Abstrak—Aquascape adalah seni dalam mengatur dan menata tanaman  air,  bebatuan,  ataupun  kayu  untuk  memperindah sebuah  akuarium.  Dengan  adanya  tanaman  serta  biota  laut tentunya dibutuhkan cahaya matahari untuk keberlangsungan hidup.  Umumnya  untuk  mengatasi  hal  tersebut  dengan menggunakan  cahaya  buatan  sebagai  pengganti  cahaya matahari. Penggunaan cahaya buatan tentu tidak sama dengan cahaya  matahari  langsung.  Cahaya  matahari  berperan  dalam proses  fotosintesis  untuk  pertumbuhan  setiap  organ  dan keseluruhan  tumbuhan.  Tanaman  yang  kekurangan  cahaya matahari  akan  mengalami  gejala  etiolasi.  Penelitian  ini dilakukan  untuk  membuat  sistem  kontrol  pencahayaan matahari  yang  akan  digunakan  untuk  menerangi  aquascape. Sistem  yang  dirancang  menggunakan  lensa  Fresnel  sebagai pengumpul cahaya dan serat optik untuk menyalurkan cahaya. Dengan menggunakan photodioda sebagai pengukur intensitas cahaya matahari,  sistem  kontrol  pencahayaan  matahari dapat mengukur  parameter  masukan  yang  digunakan dalam  sistem. Dalam  sistem  ini,  jenis  kontroler  yang  digunakan  adalah proportional  integral  derivative  (PID)  dan  komparator. Kontroler  PID  digunakan  sebagai  masukan  komparator. Berdasarkan  nilai  PID,  komparator  akan  menentukan  respon dari  sistem.  Hasil  dari  komparator  diteruskan  ke  aktuator berupa motor servo untuk mengatur posisi dari lensa Fresnel. Proses  pengukuran  dan  pengolahan  data  dilakukan  dengan menggunakan  mikrokontroler  Arduino  Uno.  Hasil  pengujian menunjukkan  bahwa  sistem  ini  dapat  mengikuti  arah  cahaya matahari  dengan  rerata  eror  sudut  sebesar  12%.  Serat  optik dapat  menyalurkan  cahaya  matahari  dengan  rerata  efisiensi sebesar 12,6%.
Kata Kunci—Aquascape, Lensa Fresnel, Serat Optik.

## I. PENDAHULUAN
AAT  ini  akuarium  menjadi  sebuah  tempat  yang  praktis dan mudah yang banyak disukai oleh penghobi ikan hias. Ikan hias yang diletakkan dalam akuarium tentunya menjadi sebuah  hiburan  tersendiri.  Untuk  mempercantik  keindahan akuarium  tentunya  perlu  menata  sedemikian  rupa  akuarium tersebut. Aquascape merupakan  suatu  seni  dalam  mengatur dan menata  sebuah  akuarium sehingga menciptakan  sebuah lingkungan  seperti  pemandangan  bawah  air.  Lingkungan tersebut  dapat  berupa  tanaman  air,  pasir,  karang,  kayu, bebatuan,  maupun  kombinasinya  yang  dapat  memunculkan sebuah lingkungan yang menyerupai pemandangan bawah air [1].
Aquascape umumnya diletakkan di dalam ruangan dimana ruangan  tersebut  tidak  terkena  cahaya  matahari  langsung. Pencahayaan  untuk  proses aquascape idealnya  7  sampai dengan 8 jam per hari. Umumnya digunakan cahaya buatan untuk  menerangi aquascape .  Penggunaan  cahaya  buatan tentu tidak sama dengan cahaya matahari langsung, dan juga memerlukan biaya yang tidak murah. Cahaya matahari sangat penting  bagi  tumbuhan  berklorofil  karena  berperan  dalam
proses  fotosintesis.  Akan  tetapi  tidak  semua  energi  cahaya matahari dapat diserap oleh tanaman. Hanya cahaya tampak saja  yang  dapat  berpengaruh  pada  tanaman  dalam  proses fotosintesis,  yang  disebut  dengan  PAR  ( Photosynthetic Activity Radiation ) dan mempunyai panjang gelombang 400 nm sampai 700 nm [2].
Kekurangan  cahaya  matahari  akan  mengganggu  proses fotosintesis  dan  pertumbuhan,  meskipun  kebutuhan  cahaya tergantung pada jenis tumbuhan. Tumbuhan yang kekurangan  cahaya  saat  perkembangan  berlangsung  akan tumbuh  memanjang,  kurus,  dan  pucat  [3].  Gejala  tersebut disebut  dengan  etiolasi  seperti  terlihat  pada  Gambar  1  [4]. Selain  berpengaruh  pada  pertumbuhan  tanaman,  cahaya dibutuhkan dalam proses fotosintesis. Tumbuhan yang tidak terkena  cahaya  tidak  dapat  membentuk  klorofil  sehingga daun menjadi pucat. Akan tetapi, jika intensitas cahaya terlalu tinggi, klorofil akan rusak.
Oleh karena itu, dibuatlah suatu sistem kontrol yang dapat menyalurkan  cahaya  matahari  secara  langsung.  Untuk mengumpulkan cahaya matahari yang diperlukan,  digunakan lensa  Fresnel  yang  dapat  meningkatkan  efisiensi  dalam

