IG Suputra Widharma 1 , IM Sajayasa 2 , IGN Sangka 3 , AAM Dewi Anggreni 4 ,IK Darminta 5 , IN Sunaya 6 ,  IKG Sri Budarsa 7

## PERANCANGAN INTERNET OF THINGS DALAM MONITORING SUHU DAN PH AIR LAUT SEBAGAI MEDIA SINTESIS MIKROSAMPEL MIKROALGA
IG Suputra Widharma 1 IM Sajayasa 2 IGN Sangka 3 AAM Dewi Anggreni 4 IK Darminta 5 IN Sunaya 6 IKG Sri Budarsa 7
123567 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bali
4 Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Kuta Selatan, Badung, Bali 80364
E-mail: suputra@pnb.ac.id, msajayasa@pnb.ac.id, kmgsangka@pnb.ac.id,  ikdarminta@pnb.ac.id, dewianggreni06@unud.ac.id, inengahsunaya@pnb.ac.id, sribudarsa@pnb.ac.id
Abstrak – Perancangan IoT ini bertujuan untuk mendapatkan metode monitoring terhadap suhu dan pH  air  sebagai  media  sintesa  mikrosampel  mikroalga.  Sistem  yang  dirancang  ini    menciptakan lingkungan  kontrol  yang  optimal  dalam  proses  pembuatan  mikrosampel  mikroalga.  Fokus  utamanya adalah  memonitoring  kondisi  media  yaitu  suhu  dan  pH  air  selama  sintesis  berlangsung  hingga mendapatkan  biomassa.  Sistem  ini  memberikan  wawasan  baru  terhadap  keterkaitan  antar  variabel lingkungan dan hasil mikroalga yang  disinergikan dengan green technology. Pemanfaatan sensor suhu dan pH yang terhubung ke mikrokontroler dan disimpan pada database memberikan hasil yang sesuai. Suhu air berkisar antara 26,4 o C hingga 28,4 o C dengan error dibawah 1%, nilai pH air antara 5,6 hingga 6,2 dengan error dibawah 1% dan menghasilkan rata-rata biomassa sekitar 2 mg. Sehingga disimpulkan bahwa IoT dapat berfungsi dengan baik dalam memonitoring media sintesis mikrosampel mikroalga.
Kata kunci : Sintesis Mikroalga; Internet of Things; IoT; Sensor
Abstract- The designing of IoT has goal to obtain monitoring method to temperature and pH of water as  synthesis  media  of  micro-algae  micro-sample.  This  system  designed  to  generate  an  optimal controlled  habitat  in  the  process  making  micro-algae  micro-sample.  The  main  focus  is  monitoring condition of synthesis media especially temperature and pH of water belong synthesis until get  biomass. This  system  gives  a  new  idea  to  related  habitat  variables  and  qualitative  results  of  micro-algae  that synergy  to  green  technology.  Using  temperature  sensor  and  pH  sensor    that  conducted  to  micro- controller and save in the database to get the best result. Water temperature monitored between 26,4 o C till 28,4 o C with error under 1%, water pH between 5,6 hingga 6,2 with error under 1% and biomassa about 2 mg.  Based on this result can find conclusion that IoT can do well in monitoring media of micro- algae micro-sample synthesis.
Keyword : Micro-algae Synthesis; Internet of Things; IoT; Sensor

