## SISTEM MONITORING AKUARIUM BERBASIS MIKROKONTROLER DAN DJANGO WEB FRAMEWORK
Muhamad Nasir 1 , Novia Natasya 2
1,2 Politeknik Negeri Bengkalis, Bengkalis, Riau, Indonesia
1 nasir@polbeng.ac.id
2 novianatasya.2298@gmail.com
Abstract— Currently  aquarium  monitoring  is  still  done manually,  that  is  still  monitored  by  having  to  look  directly  at the  aquarium  continuously.  If  the  monitoring  system  is replaced  by  using  a  more  modern  system  it  will  greatly facilitate  the  fish  keepers  themselves.  One  of  the  systems proposed to overcome these problems is the realtime aquarium monitoring  system  base  on  microcontroller.  This  system  uses turbidity  sensors,  ultrasonic  sensors,  pH  sensors  and  LM35 sensors  that  function  to  measure  water  turbidity,  water  level, water  acidity  and  also  water  temperature  connected  to  the website to monitor the aquarium. This system makes it easy for fish keepers to monitor the aquarium without having to look at the aquarium directly. The System is created using the django base  python  and  SQLite  framework  as  its  database.  This system was tested at Bengkalis State Polytechnic, using a mini aquarium. This research succeeded well by displaying data on the  level  of  turbidity  of  water,  water  level,  water  acidity  and water  temperature.  The  data  obtained  is  displayed  on  the website in the form of graphics and numbers.
Keywords —Monitoring System, Aquarium, Realtime, website .
I ntisari — Saat ini pemantauan akuarium masih dilakukan secara manual yakni masih dipantau dengan cara harus  melihat  langsung  secara  terus  menerus  di  akuarium. Jika  sistem  pemantauan  tersebut  digantikan  dengan menggunakan  sistem  yang  lebih modern akan  sangat memudahkan  para  pemelihara  ikan  itu  sendiri.  Salah  satu sistem  yang  diusulkan  untuk  mengatasi  permasalahan tersebut adalah Sistem monitoring akuarium secara realtime berbasis  mikrokontroler.  Sistem  ini  menggunakan  sensor turbidity ,  sensor  ultrasonik,  sensor  pH  dan  sensor  LM35 yang  berfungsi  untuk  mengukur  tingkat  kekeruhan  air, ketinggian  air,  keasaman  air  dan  juga  suhu  air  yang terhubung  dengan website monitoring  akuarium.  Sistem  ini memudahkan  untuk  pemelihara  ikan  dalam  memonitoring akuarium  tanpa  harus  melihat  akuarium  secara  langsung. Sistem  yang  dibuat  menggunakan framework django base python dan SQLite sebagai database nya.  Sistem  ini  diuji  di Politeknik  Negeri  Bengkalis,  menggunakan  akuarium  mini. Sistem  ini  berhasil  dengan  baik  dengan  menampilkan  data tingkat  kekeruhan  air,  ketinggian  air,  keasaman  air  dan juga suhu air. Data yang didapatkan ditampilkan di website dalam bentuk grafik dan angka.
Kata  Kunci —Sistem  Monitoring,  Akuarium, Realtime , website , Django Framework .

## I. PENDAHULUAN
Penggunaan  air  untuk  ikan  pada  akuarium,  harus selalu  dijaga  tingkat  kekeruhan  dan  ketinggian  airnya.
Dampak air yang keruh dapat menyebabkan terganggunya fisik  ikan  tersebut  bahkan  kematian.  Terlebih  pada  ikan tertentu  seperti  ikan  air  tawar,  dimana  pada  jenis  ikan tersebut  harus  dijaga  tingkat  kekeruhan  dan  ketinggian airnya  agar  tidak  mempengaruhi  kehidupan  dari  ikan tersebut.  Selain  itu,  kondisi  temperatur  dan  pH  air dalam akuarium harus dijaga karena apabila temperatur melebihi batas  ideal  yang  telah  ditentukan  dapat  mempengaruhi metabolisme  ikan  dan  juga  organisme  lainnya  begitupun dengan pH air nya[1],[2],[3],[4].