## Sistem Kontrol Pencahayaan Matahari pada Aquascape
Muhamad Hasri Pramadana, Muhammad Rivai, dan Harris Pirngadi Departemen Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : muhammad_rivai@ee.its.ac.id
S
Gambar 1. Bibit tanaman jeruk Huangguogan yang terkena etiolasi.
Gambar 2. Contoh sebuah aquascape denan tema “Jungle Style”.
pengumpulan  sinar  matahari  [5].  Sistem  ini  juga  dapat mengatur  seberapa  banyaknya  intensitas  cahaya  matahari yang  diperlukan  dengan  menggunakan  sensor  photodioda sebagai  masukan  untuk  kontroler.  Dengan  besar  intensitas cahaya  matahari  yang  telah  disesuaikan,  diharapkan  sistem kontrol  ini  dapat  membantu  dalam  mengurangi  konsumsi daya yang digunakan dan juga mengoptimalkan pertumbuhan tanaman pada aquascape.

## II. DASAR TEORI
A. Aquascape
Aquascape adalah  seni  dalam  mengatur  dan  menata tanaman  air,  bebatuan,  ataupun  kayu  untuk  memperindah sebuah akuarium [1], seperti pada Gambar 2. Berbagai jenis pencahayaan dapat digunakan untuk menghasilkan spektrum cahaya penuh, biasanya dengan daya 2-4 Watt/gallon (0,5-1 Watt/L). Lampu yang digunakan biasanya dikendalikan oleh pengatur waktu yang diatur menyesuaikan dengan kebutuhan tanaman, yaitu sekitar 10 – 12 jam [6] . Bibit tanaman jeruk Huangguogan  yang  terkena  etiolasi  dapat  dilihat  pada Gambar  1.  Contoh  sebuah  aquascape  denan  tema  “Jungle Style” dapat dilihat pada Gambar 2  [7]. Penyerapan panjang gelombang  cahaya  pada  berbagai  pigmen  tanaman  dapat dilihat pada Gambar 3.

## B. Intensitas Cahaya Matahari pada Fotosintesis
Intensitas cahaya matahari adalah banyaknya energi yang
diterima  pada  luasan  dan  jangka  waktu  tertentu.  Besar intensitas dapat diukur dengan menggunakan alat lux meter. Hanya cahaya dengan panjang gelombang antara 400 – 700 nm,  yang  disebut  dengan  PAR  ( Photosynthetic Activity Radiation )  yang  memiliki  energi  yang  cocok  untuk fotosintesis  diperlihatkan  pada  Gambar  3.  Pigmen  tanaman menyerap  PAR  terbaik  pada  panjang  gelombang  tertentu seperti klorofil a (420 nm dan 660 nm), klorofil b (440 nm dan 640 nm), dan karotenoid termasuk xantofil (425 nm dan 470 nm).
Kekurangan  cahaya  matahari  akan  mengganggu  proses fotosintesis  dan  pertumbuhan,  meskipun  kebutuhan  cahaya tergantung pada jenis tumbuhan. Tumbuhan yang kekurangan  cahaya  saat  perkembangan  berlangsung  akan tumbuh  memanjang,  kurus,  dan  pucat  [3].  Gejala  tersebut disebut dengan etiolasi.

