## JURNAL MEDIA INFORMATIKA BUDIDARMA
ISSN 2614-5278 (media cetak), ISSN 2548-8368 (media online) Available Online at https://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/mib DOI 10.30865/mib.v4i4.2486

## Sistem Pemantauan Kualitas Air Budidaya Ikan Lele Menggunakan Teknologi IoT
Nurul Fahmi * , Shellya Natalia
Prodi Teknik Informatika, Politeknik Negeri Bengkalis, Bengkalis, Indonesia Email: 1,* nurulfahmi@polbeng.ac.id, 2 shellyanatalia9@gmail.com Email Penulis Korespondensi: nurulfahmi@polbeng.ac.id
Abstrak− Pengelolaan  kualitas  air  berperan  penting  dalam  pemeliharaan  ikan  lele  meliputi  penyiponan,  pergantian  air,  dan penggunaan filter air. Suhu merupakan faktor yang mempengaruhi laju metabolisme dan kelarutan gas dalam air. suhu yang semakin  tinggi  akan  meningkatkan  laju  metabolisme  ikan  sehingga  respirasi  yang  terjadi  semakin  cepat.  hal  tersebut  dapat mengurangi  konsentrasi  oksigen  di  air  sehingga  dapat  menyebabkan  stress  bahkan  kematian  pada  ikan.  Dampak  stress mengakibatkan ikan menurun selanjutnya terjadi kematian. Suhu yang baik bagi pertumbuhan ikan lele berkisar antara 25-32 derajat celcius. Skala pH adalah 0-14 dengan pH normal yaitu 7, tidak asam dan tidak basa. Hubungan keasaman air dengan kehidupan ikan sangat besar. Titik  kematian ikan pada pH  asam  adalah 4 dan  pada  pH basa adalah  11.  Pada  penelitian ini, diusulkan sebuah  sistem  untuk  pemantaun  kualitas air  budidaya  ikan  lele menggunakan teknologi Internet  of  Things (IoT). Sensor yang digunakan adalah sensor suhu Waterproof DSB180 dan sensor pH meter. Hasil pengukuran suhu dan pH air ikan lele akan ditampilkan melalui website dan smartphone, sehingga memudahkan pembudidaya ikan lele dalam pengontrolan pH dan suhu.
Kata Kunci: Kualitas Air, Suhu, pH, IoT, Ikan Lele
Abstract− Water  quality management  plays an important role  in  catfish maintenance  including  piping,  changing  water, and using water filters. Temperature is a factor that affects the metabolic rate and solubility of gases in water. Higher temperatures will increase the metabolic rate of the fish so that respiration occurs faster. This can reduce the oxygen concentration in the water so that it can cause stress and even death in fish. The impact of stress causes the fish to decrease and then death occ urs. A good temperature for the growth of catfish ranges from 25-32 degrees Celsius. The pH scale is 0-14 with a normal pH of 7, non-acidic and non-alkaline. The relationship between water acidity and fish life is very large. The point of death of fish at acidic pH is 4 and at alkaline pH is 11. In this study, a system for monitoring the quality of catfish culture water using Internet of Things (IoT) technology is proposed. The sensors used are Waterproof DSB180 temperature sensor and pH meter sensor. The results of temperature and pH measurements of catfish water will be displayed on the website and smartphone, making it easier for catfish farmers to control pH and temperature.
Keywords : Water Quality, Temperature, pH, IoT, Catfish

