Vol.27 No.2, December 2021 ISSN (p): 1693-5907, ISSN (e): 2686-4711 DOI: 10.36309/goi.v27i2.156
 185
Rancang Bangun Sistem Monitoring Kualitas Air (pH dan Kekeruhan) pada Akuarium Berbasis Internet of Things
Haryanto* 1 , Kristono 2 , Muhammad Fadhil 3 1,3 Program Studi Sistem Komputer, STMIK AUB, Surakarta, Indonesia
2 Program Studi Sistem Informasi, STMIK AUB, Surakarta, Indonesia e-mail: * 1 haryanto@stmik-aub.ac.id , 2 kristono@stmik-aub.ac.id,
3 wazzafadhil10@gmail.com

## Abstrak
Ketertarikan masyarakat terhadap pemeliharaan ikan-ikan hias di era modernisasi ini semakin meningkat. Untuk tetap menjaga kualitas habitat ikan diakuarium, maka dibutuhkanlah perawatan  agar  ikan-ikan  tersebut  tidak  mati  atau  terpelihara  dengan  baik.  Perawatan digunakan untuk menjaga kelangsungan hidup ikan dan vegetasi air yang terdapat didalamnya termasuk  keasaman  dan  kekeruhan  sangat  menentukan  kualitas  air  karena  juga  sangat menentukan proses kimiawi dalam air. Dalam perkembangan teknologi yang semakin canggih contohnya seperti Internet of Things (IoT), IoT ini dapat memberikan manfaat dalam keperluan untuk  monitoring  dan  kontrol  pada  akuarium.  Maka  tujuan  penelitian  ini  untuk mengembangkan  dan  membuat  alat  sistem  monitoring  kualitas  air  dengan  sensor  pH  dan kekeruhan  pada  akuarium  berbasis  Internet  of  Things  dengan  metode  research  and development.  Dari  penelitian  ini  untuk  menjawab  dan  mencoba  dipecahkan  dengan dibangunnya  sistem  monitoring  kualitas  air  pada  akuarium  dengan  mikrokontroler ATmega328P  dengan  sensor  pH  Module  V.1.1,  RED  Turbidity  sensor  dan  memanfaatkan aplikasi  Blynk  sebagai  antarmuka  monitoring  pada  smartphone.  Hasil  penelitian  ini  berupa mengembangkan  alat  sistem  monitoring  kualitas  air  (pH  dan  kekeruhan)  pada  akuarium berbasi IoT  dengan mikrokontroler ATmega328P yang berisikan perintah untuk mengatur pH dan kekeruhan air dengan sensor pH Module V.1.1 dan RED Turbidity Sensor pada akuarium. Kesimpulan  dari  penelitian  yang  dilakukan  adalah  dapat  membantu  monitoring  secara  jarak jauh  yang  update  secara  real-time dan  penggunaan  sensor  pH,  sensor  kekeruhan  untuk menentukan batas kualitas air sesuai dengan yang dibutuhkan.
Kata kunci — Sistem, Monitoring, Mikrokontroler, Arduino, pH (power of hydrogen)

## Abstract
Public  interest  in  the  maintenance  of  ornamental  fish  in  this  modernization  era  is increasing.  To maintain  the quality of  fish habitat  in the aquarium, care is needed so that  the fish  do  not  die  or  are  well  cared  for.  Treatment  is  used  to  maintain  the  survival  of  fish  and aquatic vegetation  contained therein, including  acidity and turbidity which greatly determines water  quality  because  it  also  greatly  determines  the  chemical  processes  in  water.  In  the development of increasingly sophisticated technologies such as the Internet of Things (IoT), IoT can  provide  benefits  in  the  need  for  monitoring  and control  in  aquariums.  So  a  research  was conducted on how to develop and make a water quality monitoring tool with a pH and turbidity sensor  in  aquarium  based  Internet  of  Things  using  methods  research  and  development.  From this research to answer and try to solve it by building a water quality monitoring system in an aquarium with an ATmega328P microcontroller with pH Module V.1.1 sensor, RED Turbidity sensor and utilizing the Blynk application as a monitoring interface on a smartphone. The result of  this  research  is  to  develop  a  water  quality  monitoring  tool  with  the  ATmega328P
microcontroller which contain commands to adjust pH and water turbidity with the pH Module V.1.1  sensor  and  RED  Turbidity  sensor  in  the  aquarium.  The  conclusion  of  the  research conducted is that  it  can help  remote monitoring which updates in  real-time and the use  of  pH sensors, turbidity sensors to determine water quality limits as needed.
Keywords — System, Monitoring, Microcontroller, Arduino, pH (power of hydrogen)

