Vol. 1 No. 1 (2021) 32 – 37
ISSN Media Elektronik: 2807–8152
Prototype Stabilitas Kadar Air Garam Berbasis Arduino Uno (Studi Kasus : Desa Batang Kilat Medan)
Jamaludin 1* , Josep Estrada Bangun 2
1,2 Teknik Informatika, Politeknik Ganesha Medan, Medan, Indonesia Email: 1 jamaludinmedan@gmail.com, 2 josephsdfh1234@gmail.com

## ABSTRACT
The salt content in pond water is one of the main factors in shrimp farming. Changes in the salt content (salinity) of water is a classic problem for shrimp farmers, because it can cause losses due to the death of shrimp resulting in crop failure. This study aims to design a prototype that functions to stabilize the salt water content in ponds, so  as  to  prevent  shrimp  death.  This  prototype  design  technique  is  based  on  Arduino  Uno  and  uses  the conductivity  determination  method.  Determination  of  conductivity  is  done  by  measuring  the  voltage.  Voltage measurement is done by flowing a current with a voltage of 5 volts through an electrode that is inserted into the water. The potential difference between the ends of the electrodes is measured as the sensor input voltage. The results showed that this prototype can stabilize the salt content when the salt content in the container is unstable due to the addition of fresh water or salt water. It is hoped that this prototype can be applied to pond cultivators so that it can be useful for preventing shrimp death.
Keywords: Prototype, Salinity, Conductivity, Arduino Uno.

## ABSTRAK
Kadar  garam  dalam  air  tambak  merupakan  salah  satu  faktor  yang  utama  terhadap  perkembangbiakan    udang. Perubahan  kadar  garam  (salinitas)  air  menjadi  persoalan  klasik  bagi  petani  tambak  udang,  karena  dapat menyebabkan kerugian akibat kematian udang sehingga gagal panen. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah    prototype    yang  berfungsi  untuk  menstabilkan  kadar  air  garam  pada  tambak,  sehingga  bisa  mencegah kematian udang. Teknik perancangan prototype ini berbasis Arduino Uno dan menggunakan metode penentuan konduktivitas.  Penentuan  konduktivitas  dilakukan  dengan  cara  mengukur  tegangannya.  Pengukuran  tegangan dilakukan dengan cara mengalirkan arus dengan tegangan 5 volt melalui elektroda yang dimasukkan ke dalam air. Beda potensial antara ujung-ujung elektroda diukur sebagai tegangan masukan sensor. Hasil dari penelitian yang  dilakukan  menunjukkan    bahwa  prototype  ini  bisa  menstabilkan  kadar  garam  ketika  kadar  garam  pada wadah tidak stabil karena penambahan air tawar atau air garam. Harapannya prototype ini bisa diterapkan pada petani tambak sehingga bisa bermanfaat untuk mencegah kematian udang.
Kata Kunci: Prototype, Salinitas, Konduktivitas, Arduino Uno.

