Perancangan Lampu Pintar Dan Pengukuran Kekeruhan Air Pada Kolam Ikan Berbasis Mikrokontroller Atmega328 Pada Smart Home
Rosida Hutagalung (1), Nazaruddin Nasution (2), Mulkan Iskandar Nasution (3)
Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sumatera Utara Jl. Lapangan Golf Durian Jangak, Medan, Sumatera Utara
rosidahutagalung.22htg@gmail.com (1), nazaruddin_nst@uinsu.ac.id (2), mulkaniskandar@uinsu.ac.id (3)

## ABSTRAK
Penggunaan  kontrol  jarak  jauh  merupakan  sebuah  komunikasi  yang  banyak  mengalami  perkembangan  saat ini.  Smart  home  merupakan  sebuah  konsep  integrasi  menggunakan  sistem  komunikasi  yang  sama  dari beberapa service didalam rumah dan tetap menjamin keamanan dan kenyamanan didalam rumah. Penelitian ini menggunakan jenis penelitian kuantitatis dengan metode eksperimental. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat  prototype  perancangan  yang  dilakukan  dengan  berbasis  mikrokontroller  ATmega328  pada  Smart Home  dan  memonitoring  kerja  menggunakan  Internet  of  Things  (IoT)  yang  di  rancang  pada  lampu  pintar menggunakan  sensor  RTC  (Real  Time  Clock)  dan  berfungsi  untuk  menghidupkan  dan  mematikan  lampu secara otomatis berdasarkan waktu yang telah diatur pada program, kekeruhan air terhadap kolam ikan, suhu dan  pH.  Analisis  data  pada  pengujian  akurasi  sensor  ultrasonik  memiliki  kesalahan  relatif  sebesar  1,80  %, akurasi sensor  suhu 1,46 %, dan akurasi sensor Ph 1,09 %, lcd dapat  menampilkan pembacaan sensor, dan lampu dapat hidup di pukul 18.00 wib dan mati pukul 06.00 wib oleh sensor RTC. Hal ini di pengaruhi oleh faktor  beberapa  faktor  baik  dari  luar  maupun  faktor  dalam  komponen  itu  sendiri.  Dengan demikian  maka prototype  perancangan  yang  dilakukan  dengan  berbasis  mikrokontroller  ATmega328  pada  Smart  Home  ini telah bekerja dengan baik.
Kata Kunci : ATmega328, RTC, Turbidity,sensor pH,sensor ultrasonic.

## ABSTRACT
The use of remote control is a communication that is experiencing a lot of development at this time. Smart home is an integration concept using the same communication system from several services in the house and still guarantees security and comfort in the house. This research uses quantitative research with experimental methods.  The  purpose  of  this  study  is  to  make  a  design  prototype  based  on  the  ATmega328 microcontroller  on  Smart  Home  and  monitor  work using  the  Internet  of  Things  (IoT)  which  is  designed for smart lights using an RTC (Real Time Clock) sensor and functions to turn on and off lights automatically. based on the time that has been set in the program, the water turbidity of the fish pond, temperature and pH. Data analysis on ultrasonic sensor accuracy testing has a relative error of 1.80%, temperature sensor accuracy of 1.46%, and Ph sensor accuracy of 1.09%, the LCD can display sensor readings, and the lights can turn on at  18.00  WIB  and  turn  off  at  06.00  WIB  by  RTC  sensor.  This  is  influenced  by  several  factors  both  from outside  and  factors  within  the  component  itself.  Thus,  the  design  prototype  based  on  the  ATmega328 microcontroller on Smart Home has worked well.
Keywords : ATmega328, RTC, Turbidity, pH sensor, ultrasonic sensor .
Hutagalung  R,  Nasution  N,  Iskandar  Nasution  M  :  Perancangan  Lampu  Pintar  Dan Pengukuran  Kekeruhan  Air  Pada  Kolam  Ikan  Berbasis  Mikrokontroller Atmega328 Pada Smart Home

