## Sejarah Artikel
Diterima Juli 2021 Direvisi September 2021 Diterima Desember 2021 Terbit Online Maret 2022
*Penulis Koresponden:
sentot.novianto@trisakti.ac.id

## PEMBUATAN AERATOR DENGAN MENGGUNAKAN TENAGA SURYA UNTUK PEMELIHARAAN IKAN PADA KOLAM UKURAN KECIL

## AERATOR FABRICATION USING SOLAR POWER FOR FISH FARMING IN A SMALL POND DIMENSION
Sentot Novianto 1* , Supriyadi 1 , Abigunto Amoro Adji 1 , M Faisal A 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Industri, Universitas Trisakti, Jl. Kyai Tapa No.1, Grogol, Jakarta Barat 11440, Indonesia

## Abstrak
Kebutuhan  udara  pada  kolam  pemeliharaan  ikan  sangat  vital  untuk  kelangsungan hidup  ikan  yang  dipelihara.  Beberapa  kolam  yang  dikembangkan  tidak  memiliki suplai udara yang cukup, seperti pemeliharaan ikan di dalam terpal ataupun di dalam akuarium.  Tumbuhnya ikan menyebabkan kebutuhan udara di dalam air meningkat. Solusi untuk menyuplai udara di kolam adalah dengan menggunakan aerator. Aerator yang biasa digunakan pada umumnya menggunakan energi listrik langsung dari PLN atau  berbahan  bakar  diesel.  Penggunaan  energi  tersebut  menimbulkan  biaya  yang cukup besar dan berpengaruh terhadap keuntungan budidaya ikan. Kegiatan PkM ini bertujuan  untuk  membuat  sistem  aerator  sebagai  penyuplai  udara  pada  kolam berdimensi  kecil  dengan  sumber  energi  penggerak  aerator  menggunakan  energi alternatif yaitu surya (panel surya). Metode yang digunakan adalah dengan membuat tracker panel surya untuk mengoptimalkan energi surya yang akan digunakan untuk aerator.  Hasil yang  telah  dicapai  berupa prototype  aerator bertenaga  surya 100 Wp yang dapat dipergunakan untuk mendukung budidaya ikan di lokasi mitra PkM yaitu di Griya Asri, Purwakarta.
Kata kunci:
• Aerator
• Pemeliharaan ikan
• Panel surya
• Tracker
Keywords:
• Aerator
• Fish rearing
• Solar panel
• Tracker

## Abstract
The need for air in fish rearing ponds is vital for the survival of the kept fish. Some developed ponds do not have sufficient air supply, such as raising fish in tarpaulins or aquariums. The growth of fish causes the need for air in the water to increase. The solution to  supply air in the  pool is to  use an  aerator.  Aerators that  are commonly used  generally  use  electricity  directly  from  PLN  or  use  diesel  fuel.  The  use  of  this energy  incurs  considerable  costs  and  affects  the  profits  of  fish  farming.  This  PkM activity aims to make an aerator system a supplier of air in a small-dimensional pool using alternative energy from solar panels as a source of energy to drive the aerator. The  method  used is to  make  a  solar  panel  tracker to optimize solar  energy for the aerator. This activity resulted in a prototype of a 100 Wp solar powered aerator that could support fish farming at PkM partner locations, Griya Asri, Purwakarta.
e-ISSN 2721-0634, Vol. 4 No. 1, halaman 51-56, Maret 2020
DOI: https://doi.org/10.25105/jamin.v4i1.9652

## 1. PENDAHULUAN
Pandemi Covid-19 yang berlangsung saat ini berdampak  kepada  pemutusan  hubungan kerja  maupun  pembatasan  kerja.  Dengan meningkatnya  jumlah  pengangguran  yang ada,  muncul  beberapa  ide  pemberdayaan masyarakat. Salah satunya adalah pemeliha- raan/  budidaya  ikan  pada  kolam  kecil  atau menggunakan  terpal  (Febriani  dan  Witoko, 2018).  Pemeliharaan  ikan  dengan  dimensi kecil/terpal  ini  diharapkan  dapat  menjadi pendorong  untuk  menggerakan  ekonomi masyarakat yang terdampak pandemi Covid- 19. Berbagai macam ikan dapat dibudidaya- kan dengan menggunakan terpal seperti ikan lele, gabus, nila, maupun ikan betok.