## 1. PENDAHULUAN
Pengelolaan kualitas air berperan penting dalam pemeliharaan ikan lele meliputi penyiponan, pergantian air, dan penggunaan filter air. Suhu merupakan faktor yang mempengaruhi laju metabolisme dan kelarutan gas dalam air. suhu yang semakin tinggi akan meningkatkan laju metabolisme ikan sehingga respirasi yang terjadi semakin cepat. hal  tersebut  dapat mengurangi  konsentrasi  oksigen  di  air  sehingga  dapat  menyebabkan  stress  bahkan kematian pada ikan.Dampak stress mengakibatkan ikan menurun selanjutnya terjadi kematian.
Suhu yang baik bagi  pertumbuhan ikan lele berkisar antara 25-32 derajat celcius. Skala pH adalah 0-14 dengan  pH normal  yaitu  7,  tidak  asam dan  tidak  basa.  Hubungan keasaman  air  dengan  kehidupan  ikan  sangat besar. Titik kematian ikan pada pH asam adalah 4 dan pada pH basa adalah 11. Air yang memiliki pH rendah akan merusak kulit ikan sehingga akan memudahkan terjadinya infeksi. Perubahan pH secara mendadak menyebabkan ikan meloncat-loncat atau berenang sangat cepat dan tampak seperti kekurangan oksigen hingga mati mendadak. Sementara perubahan pH secara perlahan akan menyebabkan lendir keluar berlebihan dan mudah terkena bakteri.
Beberapa penelitian yang pernah dilakukan dengan menggunakan tekologi IoT seperti montoring kualitas udara[1][2],  kebakaran  hutan[3],  pertaniann[4][5],  militer[6][7],  monitoring  CO  dan  CO2  [8][9]  dan  lain sebagainya.
Pada penelitian yang ditulis oleh [10] dengan judul Sistem Monitoring Budidaya Ikan Lele Berbasis Internet of Things menggunakan  Raspberry  Pi,  Pada  penelitian ini dikembangkan alat  yang  berfungsi  untuk membantu memantau dan mengontrol kualitas air kolam ikan lele berbasis Internet of Things. Piranti yang diperlukan adalah sensor keasamaan (pH), sensor suhu dan sebuah relay untuk mengatur aerator oksigen air. Data dari sensor-sensor tersebut direkam oleh Raspberry Pi untuk kemudian diolah menjadi informasi sesuai kebutuhan pengguna melalui perantara  internet  secara  otomatis.  Selanjutnya  data-data  tersebut  dapat  ditampilkan  dengan  berbagai  dengan macam  platform,  salah  satunya  dengan  model  mobile  web.  sistem  ini  dapat  membantu  pembudidaya  untuk melakukan pemantauan terhadap  kualitas  air  secara otomatis.  Sistem otomatis  yang dikembangkan menjajikan peningkatan keberhasilan dalam pembudidayaan ikan lele.
Pada  penelitian  lainnya  oleh  [11]  dengan    penelitian  Rancang  Bangun  Pengendalian  (pH)  Air  untuk Pembudidaya Ikan Lele Berbasis Mikrokontroller Atmega16.  Penelitian ini merancang alat yang bisa membantu peternak lele untuk meningkatkan kualitas panrn tanpa harus selalu mengamati lele dalam kolam peternakannya. Alat  pengendali utama  dalam  alat  ini  yaitu  Mikrokontroller  Atmega16.  Aktivitas-aktivitas  berupa  penjadwalan

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA BUDIDARMA
ISSN 2614-5278 (media cetak), ISSN 2548-8368 (media online) Available Online at https://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/mib DOI 10.30865/mib.v4i4.2486
pengukuran (pH) air kolam ikan diatur menggunakan sensor pH. Sensor pH digunakan untuk mengukur apakah pH air kolam ikan masih normal atau tidak. Pengukuran parameter kualitas air di alat ini adalah tingkat keasamaan air (pH air).
Beberapa  penelitian  tersebut  menggunakan  arduino  sebagai  pusat  kendali  dari  sistem  dengan  beberapa sensor dan untuk menampilkan hasil output masih ditampilkan pada layar LCD dengan layar monitor berbentuk grafik. Dari permasalahan diatas, peneliti ingin membuat sistem monitoring kualitas air pada budidaya ikan lele berbasis  IoT.  dimana  menggunakan  Mikrokontroller  arduino  sebagai  pusat  kendali  sistem  yang  dihubungkan dengan kabel ( serial ) menggunakan beberapa sensor yaitu pH meter dan waterprof ds18b20 serta menggunakan bahasa pemrograman python dan Raspberry sebagai server tempat penyimpanan database. dan selanjutnya data dan informasi tersebut pada output ditampilkan dengan flatform dengan model mobile web yang berbentuk data grafik.
Berdasarkan permasalahan diatas, maka terapkan teknologi IoT untuk monitoring kualitas air budidaya ikan lele  dengan  menggunakan  sensor  pH  Meter  dan  sensor Waterproof  ds18b20. Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah pembudidaya dapat mengetahui kondisi kualitas air dalam kolam ikan lele melalui website dan smartphone.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Metode penelitian adalah kegiatan mengumpulkan data atau informasi yang berhubungan dengan penelitian sejenis untuk dapat merancang sebuah sistem. Dalam sebuah perancangan sistem dibutuhkan sebuah metode penelitian agar proses penelitian berjalan dengan baik dan mencapai tujuan dari penelitian. Metode penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini.
Gambar 1. Metode penelitian yang akan dilakukan dalam penelitian ini

