## SISTEM PEMANTAUAN DAN PENGENDALIAN PH AIR BERBASIS IoT MENGGUNAKAN PLATFORM ARDUINO
Muslim Hidayat 1) , Nahar Mardiyantoro 2)
1) D3 Manajemen Informatika, Fastikom, UNSIQ
2) S1 Teknik Informatika, Fastikom, UNSIQ
1) Email : muslim_h@unsiq.ac.id 2) Email: mardziyant@gmail.com

## INFO ARTIKEL

## ABSTRAK
Riwayat Artikel : Diterima : 11 Desember 2019 Disetujui : 8 Januari 2020 Air  yang  berkualitas  merupakan  faktor  yang  sangat  penting  dalam kehidupan.  Kualitas  air  dapat  diidentifikasi  melalui  derajat keasamanya  (pH).  Menjaga  air  agar  terjaga  kualitasnya  merupakan pekerjaan yang dapat menyita banyak waktu dan tenaga. Penelitian ini bertujuan  untuk  membangun  system  yang  dapat  digunakan  untuk memantau dan mengendalikan pH air secara otomatis berbasis Internet of  Things(IoT)  menggunakan  aplikasi  telegram  dan  arduino.  Fuzzy tsukamoto  merupakan  metode  yang  digunakan  untuk  menentukan rentang  nilai  pH.  Pengujian  system  dilakukan  dengan  ujicoba perangkat  keras  serta  bot  telegram  yang  telah  diintegrasikan.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  pengendalian  dan  monitoring  dapat dilakukan  dengan  alat  bantu  berbasis  IoT  menggunakan  platform arduino.  Sistem  pengendali  dapat  memproses  inputan  dari  sensor  pH yang diolah oleh arduino kemudian informasi kondisi pH air di kirim ke user melalui aplikasi telegram dengan jaringan internet. Sensor pH air dapat memberikan data ke arduino dan diproses untuk menggerakkan pipa  penambah  asam  atau  basa  pada  air.  Informasi  nilai  pH  juga berhasil terkirim ke user melalui Bot Telegram dengan waktu 30 sampai 60 detik.
Kata Kunci :
Arduino, pH air , Internet of Thing.

## ARTICLE INFO

## ABSTRACT
Article History : Received : December 11, 2019 Accepted : January 8, 2020 Quality  water  is  a  very  important factor  in  life. Water  quality  can  be identified through the degree of acidity (pH). Maintaining water quality is a job that can take up a lot of time and energy. This research aims to build  a  system  that  can  be  used  to  monitor  and  control  water  pH automatically  based  on  Internet  of  Things  (IoT)  using  telegram  and arduino  applications. Fuzzy tsukamoto is a method used to  determine the range of pH values. System testing is done by testing hardware and telegram bot that has been integrated. The results showed that control and  monitoring  can  be  done  with  IoT-based  tools  using  the  Arduino platform. The control system can process the input from the pH sensor that is processed by Arduino then the water pH condition information is sent to the user via the telegram application with the internet network. Water  pH  sensors  can  provide  data  to  Arduino  and  are  processed  to move  acid  or  base  enhancing  pipes  in  water.  Information  on  the  pH value has also been successfully sent to the user via Telegram Bot with a time of 30 to 60 seconds.
Key words : Arduino, pH air, Internet of Things

