BEMAS: JURNAL BERMASYARAKAT is licensed under a Creative Commons Attribution- NonCommercial 4.0 International License.

## 1. PENDAHULUAN
Panti Asuhan Muhammadiyah Siti Khodijah Al Kubro berdiri tahun 1993 berlokasi di Jalan Syukur No 54 RT 001 RW 08 Kelurahan Lenteng Agung Kecamatan Jagakarsa Jakarta Selatan. Awal Panti asuhan didirikan dari tanah wakaf seluas 300 Meter tanah girik ditukar dengan tanah garapan seluas
Volume 4, Nomor 1, September 2023, hlm 141-147
BEMAS: JURNAL BERMASYARAKAT p ISSN 2745 5866 | e ISSN 2745 7958 https://jurnal.sttmcileungsi.ac.id/index.php/bemas
Pendampingan pengembangan kincir air kolam ikan panti asuhan yatim muhammadiyah lenteng agung
Dan Mugisidi 1 , Emilia Roza 2* , Arief Hamzah 3 , Rahmi Imanda 4 , Adi Tri Siswanto 2 , Qolibu Rozak 2 , Fadhlurrahman Zaki 1 , Yulikastomo 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Prof DR HAMKA, Jakarta, Indonesia
2* Program Studi Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Prof DR HAMKA, Jakarta, Indonesia
3 Program Studi Pendidikan Agama Islam, Universitas Muhammadiyah Prof DR HAMKA, Jakarta, Indonesia 4 Program Studi Teknik Informatika, Universitas Muhammadiyah Prof DR HAMKA, Jakarta, Indonesia

## INFORMASI ARTIKEL
ABSTRAK
Article History:
Submission: 03-07-2023
Revised: 14-07-2023
Accepted: 15-07-2023 * Korespondensi: Emilia Roza emilia_roza@uhamka.ac.id Air merupakan habitat hidup ikan yang sangat penting, sehingga air yang tidak dikelola dengan baik dan kekurangan oksigen akan  membuat ikan stress  sehingga  tidak  berkembang  dengan  baik  bahkan  berujung  pada kematian. Oleh karena itu kami bertujuan meningkatkan oksigen terlarut dengan  menggunakan  kincir  air  pada  kolam  ikan  yang  dimiliki  Panti Asuhan  Siti  Khodijah  Al  Qubro  agar  air  di  dalam  kolam  memiliki kandungan oksigen optimum yang berguna bagi perkembangan ikan yang hidup  di  kolam  tersebut.  Metode  yang  dilakukan  adalah  merancangan kincir  air  yang  sesuai  dengan  keadaan  kolam,  memasang  kincir  pada kolam  dilanjutkan  dengan memantau  manfaat dari  kincir tersebut. Hasil pemantauan menunjukkan bahwa jumlah oksigen terlarut meningkat 49% dari 3,8 mg/l menjadi 5,68 mg/l dan dapat di kategorikan masuk di dalam kandungan oksigen optimum.
Kata kunci: Air, kincir air, ikan.

## Assistance  in  the  development  of  waterwheels  for fish ponds at the Lenteng Agung Muhammadiyah Orphanage

## ABSTRACT
Fish depend heavily on water as a habitat, so improper water management and an oxygen shortage will stress fish and prevent appropriate growth or possibly cause death. So, in order to ensure that the water in the pond has the ideal  oxygen  level and is beneficial  for the development of  fish  that reside  there,  we  want  to  boost  dissolved  oxygen  by  employing  a  water wheel in the fish pond owned by the Siti Khodijah Al Qubro Orphanage. The process involves designing a water wheel that matches the needs of the  pond,  installing  it  there,  and  then  observing  the  wheel's  effects. According  to  monitoring  data,  the  concentration  of  dissolved  oxygen increased by 49% from 3.8 mg/l to 5.68 mg/l and falls within the range of the ideal oxygen content.
Keywords: water, waterwheel, fish.