## 2.1 Hardware dan Software
Tabel 1 menunjukan hardware dan software dalam akan digunakan dalam penelitian ini.
Tabel 1. Hardware dan software yang digunakan

## 2.2 Arsitektur Sistem Secara Umum
Dijelaskan pada gambar 1 terdapat powerbank yang akan menghidupkan mikrokontroller, setelah mikrokontroller hidup maka otomatis mini pc dan komponen lainnya terhubung ke mikrokonroller akan aktif. pH meter sensor[12] dan sensor Waterproof ds18b20 [13] akan membaca data pada kolam ikan lele tersebut, setelah sensor mendeteksi kondisi kualitas air dan suhu , setelah sensor mendeteksi maka sensor pH meter dan Waterproof ds18b20.
Akan mengirim data ke arduino, setelah data diterima arduino maka arduino akan mengirim data dari sensor melalui kabel (Serial) ke mini pc, dan kemudian mini pc akan mengirim data hasil sensor ke database. Dengan menggunakan teknologi IoT data akan dilanjutkan ke mobile dan data akan diubah menjadi data grafik
Software Hardware Processor Pentium(R) Dual-Core CPU  E5400  @  2.70GHz  2.70  GHz Dengan  (RAM)  2,00  GB(1,87  GB usable) System type 32-bit Operating
System  dan    Kapasitas  Hardisk  500 GB,  Arduino Mega revisi 3, Atmega 328, Arduino  Shield v5.0,  32  KB Flash  memori  dan  2KB  memori SRAM,    Sensor  pH  meter,    sensor Waterproof  ds18b20,    Memory  card 32    GB,    Mini  PC  (  Raspberry  pi  3 model B V1.2 ) Sistem  operasi  Raspbian  pada  mini  pc, Windows  10  versi  64-bit,  Arduino
Development  kit  1.6.6  sebagai  IDE implementasi  pada  arduino,  Thony Python  IDE  untuk  membaca  dan mengirim data sensor ke database, Paket MYSQL  server,  Apache2  dan  PHP7 sebagai server sementara dalam penyimpanan di database, Sublime text 3 sebagai  pembuat  website  monitoring kualitas  air  dan  suhu  air pada  budidaya ikan lele.

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA BUDIDARMA
ISSN 2614-5278 (media cetak), ISSN 2548-8368 (media online) Available Online at https://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/mib DOI 10.30865/mib.v4i4.2486
Gambar 2. Rancangan Sistem Secara umum
2.3 Perancangan Komunikasi Sensor pH Meter, Waterproof ds18b20 dan Mikrokontroller
Sensor  ph  Meter dan Waterproof ds18b20  dihubungkan  ke mikrokontroller melalui  pin-pin  yang  terdapat  pada mikrokontroller. Pin pada mikrokontroller terdiri dari pin analog dan digital. Pada mikrokontroller njuga terdapat VCC (tegangan positif) dan Ground (tegangan negatif).

## Gambar 3. Komunikasi Sensor ph Meter dan Waterproof dS18B20

## 2.4 Perancangan Komunikasi Mini PC dan Mobile
Komunikasi antara mini pc dengan adndroid berupa pengiriman data, dan data dikirim menggunakan teknologi IoT cloud computing ke mobile. Data yang dikirim dari mini pc adalah data sensor yang diambil dari data sensor yang diambil dari arduino dan disimpan di database yang terhubung pada mini pc setelah itu dikirim ke mobile. Gambar 3 ditampilkan rancangan komunikasi antara mini PC dan Mobile
Gambar 4. Perancangan Komunikasi Mini PC dan Mobile

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini menghasilkan prototype monitoring pH Air dan Suhu pada kolam  ikan lele yang akan digunakan sebagai alat  pendeteksi  pH  Air  dan  Suhu  yang terintegrasi ke  website  dan   smartphone.  Alat ini menggunakan teknologi IoT supaya pengguna dapat menggunakan alat ini kapan pun dan dimana pun dengan ketentuan harus terhubung ke jaringan internet. Alat ini juga menggunakan teknologi parsing untuk mengirim data ke database dan selanjutnya diteruskan ke website dan smartphone.