## 1. Pendahuluan
Budidaya  tambak  merupakan  industri  akuakultur terbesar  di  Indonesia  yang  diindikasikan  dengan kontribusi  paling  besar  terhadap  nilai  produksi  total akuakultur. Indonesia memiliki potensi lahan budidaya tambak  yang  mencapai  luas  2,96  juta  hektar  dengan pemanfaatan  lahan  budidaya  tambak  seluas  0,65  juta hektar  yang  berarti  ada  peluang  pengembangan budidaya  tambak  seluas  2,31  juta  hektar.  Saat  ini teknologi pembesaran udang windu ( Penaeus Monodon ) dan udang vaname ( Litopenaeus Vannamei ) telah  berkembang  cukup  pesat  mulai  dari  teknologi
sederhana,  semi  intensif,  intensif,  dan  super  intensif, kualitas air harus dipertahankan pada kisaran optimum kebutuhan biota budidaya.[1]
Budidaya  udang  di  wilayah  Indonesia  telah  menjadi bahan kajian para peneliti, antara lain :
Penelitian  yang  bersumber  dari  jurnal,    ditulis  oleh Nuzlya  Ramadhan,  dkk    dengan  judul  :  “Rancang Bangun  Sistem  Monitoring  Konsentrasi  Kadar  Garam Pada  Tambak  Ikan  Bandeng  Menggunakan  Android”. Dalam  penelitian  tersebut  dijelaskan  bahwa  hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  hasil  perancangan
sistem  monitoring  konsentrasi  kadar  garam  pada tambak ikan bandeng yang sudah dilakukan menggunakan  Arduino  Uno,  sensor  konduktivitas, sensor  pH,  sensor  suhu,  modul  wifi,  Mi-Fi  dan Smartphone  untuk  mengakses  aplikasi  android.  Hasil pengujian  fungsionalitas  Mikrokontroler  yang  telah dibuat sesuai dengan perancangan dan berjalan dengan baik.  Sistem  yang  dirancang  dapat  mengirimkan informasi  berupa  nilai  kadar  garam,  sensor  pH,  sensor suhu  dan nilai  TDS  dengan  akurasi  sensor  yang  sudah linier dengan hasil pengukuran menggunakan  alat ukur konvensional  dengan  nilai  error  tertinggi  masing- masing  sebesar  1.3%,  2.06%,  0.702%  dan  1.5%. Kesimpulan  dari  penelitian  tersebut  adalah  Sistem monitoring  dapat  digunakan  untuk  pembacaan  sensor dan  memproses  data  sensor.  Sistem  yang  dirancang dapat mengirimkan informasi berupa nilai kadar garam, sensor  pH,  sensor  suhu  dan  nilai  TDS  dengan  akurasi sensor  yang  sudah  linier  dengan  hasil  pengukuran menggunakan alat ukur konvensional dengan nilai error tertinggi masing-masing sebesar 1.3%, 2.06%, 0.702% dan 1.5%.[2]
Penelitian  bersumber  dari  buku  yang  ditulis  oleh  Dwi Ratna  Nurhajarini,  dkk  yang  membahas  tentang  faktor pendukung  peningkatan  jumlah  produksi  dalam  usaha budidaya  adalah  tenaga  kerja,  luas  tambak  dan  jenis pakan. Fungsi-fungsi manajemen (perencanaan, organisasi,  pelaksanaan  dan  pengawasan)  sangat berpengaruh  terhadap  pengelolaan  usaha  budidaya udang.  Peningkatan  produksi  tidak  lepas  dari manajemen  yang  baik  dalam  pengelolaannya  semakin lemah  penerapan  fungsi-fungsi  manajemen,  produksi semakin  rendah,  sebaliknya  semakin  baik  penerapan fungsi-fungsi manajemen produksi semakin tinggi. [3]
Penelitian  tersebut  bisa  diimplementasikan  untuk budidaya  tambak  yang  sudah  menerapkan  teknologi semi  intensif,  intensif,  dan  super  intensif.  Namun sangat  berbeda  dengan  kasus  yang  terjadi  di  Desa Batang  Kilat  Medan  yang  masih  menggunakan  cara tradisional dengan teknologi yang sangat sederhana dan menerapkan secara turun temurun . Keberhasilan dalam mengembangkan  budidaya  udang  hanya  bersandar dengan  faktor  alam  saja.  Ketika  mereka  gagal  panen saat  ini,  mereka  coba  bangkit  kembali  dan  terus mencoba dan berhasil kemudian gagal lagi dan keadaan itu terjadi hingga saat ini.[4]
Banyak  faktor  yang  menentukan  tingkat  keberhasilan tambak  udang,  salah  satunya  adalah  tingkat  kadar garam  dalam  air  (salinitas).  Salinitas  berpengaruh langsung  pada  air  tambak  terkait  dengan  toleransi  air tambak  terhadap  derasnya  curah  hujan  yang  dapat menyebabkan  air  tambak  tidak  normal.  Biasanya tingkat  kegagalan  panen  cukup  tinggi  adalah  saat pasang  mati  ditambah  curah  hujan  yang  cukup  tinggi sehingga  air  laut  tidak  bisa  masuk  ke  tambak,  dengan
curah  hujan  yang  cukup  tinggi  menurunkan  kadar garam sehingga menyebabkan kematian udang.[5]
Perubahan kadar garam dalam air tidak bisa diketahui, kecuali  para  petani  harus  turun  ke  tambak  dan  melihat kondisi udang sudah mulai ‘mabuk’ dan akhirnya mati, ini sangat menyulitkan apabila perubahan kadar garam yang  drastis  pada  saat  malam  hari.  Dengan  kondisi inilah,  perlu  dirancang  sebuah  perangkat  untuk mendeteksi  tingkat  kadar  garam  dan  secara  otomatis akan  menggerakkan  suplai  air  tawar  atau  air  garam yang  dapat  menetralkan  kadar  garam,  sehingga  dapat mengurangi tingkat kematian udang.

