Jurnal Sustainable: Jurnal Hasil Penelitian dan Industri Terapan Vol. 07, No. 01, hal. 13- 23, Mei 2018

## Jurnal Sustainable: Jurnal Hasil Penelitian dan Industri Terapan
ISSN 2615-6334 (Online) ISSN 2087-5347 (Print)
Rozeff Pramana
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Maritim Raja Ali Haji Jl. Politeknik Senggarang, Tanjungpinang 29100 rozeff@umrah.ac.id
Abstract —The  quality  and  the  temperature  of  pond  water  is  an  important  parameter  that need  to  get  attention  in  fish  cultivation.  Every  type  of  fish  has  their  own  characteristic  towards water condition and pond temperature.  The monitoring of water quality in cultivation pond is done manually  and  it  takes  a  lot  of  time.  The  purpose  of  this  research  is  to  design  web-based  control system  device  and  monitoring  the  quality  of  the  water  of  fish  cultivation  pond  including  salinity, temperature and the  hardness in  real time using special application. This device design consists of salinity  sensor,  hardness  sensor,  and  temperature  sensor.  Temperature  can  be  controlled  and monitored  automatically  on  the  application  via  computer/laptop.  The  result  of  this  research  is temperature  drop  by  0,1 o C  on  a  10  liters  pond  that  takes  18  seconds,  and  to  decrease  the temperature  of  1 o C  takes  180  seconds  (3  minutes).  To  raise  the  temperature  of  0,1 o C  takes  264 seconds or 4,4 minutes, and to raise the temperature of  1 o C takes 2640 seconds or 44 minutes. The percentage of error for sensor reading is ranged 2,4% - 3,9%.
Keywords —water quality, cultivation, automatic control, monitoring, sensor, Arduino, web.
I ntisari — Kualitas dan suhu air kolam merupakan parameter penting yang perlu mendapat perhatian dalam budidaya ikan. Setiap jenis ikan memiliki karakteristik berbeda terhadap kondisi air dan  temperatur  kolam.  Pemantauan  kualitas  air  pada  kolam  budidaya  banyak  dilakukan  secara manual  dan  memerlukan  waktu  yang  lama.  Tujuan  penelitian  ini  merancang  perangkat  sistem kontrol dan monitoring kualitas air pada kolam budidaya ikan berbasis Web yang meliputi salinitas, suhu dan kesadahan secara real time menggunakan aplikasi khusus. Perangkat rancangan ini terdiri dari  sensor  salinitas,  sensor  kesadahan  dan  sensor  suhu.  Suhu  dapat  dikontrol  dan  dimonitoring secara  otomatis  pada  applikasi  melalui  komputer/laptop.  Hasil  penelitian  ini  penurunan  suhu sebesar  0,1 o C  pada  kolam  berkapasitas  10  liter  membutuhkan  waktu  18  detik,  dan  untuk menurunkan  suhu  sebesar  1 o C  membutuhkan  waktu  180  detik  (3  menit).  Untuk  menaikan  suhu 0,1 o C dibutuhkan waktu 264 detik atau 4,4 menit, dan untuk menaikan suhu sebesar 1 o C dibutuhkan waktu 2640 detik atau 44 menit. Persentase error dari pembacaan sensor berkisar 2,4% - 3,9%.
Kata kunci — kualitas air, budidaya, kontrol otomatis, monitoring, sensor, Arduino , web.

## I. P ENDAHULUAN
Indonesia  adalah  negara  maritim  yang terdiri  dari  beribu  pulau  dengan  luas  terbentang sepanjang  3977  mil  antara  samudra  Hindia  dan samudara  Pasifik,  dari luas  tersebut  75%  adalah
lautan  dan  25%  daratan  [1].  Dengan  kondisi geografis  tersebut,  sektor  perikanan  menjadi salah  satu  sektor  potensial  guna  menunjang perekonomian  Indonesia.    Permintaan  yang cukup tinggi oleh negara-negara tetangga seperti Malaysia,  Singapura,  Jepang  dan  China  untuk