## C. Lensa Fresnel
Lensa Fresnel memiliki sifat khusus untuk memfokuskan sinar yang masuk yang tegak lurus ke permukaannya ke satu titik, yang dikenal  sebagai  titik fokus  [8].  Rancangan lensa Fresnel  lebih  fleksibel  dan  dapat  menghasilkan  kerapatan fluks yang seragam pada penerima [9].  Dengan desain dan produksi permukaan lensa yang presisi dapat menghasilkan efisiensi  optik  untuk  penangkapan  sinar  matahari  hingga 96,06  %  [10].  Jenis  lensa  Fresnel  secara  geometri  tersusun dalam bentuk melingkar yang berbentuk prisma dengan sudut kemiringan  tertentu  untuk  membentuk  titik  fokus  seperti Gambar  4.  Lensa  Fresnel  berbahan  plastik  yang  terkenal
Gambar 3. Penyerapan panjang gelombang cahaya pada berbagai pigmen tanaman.
Gambar 4. Bentuk permukaan lensa Fresnel.
Gambar 5. Pembiasan cahaya pada lensa Fresnel.
Gambar 6. Struktur Serat Optik.
Gambar 7. Pembiasan dalam total pada sebuah serat optik.
Gambar 8. Diagram blok PID.
adalah  dari  bahan  PMMA  ( polymethylmethacrylate )  yang memiliki sifat  tahan terhadap sinar matahari,  menghasilkan suhu  yang  stabil  hingga  temperatur  paling  kurang  80 o C, transmisivitas spektrum matahari yang bagus dan mempunyai indeks  refraksi  1,49  yang  mendekati  dari  bahan  kaca  [11]. Ketika  sinar  akan  keluar  dari  lensa,  sinar  akan  mengalami pembiasan  sehingga  jatuh  di  titik  fokus  seperti  Gambar  5 [12].

## D. Serat Optik
Serat optik merupakan suatu media transmisi yang terbuat dari bahan kaca atau plastik  yang memiliki keandalan dan kelebihan dibandingkan media transmisi kabel tembaga dan kabel coaxial [13]. Serat optik terdiri dari tiga bagian utama yaitu core , cladding dan coating seperti pada Gambar 6. Core memiliki indeks bias yang lebih besar daripada cladding (n 1 > n 2 )  hingga  pada  sudut  kritis,  sehingga  memungkinkan terjadinya  pembiasan dalam total ( total internal reflection ). Coating ( jacket )  berfungsi  sebagai  pelindung core dan cladding dari  tekanan  fisik  luar,  terbuat  dari  bahan  plastik yang sangat berkualitas.
Prinsip  penyaluran  cahaya  di  sepanjang  serat  optik didasarkan pada pembiasan dalam total digambarkan seperti Gambar  7.  Sudut  dimana  pembiasan  dalam  total  terjadi disebut  sudut  kritis  kejadian.  Jika  sudut  datang  lebih  besar dari  sudut  kritis,  cahaya  yang  datang  akan  dipantulkan kembali.  Sudut  kritis  kejadian  ditentukan  dengan
menggunakan hukum Snellius [14].
Untuk sudut datang dengan besar sudut 𝜃 > 𝜃 c , sinar tidak akan  dibiaskan  ke  dalam cladding ,  sehingga  seluruh  sinar akan merambat dalam core hingga ujung serat. Jumlah total mode  sinar  yang  dapat  digabungkan  didefinisikan  sebagai Numerical Aperture (NA) [15], yang menyatakan hubungan antara  sudut  sinar  masukan  dengan  indeks  bias  ketiga medium (udara, core dan cladding ) yang dinyatakan dengan persamaan (1) :
𝑁𝐴  =   𝑛 0 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑖,𝑚𝑎𝑥 =   √𝑛 1 2 – 𝑛 2 2 (1)
dengan  indeks  bias  n 0 (udara),  n 1 (core)  dan  n 2 (cladding). Struktur  serat  optic  dapat  dilihat  pada  Gambar  6  [14]. Pembiasan dalam total pada sebuah serat optik dapat dilihat pada Gambar 7 [16]. Diagram blok PID  dapat dilihat pada Gambar 8 [17].

