## RANCANG BANGUN PROTOTIPE INTERNET OF THINGS UNTUK MONITORING PH AIR KOLAM IKAN KOI SECARA REALTIME
Nurhadi* 1) , Muhammad Helmi Hakim 2) , Ewing Rudita Arini 3) , Ulfa Niswatul Khasanah 4) , Ahmad Machbubil Khuluqi 6) , Fiki Amania 7) , Muhammad Fikri Aziz Mustofa 7) , Yandria Elmasari 8)
1. Program studi Fisika, Fakultas Ilmu Eksakta, Universitas Nahdlatul Ulama Blitar, Indonesia
2. Program studi Fisika, Fakultas Ilmu Eksakta, Universitas Nahdlatul Ulama Blitar, Indonesia
3. Program studi Fisika, Fakultas Ilmu Eksakta, Universitas Nahdlatul Ulama Blitar, Indonesia
4. Program studi Fisika, Fakultas Ilmu Eksakta, Universitas Nahdlatul Ulama Blitar, Indonesia
5. Program studi Fisika, Fakultas Ilmu Eksakta, Universitas Nahdlatul Ulama Blitar, Indonesia
6. Program studi Fisika, Fakultas Ilmu Eksakta, Universitas Nahdlatul Ulama Blitar, Indonesia
7. Program studi Fisika, Fakultas Ilmu Eksakta, Universitas Nahdlatul Ulama Blitar, Indonesia
8. Program studi Pendidikan Teknologi Informasi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Bhinneka PGRI, Indonesia
Article Info
ABSTRAK
Kata Kunci: pH; Alat Kontrol; Internet of Things.
Keywords: pH; Control Device; Internet of Things

## Article history:
Received 26 March 2024 Revised 9 April 2024 Accepted 23 April 2024 Available online 1 June 2024
DOI : https://doi.org/10.29100/jipi.v9i2.5791
* Corresponding author. Corresponding Author E-mail address: yan88dria@gmail.com
Derajat keasaman air sangat mempengaruhi proses kimiawi air, terutama bagi pembudidaya ikan yang memiliki hubungan yang sangat besar. pH ideal untuk kelangsungan hidup ikan memiliki rentang antara 4 – 11. Dari kebutuhan tersebut pemeliharaan pH kolam harus dijaga dalam kisaran pH tersebut, dalam penerapan yang dilakukan oleh peternak ikan mereka masih mengukur pH secara manual dimana dinilai kurang efisien. Dari permasalahan tersebut diperlukan alat monitoring pH yang efisien berupa alat kontrol pH berbasis IoT (Internet of Things), dalam pemanfaatanya alat kontrol pH dapat dikotrol melalui gadget masing-masing dan dapat dilihat secara real-time serta akan menampilkan data pH dengan grafik agar bisa dianalisis besaran pH persatuan waktu. Hasil rancangan alat pengotrol pH dapat dijadikan alat kontrol pH yang lebih efisien serta di- manfaatkan secara luas.

## ABSTRACT
The degree of acidity of water greatly affects the chemical processes of water, especially for fish cultivators who have a very large relationship. The ideal pH for the survival of fish has a range between 4 – 11. From this need, the maintenance of pond pH must be maintained within this pH range, in the application carried out by fish farmers they still measure pH man-ually which is considered less efficient. From these problems an efficient pH monitoring tool is needed in the form of an IoT (Internet of Thigs) -based pH control device, in the use of the pH control device can be controlled through each gadget and can be viewed in real-time and will display pH data with a graph so that it can be analyzed for the unit pH amount. time. The results of the design of a pH controller can be used as a pH control device that is more efficient and widely used.

