## PENGEMBANGAN SISTEM PAKAN BUDIDAYA IKAN KERAMBA DAN JARING APUNG DENGAN PEMANFAATAN SENSOR ULTRASONIK HCSR04 DAN MODUL KOMUNIKASI LORA
Mutia Maulida 1 , Nurul Fathanah Mustamin 2
1,2 Teknologi Informasi, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat Email: 1 mutia.maulida@ulm.ac.id, 2 nurul.mustamin@ulm.ac.id

## ABSTRAK
Berbagai  budidaya  ikan  banyak  dikembangkan  oleh  masyarakat  Indonesia  termasuk  Kalimantan  Selatan. Budidaya ikan keramba dan jaring apung dikembangkan oleh masyarakat Kalimantan Selatan didasari pada letak geografis yang dilewati oleh beberapa sungai besar seperti sungai Martapura, Barito dan Kapuas. Budidaya ikan ini dipilih karena tidak memerlukan lahan luas dan dapat memanfaatkan pinggiran sungai bahkan halaman rumah sehingga  lebih  murah.  Permasalahan  yang  dihadapi  peternak  ikan  keramba  dan  jaring  apung  adalah  terkait proses pemberian pakan dilakukan manual oleh peternak ikan. Metode ini mempengaruhi takaran jumlah pakan ikan tidak merata dan tidak jarang peternak lupa untuk menaburkan pakan ikan sehingga dapat mempengaruhi hasil  produksi  ikan.  Pengembangan  sebuah  alat  penyebar  pakan  ikan  dengan  pemanfaatan  Internet  of  Things (IoT)  menggunakan  sensor  ultrasonik  HCSR04  dan  modul  komunikasi  LoRa  memberikan  kemudahan  bagi peternak dalam penyebaran pakan. Selain itu sistem kontrol pakan berbasis Android juga dapat mengontrol alat pakan secara akurat baik dengan fitur manual maupun terjadwal.
Kata Kunci: budidaya ikan, keramba dan jaring apung, IoT, sensor HCSR04, modul LoRa
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Menjadi salah satu provinsi yang dilalui oleh banyak sungai  besar  seperti  Sungai  Barito,  Sungai  Kapuas dan  Sungai  Martapura  memberikan  keuntungan tersendiri  bagi  Provinsi  Kalimantan  Selatan  pada sektor  perikanan  dan  kelautan.  Hal  ini  menjadikan sektor  perikanan  menjadi  salah  satu  sektor  andalan yang  menjadi  mata  pencaharian  masyarakat Kalimantan  Selatan.  Salah  satu  bentuk  budidaya ikan  yang  dikembangkan  oleh  masyarakat  yaitu budidaya  keramba  dan  jaring  apung.  Berdasarkan data dari Dinas PMPTSP Kalimantan Selatan bahwa tingkat pemanfaatan lahan untuk budidaya keramba apung yaitu sebesar 87.699m2 dengan hasil produksi sebesar 26.915 ton (Pintu, 2021).
Budidaya  ikan  keramba  dan  jaring  apung  banyak ditemui  di  daerah  pinggiran  sungai  di  Kota Banjarmasin  salah satunya di  daerah Banua Anyar. Para  peternak  ikan  ini  rata-rata  memiliki  keramba dan  jaring  apung  di  pinggiran  sungai  dan  halaman samping rumah mereka. Berdasarkan hasil wawancara dengan beberapa peternak ikan diketahui salah satu permasalahan mereka dalam pengelolaan budidaya  ikan  keramba  dan  jaring  apung  yaitu terkait  proses  pemberian  pakan  ikan.  Cara  yang mereka lakukan untuk pemberian pakan ikan adalah secara  tradisional  dimana  pakan  ditaburkan  sendiri oleh  peternak  ikan.  Hal  ini  menimbulkan  beberapa masalah seperti jumlah pakan ikan yang tidak sesuai standar  dan  jadwal  pemberian  pakan  yang  tidak teratur  bahkan  terkadang  tidak  diberikan  karena lupa.
Untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut  diperlukan solusi  untuk  mengembangkan  sebuah  alat  yang
secara  otomatis  menaburkan  pakan  sesuai  jadwal yang  telah  ditentukan.  Dari  penelitian  yang sebelumnya  dilakukan  Hidayatullah  dkk  (2018) dilakukan  pengembangan  alat  penabur  pakan  ikan berbasis Internet of Things (IoT) dengan penggunaan sensor pH Probe E201-BNS, TDS dan sensor  Dallas  DS18B20.  Dengan  bantuan  alat tersebut, proses pemberian pakan berhasil dilakukan sesuai dengan waktu yang dijadwalkan (Himawan & Yanu F, 2018)