## I. PENDAHULUAN

## 1. Latar Belakang
Perkembangan teknologi yang terjadi di zaman sekarang khususnya di bidang elektronika dan  mikrokontroler  mengalami  perkembangan  yang  sangat  cepat,  dengan  adanya perkembangan  teknologi  tersebut  memiliki  beberapa  dampak  yang  dapat  mempermudah manusia dalam melakukan aktivitas sehari- hari. Salah satunya dengan banyaknya alat-alat atau  prototipe  yang  sudah  otomatis  menggunakan  sistem  mikrokontroler  dan Internet  of Things (IoT) yang bertujuan untuk membuat pekerjaan menjadi mudah, efisien, dan dapat dikontrol dengan komputer atau smartphone (Oktaprianna, 2019). Smart home merupakan sebuah  konsep  integrasi  dari  beberapa  service  didalam  rumah  menggunakan  sistem komunikasi  yang  sama  dan  tetap  menjamin  keamanan  dan  kenyamanan  didalam  rumah. Menurut  Ambasari  kategori  Smart  home  ada  yang  mencakup  tentang confourt yaitu mampu  memberikan  kenyamanan  yang  lebih  kepada  penghuninya.  Terdapat  2  metode yang  digunakan  yang  pertama  adalah  Smart  Home  akan  berfungsi  dengan  mengenali kegiatan  penghuni  kemudian  melakukan  fungsi  otomatisasi  terhadap  alat-alat  dirumah, kemudian yang kedua adalah yaitu dengan  melakukan remote alat-alat rumah tangga dari jarak  yang  jauh.  Penggunaan  kontrol  jarak  jauh  atau  mikrokontoler  merupakan  sebuah komunikasi yang telah banyak mengalami perkembangan saat ini. Salah satu kegiatan yang tidak lepas dari pemanfaatan teknologi mikrokontroler adalah pemeliharaan ikan dalam air kolam,  memelihara  ikan  bagi  beberapa  orang  bisa  menjadi  peluang  bisnis  yang  dapat menguntungkan.  Berdasarkan  permasalahan  di  atas,  maka  dari  itu  timbul  pemikiran penulis  utuk  membuat  alat  yang  dapat  mengontrol  dari  jarak  jauh  pengukuran  kekeruhan air kolam, pengontrolan suhu air di dalam kolam, dan pengontrolan pH air di dalam kolam dengan  menggunakan handphone. Pada  Rancang  bangun  sistem  kekeruhan  air  pada kolam  dan  pergantian  air  kolam  secara  otomatis  menggunakan  mikrokontroler ATmega328, prototype ini dapat digunakan sebagai alat bantu dalam melakukan kegiatan memonitoring dari jarak jauh terhadap air kolam. Sedangakan pada lampu, mikrokontroler yang  digunakan  adalah  ATmega328  dan  juga  menggunakan  sensor  RTC  (Real  Time Clock) yaitu jam elektronik berupa chip yang dapat menghitung waktu (mulai detik hingga tahun) dengan akurat dan menjaga/menyimpan data waktu tersebut secara real time .
2. Perumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini yaitu :
1. Bagaimana perancangan alat yang dilakukan terhadap pengukuran tingkat kekeruhan air,  kontrol  suhu,  kontrol  Ph  air  pada  kolam  ikan  dan  lampu  pintar  dengan menggunakan sensor RTC?
2. Bagaimana  cara  kerja  alat  pada  pengukuran  tingkat  kekeruhan  air,  kontrol  suhu, kontrol Ph air pada kolam ikan dan lampu pintar dengan menggunakan sensor RTC ?
3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini yaitu :
1. Untuk  mengendalikan  sirkulasi  air  dalam  kolam,  mengukur  pH  air,  mengukur  suhu air dan kekeruhan
2. Untuk  menghasilkan  rancang  bangun  sistem  menciptaan  sistem  kerja  alat  kontrol lampu sensor RTC serta memonitoring lampu secara otomatis dan diaplikasikan pada handphone agar dapat dikontrol dari jarak jauh
4. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Memberi kemudahan dalam mengontrol sirkulasi air, Ph air, suhu dan tingkat kekeruhan air serta kemudahan untuk memonitoring lampu pintar didalam rumah.
Hutagalung  R,  Nasution  N,  Iskandar  Nasution  M  :  Perancangan  Lampu  Pintar  Dan Pengukuran  Kekeruhan  Air  Pada  Kolam  Ikan  Berbasis  Mikrokontroller Atmega328 Pada Smart Home
2.  Memberikan  tambahan  ilmu  dibidang  IPTEK  sehingga  dapat  di  manfaatkan  untuk kepentingan bersama.

