Cloud Platform IoT Smartphone Informasi kolam ikan dikirimkan secara realtime User Informasi kolam ikan melalui smartphone Sensor pH air Mikrokon troller Lcd Screen
Gambar 2. Perancangan Sistem Sistem  monitoring  kualitas  air  kolam  ikan  ini dibagun  untuk  memberikan  kemudahan  kepada para pemilik kolam berupa sistem pemantauan yang dapat memberikan informasi terkait kondisi kualitas air  kolam  berupa  suhu air,  pH  dan  juga kekeruhan air  secara  real-time  melalui  lcd  screen  yang
terpasang  pada  alat  monitoring  atau  melalui smartphone.

## A. Perancangan Perangkat Keras

## Gambar 3. Perancangan Perangkat Keras
Pada  Gambar  3  menunjukkan  perancangan perangkat  keras  sistem  monitoring  kualitas  air menggunakan  mikrokontroller  Arduino  Uno,  yang terhubung  dengan  tiga  sensor  yaitu  sensor  suhu DS18B20,  sensor  pH  kit  DF  Robot,  sensor kekeruhan  DF  Robot  dan  modul  wifi  8266  yang berfungsi untuk mengirim data ke database.

## B. Perancangan Perangkat Lunak
Gambar 4. Relasi Antar Tabel (RAT) Perangkat
Lunak
Pada  Gambar  4  menunjukkan  RAT  terdapat tujuh tabel yang terdiri dari tabel data, user, siklus, jenis_ikan, siklus_perubahan, prediksi dan prediksi_ekor.

## ISSN 2085-4552
SISTEM MONITORING KUALITAS AIR Petani Alat Monitoring Data kekeruhan, Data ph, data suhu, data status Info Suhu, Info pH, Info Kekeruhan, Info Status, Info Login Data ikan, Data Prediksi,
Data Siklus, Data Siklus Perubahan, Data Login

## Gambar 5. Diagram Konteks Perangkat Lunak
Gambar 5 menjelaskan diagram konteks Sistem Monitoring  Kualitas  Air  Pada  Kolam  Ikan  ini terdapat  satu  pengguna  yaitu  petani,  dimana  petani dapat  mengelola  data  ikan,  data  siklus,  data  siklus perubahan, data prediksi.  Selain itu terdapat entitas lain  yaitu  alat  monitoring  yang  mana  alat  tersebut memperoleh  data-data  seperti  suhu,  Ph,  dan kekeruhan  yang  mana  data  tersebut  diambil  dari sensor-sensor  yang  telah  terpasang  pada  alat monitoring.

