Volume  13  No. 2 Juli 2021 ISSN : 2085 – 1669 e-ISSN : 2460 – 0288 Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/jurtek Email :  jurnalteknologi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A

## PERANCANGAN SMART AQUARIUM MENGGUNAKAN SENSOR TURBIDITY DAN SENSOR ULTRASONIK PADA AKUARIUM IKAN AIR TAWAR BERBASIS ARDUINO UNO
Ivan Bagus Prasetiyo 1 , Aditya Akbar Riadi 2,* , Ahmad Abdul Chamid 3
1,2,3 Program Studi Tenik Informatika, Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus, Jl. Lingkar Utara UMK, Gondangmanis, Bae, Kudus, 59327
*E-mail: aditya.akbar@umk.ac.id Diterima: 25 April 2020 Direvisi: 17 Mei 2020 Disetujui: 20 Juli 2020

## ABSTRAK
Kuatitas dan  kondisi air  kolam akuarium  merupakan hal  sangat penting  yang perlu  mendapat perhatian khusus dalam merawat dan memelihara ikan terutama pada ikan hias. Perancangan smart aquarium ini menggunakan 2 buah sensor, sensor turbidity yang bertugas sebagai pembaca tingkat kekeruhan air dan sensor ultrasonik sebagai pembaca jarak air akuarium yang dikendalikan oleh Arduino Uno sebagai pusat kendali pada sensor, LCD ( Liquid Crystal  Display ) ,  buzzer  dan  modul  Sim  GSM  M800L.  Pergantian  air  dilakukan  oleh  pompa  air  berdasarkan kondisi  tingkat  kekeruhan  air.  Tujuan  dari  penelitian  adalah  merancang  sebuah  sistem  kontrol  dan  monitoring khualitas air pada akuarium berbasis  Arduino yang dapat mempermudah pecinta ikan dalam memonitoring dan penggantian air pada akuarium. Pengujian alat yang dilakukan didapat hasil dimana sistem penggantian air dapat berjalan sesuai dengan tingkat kekeruhan air berjalan dengan baik susuai yang diharapkan.
Kata kunci: Sensor Turbidity, Sensor Ultrasonik, Arduino Uno

## ABSTRACT
The strength and condition of aquarium water is a very important thing that needs special attention in caring for and maintaining fish, especi ornamental fish. The design of this smart aquarium uses 2 sensors, a turbidity sensor that acts as a reader for water turbidity levels and an ultrasonic sensor as an aquarium water distance reader which is controlled by Arduino Uno as a control center on the sensor, LCD (Liquid Crystal Display), buzzer, and Sim GSM M800L module. Substitution of water is carried out by a water pump based on conditions of turbidity of the water. The aim of the research is to design a water quality control and monitoring system in Arduino based aquarium that can facilitate fish lovers in monitoring and replacing water in the aquarium. Test for the equipment obtained show that the water replacement system can run in accordance with the level of the water running well as expected.
Keywords : Turbidity Sensor, Ultrasonik Sensor, Arduino Uno