## 1. PENDAHULUAN
Internet  of  Things mendeskripsikan  jaringan  objek  fisik  yaitu  “benda”  yang  tertanam dengan sensor, perangkat lunak, dan teknologi lain untuk tujuan menghubungkan dan bertukar data dengan perangkat dan sistem lain melalui internet. IoT ini sudah berkembang pesat mulai dari  konvergensi  teknologi  nirkabel, micro-electromechanical  systems (MEMS),  dan  juga internet.  Sederhananya  istilah Internet  of  Things ini  mengacu  pada  mesin  atau  alat  yang  bisa diidentifikasikan sebagai representasi virtual dalam strukturnya yang berbasis internet [3].
Teknologi Internet  of  Things (IoT)  bisa  memberikan  manfaat  dalam  keperluaan monitoring dan  kontrol  terhadap  parameter  lingkungan  contohnya  seperti  akuarium.  Sistem pemantau  dan  mengontrol  akuarium  dalam  pemeliharaan  ikan  hias  dari  jarak  jauh  dapat dimanfaatkan  oleh  pemilik  ikan  hias.  Proses  pemeliharaan  ikan  hias  yang  baik  akan  membuat ikan hias tersebut sehat, dikarenakan kondisi air dan pakan ikan mempengaruhi kesehatan ikan tersebut [4].
Sejauh  ini  ketertarikan  masyarakat  terhadap  ikan-ikan  hias  semakin  meningkat, keragaman spesies ikan hias di Indonesia paling banyak di dunia dan sentra lokal ikan hias juga sangat berkembang pesat. Akuarium ikan dirumah tidak hanya menambah keindahan dari setiap sudut  rumah,  tetapi  juga  diyakini  akan  menguntungkan.  Akuarium  membutuhkan  perawatan untuk  menjaga  kelangsungan  hidup  ikan  dan  vegetasi  air  yang  terdapat  didalamnya.  Selain rutinitas  pemberian  pakan,  nilai  parameter  lingkungan  akuarium  juga  perlu  senantiasa  diawasi dan dijaga pada rentang tertentu. pH dan kekeruhan sangat menentukan kualitas air karena juga sangat menentukan proses kimiawi dalam air.  Hubungan keasaman air  dengan kehidupan ikan sangat besar. Titik kematian ikan pada pH asam adalah 4 dan pada pH basa adalah 11[1]. Serta tingkat kejernihan air yang disarankan berdasarkan standar kekeruhan air yaitu 5-25 NTU [2].
Dalam proses perawatan akuarium objek penelitian saudara Naufal Maarif yang berada di Cemani, perawatan yang biasanya dilakukan adalah dengan menjaga rutinitas pemberian pakan agar  tidak  berlebihan  dan  penggantian  air  akuarium  secara  berkala.  Akan  tetapi,  dalam  proses me- monitoring kualitas air akuarium itu belum terotomatisasi.  Dan keadaan kualitas air dalam akuarium tersebut tidak bisa di cek kadar pH di air dan tingkat kekeruhannya masih dalam batas yang  normal  atau  tidak.  Permasalahan  tersebut  dapat  terjadi,  bisa  mengakibatkan  kerusakan parameter  ekosistem  lingkungan  akuarium  dan  juga  menyebabkan  beberapa  ikan  yang  mati karena  tidak  cocok  dengan  habitat  kualitas  air.  Oleh  karena  itu,  dalam  pemeliharaan  ikan sebaiknya  kondisi  air  dijaga  dan  dari  kendala tersebut  solusi untuk  me- monitoring kualitas air bisa  dengan  memanfaatkan  teknologi Internet  of  Things ( IoT )  pada smartphone yang  bisa digunakan dari jarak jauh maupun dekat dan sudah terotomatisasi dengan ketentuan kualitas air yang sudah dibuat.
Akhirnya  dari  pendahuluan  tersebut  dipecahkan  permasalahanya  dan  dilaporkan menjadi  penelitian    untuk  program  S1-Sistem  Komputer  STMIK  Adi  Unggul  Bhirawa (AUB) berjudul  “Rancang  Bangun  Sistem  Monitoring  Kualitas  Air  (pH  dan  Kekeruhan)  Pada Akuarium Berbasis Internet Of Things ”.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1 Unit Penelitian
Penelitian  dilaksanakan  dengan  narasumber  yang  bertempat  di  Jalan  Cemani, Kecamatan  Grogol,  Kabupaten  Sukoharjo, Kota  Surakarta, Jawa Tengah.  Penelitian  dilakukan dengan  me- monitoring kualitas  air  pada  akuarium  narasumber  dengan  sensor pH dan  sensor kekeruhan secara real-time dengan berbasis internet.

