## GO INFOTECH: JURNAL ILMIAH STMIK AUB
Vol.26 No.2, December 2020 ISSN (p): 1693-590x,  ISSN (e): 2686-4711
DOI: 10.36309/goi.v26i2.137  201

## Sistem Buka Tutup Saluran  Air Otomatis  Berbabis Arduino  Uno CH340
Dhantel Rhesa Prawe da* 1 , Dwiyanto 2 , Rulli Komaria Pujiana 3 1,3 Program Studi  Sistem Komputer, STMIK AUB, Surakarta, Indonesia
2 Program Studi  Teknik Elektro, Akademi Teknologi  AUB, Surakarta, Indonesia e-mail: * 1 dhantel@stmik-aub.ac.id , 3 rullikp@gmail.com

## Abstrak
Akuarium sudah dikenal oleh masyarakat umum sebagai tempat untuk memelihara ikan hias. Namun seringkali ikan hias yang dipelihara mudah mati akib at k es alah an d a lam c a ra pengurasan air akuarium. Olehnya penting dibuatkan sistem kontrol untuk mengatur s irk u lasi air. Oleh karena itu dibuatlah sebuah skripsi yang berjudul “Sistem Buk a Tu tu p S alu ra n Air Otomatis pada Akuarium Berbasis Arduino Uno CH340”.
Dimana tujuan penelitian ini menciptakan alat pada akuarium yaitu sistem kontrol buka tutup  saluran  air  otomatis  agar  mempercepat  saat mengganti air yang baru tanpa perlu memindahkan ikan hias.  Sistem dibuat secara otomatis untuk  menguras air dan k emudian mengisi air kembali secara efektif pada akuarium sesuai air yang dibutuhkan. Ala t in i terd iri dari sistem saluran air otomatis dibuat dengan menggunakan board development Arduino U no CH340 dan saat mengatur aliran air pada saat pengurasan kolam pengurasa n me n g gun aka n pompa air akuarium A1 DC, kemudian saat mengisi air menggun akan s o lenoid  v alve u n tuk mengisi air kembali.
Pada hasil pengujian maka valve solenoid akan terb uka  u ntuk me ma sukkan a ir k e akuarium. Pada saat itu juga sensor HC-SR04 membaca ketinggian air. Ketika ketin ggia n a ir adalah 13 cm, maka sensor HC-SR04 kembali mengirimkan sinyal pada Arduino Uno  CH340 . Dan arduino memerintahkan solenoid valve untuk berhenti.
Kata kunci — Arduino Uno CH340, Akuarium, Solenoid Valve, Sensor HC-SR0.

## Abstract
The aquarium is known by the general public as a place for raising o rname n tal f ish. But often ornamental fish are susceptible to death because of e rrors in  th e a qu arium w a ter filtration  system.  This  is  a  really  important  way  for  a  control  system  to  regulate  water circulation.  And so a was made, called The Pre-Automated Water-Duct System on Arduino Arduino CH340. Where the purpose of this research was to create this aquarium apparatus, the control system, unlocks  automated sewer caps,  to  accelerate  when replacing fresh water, without remove ornamental  fish. Systems were made automatically to drain water and then replenish water effectively in the aquarium as needed water. And this device is a n  a uto ma ted drainage system made using a board development arduino uno CH340 And when regulating the flow of water at the filling of the pools using an A1 DC aquatic p ump , th en wh en f illing  th e water with a solenoid valve to replenish the water. At the test result then the valve solenoid will be open to get water in the aquarium. At this very moment, sensors HC-SR04  r ead th e wa ter level. When water level is 13 centimeters, the HC-SR04 sensor is re-emitting signal to  a rdu ino uno CH340. And arduino ordered the solenoid valve to stop.
Keywords— Arduino Uno Ch340, Aquarium, Solenoid Valve, HC-SR04 Sensor.

