## MONITORING DAN PENGENDALI KUALITAS AIR PADA TAMBAK UDANG SECARA OTOMATIS BERBASIS TELEGRAM
Ahmad Bahrul Amin 1) , Rini Puji Astutik 2) , Denny Irawan 3) 1,2,3) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Gresik Jl. Sumatra No 101, Gresik 61121, Jawa Timur, Indonesia E-mail: 1) ahmadbahrulamin11@gmail.com, 2) rinipujiastutik@umg.ac.id, 3) den2mas@umg.ac.id

## ABSTRAK
Terdapat beberapa faktor yang menghambat pertumbuhan budidaya udang vannamei, salah satunya adalah kurangnya penerapan teknologi, dimana teknologi yang ada saat ini hanya memantau dan  mengendalikan  kualitas  air  secara  manual.  Artikel  ini  berisi  tentang  sistem  monitoring  dan pengendalian kualitas air secara otomatis yang meliputi : suhu, PH, dan salinitas air yang dirancang dengan mikrokontroler berbasis telegram. Alat ini menampilkan parameter dalam menjaga nilai suhu, PH, salinitas tambak melalui LCD (Liquid Cristal Display) dan Telegram, apabila kualitas air tidak memenuhi syarat, secara otomatis menjalankan aplikasi yang dapat mengontrol nilai indikator suhu, PH,  dan  salinitas  hingga  sesuai  dengan  standar.  Penelitian  ini  memudahkan  petambak  dalam memonitor suhu, PH dan salinitas air tambak pada level yang diharapkan, dengan prosentase error untuk  sebesar  1,02  %,  untuk  PH  sebesar  0,4  %  dan  salinitas  sebesar  2,87%,  sehingga  dapat meningkatkan kualitas budidaya udang.
Kata kunci : Udang vannamei, Suhu, PH, Salinitas, Mikrokontroler.

## ABSTRACT
There are several factors that hinder the growth of vannamei shrimp cultivation, one of which is  the lack of application  of  technology, where the current technology only monitors and controls water  quality  manually.  This  article  contains  an  automatic  water  quality  monitoring  and  control system  which  includes:  temperature,  PH  and  salinity  of  water  designed  with  a  telegram-based microcontroller. This tool displays parameters for maintaining pond temperature, PH and salinity values  via  LCD  (Liquid  Cristal  Display)  and  Telegram,  if  the  water  quality  does  not  meet  the requirements, it automatically runs an application that can control the temperature, PH and salinity indicator  values  until  they  comply  with  standards.  This  research  makes  it  easier  for  farmers  to monitor the temperature, PH and salinity of  pond water at  the expected  levels,  with a percentage error of 1.02%, for PH of 0.4% and salinity of 2.87%, so that it can improve the quality of shrimp cultivation.
Keywords : Vannamei Shrimp, Temperature, PH, Salinity, Microcontroller.