## II. METODE

## Tempat dan Waktu
Penelitian dan perancangan di lakukan di Rumah kost Jl.Tani Komplek Graha Deli Permai, Kuala Simeme, Medan Johor (Blok B No 4) dan Laboratorium Elektronika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Sumatera Utara Medan, Jl. Lap. Golf No.120, Kp. Tengah,  Kec.  Pancur  Batu,  Kabupaten  Deli  Serdang.  Penelitian  ini  dilakukan  pada  awal Maret 2023 sampai Juli 2023.

## Rancangan Penelitian atau Model
Dalam  melakukan  penelitian  ini  digunakan  metode  penelitian  kuantitatis  dengan  metode eksperimental. Yang dirancang secara deskriptif yaitu dengan merancang Bahan dan Peralatan

## Alat
Adapun  alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  Laptop,  Arduino  Atmega326, sensor  Turbidity,  Sensor  PH,  Sensor  suhu,  Sensor  RTC,  Sensor  Ultrasonik,  Papan  PCB, Lampu LED, Resistor, Catu daya, Resistor, LCD, Lampu pijar 2,5 V, Modul GSM, Saklar, Relay, Pompa.

## Bahan
Air Bersih, Air Keruh, Serbuk pH asam dan basa, Lem. Tahapan Penelitian Tahapan penelitian dapat di lihat pada Flowchart berikut :
1. Lampu 2. Kolam

## III. HASIL PENELITIAN A. Pengujian Tegangan
Pengujian  tegangan  catu  daya  dan  regulator  tegangan.  Untuk  input  pengukuran  tegangan pada adaptor adalah 11,96 Volt DC dan untuk output adalah  4,99 Volt. Untuk penelitian ini power  supply  berfungsi  sebagai  sumber  tegangan  untuk  sistem  dan  komponen  yang digunakan  seperti  mikrokontroller,  sensor,  dan  komponen  lainnya  yang  membutuhkan tegangan.
Tabel 1 . Pengujian Power Supply
Tegangan Catu Daya (Vin) Tegangan Output Regulator (Vout)
Hutagalung  R,  Nasution  N,  Iskandar  Nasution  M  :  Perancangan  Lampu  Pintar  Dan Pengukuran  Kekeruhan  Air  Pada  Kolam  Ikan  Berbasis  Mikrokontroller Atmega328 Pada Smart Home
11,96 V