## 1. PENDAHULUAN
Kehadiran  ikan hias di dalam rumah dapat  memberikan berbagai manfaat bagi manusia yaitu  turut  memberikan  nuansa  damai,  rileks,  dan  menyenangkan.  Aktivitas  manusia  yang begitu padat  bahkan seringkali dilanda  stres akibat terpaan berbagai macam urusan dapat terurai dengan  melihat  gerak-gerik  ikan  di  dalam  akuarium  atau  kolam.  Beberapa orang yang tertarik untuk  memelihara  ikan  hias,  namun  seringkali  malas  karena  ikan  hias  yang  dipelihara  dalam akuarium  atau  kolam  mudah  mati.  Ikan  hias  di  dalam  akuarium  atau  kolam  tidak  akan  mati tanpa sebab. Salah satu penyebab ikan mati adalah kesalahan dalam cara pemeliharaannya.
Proses  penggantian air juga  berpengruh pada  saat mengganti air, ikan harus dipindahkan ke  wadah  lain,  sampai  proses  pengisian  air  kembali.  Setelah  selesai  penggantian  air,  ikan dipindakan  lagi  ke  akuarium.  Oleh  karena  itu  banyak  ikan  yang  mati  karena  stress  pada  saat perpindahan wadah.
Berdasarkan penjelasan di atas, diperlukan adanya  sistem kontrol buka tutup saluran air otomatis  agar  mempermudah  saat  mengganti  air  tanpa  perlu  memindahkan  ikan  hias.  Sistem dibuat  secara  otomatis  untuk  menguras  air  dan  kemudian  mengisi  air  kembali  secara  efektif pada  akuarium sesuai kebutuhan. Sistem saluran air otomatis dibuat dengan menggunakan board development  Arduino  Uno  CH340,  sedangkan  untuk  mengatur aliran air pada  saat  pengurasan kolam digunakan  pompa air DC, kemudian saat mengisi  air menggunakan solenoid  valve.

## 2. METODE PENELITIAN
Metodologi  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  dimulai  dari  studi  literatur.  Sumber studi  literatur  berupa  buku,  jurnal  ilmiah, serta  berbagai sumber internet yang berkaitan dengan penelitian  yang  akan  dilakukan.  Kemudian  dilakukan  analisa  terhadap  kebutuhan  sistem,  baik itu  perangkat  keras  maupun  perangkat  lunak.  Dari  hasil  analisa  tersebut,  dilakukan  proses perancangan sistem.
Tahap  selanjutnya  adalah  implementasi  berdasarkan  perancangan.  Lalu  dilakukan pengintegrasian,  dimana  dilakukan  penggabungan  sistem  perangkat  keras  maupun  perangkat lunak.  Kemudian  dilakukan  pengujian  terhadap  sistem  yang  sudah  direalisasikan  dalam  bentuk nyata.  Pengujian  dilakukan  untuk  mengetahui  apakah  sistem  yang  dirancang  sudah  sesuai dengan harapan. Hasil dari pengujian  selanjutnya  akan dianalisis.

## 2.1 Wawancara
Salah  satu  metode  pengumpulan  data  adalah  dengan  jalan  wawancara,  yaitu mendapatkan informasi dengan cara  bertanya  langsung kepada  Arif selaku pemelihara ikan hias di akuarium di tengah jadwal kegiatan sehari-hari mereka. Hasil dari wawancara tersebut dapat disimpulkan  bahwa  kegiatan  pemeliharaan  ikan  hias  pada  saat  penggantian  air  harus memindahkan  ikan  hias  dari  akuarium  ke  wadah  lain  sehingga  membuat  ikan  mudah  stress. Dengan demikian  dapat menetukan solusi  yang tepat atas permasalahan yang ada.

## 2.2 Observasi
Observasi  dan  mengumpulkan  data  dengan  mengamati secara  langsung tentang proses pada  saat  penggantian  air  mulai  dari  pompa  air,  valve  solenoid,  dan  sensor  ketinggian,  serta masalah yang akan ditimbulkan  dari kondisi  atau sistem yang sedang berjalan.