## Perancangan Sistem Kontrol dan Monitoring Kualitas Air dan Suhu Air Pada Kolam Budidaya Ikan
Pramana, Perancangan Sistem Kontrol dan Monitoring Kualitas Air dan Suhu Air Pada Kolam Budidaya Ikan berbagai  jenis  ikan  konsumsi  selayaknya menjadi  peluang  besar  bagi  nelayan  Indonesia dan industri perikanan untuk memenuhi permintaan pasar tersebut.
Departemen  Populasi  Divisi  Urusan  Sosial dan  Ekonomi  PBB  memperkirakan  bahwa populasi  penduduk  dunia  saat  ini  mencapai hampir 7,6 miliar. Laju pertumbuhan penduduk tersebut menuntut peningkatan konsumsi ikan.
Peluang  pengembangan  usaha  perikanan Indonesia  memiliki  prospek  yang  sangat  tinggi. Potensi  ekonomi  sumber  daya  kelautan  dan perikanan  yang  dapat  dimanfaatkan  untuk mendorong  pertumbuhan  ekonomi  diperkirakan mencapai  USD  82  miliar  per  tahun.  Potensi sumber daya ikan laut Indonesia sebesar 6,5 juta ton  per  tahun  tersebar  di  berbagai  perairan wilayah  Indonesia  dan  perairan  Zona  Ekonomi Eksklusif  Indonesia  (ZEEI)  yang  terbagi  dalam sembilan  wilayah  perairan  utama  Indonesia. Volume  dan  nilai  produksi  untuk  setiap komoditas  unggulan  perikanan  budidaya  dari tahun  2010-2014  mengalami  kenaikan,  terdiri dari:  (1)  Udang  mengalami  kenaikan  rata-rata per tahun sebesar 14,03%; (2) Kerapu mengalami  kenaikan  rata-rata  per  tahun  sebesar 9,61%;  (3)  Bandeng  mengalami  kenaikan  rata- rata  per  tahun  sebesar  10,45%;  (4)  Patin mengalami  kenaikan  rata-rata  per  tahun  sebesar 30,73%;  (5)  Nila  mengalami  kenaikan  rata-rata per  tahun  sebesar  19,03%;  (6)  Ikan  Mas mengalami  kenaikan  rata-rata  per  tahun  sebesar 14,44%;  (7)  Lele  mengalami  kenaikan  rata-rata per  tahun  sebesar  26,43%;  (8)  Gurame mengalami  kenaikan  rata-rata  per  tahun  sebesar 17,70%;  dan  (9)  Rumput  Laut  mengalami kenaikan  rata-rata  per  tahun  sebesar  27,72%. ( David Setia Maradong , 2016) [2].
Pembudidayaan  ikan  berorientasi  pada kelestarian  lingkungan  merupakan  hal  yang perlu  mendapat  perhatian.  Ikan  akan  hidup  dan berkembang  biak  dengan  baik  bila  syarat-syarat lingkungan  yang  disediakan  sesuai  dengan kondisi  hidupnya  bisa  terpenuhi  atau  mendekati habitat  aslinya.  Kualitas  air  merupakan  salah satu parameter utama dalam budidaya ikan.
Kualitas air dapat dilihat dari besaran kimia maupun  besaran  fisik.  Besaran  kimia  tersebut meliputi  kadar  pH,  salinitas,  kesadahan  dan kandungan  senyawa  kimia.  Sifat-sifat  kimia  air berhubungan dengan pembawa zat-zat hara yang diperlukan  bagi  pembentukan  bahan-bahan organik  bagi  tumbuhan.  Karakteristik  fisik meliputi bahan padat keseluruhan yang terapung maupun  yang  terlarut,  kekeruhan,  warna,  bau, rasa,  dan  temperatur  (suhu)  air.  Sifat-sifat  fisik air  berhubungan  dengan  medium  tempat  hidup tumbuh-tumbuhan  dan  hewan [3]. Pemantauan kualitas  air  pada  kolam  budidaya  ikan  saat  ini masih  banyak  dilakukan  dengan  cara  manual dengan langsung mengukur kualitas air ke kolam budidaya,  hal  ini  tentunya  tidak  efektif  dan memerlukan  waktu  yang  lama  serta  tidak effisien.
Temperatur  pada  air  kolam  budidaya  juga berpengaruh terhadap organisme yang ada dalam kolam  tersebut.  Diantaranya  mempengaruhi tingkat viskositas air,  distribusi  mineral  dalam air,  konsentrasi  oksigen  terlarut,  dan  kadar oksigen.  (Armanto,  dkk.  2013)  [4].  Peningkatan dan  penurunan  suhu  air  kolam  budidaya  yang tidak sesuai dengan kondisi ikan akan menyebabkan ikan mengalami kesulitan melakukan proses mobilisasi energi dan mengakibatkan kematian dalam waktu singkat.
Pentingnya  pemantauan  secara  kontinyu kualitas  air  dan  suhu  air  pada  keberhasilan budidaya perikanan, maka perlu dirancang suatu perangkat sistem kontrol dan monitoring kualitas air dan suhu air pada kolam budidaya ikan, yang dapat dikontrol secara otomatis dan dimonitoring dari  jauh.  Parameter  kualitas  air  yang  dikontrol pada penelitian ini terdiri atas salinitas, kadar zat kapur (kesadahan) dan suhu.