## 2.2 Teknik Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data adalah teknik atau cara yang dilakukan oleh peneliti untuk  mengumpulkan  data.  Metode  pengumpulan  data  yang  digunakan  penulis  antara lain:
a. Wawancara
Merupakan metode pengumpulan data yang dilakukan melalui tatap muka dan tanya jawab langsung  antara  peneliti  dan  narasumber  dengan  yang  bersangkutan  saudara  Naufal  Maarif dengan  durasi  wawancara  sebanyak  1  kali  pertemuan,  akan  memberikan  informasi  tentang keadaan  kondisi  kualitas  air  (pH  dan  kekeruhan)  aquascape  yang  dibutuhkan  dalam penelitian.
b. Pengamatan
Pengumpulan data yang dilakukan dengan sengaja, sistematis mengenai fenomena sosial dan gejala  fisis  untuk  kemudian  dilakukannya  pencatatan.  Dalam  kaitannya  dengan  penelitian ini,  penelitian  langsung  terjun  ke  lokasi  saudara  Naufal  Maarif  dan  menjadi  partisipan (observer partisipatif) untuk menemukan dan mendapatkan hasil pengamatan yang berkaitan dengan fokus penelitian.
c. Dokumentasi
Yaitu dengan mengumpulkan hasil dokumentasi dari pengamatan yang terkait dengan fokus penelitian  yang  berasal  dari  sumber  utamanya  (objek  penelitian)  yaitu  kualitas  air  (pH  dan kekeruhan) pada aquascape saudara Naufal Maarif .