Pemantauan  akuarium  saat  ini  masih  dilakukan dengan  cara  manual,  dalam  arti  kata  masih  dipantau secara langsung dalam waktu berkala. Banyak orang yang hobi memelihara ikan kebingungan jika mereka bepergian jauh dengan jangka waktu yang lama pasti nantinya akan menimbulkan  keresahan  terhadap  akuarium  yang  akan ditinggalkan. Hal ini dimungkinkan karena tidak ada yang memelihara ikannya dengan  baik.  Dengan permasalahan diatas, maka  diusulkan sistem untuk membantu menyelesaikan  masalah  yang  terjadi  dengan  membuat sistem  monitoring  akuarium  berbasis  mikrokontroler  dan django web framework .
Sistem  monitoring  akuarium  ini  diharapkan  dapat membantu  para  pemelihara  ikan  dalam  memantau  ikan- ikan yang ada pada akuarium. Tingkat kekeruhan air pada akuarium  diukur  menggunakan  sensor turbidity, begitu juga  dengan  ketinggian  air  yang  diukur  menggunakan sensor  ultrasonik  dan  pH  air  menggunakan  sensor  pH, serta  suhu  air  yang  diukur  menggunakan  sensor  LM35 yang  dipasang  pada  akuarium.  Hasil  dari  pengukuran sensor-sensor  yang  dipasang  akan  ditampilkan  melalui website yang bisa dimonitoring oleh para pemelihara ikan.

## II. LANDASAN TEORI
A. Arduino Uno
Arduino adalah sistem purnarupa elektronika ( electronic  prototyping  platform )  berbasis open-source yang  fleksibel  dan  mudah  digunakan  baik  dari  sisi perangkat keras/ hardware maupun perangkat lunak/ software .  Di  luar  itu,  kekuatan  utama  arduino adalah  jumlah  pemakai  yang  sangat  banyak  sehingga tersedia  pustaka  kode  program  ( code  library) maupun modul  pendukung  ( hardware  support  modules )  dalam jumlah  yang  sangat  banyak.  Hal  ini  memudahkan  para pemula  untuk  mengenal  dunia  mikrokontroler.  Arduino sendiri  adalah  rangkaian  elektronik open  source yang didalamnya dilengkapi dengan sebuah chip
mikrokontroler sebagai  kompunen  utama.  Perangkat kerasnya  memiliki  prosesor  Atmel  AVR  dan  perangkat lunaknya memiliki Bahasa pemrograman sendiri [1][2][3].
B. Sensor Turbidity Sensor turbidity merupakan  sensor  mengukur  tingkat kekeruhan  air  yang  dapat  dengan  mudah  dikombinasikan dengan  arduino.  Sensor turbidity dapat  disebut  juga sebagai  salah  satu  komponen  yang  berfungsi  sebagai detektor  cahaya  yang  dapat  mengubah  efek  cahaya menjadi sinyal listrik [5],[6].

## C. Sensor Ultrasonik
Sensor  ultrasonik  adalah  sensor  yang  memanfaatkan prinsip  gelombang  ultrasonik.  Gelombang  ultrasonik merupakan  gelombang  akustik  yang  memiliki  frekuensi mulai  20  kHz  hingga  sekitar  20  MHz.  Alat  ini  dapat digunakan  untuk  mengukur  jarak  benda  dari  2cm  -  4m dengan  akurasi  3mm.  Alat  ini  memiliki  4  pin,  pin  Vcc, Gnd, Trigger , dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd  untuk  ground-nya.  Pin  Trigger  untuk  trigger keluarnya  sinyal  dari  sensor  dan  pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda. Sensor ini digunakan untuk  mengukur  tingkat  ketinggian  air  pada  sistem monitoring yang akan dibuat [7],[8].
D. Sensor pH Meter
Fungsi  pH  Meter  adalah  untuk  mengukur  pH  (kadar keasaman  atau  basa)  suatu  cairan.  Sebuah  pH  meter terdiri  dari  sebuah  elektroda  ( probe pengukur)  yang terhubung  ke  sebuah  alat  elektronik  yang  mengukur  dan menampilkan nilai pH [1],[2].