## 2. Metode Penelitian
2.1. Teknik Pengumpulan Data
Teknik  pengumpulan  data  yang  dilakukan  dalam penelitian ini adalah[6]
a) Observasi,
Kegiatan  mengamati  langsung  terhadap  kegiatan  yang sedang  terjadi  di  lokasi  penelitian,  untuk  mendapatkan data-data  yang  lengkap  dan  akurat.  Pada  metode observasi  ini  peneliti  melakukan  pengamatan  langsung ke  lokasi  tambak  yang  terletak  di  desa  Batang  Kilat Medan untuk memperoleh kondisi yang sebenarnya.
b) Wawancara,
Kegiatan  ini  dilakukan  dengan  berkomunikasi  secara langsung,  dan  melakukan  tanya  jawab  kepada  warga yang  petani  tambak  di  lokasi  guna  memperoleh informasi yang lengkap.
c) Studi Pustaka,
Metode  ini  membantu  penulis  dalam  hal  membuat laporan  yang  ditunjang  dengan  buku-buku,  jurnal, internet  dan  referensi  yang  berhubungan  dengan masalah yang sedang diteliti.
2.2. Teknik Pelaksanaan Penelitian
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini,  yaitu survei  lapangan,  perancangan  dan  pembuatan  alat, pengujian  alat,  pengujian  alat  dan  penyusunan  laporan akhir kegiatan, seperti tertera pada gambar 1
a) Survey Lapangan
Pada    tahap  ini  diharapkan  akan  mendapatkan  sebuah data  secara  langsung  dan  akurat  tentang  permasalahan tambak udang di masyarakat, dalam ini peneliti berhasil mewawancarai penduduk Desa Batang Kilat Kelurahan Sei  Mati  Kecamatan  Medan  Labuhan  Kota  Medan bertempat tinggal tidak jauh dari pantai.
b). Perancangan dan Pembuatan Alat
Pada  tahap  ini  dilakukan  perancangan  prototype pendeteksi  kadar  garam,  adapun  rangkaian  skema elektronika  dari    alat  pendeteksi  kadar  garam  dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Rangkaian skema elektronika prototype
Gambar  2  di  atas  merupakan  skema  rangkaian elektronika  dari  sensor  kadar  garam  dan  LCD.  Pada rangkaian elektronika sensor kadar garam dapat dilihat bahwa  setelah  dari  konektor  sensor  kadar  garam tegangan  akan  mendapatkan  penguatan  dari  Op-Amp CA3140  sehingga  membutuhkan  catu  daya  simetris  - 5V GND dan +5V. Prinsip kerja rangkaian elektronika sensor  kadar  garam  adalah  terdiri  dari  rangkaian  low pass filter dengan menggunakan komponen resistor 4,7 MOhm  dan  capacitor  2,2nF  yang  berfungsi  untuk meloloskan sinyal dibawah frekuensi cut offnya. Untuk aktif  low  pass  filter  pada  rangkaian  selanjutnya menggunakan  komponen  resistor  variabel  100K  dan capacitor  1uF.  Saat  Resistor  Variabel  100K  diatur maksimal,  maka  akan  terjadi  penguatan  sebesar  101 kali.  Sedangkan  pada  rangkaian  elektronika  sensor kadar  garam,keluaran  photodioda  langsung  dikirim pada  pin  A1  pada  bagian  analog  input  papan  arduino uno  tanpa  menggunakan  penguatan  dikarenakan arduino  dapat  membaca  analog  input  yang  nilainya lemah  sekalipun.  Setelah  itu  data  yang  diterima  oleh arduino  diproses  sesuai  dengan  program  yang  dibuat oleh  penulis  kemudian  akan  dikirim  dengan  pin  D4, D5,  D6,  D7,  D8  dan  D9  yang  terhubung  dengan  LCD kemudian  hasilnya  ditampilkan  pada  LCD.  Dalam rangkaian  elektronika  ini  baik  sensor  dan  LCD menggunakan  tegangan  input  5V  yang  diperoleh  dari Vout papan Arduino Uno yaitu pin 5V.