## 1. PENDAHULUAN
Teknologi saat ini telah menjadi bagian dari kehidupan  manusia  yang  dugunakan  untuk memudahkan  tugas  sehari-hari.  Internet  of Things  (IoT)  telah  didukung  oleh  teknologi pertukaran  informasi  baru,  yang  menyediakan tidak  hanya  komunikasi People-To-Machine tetapi juga Machine-To-Machine (M2M) (Murthy, 2017).
IoT bertanggung  jawab  atas  request informasi  dan  /  atau  menjalankan  perintah  dari jarak  jauh  melalui  perangkat  keras  dengan berbagai fitur dan tujuan.
Banyaknya jumlah air di berbagai daerah di Indonesia  menjadi  daya  tarik  warga  Indonesia untuk  berkecimpung  usaha  di  bidang  yang memanfaatkan air. Usaha yang berhubungan air dapat  berupa  budidaya  ikan,  pertanian  dengan media tanah ataupun secara hidroponik.
Pelaku usaha kadang menemui kendala atau masalah  tidak  maksimalnya  hasil  usaha  yang dikarenakan  tidak  memperhatikan  faktor-faktor hasil,  seperti  kualitas  air  yang  digunakan. Kualitas  air  dapat  ditandai  dengan  derajat keasaman air atau pH air (Prakoso, 2018).
Derajat  keasaman  air  memberikan  tanda aktifitas  ion  hidrogen  di  dalam  air.  Semakin tinggi  tingkat  konsentrasi  ion  h+,  maka  air semakin  asam,  ditandai  dengan  nilai  pH  <  7. Semakin tinggi tingkat konsentrasi ion oh-, maka air semakin basa, ditandai dengan nilai pH > 7. Untuk Air murni (netral) ditunjukkan dengan PH = 7 (Ardian K, 2012).
Pelaku  usaha  di  bidang  air  seharusnya mengetahui derajat keasaman air (pH) yang baik untuk kenutuhan usahanya. Derajat keasaman air dapat  diketahui  dengan  berbagai  cara,  salah satunya  adalah  dengan  sensor  pH  air  secara elektronik.
Pembacaan  derajat  keasaman  air  dapat dilalukan  dengan  sistem  yang  memanfaatkan sensor  pH  air,  seperti  yang  pernah  dilakukan oleh  Flores  dkk(2016)  dengan  menggunakan sensor  pH  meter  kit  yang  dihubungkan  dengan rashberry pi kemudian  datanya  diolah  dan disimpan  dalam database SQL.  Sistem  pada penelitian  tersebut  hanya  membaca  salah satunya adalah derajat keasaman air (pH).
Sedangkan  Vimal&  Shivaprakasha  pada tahun  2017  melakukan  penelitian  monitoring dan controlling ph air pada greenhouse dengan
Arduino  yang  informasi  hasil  dari  sensor kemudian  dikirim  ke  user  melalui  SMS  ( Short Message Service ).
Pengendalian dan monitoring derajat keasaman  air  secara  otomatis  tanpa  harus ditangani langsung oleh pelaku sangat dibutuhkan  oleh  pelaku  usaha  di  bidang  air. Waktu dan tenaga akan menjadi lebih hemat.
Dari  permasalahan  yang  ada,  pada penelitian  ini  akan  menguji  sistem  pengendali derajat  keasaman  air  serta  membangun Bot Telegram  yang  digunakan  untuk  memonitoring derajat  keasaman  air  melalui  aplikasi message Telegram.

## 2. METODE
Penelitian  ini  terdiri  dari  beberapa  tahapan yaitu  pengujian  alat,  dan  yang  terakhir  adalah analisis data.
Sistem  pemantau  dan  pengendali  ph  air terdiri dari perangkat lunak dan perangkat keras. Perangkat  keras  menggunakan  komponen- kompenen  elektronika  sebagai  pengendali, penggerak  dan  pengukur  ph  air  sesuai  dengan parameter yang sudah diatur.
Pengendali  pada  sistem  ini  menggunakan Arduino  wemos yang  merupakan  perangkat elektronik berbentuk papan berisikan chip yang diprogram  dengan  Bahasa  C  dan  didalamnya sudah  terdapat  modul WIFI yang  dapat terkoneksi dengan internet. Perangkat penggerak berupa dua pompa DC dengan tegangan 5 volt. Pompa  1  digunakan  untuk  memompa  cairan didalam  tabung  berisi  cairan  penambah  derajat keasaman  pada  air.  Sedangkan  pompa  2 digunakan untuk  memompa cairan pada tabung yang  berisi  cairan  penambah  basa  pada  air. Pengukur  Ph  air  menggunakan  sensor  kit  pH analog DF robot.