## 1. PENDAHULUAN
Tambak
merupakan tempat pembudidayaan udang yang berlokasi di daerah pesisir.  Kegiatan  budidaya  tambak  yang  terus menerus  menyebabkan  terjadinya  degradasi lingkungan,  yang  ditandai  dengan  menurunnya kualitas air. Lokasi tambak harus dekat dengan
sumber  air  dengan  kualitas  air  baik  dan  tidak tercemar, kuantitas cukup, lahan yang memungkinkan  untuk  petak  pemeliharaan  dan mudah  dijangkau.  Kualitas  air  yang  baik merupakan  sarat  mutlak  kesuksesan  budidaya. Dilihat  dari  segi  fisika,  kimia  dan  biologi,  air tambak  mempunyai  beberapa  fungsi  dalam menunjang  kehidupan  udang  serta  pakan
alaminya,  kualitas  air  adalah  beberapa  ukuran yang  digunakan  untuk  mengetahui  kualitas  air diantaranya  derajat  keasaman  yaitu  tingkat keasaman air yang dinyatakan dalam PH (power of hydrogen) air. Besarnya PH air yang optimal untuk kehidupan udang adalah 7,5 – 8,5 netral, karena  pada  kisaran  tersebut  menunjukkan imbangan  yang  optimal  antara  oksigen  dan karbondioksida  serta  berbagai  mikroorganisme yang merugikan sulit berkembang.
Kegiatan budidaya udang telah dilakukan  di  beberapa  tempat  di  Indonesia, namun dalam proses pengembangannya petambak  tradisional  masih  menemui  banyak kendala,  diantaranya  banyaknya  benih  udang yang mati  pada usia  yang masih  terbilang dini. Salah  satu  faktor  yang  menjadi  pemicu  utama udang  mengalami  kematian,  yaitu  adanya perbedaan  drastis  kandungan  garam,  suhu  air, kadar  oksigen,  PH  air,  dan  salinitas  pada  air tambak  dibandingkan  di  penangkaran  benih udang, sehingga pada saat udang dipindahkan ke tambak,  banyak  benih  udang  yang  tidak  bisa beradaptasi.  Umumnya  petambak-petambak tradisional  saat  ini  hanya  menguji  kandungan garam suatu tambak secara manual tanpa adanya alat  yang  bisa  memberi  nilai  yang  tepat, sehingga  tidak  didapatkan  hasil  pengukuran yang tepat[1].
Banyaknya petambak udang  yang gagal panen karena perubahan cuaca yang tak menentu ini  dan  diabaikannya  daya  dukung  atau kemampuan dari tambak sebagai media kegiatan budidaya,  sehingga  mengakibatkan  buruknya kondisi  air  tambak  yang  menyebabkan  banyak udang yang mati dan hal demikian meresahkan petambak  udang.  Petambak  udang  saat  ini bergantung  pada  kondisi  lingkungan  dan keadaan cuaca yang secara langsung mempengaruhi  keadaan  air  tambak  dalam budidaya udang. Selain itu pula tercemarnya air tambak  dengan  limbah  industri  dan  rumah tangga  di  sekitarnya  sehingga  mengakibatkan
kematian udang yang dilakukan oleh ulah tangan sebagian manusia [2].
Pengelolaan  kualitas  air  merupakan suatu  cara  untuk  menjaga  parameter  air  sesuai dengan  baku  mutu  bagi  kultivan.  Karena pengelolaan  kualitas  air  yang  baik  dapat meningkatkan  produktivitas  kolam  budidaya dan  dapat  menekan  angka  kematian  udang vannamei. Parameter –  parameter  yang merupakan indikator untuk melihat kualitas air, seperti oksigen terlarut (DO), temperatur (suhu air), salinitas (kadar garam), PH air, amonia, dan kecerahan [3].
Pada tahun 2017, Yusuf Maranda Satria melakukan  penelitian  rancang  bangun  alat kontrol  pH  dan  Salinitas  pada  kolam  budidaya udang  Vannamei  melalui  SMS  (layanan  pesan singkat)  Berbasis  STM32f4  [4].  Kebaruan  dari penelitian ini adalah dari sisi teknis pengelolaan kualitas air dan pengiriman informasi secara real time .

## 2. METODE PENELITIAN
Dalam hal ini diperlukan sebuah sistem yang  dapat  mempermudah,  efisien  dan  praktis dalam  hal  kontrol  nilai  suhu,  PH  dan  salinitas supaya  kualitas  air  pada  tambak  pembesaran tersebut  dapat  memenuhi  standar  budidaya udang vannamei. Sistem ini dapat menampilkan indikator melalui sensor – sensor yang terpasang pada  tambak  pembesaran  udang  vannamei  dan menampilkan parameter yang di perlukan dalam menjaga  kualitas  air  tambak  melalui  LCD ( Liquid Cristal Display ) dan Telegram. Apabila kualitas  air  tidak  memenuhi  syarat,  secara otomatis menjalan aplikasi yang dapat mengkontrol  nilai  indikator  hingga  menjadi normal kembali sesuai dengan standar [5]–[7].