## II. K AJIAN L ITERATUR
Kajian  terdahulu  terkait  judul  penelitian  ini sebelumnya  pernah  dilakukan  oleh  Mahfudz,  S. dan  Rahardjo,  P.M.,  (2008)  [5],  dengan  judul pengukur Suhu dan pH Tambak Air Terintegrasi dengan Data Logger. Penelitian tersebut merancang perangkat pengukur tingkat keasaman  (pH)  dan  suhu  air  pada  tambak.
Perangkat    ditempatkan  dilapangan  untuk pengawasan secara terus menerus.
Penelitian  selanjutnya  [6],  dengan  judul Water  Quality  Monitoring  System  Using Wireless  Sensor  Network.  Tujuan  penelitian tersebut adalah memonitoring  lingkungan dalam hal  pengawasan  kualitas  air  dengan  berbagai parameternya  seperti  suhu,  derajat  keasaman, dan kandungan oksigen.
Penelitian berikutnya  [7], dengan judul The Application  of  Internet  of  Things  System  for Water  Quality  Monitoring.  Penelitian  ini mendesain  dan  membangun  telemetri  untuk keasaman  (pH)  dan  konduktivitas.  Piranti  yang digunakan  adalah  sensor  pH  dan  konduktivitas, RTC (Real Time Clock), data logger, dan XBee PRO  sebagai  media  komunikasi  nirkabel. Berdasarkan hasil pengujian disimpulkan bahwa pada  kondisi LOS XBee  PRO mampu mentransmisikan  data  sejauh  500  m.  Sensor keasaman  (pH)  mampu  menjangkau  pH  1 sampai dengan 14, serta memiliki akurasi 100% dengan  kertas  lakmus  sebagai  pembanding. Sensor  konduktivitas  dengan  menggunakan elektroda  2  kutub  memiliki  akurasi  sebesar 94,483%. Penelitian ini menggunakan satu node sehingga terbatas untuk pengaplikasiannya untuk jumlah sampel lebih dari satu.
Penelitian  berjudul  Sistem  Pemantauan Kadar  pH,  Suhu  dan  Warna  pada  Air  Sungai Melalui Web Berbasis Wireless Sensor Network [8]. Penelitian tersebut mengembangkan purwarupa  sistem  pemantauan  kadar  pH,  suhu dan  warna  yang  dapat  dipantau  melalui  web. Hasil  pengujian  didapatkan  bahwa  pembacaan sensor  dapat  dibaca  oleh  seluruh  node  dan diterima  oleh  sink  serta  dapat  ditampilkan melalui laman web yang telah dibangun.
Penelitian  oleh    Ghulam  Imaduddin  dan Andi  Saprizal  (2017)  [9]  yaitu  otomatisasi monitoring  dan  pengaturan  keasaman  larutan dan  suhu  air  kolam  ikan  pada  pembenihan  ikan lele. Penelitian ini membuat otomatisasi monitoring  kadar  pH  dan  suhu  menggunakan Electrode  Eutech  Instrument pH  Meter  Kit sebagai  sensor  pH,  LM35  sebagai  sensor  suhu serta  pengontrolan  ketinggan  air  menggunakan sensor ultrasound HCSR-04. Output pengukuran
pH dan suhu air ditampilkan pada layar LCD dan pada  monitor  dalam  bentuk  grafik  sehingga memudahkan pembudidaya ikan lele memonitoring kondisi air kolam ikan.
Selanjutnya penelitian yang dilakukan [7] berjudul  sistem  monitoring  kualitas  air  pada kolam  ikan  berbasis  wireless  sensor  network menggunakan  komunikasi  zigbee.  Penelitian tersebut  merancang  alat  yang  dapat  mengontrol kualitas  air  kolam  berbasis  wireless  sensor network.  Berdasarkan  hasil  pengujian  dapat disimpulkan  bahwa  sensor  keasaman  (pH) mampu  menjangkau  pH  nilai  1  sampai  dengan 14,  serta  memiliki  akurasi  diatas  90  %  dengan kertas  pH  meter  sebagai  pembanding.  Sensor suhu juga memiliki akurasi diatas 90 %.

## III. M ETODE P ENELITIAN

## A. Metode Pengumpulan Data.
1) Studi Literatur Studi literature dilakukan dengan
mempelajari kajian-kajian yang pernah dilakukan  oleh  peneliti  sebelumnya  dengan bersumber  dari  buku,  jurnal-jurnal,  prosiding yang  relevan.  Juga  dipelajari  tentang  perangkat- perangkat  utama  terkait  perancangan  penelitian ini.

## 2)
Observasi Metode adalah dengan melakukan pengamatan langsung kelapangan untuk mendapatkan  permasalahan  yang  sebenarnya dalam pembudidayaan ikan.
3) Perancangan perangkat
Metode ini diawali dengan merancang konsep dari gambaran permasalahan yang telah diperolah dari observasi lapangan dan kemudian dilanjutkan  dengan  membuat  perangkat  sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai.