Pendampingan pengembangan kincir air kolam ikan panti asuhan yatim muhammadiyah lenteng agung
2000 meter. Selain Panti asuhan terdapat pula masjid Abu Bakar Ash Shiddiq sebagai tempat ibadah masyarakat  sekitar.  Saat  ini  Panti  Asuhan  berada  dibawah  pengasuhan  Pimpinan  Daerah Muhammadiyah Jakarta Selatan dibawah PCM Pasar Minggu. Amal usaha yang dijalankan pihak panti asuhan, sebagai  bagian dari strategi ketahanan pangan seperti yang menjadi prioritas pemerintah [1] sekaligus untuk memenuhi kebutuhan protein santri, maka dilakukan budidaya ikan dengan luas kolam kurang lebih 5 x 5 m seperti ditampilkan pada Gambar 1 . Ukuran kolam telah memenuhi ukuran standar kolam ikan [2] dengan pertukaran air yang lebih dari 5 liter per detik [3] agar tidak sekedar menggantikan air yang menguap tetapi juga menyebabkan terjadinya pertukaran oksigen sedangkan kolam ikan yang dimiliki oleh panti asuhan airnya bukanlah air yang mengalir secara alami tetapi dialirkan secara paksa dengan menggunakan pompa.
Gambar 1 . Kolam ikan di panti asuhan muhammadiyah Siti Khodijah Al Kubro
Kolam  ikan  5  x  5  m  yang  dimiliki  panti  asuhan  air  mudah  keruh  yang  dapat  mengganggu perkembangan hidup dan kesehatan ikan. Keruhnya air di dalam kolam banyak disebabkan oleh kotoran yang  terakumulasi  dan  terlarut  di  dalam  air  kolam  sehingga  air  perlu  dialirkan  dari  kolam  menuju saringan dan dikembalikan lagi ke dalam kolam.
Aliran air yang disirkulasikan dengan menggunakan pompa air digerakkan menggunakan energi listrik  yang  tentu  saja  harus  membayar  ke  Perusahaan  Listrik  Negara.  Untuk  mengurangi  beban pengeluaran akibat listrik untuk menggerakkan pompa di kolam ikan, maka kegiatan ini menggunakan pompa hydram dan kincir air untuk mengalirkan air dan membuat percikan sehingga oksigen di dalam air juga akan meningkat. Kebutuhan oksigen untuk ikan dalam pembesaran adalah 4 – 9 mg/l [4]–[7] karena apabila ikan mengalami kekurangan oksigen maka akan stress dan dapat berujung pada kematian [8]. Kincir air mampu meningkatkan jumlah oksigen terlarut dalam air [9] mencapai 5 mg/l [10] hingga 7,7 mg/l [11] . Oleh karena itu untuk meningkatkan jumlah oksigen terlarut di dalam air akan digunakan kincir air yang digerakkan dengan aliran air yang menggunakan hydram pump [12], [13] untuk membuat percikan.  Saat ini kolam belum memiliki kincir air sehingga kami tim PKM membuatkan kincir air pada kolam  ikan  yang  dimiliki  Panti  Asuhan  Siti  Khodijah  Al  Qubro  agar  kolam  memiliki  habitat  sehat dengan air yang jernih, PH air yang stabil dan banyak oksigen yang berguna bagi perkembangan ikan yang hidup dikolam tersebut.
Tujuan dalam pengabdian ini adalah mengalirkan air menggunakan Hydram Pump sehingga dapat mengurangi biaya listrik dan melewatkan ke kincir air sehingga meningkatkan jumlah oksigen terlarut di dalam air.

## 2. METODE PELAKSANAAN
Kegiatan  pengabdian  masyarakat  ini  merupakan  aplikasi  IPTEK  yang  diterapkan  pada  Panti Asuhan Siti Khodijah Al Qubro di kesehariannya. Kegiatan ini dilaksanakan dalam beberapa tahapan yang di tampilkan pada Gambar 2 . Perancangan untuk membuat sistem pengaliran air kolam agar terus bersirkulasi di upayakan sebisa mungkin untuk mengurangi penggunaan energi listrik sehingga biaya
listrik juga dapat dikurangi. Pilihan yang dipertimbangkan salah satunya adalah hydraulic ram pump atau biasa juga disebut sebagai hydram pump.