## PENDAHULUAN
Seiring  dengan  pertumbuhan  penduduk  yang semakin melonjak dari tahun ke tahun, ketersediaan  pangan  menjadi  permasalahan dalam kehidupan ini. Makanan bergizi tinggi yang dibutuhkan tubuh untuk tumbuh menjadi manusia yang sehat agar dapat produktif selama hidupnya. Laju  pertumbuhan  penduduk  yang  relatif  tinggi, akan meningkatkan persaingan antara penyediaan  kebutuhan  lahan  untuk  produksi pangan  dan  untuk  kebutuhan  lainnya.  Oleh karena  itu  harus  mempunyai  strategi  ketahanan pangan  untuk  memenuhi  kebutuhan  hidup.
Ketahanan pangan adalah kemampuan memenuhi  kebutuhan  pangan  warga  dengan cukup, aman dan berkualitas.
Beberapa  lembaga  penelitian  di  Indonesia  aktif membuat penelitian tentang mikroalga. Tanaman mikroalga  yang  berwarna  hijau-kebiruan  yang hidup  di  air  laut  dan  air  tawar.  Menjadi  bahan makanan  yang  sering  disebut  sebagai  makanan bergizi karena memiliki nutrisi yang lengkap dan kandungan  protein  yang  cukup  tinggi  [2]. Disamping  kandungan  mikroalga  itu  bermanfaat pada  pangan  juga  untuk  kecantikan  dan kesehatan.
IG Suputra Widharma 1 , IM Sajayasa 2 , IGN Sangka 3 , AAM Dewi Anggreni 4 ,IK Darminta 5 , IN Sunaya 6 ,  IKG Sri Budarsa 7
Kebutuhan  akan  mikroalga  ini  membuat  proses pembuatannya dilakukan juga secara indoor pada industri  ataupun  laboratorium  melalui  sintesa mikroalga.  Berdasarkan  kondisi  tersebut,  maka sintesis mikrosampel mikroalga ini membutuhkan sumber  energi  untuk  pencahayaan  pada  media pertumbuhan  dan  perkembangan  mikrolaga tersebut yang disesuaikan dengan habitat aslinya, serta  memberikan  pemantauan  terhadap  faktor yang  mempengaruhi  perkembangannya  seperti pH air dan temperatur air. Hal ini dapat dilakukan dengan  memanfaatkan  teknologi  Internet  of Things (IoT).
Istilah IoT ini pertama kali digunakan pada tahun 1999 oleh pelopor teknologi Inggris Kevin Ashton untuk  menggambarkan  sebuah  sistem  di  mana objek di dunia nyata dapat terhubung ke Internet dengan  bantuan  sensor.  Saat  ini  IoT  telah menjadi  istilah  populer  untuk  menggambarkan skenario  di  mana  konektivitas  internet  dan kemampuan komputasi dapat mencakup beragam  objek,  perangkat,  sensor,  dan  barang sehari-hari.

## Gambar 1 .  Skema dasar IoT
ESP32 adalah unit mikrokontroler system-on-chip (MCU)  dari  Espressif  dengan  konektivitas  WiFi chip  berdaya  sangat  rendah,  dan  beberapa periferal.   ESP32 difungsikan sebagai controller dan  sebagai  pengirim  data  dari  sistem  pada ponsel  pengguna  untuk  memonitoring  sintesis. Modul  Bagian  output  merupakan  bagian  yang berfungsi  untuk  menampilkan  data  yang  telah diproses  oleh  mikrokontroler  ESP32.  Input berasal  dari  sensor-sensor  yang  menerima perubahan besaran fisik seperti suhu dan pH air serta  kemudian  mengubahnya  menjadi  sinyal yang  dapat  diolah  oleh  mikrokontroler  dan hasilnya  dikirim  memanfaatkan  internet  kepada pengguna (database).