E. Sensor LM35 Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki  fungsi  untuk  mengubah  besaran  suhu  menjadi besaran  listrik  dalam  bentuk  tegangan.  Sensor  Suhu LM35  yang  dipakai  dalam  penelitian  ini  berupa komponen  elektronika  elektronika  yang  diproduksi  oleh National Semiconductor [2][9].
F. Resistor Resistor adalah  komponen  elektronika  yang  banyak kita  lihat  pada  komponen  elektronik  umumnya, komponen elektronika pasif ini bisa kita lihat jumpai pada mesin elektronik  seperti televisi, radio dan  masih banyak lainnya.  Sebagaimana  fungsi  resistor  yang  sesuai namanya  bersifat  resistif  dan  termasuk  salah  satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif.
G. Arduino IDE IDE merupakan singkatan dari Integreted Developtment Enviroenment, atau secara bahasa mudahnya  merupakan  lingkungan  terintegrasi  yang digunakan  untuk  melakukan  pengembangan.  Disebut sebagai  lingkungan  karena  melalui software inilah arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan fungsi- fungsi    yang  dibenamkan  melalui sintaks pemrograman. Arduino menggunakan bahasa pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa C [1],[5].
H. SQLite SQLite adalah  sebuah engine  database SQL yang langsung  tertanam  atau  pada  aplikasi.  Tidak  seperti kebanyakan database SQL lainnya, SQLite tidak memiliki server yang terpisah dari aplikasi. SQLite telah didukung oleh  banyak bahasa  pemrograman  seperti  C,  C  ++, BASIC , C #, Python , Java dan Delphi [10].
I. JavaScript Object Notation (JSON) JavaScript  Object  Notation adalah  suatu  format ringkas  pertukaran  data  komputer.  Formatnya  berbasis teks dan  terbaca  oleh  manusia.  serta  digunakan  untuk merepresentasikan  struktur  data  sederhana  dan  larik asosiatif.  Format JSON sering  digunakan  untuk mentransmisikan  data  terstruktur  melalui  suatu  koneksi jaringan  pada  suatu  proses  yang  disebut  serialisasi. Walaupun JSON didasarkan  pada  subset  bahasa pemrograman JavaScript , JSON dianggap sebagai format data yang tak tergantung pada suatu bahasa.
J. DBeaver DBeaver adalah  aplikasi  untuk  manajemen  database dengan mode GUI  ( graphical ). DBeaver sendiri  selain menyediakan versi berbayar, juga menyediakan Community Edition yang open source .
K. Django Django adalah  sebuah framework  full-stack untuk membuat  aplikasi  web  dengan  bahasa  pemrograman python . Framework akan  membantu  kita  membuat  web lebih cepat, dibandingkan menulis kode dari nol [10].

## III. METODE PENELITIAN
A. Alat Penelitian
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah sebagai berikut :
1. Perangkat Keras ( Hardware ) a. Laptop b. Arduino Uno
c. Sensor Turbidity d. Sensor Ultrasonik
e. Sensor pH meter
f. Sensor LM35
g. Kabel USB /  Kabel Data
h. Kabel Jumper
2.   Perangkat Lunak ( software )
a. Arduino IDE
b. Dbeaver
c. Visual Studio Code
B. Rancangan Desain Sistem Secara Umum Pada  bagian  ini  diuraikan  perancangan  sistem  secara umum dan ditampilkan semua peralatan yang dibutuhkan untuk  membuat  sistem  monitoring  akuarium  secara realtime sekaligus rancangan alur kerja dari sensor-sensor tersebut.  Rancangan  ini  berguna  untuk  mempermudah dalam  mengetahui  bagaimana  alur  kerja  sistem  secara garis  besar.  Adapun  desain  sistem  secara  umum  yang membahas alur kerja sistem dapat dilihat pada Gambar 1.