## 2.3 Tahap-Tahap Penelitian
Pada  tahap  penelitian  ini,  penelitian  mengacu  model  pengembangan  ( research  and development ) [5] seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Metode Penelitian Research and Development
Penelitian  ini  mengambil  tujuh  langkah  dalam  proses  Gambar  1.  Hal  ini  dilakukan  karena penelitian  pengembangan  yang  dilakukan  hanya  untuk  perorangan  saja dan  menyusaikan  pada
karakteristik,  keterbatasan  waktu,  tenaga  dan  biaya.  Adapun  langkah-langkah  yang  diambil sebagai berikut :
a. Analisis  kebutuhan  dengan  melakukan  pengamatan  dan  pengumpulan  informasi  dengan saudara  Naufal  Maarif  mengenai  keadaan  akuarium  atau aquascape narasumber.  Analisis kebutuhan data ini sendiri yang butuhkan dalam penelitian mengenai data kualiatas air yatiu, data pH dan data dari kekeruhan air tersebut .
b. Melakukan  perencanaan  perancangan  pembuatan  alat.  Perencanaan  perancangan  ini mengambil sistem flowchart , blok diagram dan skematik rangkaian .
c. Mengembangkan bentuk awal perancangan alat, yang selajutnya dievaluasi lagi dan direvisi kembali.  Ditahap  ini,  merupakan  kegiatan  penentuan  desain  produk  /  alat  yang dikembangkan yaitu penentuan kebutuhan hardware dan software .
d. Melakukan pembuatan alat. Dalam pembuatan alat ini, peneliti menggunakan mikrokontroler ATmega328P dengan  sensor pH  Module  V.1.1 dan  sensor  kekeruhan RED  Turbidity dan melakukan pemrograman pada Arduino IDE 1.8.5 dengan bahasa pemrograman C . e. Melakukan pembuatan software . Tahap pembuatan software ini sendiri menggunakan Blynk App untuk antarmuka alat pada smartphone .
f. Melakukan uji coba alat yang dibuat.
g. Mengambil kesimpulan dari uji coba dan membuat rancangan akhir.

## 2.4 Flowchart Sistem
Gambar 2. Flowchart Sistem Monitoring Kualitas Air

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Implementasi
Langkah  untuk  membangun interface sistem  monitoring  menggunakan platfrom dari aplikasi android Blynk, yaitu : a. Download dan Install aplikasi Blynk melalui “ playstore ”. b. Buka aplikasi Blynk dan sign up new account atau login jika sudah memiliki akun. Tampilan awal pada Blynk dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Tampilan Awal pada Blynk
c. Buat new  project ,  kemudian  beri  nama  “Monitoring  Aquascape”  kemudian choose  device pilih “Arduino Uno” connection type “WiFi” kemudian klik create. Langkah cara membuat new project dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Pembuatan New Project
d. Setelah membuat new project , kita mendapat auth token yang digunakan agar project yang ada pada Blynk dapat mengenali  mikrokontroler yang digunakan untuk membangun sistem monitoring  kualitas  air.  Auth  token  dikirim  melalui  email  yang  digunakan  untuk sign  up , tampilan dari auth token dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Pesan Auth Token pada Gmail
e. Menambahkan widget display lcd untuk menampilkan monitoring data dari sensor kekeruhan dan adc kekeruhan, klik widget lcd lalu pada type input pilih advanced dan pada pin virtual pilih  V0. Widget Display LCD sensor  kekeruhan  dan  adc  kekeruhan  dapat  dilihat  pada Gambar 6.
Gambar 6. Output pin V0
f. Lakukan  juga  menambahkan widget  display lcd lagi  untuk  menampilkan monitoring data dari sensor pH dan adc pH , klik widget lcd lalu pada type input pilih advanced dan pada pin virtual pilih V1. Widget Display LCD sensor pH dan adc pH dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Output pin V1
g. Setelah itu tambahkan widget SuperChart Sensor Keruh, Adc Keruh, Sensor pH dan Adc pH yang ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Tampilan SuperChart
h. Kemudian  tambahkan widget led untuk relay pada  sensor  kekeruhan,  dan  pada virtual pin pilih V6 seperti pada Gambar 9.
Gambar 9. Display Relay Sensor Kekeruhan
i. Ulangi  langkah  untuk  membuat widget led pada relay pH ,  dan  pada virtual pin  pilih V7 perintah seperti pada Gambar 10.
Gambar 10. Display Relay Sensor pH
j. Setelah semua setting- an telah dibuat maka interface pada aplikasi Blynk akan seperti  pada Gambar 11.
Gambar 11. Tampilan antarmuka Monitoring pada aplikasi Blynk