## METODE PENELITIAN
Dengan tujuan untuk mengetahui proses perancangan sistem sintesis mikrosampel mikroalga yang terintegrasi IoT untuk membantu dalam  memudahkan  memonitoring  kondisi  suhu dan  pH  air  sebagai  media  dalam  pertumbuhan besarnya biomassa mikrosampel mikroalga
Diagram alir penelitian ditunjukan pada gambar 2 Diawali  survey  dan  mengumpulkan  air  laut sebagai  media  sintesis  mikroalga,  persiapan bahan  habis  pakai  dan  peralatan,  perancangan sistem  IoT.  Pembuatan  mikrosampel  mikroalga pada  media  air  laut.  Teknologi  IoT  untuk memonitoring  suhu  dan  pH  dari  air  laut  pada wadah yang dicatat pada tabel spreadsheet.
Beberapa  studi  tentang  sintesis  mikroalga  telah dikembangkan  oleh  para  peneliti  yang  menjadi acuan  dalam  penelitian  ini.  Pada  penelitian  ini dirancang  suatu  pemodelan  sistem  monitoring terhadap  kondisi  suhu  dan  pH  air  laut  sebagai media  sintesis  mikrosampel  mikroalga  melalui penggunaan  sensor  suhu  yaitu  DS18B20  dan sensor  pH  yaitu  pH-4502C  dengan  metode internet of things (IoT) menggunakan mikrontroler ESP32.  Model  sistem  ini  diaplikasikan  melalui suatu proses sintesis indoor pada wadah air laut, disamping  itu  pengukuran  secara  sampel dilakukan  secara  manual  untuk  mendapatkan nilai sebagai perbandingan dengan hasil sensor.
Hasil  pengukuran  dengan  IoT  dan  manual  akan dibandingkan untuk mengetahui kinerja monitoring  tersebut,  sementara  hasil  penelitian juga  untuk  mengetahui  pertumbuhan  mikroalga dengan kondisi suhu dan pH air tersebut.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1.  Sistem Monitoring IoT
Mengembangkan  dari  beberapa  penelitian  yang telah  dilakukan  oleh  para  peneliti,  maka  blok diagram  metodelogi  penelitian  dalam  monitoring ini  dengan  mikrokontroler    yang  dirancang ditunjukkan pada gambar 2.
Pemodelan  sistem  monitoring  dengan  teknologi IoT  menggunakan  mikrokontroller  ESP32  dan
IG Suputra Widharma 1 , IM Sajayasa 2 , IGN Sangka 3 , AAM Dewi Anggreni 4 ,IK Darminta 5 , IN Sunaya 6 ,  IKG Sri Budarsa 7
sensor  suhu  serta  sensor  pH  dirancang  adalah seperti ditunjukkan pada gambar 3.
Gambar 2 .  Blok diagram metodelogi penelitian monitoring suhu dan pH  dalam sintesis mikrosampel mikroalga
Gambar 3 .  Mikrokontroler ESP32 sebagai pusat kontrol sistem monitoring
Untuk  memonitoring  pH  air  laut  digunakan  Sensor pH-4502C. Hasil pengukuran dengan IoT dan manual ditunjukkan pada tabel 1.
Gambar 4 .  Pengujian Sensor pH
Alat yang digunakan pengukuran manual adalah pH meter. Berikut perbandingan hasil pengukurannya.
Untuk  memonitoring  suhu  air  laut  digunakan Sensor  DS18B20.  Hasil  pengukuran  dengan IoT dan manual  ditunjukkan pada tabel 2.
Gambar 5 .  Pengujian Sensor Suhu
Alat  yang  digunakan  pengukuran  manual adalah infrared gun. Berikut perbandingan hasil pengukurannya.
IG Suputra Widharma 1 , IM Sajayasa 2 , IGN Sangka 3 , AAM Dewi Anggreni 4 ,IK Darminta 5 , IN Sunaya 6 ,  IKG Sri Budarsa 7
Tabel 1. Perbandingan pH Rata-rata Tabel 2. Perbandingan Suhu Rata-rata No Waktu Sensor pH meter No Waktu Sensor IR gun 1 06 5,9 5,9 1 06 27,3 27,4 2 09 6,0 5,9 2 09 27,4 27,5 3 12 6,1 6,0 3 12 27,6 27,8 4 15 6,2 6,0 4 15 27,7 27,6 5 18 6,3 6,2 5 18 27,6 27,4

## 2.  Hasil Simulasi dan Analisis
Perancangan  sistem  monitoring  suhu  dan  pH  air dengan menggunakan mikrokontroler dan memanfaatkan  teknologi  IoT  ini  ditunjukan  pada Gambar  6.  Sistem  ini  kemudian  dipasangkan  pada beberapa wadah yang terisi air laut dan bahan-bahan sintesis mikroalga.