## PENDAHULUAN
Bagi  sebagian  kalangan  banyak  orang terutama  bagi  orang  yang  mempunyai  atau memiliki  hobi  memelihara  ikan  sering  kali
kebingungan jika dalam rumah dalam keadaan kosong  dan  dalam  keadaan  bepergian  jauh. Kebanyakan  dari  pecinta  ikan  khususnya  ikan hias  air  tawar  mereka  khawatir  dengan pergantian  air  yang  berkala  dikarenakan
semakin  lama  air  dalam  akuarium  maka kejernihan  air  dalam  akuarium  akan  berubah warna  dan  kejernihan  air  berkurang.  Faktor utama  dalam  pemeliharaan  ikan  di  dalam akuarium  adalah  pemberian  pakan  ikan  tepat waktu,  kejernihan  air  dan  mengatur  sirkulasi udara didalam akuarium. Apabila air akuarium dibiarkan dalam kondisi kotor dapat menghambat  pertumbuhan  fisik  ikan  dan kemungkinan terbesar ikan dapat mati. Kualitas air  mempunyai  peranan  yang  sangat  penting dalam  proses  pembenihan  ikan  dan  perawatan ikan.  Air  yang  digunakan  dalam  proses pembenihan  atau  pemeliharaan  ikan  tidak sekedar  air  (H2O),  tetapi  juga  air  memiliki banyak kandungan zat–zat lainnya. Kandungan zat–zat  tersebut  seperti  oksigen  terlarut ( Dissolved  Oxygen ),  tingkat  keasaman  (pH), kadar  garam  (salinitas),  kejernihan  air, kandungan  amonia,  kandungan  zat  besi, kandungan bahan organik dan kandungan zat– zat lainnya. Semua  kandungan zat-zat tersebut akan  menentukan  kecocokan  lingkungan  air yang digunakan
terhadap proses pembenihan/pemeliharaan  ikan  (Aditiajaya et al , 2009).
Kekeruhan  air  dapat  disebabkan  oleh beberapa  faktor  diantaranya  disebabkan oleh  zat  padat  yang  terlarut,  baik  yang bersifat  anorganik  maupun  yang  bersifat organik.  Zat  anorganik  biasanya  berasal dari  logam  dan  lapukan  batu  variari  yang terdapat    pada  akuarium,  sedangkan  yang organik  berasal  dari  sisa  makanan  ikan, lumut dan kotoran hewan.
Pada perancangan Smart Aquarium
menggunakan sensor turbidity untuk mendeteksi kekeruhan  air dalam akuarium. Sensor Turbidity adalah alat yang digunakan  sebagai  alat  uji  standar  untuk mengetahui tingkat  kekeruhan air. Apabila air  kotor  tetap  dibiarkan  maka  dapat menghambat  pertumbuhan  ikan. Pada
Peraturan
Menteri Kesehatan Nomor
416/MENKES/PER/IX/1990  tentang  syarat- syarat  dan  pengawasan  air  batas  maksimal kekeruhan  air  bersih  adalah  25  NTU (Nephelometric Turbidity Unit).
Oleh  karena  itu,  penulis  membuat  sistem ”Perancangan Smart  Aquarium Menggunakan Sensor  Turbidity  Dan  Sensor  Ultrasonik  Pada Akuarium  Ikan  Air  Tawar  Berbasis  Arduino
Uno”    untuk  memenuhi  kebutuhan  dan memudahkan pemilik akuarium dalam perawatan  akuarium  ikan  khususnya  pada pergantian air pada akuarium.

## METODE PENELITIAN

## Metode Pengumpulan Data

## 1) Studi Literatur
Studi  literature  meliputi  pengumpulan data  pustaka  dari  dokumentasi  penelitian dengan  mempelajari  kajian-kajian  yang telah  dilakukan  oleh  penelitian  terdahulu, internet, buku, jurnal dan sumber informasi lainnya  yang  berhubungan  dengan  system yang penulis buat.

## 2) Observasi
Observasi dengan melakukan pengamatan  langsung  kelapangan  untuk mendapatkan permasalahan yang sebenarnya  dalam  melakukan  perawatan ikan hias.

## Perancangan Sistem

## a) Blok Diagram
Bagian  input  terdiri  dari  dua  sensor, yaitu  sensor  turbidity  (kekeruhan),  sensor ultrasonik  dan  catu  daya.  Sensor  turbidity diletatkan  didalam  kolan  sedangkan  sensor ultrasonik diletakkan pada bagian atas kolam yang  dimana  semua  sensor  ditempatkan pada  kolam  utama.  Sedangkan  catu  daya sendiri digunakan untuk memberikan tegangan  arus  listrik  agar  pompa  air  dan komponen-komponen  yang  membutuhkan tegangan listrik dapat menyala.
Bagian  pemproses  sendiri  terdiri  dari
Arduino  Uno  yang  berfungsi  mengatur sistem  kerja  dari  sensor  turbidity,  sensor ultrasonic  dan  memberi  perintah  pada perangkat  output  agar  perangkat  output dapat berjalan.
Pada bagian output terdiri dari 2 pompa air,  buzzer,  LCD  ( Liquid  Crystal  Display ), modul  GSM  M800L  yang  akan  beroperasi sesuai dengan keadaan tingkat kekeruhan air yang  telah  ditentukan.  Apabila  air  dalam keruh  dengan  otomatis  pompa  air,  layar LCD menampilkan status kondisi air, buzzer akan  menyala  dan  modul  GSM  M800L dengan  otomatis  akan  mengirimkan  pesan
Jurnal Teknologi 13 (2) pp 193 - 200 © 2021
notifikasi  kepada  pemilik.  Gambar  block diagram dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram
b) Flowchart Dengan adanya flowchart ini diharapkan  akan mempermudah  dalam memahami sistem kerja dari Smart Aquarium. Dalam  perancangan    sistem Smart Aquarium, peneliti menggunakan dua buah  sensor,  sensor  turbidity  dan  Sensor ultrasonik. Sensor turbidity sebagai input/pembaca  tingkat  kekeruhan  air  dan sensor  ultrasonik  sebagai  input/pembaca jarak  air  akuarium  dengan  sensor.  Gambar flowchart dari Smart Aquarium dapat dilihat pada gambar
Start Inisialisasi sensor turbidity, sensor ultrasonik, GSM M800L Sensor Turbidity mendeteksi tingkat kekeruhan air akuarium Kekeruhan >=25 Ntu Water Pump Off LCD menampilkan status kotor, Water Pump On, GSM M800L mengirim notifikasi pesan Sensor Ultrasonik mendeteksi jarak kedalaman air akuarium Jarak >=13 Cm Water Pump On Water Pump Off End Tidak Tidak Tidak Ya Ya Sensor Ultrasonik mendeteksi jarak kedalaman air akuarium Jarak <=3 Cm Tidak Ya
Gambar 2. Flowchart c) Desain Rangkaian Sistem Pada desain rangkaian sistem menggambarkan hubungan antar komponen elekronik  dengan  menghubungkan  antar komponen  yang  memiliki  fungsi  masing- masing  dengan  garis  dengan  warna  yang berbeda-beda.  Gambar  desain  rangkaian sistem dapat dilihat pada Gambar 3 .
Gambar 3. Desain Rangkaian Sistem