## 3.2 Pengujian Kendali Lampu
Pengujian sistem monitoring kualitas air pada akuarium diperlukan untuk melihat apakah sistem yang dibangun telah bekerja dengan baik. Hasil dari pengujian adalah sebagai berikut :
a. Pengujian pada kualitas air yang bersih
Pada pengujian air bersih, hasil uji coba pada objek tingkat kekeruhan pada rentang 0,30 sampai dengan 1,39 NTU dan adc kekeruhan pada rentang 735 sampai 727 menghasilkan ouput pompa dalam keadaan off . Untuk objek tingkat pH pada rentang 7,01 sampai dengan 7,79 dan adc pH pada  rentang  493  sampai  505  menghasilkan output pompa  dalam  keadaan off . Percobaan sistem monitoring pada air bersih dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. Percobaan pada Air Bersih
b. Pengujian pada kualitas air yang keruh
Pada  pengujian  kualitas  air  keruh,  hasil  uji  coba  pada  objek  tingkat  kekeruhan  pada rentang  12,65  sampai  dengan  18,87 NTU dan adc kekeruhan  pada  rentang  632  sampai  650 menghasilkan ouput pompa  dalam  keadaan off .  Untuk  objek  tingkat pH pada  rentang  7,50 sampai  dengan  7,93  dan adc pH pada  rentang  501  sampai  515  menghasilkan output pompa dalam keadaan off . Percobaan sistem monitoring pada air keruh dapat dilihat pada Gambar 13 dan 14.
Gambar 13. Percobaan pada Air Keruh Gambar 14. Tampilan Hasil Percobaan pada Air Keruh
c. Pengujian pada kualitas air yang sangat keruh
Pada pengujian air yang sangat keruh, hasil uji coba pada objek tingkat kekeruhan pada rentang  26,62  sampai  dengan  28,52 NTU dan adc kekeruhan  pada  rentang  523  sampai  548 menghasilkan ouput pompa  dalam  keadaan on .  Untuk  objek  tingkat pH pada  rentang  7,13 sampai  dengan  7,33  dan adc pH pada  rentang  421  sampai  528  menghasilkan output pompa
193
dalam keadaan off . Percobaan sistem monitoring pada air yang sangat keruh dapat dilihat pada Gambar 15 dan 16.
Gambar 15. Percobaan pada Air yang sangat Keruh Gambar 16. Tampilan Hasil Percobaan Pada Air yang sangat Keruh d. Pengujian pada kualitas air sabun/detergen yang mengandung asam basa
Pada  pengujian  air  yang  mengandung  asam  basa,  hasil  uji  coba  pada  objek  tingkat kekeruhan  pada  rentang  8,31  sampai  dengan  9,40 NTU dan adc kekeruhan  pada  rentang  663 sampai  684  menghasilkan ouput pompa  dalam  keadaan off .  Untuk  objek  tingkat pH pada rentang 9,11 sampai dengan 9,60 dan adc pH pada rentang 443 sampai 460 menghasilkan output pompa dalam keadaan on . Percobaan sistem monitoring pada air yang mengandung asam basa dapat dilihat pada Gambar 17 dan 18.
Gambar 17. Percobaan pada Air Asam Basa
Gambar 18. Tampilan Percobaan pada Air Asam Basa