## 2.3 Studi Pustaka
Cara yang dipakai untuk menghimpun data-data atau sumber-sumber yang berhubungan dengan  topik  yang  diangkat dalam penelitian. Yaitu dengan membaca  buku-buku literatur, buku skripsi  “Sistem  akuarium  otomatis”,  materi  kuliah  maupun  sumber  lainnya  seperti  buku pemeliharaan  ikan  hias,  buku-buku  lainnya  yang  berhubungan  dengan  masalah  yang  dibahas dan  artikel-artikel  yang  didapat  dari  internet  serta  jurnal  untuk  memperkuat  data-data  dan masalah yang dihadapi.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Perancangan Alat dan Sistem
Perancangan  alat  ini  dibagi  menjadi  tiga  tahap,  yaitu  perancangan  mekanik, perancangan elektronik,  dan prinsip  kerja program.

## 3.1.1 Perancangan Sistem Mekanik
Perancangan  sistem  mekanik  dilakukan  dengan  menyiapkan  wadah  yang  nantinya digunakan  untuk  membuat  kolam  ikan.  Pada  wadah  Gambar  1,  dilubangi  bagian  samping  dan belakang untuk keluar masuknya air.
Gambar 1. Rancang Bangun Black Box
Black  box  digunakan  sebagai  chasing  alat  yang  telah  dibuat  (rangkaian  Arduino),  yang berukuran panjang 18 cm, lebar 11 cm dan tinggi  6 cm seperti Gambar 2.
Gambar 2. Rancang Bangun Akuarium
Akuarium  yang  dirancang  memiliki  dua  buah  ruang.  Akuarium  dibuat  dengan  menggunakan akrilik  bening.  Pada  masing-masing  ruang,  terdapat  satu  lubang  yang  terletak  di  belakang sebagai tempat  masukknya air setelah air habis.  Dengan ukuran akuarium panjang 30 cm, lebar 20 cm, dan tinggi  17 cm.

## 3.1.2 Perancangan Sistem Elektronik
Sistem  elektronik  yang  dirancang  pada  alat  ini  memiliki  tiga  bagian  pokok  yaitu rangkaian kontrol,  rangkaian sensor dan rangkaian Keseluruhan.
3.1.3 Rangkaian Kontrol
Gambar 3. Rangkaian Input Kontroller
Terlihat pada  rangkaian Gambar 3, terdapat tiga buah tombol push button serta satu buah toggle  switch. Toggle  switch ini  berfungsi  untuk  merubah  mode  alat  menjadi  otomatis  dan manual.  Sedangkan  ketiga  tombol  tersebut  berfungsi  sebagai  tombol buka  valve atas  dan buka valve  bawah  (untuk  kondisi  manual)  serta  eksekusi  perintah  jalankan  mode  otomatis,  dimana nantinya  pada  mode  otomatis  ini  akan  diperlukan  bantuan  sensor  ultrasonik  HC-SR04  untuk mendeteksi ketinggian  air.

## 3.1.4 Rangkaian Sensor HC-SR04
Gambar 4 Rangkaian sensor Ultrasonik HC-SR04 Rangkaian  Gambar  4  merupakan  rangkaian  sensor,  pada  gambar  terlihat  ada  dua  buah sensor  untuk  masing-masing chamber kolam  (terdapat  dua  ruang  kolam).  Sensor  Ultrasonik
HC-SR04 memiliki 4 buah kaki, yaitu kaki VCC, kaki trigger , kaki echo, dan kaki ground. Kaki vcc  sensor  ini  ditandai  dengan  kabel  warna  merah,  kaki trigger  dan kaki echo ditandai dengan kabel warna kuning,  sedangkan kaki ground ditandai  dengan kabel warna hitam.
Echo dan trigger  dari masing-masing sensor dimasukkan ke pin 8, 9, 10, dan 11 Arduino. Sedangkan  VCC  masuk  ke  5V  dan  ground  dari  sensor  ini  masuk  ke  ground  Arduino  dimana terdapat  ground  universal.  Sensor  ini  memiliki  prinsip  dimana  trigger  dari sensor mengeluarkan sebuah  suara  dengan  frekuensi  tertentu,  suara  tersebut  akan  memantul  dan  kembali  lagi  ke sensor  dan  ditangkap  oleh echo .  Perbedaan  antara  suara  yang  dikeluarkan  dan  suara  yang ditangkap  ini  nantinya  akan dirubah  menjadi  bentuk jarak.