## E. PID
Sistem  Kontrol  PID  (Proportional-Integratif-Derivative) merupakan  suatu  kontroler  yang  berfungsi  untuk  membuat sistem  instrumentasi  lebih  presisi    dengan  adanya  umpan balik  pada  sistem  tersebut  (feed  back)  [18].  Sistem  kontrol PID  terdiri  dari  tiga  buah  komponen  yaitu  kontrol  P (Proportional), I (Integral), dan D (Derivative) yang memiliki fungsi  masing-masing  [19].  Penerapan  ketiga  komponen tergantung  pada  respon  sistem  yang  dikehendaki  [20]. Masing-masing komponen PID dapat bekerja sendiri maupun gabungan  diantaranya  seperti  kontrol  P,  kontrol  PI,  dan kontrol PID. Gabungan dari masing-masing komponen akan menghasilkan keluaran kontrol yang sebanding dengan nilai eror sehingga diperoleh nilai steady state [21]. Diagram blok sistem  yang menggunakan kontrolir  PID dapat  dilihat  pada Gambar  8.    Sistem  kontrol  PID  dapat  dituliskan  dalam persamaan matematika seperti pada persamaan (2):
Gambar 9. Skema sistem keseluruhan.
Gambar 10. Rancangan rangka deret photodioda.
Gambar 11. Diagram koneksi sistem pelacak matahari.
Gambar 12. Rancangan kolektor surya.
Gambar 13. Diagram blok pelacak matahari.
𝑢(𝑡) = 𝐾𝑝. 𝑒(𝑡) + 𝐾𝑑. 𝑑 𝑑𝑡 𝑒(𝑡) + 𝐾𝑖 ∫ 𝑒(𝑡)𝑑𝑡 (2)
dimana  u(t)  keluaran  dari  kontrol  PID,  e(t)  selisih  antara setpoint dengan keluaran sistem, Kp konstanta Proporsional, Kd konstanta Derivatif, dan Ki konstanta Integral.

## III. PERANCANGAN SISTEM

## A. Gambaran Umum Sistem
Alat  ini  dirancang  bertujuan  untuk  menyalurkan  cahaya matahari ke aquascape . Terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian  kolektor  surya  yang  terintegrasi  dengan  pelacak matahari  dengan  lensa  Fresnel,  dan  bagian  kontroler.  Deret photodioda  yang  ditempatkan  pada  bagian  kolektor  surya digunakan  untuk  membaca  nilai  intensitas  cahaya  yang diterima  pada  masing-masing  photodioda.  Lensa  Fresnel digunakan  untuk  menangkap  cahaya  matahari  yang  akan disalurkan melalui serat optik. Sensor photodioda pada ujung serat  optik  digunakan  untuk  mengukur  besar  intensitas cahaya  yang  diterima  pada aquascape .  Mikrokontroler Arduino Uno digunakan sebagai pengolah data masukan dan keluaran  serta  sebagai  pemroses  kontrol  PID.  Motor  servo digunakan  untuk  menggerakkan  lensa  Fresnel  agar  sesuai dengan arah datangnya cahaya matahari. Skema keseluruhan sistem dapat dilihat pada Gambar 9.

## B. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras yaitu membuat keseluruhan
sistem  yang  dimulai  dari  perancangan  kerangka  alat, penempatan  sensor,  hingga  pengkabelan  masing-masing komponen.

## 1) Perancangan Pelacak Matahari
Pelacak  matahari  akan  memeriksa  posisi  arah  datangnya cahaya  matahari  dengan  membandingkan  nilai  intensitas cahaya  yang  diterima  oleh  deret  photodioda.  Deret photodioda yang berjumlah empat buah masing-masing akan ditempatkan  pada  rangka  yang  menempel  pada  bagian kolektor surya dengan rancangan seperti pada Gambar 10.
Bagian  pelacak  matahari  terdiri  dari  deret  photodioda, resistor  10k  ohm,  mikrokontroler,  dan  motor  servo  yang dirangkai  seperti  Gambar  11.  Photodioda  dan  resistor membentuk  rangkaian  pembagi  tegangan  yang  dirancang agar  nilai  keluaran  berubah  sesuai  dengan  nilai  photodioda dengan memberikan tegangan pada resistor.