## B. Perancangan Sistem
Perangkat  yang  dirancang  pada  penelitian ini dibagi atas empat bagian utama, yaitu bagian sensor, bagian pemproses, bagian pengirim data, dan bagian output. Perangkat ini juga terdapat 3 jenis kolam yang berbeda.
Bagian input terdiri  dari  sensor  salinitas (kadar  garam),  sensor  kesadahan  (kadar  zat
Pramana, Perancangan Sistem Kontrol dan Monitoring Kualitas Air dan Suhu Air Pada Kolam Budidaya Ikan
kapur)  dan  sensor  suhu.  Semua  sensor  tersebut ditempatkan/  dimasukkan  pada  kolam  utama tempat pembudidayaan.
Bagian  pemproses  terdiri  dari Arduino  Uno yang  akan  mengatur  fungsi  kerja  dari  sistem sensor  dan  memberi  perintah  pada  perangkat output. Bagian Ethernet Shield adalah perangkat yang berfungsi mengirimkan data dan terhubung dengan  jaringan  komputer.  Sedangkan  bagian output terdiri  dari  PC/Laptop  dan  LCD  sebagai perangkat  monitoring  dan  kontrol  yang  akan menampilkan  hasil  pengolahan  data  dari pembacaan sensor-sensor.
Pada  bagian output ini  juga  terdapat  3 pompa  air  serta  pemanas  air  yang  akan beroperasi  sesuai  keadaan  temperatur  air  yang telah ditentukan. Setiap pompa ditempatkan di 3 jenis  kolam,  yaitu  kolam  utama,  kolam pendingin dan kolam pemanas. Khusus instrumen  pemanas  air  ditempatkan  pada  kolam pemanas.  Pemanas  air  yang  digunakan  adalah pemanas  air  minum  dengan  elemen  sederhana yang umum dijual dipasaran.
Gambar 1 . Blok diagram sistem
Sensor salinitas penelitian ini menggunakan sensor  konduktivitas  yaitu  terdiri  dari  dua elektroda yang dimasukkan pada  kolam /air laut dan  kemudian  dialiri  arus  listrik.  Daya  hantar listik  larutan  ini  yang  kemudian  akan  menjadi masukan pada rangkaian ADC pada Arduino.
Sensor  suhu  penelitian  ini  menggunakan sensor  type  LM35  dengan  tegangan  keluaran analog.  Range  suhu  yang  dapat  dideteksi  sensor ini  adalah  -55  °C  sampai  150  °C.  Tegangan output sensor ini bervariasi dari -1 volt sampai 5 volt  sesuai  kondisi  suhu  disekitar  sensor. Tegangan output sensor naik sebesar 10mV/ °C.
Gambar 3 . Perancangan sensor suhu
Sensor  kesadahan  pada  penelitian  ini menggunakan  metal  keping  yang  terbuat  dari bahan  perak.  Metal  tersebut  dialiri  tegangan  5 volt DC sebagai pendeteksi perubahan resistansi. Tegangan  output  dari  kepingan  metal  ini diteruskan menjadi masukan bagi ADC Arduino . Sensor ini mengukur kandungan kadar zat kapur (CaCO3) dalam satuan ppm.
Gambar 4 . Perancangan sensor kesadahan
Pada  perancangan  penelitian  ini,  diperlukan pula perangkat lunak guna mendukung perancangan  sistem  keseluruhan.  Berikut  ini perangkat lunak, perancangan dan fungsinya:
1) Arduino Uno IDE
Arduino  IDE  ( Integrated  Development
Environment )  adalah  perangkat  lunak  yang berfungsi untuk mengkonfigurasi board mikrokontroler  Arduino  Uno  yang  berisi  editor
teks untuk menulis kode, area pesan, konsol teks, toolbar  dengan  tombol  untuk  fungsi-fungsi umum dan serangkaian menu. Sistem operasional  yang  kompetibel  digunakan  yaitu Windows, Mac OS X,  Linux. Pada perancangan penelitian ini sistem operasional yang digunakan adalah Windows.