Penelitian  lain  terkait  pengembangan  IoT  juga dilakukan  oleh  Fitri  Puspasari  dkk  (2019)  untuk mengembangakan  Sistem  Monitoring  Ketinggian sebuah  perangkat.  Dengan  memanfaatkan  sensor ultrasonik  HCSR04  pada  mikrokontroler  Arduino Due,  alat  ini  teruji  berhasil  untuk  melakukan pengukuran  tinggi  sebuah  perangkat  (Puspasari  et al., 2019). Hal ini menjadi salah satu pertimbangan untuk  penggunaan  sensor  ultrasonik  HCSR04  pada alat  pakan  ikan  yang  akan  dikembangkan  untuk mempermudah pengukuran jumlah pakan ikan yang tersedia pada bak penampung pakan ikan.
Dengan  pertimbangan  lokasi  keramba  dan  jaring apung  yang  dimiliki  oleh  peternak  ikan,  sangat penting  untuk  memperhitungkan  ketersediaan jaringan  internet  untuk  menghubungkan  setiap perangkat  pada  alat.  Ahmad  dkk  (2021)  pada penelitan  yang  dilakukan  memanfaatkan  modul komunikasi  LoRa  RFM95W  pada  pengembangan Sistem  Pemantauan  Listrik  3  Fasa  yang  mereka lakukan.  Dari  hasil  penelitian  diketahui  bahwa penggunaan modul komunikasi LoRa ini sangat baik untuk  digunakan  sebagai  kanal  jaringan  untuk  alat berbasis IoT (Nurhadi et al., 2021).
Berdasarkan  identifikasi  masalah  dan  beberapa acuan penelitian-penelitian sebelumnya yang pernah dilakukan  terkait  pengembangan  IoT  maka  pada penelitian ini peneliti akan mengembangkan sebuah alat  pakan  ikan  otomatis  berbasis  IoT.  Penggunaan modul  komunikasi  LoRa  dan  sensor  ultrasonik HCSR04 ditambahkan sebagai bentuk pengembangan  terkini  dari  alat  pakan  ikan.  Selain itu,  dikembangkan  pula  sebuah  aplikasi  berbasis Android yang berfungsi sebagai sistem kontrol dari alat pakan ikan.
1.2. Tinjuan Pustaka
a. Modul Komunikasi LoRa
LoRa adalah salah satu sistem komunikasi nirkabel untuk IoT yang memiliki kemampuan koneksi jarak jauh  hingga  15  km  dengan  kondisi  LOS  (Line  of Sight) dan berdaya rendah. Dipromosikan oleh Lora Alliance,  sistem  ini  dapat  digunakan  dalam perangkat bertenaga baterai yang tahan lama dengan ketahanan  baik  terhadap  derau  dalam  sistem transmisi.  Adapun  kelebihan  lain  dari  sistem  ini adalah  keamanannya  dari  serangan  siber  yang terintegrasi  dengan  jaringan  hanyalah  bagian gateway (Augustin et al., 2016).
Pada penelitian ini digunakan Mappi32 Development  Board  yang  didukung  dengan teknologi  LoRaWAN  yang  digunakan  sebagai modul komunikasi antara alat pakan ikan dan sistem kontrol pada aplikasi Android.
Gambar 1. Mappi32 Development Board
b. Sensor Ultrasonik HCSR04
Merupakan  salah  satu  komponen  sensor  yang memiliki  kegunaan  untuk  melakukan  pengukuran jarak suatu objek. Adapun rentang jarak yang dapat diukur  oleh  sensor  ini  berkisar  pada  2-450  cm. Sensor  ini  memiliki  dua  pin  digital  yang  berfungsi untuk  menampilkan  hasil  bacaan  dari  jarak  yang diukur.  Cara  kerja  dari  sensor  ini  melakukan pengiriman data melalui pulsa elektronik sebesar 40 Khz.  Selanjutnya  sensor  ini  menerima  Kembali pantulan  pulsa  echo  untuk  melakukan  perhitungan waktu  yang  dibaca  dalam  mikrodetik  seperti  pada Gambar  2.  Penggunaan  sensor  ini  dapat  memicu pulsa  secepat  20  kali  per  detik  serta  menentukan objek dengan jarak hingga 3 meter (Soni  &  Aman, 2018).
Gambar 2. Sensor Ultrasonik HCSR04