Berdasarkan  Gambar  1,  pada  penelitian  ini  dirancang sistem  monitoring  akuarium  yang  menggunakan  sensor turbidity ,  sensor  ultrasonik,  sensor  pH  dan  sensor  LM35 untuk  mengukur  kondisi  air  dan  suhu  air  pada  akuarium. Semua sensor dihubungkan ke arduino uno.
Gambar 1. Rancangan Desain Sistem Secara Umum
Pada  arduino  terdapat  perintah  program  untuk mengukur  tingkat  kekeruhan,  ketinggian,  keasaman  dan suhu  air  pada  akuarium.  Arduino  dihubungkan  ke  laptop melalui  kabel  USB,  kemudian  data  yang  terbaca  tersebut dikirim  ke server dan  semua  data  sensor  dari server tersimpan  di database ,  lalu  hasil  dari  nilai  kekeruhan, ketinggian, keasaman dan suhu air pada akuarium tersebut ditampilkan pada di website berupa grafik dan angka. 1. Perancangan  Sistem  Perangkat  Keras  dan  Perangkat Lunak
Sistem  yang  dirancang  memiliki  fungsi  untuk mengukur  kondisi  air  menggunakan  sensor turbidity , ultrasonik,  pH  air  dan  suhu  yang  dikoneksikan  dengan mikrokontroler  arduino  uno  dan  dan  laptop  sebagai server .
Arduino  berfungsi  sebagai  media  yang  mengatur pengkodean  pada  sensor turbidity ,  ultrasonik,  pH  dan LM35  untuk  membaca  nilai  untuk  kondisi  dan  suhu  air pada  akuarium,  laptop  yang  tersambung  melalui  kabel USB  pada  Arduino  akan  mengambil  nilai  untuk  kondisi dan suhu air pada akuarium tersebut dan disimpan dalam database kemudian  ditampilkan  pada website dan berbentuk grafik dan angka.
2. Rancangan Diagram Alir Sistem
Adapun  rancangan  secara  umum  diagram  alir  dari sistem yang dirancang untuk sistem monitoring akuarium secara realtime terdapat pada flowchart pada Gambar 2.
Pada Gambar 2 dijelaskan bahwa proses awal dimulai sampai  dengan  proses  akhir.  proses  awal  dimulai  dengan pemasangan  semua  sensor  yaitu  sensor turbidity ,  sensor ultrasonik,  sensor  pH  dan  sensor  LM35  pada  arduino. Selanjutnya,  sensor  akan  dicek  apakah  bekerja  dengan baik atau tidak. Kemudian, data sensor yang didapat akan dikirim  ke  server  dan  tersimpan  di  database.  Data  yang tersimpan akan ditampilkan pada website dengan tampilan data grafik dan angka.
Mulai Sensor Kirim Da ta ke Server Perbaikan Data  Sensor Selesai Pem asa ngan Sensor ke Arduino Apa kah S ensor Bekerja ? Simpan Data  ke Data base Tampil Data ke Website Data  dalam Bentuk Grafik dan Angka Ya Tidak
Gambar 2. Flowchart Sistem

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  menghasilkan  sistem  monitoring akuarium  secara realtime untuk  mengetahui  kondisi dan  suhu  air.  Sistem  ini  memberikan  informasi  data tingkat  kekeruhan  air,  ketinggian  air,  keasaman  dan suhu  air  pada  akuarium  yang  diukur  menggunakan sensor turbidity, ultrasonik , pH  dan  LM35  yang  bisa diakses  melalui website .  Data-data  kondisi  dan  suhu air  pada  akuarium  yang  diukur  oleh  sensor-sensor tersebut  tersimpan  pada database dan  ditampilkan pada website yang  telah  dibuat . Informasi  yang ditampilkan  berupa  nilai  dari  semua  sensor  pada akuarium dan juga keterangan suhu secara realtime . Adapun  hasil  secara  umum  berupa  sistem monitoring  akuarium  melalui website yang  telah dibuat yang dinyatakan pada Gambar 3 dan Gambar 4. Website monitoring  akuarium  merupakan website yang bertindak sebagai penampil data sensor turbidity , ultrasonik,  pH dan  LM35  yang diambil dari database SQLite .