## Gambar 1. Sensor pH air
Sensor ph air adalah sensor yang digunakan untuk  mendeteksi  tingkat  keasaman  air  yang kemudian  mengirimkan  informasi  derajat
keasaman  air  ke  sebuah  Arduino.  Nilai  tingkat keasaman  air  kemudian  diolah  oleh  Arduino sebelum diinformasikan ke user.
Sistem  pemantau  dan  pengendali  ph  air dibuat dengan user interface yang user friendly bagi  pengguna.  Pengguna  akan  mendapatkan informasi  tingkat  keasaman  air  menggunakan smartphone atau  komputer  melalui  aplikasi message instan yaitu Telegram.
Pengguna sistem dapat memperoleh informasi  yang  dikirim  oleh  Arduino  wemos secara otomatis ketika terjadi perubahan tingkat keasaman  air  ataupun  informasi  yang  diminta oleh  user  kepada  sistem  dengan  memasukkan perintah  pada  telegram.  Informasi  tingkat keasaman  air  dikirim  melalui  jaringan  internet dengan media telegram.
Spesifikasi perangkat keras yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1.

## Table 1. Komponen Hardware Pengendali
pH Air Alat Spesifikasi Jumlah Wemos Wemos D1 mini 1 Arduino Arduino uno 1 Pompa Air Pompa Aii mini DC 2 Adaptor 5v 1 Relay 2 chanel 1 Sensor pH sensor  kit  pH  analog DF robot 1 LCD 16 x 2 1
Sensor  pH  air  sebagai  inputan  pada  sistem dihubungkan  ke  pin  A0  pada  Arduino  untuk mengirim data, pin GND dan V5 terhubung pada pin Arduino Uno sebagai daya dengan tegangan yang diperlukan sebesar 5V.
Pompa  yang  terdiri  dari  dua  pompa dihubungkan dengan pin  k1 dan k2 pada relay. Daya yang dibutuhkan untuk pompa sebesar 5V. kerja  pompa  aka  bergantian  sesuai  dengan kondisi pH air. Pompa 1 yang terhubung ke pin K1 menyala pada saat kondisi pH dibawah nilai 7 atau asam. Pompa no 2 yang terhubung ke pin k2 akan menyala pada saat kondisi pH diatas 8 atau basa.
Relay terhubung pada pin di Wemos. Pada relay terdapat 4 pin yanitu GND, IN1, IN2, dan VCC.  GND  pada  pada  relay  terhubung  dengan GND, IN1 terhubung dengan D0, IN2 terhubung
dengan  D5  sedangkan  VCC  terhubung  dengan pin 5V pada Wemos.
LCD  pada  sistem  ini  menggunakan  modul I2C  sebagai  komunikasi  serial  ke  Wemos, tegangan yang diperlukan sebesar 5V. sedangkan  Arduino  Uno  akan  dihubungkan dengan  Wemos,  pin  Tx  pada  Arduino  akan dihubungkan dengan pin Rx pada wemos.
Skema  sistem  pengendali  pH  air  dengan konsep IoT dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2. Skema IoT Pengendali Dan Monitoring pH Air
Pada  Gambar  2  terdapat    beberapa perangkat  yang  dibutuhkan  sebagai  pendukung sistem  IoT  pengendali  dan  monitoring  pH  air. Acces Point sebagai penghubung internet secara nirkabel  agar  Wemos  terkoneksi  dengan internet. Smartphone atau  PC  yang  terinstal aplikasi messanger telegram.
Alur sistem pengendali dan monitoring pH air  adalah  dimulai  dari  input  nilai  derajat keasaman (pH) air dari sesnsor pH yang dikirim ke wemos. Nilai inputan kemudian diproses oleh arduiono sesuai dengan parameter yang sudah di upload  ke microcontroller Arduino.  Informasi derajat keasaman kemudian akan dikirimkan ke user melalui telegram setiap ada perubahan nilai secara  otomatis  dan  setiap  user  meminta informasi melalui  perintah command  pada  chat telegram.
Tahap  pengujian  sistem  pengendali  derajat keasaman  air  (pH)  dengan  cara  membuat Bot Telegram  kemudian  API  atau  token  yang diberikan  oleh  telegram  dimasukkan  ke  dalam microcontroller sehingga sistem akan terhubung dengan  telegram.  Tahap  selanjutnya  wemos
dihubungkan  dengan  internet  melalui  Acces point  dengan  SSID  dan password yang ditentukan.
Sensor pH dimasukkan ke dalam penampungan yang berisi air normal. Selanjutnya  pada  aplikasi Bot telegram  diberi perintah /start yang menandakan monitoring pH air dimulai. Untuk mengubah derajat keasaman air diberi cairan kalibrasi asam serta basa secara bertahap.  Pada  tahapan  ini  sensor  pH  akan membaca  derajat  keasaman  air  yang  kemudian apakah pompa 1 atau pompa akan bekerja sesuai dengan nilai pH yang ada pada air serta apakah system akan mengirimkan Nilai pH sertat status pompa ke user melalui Bot Telegram.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Fitur Bot pada  telegram  diintegrasikan dengan  mikrokontroller.  Akses  hanya  bisa dilakukan oleh user yang sudah di setting dengan token  akun  telegram  tertentu  saja.  Akun  ini diberi  nama  @pengendaliph_bot  yang  dapat ditemukan pada pencarian akun di telegram.