## 2) Perancangan Halaman WEB
Monitoring  kualitas  air  kolam  ikan budidaya  pada  penelitian  ini  berbasis website. Web adalah  tampilan  pada browser dengan alamat  domain  khusus. Web dapat  dibangun dengan  menggunakan  bahasa  PHP  dan  HTML dengan  tampilan  menggunakan  bahasa  CSS. Web tersebut  disimpan  pada  satu  komputer sebagai server. Selain menyimpan program web, Server juga  menyimpan database untuk  dapat diakses  oleh admin atau client dari browser . Website tersebut dibangun menggunakan program notepad ++. Berikut ini adalah tampilan dari perangkat lunak notepad ++ .
Gambar 5 . Tampilan perangkat lunak notepad ++
3) Perancangan Database Fungsi  dari database adalah  sebagai media  penyimpan  yang  dapat  diakses  oleh web. Database dibangun dengan menggunakan phpmyadmin yang dapat dibuka dengan mengakses
halaman http://localhost/phpmyadmin dari browser dengan  terlebih  dahulu  meng install aplikasi XAMPP  (X,  Apache,  Mysql,  PHP,  Perl). Database yang  dirancang  ini  menyimpan  tabel hasil  pengukuran  kualitas  air  (Waktu,  Salinitas, Suhu,  Kesadahan).  Berikut  ini  adalah  tampilan dari XAMPP dan phpMyAdmin.
Gambar 6 . Tampilan perangkat lunak XAMPP
Gambar 7 . Tampilan Database
C. Cara Kerja Perangkat
Perangkat input pada penelitian ini terdiri dari  tiga  sensor  yaitu  sensor  salinitas,  sensor suhu,  dan  sensor  kesadahan  yang  ditempatkan didalam  air.  Setiap  sensor  akan  mendeteksi  dan mengukur  keadan  kualitas  air  kolam  sesuai fungsinya  masing-masing.  Informasi  dari  sensor tersebut  adalah  data  hasil  pengukuran  berupa data  analog.  Data  analog  tersebut  selanjutnya diteruskan  ke  bagian  pemproses  data  yaitu Arduino  Uno,  pada  proses  ini  data  diubah menjadi  bentuk  data  digital.  Data  digital  ini kemudian  ditampilkan  pada  bagian  output  yang berfungsi  sebagai  monitoring  dan  kontrol  yaitu LCD  dan  PC/Laptop.  LCD  dihubungkan  dari Arduino  dengan  menggunakan  kabel  jumper, dan  PC/Laptop  dihubungkan  menggunakan Ethernet  Shield yang  ditampilkan  pada  web melalui  aplikasi  Mozilla,  Chrome  atau  sejenis lainnya.
Selain  berfungsi  sebagai  monitoring  yang menampilkan suhu terukur pada kolam budidaya, web pada  penelitian  ini  juga difungsikan  untuk  menentukan  nilai  suhu  yang harus  diterapkan  pada  kolam  budidaya  tersebut.
Pramana, Perancangan Sistem Kontrol dan Monitoring Kualitas Air dan Suhu Air Pada Kolam Budidaya Ikan
Sehingga  sistem  akan  bekerja  berdasarkan  nilai suhu/temperature    yang  ditetapkan  pada web tersebut.
Bila suhu air pada kolam budidaya melebihi dari  nilai  suhu  yang  ditetapkan  pada web, maka sistem  akan  bekerja  untuk  mendinginkan  kolam tersebut  agar  temperatur  kolam  kembali  normal sesuai  dengan  suhu  yang  ditentukan.  Sistem pendingin dalam rancangan ini menggunakan air biasa  yang  disupply  dari  luar  kolam  utama budidaya.  Air  dingin  tersebut  dipompa  kedalam kolam  budidaya  dengan  pompa  air  dingin,  dan secara  bersama  sebagian  air  pada  kolam  utama dipompa keluar dengan pompa air utama.
Bila  suhu  air  pada  kolam  kurang  dari  suhu yang  ditetapkan  pada web, maka  sistem  akan memerintahkan  bagian  pemanas  air  bekerja untuk  memanaskan  air  pada  kolam  khusus  air panas. Sistem pemanas pada rancangan penelitian  ini  menggunakan  element  pemanas. Air  panas  selanjutnya  dipompa  menuju  kolam utama  budidaya  agar  suhu  kolam  tersebut mencapai  keadaan  normal  sesuai  yang  telah ditetapkan web .

## IV. P ENGUJIAN D AN A NALISIS

## A. Pengujian Perangkat
1) Pengujian Sensor Salinitas
Pengujian  sensor  salinitas  dilakukan  pada dua  kondisi  yaitu  pada  air  laut  dan  air  tawar yang  dilakukan  untuk  mengetahui  tingkat  kadar garam terlarut yang terdapat pada kedua jenis air tersebut.  Pengujian  sensor  dilakukan  sebanyak sepuluh kali dengan jeda waktu selama 10 menit dan  menggunakan  alat  ukur  pembanding pabrikan ( refracto). Berikut hasil perhitungan: Tegangan
= Data ADC x Ketelitian terukur = 664 x 0,00488281 = 3,24 Volt
Ketelitian = Avcc ⁄ jumlah bit = 5⁄ 1024 = 0,00488281 Volt = 4,88281 mv
Bila  data  ADC  yang  terbaca  664,  maka konversi  kadar  kesadahan  air  dalam  satuan  per 100 menjadi (ppt) adalah:
Ppt = Data ADC x ketelitian x 9 = 664 x 0,00488281 x 9
= 29 ppt Perhitungan error :
(a) Perangkat rancangan                         (b) Perangkat pembanding Gambar 8 . Pengujian salinitas pada air laut
Tabel 1. Hasil pengujian salinitas pada air laut
Dari  tabel  pengujian  diatas,  tingkat error sensor salinitas perangkat rancangan ini pada air laut dibanding dengan perangkat ukur pembanding ( refrakto) adalah 2,4%.
Pengujian  salinitas  dengan  metode  yang sama pada air tawar diperoleh hasil:
(a) Perangkat rancangan                      (b) Perangkat pembanding Gambar 9 . Pengujian salinitas pada air tawar
Tabel 2. Hasil pengujian salinitas pada air tawar
Pengujian salinitas perangkat pada air tawar dengan  alat  ukur  pembanding refracto berbeda , ini  dikarenakan  sensor  salinitas  melakukan pengukuran  berdasarkan  konduktivitas  pada  air tawar,  namun  hal  tersebut  bisa  dikatakan berjalan normal.