## 1.3. Metodologi Penelitian
Penelitian  ini  dilaksanakan  dengan  mengikuti  alur penelitian seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Tahapan Penelitian
a. Identifikasi Masalah
Untuk mengetahui lingkup permasalahan penelitian. Pada  tahapan  ini  kerjasama  dilakukan  dengan beberapa peternak ikan keramba dan jaring apung di Banjarmasin.  Melalui  kerjasama  ini  dilakukan pengumpulan  data  terkait  permasalahan  pemberian pakan ikan di keramba dan jaring apung. Diketahui bahwa  saat  ini  pemberian  pakan  ikan  dilakukan dengan  menebarkan  pakan  secara  manual  sehingga kuantitas  pakan  tidak  merata  pada  seluruh  bidang keramba.  Selain  itu,  waktu  pemberian  pakan  juga sangat bergantung pada ketersediaan waktu peternak saja sehingga memungkinkan mereka lupa.
Permasalahan ini mendasari dilakukannya pengembangan sebuah sistem pakan ikan yang dapat
membantu  otomatisasi  pemberian  pakan  ikan  bagi peternak.

## b. Pengembangan Alat dan Sistem
Dari permasalahan tersebut ditentukan sebuah solusi pengembangan  sistem  pakan  budidaya  ikan  untuk keramba dan jaring apung. Sistem ini terdiri dari alat pakan  ikan  dan  sistem  kontrol  alat  dalam  bentuk aplikasi  Android.  Alat  pakan  ikan  dikembangkan berbasis  Internet  of  Things  dimana  terdiri  dari beberapa  rangkaian  sensor  (Maulida  et  al., 2021).Adapun  fungsi  dari  sensor  ini  adalah  untuk mendeteksi  volume  pakan  ikan  yang  ada  di  dalam bak penampung pakan. Hal ini untuk mempermudah kontrol  peternak  terhadap  ketersediaan  pakan  pada alat.  Selain  alat,  sebuah  aplikasi  berbasis  Android juga dikembangkan sebagai sistem kontrol terhadap alat  pakan  ikan.  Aplikasi  ini  digunakan  untuk menampilkan  persentase  jumlah  pakan  pada  alat sekaligus  sebagai  alat  untuk  mengontrol  jadwal pemberian pakan secara otomatis

## c. Uji Laboratorium dan Lapangan
Tahapan uji coba dilakukan sebanyak dua tahap pada saat  pengembangan  alat  pakan  ikan.  Pada  tahap pertama  uji  coba  dilakukan  pada  Laboratorium Rekayasa Perangkat Lunak di Prodi TI ULM. Tahap ini  dilakukan  untuk  memastikan  bahwa  setiap rangkaian  IoT  yang  dikembangkan  dapat  bekerja dengan  baik  pada  lingkungan  terbatas  yang dikondisikan. Adapun rangkaian yang diujikan pada laboratorium seperti pada Gambar 4.

## Gambar 4. Rangkaian Alat pada Uji Coba Laboratorium
Setelah tahap uji coba pertama berhasil dilanjutkan pada  tahapan  kedua  yaitu  uji  coba  alat  di  lapangan dalam hal ini di salah satu keramba dan jaring apung milik  peternak  ikan.  Hal  ini  dilakukan  untuk mengecek  kondisi  alat  saat  digunakan  pada lingkungan sebenarnya.

## 2. PEMBAHASAN
Dalam  pengembangan  sistem  pakan  budidaya  ikan keramba  dan  jaring  apung  didasari  pada rancangan sistem seperti pada Gambar 5.

## Gambar 5. Blok Diagram Sistem Pakan Budidaya Ikan Keramba dan Jaring Apung
Pengembangan  sistem  pakan  ini  dilakukan  dalam dua  tahap  yaitu  pembuatan  alat  pakan  ikan  dan sistem  monitoring  alat  dalam  bentuk  aplikasi Android.