## Gambar 3. Bot Telegram @pengendaliph
Bot Telegram yang dibuat hanya menampilkan  satu  perintah  yaitu /cek yang digunakan untuk memonitoring kondisi pH dan pompa  air.  Pada  mengirim  perintah  /cek  maka microcontroller Wemos (ESP8266) akan mengirimkan  data  atau  kondisi  pH  dan  pompa air saat ini melalui Telegram kepada user.
Informasi yang dikirim oleh sistem melalui telegram  berupa  nilai  pH,  status  keasaman  air, dan  kondisi  pompa  1  dan  2.  Sistem  diberi  rule atau  aturan  dalam  memproses  inputan  dari
sensor  pH.  Nilai  rule  yang  diatur  pada  system dapat dilihat pada table 2
Tabel 2. Rule Base Nilai Ph pH Pompa < 6 Sangat Asam Pompa 1 On 6 - < 6,5 Asam Pompa 1 On 6,5 - < 7 Agak Asam Pompa 1 On 7 – 8 Normal Pompa Off > 8 – 8,5 Agak Basa Pompa 2 On > 8,5 – 9 Basa Pompa 2 On > 9 Sangat Basa Pompa 2 On
Pengujian alat dan system pengendali pH air didapat hasil seperti pada table 3
Tabel 3. Hasil Pengujian Alat dan Sistem Input Sensor pH Kondisi pH Pompa 1 2 6,60 Asam On Off 5,13 Sangat Asam On Off 7,60 Normal Off Off 6,30 Agak Asam On Off 8,80 Basa Off On 7,90 Normal Off Off 8,43 Agak Basa Off On
Hasil  pengujian  tahap  ini  menunjukkan bahwa  sistem  sudah  bekerja  sesuai  dengan aturan  yang  sudah  diberikan  pada  sistem. Kondisi  pH  dan  status  pompa  diinformasikan melalui LCD.
Tahap selanjutnya adalah pengujian kinerja alat  dan  sistem  dengan  koneksi  internet  serta proses  interkasi  antara  system  dengan  bot Telegram.
1. Koneksi jaringan Wifi Setiap perangkat dinyalakan, dan terdapat sinyal dari  Acces  Point  yang  sudah  diatur  SSID  serta passwordnya  maka  perangkat  akan  otomatis terkoneksi dengan acces point.
Gambar 4. Status Koneksi ke Acces Point

## 2. Perintah pada Bot Telegram
Pengujian  dilakukan  dengan  mengetikkan perintah /start dan /cek pada bot. semua perintah direspon  alat  dan  notifikasi  serta  status monitoring pH diterima oleh bot telegram. Jeda waktu  antara  perintah  dengan  diterimanya informasi ke user antara 30 sampai 60 detik.