## 2) Pengujian Sensor Suhu
Pengujian sensor suhu dilakukan pada dua lokasi  berbeda  yaitu  pada  air  laut  dan  air  tawar. Pengujian dilakukan dengan mencelupkan sensor suhu  kedalam  dua  jenis  air  tersebut  dan  diukur perubahan  tegangan  yang  terjadi  pada  sensor LM35.
(a) Perangkat rancangan                         (b) Thermometer pembanding
Gambar 10 . Pengujian suhu pada air laut
Pengujian  suhu  menggunakan  LM35 dilakukan  sebanyak  sepuluh  kali  dengan  jeda waktu  10  menit,  selanjutnya  hasil  pengukuran tersebut dibandingkan dengan thermometer yang sesuai standar pengukuran suhu cairan.
Berikut hasil pengujian sensor suhu:
Tabel 3. Hasil pengujian suhu pada air laut
Pengujian suhu pada tabel  diatas rata – rata hasil pengukuran sensor adalah 27,7 o C dan pada thermometer  pembandingnya  rata  –  rata  suhu yang  terukur  adalah  28,5 o C,  tingkat error perangkat rancangan ini adalah 2,9%.
Pengujian  suhu  dengan  metode  yang  sama pada air tawar diperoleh hasil sebagai berikut:
(a) Perangkat rancangan                      (b) Thermometer pembanding
Gambar 11 . Pengujian suhu pada air tawar
Tabel 4. Hasil pengujian suhu pada air tawar
Pengujian  suhu  pada  tabel  diatas  rata-rata adalah 27,2 o C dan pada thermometer pembandingnya  rata-rata  suhu  yang  terukur adalah 28,3 o C, dengan tingkat error 3,9%.

## 3) Pengujian Sensor kesadahan
Pengujian  sensor  kesadahan  dilakukan pada  air  tawar  karena  kesadahan  hanya  berlaku pada air tawar. Hasil pengujian ini hanya dilihat dari  perbedaan  ukur  antara  air  yang  telah  di panaskan dengan air yang belum dipanaskan.
Gambar  12 .  Pengujian  kesadahan  pada  air  tawar  yang belum dipanaskan

## Pramana, Perancangan Sistem Kontrol dan Monitoring Kualitas Air dan Suhu Air Pada Kolam Budidaya Ikan
Berikut  hasil  pengujian  sensor  kesadahan pada air tawar yang belum di panaskan:
Tabel 5. Hasil pengujian kesadahan pada air tawar yang belum dipanaskan
Nilai  rata-rata  dari  pengukuran  kesadahan pada  pengujian  tersebut  adalah  22,8  ppm,  ini dikarenakan  air  tersebut  terkandungan  senyawa kalsium bikarbonat dan magnesium bikarbonat.
Pengujian  sensor  kesadahan  dengan  metode yang  sama  pada  air  yang  telah  dipanaskan diperoleh hasil sebagai berikut:
Gambar  13 .  Pengujian  sensor  kesadahan  pada  air  tawar yang telah dipanaskan
Hasil  pengujian  sensor  kesadahan  tersebut  dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 6. Hasil pengujian sensor kesadahan pada air tawar yang belum dipanaskan
Niilai  rata-rata  dari  pengukuran  kesadahan pada  air  yang  telah  dipanaskan  perangkat  ini adalah  17,5  ppm.  Bila  dibandingkan  dengan pengujian  terhadap  air  yang  belum  dipanaskan, terdapat  penurunan  nilai  kesadahan  air  setelah dipanaskan. Ini terjadi karena setelah pemanasan senyawa  akan  terbebas  dari  ion  kalsium  dan
magnesium  yang  dan  menyebabkan  senyawa akan mengendap.

## 4) Pengujian pompa air
Pompa  pada  perangkat  rancangan  ini terdiri  dari  3  buah  pompa  yang  terdapat  pada kolam  utama,  kolam  pendingin  dan  kolam pemanas.  Pompa  pada  kolam  utama  berfungsi sebagai pembuang air pada kolam utama, pompa ini  akan  mempercepat  kondisi  pada  air  kolam yang  dalam  keadaan  suhu  dingin/panas  berlebih kembali kepada suhu normal. Pompa pada kolam pendingin  berfungsi  untuk  memompa  air  dingin dari  kolam  pendingin  menuju  kolam  utama. Pompa  kolam  air  panas  berfungsi  untuk memompa  air  panas  dari  kolam  pemanasan menuju kolam utama.
Setiap  pompa  air  dikendalikan  dengan relay.  Channel  1 pada relay digunakan  untuk pompa  kolam  utama, channel  2 pada relay digunakan untuk pompa air dingin dan channel 3 pada relay digunakan  untuk  pompa  air  panas. Beroperasinya  setiap  pompa  bergantung  pada aktif  atau  tidak  aktifnya relay pada  setiap channel 1 , channel 2 atau channel 3 tersebut.
5) Pengujian pemanas air
Pemanas air pada perangkat rancangan ini berfungsi  untuk  memanaskan  air  pada  kolam pemanas. Air pada kolam pemanas tersebut akan digunakan  untuk  menaikan  suhu  pada  kolam utama  bila  suhu  pada  kolam  utama  tersebut berada  dibawah  suhu  yang  ditentukan.  Pemanas air  menggunakan relay  channel 4  yang terhubung sebelumnya dengan bagian
pemproses.  Ketika channel 4 relay aktif,  maka pemanas air pun aktif dan ketika channel 4 relay tidak  aktif,  maka  pemanas  air  pun  ikut  tidak aktif.  Pemanas  air  beroperasi  bergantung  pada pembacaan  sensor  suhu  pada  kolam  utama budidaya tersebut.
Kapasitas  pemanas  air  pada  perangkat rancangan ini dapat memanaskan air sebanyak 4 liter  selama  5  menit  dari  suhu  29,5 o C  hingga suhu 39,5 o C.
Tabel 7. Hasil pengujian Pemanas air