Flowchart proses sistem pengendalian salinitas ditunjukkan pada gambar 3.
Gambar 3. Flowchart sistem pengendalian salinitas
Pada  Gambar  3    dapat  dijelaskan  bahwa  prinsip  kerja dari  sistem  ini  adalah  setelah  sensor  konduktivitas mendeteksi tingkat salinitas pada air, maka selanjutnya arduino  uno  akan  menerima  informasi  tingkat  salinitas pada  air  tersebut.  Informasi  tingkat  salinitas  yang didapat  akan  ditampilkan  pada    LCD  16x2.  Lalu apabila  informasi  tingkat  salinitas  yang  diterima memenuhi nilai yang telah ditetapkan, maka tidak akan ada  tindakan  yang  dilakukan  oleh  sistem  ini.  Namun ketika tingkat salinitas terdeteksi lebih tinggi dari nilai yang  telah  ditetapkan,  maka  Arduino  Uno  secara otomatis  memerintahkan  relay  untuk  aktif.  Akibat  dari relay  yang  aktif  ini,  maka  pompa  air  listrik  yang terhubung dengan relay dapat menyala dan mengalirkan  air    tawar  atau  garam.  Air  yang  dialirkan ini  bertujuan  untuk  membuat  tingkat  salinitas  pada  air stabil.  Relay  ini  akan  terus  aktif    hingga    sensor konduktivitas  mendeteksi  tingkat  salinitas  air  tersebut sudah  sesuai  dengan  nilai  yang  sudah  ditetapkan. Apabila tingkat salinitas sudah sesuai dengan nilai yang telah  ditetapkan,  maka  secara  otomatis  arduino  uno akan  memerintahkan  relay  untuk  tidak  aktif  sehingga pompa air akan berhenti bekerja.
Kemudian  dilakukan  perancangan  mekanik  prototype seperti gambar 4.
Gambar 4. Perancangan mekanik prototype
Kemudian perancangan teknologi yang akan diterapkan bisa dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Perancangan teknologi yang akan diterapkan
c) Pengujian Alat
Sebelum  alat  ini  diaplikasikan,  dilakukan  pengujian dengan  beberapa  sampel  terlebih  dahulu  ,  tujuannya untuk memastikan alat yang kami buat dapat berfungsi sesuai konsep yang telah dirancang
d). Evaluasi Alat
Pada metode ini bertujuan untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari perangkat ini, sehingga kita dapat menyimpulkan kondisi dan kualitas dari alat ini.
e).  Penyusunan Laporan Akhir Penelitian
Pada  tahap  ini  telah  sampai  pada  penerapannya kemudian kami mendokumentasikan dan menyusunnya dalam sebuah laporan akhir penelitian, serta data – data yang  nantinya  dapat  digunakan  sebagai  pengukur tingkat keberhasilan alat yang telah dibuat.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pada  bagian  hasil  dan  pembahasan  akan  diuraikan tentang  pengujian berdasarkan perancangan dari sistem yang  telah  dibuat.  Pengujian  ini  dilakukan  untuk mengetahui  kemampuan  dari  sistem  dan  untuk mengetahui  apakah  sistem  sudah  berjalan  dengan perencanaan,  sekaligus  mengetahui  kelebihan  dan kekurangan sistem yang dirancang.