## I. P ENDAHULUAN
alah satu komoditas ikan hidup yang dominan di Indonesia adalah ikan hias, yang merujuk dari data yang d rilis oleh Kementrian Kelautan dan Perikanan (KKP) republik Indonesia nilai ekspor melonjak dari 21 juta USD di tahun 2012 menjadi 30,8 juta USD ditahun 2020 [1]. Nilai ini mengalami peningkatan yang cukup tinggi yakni sebesar 50% dari tahun 2012 menuju tahun 2020. PH kolam sangat mempengaruhi proses kimiawi air [2]. Kehidupan ikan dengan ph air mempunyai hubungan yang sangat besar. Titik kematian ikan pada pH asam adalah 4 dan pada pH basa adalah 11. Biasanya ikan air tawar pada kisaran pH sedikit asam sampai netral, yaitu 6,8–7,8 akan hidup baik [3]. Sementara keasaman air untuk reproduksi atau perkembangbiakan biasanya akan baik pada pH 7-7,8 sesuai jenis ikan [4]. Oleh karena itu , dalam pemeli- haraan ikan kondisi air harus dijaga agar berada pada kisaran nilai tersebut,
Monitoring pH air kolam ikan yang dilakukan manual memiliki beberapa masalah seperti inkonsistensi dalam pen- gukuran, respon yang lambat, dan kesalahan dalam pengukuran [5]. Dengan metode tersebut memperbesar risiko tidak terdeteksi perubahan pH dengan cepat sehingga menyebabkan stres atau bahkan kematian mendadak pada
S
ikan [3]. Solusi yang baik dan efisien diperlukan untuk mengatasi masalah ini, seperti penggunaan teknologi sensor otomatis dan sistem pengecekan real-time yang dapat memberikan pengukuran pH secara kontinu dan akurat. Maka dari itu peneliti memberikan solusi dengan membuat alat pengontrol pH dengan menggunakan modul WeMos D1 R2 esp 8266, alat ini akan mempermudah dalam maintenance karena dapat diakses pada browser yang telah terkoneksi dengan jaringan internet, data yang dikirim dilakukan secara real-time agar menghasilkan data yang akurat dan dapat dilakukan tindakan cepat jika nanti didapat derajat keasaman terlalu tinggi atau terlalu ren- dah. Peneliti berharap dengan adanya alat monitoring pH ini dapat meningkatkan produktifitas ikan koi yang dihasilkan karena dapat mencegah kematian mendadak ikan koi dan merugikan bagi pembudidaya.

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Desain Alat
Dalam perencanaan alat monitoring pH menggunakan jenis sensor SEN0161-V2 yang terdiri dari PH probe (Liquid PH0-14 Value Detect Test Sensor Module) dan PH Electrode Probe Hydroponic Sensor BNC Interface, untuk spesifikasi sensor pH ini adalah tegangan output pada rentang 0 V – 5 V, koneksi probe dengan BNC, koneksi sinyal PH2.0-3P, akurasi pengukuran ± 0,1 pada suhu 25 °C, dimensi 42 mm × 32 mm [6], sensor pH SEN0161-V2 sering digunakan Pembacaan sensor dilakukan secara real time melalui webisite thingspeak.com . website ThingSpeak mer- rupakan platform analitik IoT yang cukup sering digunakan dimana platform tersebut mengumpulkan, memvis- ualisasikan, dan menganalisi aliran data di penympanan awan [7]. penyambungan sensor secara online dilakukan dengan perantara WEMOS D1 R2 yang didalamnya sudah tertanam module wifi berbasis ESP8266 [8], unit mikroprosesor ini memiliki spesifikasi SoC ESP8266-EX yang berjalan pada kecepatan 80 MHz atau 160 MHz denga memori 4 MB, konektvitas dengan antenna PCB, kea- manan WPA/WPA2, 11 pin I/O digital, 1 pin input analog [9], WEMOS D1 R2 dipilih karena sudah terpasang chipset ESP8266 yang merupakan chip microcontroller yang mampu menghubungkan jaringan wifi dan koneksi TCP/IP dengan program yang sederhana [10]. sehingga hanya memasukkan koding kedalam program Arduino dan diupload kedalam WEMOS D1 R2 sehingga  dapat secara langsung terkoneksi ke thingspeak.com dan mengirim data hasil pengukuran.