Kebutuhan  udara  pada  kolam  pemeli- haraan ikan sangat vital untuk kelangsungan hidup ikan yang dipelihara. Beberapa kolam yang  dikembangkan  tidak  memiliki  suplai udara yang cukup, seperti pemeliharaan ikan di dalam terpal ataupun di dalam akuarium.
Beberapa  permasalahan  yang  muncul dalam  budidaya  ikan  adalah  kelangsungan hidup  ikan  tersebut  manakala  jumlah  ikan bertambah  jumlahnya  atau  ikan  tersebut bertambah  besar.  Kekurangan  udara  dapat menyebabkan  ikan  menjadi  stres,  mudah tertular  penyakit,  pertumbuhan  terhambat dan  bahkan  menyebabkan  kematian  (Fuadi, Sami, Usman, dan Saifuddin, 2020).
Bertambah  atau  membesarnya  ikan menyebabkan kebutuhan udara di dalam air meningkat. Solusi untuk menyuplai udara di kolam adalah dengan menggunakan aerator. Oksigen yang terlarut sangat esensial dalam bagi  pernapasan  dan  merupakan  salah  satu komponen  utama  dalam  metabolisme  ikan (Rusdi  dan  Syaharuddin,  2010).  Aerator yang  biasa  digunakan  pada  umumnya menggunakan  energi  listrik  langsung  dari PLN atau berbahan bakar diesel.
Konsekuensi dari penggunaan energi
tersebut  menimbulkan  biaya  yang  cukup berpengaruh terhadap keuntungan budidaya ikan.
Kegiatan  PkM  ini  membuat  sistem aerator sebagai penyuplai udara pada kolam dengan  dimensi  kecil.  Sumber  energi penggerak  (listrik)  aerator  menggunakan energi  surya  (panel  surya)  yang  diopti- malkan  dengan  menggunakan  pelacak ( tracker ) sinar matahari.
Energi surya adalah energi yang ramah lingkungan dan sangat menjanjikan sebagai energi masa depan. Hal ini dikarenakan tidak adanya  efek  perusakan  lingkungan  selama proses  konversi  energi  (Rahayuningtyas, Kuala,  dan  Apriyanto,  2014;  Ramadhan, Diniardi,  dan  Mukti,  2016).  Keunggulan energi  surya  ini  tersedia  sepanjang  waktu dan  tidak  akan  pernah  habis.  Penerapan PLTS sebagai sumber energi listrik alternatif pada  daerah  terpencil  sangatlah  tepat mengingat  potensi  energi  surya  rata-rata  di Indonesia  cukup  baik,  yakni  sekitar  4,5 kWh/m 2 /hari  yang  dapat  dimanfaatkan secara cuma-cuma. Energi surya sebesar 4,5 kWh/m 2 /hari  ini  setara  dengan  675  Wh (watt-hour) per  hari  yang  dihasilkan  oleh modul  sel  surya  kapasitas  100  Wp (watt peak) dengan  luas  permukaan  1  m 2 ,  dan konversi efisiensi sel 15% (Akhmad, 2005).
Kondisi  pandemi  Covid-19  saat  ini berdampak  kepada  pemutusan  hubungan kerja  disejumlah  wilayah  dan  hal  ini  juga terjadi  dilokasi  mitra  PkM  di  kelurahan Ceseureuh,  Purwakarta.  Kondisi  ini  yang cukup  menyulitkan  ini  melahirkan  usaha mandiri  dari  warga  dengan  melakukan pemeliharaan  ikan  berdimensi  kecil  atau menggunakan  terpal.  Pemilihan  terpal sebagai  kolam  disebabkan  kemudahan dalam  pembuatan  dan  bersifat  mudah dipindah-pindahkan manakala diperlukan.