3.1. Spesifikasi
Adapun  spesifikasi  dari  Arduino  Uno  adalah  sebagai berikut:
1. Chip mikrokontroler : ATmega 328P
2. Tegangan operasi : 5V
Tegangan input yang direkomendasikan
3. via jack DC : 7V-12V
4. Tegangan input batas via jack DC : 6V-20V
5. Pin digital I/O : 14 buah, 6 buah adalah PWM
6. Pin analog input : 6 buah
7. Arus DC tiap pin I/O : 40 mA
8. Arus DC pin 3.3v : 50 mA26
9. Memori  flash  :  32  kb,  sebagai  boot  loader  sebesar 0,5kb
10. SRAM : 2 kb
11. EEPROM : 1 kb
12. Clock speed : 16 Mhz
13. Dimensi : 68,6 mm×53,4 mm
14. Berat : 25 gram
Contoh  rangkaian  Arduino  Uno  dapat  dilihat  pada gambar 6.
Gambar 6. Rangkaian Arduino Uno Mikrokontroler
Pada  Gambar  6  terlihat  bahwa  sistem  minimum Arduino  Uno  terhubung  dengan  bagian-bagian  yang lain  seperti  LCD  16x2,  sensor  salinitas,  relay.  Pada sistem  minimum  Arduino  Uno,  terdapat  lampu indikator  yang  difungsikan  untuk  mengetahui  apakah rangkaian sedang bekerja atau tidak.
3.2  Rangkaian Sensor Konduktivitas
Rangkaian sensor konduktivitas pada alat ini berfungsi sebagai  pendeteksi  kadar  garam  air  dengan  Arduino Uno.
1. Adapun spesifikasi dari sensor konduktivitas adalah sebagai berikut:
2. Bekerja pada tegangan DC 5V
3. Support arduino dan mikrokontroler lainnya
4. Memiliki  sensitivitas  pada  bahan  yang  bersifat konduktif
5. Kedalaman cairan pada saat pengukuran sebesar 5,5 cm dari ujung sensor
Contoh  rangkain  sensor  konduktivitas  dapat  dilihat pada gambar 7
Gambar 7. Rangkaian sensor konduktivitas
3.3  Rangkaian Keseluruhan
Rangkaian keseluruhan sistem ini merupakan gabungan dari rangkaian-rangkaian yang telah dibahas sebelumnya    seperti    LCD,  Sensor  Konduktivitas, Relay  dan  pompa  air.  Rangkaian  keseluruhan  dapat dilihat pada gambar 8,9,10
Gambar 8 Rangkaian tampak dari atas
Gambar 9. Rangkaian tampak dari samping
Gambar 10. Rangkaian tampak dari samping

## 3.4. Pengujian Sensor Konduktivitas dengan LCD
Pengujian  dilakukan  untuk  mengetahui  fungsi  dan kinerja  dari  keseluruhan  sistem.  Program  pengujian disimulasikan  di  suatu  sistem  yang  sesuai.  Pengujian ini  dilaksanakan  untuk  mengetahui  kehandalan  dari sistem  dan  untuk  mengetahui  apakah  sudah  sesuai dengan  perencanaan  atau  belum.  Pengujian  pertama- tama  dilakukan  secara  terpisah,  dan  kemudian dilakukan kedalam sistem yang telah terintegrasi.
Rangkaian  LCD  pada  penelitian  ini  berfungsi  untuk menampilkan  informasi  berupa  tulisan  dan  data  nilai sensor  yang  dibaca  oleh  Arduino  Uno.  Untuk mengetahui  apakah  rangkaian  LCD  dan  Sensor Konduktivitas  yang  telah  dibuat  dapat  bekerja  sesuai yang  diinginkan  maka  dilakukan  pengujian  Sensor Konduktivitas  dan  rangkaian  LCD  yang  dihubungkan dengan minimum sistem Arduino Uno.
Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu :
1. Minimum Sistem Arduino Uno.
2. Kabel data Arduino Uno.
3. Rangkaian Sensor Konduktivitas
4. Rangkaian LCD 16 x 2.
5. Software Arduino IDE.
Blok  diagram  pengujian  rangkaian  LCD  dengan Arduino. Lihat Gambar 11.
Gambar 11. Blok Diagram Pengujian Sensor Konduktivitas dengan LCD
Langkah-langkah  melakukan  pengujian  rangkaian sensor Konduktivitas dan LCD :
1. Buka aplikasi Arduino IDE
2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal “sketch_xxxxxx”  secara  otomatis  seperti  pada langkah sebelumnya.
3. Mengetikkan  listing  program  untuk  pengujian rangkaian LCD seperti pada gambar 12
Gambar 12. Listing Program Pengujian LCD
3.5. Analisa Hasil Program :
Pada  uji  coba  rangkaian  Arduino  Uno  terhubung dengan LCD, diperlukan pemanggilan library #include<LiquidCrystal_I2C.h>  dan  juga  “Liquid Crystallcd(0x3F,16,2);”  adalah  listing  program  untuk pengaturan alamat LCD dan ukuran LCD jumlah baris dan  kolom  sesuai  LCD  yang  digunakan.  Yang berfungsi  untuk  menambahkan  fungsi-fungsi  program menampilkan karakter
pada
LCD.
Kemudian“lcd.backlight();  lcd.init();”berfungsi  untuk inisialisasi awal bahwasanya LCD mulai digunakan

## 4. Kesimpulan
Setelah  dilakukan  perancangan,  pembuatan  dan pengujian    terhadap  prototype    stabilitas  kadar  air garam  maka  diperoleh  beberapa  kesimpulan  yaitu  : prototype    stabilitas  kadar  air  garam    tersebut  dapat mengukur tingkat kadar garam (salinitas) suatu larutan berdasarkan  konduktivitasnya  sehingga  harapannya bisa diimplementasikan ke dalam alat yang sesungguhnya sehingga bisa mencegah tingkat kematian udang.

## Referensi
[1]  E. Salfia, M. Kamal, I. Pendahuluan, dan A. Salinitas, “Rancang Bangun Alat Pengendalian Dan Monitoring Kualitas Air Tambak Udang  Berbasis  Salinitas  Dan  Kadar  Oksigen  Terlarut,” J. Tektro , vol. 2, no. 2, hal. 24–29, 2018.
[2]  N.  Ramadhana,  A.  W.  Purwandi,  dan  R.  Saptono,  “Rancang bangun sistem monitoring konsentrasi kadar garam pada tambak ikan bandeng menggunakan android,” Semant. Sch. , 2019.
[3]  D.  N.  Ratna,  T.  W.  Tri,  dan  D.  Listiana, Perkembangan budidaya  tambak  udang  di  pesisir  Tuban  1980-2015 . Yogyakarta: Balai Pelestarian Nilai Budaya (BPNB), 2018.
[4]  Jamaludin,  Muhammad  Khoiruddin  Harahap  dan  Evan  Afri, “Penggunaan  Albanto  (  Alat  Bandeng  Presto  )  untuk Meningkatkan  Nilai  Olahan  Ikan  Bandeng  desa  Batang  Kilat  – Medan,” TRIDARMA  Pengabdi.  Kpd.  Masy. ,  vol.  3,  no.  1,  hal. 136–142, 2020.
[5]  M.  C.  Bahari,  S.  Hutabarat,  P.  Studi,  M.  Sumberdaya,  J. Perikanan,  dan  U.  Diponegoro,  “Pengaruh  suhu  dan  salinitas terhadap penetasan kista artemia salina skala laboratorium,” vol. 3, hal. 188–194, 2014.
[6]  J.  Jamaludin  dan  R.  Romindo,  “Sistem  Informasi  Akademik Berbasis  Web  Menggunakan  Metode  Waterfall  Pada  SMA Kemala Bhayangkari I Medan,” in Semantika , 2019, hal. 17–27.