## 4,99 V

## B. Pengujian LCD 16 x 2
Lcd  berfungsi  untuk  menampilkan  informasi  pada  sebuah  layar.  Pada  prototype  ini,  lcd berfungsi memberikan informasi mengenai kondisi air kolam ikan. Adapun informasi yang ditampilkan pada lcd dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini
Gambar 1 . Pengujian LCD 16x2
Pada gambar 1 menunjukkan lcd dapat hidup dan menampilkan nama, waktu,  kekeruhan, ketinggian  air,  suhu  dan  ph,  dimana  kondisi  ini  merupakan hasil  yang  di  ukur  di  setiap pengujian sensor dan ditampilkan pada layar lcd ini.
C. Pengujian Sensor Real Time Clock DS3231
Gambar 2 . Pengujian RTC Sensor real time clock berfungsi untuk mengatur waktu mulai dari detik, menit,  jam  serta dapat  mengatur  tanggal,  bulan  dan  tahun.  Pada  pengujian  ini  RTC  berfungsi  untuk menguji  waktu  yang  telah  diprogram  dengan  waktu  sebenarnya  dengan  selisih  10  detik. RTC  dalam  penelitian  ini  digunakan  sebagai  pengatur  waktu  pada  lampu  yaitu  pada pukul  18:00  WIB,  dan  06:00  WIB.
Tabel 2 . Perbandingan Pengujian RTC DS3231 dengan Jadwal Sebenarnya
No RTC DS3231 Jadwal Sesungguhnya Kondisi 1 Sabtu,11 Juni 2023 17:59:50 Sabtu, 11 Juni 2023 18:00:00 Hidup 2 Sabtu,11 Juni 2023 05:59:50 Sabtu, 11 Juni 2023 06:00:00 Mati
Berdasarkan  tabel  2  menunjukkan  jadwal  hidup  dan  mati  lampu  yang diinginkan  yaitu pada  pukul  18.00  wib  kondisi  lampu  hidup,  dan  pada  pukul  06.00 kondisi  lampu  mati dengan selisih 10 detik antara sensor dan jadwal sesungguhnya.

## D. Pengujian Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik bekerja dengan baik setelah dilakukan pengujian  yang digunakan untuk mengukur  ketinggian  air  kolam.  Sensor  ultrasonik  akan  mendeteksi  jika  ketinggian  air kolam  kurang  dari  3  cm  sensor  akan  bekerja  mengirimkan  informasi  ke  Atmega328  dan otomatis pompa air akan hidup. Hasil pengujian sensor ultrasonik pada pengukuran mistar dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3 . Perbandingan h n dan h
No h n (cm) t (μs) t rata- rata (μs) h (cm) % Error t 1 t 2 t 3 1 5 442 436 436 438 5,11 2,2 % 2 10 671 671 677 673 10,41 4,1 % 3 15 942 937 961 946,6 15,03 0,2 %
Hutagalung  R,  Nasution  N,  Iskandar  Nasution  M  :  Perancangan  Lampu  Pintar  Dan Pengukuran  Kekeruhan  Air  Pada  Kolam  Ikan  Berbasis  Mikrokontroller Atmega328 Pada Smart Home
4 20 1208 1227 1233 1222,6 19,54 2,3 % 5 25 1537 1512 1511 1520 25,13 0,52 % 6 30 1796 1766 1815 1792,3 29,53 1,5 % Rata-rata % Error 1,80 %
Berdasarkan  tabel  3  diuji  hasil  antara  mistar  (h n )  dan  sensor  ultrasonik  (h)  pada  6  kali pengukuran  yaitu  5,  10,  15,  20,  25  dan  30  pada  mistar,  dan  pada  sensor  membaca  5,11, 10,41, 15,03, 19,54, 25,13 dan 29,53 dan didapatkan hasil rata-rata % error adalah 1,80 % melalui persamaan 2.1 dan 2.2.
E. Pengujian Sensor Suhu DS18B20 Tabel 4 . Hasil Kalibrasi Antara Sensor Suhu DS18B20 dengan Termometer
No Termometer  digital ( o C) Sensor DS18B20 ( o C) % error 1 28 28,20 0,7 % 2 29 29,32 1,1 % 3 30 30,64 2,1 % 4 31 31,76 2,4 % 5 32 32,76 2,3 % 6 33 33,07 0,2 % Rata-rata % error 1,46%
Berdasarkan  pengujian  sensor  suhu  DS18B20  yang  dilakukan  maka  diproleh  data  pada tabel 4 sensor bekerja dengan baik dimana tingkat error dari sensor tidak terlalu besar.