## Gambar 1 Tahapan Alur Sistem Kontrol pH
Online monitoring dilakukan dengan menggunakan aplikasi tingspeak . Menghubungkan antara sensor dengan tingspeak dengan perantara Wemos D1 R2 [11]. Wemos bekerja sebagai mikrokontroler yang akan mengatur hasil dari pengambilan data yang telah di baca oleh PH probe yang akan direpresentasikan kedalam data yang diinginkan sesuai hasil pengukuran sensor  [12]. Penghubungan antara wemos dilakukan dengn menggunakan API key yang telah ada pada website tihgspeak yang dibuat.

## Gambar 2 Hasil Pembuatan dari MIT APP Inventor
Pada tampilan nini akan dibuat 2 layar, untuk layar pertama akan di buat Judul dinama disini akan di buat dengan judul “Monitrong ph Kolam Ikan” kemduain dibawahnya akan dimasukkan keterangn waktu yang akan diatur sesuai dengan waktu yang ada dalam sistem android, kemduain dibawah waktu akan dimasukkan nilai pH pengukuran sesuai dengan waktu pengambilan data. Diakhir akan dibuat keterangan telah terhubung atau tidak kedalam web server thingspeak dan penampilan grafik yang akan diletakkan kedalam layar ke dua. Setelah disain tampilan di buat maka buat diagram blok, diagram blok ini adalah program yang akan bekerja di belakan aplikasi, diagram blok sebagai program utama agar aplikasi berjalan sesuai masukkan dari website tingspeak .

## B. Kalibrasi
Sebelum digunakan, alat kontrol pH perlu dikalibrasi. Sensor ini berfungsi mendeteksi tingkat pH air dengan keluaran output berupa tegangan analog pada Wemos D1 R2, yaitu 1-1024 [13]. Proses kalibrasi dapat dijelas- kan dalam tahapan tahapan sebagai berikut:
1. Persiapan Larutan Buffer: Siapkan larutan buffer pH 4 dengan melarutkan buffer ke dalam 250 ml air suling. Larutan buffer sendiri merupkan larutn penyangga derajat kasaman [14].
2. Upload Program Kalibrasi: Unggah program kalibrasi ke Wemos D1 R2.
3. Penentuan Tegangan pH 7: Hubungkan bagian inti BNC dengan luaran menggunakan seutas kabel. Catat tegangan yang terbaca pada serial monitor, yang akan dijadikan patokan pH 7.
4. Pengukuran Tegangan pH 4: Gunakan PH probe untuk mengukur tegangan pada larutan pH 4.
Setelah mendapatkan tegangan pada pH 7 dan pH 4, hitung "pH step" menggunakan rumus dibawah, hasil dari perhitungan pHstep ke dalam program Arduino.
Dimana: pHstep          = Konversi tgangan 0V-5V kedalam satuan pH 0-14 Tegangan PH 4  = tegangan yang didapat pada pH 4 Tegangan PH 7  = teganngan yang didapat pada pH 7 pH 7            = keadaan larutan dalam  pH 7 pH 4            = kadaan larutan pH 4
Melakukan perhitungan PH step dimana konversi tegangan dari 0V-5V kedalam satuan PH 1-14, ini ber- tujuan mencacah tegangan 0V sampai 5V menjadi loncatan antara PH 1 sampai 14 [15]. Untuk menentukan patokan nilai tengan PH yakni pada PH 7 dilakukan dengan cara menghubungkan bagian inti BNC dengan luarannya menggunakan seutas kabel. Kemudian lihat tegangan yang terbaca pada serial monitor, tegangan tersebut akan di jadikan patokan PH 7 [16]. Setelah didapat tegangan pada PH 7 menentukan tegangan PH pada larutaan PH 4 dengan menggunakan PH probe. Setelah di dapat kedua tegangan tersebut hitung PH step dengan rumus dibawah dan dimasukkan kedalam program Arduino.