Mulai Kunjungan social ke Panti Asuhan Yatim Muhammadiyah Lenteng Agung Perancangan  dan pemilihan sistim pengaliran air dan peningkatan oksigen terlarut Pembuatan sistim pengaliran air dan peningkatan oksigen terlarut Uji coba sistim pengaliran air dan peningkatan oksigen terlarut Pemasangan sistim pengaliran air dan peningkatan oksigen terlarut Selesai
Gambar 2 . Diagram alir kegiatan
Hydram  bekerja  untuk  mengantarkan  air  ke  tempat  yang  lebih  tinggi  dari  sumbernya.  Hydram pump bekerja dengan menggunakan dua buah katup searah. Katup pertama mengarah ke ke luar pipa dengan katup terbuka dan akan tertutup apabila tertekan oleh air sedangkan satu katup akan terbuka apabila  ada  tekanan  air  dan  disambungkan  ke  pipa  untuk  mengalirkan  air.  Hydram  pump  memiliki elevasi yang lebih rendah dibandingkan dengan sumber airnya sehingga air mengalir secara gravitasi ke hydram pump seperti terlihat pada Gambar 3 . Saat air mengalir ke katup pertama yang dalam keadaan terbuka, air akan keluar melalui katup dan kemudian katup akan menutup karena terdorong air. Karena katup pertama menutup maka tekanan air akan meningkat dan mendorong ke katup kedua yang akan terbuka. Proses ini terjadi terus menerus sehingga air yang mengalir melalui katup kedua akan terdorong posisi yang lebih tinggi dari sumber air.
Gambar 3 . Skema hydraulic ram pump [12]
Oleh karena itu hydram pump banyak digunakan pada daerah pedalam yang tidak ada akses listrik dan memiliki sumber air alami seperti sungai atau mata air sehingga tidak ada kerugian apapun apabila ada air yang terbuang saat keluar dari katup searah pertama, seperti pada Gambar 4 .
Gambar 4 . Air yang terbuang di hydraulic ram pump [14]
144 Dan Mugisidi, Emilia Roza, Arief Hamzah, Adi Tri Siswanto, Qolibu Rozak, Fadhlurrahman Zaki, Yulikastomo
Pendampingan pengembangan kincir air kolam ikan panti asuhan yatim muhammadiyah lenteng agung
Lokasi Panti Asuhan Siti Khodijah Al Qubro terletak di tengah kota dan air kolam tidak diperoleh dari sumber air seperti sungai atau mata air tetapi dipompa dari dalam tanah maka air kolam tidak boleh terbuang. Oleh karena itu air yang keluar dari hydram pump yang memang dibutuhkan untuk pompa tersebut bekerja menjadi kekurangan sehingga perlu dikembangkan sistem untuk mencegah air yang keluar dari katup pertama terbuang sebagaimana sistem pengembalian air pada penelitian Sampath dan rekan [15] .  Sistem  tersebut  digunakan  dan  diperbaharui  di  dalam  kegiatan  pengabdian  ini  sehingga sesuai untuk digunakan pada elevasi yang tidak terlalu tinggi. Untuk meningkatkan kinerja hidram pump yang memiliki gaya dorong, maka di ujung keluaran hidram pump akan dipasang sistem vakum ( Gambar 5 ) sehingga dorongan dari pompa hidram akan ditarik oleh sistem vakum untuk meningkatkan debit air yang selanjutnya akan dialirkan ke kincir air agar air yang mengalir dapat menangkap oksigen yang lebih banyak.
Gambar 5 . Pemasangan dan uji coba kincir

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Kegiatan  difasilitasi  oleh  Panti  Asuhan  Muhammadiyah  Siti  Khodijah  Al  Qubro  yang  bersama sama dengan tim pengabdian masyarakat FTII merencanakan cara terbaik untuk menjaga agar ikan ikan di dalam kolam tidak kekurangan oksigen. Oleh karena itu didahului dengan melakukan kunjungan dan melakukan pengukuran di lokasi seperti yang ditampilkan pada Gambar 5 .
3.1 Uji coba
Uji  coba  dilaksanakan  di  Fakultas  Teknologi  Industri  dan  Informatika  (FTII),  Universitas Muhammadiyah Prof DR HAMKA (UHAMKA). Uji coba yang pertama dilakukan mencoba sistem vakum. Pro kontra mengenai sistem ini banyak kita temui di media sosial yang berkaitan dengan free energi.  Hasil  uji  coba  yang  dilakukan  menunjukkan  bahwa  sistem  ini  dapat  digunakan  meskipun beberapa koreksi perlu di lakukan. Seperti pada Gambar 6 , selang A yang ditempel secara permanen pada container B digunakan untuk menghisap air dari drum yang berisi air. Sebelumnya selang C ditutup dan container B diisi dengan air. Pada saat selang C dibuka air akan mengalir keluar dan air di dalam
container B akan turun ketinggiannya. penurunan ketinggian ini menyebabkan kondisi vakum tercipta dan menarik air dari drum. Aliran air dari drum tampak keluar dari selang masuk ke dalam container (bagian  yang  dilingkari  pada Gambar  6 )  sedangkan  container  mengerut  karena  tekanan  di  dalam container lebih kecil dari tekanan diluar (vakum) seperti yang dapat dilihat pada bagian yang di beri panah pada Gambar 6 . Kondisi vakum di dalam container akan di manfaatkan untuk menarik air yang keluar dari pompa hidram sehingga debit air dapat diperbesar dan ketinggian dapat dinaikkan.