## d) Cara Kerja Sistem
Sensor  turbidity  membaca  tingkat kekeruhan air pada akuarium, apabila dalam pembacaan  sensor  turbidity  nilai  air akuarium  dalam  keadaan  keruh  data  akan dikirimkan  ke  Arduino  Uno  sebagai  pusat pengendali  sistem,  dengan  otomatis  pada tampilan layar LCD akan bertuliskan status air  keruh  dan  relay  yang  semula off akan berubah  menjadi on dan  pompa  air  akan menguras air kotor  dengan delay 20 detik.
Setelah  pengurasan  selesai  selama  20 detik  pompa  penguras  air  dengan  otomatis akan  mati  dan  dengan  otoamtis  sensor ultrasonik  akan  membaca  jarak  air  apabila jarak  air  14  cm  dengan  otomatis  relay  yg semula off menjadi on dan pompa air dengan otomatis akan memasukkan air besih sampai jarak  air  dengan  sensor  3  cm  dengan otomatis  pompa  akan  berhenti  dan  pada layar LCD akan bertuliskan status air bersih.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengujian Sensor Turbidity
Pengujian  sensor  turbidity  (kekeruhan) dilakukan pada dua kondisi yaitu pada air keruh (Air Tanah) dan air bersih (PDAM). Pengujian ini dilakukan sebanyak lima kali percobaan. Berikut  ini  merupakan  Rumus  dari  Sensor Turbidity:
Tegangan = Data ADC × Ketelitian (1) Ketelitian = Vcc ÷ jumlah bit (2) = 5 ÷ 1024
Kekeruhan   = 100.00 – (Tegangan  ÷ Hasil Nilai Tegangan Air Bersih) ×
100.00 (3)
Nilai Data ADC merupakan nilai pembacaan  pin  analog  dari  output  pembacaan sensor turbidity. Pada  rumus  ketelitian 5 ÷ 1024 ,  5 merupakan tegangan atau Vcc yang digunakan, pada  alat  ini  menggunakan  tegangan  5V  jika menggunakan 3.3V tinggal diganti menjadi 3.3 dan  1024  merupakan  nilai  dari  10  bit  yang digunakan oleh ADC.
Tabel  2. Hasil  Percobaan  Air  Keruh  dan  Air Bersih
Pengujian Ke- Nilai NTU Air Bersih (PDAM) Air Keruh (Air Tanah) 1 2.95 60.88 2 3.40 63.62 3 3.65 65.44 4 3.55 64.88 5 3.39 62.30 Pada tabel 2 merupakan hasil percobaan Sensor Turbidity sebanyak lima kali  percobaan  dan  dari  tabel  diatas  dapat disimpulkan  semakin  kecil  nilai  NTU (Nephelometric  Turbidity  Unit) semakin bersih air dan apabila nilai NTU lebih dari 25 NTU bisa dikategorikan air keruh.
Gambar 4 . Air Kotor
Jurnal Teknologi 13 (2) pp 193 - 200 © 2021
Pada  gambar  4  menunjukkan  kondisi  air dalam  akuarium  dalam  keadaan  kotor  atau keruh  dengan  otomatis  modul  Sim  GSM M800L  akan  mengirimkan  notifikasi  berupa pesan kepada pemilik akuarium dan pompa air otomatis  akan  mengosongkan  air  kotor  yang berada didalam akuarium.
Gambar 5 . Status Air Kotor
Pada  gambar  5  merupakan  tampilan  pada layar  LCD ( Liquid  Crystal  Display ).  Apabila kondisi  air  dalam  keadaan  kotor  atau  keruh maka  tampilan  layar  LCD  akan  bertuliskan status air kotor.
Gambar 6. Air Bersih
Pada  gambar  6  menunjukkan  kondisi  air dalam  akuarium  dalam  keadaan  bersih  atau jernih  dengan  otomatis  pompa  air  akan  mati atau tidak menyala.
Gambar 7 . Status Air Bersih
Pada  gambar  7  merupakan  tampilan  pada layar  LCD ( Liquid  Crystal  Display ).  Apabila kondisi  air  dalam  keadaan  bersih  atau  jernih maka  tampilan  layar  LCD  akan  bertuliskan status air bersih.