## 2.1. Alat Pemberi Pakan Ikan
Pengembangan alat pemberi pakan ikan ini didasari pada alur kerja rangkaian alat pada Gambar 6. Pada skema  dijelaskan  bahwa  pada  alat  ini  digunakan mikrokontroler Mappi32 yang terdiri dari rangkaian sensor  ultrasonic  HCSR04  dan  modul  LoRaWAN yang  merupakan  fitur  dari  mikrokontroler  ini. Mikrokontroler  Mappi32  ini  berfungsi  sebagai media  komunikasi  untuk  menerima  data  dari perangkat seluler dan sensor yan datanya dikirimkan dan disimpan pada cloud server Firebase Google.

## Gambar 6. Alur Kerja Rangkaian Alat dan Sistem
Data  yang  disimpan  pada  server  adalah  data persentase  kuantitas  pakan  di  dalam  tempat penampung ikan yang dibaca oleh sensor HCSR04. Data  ini  kemudian  ditampilkan  pada  aplikasi Android  sebagai  pertimbangan bagi  peternak untuk melakukan isi ulang pakan pada alat.
Dengan  mempertimbangkan  lokasi  penggunaan maka alat ini dibuat dengan beberapa bahan seperti bak  penampung  besar,  pipa  paralon,  tiang  besi setinggi  2-meter  dan  kotak  untuk  menyimpan
rangkaian  IoT.  Pada  lingkungan  sebenarnya  alat akan ditanam  setinggi 1-meter ke dalam tanah agar tidak mudah roboh. Selain itu dengan tinggi tersebut akan  memudahkan  pada  saat  proses  penyebaran pakan  ikan  ke  seluruh  bidang  keramba.  Adapun gambaran dari alat pakan ikan seperti pada rangkaian 3D pada Gambar 7.

## Gambar 7. Rangkaian 3D Alat Pakan Ikan
Selain  rangkaian  mikrokontroler  yang  terdiri  dari sensor  ultrasonik  HCSR04  dan  modul  LoRA  pada pengembangannya alat ini juga menggunakan motor servo dan dinamo motor DC. Motor servo berfungsi sebagai  komponen  penggerak  untuk  membuka  dan menutup katup pada pipa paralon untuk jalan keluar pakan.  Sedangkan  dinamo  motor  DC  berfungsi untuk penggerak otomatis untuk menyebarkan pakan ikan.

## 2.2. Sistem Kontrol Alat Berbasis Android
Selain  melakukan  pengembangan  alat  berbasi  IoT, sebuah  aplikasi  berbasis  Android  juga  dilakukan. Adapun  fungsi  dari  aplikasi  ini  sebagai  sistem kontrol  dan  monitoring  dari  alat  yang  telah  dibuat. Terdapat  beberapa  fitur  yang  dimiliki  oleh  sistem kontrol dan monitoring yang diberi nama Si Pemikat ini  seperti  fitur  informasi  persentase  jumah  pakan, fitur pemberian pakan secara manual dan terjadwal.
Untuk mengetahui berapa persen jumlah pakan yang terdapat  pada  bak  penampung  peternak  cukup mengakses aplikasi. Seperti terlihat pada Gambar 8, sistem akan menampilkan jumlah persentase pakan yang  didapatkan  dari  hasil  baca  sensor  HCSR04 yang terdapat pada alat.
Gambar 8. Fitur Informasi Persentase Pakan
Pada  aplikasi  ini  terdapat  dua  fitur  yang  dapat digunakan  peternak  untuk  mengatur  pemberian pakan  ikan.  Fitur  manual  dapat  digunakan  dengan mudah  dimana  peternak  cukup  menekan  tombol hidup  (on)  pada  aplikasi  seperti  pada  Gambar  9. Selama tombol pada kondisi on maka katup pada alat tetap terbuka dan pakan ikan keluar dari pipa paralon alat  sampai  peternak  menekan  tombol  mati  (off) pada aplikasi.
Gambar 9. Fitur Manual Pemberian Pakan Ikan
Selain fitur manual, peternak juga dapat menggunakan  fitur  terjadwal  pada  aplikasi  untuk melakukan pemberian pakan ikan. Pada aplikasi fitur ini dapat dipilih dengan menekan tombol ubah mode dari  manual  ke  otomatis.  Terdapat  dua  sesi  yang dapat  diatur  oleh  peternak  untuk  jadwal  pemberian pakan ikan per harinya seperti pada Gambar 10. Pada waktu yang ditentukan katup pada alat akan terbuka secara  otomatis  dan  mengeluarkan  pakan  ikan melalui paralon alat.
Gambar 10. Fitur Otomatis Pemberian Pakan Ikan