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA BUDIDARMA
ISSN 2614-5278 (media cetak), ISSN 2548-8368 (media online) Available Online at https://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/mib DOI 10.30865/mib.v4i4.2486
Penelitian  ini  dibuat  menggunakan  beberapa  teknologi  baik  itu  hardware  dan  software  yang  telah dikonfigurasi antara satu dengan yang lainnya sehingga dapat berfungsi dan berjalan dengan baik. Untuk dapat menjalankan  website  dan  aplikasi  ini  dibutuhkan  smartphone  android  yang  sudah  terisntal  aplikasi  Si  Mokle (Sistem Monitoring Kolam Lele) dan terkoneksi internet, baik itu koneksi internet, baik itu koneksi internet melalui jaringan wifi dan sejenisnya. Jaringan disini berfungsi untuk menampilkan data sensor atau hasil dari sensor ketika membaca  pH  Air  dan  Suhu  yang  dilakukan  oleh  pengguna  prototype  pada  raspberry  pi.  Adapun  hasil  dari Implementasi  secara umum berupa prototype pendeteksi pH Air dan Suhu pada kolam  lele, website dan aplikasi untuk menampilkan output berupa data pH Air dan Suhu pada website dan Smartphone. Metode yang digunakan parsing. Prototype ini berfungsi untuk membantu pembudidaya ikan lele dalam pemantauan kondisi pH dan Suhu Air pada kolam ikan lele.
Gambar 5. Prototype pendeteksi Ph Air dan Suhu pada kolam ikan lele
Pengujian  alat  dilakukan  untuk  melihat  kinerja  dari  prototype  implementasi  internet  of  thing  untuk monitoring kualitas air pada budidaya ikan lele dibengkalis berbasis IoT yang terintegrasi ke website dan aplikasi Android. Pengujian Prototype di mulai saat sensor mendeteksi pH air dan suhu hingga data diolah menjadi data pH air dan suhu saat masuki ke Website. Sebelium pengujian maka lakukan cara berikut: a. Menghidupkan catu daya / power
b. Sambungkan mikrokontroller beserta sensor ke Raspberry Pi yang telah dihubungkan ke internet.
Gambar 6. Pengujian pada kolam ikan lele
Adapun hasil dari pengujian berupa data sensor pH air dan suhu yang mendeteksi pH air dan suhu yang terintegrasi dengan alat sistem monitoring kualitas air budidaya ikan lele dibengkalis berbasis IoT. Data dari dua sensor yang dilakukan uji coba akan msuk ke database. Adapun tampilan data yang telah berhasil tersimpan ke database pada pengujian ini seperti pada gambar 6.

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA BUDIDARMA
ISSN 2614-5278 (media cetak), ISSN 2548-8368 (media online) Available Online at https://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/mib DOI 10.30865/mib.v4i4.2486
Gambar 7. Penyimpanan data kualitas air di database
Gambar 8. Informasi kualitas air ikan lele yang ditampilkan melalui website
Tampilan dashbord pada aplikasi mobile Sistem Monitoring pH Air dan Suhu Pada Kolam ikan Lele. Gambar 8 menunjukan aplikasi mobile untuk monitoring kualitas air ikan lele.
Gambar 9. Informasi kualitas air ikan lele yang ditampilkan melalui aplikasi mobile SIMOKLE
Tabel 2. Pengujian di kolam
No Pengujian pH Suhu Kondisi 1 Pengujian 1  4.17 30.9 pH Asam 2 Pengujian 2  4.20 30.9 pH Asam 3 Pengujian 3  4.14 30.9 pH Asam 4 Pengujian 4  4.12 30.9 pH Asam

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA BUDIDARMA
ISSN 2614-5278 (media cetak), ISSN 2548-8368 (media online) Available Online at https://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/mib DOI 10.30865/mib.v4i4.2486
No Pengujian pH Suhu Kondisi 5 Pengujian 5  4.12 30.9 pH Asam Rata – rata 4.16 30.9 pH Asam
Pada tabel 2 menunjukan hasil pengujian di kolam ikan lele. Disini kami melakukan pengujian sebanyak 5 (lima) kali dengan berbeda tempat pengujian. Pengujian pertama dihasilkan nilai pH air 4.17 dan suhu 30.9 drajat Celsius dan menghasilkan pH air adalah asam. Rata-rata dari pengujuan untuk pH air adalah 4.16 dan suhu air adalah 30.9 drajat Celsius.