## Pengujian Sensor Ultrasonik
Pada  pengujian  ini  sensor  ultrasonik berfungsi sebagai pengontrol pompa air secara otomatis  apabila  saat  pengurasan  terjadi  air berjarak  jauh  dengan  sensor  dengan  otomatis pompa air akan menyala begitupun sebaliknya apabila  air  dekat  dengan  sensor  dengan otomatis pompa air akan mati.
Dalam pengujian kali, peneliti menggunakan  akuarium  dengan  tinggi  15  cm dan  panjang  15  cm.  Sehingga  dalam  sistem diatur  batas  bawah  14  cm  (jarak  jauh  dengan sensor)  dan  batas  atas  3  cm  (dekat  dengan sensor).
Pada  tabel  dibawah  ini  merupakan  hasil pengujian  sensor  ultrasonik  yang  dimana  pada pengujian  ini  dilakukan  secara  bersamaan dengan sensor turbidity.
Tabel  3. Hasil  Pengujian  Pada  Sensor Ultrasonik No Jarak Real Pengujian Ke - 1 2 3 4 5
1 3 cm 3 cm 3 cm 3 cm 3 cm 3 cm 2 14 cm 14 cm 14 cm 14 cm 14 cm 14 cm
Pada tabel 3 hasil pengujian pada jarak  3 cm,  hasil  yang  dibaca  oleh  sensor  ultrasonik menunjukkan kasil yang sama dengan kenyataan,  begitu  juga  dengan  pengukuran jarak  14  cm.  Pada  pengukuran  jarak  dekat sensor  ultrasonik  pengukuran  mendekati  jarak yang sesungguhnya.

## Pengiriman Pesan Menggunakan Modul Sim GSM 800L
Pengiriman  notifikasi  berupa  pesan  dari sistem  ke handphone pemilik  akuarium menggunakan  modul  Sim  GSM  M800L. Pengiriman  berupa  data  tentang  peringakatan
atau berupa pesan pemberitahuan sedang terjadi proses  berlangsungnya  pengurasan  air  pada akuarium.  Dalam  modul  Sim  GSM  M800L yang  perlu  diperhatikan  adalah  Sim  GSM M800L  dalam  penggunaannya  memerlukan catu  daya  dan Converter  Step  Down untuk menurunkan  tegangan  yang  berasal  dari  catu daya,  dikarenakan  tegangan  yang  berasal  dari Arduino  Uno  sendiri  tidak  cukup  kuat  untuk memasok  arus  yang  dibutuhkan  pada  modul GSM  M800L.  Pada  pengujian  kali  ini,  modul Sim  berhasil  mengirimkan  notifikasi  berupa pesan kepada pemilik akurium.
Tabel 4. Hasil Pengujian GSM M800L
Pengujian Ke - GSM M800l Mengirim Notifikasi Pesan 1 Berhasil 2 Berhasil 3 Berhasil 4 Berhasil 5 Berhasil
Pada  Gambar  8  merupakan  notifikasi pesan  masuk  yang  dikirim  melalui  modul  Sim M800L  kepada  pemilik  akuarium  yang bertuliskan PEMBERSIHAN AKUARIUM.