## B. Analisis
Pengujian  sensor  salinitas  air  pada  perangkat ini  memiliki tingkat  ketelitian  mencapai  97,6  % dengan error 2,4 %.
Pengujian suhu air dilakukan pada dua lokasi yaitu  pada  air  laut  dan  air  tawar.  Pada  air  laut tingkat  ketelitian  sensor  suhu  mencapai  97,1  % dengan error 2,9  %  sedangkan  pada  air  tawar 96,1% dengan tingkat error 3,9%.
Pengujian  sensor  kesadahan  dilakukan  pada air  biasa  (normal)  dan  air  panas.  Hasilnya,  pada air  normal  nilai  pembacaan  sensor  sebesar  22 ppm, dan pada air panas nilai pembacaan sensor sebesar 17 ppm.
Suhu  yang  ingin  diatur  pada  kolam  utama dapat diinputkan menggunakan aplikasi komputer/laptop  yang  dirancang.  Suhu  dapat diinput  baik  secara  manual  maupun  dari  pilihan yang tersedia pada monitor aplikasi.
Perangkat  pemproses membutuhkan  waktu untuk  meng- update perubahan  suhu  setiap  2 detik,  yaitu  1  detik  untuk  mengukur  suhu  serta untuk  meng- upload hasil  pengukuran  ke database dan  1  detik  sebagai delay sebelum pengukuran  suhu  berikutnya.  Bila  sensor  suhu kolam  utama  mengukur  kelebihan  suhu  dari batas  yang  ditetapkan,  bagian  pemproses memerintahkan  pompa  air  pada  kolam  utama dan kolam pendingin mulai beroperasi. Air pada kolam  utama  akan  dikeluarkan  dan  pada  saat yang sama air pada kolam pendingin dimasukkan ke kolam utama sampai pembacaan suhu  pada  kolam  utama  kembali  normal  sesuai
suhu  yang  ditentukan.  Proses  ini  membutuhkan waktu 6 detik.
Bila  sensor  suhu  kolam  utama  mengukur suhu air kurang dari batas suhu yang ditetapkan, bagian  pemproses  memerintahkan  pengaktifan bagian pemanas pada kolam pemanas, pompa air pada  kolam  utama  dan  kolam  pemanas  mulai beroperasi.  Proses  ini  membutuhkan  waktu  66 detik. 60 detik pertama adalah untuk memanaskan air pada kolam pemanas, selanjutnya pompa air utama beroperasi mengeluarkan  air  pada  kolam  utama  dan  secara bersamaan  air  pada  kolam  pemanas  dipompa dimasukkan ke kolam utama sampai pembacaan suhu pada kolam utama naik dan kembali normal sesuai suhu yang ditentukan.
Dari  pengujian  diperoleh  hasil  bahwa  pada kolam  berkapasitas  10  liter,  untuk  menaikan suhu  sebesar  0,1 o C  dibutuhkan  4  kali  sirkulasi dengan  waktu  264  detik  atau  4,4  menit,  untuk menaikan  suhu  sebesar  1 o C  dibutuhkan  40  kali sirkulasi dengan waktu 2640 detik atau 44 menit. Elemen pemanas yang digunakan pada pengujian  tersebut  berjumlah  1  dan  berukuran kecil.  Untuk  mempercepat  kenaikan  suhu  bisa digunakan elemen pemanas berukuran besar atau memperbanyak elemen pada kolam pemanas.
Untuk  menurunkan  suhu  0,1 o C  pada  kolam berkapasitas  10  liter,  diperlu  3  kali  sirkulasi dengan  waktu  18  detik  dan  untuk  menurunkan suhu  1 o C  diperlukan  30  kali  sirkulasi  dengan waktu 180 detik atau 3 menit. Waktu penurunan suhu  bisa  dipercepat  dengan  mempercepat  debit air pompa pada kolam pendingin.
Dalam  menaikkan  atau  menurunkan  suhu pada  kolam,  perlu  memperhatikan  karakteristik jenis  ikan  budidaya  tersebut.  Ikan  jenis  tertentu memiliki sensitifitas pada perubahan suhu.
Hasil  ukur  sensor  dikirimkan  ke web  local host melalui Ethernet  Shield .  Pembacaan  hasil ukur dan pengontrolan kolam dapat dimonitoring dan  dikontrol  secara  otomatis  menggunakan komputer/laptop.
Perubahan kenaikan suhu Perubahan penurunan Suhu Suhu ( o C) Waktu (detik) Suhu ( o C) Waktu (detik) 24 0 31 0 24,1 264 30,9 18 24,2 528 30,8 36 24,3 792 30,7 54 24,4 1056 30,6 72 24,5 1320 30,5 90 24,6 1584 30,4 108 24,7 1848 30,3 126 24,8 2112 30,2 144 24,9 2376 30,1 162 25 2640 30 180
Pramana, Perancangan Sistem Kontrol dan Monitoring Kualitas Air dan Suhu Air Pada Kolam Budidaya Ikan
Gambar 15 . Tampilan aplikasi monitoring melalui web