## 3.3 Pembahasan
a. Buka aplikasi Blynk, dan pilih tombol “ RUN ”
b. Interface kendali lampu dapat dilihat pada Gambar 19.
Gambar 19. Interface Sistem Monitoring Kualitas Air
Pada Gambar 19, Smartphone android yang sudah ter- install Bylnk akan menampilkan interface sistem monitoring kualitas air pada akurium dengan sensor pH Module V.1.1 dan RED Turbidity Sensor . Setelah itu ketika sistem sensor pH membaca data kententuan pH air melebihi 8,5 maka secara otomatis relay pH akan bekerja untuk menggerakkan pompa air, begitu juga sebaliknya ketika sistem sensor kekeruhan membaca data ketentuan kekeruhan air melebihi 25 NTU maka secara otomatis relay kekeruhan akan bekerja juga untuk  menggerakan pompa  air. Jika sistem sensor  membaca  data  yang  tidak  melebihi  ketentuan  pada  tiap  sensornya  maka  akan  tetap menampilkan  data  keadaan  kualitas  air  akuarium  yang update secara real-time pada  aplikasi Blynk di smartphone android sebagai interface sistem monitoring kualitas  air  pada  akuarium dan LCD pada sistem .

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  dari  penelitian  dan  uji  coba  alat monitoring kualitas  air  pada  akuarium menggunakan  metode  penelitian research  and  development dan  menggunakan flowchart sebagai metode untuk perancangan dengan menggunakan bahasa pemrograman C , maka dapat disimpulkan sebagai berikut sistem monitoring kualitas air dapat me- monitoring kualitas pH dan kekeruhan air pada akuarium yang update secara real-time dari jarak jauh maupun dekat dengan teknologi IoT ( Internet of Things ) dan memanfaatkan Blynk sebagai antarmuka monitoring pada smartphone, Penggunaan  sensor pH  Module  V.1.1 pada  alat monitoring kualitas  air  dapat menentukan  kadar pH pada  air  akuarium  dan  alat  akan  melakukan  pompa  secara  otomatis dengan  batas  ketentuan  pH  air  diatas  8,0  dan  untuk  penggunaan RED  Turbidity  Sensor dapat menentukan tingkat kekeruhan pada air akuarium dengan batas ketentuan 25NTU dan alat akan melakukan pompa secara otomatis jika melebihi dari batas ketentuan tingkat keruh.

## 5. SARAN
Dalam rancang bangun sistem masih terdapat kekurangan baik dari software , hardware maupun  jaringan,  oleh  karena  itu  untuk  pengembangan  lebih  lanjut  penulis  menyarankan penambahan sensor kelembapan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan lampu secara otomatis pada akuarium dengan ketentuan kelembapan yang dibuat. Penambahan fitur water level untuk memastikan  kondisi  air  pada  akuarium  sesuai  dengan  kebetuhan  dan  dapat  mengisi  akuarium jika kekurangan batas air.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Andria  M.,  A.  F.,  &  Rahmaningsih,  S.  (2018). Kajian  Teknis  Faktor  Abiotik  pada Embung  Bekas  Galian  Tanah  Liat  PT.Semen  Indonesia  Tbk.  untuk  Pemanfaatan Budidaya  Ikan  dengan  Teknologi  KJA . Jurnal  Ilmiah  Perikanan  dan  Kelautan  (JIPK) Vol.10, No.2, 99.
[2] Brahmantika,  A.,  Ashari,  M.  I.,  &  Sotyohadi.  (2019). Sistem  Otomatisasi  Budidaya Tumbuhan Aquascape Berbasis Arduino Uno . Seminar Nasional Elektro S1 ITN Malang , 1.
[3] Najib, W., Sulistyo, S., & Widyawan. (2020). Tinjauan Ancaman dan Solusi Keamanan pada  Teknologi  Internet  of  Things . Jurnal  Nasional  Teknik  Elektro  dan  Teknologi Informasi Vol.9, No.4, 375.
[4] Sukmadinata, N. S. (2007). Merode Penelitian dan Pendidikan. Bandung.
[5] Tadeus,  D.  Y.,  Azazi,  K.,  &  Ariwibowo,  D.  (2019). Model  Sistem  Monitoring  pH  dan Kekeruhan  pada  Akuarium  Air  Tawar  Berbasis  Internet  of  Things . Metana  :  Media Komunikasi Rekayasa Proses dan Teknologi Tepat Guna , 50.