## Pengujian Pompa Air
Pada  Smart  Aquarium  menggunakan  2 buah  pompa  air,  1  pompa  air  akuarium  utama sedangkan 1 pompa air pada penampungan air bersih.  Pompa  air  pada  akuarium  utama berfugsi sebaga pembuang air kotor. Pompa air pada  bak  penampung  berfungsi  memasukkan air bersih ke dalam akuarium.
Setiap  pompa  air  dikendalikan  dengan menggunakan  relay.  Relay  1  digunakan  untuk pompa air bak penampungan, relay 2 digunakan untuk  pompa  air  pada  akuarium  utama.  Aktif tidaknya  relay  tergantung  pada  pembacaan sensor pada akuarium utama.
Tabel 5. Hasil Pengujian Pompa Air
No Jenis Air Pompa Ke - Pompa 1 (Mengosongk an) Pompa 2 (Mengisi) 1 Bersih Mati Mati 2 Kotor Menyala Menyala
Gambar 8. Pesan Notifikasi Diterima
Jurnal Teknologi 13 (2) pp 193 - 200 © 2021

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan  bahwa  semakin  kecil  nilai  baca sensor  turbidity  menunjukkan  air  semakin bersih  begitu  juga  sebaliknya  jika  nilai  baca sensor  turbidity  menunjukkan  nilai  air  besar berarti  air  keruh.  Pada  penggunaan  sensor ultrasonik sebagai pengukur jarak air khususnya  jarak  dekat  nilai  pengukurannya mendekati sama dengan jarak yang sesungguhnya  dan  pada  pompa  air  berjalan sesuai dengan yang diharapkan.

## DAFTAR PUSTAKA
B.Gustomo,  2015,  Pengenalan  Arduino  Dan Pemprogramannya, Bandung : Informatika Bandung
Erdiansyah,  M.,  Raharja,  E,  I.,  Sunarto,  2014,
Pengaruh  Presentase  Pergantian  Air Yang  Berbeda  Terhadap  Kelangsungan Hidup  Dan  Pertumbuhan  Benih  Ikan Baung ( Hemibagrus  Nemurus ),  Jurnal Ruaya, Vol. 3
Faisal,  M.,  Harmadi,  Puryanti,  D.,  2016,
Perancangan Sistem Monitoring Tingkat Kekeruhan Air Secara Realtime
Menggunakan  Sensor  TSD-10 ,  Jurnal
Ilmu Fisika (JIF), Vol.8 No. 1 maret 2016 Hidayat,  A.,  Suryadi.,  Yendrial,  D,  A.,  2017, Pengontrolan  Level  Air  Dan  Pendeteksi Kekeruhan Kolam Berbasis
Miktrokontroler ,  Elekton  Jurnal  Ilmiah Vol. 9, No. 1 juni 2017 Ikhsan, M, A., Yahya, M., Fiolana, F, A., 2018,
Pendeteksi  Kekeruhan  Air  Di  Tandon Rumah  Berbasis  Arduino  Uno ,  Jurnal Qua  Teknik,  Vol.  8,  No.  2  september 2018 Pramana,  R.,  2018, Perancangan  Sistem Kontrol dan Monitoring Kualitas Air dan Suhu Pada Kolam Budidaya Ikan , Jurnal Sustainable : Jurnal Hasil Penelitian dan Industri Terapan, Vol. 07, No. 01 Hal 13- 23 mei 2018 Putra,  H,  E., Jamil,  M.,  Lutfi,  S.,  2019, Smart Auarium  Berbasis  IoT  Menggunakan RasPberry Pi 3 , Jurnal Inforamatika dan
Ilmu  Komputer  (JIKO),  Vol.  2,  No.2
oktober 2019 Santoso,  B.,  Arfianto,  A,  D.,  2014, Sistem Pengganti  Air  Berdasarkan  Kekeruhan
Dan Pemberi Pakan Ikan Pada Akuarium  Air  Tawar  Secara  Otomatis Berbasis  Mikrokontroler  Atmega-16 , Jurnal  Ilmiah  Teknologi  dan  Informasi ASIA, Vol. 8, No. 2 agustus 2014 Siltri,  D.,  Yohandri.,  Kamus,  Z.,  2015,
Pembuatan  Alat  Ukur  Salinitas  Dan Kekeruhan  Air  Menggunakan  Sensor Elektoda Dan LDR, Jurnal Saintek, Vol. VII, No. 2 : 126-139 desember 2015