## C. Prosedur Pengujian
Tahapan alur kontrol pH ini akan dirangkum kedalam flowchart dibawah ini:
Gambar 3 Tahapan Alur Sistem Kontrol pH
Dari gambar alur sistem kontrol pH diatas dapat dielaskan sebagai berikut:
1. Supply/power digunakan untuk menghasilkan tegangan listrik.
2. Sensor pH SEN0161-V2 merupakan  sensor  yang  digunakan  sebagai  pengukur  kadar keasaman atau kebasaan (pH) pada air.
3. Mikrokontroler  Wemos  D1 R2 sebuah  Mikrokontroler  pengembangan berbasis modul mikrokontroler ESP 8266 yang memiliki kemampuannya untuk menyedikan   fasilitas   konektifitas   Wifi  dengan  mu- dah  serta  memori   yang digunakan  sangat  besar yaitu  4 MB.
4. Jaringan Internent digunakan untuk menyambungkan data wireless.
5. Perangkat Android digunakan mengecek hasil pengukuran pH secara online.
6. Kertas lakmus sebagai pengujian indikator keasaman.

## D. Validasi Data
Pengujian alat dilakukan dengan kondisi lingkungan yang terkendali seperti keadaan suhu ruang yang kon- stan dan tanpa adanya ganguan medan elektromagnetik dari luar yang mampu mempengarruhi pembacaan sensor [17], untuk periode waktu pengujan selama selama satu jam dengan data pembacaan secara real-time serta tersimpan di database sistem ThigsSpeak [18]. Dari hasil pembacaan alat akan dilakukan analisis untuk mengevaluasi keakuratan pembaaan sensor dengan nilai pH sebenarnya. Pembanding pembacaan pH menggunakan 2 larutan buffer dengan pH 4 dan pH 6. Untuk memperkuat validasi data ditambahkan uji menggunakan indikator kertas lakmus sebagai indikator keasaman.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Hasil
Dalam penelitian dilakukan penguian alat kontrol pH dengan kertas lakmus warna kuning, jumlah sempel yang diuji sebanyak empat sempel diantaranya larutan buffer pH 4, larutan buffer pH 6, air sumur, air kolam ikan. Selain perbandingan larutan buffer terdapat indikator pendukung dengan menggunakan indikator kertas lakmus, kertas lakmus akan dicelupkan di masing masing jensi larutan selama beberapa detik [19].
T ABEL I
H ASIL PENGUKURAN DENGAN A LAT K ONTROL P H DAN K ERTAS L AKMUS WARNA K UNING jenis larutan  indikator PH  warna lakmus  keterangan buffer ph 4.0 4.141 kuning keputihan  asam lemah buffer ph 6.0 6.926 hijau keputihan netral air sumur 7.071 hijau keabuan netral air kolam ikan koi 7.270 hijau netral
Sensor pH SEN0161-V2 Wemos D1 R2 Router + Internet Perangkat Android
Supply/Power
Dari hasil data yang didapat hasil sesiuai dengan indikator warna kertas lakmus dalam keadaan warna yang sesuai dengan keterangan PH yang didapat. Untuk ph antara air sumur dan air kolam ikan koi memiliki perbe- daan dimana pH larutan kolam ikan koi lebih tinggi dibandingkan dengan larutan air sumur, hasil tersebut menunjukkan pH air kolam telah sesuai dengan standarr pH kolam dimana memiliki rentang 6,5 – 8 [20].

## Gambar 4 Tampilan aplikasi kontrol Ph air di android
Selain itu hasil dari pembacaan data dari website tringspeak telah sesuai dengan data yang direspon oleh sensor pH dan ditampilkan dalam bentuk grafik dimana pada diagonal posisi x akan menelaskan waktu data diambil dan pada diagonal posisi y akan menelaskan besaran pH terukur. Grafik akan memaparkan data pH secara realtime dengan syarat alat kontrol pH harus terkoneksi dengan jaringan internet.