Jenis  ikan  yang  dipelihara  pada  lokasi mitra  PkM  adalah  ikan  nila,  dimana sebelumnya  pernah  dicoba  menggunakan ikan  lele  sangkuriang.  Namun  dalam pemeliharaan  ikan  lele  cukup  mengalami kendala  seperti  sifat  ikan  lele  yang  kanibal (saling  memakan)  jika  pemberian  umpan
e-ISSN 2721-0634, Vol. 4 No. 1, halaman 51-56, Maret 2020 DOI: https://doi.org/10.25105/jamin.v4i1.9652
yang  sedikit  terhambat.  Di  samping  itu muncul potensi bau yang kurang sedap dari kolam  lele  yang  dipelihara.  Sehingga dilakukan  pergantian  jenis  ikan  yaitu menjadi ikan nila.
Hasil kegiatan PkM ini digunakan oleh mitra  PkM  di  daerah  Purwakarta.  Dimana mitra  PkM  tersebut  mempunyai  kolam pemeliharaan ikan nila berukuran kecil.

## 2. METODE
Penggunaan  aerator  dalam  PkM  ini  meng- gunakan  energi  dari  panel  surya  yang dioptimalkan  dengan  penggunaan tracker atau pelacak cahaya matahari. Metode yang digunakan  dalam  pembuatan tracker /  alat pelacak  cahaya  matahari  hingga  pema- sangannya di lokasi mitra PkM ini meliputi pembuatan  rangka tracker ,  pembuatan sistem  transmisi tracker ,  pembuatan  sistem kendali tracker dan pemasangan unit tracker di lokasi mitra PkM atau di kolam ikan.
Pembuatan  rangka tracker disesuaikan dengan dimensi panel surya 100 Wp (1000 x 670  mm)  dengan  dudukan  berbentuk segitiga.  Baik  rangka  maupun  dudukan menggunakan material baja ringan. Dengan ketebalan 1 mm. Gambar 1 memperlihatkan rangka dan dudukan tracker tersebut.
Gambar 1. Rangka dan dudukan tracker
Pembuatan  sistem  transmisi tracker menggunakan dua buah gear box planetary yang dihubungkan dengan V belt dan pulley . Motor  penggerak  yang  digunakan  dapat berputar  searah  dan  juga  berlawanan  jarum jam  dengan  melakukan  pengaturan  koneksi dengan  kapasitor  motor.  Sistem  transmisi tersebut  dirangkai menggunakan  besi  profil siku  untuk  mendapatkan  ketegaran  struktur rangkanya.  Gambar  2  menunjukkan  sistem transmisi tracker .
Gambar 2. Sistem transmisi tracker
Pembuatan sistem kendali tracker menggunakan  Arduino  Uno  yang  meng- aplikasikan mikro chip ATmega 382 sebagai pengontrol  mikronya  (Badamasi,  2014; Barrett,  2010).  Arduino  Uno  merupakan sistem  terbuka  untuk  merancang  dan pemrograman elekronik yang dapat menerima  dan  mengirimkan  informasi  ke banyak device elektronik. Komponen device yang  diprogram  dan dihubungkan  dengan  Arduino  Uno  adalah motor penggerak tracker, relay, inverter , aki 12 volt 5 Ah, dan charger controller .  Sistem kendali tracker tersebut  ditunjukkan  pada Gambar 3. Tracker merupakan  alat  penggerak yang  dikendalikan  dengan  sistem  kendali (Arduino  Uno). Tracker ini  dimaksudkan untuk  meningkatkan  penyerapan  energi surya yang diterima oleh panel surya (Yandi,
Syafii,  dan  Pulungan,  2017).  Cara  kerja tracker ini  dengan  melakukan  gerakan perubahan  sudut  terima  relatif  panel terhadap posisi matahari.
e-ISSN 2721-0634, Vol. 4 No. 1, halaman 51-56, Maret 2020
DOI: https://doi.org/10.25105/jamin.v4i1.9652
Gambar 3. Sistem kendali tracker
Pemasangan unit tracker di lokasi mitra PkM atau di kolam ikan merupakan tahapan akhir  dari  pelaksanaan  PkM.  Kontribusi warga  mitra  PkM  sangat  membantu  dalam kemudahan  pemasangan  unit tracker panel surya  tersebut.  Instalasi out  put listrik  dari inverter dihubungkan dengan satu buah unit pompa  aerator  yang  digunakan  untuk menyuplai  oksigen  di  dalam  kolam  terpal yang  berisi  ikan.  Di  samping  aerator  juga menggunakan  pompa  untuk  sirkulasi  air yang berfungsi untuk mengolah air sebelumnya.