## Perancangan Pembuatan Hardware
Merancang suatu alat mikrokntroler Arduino UNO  serta  untuk  mendeteksi  Suhu,  PH  dan Salinitas hasil pembacaan sensor ditampilkan di
LCD dan Telegram.  Blok diagram  sistem  yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 1.
CATU DAYA Sensor pH Sensor Suhu Arduino UNO Relay & Valve Air Kapur Relay & Pompa Air LCD Relay & Kincir Air NodeMCU ESP 8266 Server Telegram Sensor Salinitas Relay & Valve Air Garam
Gambar 1. Diagram Blok Sistem
Berdasarkan  Gambar  1,  bagian-bagian  yang dibutuhkan  untuk  membuat  alat  ini  adalah sebagai berikut :
1. Rangkaian  pengendali  untuk  mengatur semua  proses  kerja  alat  menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno.
2. Catu  daya  3.3  VDC,  5  VDC  dan  12  VDC digunakan sebagai sumber bagi mikrokontroller, sensor-sensor
serta pendukung lainnya.
3. Output sistem adalah display LCD, Telegram, Valve air kapur, Valve air garam,
Kincir air, Pompa air.
4. Sensor  suhu  digunakan  sebagai  pendeteksi suhu air pada tambak
5. Sensor PH digunakan sebagai pendeteksi PH air pada tambak
6. Sensor  Konduktivitas  sebagai  pendeteksi kadar garam pada tambak
7. Kotak panel pengendali sebagai casing/tempat  pelindung  mikrokontroller dan piranti elektronik lainnya.
Gambar 2 adalah desain perancangan Hardware yang terdiri  dari kotak  media  yang didalamnya
berisi  :  sensor  suhu,  sensor  PH  dan  sensor salinitas.  Berikutnya  disamping  kiri  dan  kanan adalah output berupa kincir dan pompa air.
Gambar 2. Perancangan Hardware
Perancangan Pembuatan Software Perangkat software yang  dirancang  adalah untuk  mendukung  hardware  sebagai  program  / perintah  pada  sistem  minimum  Arduino  UNO, agar alat kontrol suhu, PH, salinitas pada tambak udang  vannamei  sesuai  dengan  rancangan. Flowchart untuk  pembuatan  program  dapat diihat pada Gambar 3.
Pada  bagian  ini  akan  menjelaskan  tentang diagram  alir  dari  program  yang  direalisasikan pada  sistem  yang  dirancang,  sebagaimana terlihat  pada  Gambar  3.  yang  merupakan diagram  alur  sistem  keseluruhan.  Perancangan diagram  ini  direalisasikan,    dimulai  dengan deklarasi  variabel  penyimpanan  data  sensor, inisialiasi perangkat, memulai koneksi ke akses point, Jika terkoneksi maka akan membaca data dari sensor, jika tidak kembali memulai koneksi, nilai pembacaan data diuji apakah sesuai dengan set point yang diinginkan, jika sesuai maka data ditampilkan, jika tidak sesuai maka mengeksekusi sub-program kendali, Data sensor ditampilkan pada LCD, data dikirimkan dengan menggunakan  HTTP,  data  diterima,  data ditampilkan diaplikasi Telegram.
Gambar 3. Flowchart Alat

## 3. HASIL DAN DISKUSI

## Pengujian Sensor Suhu DS18B20
Sensor  DS18B20  ini  berfungsi  sebagai pembaca  suhu  pada  tambak  Udang.  Pengujian pada  sensor  DS18B20  ini  dilakukan  dengan membandingkan  dengan  alat  ukur  merk Taffware type HTC 02 yang diletakkan didalam air  untuk  mengetahui  dan  melakukan  proses kalibrasi pada sensor DS18B2.
Gambar 4. Pengujian Sensor Suhu DS18B2
Tabel 1. Pengujian Sensor Suhu DS18B2
No Waktu DATA HASIL Taffware HTC-2 (Kali brator) ℃ DS18B20 (Alat) ℃ Error (%) 1. 09:23:38 27,9 27,69 0,75 2. 09:23:42 27,9 27,69 0,75 3. 09:23:46 27,9 27,69 0,75 4. 09:23:50 27,9 27,69 0,75 5. 09:23:54 27,9 27,3 2,15 6. 09:23:58 27,9 27,69 0,75 7. 09:24:02 27,9 27,34 2,01 8. 09:24:06 27,9 27,69 0,75 9. 09:24:10 27,9 27,69 0,75 10.  09:24:14 27,9 27,69 0,75 Rata - Rata 27,9 27.616 1,02
Hasil  dari  pengukuran  suhu  dapat  di  lihat pada  Tabel  1.  pengukuran  dilakukan  sebanyak 10 kali. Dari hasil pengukuran didapatkan nilai selisih 0,284, didapatkan dari | Avg HTC2 (27,9) –  Avg  DS18B20  (27,616)  |.  Untuk  mencari kalibrasi  sensor  di  gunakan  rumus  sebagai berikut :
Error = | 𝐴𝑣𝑔 𝐻𝑇𝐶2 −𝐴𝑣𝑔DS18B20 𝐴𝑣𝑔 𝐻𝑇𝐶2 | × 100%     (2)
Error = | 27,9 −27,616 27,9 | × 100% = 1,02%
(3)
Relay ON Pembacaan sensor suhu, pH, salinitas Selesai Mulai Inisialisai I/O Tidak Ya Nilai Terbaca Menampilkan suhu, pH, salinitas ke LCD dan Telegram

## Pengujian Sensor PH
Sensor  PH  ini  berfungsi  sebagai pembaca  nilai  kadar  PH,  PH  air  bisa mempengaruhi  fisiologi  Udang.  Pengujian diletakkan  didalam  air  yang  dibandingkan dengan  alat  ukur  PH  meter  type  ATC,  untuk proses  kalibrasi  dilakukan  sebanyak  10  kali percobaan.