## B. Pembahasan
Program juga berjalan pada aplikasi android yang telah dibuat dan mampu menampilkan grafik yang telah dianalisi pada website tingspeak . Tampilan aplikasi android monitoring pH terdiri dari dua layar, layar pertama akan menampilkan hasil pembacaan data di waktu yang sama dan nilai pH akan menampilkan nilai yang cender- ung konstan, ini disebabkan pembacaan pH dilakukan secara realtime dan tempat pengujian yang sudah dis- esuaikan yang sudah dinbahas sebelumnya. Untuk layar kedua akan menampilkan hasil analisis kedalam bentuk grafik dengan berbagai rentang waktu pada saat alat kontrol pH terkoneksi dengan aringan internet.
Hasil pengukuran dan validasi pengukuran menunjukkan bahwa alat kontrol pH yang dirancang dapat menghasilkan pembacaaan yang akurat dan sesuai dengan warna indikator kertas lakmus. Data dari ThigSpeak juga menujukkan kosmistensi dengan data dari sensor pH, drai hasil verifikasi teseut alat ini dapat diandalkan unuk monitoring dapat diandalkan sebagai monitoring PH kolam ikan koi secara real-time . Dengan penabahan fitur aplikasi android diharapkan pengguna dapt memantau pH kolam ikan kapan saja dan dimana saja selama memiliki akses internet. Dengan adanya alat ini akan memudahkan dalam pengelolaan lolam ikan koi dann memastikan kesehatan ikan dengan pemantauan pH air secara terus-menerus

## IV. K ESIMPULAN
Pemantauan Kualitas Air Menggunakan IoT Terintegrasi banyak data yang sangat membantu orang memahami polutan yang ada air, serta mengolah air yang terkontaminasi. Jadi Pemantauan kualitas air secara real-time direk- omendasikan. Pengawasan secara realtime bertujuan agar mudah menentuykan perlakuan khusu apa yang dapat dilakukanj dalam komdisi parameter PH air dan tepat waktu sehingga mencegah kematian ikan kolam secara men- dadak. Dari percobaan ini maka dapat disimpulkan bahwa sifat akurasi pada probe sensor ph memiliki keakurasian yang hampir sama hal ini telah dibuktikan pada pengujian pada pengujian indikator kertas lakmus dan sensor ph yang dibuat. Penmbacaan sesuai dengan hasil yang di hasilkan kertas lakmus. Dalam berbagai keadaan ph air.