## 3.2 Perancangan Komponen Keseluruhan
Gambar 5 Perancangan Komponen Keseluruhan
Gambar  5  menunjukan  gambar  perancangan  komponen  secara  keseluruhan  dimana didalam rangkaian telah terdapat arduino uno R3, sensor HC-SR04, toggle switch, push button, pompa air DC.

## 3.3 Diagram Prinsip Kerja Alat
Secara keseluruhann, prinsip  kerja alat yang dirancang seperti Gambar 6 sebagai berikut.
Gambar 6. Diagram Blok Prinsip Kerja Alat
Alat  yang  dirancang  mendapatkan  tenganan  AC  dan  dirubah  menjadi  DC  dengan menggunakan  adaptor.  Alat  ini  memiliki  input  3  tombol  dan  1  buah toogle  switch agar  dapat diganti mode  oleh pengguna, yaitu mode  otomatis  dan mode manual. Serta menggunakan sensor HC-SR04  sebagai  input  sensor  untuk  membaca  ketinggian  air.  Lalu  semua  data  pada  input dibaca oleh Arduino Uno CH340 dan diteruskan ke output .

## 3.2 Pembahasan
Pengujian  sistem  mekanik dilakukan dengan memberikan air pada akuarium dan mencari kebocoran pada alat tersebut.
Gambar 7 Pengujian Kebocoran Akuarium Pengujian  selanjutnya  yang  dilakukan  adalah  pengujian  elektronik  dimana  masing- masing  dari  komponen  yang  digunakan  diuji  tegangannya.  Pengujian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  nilai  tegangan  yang  dibutuhkan  pada  masing-masing  komponen  serta  mengetahui noise pada rangkaian. Hasil pengujian  tegangan pada rangkaian ditujukan  pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil Pengujian Tegangan Rangkaian
No Nama Komponen Te gangan (volt) 1 Arduino  Uno 4,88 2 Adaptor DC 12 3 Sensor US HC-SR04 4,98 4 Relay ON 12 5 Relay OFF 0 6 Transistor 5 7 Solenoid  Valve (Tegangan AC) 220
Berikutnya  adalah  pengujian  sistem  minimum  berfungsi  untuk  mengetahui  keberhasilan alat  yang dirancang dalam melakukan fungsi-fungsinya,  seperti:
1. Pengujian sensor
2. Pengujian saklar toogle
3. Pengujian push button
4. Pengujian solenoid  valve
Pengujian  ini  dilakukan  dengan  memasukkan  input  dan  membuka  serial  monitor  pada arduino.  Pada  serial  monitor  arduino  akan  diketahui  nilai  jarak  dari  sensor  jarak  dimana  jarak diukur  secara real dan dibandingkan  dengan nilai  yang muncul  pada serial monitor.
Tabel 2 Hasil pengukuran dari sensor jarak. No Pengujian re al (cm) Pengukuran sensor (cm) 1 4 3 2 5 5 3 7 6 4 8 6 5 9 9 6 10 9 7 11 10 8 12 11 9 13 13 10 15 15
Saat  pengujian  dapat  terjadi noise ,  dari  pengujian  antara  lima  kali  terdapat  satu  kali noise.  Noise  adalah  sinyal-sinyal  yang  tidak  diinginkan  yang  selalu  ada  dalam  suatu  sistem transmisi.  Noise  ini  akan  mengganggu  kualitas  dari  sinyal  terima  yang diinginkan dan akhirnya menggangu proses penerimaan dan pengiriman  data.
Pengujian  selanjutnya  adalah  menguji  input  yang  berupa  tiga  buah  push  button  dan sebuah toogle  switch .  Pada  pengujian  ini dilakukan pemencetan tombol dan melihat data yang dihasilkan  pada  serial  monitor  Arduino  Uno.  Pada  pengujian  ini  dihasilkan  data  seperti  pada Tabel 3.
Tabel 3 Hasil dari Push button  input No Kondisi Hasil 1 Button 1 ditekan LOW 2 Button 2 ditekan LOW 3 Button 3 ditekan LOW 4 Button 1 tidak ditekan HIGH 5 Button 1 tidak ditekan HIGH 6 Button 3 tidak ditekan HIGH 7 Toggle  Switch kearah kanan HIGH 8 Toggle  Switch kearah kiri LOW
Pengujian solenoid  dilakukan  dengan membaca nilai  yang dihasilkan  oleh relay.