Gambar 3.  Tampilan Login
Gambar  3  merupakan  halaman  awal website untuk melihat tampilan data sensor. Pengguna harus login terlebih  dahulu  untuk  melihat  data  sensor  yang  berupa grafik dan angka.
Gambar 4. Tampilan grafik data sensor
Gambar 4 menampilkan semua data sensor yang terpasang  pada  arduino.  Data  sensor  yang  ditampilkan berupa  grafik  dan  angka.  Data  sensor  yang  ditampilkan yaitu  data  sensor turbidity ,  data  sensor  ultrasonik,  data sensor pH dan data sensor LM35.
Tabel 1.

## Hasil pengujian
No Jenis Sensor Hasil Pengujian Menampilkan Data Sensor Hasil Pengujian Website 1. Turbidity Berhasil Berhasil 2. Ultrasonik Berhasil Berhasil 3. PH Berhasil Berhasil 4. LM35 Berhasil Berhasil

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  sistem  monitoring akuarium, dapat diambil kesimpulan yaitu sistem ini dapat menampilkan data secara
realtime
berbasis mikrokontroler, dan data dapat ditampilkan dalam bentuk grafik  dan  angka.  Sensor turbidity ,  sensor  ultrasonik, sensor  pH  dan  sensor  LM35  yang  digunakan  berhasil dengan  baik  menampilkan  data  di website. Data  yang ditampilkan  yaitu  data  tingkat  kekeruhan  air,  data
ketinggian air, data keasaman air, dan juga data suhu air. Pemelihara  dapat  memantau  kondisi  akuarium  dari  jarak jauh.  Setelah  dilakukan  pengujian  sistem  menggunakan web  browser, didapati  bahwa website berhasil  dengan baik  dan  menampilkan  tampilan  yang responsive. Data tiap  sensor  berhasil  tampil  dengan  baik  dalam  bentuk grafik dan angka.

## REFERENSI
[1] Eltra,  E,  B.,  dkk.,  Otomatisasi  Sistem  Kontrol  Ph  dan Informasi  Suhu  Pada  Akuarium  Menggunakan  Arduino Uno Dan Raspberry Pi 3 : Kupang, 2018.
[2] Rivai, M., “Sistem Monitoring PH dan Suhu Air dengan Transmisi  Data Nirkabel”,  Surabaya :  Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2017.
[3] S.  Charana,  "  Arduino  Based  Aquarium  Monitoring System",  International  Research  Journal  of  Engineering, vol.06, pp.605-608, 2019
[4] M.  S.  U.  Chowdury,  "IoT  Based  Real-time  River  Water Quality  Monitoring  System,  Procedia  Computer  Science 155, pp.161-168, 2019
[5] M.  S.  Ramadhan,  "Sistem  Kontrol  Tingkat  Kekeruhan Kekeruhan pada Aquarum Menggunakan Arduino Uno", J. Tek. ITS, vol.7, pp.87-91, 2018
[6] Simanjuntak  ,  D,  A.,  Sistem  Monitoring  Kekeruhan Dengan Metode Pendeteksi Warna Pada Air Dengan Sms Gateway : Sumatera Utara, 2016.
[7] Tenggono,  A.,  Wijaya,  T.,  Sistem  Monitoring  Dan Peringatan  Ketinggian  Air  Berbasis  Web  Dan  Sms Gateway : STMIK Pontianak, 2015.
[8] Sadi, S., Rancang Bangun Monitoring Ketinggian Air Dan Sistem Kontrol Pada Pintu Air Berbasis Arduino Dan Sms Gateway : Palembang, 2018.
[9] Siswanto., Adiguna, A., Monitoring suhu Dan Ketinggian air Aquarium Dengan  Sensor  Ds18b20,  Hcsr04  Dan Mikrokontroler Arduino  Uno  R3  Berbasis  Web:  Jakarta, 2018.
[10] D. P. Jose, "IoT Based Water Management using HC-12 and  Django",   International  Conference  on  Data  Science and Communication (IconDSC), 2019