## F. Pengujian Sensor Ph
Air kolam ikan umunya membutuhkan derajat keasaman 5 sampai 8, angka ini mendekati nilai normal derajat keasaman. Tujuan dilakukannya kalibrasi  yaitu untuk agar hasil  yang diukur  akurat,  selain  itu  juga  bertujuan  untuk  nilai  kebenaran  atas  menyimpangan  nilai konvensional  dengan  menunjukkan  suatu  instrumen  ukur.  Berikut  merupakan  program yang ditujukan pada sensor Ph pada Arduino.
Gambar 3 .  Kalibrasi Sensor pH dengan pH Powder Tabel 5 .  Kalibrasi sensor pH
No. Larutan pH standar Sesudah Kalibrasi % Error 1. 4,01 4,09 1,95% 2. 6,86 6,87 0,24% Rata-rata % Error 1,09 %
Pada  tabel  5  merupakan  kalibrasi  sensor  pH  dengan  larutan  pH  standar  yaitu  pada pengujian  dilakukan  kalibrasi  pH  normal  dan  pH  rendah  yaitu  normal  6,86  dan  rendah 4,01.Kemudian  diukur  menggunakan  multimeter  sehingga  didapatkan  data  setelah kalibrasi  yaitu  4,9  dan  6,87  ,  dan  rata-rata  %  error  yang  didapatkan  adalah  1,09  %. Pengujian sensor pH dengan larutan pH standar pada penelitian bekerja dengan baik.

## G. Pengujian Pompa Air Kolam Ikan
Pengujian  pompa  air  ini  digunakan  untuk  mengisi  dan  menguras  air  kolam.  Pengujian pompa  air  pada  penelitian  ini  bekerja  dengan  baik  sesuai  dengan  perintah.  Berdasarkan
Hutagalung  R,  Nasution  N,  Iskandar  Nasution  M  :  Perancangan  Lampu  Pintar  Dan Pengukuran  Kekeruhan  Air  Pada  Kolam  Ikan  Berbasis  Mikrokontroller Atmega328 Pada Smart Home
penelitian pompa dan relay bekerja dengan baik begitu juga terhadap sensor pH, suhu dan ultrasonik.
Tabel 6 . Pengujian Pompa Air terhadap Kondisi pH
No. Pompa 1 Pompa 2 pH Turbidity (NTU) Ultrason ik (cm) 1 OFF ON <4 >80 <3 cm 2 ON OFF >8 <80 10 cm
Pada  tabel  6  pengujian  pompa  air  kolam  terdapat  beberapa  kondisi  seperti  yang ditunjukkan  pada  table  4.6,  jika  pH  air  kolam  <4,  Turbidity  (kekeruhan) lebih  besar  dari 80  NTU,  maka  pompa  2  (out)  akan  aktif  sehingga  membuang  air di  dalam  kolam  ke tempat  pembuangan  air  sementara.  Sementara  itu  jika  ketinggian  air  kolam  setelah pembuangan lebih <3 cm maka pompa 1 (in) akan aktif sehingga air bersih akan mengalir ke kolam. Jika air kolam sudah mencapai ketinggian 10 cm maka pompa 1 (in) kolam akan mati.
H. Pengujian Sensor Turbidity
Gambar 4 .  Pengujian Sensor Turbidity pada air keruh Berdasarkan  gambar  4  dilakukan  pengujian  sensor  turbidity  terhadap  air  keruh  dan menampilkan hasil pada lcd yaitu 120 ntu.
Tabel 7 .  Pengujian Sensor Turbidity
No Tegangan (V) Nilai Analog NTU Cairan 1 2,8 564 <25 Jernih 2 2,5 515 95 Keruh 3 2,1 425 289 Sangat Keruh
Berdasarkan Parameter kualitas air bersih, diatur oleh Peraturan Menteri  Perindustrian RI No.  78  tahun  2016  dengan  ketentuan  tingkat  kekeruhan  air  bersih sebesar  maksimal  25 NTU,  sedangkan  batas  maksimal  untuk  kekeruhan  air  kolam ikan  adalah  maksimal  400 NTU.