Pada  saat  pemasangan  di  lokasi  mitra PkM  dilakukan  pula  pelatihan/  penjelasan terkait  bagaimana  cara  kerja  alat  dan bagaimana melakukan perawatan dan perbaikan jika mengalami masalah pada alat tersebut.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Pelaksanaan program PkM untuk pemasangan prototype (Gambar 4) di lokasi mitra dilakukan pada hari Minggu, 5 – 6 Juni 2021.  Dalam  pemasangan  tersebut  dihadiri oleh  ketua  Rukun  Warga,  ketua  Rukun Tangga  dan  warga  pembudidaya  ikan  di Ciseureuh, Purwakarta. Pada tanggal 5 Juni 2021  dilakukan  penentuan  posisi  alat  yang terdekat dengan kolam ikan. Berikut tahapan
pemasangan prototype : 1. Pemasangan  rangka tracker dan  sistem kendali tracker . 2. Membuat instalasi kabel listrik penghubung  antara  alat  dengan  pompa aerator  yang  berada  di  dalam  kolam (Gambar 5).
3. Pengujian prototype pada  siang  hari untuk mengetahui kerja alat.
Hasil  dari  penggunaan tracker untuk panel  surya  pada  PkM  ini  adalah  sebagai berikut:
1. Panel surya yang digunakan berdaya 100 Wp.
2. Sudut  perubahan  arah tracker memiliki empat buah sudut, yaitu minus 60 o , minus 20 o , 20 o dan 60 o . 3. Penggunaan  energi  untuk  aerator  masih didampingi  oleh  energi  dari  listrik  PLN dikarenakan kapasitas penyimpanan energi  ( accu )  dari  solar  panel  yang digunakan relatif kecil (12 Volt 5 Ah).
e-ISSN 2721-0634, Vol. 4 No. 1, halaman 51-56, Maret 2020 DOI: https://doi.org/10.25105/jamin.v4i1.9652

## Gambar 5. Pemasangan instalasi kabel listrik
Mekanisme  gerak  putaran tracker dikendalikan  oleh  mikro  kontrol  Arduino Uno  dengan  pengaturan  waktu  gerak  pada motor yang digunakan. Kondisi awal tracker mempunyai  posisi  sudut  minus  60 o pada pukul  08.00.  Kemudian tracker akan bergerak  sampai  minus  20 o pada  pukul 10.00.  Gerak  berikutnya  terjadi  pada  pukul 14.00  dimana tracker akan  berada  pada posisi  20 o .  Posisi  terakhir  akan  terjadi  pada pukul  16.00  dimana tracker berada  pada posisi 60 o . Pergerakkan terakhir terjadi pada
pukul  18.00  dimana tracker kembali berputar  berlawanan  arah  dari  gerak sebelumnya  hingga  mencapai  sudut  minus 60 o ( tracker kembali  ke  posisi  semula).
Gambar  6  mengilustrasikan  pergerakkan
tracker panel surya.
Gambar 6. Pergerakkan tracker panel surya
Gambar 7 memperlihatkan pemasangan prototype panel  surya  bersama  mitra  PkM dan warga di sekitar lokasi.