## III. HASIL
Sesuai  dengan  perancangan,  implementasi perangkat  keras  ini  terdiri  dari  tiga  sensor  yaitu sensor  pH,  kekeruhan  dan  suhu  yang  akan ditempatkan  didalam air kolam ikan.  Setiap  sensor akan  mengukur  dan  mendeteksi  kualitas  air  kolam sesuai  dengan  kegunaanya  masing-masing.  Hasil pengukuran  dari  sensor  akan  menghasilkan  data berupa  data  analog  dan  digital.  Data  tersebut selanjutnya  akan  dikirimkan  ke  bagian  unit pemroses  data  yaitu  Arduino  Uno.  Data  hasil pengkuran  sensor  yang  telah  selesai  diproses  akan ditampilkan  pada  bagian  LCD  Screen  yang  akan berguna  untuk  menampilkan  informasi  dari  hasil pengukuran  sensor-sensor.  Data  hasil  pengukuran juga  akan  dikirimkan  ke  website  melalui  media transmisi  wireless  menggunakan  modul  wifi.  Hasil implementasi  perangkat  keras  dapat  dilihat  pada Gambar 6.
Gambar 6. Implementasi perangkat keras monitoring kualitas air kolam ikan
Pada  tampilan  perangkat  lunak  terdapat  tiga gauge,  masing-masing  gauge  akan  menampilkan hasil  pembacaan  unit  sensor  yang telah  dikirimkan oleh  perangkat  keras  secara  real-time.  Gauge pertama menampilkan hasil dari pengukuran sensor suhu, gauge kedua menampilkan data sensor Ph dan untuk  gauge  ketiga  digunakan  untuk  menampilkan data sesor kekeruhan. Hasil implementasi perangkat lunak dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Implementasi sistem monitoring kualitas air
Pada  bagian  status  akan  menampilkan  status kondisi  dari  kolam  ikan  air  tawar.  Status  kondisi kolam  ikan  diperoleh  dari  hasil  pembacaan  sesor suhu,  ph  dan  kekeruhan.  Apabila  nilai  hasil pengukuran dibawah dari ambang batas yang sudah ditentukan  maka  akan  menampilkan  status  Baik, tetapi apabila hasil pengukuran diatas ambang batas maka  akan  menampilkan  status  Buruk.    Informasi ini akan memudahkan petani ikan dalam memantau status kondisi  dari kolam  ikan air  tawar.  Informasi ini  dapat  diakses  secara  real-time  melalui  media website  meggunakan  smartphone  atau  perangkat lain yang terhubung dengan internet.
Pengujian  sensor  suhu  dilakukan  dengan  cara membandingkan  dengan  menggunakan  alat  ukur pembanding pabrikan termometer air untuk mencari nilai  selisih  ( offsite) .  Pengujian  sensor  dilakukan sebanyak sepuluh kali ditempat air yang mempunyai nilai suhu 27°C. Table 1. Hasil Pengujian Sensor Suhu Pengujian ke- Sensor DS18B20 (°C) 1 27,38 2 27,44 3 27,44 4 27,44 5 27,25 6 27,31 7 27,25 8 27,38 9 27,19 10 27,38 Rata-rata 27,34
Berdasarkan  hasil  pengujian  sensor  suhu DS18B20  yang  dibandingkan  dengan  alat  ukur pembanding terdapat offsite sebesar 0,34 ° C.
Pengujian  sensor  pH  dilakukan  dengan  cara membandingkan  dengan  menggunakan  alat  ukur pH  meter.  Pengujian  sensor  dilakukan  sebanyak sepuluh  kali  ditempat  air  yang  sama  dan mempunyai nilai pH 4.
Table 2. Hasil Pengujian Sensor pH
Pengujian ke- Sensor pH DF Robot 1 4,37 2 4,37 3 4,37 4 4,37 5 4,37 6 4,39 7 4,35 8 4,37 9 4,37 10 4,37 Rata-rata 4,37
Berdasarkan  hasil  pengujian  sensor  suhu  pH yang  dibandingkan  dengan  alat  ukur  pembanding pH Meter terdapat offsite sebesar 0,37.
Pengujian  sensor  kekeruhan  dilakukan  dengan cara  membandingkan  dengan  menggunakan  alat ukur  NTU  Meter.  Pengujian  sensor  dilakukan sebanyak  sepuluh  kali  ditempat  air  yang  sama  dan nilai kekeruhan 2.
Tabel 3. Hasil Pengujian Sensor Kekeruhan
Pengujian ke- Sensor TDS DF Robot 1 2,33 2 2,23 3 2,11 4 2,23 5 2,11 6 2,34 7 2,23 8 2,11 9 2,46 10 2,11 Rata-rata 2,22
Berdasarkan  hasil  pengujian  sensor  kekeruhan yang  dibandingkan  dengan  alat  ukur  pembanding NTU Meter terdapat offsite sebesar 0,22.
Untuk pengujian perangkat lunak menggunakan metode  pengujian  black  box  testing.  Pengujian  ini dilakukan  untuk  memeriksa  fungsionalitas  dari sistem  yang  dibuat.  Berdasarkan  hasil  pengujian fungsionalitas  sistem  dapat  berjalan  dengan  baik dan menampilkan respon yang diinginkan pada saat melakukan skenario pengujian.
Tabel 4. Pengujian Perangkat Lunak Test Case Hasil yang diharapkan Status Jika field username dan password kosong Sistem maka akan menampilkan “this field is required” Valid Memasukkan username dan password yang salah
Maka sistem akan menampilkan username atau password salah Valid Memasukkan username dan password Sistem mengarahkan ke halaman monitoring Valid