## D AFTAR P USTAKA
[1] ‘Direktorat Jenderal Perikanan Budi Daya | Kementerian Kelautan dan Perikanan’. [Online]. Tersedia di: https://kkp.go.id/djpb/ikan-hias-sebagai- pemantik-pembangunan-perikanan-budidaya-berbasis-ekspor65c2ffd484404/detail.html. [Diakses: 13-Jun-2024].
[2] S. I. Patty, M. P. Rizki, H. Rifai, dan N. Akbar, ‘Kajian kualitas air dan indeks pencemaran perairan laut di teluk manado ditinjau dari parameter fisika-kimia air laut’, J. Ilmu Kelaut. Kepul. , vol. 2, no. 2, 2019.
[3] M. W. Musthofa dan W. D. Kurniawan, ‘ANALISA SISTEM PENGENDALIAN pH AIR BERBASIS ARDUINO UNO PADA BUDIDAYA IKAN AIR TAWAR’. Jptm.
[4] I. Inalya, ‘Pengaruh pH Yang Berbeda Terhadap Perkembangan Embrio Dan Larva Ikan Redfin (Epalzeorynchos Frenatum)’. Universitas Brawijaya, 2017.
[5] R. Jeprianto dan R. N. Rohmah, ‘Monitoring dan Controlling Kadar Ph pada Air Kolam Ikan dengan Menggunakan Aplikasi Blynk Berbasis Esp Node Mcu’, Emit. J. Tek. Elektro , vol. 21, no. 2, h. 95–102, 2021.
[6] D. Robot, ‘Gravity__Analog_pH_Sensor_Meter_Kit_V2_SKU_SEN0161-V2-DFRobot’. [Online]. Tersedia di: https://wiki.dfrobot.com/Gravity__Analog_pH_Sensor_Meter_Kit_V2_SKU_SEN0161-V2. [Diakses: 13-Jun-2024].
[7] B. A. S. Seni, ‘Kendali Dan Monitoring Tds Nutrisi Dan Ph Pada Budidaya Tanaman Selada (Lactuca Sativa Var. Crispa L) Hidroponik Berbasis Internet Of Things (Iot)’. Universitas Komputer Indonesia, 2022.
[8] F. Wakerkwa, H. Pratikno, W. I. Kusumawati, dan M. Musayyanah, ‘KONTROL KIPAS ANGIN SECARA JARAK JAUH MELALUI PENGENALAN BENTUK GESTUR JARI TANGAN BERBASIS COMPUTER VISION’, J. Innov. Res. Knowl. , vol. 3, no. 3, h. 793–806, 2023.
[9] T. Kusuma dan M. T. Mulia, ‘Perancangan Sistem Monitoring Infus Berbasis Mikrokontroler Wemos D1 R2’, Knsi 2018 , vol. 1, no. 4, h. 1422– 1425, 2018.
[10] H. Jaya, M. Y. Abd Djawad, S. T. Saharuddin, S. T. Sutarsi Suhaeb, dan A. M. Idhar, ‘Embedded System And Robotics’, Buku Ajar. Univ. Negeri
Makassar , 2017.
[11] N. C. Majid, A. Bachri, dan A. B. Laksono, ‘Rancang Bangun Implementasi Internet Of Things Sebagai Monitoring Denyut Jantung Dan Suhu Berbasis Thingspeak’, SinarFe7 , vol. 3, no. 1, 2020.
[12] F. D. Nugraha, S. Ahdan, dan S. Samsugi, ‘Sistem Penghitungan Kecepatan Atlet Sepatu Roda Freestyle Pada Kategori Speed Slalom Berbasis Iot (Studi Kasus Sepatu Roda Wheeling Lampung)’, TELEFORTECH J. Telemat. Inf. Technol. , vol. 1, no. 2, h. 67–75, 2021.
[13] M. Marwondo, ‘Pengendali Kualitas Air Kolam Budidaya Air Tawar Berbasis IoT dan Logika Fuzzy’, Voteteknika (Vocational Tek. Elektron. dan Inform. , vol. 12, no. 2, 2024.
[14] K. H. Basuki, ‘Aplikasi logaritma dalam penentuan derajat keasaman (pH)’, Disk. Panel Nas. Pendidik. Mat. , vol. 7, no. 1, 2021.
[15] D. Mendez, M. Pérez, A. Farfan, dan E. Gerlein, ‘IDC Sensor for Low-Cost Water Quality Monitoring Applications’, Ing. y Univ. , vol. 26, h. 1– 20, 2022.
[16] M. A. Masud, M. A. A. Mashud, dan M. S. Islam, ‘Design and development of microcontroller based digital PH meter’, Ulab J. Sci. Eng. , vol. 2, no. 2, h. 31–35, 2011.
[17] W. Nurmayani, ‘Ekstrak Tanaman Putri Malu (Mimosa pudica) sebagai Penghambat Aflatoksin pada Jagung Pipilan Selama Masa Penyimpanan’. Universitas Hasanuddin, 2020.
[18] M. Akbar, ‘Realtime Database Sensor Menggunakan Arduino Uno Untuk Keperluan Sistem Informasi’, Ilk. J. Ilm. , vol. 9, no. 1, h. 91–95, 2017.
[19] S. P. Marlindayanti, N. A. Hanum, S. K. M. Ismalayani, dan Y. Heriyanto, Manajemen Pencegahan Karies . Lembaga Chakra Brahmana Lentera,
2022.
[20] ‘Syarat Kualitas Air untuk Budidaya Ikan Koi | Dinas Ketahanan Pangan dan Perikanan’. [Online]. Tersedia di: https://dkpp.bulelengkab.go.id/informasi/detail/berita/syarat-kualitas-air-untuk-budidaya-ikan-koi-84. [Diakses: 13-Jun-2024].