## Gambar 6. Rancangan Sistem IoT
Konsep Internet of  Things (IoT) mengacu pada tiga elemen  utama  pada  arsitektur  IoT,  yakni: hardware dengan  sistem  IoT,  komponen  koneksi  ke  internet dan  Cloud  Data  sebagai  tempat  untuk  menyimpan aplikasi beserta database. Internet sebagai penghubung  di  antara  kedua  interaksi  tersebut  dan manusia  bertugas  sebagai  pengatur  dan  pengawas bekerjanya  alat  tersebut. Hardware  dengan  sistem IoT ditunjukan pada gambar 7.
Gambar 7. Hardware Sistem IoT
Pada  sintesis  mikroalga  ini  sensor  suhu  dan pH  dipasangkan  pada  media  sintesis  dan dikirimkan  via  internet  ke  android  peneliti. Disamping  itu  juga  dilaksanakan  pengukuran manual  dengan  menggunakan  alat  ukur konvensional yaitu infrared gun dan pH meter pada  periode  tertentu  untuk  membandingkan dengan  hasil  dari  sensor  (IoT)  seperti ditunjukkan pada gambar 8.  Pada sintesis ini digunakan 3 wadah air laut dengan perbedaan kondisi perlakuan.
Gambar 8. Proses Sintesis Mikroalga
Sintesis  dilakukan  pada  tiga  kondisi  dinamik, yaitu  simulasi  pada  kondisi  variasi  intensitas cahaya  lampu,  kondisi  variasi  antara  gelap terang, dan kombinasi kedua kondisi terhadap media sintesis. Pada tiap kondisi dimonitoring, diukur  secara  berkala  dan  dianalisis  melalui pertumbuhan mikrosampel mikroalga.
• Rerata perubahan suhu sepekan
Sistem diuji dalam memonitoring suhu air laut sebagai  media  sintesis  mikroalga  dalam sepekan  mulai  hari  senin  hingga  sabtu  dan
IG Suputra Widharma 1 , IM Sajayasa 2 , IGN Sangka 3 , AAM Dewi Anggreni 4 ,IK Darminta 5 , IN Sunaya 6 ,  IKG Sri Budarsa 7
minggu diamati perkembangan mikroalga. Berdasarkan  hasil  monitoring  terhadap  perubahan suhu diperoleh hasil pengukuran antara 26,4-28,4 o C seperti  ditunjukan  pada  gambar  9.  Seiring  waktu penyinaran,  suhu  mengalami  perubahan  dengan besarnya  antara  0,1  hingga  0,6 o C.  Sementara  nilai error antara pembacaan sensor dan infrared gun ada di bawah 1 %.
Gambar 9. Rerata Perubahan Suhu

## • Rerata perubahan pH sepekan
Sama  seperti  perlakuan  terhadap  suhu,  monitoring pH  air  laut  sebagai  media  sintesis  mikroalga  juga diterapkan  dalam  sepekan  mulai  hari  senin  hingga sabtu dan minggu diamati perkembangan mikroalga. Berdasarkan  hasil  monitoring  terhadap  perubahan pH diperoleh hasil pengukuran antara 5,6-6,2 seperti ditunjukan  pada  gambar  10.  Seiring  pertambahan hari  sintesis  mengalami  perubahan  pH  antara  0,1 hingga 0,2. Sementara error antara hasil pembacaan sensor dan pH meter ada di bawah 1 %.
Gambar 10 .  Rerata perubahan pH

## SIMPULAN DAN SARAN
• Simpulan
Berdasarkan  hasil  data  dan  analisis  yang  telah dilakukan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Perancangan  IoT  ini  bekerja  dengan  baik dalam  monitoring  suhu  dan  pH  air  sebagai media sintesa mikrosampel mikroalga.
2. Sistem  yang  dirancang  ini    menciptakan lingkungan  kontrol  yang  optimal  dalam proses pembuatan mikrosampel mikroalga.
3. Sistem  ini  memberikan  wawasan  baru terhadap keterkaitan antar variabel lingkungan  dan  hasil  mikroalga  yang disinergikan dengan green technology.
4. Pemanfaatan  sensor  suhu  dan  pH  yang terhubung  ke  mikrokontroler  dan  disimpan pada  database  memberikan  hasil  yang sesuai.
5. Suhu air laut sebagai media sintesis selama sepekan pengukuran berkisar antara 26,4 o C hingga  28,4 o C  dengan error dibawah  1%, nilai  pH  air  antara  5,6  hingga  6,2  dengan error dibawah  1%  dan  menghasilkan  rata- rata biomassa sekitar 2 mg.
• Saran
Dalam mendapatkan hasil yang lebih baik dan pengembangan
wawasan baru perlu melakukan variasi lainnya sebagai keberlanjutan  pada  sintesis  mikrosampel mikroalga  seperti  memakai  intensitas  cahaya yang berbeda, menjaga pH atau suhu pada 1 nilai,  menggunakan  tmbahan  sensor  untuk mengukur variabel lainnya seperti kekeruhan, kandungan  zat,  ataupun  metodenya  dibuat seperti di alam yaitu 12 jam diberikan cahaya dan 12 jam digelapkan. Demikian juga dengan lokasi  pengambilan  air  laut  sebagai  media pertumbuhan mikrosampel mikroalga diperluas jangkauannya.