## V. K ESIMPULAN
Penelitian yang telah dilakukan  ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Perangkat  sistem  kontrol  serta  monitoring kualitas air dan suhu air kolam budidaya ikan ini  dapat  dioperasikan  dengan  mudah  dan efektif.  Persentase error dari  pembacaan sensor adalah berkisar 2,4% - 3,9%.
2. Aplikasi yang dijalankan melalui web sangat efektif untuk meng-inputkan nilai suhu  yang ingin  ditetapkan  pada  kolam  melalaui komputer/laptop,  dan  pembacaan  nilai-nilai sensor yang terukur dapat dimonitoring.
3. Perangkat  mampu  mengkontrol  perubahan suhu  pada  kolam  budidaya  secara  otomatis, penurunan  suhu  sebesar  0,1 o C  pada  kolam berkapasitas 10 liter membutuhkan waktu 18 detik,  dan  untuk  menurunkan  suhu  sebesar 1 o C  membutuhkan  waktu  180  detik  (3 menit).
4. Untuk menaikan suhu sebesar 0,1 o C dibutuhkan  waktu  264  detik  atau  4,4  menit, dan  untuk  menaikan  suhu  sebesar  1 o C dibutuhkan waktu 2640 detik atau 44 menit.
5. Waktu  untuk  menaikan  suhu  pada air  kolam lebih  lama  dari  pada  menurunkkan  suhu. Waktu  tersebut  dapat  dipersingkat  dengan menggantikan  elemen  pemanas  yang  lebih besar  atau  menambahkan  elemen  pemanas pada kolam pemanas.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Puji  syukur  peneliti  kepada  Allah  SWT  atas Rahmat  dan  Karunia  yang  diberikan  oleh-NYA. Juga  terimakasih  kepada  redaktur,  reviewer  dan
editor  Jurnal  Sustainable  atas  kerja  kerasnya membantu penulis.

## R EFERENSI
[1] N. Ridho., dan R. Pramana, ―Konsep Sistem Penyelamatan  di  Laut  dengan  Pemanfaatan VTS dan Mikrokontroller‖, Jurnal Sustainable ,  Volume  4  No.1,  ISSN  2087- 5347, Mei 2013.
[2] D.S.  Maradong ,  “ Potensi  Besar  Perikanan
Tangkap Indonesia‖, Deputi Bidang Kemaritiman, Sekretariat Kabinet,
http://setkab.go.id, 2016.
[3] Suripin, ― Pelestarian  sumber  daya  tanah  dan air‖, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2002.
[4] A.P.  Simanjuntak.,  R.Pramana.,  dan  D. Nusyirwan,  ―Pengontrol  Suhu  Air  Pada Kolam  Pendederan  Dan  Pembenihan  Ikan Nila  Berbasis  Arduino‖, Jurnal  Sustainable , Volume 4 No.1, Mei 2013, ISSN 2087-5347
[5] S.  Mahfudz,  dan  P.M.  Rahardjo,  ―Pengukur Suhu  dan  pH  Tambak  Air  Terintegrasi dengan  Data  Logger‖, Jurnal  EECCIS ,  Vol. II: hal 22-25, 2008.
[6] S.  Sridharan,  ―Water  Quality  Monitoring System  Using  Wireless  Sensor  Network‖, International Journal  of Advanced  Research in Electronics and Communication
Engineering (IJARECE) , Volume 3,  Issue 4, ISSN: 2278 – 909X, 2014.
[7] T. Yuwono, L. Hakim, I. Ardi, dan T. Umar, ―The  Application  of  Internet  of  Things System  for  Water  Quality  Monitoring‖, Internetworking  Indonesia  Journal ,  Vol.  8, No.1, 2016.
[8] A.  Sabiq  dan  P.  N.  Budisejati,  "Sistem Pemantauan  Kadar  pH,  Suhu  dan  Warna pada  Air  Sungai  Melalui  Web  Berbasis Wireless Sensor Network," Jurnal Teknologi dan  Sistem  Komputer ,  vol.  5,  no.  3,  pp.  94- 100, Jul. 2017.
[9] G.  Imaduddin  dan  A.  Saprizal,  ―otomatisasi monitoring dan pengaturan keasaman larutan dan  suhu  air  kolam  ikan  pada  pembenihan ikan lele‖ Jurnal Sistem Informasi, Teknologi
Informatika dan Komputer Volume 7, Nomor 2 , ISSN 2089-0265,  2017.
[10] E.  Lintang,  Firdaus,  dan  I.  Nurcahyani, ―Sistem  Monitoring  Kualitas  Air  pada
Kolam  Ikan  Berbasis
Wireless  Sensor Network menggunakan Komunikasi Zigbee‖, Prosiding  SNATIF ,  ISBN:  978- 602-1180-50-1, 2017.