## Gambar 5 . Pengujian Sensor PH

## Tabel 2. Data Pengujian Sensor PH
No Waktu DATA HASIL PH meter (Kalibr ator) Senso r pH (Alat) Error (%) 1. 09:23:38 7,5 7,4 1,33 2. 09:23:42 7,5 7,4 1,33 3. 09:23:46 7,5 7,5 0,00 4. 09:23:50 7,5 7,5 0,00 5. 09:23:54 7,5 7,5 0,00 6. 09:23:58 7,5 7,5 0,00 7. 09:24:02 7,5 7,5 0,00 8. 09:24:06 7,5 7,4 1,33 9. 09:24:10 7,5 7,5 0,00 10. 09:24:14 7,5 7,5 0,00 Rata - Rata 7,5 7,47 0,40
Hasil dari pengukuran suhu dapat di lihat pada  Tabel  2.  pengukuran  dilakukan  sebanyak 10 kali. Dari hasil pengukuran didapatkan nilai selisih 0,3, didapatkan dari | Avg PH meter (7,5) –  Avg  Sensor  PH  (7,47)  |.  Untuk  mencari kalibrasi  sensor  digunakan  rumus  sebagai berikut :
Error  = | 𝐴𝑣𝑔 𝑝𝐻 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 −𝐴𝑣𝑔 sensor pH 𝐴𝑣𝑔 𝑝𝐻 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 | ×  100%
(4)
Error = | 7,5 −7,47 7,5 | × 100% = 0,40% (5)
Dari data Tabel 2. dapat disimpulkan bahwa sensor PH mempunyai rata – rata nilai kesalahan sebesar 0,40%

## Pengujian Sensor Salinitas
Dalam  pengujian  sensor  salinitas  bertujuan menentukan  deviasi  (penyimpangan)  dari  alat yang  telah  dikalibrasi.  Dari  15  kali  percobaan didapat data sensor salinitas sebagai berikut:
Gambar 6. Pengujian Sensor Salinitas
Tabel 3. Pengujian Sensor Salinitas
No.
Sensor Salinitas (ppt) Refracto Meter (ppt) Selisih Kesalahan (%) 1 2,87 3 0,13 4,33 2 5,14 5 0,14 2,80 3 7,32 7 0,32 4,57 4 8,56 8 0,56 7,00 5 9,79 10 0,21 2,10 6 11,38 11 0,38 3,45 7 13,53 13 0,53 4,08 8 15,47 15 0,47 3,13 9 17,51 17 0,51 3,00 10 20,62 20 0,62 3,10 11 22,32 22 0,32 1,45 12 23,66 24 0,34 1,42 13 24,84 25 0,16 0,64 14 26,59 27 0,41 1,52 15 30,15 30 0,15 0,50 Rata - Rata (%) 2,87
Pada pengujian yang ke 4, error- nya paling tinggi sebesar 7%, sehingga sebelum digunakan untuk  pengambilan  data  berikutnya,  dilakukan kalibrasi ulang.

## Pengujian Telegram
Telegram berfungsi untuk monitoring kondisi  nilai  suhu,  pH,  dan  salinitas.  Berikut hasil tampilan ditelegram.

## Tabel 4. Pengujian Telegram

## Pengujian LCD
Pada  Tabel  5  dapat  dilihat  LCD  mampu menampilkan  karakter  yang  ditulis  pada program  sesuai  dengan  keinginan.  Hal  ini menunjukan bahwa LCD dalam keadaan baik.