## KESIMPULAN
1.  Perangkat  keras  sistem  monitoring  kualitas kolam  ikan  air  tawar  dapat  berjalan  dengan baik,  nilai  offsite  dari  hasil  pembacaan  sensor suhu  adalah  0,34,  sensor  pH  sebesar  0,37,  dan sensor  kekeruhan  0,22.  Berdasarkan  hasil pengujian  perangkat  keras,  sensor-sensor  yang digunakan  memiliki  akurasi  yang  baik  dan masih  dapat  ditoleransi  karena  nilai offsite masih kurang dari 1.
2.  Sistem monitoring kualitas air kolam ikan dapat menampilkan  hasil  pengukuran  sensor  melalui LCD  screen  dan website yang  dapat  diakses secara real-time menggunakan smartphone yang terhubung  dengan  internet.  Sistem  monitoring mampu  menampilkan  nilai  hasil  pembacaan sensor dengan akurat.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Peneliti  mengucapkan  rasa  terima  kasih  yang sebesar-besar  kepada  Politeknik  Negeri Tanah  Laut yang sudah menjadi penyandang dana. Penelitian ini didanai dengan skema PD3 tahun 2019.

## D AFTAR P USTAKA
[1] M.  Rivai,  R.  Dikairono,  and  A.  Tomi,  “Sistem Monitoring PH dan Suhu Air dengan Transmisi Data Nirkabel,” J. Electron. Eng. , 2010.
[2] R. A. Wadu, “Rancang Bangun Sistem Sirkulasi Air  Pada  Akuarium/  Bak  Ikan  Air  Tawar Berdasarkan  Kekeruhan  Air  Secara  Otomatis,” J. Ilm. FLASH , 2017.
[3] E.  Rohadi et  al. ,  “Sistem  Monitoring  Budidaya Ikan Lele Berbasis Internet of Internet of Things Based  Water  Monitoring  System  for  Catfish,” Jtiik , vol. 5, no. 6, pp. 745–750, 2018.
[4] M.  Hidayaturohmat,  H.  Kurniawan,  and  S. Nugraha,  “Prototype  Sistem  Monitoring  Suhu Realtime  Pada  Kolam  Pembenihan  Ikan

## ISSN 2085-4552
Berbasis  Wireless  Local  Area  Network,” Umr. Press , no. August, pp. 1–11, 2016.
[5] R.  Pramana,  “Jurnal  Sustainable :  Jurnal  Hasil Penelitian  dan  Industri  Terapan  Perancangan Sistem Kontrol dan Monitoring Kualitas Air dan Suhu Air Pada Kolam Budidaya Ikan,” vol. 07, no. 01, 2018.
[6] A. E. Multazam and Z. B. Hasanuddin, “Sistem Monitoring  Kualitas  Air  Tambak  Udang Vaname,” J.  IT  Media  Inf.  STMIK  Handayani Makassar , 2017.
[7] T.  Manalu,  E.  Prayetno,  R.  Pramana,  and  S. Nugraha, “Rancang Bangun Sistem Kontrol pH Air Pada Palka Ikan Muatan Hidup
Menggunakan  Mikrokontroler  dan  LabVIEW,”
J.  Sustain.  J.  Has.  Penelit.  dan  Ind.  Terap. , 2018.
[8] M. H. Botutihe, “model neural network berbasis forward selection,” Ilk.  J.  Ilm. ,  vol.  9,  pp. 239– 243, 2017.