## Gambar 5 . Hasil Pengujian Perintah Pada
Bot
3. Pengujian sensor pH, Bot , pompa dan LCD Pengujian ini dilakukan
dengan
memasukkan sensor pH ke dalam air kemudian sensor  mengirimkan  data  yang  diolah  ke microcontroller.  Informasi  nilai  pH  kemudian ditampilkan  ke  LCD  serta  dikirim  ke  bot Telegram ketika terjadi perubahan nilai pH.
Informasi  yang  dikirim  tidak  hanya informasi nilai pH air, tetapi status pompa 1 dan pompa  2  juga  ditampilkan  di  LCD  dan  dikirim ke Bot Telegram.
Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  nilai pH air yang dibaca oleh sensor pH ditampilkan pada  LCD  serta  dikirim  ke Bot Telegram. Walaupun  dalam  proses  mengirim  ke Bot Telegram  membutuhkan  waktu  30  sampai  60 detik.  Hasil  pengujian  tahap  ini  dapat  dilihat pada Gambar 6 sampai 9.
Gambar 6. Nilai pH Air Kurang Dari 6,5
Gambar 7. Nilai pH Air 7-8
Gambar 8. Nilai pH Air Lebih Dari 9

## Gambar 9 . Notifikasi perubahan nilai pH air
Hasil pengujian IoT pada sistem pengendali pH air dengan arduino menunjukkan bahwa rule yang  diberikan  ke  system  dapat  diproses  oleh semua  perangkat  system  pengendali  pH. Sehingga  user  tidak  perlu  mengoperasikan perangkat  pengendali  pH  karena  system  akan beroperasi  secara  otomatis  dan  user  juga  dapat memonitoring kondisi system pengendali pH air melalui  aplikasi  telegram  yang  dipasang  pada smartphone atau PC.

## 4. PENUTUP

## 4.1. Kesimpulan
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa perangkat  Arduino,  wemos  dan  sensor  pH  air dapat  diimplementasikan  ke  dalam  IoT  sebagai pengendali  pH  air  serta  monitoring  derajat keasaman  air  secara  realtime  melalui  jaringan internet dengan aplikasi Bot Telegram.
Sensor pH air memberikan data ke arduino kemudian datanya diproses untuk menggerakkan pipa  penambah  asam  atau  basa  pada  air. Informasi nilai pH juga berhasil terkirim ke user melalui Bot Telegram dengan waktu 30 sampai 60 detik.

## 4.2. Saran
Peneliti  berikutnya  disarankan  untuk  dapat melanutkan peneliltian ini dengan mengimplementasikan  ke  bidang  perikanan, pertanian  atau  bidang  lain  yang  membutuhkan control pH air.
Peneliti  selanjutnya  sebaikan  menganalisis hubungan  antara  kecepatan  bandwitch  internet dengan waktu yang dibtuhkan untuk
mengirimkan  informasi  ke  user  melalui  Bot Telegram.
5. DAFTAR PUSTAKA Ardian, K. 2012. Analisa pH Air Budidaya Ikan Pada Kolam Budidaya. Universitas Diponegoro. Semarang. Flores, K. O., Butaslac, I. M., Gonzales, J. E. M., Dumlao,  S.  M.  G.,  &  Reyes,  R.  S.  2016. Precision  agriculture  monitoring  system using wireless sensor network and
Raspberry  Pi  local  server.  In 2016  IEEE Region  10  Conference  (TENCON) (pp. 3018-3021). IEEE. . Murthy, P. N. V. S. N., Rao, S. T., & Rao, G. M. 2017. Home Automation using Telegram. International Journal of Advanced  Research  in  Computer  and Communication Engineering (IJARCCE) , 6 (6), 2278-1021. Prakoso, A. B. 2018. Prototipe Sistem Pengendalian PH Air Budidaya Ikan Pada Tambak Berbasis Arduino (Doctoral dissertation,  Universitas  Muhammadiyah Surakarta).. .
Vimal, P. V., & Shivaprakasha, K. S. 2017, July.
IOT based greenhouse environment monitoring  and  controlling  system  using Arduino  platform.  In 2017  International Conference  on  Intelligent  Computing, Instrumentation  and  Control  Technologies (ICICICT) (pp. 1514-1519). IEEE. .