Uji coba selanjutnya yang dilakukan adalah uji coba menggunakan kincir air untuk menyebarkan air sehingga udara yang ditangkap oleh air lebih banyak. Kincir air yang digunakan adalah kincir air tertutup dimana aliran air masuk tidak terganggu dan air tidak mudah keluar
Gambar 6 . Sistem vakum, A= selang hisap, B = container air, C = selang keluar
Uji coba selanjutnya yang dilakukan adalah uji coba menggunakan kincir air untuk menyebarkan air sehingga udara yang ditangkap oleh air lebih banyak. Kincir air yang digunakan adalah kincir air tertutup dimana aliran air masuk tidak terganggu dan air tidak mudah keluar. Kincir memiliki diameter 300 mm dan lebar 100 mm terbuat dari bahan Polylactid Acid . Sedangkan penutup kincir air terbuat dari polyurethan dengan ukuran 15 mm pada kedua sisi sebagaimana tampak pada Gambar 7 .
Gambar 7 . Dimensi kincir
Kincir yang dibuat dengan menggunakan printer 3D ini diuji coba seperti ditampilkan pada Gambar 8 .
Gambar 8 . Penggunaan kincir air
146 Dan Mugisidi, Emilia Roza, Arief Hamzah, Adi Tri Siswanto, Qolibu Rozak, Fadhlurrahman Zaki, Yulikastomo
Pendampingan pengembangan kincir air kolam ikan panti asuhan yatim muhammadiyah lenteng agung
Hasil uji coba menunjukkan bahwa kincir air dapat memecah air menjadi butiran butiran yang lebih kecil dan menimbulkan cipratan yang lebih jauh. Butiran air yang lebih kecil memiliki luas permukaan yang lebih besar sehingga udara yang dapat diikat juga menjadi lebih besar. Hal itu menjadi penyebab mengapa oksigen terlarut di dalam air dapat ditingkatkan dengan menggunakan kincir air.
Hasil  uji  dengan  menggunakan Dissolved  Oxygen  meter menunjukkan  peningkatan  kandungan oksigen  terlarutnya  dari  rata-rata  3,8  mg/l  meningkat  sebesar  49%  menjadi  rata-rata  5,68  mg/l. Peningkatan tersebut tidak tinggi tetapi cukup untuk membuat tingkat oksigen berada di antara 4 – 6 mg/l yang sesuai untuk ikan di dalam kolam [4] . Hasil ini menunjukkan bahwa kincir air efektif untuk meningkatkan kandungan oksigen terlarut meskipun area cakupannya tidak terlalu luas.

## 4. SIMPULAN
Kegiatan pengabdian ini dilaksanakan mulai dari proses perancangan, uji coba dan pemasangan kincir di Panti Asuhan Siti Khodijah Al Qubro. Hasil uji menunjukkan bahwa oksigen terlarut di dalam air Setelah penggunaan kincir meningkat menjadi 5,68 mg/l sesuai dengan kandungan oksigen terlarut yang dibutuhkan untuk ikan di dalam kolam. Karena jumlah kandungan oksigen terlarut belum merata, kegiatan  ini  akan  dilanjutkan  dengan  meningkatkan  kinerja  sistem  terutama  berkaitan  dengan penggunaan energi terbarukan.

## 5. UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kepada Lembaga Pengabdian Kepada Masyarakat UHAMKA yang telah mendanai kegiatan ini. Selain itu kami juga mengucapkan terima  kasih kepada Panti Asuhan Siti Khodijah Al Qubro  yang  telah  menjadi  mitra  kegiatan  ini.  Semoga  alat  ini  bermanfaat  dan  kegiatan  ini  akan memberikan manfaat .
6. DAFTAR PUSTAKA
[1] Helin G Yudawisastra et al. , “Budikdamber akuaponik sebagai strategi ketahanan pangan dan stimulus kewirausahaan saat pandemi covid-19,” BEMAS: Jurnal Bermasyarakat , vol. 3, no. 2, pp. 162–170, Mar. 2023, doi: 10.37373/bemas.v3i2.258.