## 2) Perancangan Kolektor Surya
Bagian  kolektor  surya  merupakan  bagian  yang  berfungsi untuk  menangkap  cahaya  matahari.  Rangka  terbuat  dari bahan  akrilik dengan  tebal 3mm.  Terdapat beberapa  bagian pada rangka utama seperti terlihat pada Gambar 12, yaitu (a) rangka  kolektor  surya  bagian  atas  untuk  meletakkan  lensa fresnel,  serat  optik  dan  pelacak  matahari,  (b)  penyangga
Gambar 16. Flowchart pelacak matahari.
Gambar 17. Diagram blok PID pada sistem.
Gambar 14. Flowchart sistem kontrol.
Gambar  15.  Grafik  besar  tegangan  photodioda  terhadap  jarak  sumber cahaya.
kolektor  surya,  (c)  tempat  meletakkan  motor  servo,  (d) penyangga bagian bawah, dan (e) penguat pijakan dari rangka bawah.  Pada  ujung  serat  optik  terdapat  sebuah  sensor photodioda  dengan  rangkaian  pembagi  tegangan  yang  akan berfungsi  untuk  mengukur  besar  intensitas  cahaya  yang diterima pada aquascape .

## C. Perancangan Perangkat Lunak

## 1) Perancangan Pelacak Matahari
Sistem  pelacak  matahari  diimplementasikan  pada  bagian kolektor sinar matahari yang akan bergerak dengan satu axis yaitu dari timur ke barat. Deret photodioda yang ditempatkan pada  bagian  kolektor  surya  akan  membaca  nilai  intensitas cahaya  yang  diterima  pada  masing-masing  photodioda  dan akan dikirim ke pin mikrokontroler Arduino Uno sesuai pada Gambar  13,  yang  akan  diubah  menjadi  data  digital menggunakan analog-to-digital  converter (ADC)  pada mikrokontroler untuk dihitung rata-rata dan nilai selisihnya. Apabila nilai selisihnya lebih dari threshold, mikrokontroler akan  menggerakkan  motor  servo  sehingga  menuju  arah datangnya cahaya matahari. Jika nilai selisihnya kurang dari threshold  maka  motor  servo  tidak  bergerak  dan  sudut  dari motor  servo  akan  disimpan.  Algoritma  pelacakan  matahari ditampilkan dengan flowchart pada Gambar 14. Apabila nilai rata-rata  dari  kelompok  photodioda  timur  lebih  besar  barat maka pelacak akan bergerak ke timur, dan juga sebaliknya.

## 2) Perancangan Sistem Kontrol
Kontroler  yang  digunakan  untuk  mengendalikan  besar intensitas  cahaya  yang  diterima  oleh aquascape yaitu kontroler  PID  dan  komparator.  Kontroler  PID  digunakan untuk  menentukan  respon  dan  sebagai  masukan  untuk komparator.  K    omparator  akan  menentukan  respon  dari sistem  tergantung  dari  nilai  PID  yang  diterima.  Gambar  15 memperlihatkan  diagram  blok  PID  pada  sistem.    Intensitas cahaya yang diterima oleh sensor photodioda akan digunakan sebagai input dari kontrol PID. Proses perhitungan nilai PID dilakukan  di  mikrokontroler  Arduino  Uno  dengan menggunakan  library  <PID_v1.h>.  Sensor  photodioda  juga digunakan sebagai feed back untuk kontrol PID.
Pada  kontrol  yang  digunakan  sistem,  input  PID  berupa besar intensitas cahaya yang diterima oleh sensor photodioda, setpoint ditentukan sebesar 500, sedangkan koefisien P,I, dan D dicari dengan cara trial and error. Pada Gambar 16, output PID  di  set  pada  nilai  -1023  s.d  1023.  Setelah  output  PID diketahui  selanjutnya  komparator  akan  memeriksa  apakah output  PID  lebih  dari  0  atau  tidak.  Jika  output  melebihi  0, servo  akan  bergerak  menyesuaikan  arah  cahaya  matahari sesuai  algoritma  pelacak  matahari.  Jika  output  kurang  atau sama dengan 0 maka sudut servo akan ditambahkan sebanyak 5  derajat  dari  sudut  sebelumnya  untuk  mengurangi  nilai intensitas  cahaya  yang  diterima.  Selanjutnya  servo  akan bergerak sesuai dengan nilai sudut tersebut.

## IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS

## A. Pengujian Photodioda
Pengujian untuk mengukur intensitas cahaya yang diterima oleh  photodioda  dan  akan  dikonversi  oleh  ADC  pada mikrokontroler  Arduino.    Besar  intensitas  cahaya  yang
Gambar 18. Pengujian arah cahaya matahari.
(a) (b)
Gambar  19.  Perbandingan  pengukuran  intensitas  pada:  (a)  sumber cahaya, dan (b) ujung serat optik.
Gambar 20. Penyinaran pada aquascape .
Tabel 1. Hasil pengujian photodioda Jarak Sumber Cahaya (cm) Intensitas Cahaya (lux) Tegangan Photodioda (volt) 0 12670 1,79 1 5940 0,95 3 3468 0,52 5 2257 0,3 10 1485 0,13 Tabel 2. Hasil pengujian sudut servo. Sudut ( °) Sudut Servo (°) P1 P2 P3 P4 P5 30 16 13 17 22 19 45 35 27 43 44 39 60 56 54 48 60 53 90 88 85 82 87 86 120 105 109 119 118 114 135 129 126 131 137 132 150 153 158 154 144 149 Tabel 3. Nilai rata-rata error pada setiap sudut. Sudut ( °) Eror Sudut Servo (°)
Rerata Eror (%)
P1 P2 P3 P4 P5 30 14 17 13 8 11 42 45 10 18 2 1 6 16,44 60 4 6 12 0 7 9,67 90 2 5 8 3 4 4,89 120 15 11 1 2 6 5,83 135 6 9 4 2 3 2,96 150 3 8 4 6 1 1,06
diterima  diukur  dengan  mengubah-ubah  jarak  dari  sumber cahaya.  Tabel  1  menunjukkan  hasil  dari  pengujian photodioda. Dari tabel 1 dapat dilihat bahwa tegangan pada photodioda  akan  semakin  berkurang  jika  jarak  dari  sumber cahaya  diperbesar.  Dari  Gambar  17  dapat  dilihat  grafik hubungan antara besar tegangan photodioda dan jarak sumber cahaya.

## B. Pengujian Sudut Servo
Pengujian  sudut  servo  dilakukan  sebanyak  5  kali. Pengujian  dilakukan  dengan  mengukur  sudut  servo  pada sudut 30°, 45°, 60°, 90°, 120°, 135°, dan 150° .  Hasil  setiap pengujian yang terukur ditampilkan pada Tabel 2. Dari besar eror  sudut  servo  tersebut  dapat  dihitung  nilai  rata-rata  eror dari  masing-masing  sudut  yang  ditampilkan  pada  Tabel  3. Nilai  rata-rata  eror  terbesar  berada  pada  sudut 30° dengan rata-rata eror sebesar 42 % dan nilai terkecil pada sudut 150° yaitu sebesar 1,06% dengan rerata eror sudut sebesar 12%.

## C. Pengujian Arah Cahaya Matahari
Tahap  selanjutnya  yaitu  pengujian  alat  agar  dapat mengikuti  arah matahari.  Alat  diletakkan  pada  tempat yang terkena  cahaya  matahari  kemudian  alat  tersebut  akan berusaha  menyesuaikan  arah  cahaya  matahari.  Dari  hasil pengujian  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  18,  didapat bahwa  alat  akan  menyesuaikan  ke  arah  datangnya  cahaya matahari sesuai dengan rancangan.

## D. Pengujian Besar Intensitas Cahaya Matahari
Pengujian  selanjutnya  yaitu  pengukuran  besar  intensitas cahaya  matahari  yang  diterima  oleh  sensor  photodioda  di aquascape dengan  cara  sensor  photodioda  yang  berada  di ujung  serat  optik  diukur  intensitas  cahayanya  dengan menggunakan  lux  meter,  selanjutnya  dibandingkan  dengan hasil  pengukuran  intensitas  cahaya  pada  sumber.  Pe rbandingan  besar  intensitas  t  ersebut  digunakan  untuk mengukur efisiensi dari penyaluran cahaya oleh serat optik.
Hasil pengukuran pada pengujian tersebut diukur dengan menggunakan  light  meter  UNI-T  UT383  BT  seperti  pada Gambar 19. Dari data pengujian yang ditampilkan pada Tabel 4  dapat  terlihat  nilai  efisiensi  pengukuran  intensitas  cahaya tertinggi  yaitu  pada  sumber  cahaya  157.800  lux  dengan
efisiensi  42,45%  dan  nilai  terendah  pada  sumber  cahaya 86.840  lux  dengan  efisiensi  5,10%  dengan  rerata  efisiensi sebesar 12,6%.
E. Pengujian Penyinaran Aquascape
Setelah semua sistem terimplementasi, pengujian selanjutnya  yaitu  penyinaran  pada aquascape . Aquascape yang digunakan berukuran  31,5 x 18,5 x 24,4 cm. Kolektor surya  akan  diletakkan  di  permukaan  yang  terkena  cahaya matahari. Cahaya matahari yang telah ditangkap oleh bagian kolektor surya disalurkan melalui serat optik dan digunakan untuk  menerangi aquascape seperti  yang  terlihat  pada Gambar  20.  Cahaya  yang  dihasilkan  oleh  alat  mencukupi untuk menerangi sebuah aquascape .