Pengujian  terakhir  adalah  pengujian  keseluruhan  sistem.  Setelah  masing-masing  dari sistem  dan  komponen  diuji  maka  dilakukan  pengujian  secara  keseluruhan.  Pengujian  ini  terdiri dari pengujian  secara manual dan pengujian  secara otomatis seperti Gambar 8.
Gambar 8 Alat Keseluruhan
Dari  implementasi  pengujian  alat  dan  cara  penggunaan  alat  ini terbukti bahwa alat  telah dapat  digunakan  dengan  cara  yang  sudah  di  tentukan  serta  alat  dapat  berjalan  sesuai  dengan perancangan  yang  telah  dilakukan.  Dalam  proses  penggunaan  alat  ini  memiliki  prinsip  kerja yaitu :
1. Alat  menggunakan  Arduino  Uno  CH340  sebagai  main  proseseor  nya.  Pada  alat  ini terdapat  tiga  buah  tombol  dan  satu  buah  toogle  switch. Saklar  toogle  ini berfungsi untuk mengganti  mode  dari alat  yang dirancang, terdapat dua  mode  yaitu otomatis  dan manual. Pada  mode  otomatis,  alat  dapat  menguras air pada  aquarium sendiri tanpa  bantuan user. Pada  mode  manual,  user  harus  melakukan  usaha  untuk  menguras  air  pada  akuarium. Prinsip  pengurasan  air  pada  aquarium  ini  terjadi  dengan  cara  mengeluarkan air pada  air aquarium  dan  memasukkan  air  dengan  menggunakan  valve  solenoid  yang  dikontrol dengan menggunakan Arduino  Uno CH340.
2. Pada  alat  ini  juga  menggunakan  sensor  ultrasonik  seri  HC-SR04,  sensor  ini  berfungsi untuk  membaca  ketinggian  pada  alat.  Sensor  ini  hanya  akan  berfungsi  pada  mode otomatis,  pada  mode  otomatis, ketika tombol pengurasan ditekan, maka  pompa air keluar akan  aktif  dan  mengeluarkan  air  pada  aquarium,  pada  saat  itu  juga  sensor  ultrasonik bekerja  membaca  ketinggian  pada  aquarium.  Ketika  ketinggian  air  pada  akuarium menacapai  3  cm,  sensor  ultranosik  mengirimkan  sinyal  pada  Arduino  Uno  CH340  dan Arduino  Uno  CH340  memerintahkan  pompa  air  untuk  berhenti  mengeluarkan  air. Selanjutnya  valve  solenoid  akan  terbuka  untuk  memasukkan  air ke akuarium.  Pada  saat itu  juga  sensor  ultra  sonik  membaca  ketinggian  air.  Ketika  ketinggian  air  adalah 13 cm, maka  sensor  ultrasonik  kembali  mengirimkan  sinyal  pada  Arduino  Uno  CH340.  Dan arduino memerintahkan valve solenoid  untuk berhenti.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  perancangan  dan  implementasi  sistem  buka  tutup  saluran  air  pada akuarium  dengan  menggunakan  board  development  Arduino  Uno  CH340,  proses  untuk  dapat mengeluarkan air pada  aquarium dengan menggunakan pompa air A1 DC  dan memasukkan air dengan  menggunakan  solenoid  valve  yang  dikontrol  dengan  menggunakan  Arduino  Uno CH340.
Sistem  kontrol  buka  tutup  saluran  air  otomatis  yang  dibuat  dapat  mempermudah pengguna  saat  mengganti  air  yang  baru  tanpa  perlu  memindahkan  ikan  hias.  Sistem  dibuat secara  otomatis  untuk  menguras  air  dan  kemudian  mengisi  air  kembali  secara  efektif  pada akuarium sesuai air yang dibutuhkan.
Dapat  memilih  mode  alat,  otomatis  atau  manual  dengan  menggunakan  saklar  toogle. Apabila  memilih  otomatis,  saklar  toggle  diarahkan  ke  kiri  dengan  tombol  warna  biru.  Apabila saklar toogle  diarahkan kekanan, maka alat akan berubah ke mode manual.
Terdapat sensor ultrasonic  seri HC-SR04, sensor ini berfungsi untuk membaca ketinggian air pada  akuarium.  Sensor ini hanya akan berfungsi pada mode otomatis, jarak maksimal deteksi air 3cm sampai 13 cm.