[2] D. Febriani and P. Witoko, “Bimbingan teknis pembuatan kolam terpal ntuk budidaya ikan di desa  margajaya  Kecamatan  Metro  Kibang  Kabupaten  Lampung  Timur,” Prosiding  Seminar Nasional Penerapan IPTEKS , pp. 82–89, 2018, [Online]. Available:
https://jurnal.polinela.ac.id/index.php/SEMTEKS/article/view/1221
[3] M. B. Syamsunarno and M. TD. Sunarno, “Budidaya ikan air tawar ramah lingkungan untuk mendukung keberlanjutan penyediaan ikan bagi masyarakat,” Seminar Nasional Perikanan dan Kelautan 2016. Pembangunan Perikanan dan Kelautan dalam Mendukung Kedaulatan Pangan Nasional , no. January 2016, pp. 1–16, 2016.
[4] M. Muksin, “Simulasi alat pemberi pakan dan pengendali kincir air yang berdasarkan suhu dan kadar oksigen pada kolam ikan gurami berbasis mcu at89c51,” Widya Teknika , vol. 18, no. 1, pp. 40–43, 2010.
[5] S. Rohani, A. Gappar, and Kurniah, “TELAAH KUALITAS AIR TAMBAK DI KABUPATEN GRESIK PROVINSI JAWA TIMUR,” Bul. Tek. Lit. Akuakultur , 2013.
[6] A. D. Santoso, “PERKIRAAN PADAT PENEBARAN IKAN KERAPU MACAN (Epinephelus fuscoguttatus)  YANG  OPTIMUM  BERDASARKAN  PADA  KEBUTUHAN  OKSIGEN TERLARUT,” Journal Riset Akuakultur , 2007.
[7] A.  D.  Santoso  and  W.  Purwanta,  “THE  OPTIMUM  STOCKING  DENSITY  ESTIMATION BASED  ON  DISSOLVED  OXYGEN  BUDGED  FOR  GRACE  KELLY  GROUPER (Epinephelus cromileptes) AND TIGER GROUPER (Epinephelus fuscogutattus),” 2008.
[8] I.  Dahril,  U.  M.  Tang,  and  I.  Putra,  “PENGARUH  SALINITAS  BERBEDA  TERHADAP PERTUMBUHAN DAN KELULUSHIDUPAN BENIH IKAN NILA MERAH (Oreochromis sp.),” Berkala Perikanan Terubuk , vol. 45, no. 3, pp. 67–75, 2017.
[9] “PENGENDALIAN KINCIR AIR PADA KOLAM IKAN DENGAN DILENGKAPI FUNGSI PEWAKTU DAN SENSOR HUJAN BERBASIS ARDUINO UNO.” http://etd.repository.ugm.ac.id/penelitian/detail/76433 (accessed May 31, 2023).
[10]  R. Nur and S. Rasyid, “PENGEMBANGAN DAN SOSIALISASI MESIN PENEBAR PAKAN IKAN TERPADU DENGAN AERATOR JENIS KINCIR AIR PADA PETANI TAMBAK,” SINERGI , 2009.
[11]  A. Androva and I. Harjanto, “STUDI PENINGKATAN KADAR DISSOLVED OKSIGEN AIR, SETELAH  DI  INJEKSI  DENGAN  AERATOR  KINCIR  ANGIN  SAVONIUS  ARREUS, MENGGUNAKAN DO METER TYPE LUTRON DO-5510,” Jurnal Ilmiah Teknosains , vol. 3, no. 2, 2017.
[12]  B. W. Young, “Design of Hydraulic Ram Pump Systems,” in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy , 1995. doi: 10.1243/PIME.
[13]  S. Ndache MOHAMMED, “Design and Construction of a Hydraulic Ram Pump from Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies,” Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies , no. 11, pp. 59–70, 2007, [Online]. Available: http://lejpt.academicdirect.org [14]  “Ga  Perlu  Listrik!  Kenalan  dengan  Pompa  Hidram  dan  Cara  Membuatnya!” https://artikel.rumah123.com/mengenal-pompa-hidram-beserta-cara-kerja-dan-cara- membuatnya-ga-perlu-listrik-121574 (accessed Jun. 03, 2023).
[15]  S. S. Sampath, S. Shetty, A. M. Pendanathu, W. Javaid, and M. Chithirai Pon Selvan, “Estimation of Power and Efficiency of Hydraulic Ram Pump with Re-circulation System,” International Journal  of  Computer-aided  Mechanical  Design  and  Implementation ,  vol.  1,  no.  1,  pp.  7–18, 2015, doi: 10.21742/ijcmdi.2015.1.1.02.