## I. Tampilan Blynk
Blynk adalah aplikasi yang berjalan diperangkat keras android dan dapat diunduh secara gratis  dari  Playstore.  Aplikasi  ini  memiliki  fungsi  sebagai  pengontrol  seperti  arduino melalui internet.
Gambar 5. Tampilan Blynk
Blynk  dirancang  untuk  memungkinkan  anda  mengontrol  media  dari  jarak  jauh, menampilkan  data  sensor,  menyimpan  data,  menjalankan  visual,  dan  banyak  lagi.  seperti
Hutagalung  R,  Nasution  N,  Iskandar  Nasution  M  :  Perancangan  Lampu  Pintar  Dan Pengukuran  Kekeruhan  Air  Pada  Kolam  Ikan  Berbasis  Mikrokontroller Atmega328 Pada Smart Home
gambar  4.13  yaitu  tampilan  nilai  data  pH,  data  suhu,ketinggian  air  kolam  dan  juga  nilai dari turbidity yang ditampilkan secara real time ke smartphone.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan analisis penelitian yang telah dilakukan didapatkan kesimpulan:
1. Sensor  RTC  menghasilkan  jadwal  hidup  dan  matinya  lampu  pada  rumah  yaitu pada pukul 18.00 wib akan hidup dan pukul06.00 wib akan mati.
2. Sensor  pH  mengontrol  Ph  asam  dan  basa  air  kolam  ikan  dengan  rata-rata  % akurasi sensor adalah 1,09 %
3. Sensor Turbidity mengukur  tingkat  kekeruhan  air  kolam  ikan  yaitu  pada  air  jernih berkisar ˂25 ntu dan pada air keruh ˃95.
4. Suhu  dapat  mengontrol  suhu  air  kolam  ikan  dengan  kondisi  air  selalu  stabil  yaitu pada  suhu  25˚C.  Sensor  ultrasonik  mengukur  ketinggian  air  kolam  ikan  yaitu  pada ketinggian kolam 15 cm. Pengujian pompa air kolam terdapat beberapa kondisi seperti yang ditunjukkan pada table 4.6, pengujian pompa air kolam terdapat beberapa kondisi jika  pH  air  kolam  <4,  Turbidity  (kekeruhan)  lebih  besar  dari  80  NTU,  maka pompa out akan  aktif  sehingga  membuang air di  dalam kolam ke tempat pembuangan air.

## DAFTAR PUSTAKA
Dharmawan,  Hari  Arief.2017. Mikrokontroler  konsep  dasar  dan  praktis .  Malang: UBMedia.
Erwin,dkk.  (2023).  Pengantar  dan  penerapan  Internet  of  Things.  Jambi.  PT.  Sonpedia Publishing Indonesia.
Fajri,  Ravi  Rahmatul  dkk.  2020. Rancang  bangun  aplikasi  penentuan  dan  share promo produk kepada pelanggan dari website ke media sosial berbasis dekstop . Bandung: Kreatif Industri Nusantara
Fatoni,  Ahmad  dkk.  2015.  Rancang  bangun  alat  pembelajaran  microcontroller  berbasis ATmega328 di Universitas Serang Raya.
Hadi,  Eko  Sasmito.  2021. Aplikasi  open  hardware  pada  laboratorium  hidrodinamika . Sleman : CV Budi Utama.
Nugroho, Aryo  dkk.2020.  B uku  petunjuk  pratikum  Mikrokontroller  Arduino.
Nuzuluddin, M dkk. 2022. Dasar Internet of Things. Sukabumi: CV Jejak Oktaprianna, Rizko.2019. Rancang  Bangun  Smart  Aquarium  Menggunakan  Atmega2560  Berbasis Internet  Of  Things.  Jurnal  online  mahasiswa  teknik  elektro .  Universitas  Pakuan Bogor. Surabaya : Scopindo.
Accepted Date Revised Date Decided Date Accepted to Publish 09 Desember 2023 18 Desember 2023 15 Januari 2023 Ya