## 5. SARAN
Saluran  air  otomatis  pada  akuarium  jauh  dari dari kesempurnaan dan untuk memberikan kesempurnaan maka perlu adanya pengembangan lebih  lanjut,  antara lain :
1. Untuk  pengembangan  lebih  lanjut,  dapat  digunakan  jenis  mikrokontroler  lain  untuk pembuatan  saluran  air  otomatis  pada  akuarium  dengan  spesifikasi  yang  lebih  cangggih dan menambah jenis  sensor kekeruhan air.
2. Menambahkan  sistem  pergantian  air  otomatis  pada  akuarium  secara  bergantian  dari kolam satu dengan kolam yang lain  pada waktu bersamaan.
3. Untuk lebih  efisien,  dapat menggunakan sensor jenis  lain agar lebih  aman jika terkena air.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Abdi,  Husnul.  2019.  Macam-macam  Ikan  Hias  Akuarium  yang  Populer,  Mudah Dipelihara.  Diakses pada tanggal 2 November 2019.
[2] Andre. 2018.  Tutorial  Belajar C Part 1: Pengertian Bahasa Pemrograman C.
[3] Arifin,  Jaenal.  2017.  Prototipe  Pendingin  Perangkat  Telekomunikasi  Sumber  Arus  Dc Menggunakan Smartphone. ISSN 2579-972X
[4] Djukarna. 2019. Praktikum Membuat Adaptor. Diakses pada April  2019
[5] Fitrayu  Ulya,  Anida.  2016.  Rancang  Bangun  Alat  Pengisian  Air  Otomatis  Berbasis Mikrokontroller  AT89S51.
[6] Gumilang  Putra,  Agung.  2019.  Realisasi  Sistem  Kendali  Akuarium  Otomatis  pada Pemeliharaan Ikan Hias Air Tawar. Universitas Telkom.  ISSN : 2355-9365.
[7] Jogiyanto.  2005.    Analisis  dan  Desain Sistem Informasi.  Pendekatan Terstruktur Teori dan Praktek Aplikasi  Bisnis.  Yogyakarta : Andi Offset.
[8] Junaidi.  2018.  Project  Sistem  Kendali  Elektronik  Berbasis  Arduino.  Bandar  Lampung: Aurora.
[9] Kho, Dickson. 2019.  Jenis-jenis  Saklar (Switch) dalam Rangkaian Elektronika.
[10] Risal,  Muhammad.  2017.  Sistem  Kontrol  Sirkulasi  Air  dan  Pemberian  Pakan  pada Akurium  Ikan Hias. STMIK Handayani Makasar.
[11] Santoso, Hari. 2015. Cara Kerja Sensor Ultrasonik,  Rangkain dan Aplikasinya.
[12] Satyani,  Darti.  2012.  Penggunaan  Berbagai  Wadah  Untuk  Pembudidayaan  Ikan  Hias Air Tawar. Vol. 7
[13] Sulbiyah  Kurniasih,  Siti.  2016.  Rancang  Bangun  Alat  Pengisi  Air  Otomatis  Berbasis Mikrokontroler.  ISSN : 2338-493x.
[14] Suprianto.  2015.  Pengertian Push Button Switch (Saklar  Tombol Tekan). Diakses pada tanggal 30 Oktober 2015
[15] Triady, Rocky. 2105.  Prototipe Sistem Keran Air Otomatis  Berbasis  Sensor Flowmeter Pada Gedung Bertingkat. ISSN 2338-493x
[16] Riska,  Aditya.  2016.  Mengenal  Arduino  Software  (IDE).  Diakses  pada  tanggal  16 Maret 2016]