## 4. KESIMPULAN
Sistem Monitoring pH Air dan suhu pada kolam ikan lele melalui website dan aplikasi android. pada penelitian ini akan bekerja jika Arduino dan mini PC yang tehubung ke satu daya. Selanjutnya data pada arduino akan masuk ke mini pc menggunakan serial port lalu data tersebut akan dimasukkan ke database. Dimana data pada database selanjutnya akan dibaca oleh website dan aplikasi android dan di proses menjadi grafik. Pada sistem ini, data akan ditampilakan berupa kualitas air (pH) dan suhu air. Berdasarkan pengujian pH yang didapat pH asam dengan 4.45 dan  suhu  dalam  kolam  31.1  drajat  celcius.  Untuk  penelitian  selanjutnya,  kami  akan  menerapkan  komunikasi dengna protocol MQTT.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terima kasih disampaikan kepada kampus Politeknik Negeri Bengkalis atas support dalam pengerjaan artike ini serta pihak yang berkontribusi dalam penelitian ini .

## REFERENCES
[1]   D. Ye, D. Gong, and W. Wang, “Application of wireless sensor networks in environmental monitoring,” PEITS 2009 - 2009 2nd Conf. Power Electron. Intell. Transp. Syst. , vol. 1, pp. 205–208, 2009.
[2] Y.  Ma et  al. , “Development  and  application of an atmospheric  pollutant  monitoring system  based  on  LoRa—part  I: Design and reliability tests,” Sensors (Switzerland) , vol. 18, no. 11, 2018.
[3] E. A. Kadir, S. L. Rosa, and A. Yulianti, “Application of WSNs for Detection Land and Forest Fire in Riau Province Indonesia,” Proc. 2018 Int. Conf. Electr. Eng. Comput. Sci. ICECOS 2018 , vol. 17, pp. 25–28, 2019.
[4] N. Fahmi, S. Huda, E. Prayitno, M. U. H. Al Rasyid, M. C. Roziqin, and M. U. Pamenang, “A prototype of monitoring precision agriculture system based on WSN,” 2017 Int. Semin. Intell. Technol. Its Appl. Strength. Link Between Univ. Res. Ind. to Support ASEAN Energy Sect. ISITIA 2017 - Proceeding , vol. 2017-Janua, pp. 323–328, 2017.
[5] N. Fahmi, E. Prayitno, and S. Fitriani, “Web of Thing Application for Monitoring Precision Agriculture Using Wireless Sensor Network,” J. Infotel , vol. 11, no. 1, p. 22, 2019.
[6] A. Sudarsono, S. Huda, N. Fahmi, M. Udin Harun Al-Rasyid, and P. Kristalina, “Secure data exchange in environmental health monitoring system through wireless sensor network,” Int. J. Eng. Technol. Innov. , vol. 6, no. 2, pp. 103–122, 2016.
[7] S.  Huda,  A.  Sudarsono,  and  T.  Harsono,  “Secure  Communication  and  Information  Exchange  using  Authenticated Ciphertext  Policy  Attribute-Based  Encryption  in  Mobile  Ad-hoc Network,” Emit.  Int.  J.  Eng.  Technol. ,  vol.  4,  no.  1, 2016.
[8] R. P. Hudhajanto, N. Fahmi, E. Prayitno, and Rosmida, “Real-Time Monitoring for Environmental Through Wireless Sensor Network Technology,” Proc. 2018 Int. Conf. Appl. Eng. ICAE 2018 , pp. 1–5, 2018.
[9] I. U. Nadhori, A. Sudarsono, and Y. T. Alnovinda, “Pollution monitoring system using gas sensor based on wireless sensor network,” Int. J. Eng. Technol. Innov. , vol. 6, no. 1, pp. 79–91, 2016.
[10]  E. Rohadi et al. , “Sistem Monitoring Budidaya Ikan Lele Berbasis Internet of Internet of Things Based Water Monitoring System for Catfish,” Jtiik , vol. 5, no. 6, pp. 745–750, 2018.
[11]  Hermansyah,  “RANCANG  BANGUN  PENGENDALI  pH  AIR  UNTUK  PEMBUDIDAYAAN  IKAN  LELE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16,” J. Tek. Elektro Univ. Tanjungpura , vol. 2, no. 1, pp. 1–13, 2017.
[12]  M. Kit and S. K. U. Sen, “PH meter ( SKU : SEN0161 ).”
[13]  H. Shan, “DS18B20 Waterproof Temperature Sensor Cable,” Terraelectronica.Ru , pp. 0–2, 2017.