## V. KESIMPULAN
Pada  penelitian  ini  telah  dibuat  suatu  sistem  kontrol pencahayaan matahari pada aquascape . Sistem ini terdiri dari berbagai  komponen  seperti  lensa  Fresnel,  serat  optik,  deret photodiode, sensor photodiode, motor servo, dan mikrokontroler  Arduino  Uno.  Deret  photodioda  berfungsi untuk  membandingkan  intensitas  cahaya  yang  diterima  dan menggunakannya  sebagai  data  untuk  menentukan  arah datangnya  cahaya  matahari.  Semakin  jauh  sumber  cahaya maka  nilai  data  keluaran  photodioda  akan    semakin  kecil. Data analog tersebut diubah menjadi data digital oleh ADC mikrokontroler  Arduino  Uno  untuk  menggerakkan  motor servo.  Motor  servo  dapat  mengikuti  arah  cahaya  matahari dengan rerata eror sudut sebesar 12%. Cahaya matahari yang ditangkap oleh lensa Fresnel dan disalurkan ke serat optik ke aquascape .  Serat  optik  dapat menyalurkan  cahaya  matahari dengan rerata efisiensi sebesar 12,6%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Hariyatno,  Isanawikrama,  D.  Wimpertiwi,  and  Y.  Jhony  Kurniawan, “Membaca peluang merakit ‘uang’ dari hobi aquascape,” J. Pengabdi. dan Kewirausahaan , vol. 2, no. 2, pp. 117–125, 2018.
[2]  J.  Masojidek,  M.  Koblizek,  and  G.  Torzillo, Photosynthesis  in Microalgae,  Handbook  of  Microalgal  Culture:  Biotechnology  and Applied Phycology . USA: Blackwell Science Ltd, 2004.
[3]  Pracaya, Bertanam  Sayuran  Organik  di  Kebun,  Pot,  &  Polibag . Jakarta: PT Penebar Swadaya, 2007.
[4]  B. Xiong et al. , “Variability in CitXET expression and XET activity in Citrus  cultivar  Huangguogan  seedlings  with  differed  degrees  of etiolation,” PLoS  One ,  vol.  12,  no.  6,  pp.  1–16,  2017,  doi: 10.1371/journal.pone.0178973.
[5]  H. Huang, Y. Su, Y. Gao, and S. Riffat, “Design analysis of a Fresnel lens concentrating PV cell,” Int. J. Low-Carbon Technol. , vol. 6, no. 3, pp. 165–170, 2011, doi: 10.1093/ijlct/ctr002.
[6]  J.  Barry, A  Fishkeeper’s  Guide  to  Aquarium  Plants:  A  Superbly Illustrated  Guide  to  Growing  Healthy  Aquarium  Plants,  Featuring Over 60 Species . New York: Tetra Press, 1997.
[7]  E. A. Marchio, “The Art of aquarium keeping communicates science and  conservation,” Front.  Commun. ,  vol.  3,  pp.  1–9,  2018,  doi: 10.3389/fcomm.2018.00017.
[8]  D. Li, M. Sawhney, R. Kurtz, L. Solomon, and J. Collette, “Impact of the location of a solar cell in relationship to the focal length of a fresnel lens on power production,” Energy and Power , vol. 4, no. 1, pp. 1–6, 2014, doi: 10.5923/j.ep.20140401.01.
[9]  P. D. Menghani, R. R. Udawant, A. M. Funde, and S. V Dingare, “Low pressure steam generation by solar energy with fresnel lens : a review,” IOSR J. Mech. Civ. Eng. , vol. 5, pp. 60–63, 2013.