## Ucapan Terima Kasih
Penelitian ini bersumberkan pada dana DIPA Penelitian PNB. Penulis mengucapkan terima kasih  kepada  Pimpinan  PNB,  Pimpinan  dan pengurus P3M PNB, Redaktur Jurnal Vastuwidya.  Dosen  Teknisi  dan  Mahasiswa JTE PNB serta pihak-pihak yang terkait dalam penulisan artikel ini.
IG Suputra Widharma 1 , IM Sajayasa 2 , IGN Sangka 3 , AAM Dewi Anggreni 4 ,IK Darminta 5 , IN Sunaya 6 ,  IKG Sri Budarsa 7

## DAFTAR PUSTAKA
Azimatun Nur, M.M. 2014, Potensi Mikroalga sebagai Sumber  Pangan  Fungsional  di  Indonesia (overview). Eksergi 11 (2).
Bialevich, V.; Zachleder, V.; Bišová, K. The Effect of
Variable Light Source and Light Intensity on the Growth of Three Algal Species. Cells 2022, 11,
1293.
Widharma,  IGS,  Sunaya,  IN;  Sajayasa,  IM;  IGN Sangka;  Darminta,  IK;  Anggreni,  AAMD.  2021. Effect  of  Heating  Light  on  Lamps  to  the Behaviour  of  Tilapia  Seedlings  Sourced  from Solar  Panels.  Proceedings  iCAST-ES  2021,
pages 1305-1311.
Anggreni,  AAMD;  Arnata,  IW;    Gunam,  IBW.
Microalgae  Isolation  found  in  Kedonganan beach,  Badung  Bali,  Indonesia.  IOP  Conf. Series:  Earth  and  Environmental  Science  913 (2021) 012067.
Jatmiko,  Hasyim  Asy’ari,  Mahir  Purnama.  2011.
Pemanfaatan  Sel  Surya  dan  LED  untuk Perumahan. Seminar Nasional Teknologi
Informasi & Komunikasi Terapan.
Suputra  Widharma,  IG,  Sunaya,  IN,  2017,  Analisis menentukan keandalan sistem distribusi dengan pemanfaatan aplikasi algoritma genetika  berbasiskan  pemrograman  Matlab, Jurnal Matrix 5 (1) Rochadiani, TH; William, W.; Santoso, H; Natasya, Y; Ariqoh,  UDN;  Rahayu,  RAS.  2022.  Penerapan IoT  Untuk  Pemantauan  Kualitas  Air  Kolam
Peternak Ikan Di Kampung Kalipaten. Prosiding PKM-CSR, Vol. 5 Nurjaman,  HB;  Purnama,  T.  2022.  Pembangkit
Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  Sebagai  Solusi
Energi  Terbarukan  Rumah  Tangga.  Jurnal
Edukasi Elektro, Vol. 06 (02)
Suputra  Widharma,  IG,  Sunaya,  IN,  2017.  Aplikasi Sistem  Akuisisi  Data  Pada  Sistem  Fire  Alarm
Berbasis Sistem Mikrokontroller. Jurnal Logic 14
(2).
Arta,  IKCA;  Febriyanto,  A;  Adi  Nugraha,  IBMH; Widharma,  IGS;  Purnama,  IBI.  2022.  Animal
Tracking  Berbasis  Internet  of  Things.  Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, Vol. 21, No.1 Pranata,  IDGD;  Widharma,  IGS;  Parti.,  IK.  2022. Monitoring  Automatic  Transfer  Switch  Pada Sistem  Hybrid  PLTS  Dengan  Listrik  PLN Sebagai  Sumber  Energi  Pompa  Kolam  Ikan
Berbasis  Internet  of  Things  (IoT). Repository Politeknik Negeri Bali.
Pusat  Penelitian  dan  Pengabdian  kepada Masyarakat Politeknik Negeri Bali (P3M). Buku Rencana Strategis Penelitian
(RENSTRA) 2021-2025.