## 3. KESIMPULAN
Pengembangan sistem pakan ikan budidaya keramba dan  jaring  apung  dengan  pemanfaatan  sensor ultrasonik HCSR04 dan modul komunikasi LoRa ini terbukti  dapat  memberikan  kemudahan  bagi peternak ikan keramba dan jaring apung. Penggunaan modul komunikasi LoRa tepat digunakan  untuk  pada  alat  pakan  ikan  yang ditempatkan  pada  lokasi  dimana  jaringan  internet masih  sering  terkendala.  Pengembangan  dua  fitur pemberian  pakan  baik  secara  manual  maupun terjadwal  pada  aplikasi  berbasis  Android  sebagai sistem  kontrol  alat  pakan  ikan  terbukti  efektif digunakan  oleh  peternak  ikan  keramba  dan  jaring apung.
Beberapa kekurangan dari penelitian ini yang dapat dikembangkan pada penelitian lanjutan yaitu seperti penggunaan  sensor  ultrasonik  lain  yang  memiliki tingkat  akurasi  yang  lebih  baik.  Serta  perlu dipertimbangkan  penambahan  fitur  penentuan takaran pakan ikan yang keluar dari alat berdasarkan jenis  ikan  yang  dibudidayakan  pada  keramba  dan jaring apung.

## 4. UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kami  sampaikan  kepada Lembaga  Penelitian  dan  Pengabdian  kepada Masyarakat Universitas Lambung Mangkurat untuk diberikannya  pendanaan  melalui  Program  Dosen Wajib Meneliti Tahun Anggaran 2022 sesuai dengan nomor  kontrak  penelitian  023.51/UN8.2/PL/2022. Berkat  adanya  bantuan  pendanaan  ini  maka penelitian dan publikasi ini dapat terealisasi dengan lancar.

## PUSTAKA
Augustin,  A.,  Yi,  J.,  Clausen,  T.,  &  Townsley,  W. M.  (2016).  A  study  of  Lora:  Long  range  & low power networks for the internet of things.
Sensors (Switzerland) , 16 (9), 1–18.
https://doi.org/10.3390/s16091466
Himawan, H., & Yanu F, M. (2018). Pengembangan
Alat  Pemberi  Makan  Ikan  Menggunakan Arduino Terintegrasi Berbasis Iot. Telematika , 15 (2), 87.
https://doi.org/10.31315/telematika.v15i2.31 22
Maulida,  M.,  Wijaya,  E.  S.,  Anwar,  M.  R., Informasi, T., Teknik, F., Jl, U. L. M., Hasan, B.,  Kayutangi,  B.,  &  Email,  K.  S.  (2021).
Deteksi ikan tongkol berformalin berdasarkan citra mata ikan dengan metode . 08 (3), 305–313.
Nurhadi, A. A., Darlis, D., &  Murti, M. A. (2021). Implementasi  Modul  Komunikasi  LoRa
RFM95W Pada Sistem Pemantauan Listrik 3 Fasa  Berbasis  IoT. Ultima  Computing : Jurnal  Sistem  Komputer , 13 (1),  17–21.
https://doi.org/10.31937/sk.v13i1.2065
Pintu,  D.  P.  M.  dan  P.  T.  S.  (2021). Potensi Perikanan Kalimantan Selatan . https://dpmptsp.kalselprov.go.id/web/potensi -perikanan/
Puspasari,  F.-,  Fahrurrozi,  I.-,  Satya,  T.  P.,
Setyawan, G.-, Al Fauzan, M. R., & Admoko, E. M. D. (2019). Sensor Ultrasonik HCSR04 Berbasis  Arduino  Due  Untuk  Sistem Monitoring  Ketinggian. Jurnal  Fisika  Dan Aplikasinya , 15 (2), 36. https://doi.org/10.12962/j24604682.v15i2.43 93 Soni,  A.,  &  Aman,  A.  (2018).  Distance
Measurement  of  an  Object  by  using Ultrasonic  Sensors  with  Arduino  and  GSM Module. IJSTE-International  Journal  of Science Technology &  Engineering  | , 4 (11),
23–28. www.ijste.org