[10]  S. Soeparman, S. Wahyudi, and D. Widhiyanuriyawan, “Potensi Lensa Fresnel  sebagai  Solar  Thermal  Concentrator  untuk  Aplikasi  Solar Domestic  (  Heating  and  Solar  Cooking  ),”  in Seminar  Nasional Teknologi , 2015, pp. 252–260.
[11]  R.  Leutz  and  A.  Suzuki, Non  Imaging  Fresnel  Lenses:  Design  and Performance  of  Solar  Concentrators .  Berlin  Heidelberg:  Springer-
Tabel 4. Hasil pengujian besar intensitas cahaya.
Sumber Cahaya (lux) Ujung Serat Optik (lux) Efisiensi (%) 19.760 1.203 6,08 20.120 1.478 7,34 25.880 2.082 8,04 26.770 2.192 8,18 29.130 2.358 8,09 51.170 2.874 5,61 86.840 4.437 5,10 59.840 9.128 15,25 66.150 7.082 10,71 41.230 3.925 9,52 54.110 4.304 7,95 33.580 2.260 6,73 34.950 2.436 6,96 37.330 2.725 7,29 38.550 2.837 7,36 41.170 3.029 7,35 36.700 2.859 7,79 148.400 52.610 35,45 157.800 66.990 42,45 164.200 62.830 38,26
Verlag, 2001.
[12]  E.  Anggraini  Handoyo,  I.  N.  Bisono,  and  P.  Jonathan,  “Perancangan dan  pengujian  lensa  fresnel  pada  kolektor  surya  plat  datar,” J.  Tek. Mesin , vol. 17, no. 2, pp. 48–56, 2020, doi: 10.9744/jtm.17.2.48-56.
[13]  A. Rambe, “Teknologi Serat Optik,” J urnal Sist. Tek. Ind. ISSN , vol. 7, pp. 87–91, 2006.
[14]  K.  Fidanboylu  and  H.  Efendioglu,  “Fiber  Optic  Sensors  and  Their Applications,” in 5th International Advanced Technologies Symposium (IATS’09) , 2009, pp. 1–6, doi: 10.3390/books978-3-03936-697-2.
[15]  M. Rodrigues and P. Pinho, “Plastic optical fibers in access networks,”
Procedia Technol. , vol. 17, pp. 601–607, 2014, doi: 10.1016/j.protcy.2014.10.266.
[16]  S.  F.  Memon,  M.  M.  Ali,  J.  T.  Pembroke,  B.  S.  Chowdhry,  and  E. Lewis,  “Measurement  of  ultralow  level  bioethanol  concentration  for production  using  evanescent  wave  based  optical  fiber  sensor,” IEEE Trans.  Instrum.  Meas. ,  vol.  67,  no.  4,  pp.  780–788,  2018,  doi: 10.1109/TIM.2017.2761618.
[17]  A.  A.  Kurniawan,  M.  Rivai,  and  F.  Budiman,  “Sistem  pemandu pendaratan  pada  balon  udara  berbasis  pengolahan  citra  dan  kendali PID,” J.  Tek.  ITS ,  vol.  5,  no.  2,  pp.  A179–A184,  2016,  doi: 10.12962/j23373539.v5i2.16276.
[18]  P.  D.  Wijaya,  M.  Rivai,  and  T.  Tasripan,  “Rancang  bangun  mesin pemotong  styrofoam  3  axis  menggunakan  hot  cutting  pen  dengan kontrol  PID,” J.  Tek.  ITS ,  vol.  6,  no.  2,  pp.  A693–A698,  2017,  doi: 10.12962/j23373539.v6i2.26252.
[19]  M.  R.  Abu  Hatim  Kurniawan,  “Sistem  Stabilisasi  Nampan Menggunakan  IMU  Sensor  dan  Arduino  Nano,”  Institut  Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2018.
[20]  M.  S.  Ramadhan  and  M.  Rivai,  “Sistem  Kontrol  Tingkat  Kekeruhan pada  Aquarium  Menggunakan  Arduino  Uno,”  Institut  Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2018.
[21]  A.  Hidayanto,  M.  Rivai,  and  A.  N.  Irfansyah,  “Sistem  Autodocking Mobile Robot Berbasis Suara Untuk Pengisian Ulang Baterai,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2018.