Gambar 7. Pemasangan prototype panel surya dengan tracker untuk aerator penyuplai udara di lokasi mitra PkM (kelurahan Ciseureuh, Purwakarta)
4. KESIMPULAN
Kegiatan  Pengabdian  kepada  Masyarakat pada tahun 2021 ini telah sukses dilaksanakan  hingga  pemasangan prototype tracker penel  surya  untuk  daya  aerator
penyuplai  udara  di  lokasi  mitra  PkM  di kelurahan  Ciseureuh  Purwakarta.  Antusias dari  pemilik  kolam  berdimensi  kecil/  terpal sangat  tinggi,  begitu  juga  dengan  warga  di sekitarnya.  Hal  ini  dikarenakan  alat  bantu
e-ISSN 2721-0634, Vol. 4 No. 1, halaman 51-56, Maret 2020 DOI: https://doi.org/10.25105/jamin.v4i1.9652
panel surya tersebut dapat mengurang beban konsumsi energi listrik yang harus dibayarkan ke PLN.
Masyarakat  di  lingkungan  sekitar sangat  mendukung  dan  ikut  berpartisipasi dalam  pemanfaatan  panel  surya  untuk peningkatan  kesejahteraan  pembudidaya ikan,  di  samping  itu  masyarakat  dapat memanfaatkan  kelebihan  energi  matahari yang  diserap  untuk  penerangan  di  dekat lokasi PkM.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  ditujukan  kepada Fakultas  Teknologi  Industri  Universitas Trisakti yang telah membiayai dan mendukung  kegiatan  Pengabdian  kepada Masyarakat  tahun  2021  serta  kepada segenap  tim  PkM  dan  mitra  yang  telah bekerja sama menyukseskan program PkM.

## Referensi
Akhmad,  Kholid.  (2005).  Pembangkit Listrik Tenaga Surya dan Penerapannya Untuk  Daerah  Terpencil. Dinamika Rekayasa, 1 (1), 29-33. Badamasi,  Yusuf  Abdullahi.  (2014). The working principle of an Arduino. Paper presented at the 2014 11th international conference  on  electronics,  computer and computation (ICECCO).
Barrett, Steven F. (2010). Arduino Microcontroller: Processing for Everyone!  Part  II. Synthesis  Lectures on Digital Circuits & Systems, 5 (1), 1- 244. Febriani,  Dian,  &  Witoko,  Pindo.  (2018). Bimbingan  Teknis  Pembuatan  Kolam Terpal  Untuk  Budidaya  Ikan  Di  Desa Margajaya  Kecamatan  Metro  Kibang Kabupaten  Lampung  Timur. Paper presented  at  the  Prosiding  Seminar Nasional Penerapan IPTEKS. Fuadi,  Anwar,  Sami,  Muhammad,  Usman,
Usman, & Saifuddin, Saifuddin.
(2020). Teknologi Tepat Guna Budidaya  Ikan  Lele  Dalam  Kolam Terpal  Metode  Bioflok  Dilengakapi
Aerasi  Nano  Buble  Oksigen. Jurnal Vokasi, 4 (1), 39-45.
Rahayuningtyas,  Ari,  Kuala,  Seri  Intan,  & Apriyanto,  Ign  Fajar.  (2014).  Studi Perencanaan Sistem Pembangkit Listrik
Tenaga  Surya  (Plts)  Skala  Rumah Sederhana Di Daerah Pedesaan Sebagai Pembangkit  Listrik  Alternatif  Untuk Mendukung Program Ramah Lingkungan  Dan  Energi  Terbarukan. Prosiding  SNaPP:  Sains,  Teknologi, 4 (1), 223-230.
Ramadhan,  Anwar  Ilmar,  Diniardi,  Ery,  & Mukti,  Sony  Hari.  (2016).  Analisis desain sistem pembangkit listrik tenaga surya  kapasitas  50  WP. Jurnal Teknik, 37 (2), 59-63.
Rusdi, Nur, & Syaharuddin, Rasyid. (2010).
Pengembangan  dan  Sosialisasi  Mesin Penebar  Pakan  Ikan  Terpadu  dengan Aerator  Jenis  Kincir  Air  Pada  Petani Tambak. Jurnal Teknik Mesin SINERGI, 8 (1), 31-43. Yandi,  Welly,  Syafii,  Syafii,  &  Pulungan, Ali Basrah. (2017). Tracker Tiga Posisi Panel Surya untuk Peningkatan Konversi  Energi  dengan  Catu  Daya Rendah. Jurnal Nasional Teknik Elektro, 6 (3), 159-167.