## Tabel 5. Pengujian LCD

## Pengujian Keseluruhan
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui apakah alat rancang bangun alat kontrol suhu pH dan  salinitas  kolam  budidaya  udang  vannamei melalui  mikrokontroler  berbasis  telegram  ini dapat  berfungsi  dengan  baik  sesuai  dengan
perencanaan. Pengujian  dilakukan sama halnya dengan  pengujian  hardware  sebelumnya,  yang berbeda pada pengujian kali ini semua hardware dan sensor dirangkai menjadi satu. Pengambilan data dilakukan 10 kali percobaan dengan metode yang sama dengan kalibrasi sensor suhu, pH dan salinitas.
Gambar 7. Pengujian Keseluruhan
Gambar 8. Pengujian Keseluruhan
Tabel 6. Pengujian Keseluruhan
Dari  hasil  pengujian  alat  keseluruhan  pada tabel  6  diatas,  dapat  disimpulkan  bahwa  alat
No. Sensor Suhu Sensor
PH) Sensor Salinitas Relay Keterangan Kincir Air Pompa Air
Kapur NaCl 1 25,6 3,83 4,63 V V V V Sesuai 2 26,2 4,68 5,47 V V V V Sesuai 3 26,7 5,31 6,34 V V V V Sesuai 4 27,3 5,66 7,56 V V V V Sesuai 5 27,9 6,69 7,89 V V V V Sesuai 6 28,0 7,56 8,76 V V V V Sesuai 7 28,2 7,88 9,7 V V V V
Sesuai 8 29,7 8,57 9,89 V V V V Sesuai 9 30,5 8,80 10,5 V V V V Sesuai 10  32,8 9,02 11,5 V V V V Sesuai
rancang bangun alat monitoring dan pengendali kualitas air pada tambak udang secara otomatis dengan  mikrokontroler  berbasis  telegram  ini dapat berfungsi dengan baik dan sesuai dengan perencanaan.

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  pengujian alat  rancang  bangun  kontrol  suhu  PH  dan salinitas  kolam  budidaya  udang  vannamei melalui  Telegram  yang  telah  dilakukan,  maka dapat menarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada sensor suhu dapat membaca nilai suhu pada air dengan rata – rata kesalahan 1,02%.
2. Pada sensor PH dapat membaca nilai kadar PH  pada  air  dengan  rata  –  rata  kesalahan 0,40%.
3. Pada  sensor  salinitas  dapat  membaca  nilai kadar  garam  pada  air  dengan  rata  –  rata kesalahan 2,87%.
4. Pengambilan data PH dan salinitas
dipisahkan  menjadi  2  wadah  percobaan, sensor  PH  pada  miniatur  kolam  dan  sensor salinitas pada air sampel.
5. Jika  sensor  PH  dan  sensor  salinitas  di gabungkan  pada  satu  tempat,  maka  sensor PH  akan  terganggu  dan  mengurangi  hasil nilai PH.
6. Dari hasil pengujian perbandingan menggunakan  20  ekor  udang  dalam  7  hari, kematian  tidak  memakai  alat  15  ekor  dan yang  memakai  alat  4  ekor.  Di  dapat kesimpulan bahwa alat kontrol suhu, pH dan salinitas  terbukti  bisa  mengurangi  tingkat kematian pada udang vannamei.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Khairul  and  I.  Kanna, Budidaya Udang  Vaname  Secara  Intensif,  Semi Intensif, dan Tradisional . Jakarta: Gramedia Pustaka Utama, 2008.
[2] A. Kristianto, I. Setiawan, and S. Sumardi, “PENGENDALIAN  pH  AIR  DENGAN
METODE

## PID PADA MODEL
TAMBAK UDANG,” Transmisi: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro , vol. 14, no. 4, pp.
119–126, Feb. 2012.
[3] WWF-Indonesia, Better  Management Pratices (BMP) Budidaya Udang Vanamei (Litopenaus Vannamei) . Jakarta, 2014.
[4] M.  S.  Yusuf,  “RANCANG  BANGUN ALAT KONTROL PH DAN
SALINITAS KOLAM BUDIDAYA UDANG  VANNAMEI  MELALUI  SMS (SHORT MESSAGE SERVICE) BERBASIS  STM32F4,”  Universitas Muhammadiyah Gresik, Gresik, 2017.
[5] U. Suriawiria, Air Dalam Kehidupan dan Lingkungan  Yang  Sehat .  Bandung: ALUMNI, 1996.
[6] Kementerian  Kelautan  dan  Perikanan
Republik  Indonesia,  “Peraturan  Menteri Kelautan dan Perikanan Nomor 75/PERMEN-KP/2016 Tahun 2016 tentang  Pedoman  Umum  Pembesaran Udang  Windu  (Penaeus  Monodon)  Dan Udang Vaname (Litopenaeus Vannamei).”
Jakarta, 2016.
[7] Serbaserbiperikanan,  “Budidaya  Udang Vannamei,”
Perikananseruyan.blogspot.com.
Accessed:  Jun.  24,  2020.  [Online]. Available: https://perikananseruyan.blogspot.com/2 011/07/budidaya-udang-vannamei.html