sistem perawatan ikan koi di akuarium otomatis berbasis desktop

SISTEM PERAWATAN IKAN KOI DI AKUARIUM OTOMATIS BERBASIS
DESKTOP DAN ARDUINO UNO.
1 Dadan Nurdin Bagenda,S.T, M.T, 2 Anggi
Program Studi Teknik Informatika STMIK LPKIA
Jln. Soekarno Hatta No. 456 Bandung 40266, Telp. +62 22 75642823, Fax. +62 22 7564282
Email : [email protected], 2 [email protected]
Abstrak
Perawatan ikan koi di akuaruim ini adalah untuk mempermudah dalam perawatan ikan di
akuarium terutama apada pemberian pakannya pengatur suhu dan mengatur ketinggian air,
terdapat banyak pemelihara ikan koi dalam akuarium baik yang berukuran besar, sedang maupun
yang berukuran kecil. Memelihara ikan koi adalah suatu hobi masyarakat yang sangat digemari
dari dulu hingga sekarang, karena kemudahannya dalam pemeliharaan dan perawatannya yang
membuat kebanyakan orang ingin memelihara ikan dan dipelihara dalam akuarium harus
diperhatikan waktu pemberian pakannya sehingga pemberian pakan teratur dan terus menerus di
tambah denganya perawatan suhu air dan ketinggian nya harus di jiga. Namun karena kesibukan
masyarakat yang memiliki kegiatan tingkat kesibukan yang cukup padat dalam pekerjaan, pasti
merasakan sedikit kesulitan ketika akan meninggalkan rumah terlebih lagi dalam waktu yang
cukup lama. Dengan permasalahan diatas perlu dilakukan solusinya dengan cara menambah
sistem baru. Sistem baru ini dibangun menggunakan pakan otomasi dengan alat motor dc dan
dapat di atur waktu dengan sensor RTC dan pengaturan ketinggian air menggunakan pompa air
untuk actuator dan sensor ultrasonic untuk mengukur jarak air, pengatur suhu menggunakan
sensor LM35 dengan untuk monitoring mengunakan tampilkan.
Kata Kunci: pakan otomatis, ultrasonic, lm35, pompa air, monitoring,RTC,pengaturan suhu
1. Latar Belakang
Kemajuan di bidang elektronika ini semakin
berkembang sangat pesat dan berpengaruh dalam
pembuatan alat-alat yang canggih, dalam kehidupan
sehari-hari baik itu di kota ataupun di desa, terdapat
banyak pemelihara ikan koi dalam akuarium baik
yang berukuran besar, sedang maupun yang berukuran
kecil. Memelihara ikan koi adalah suatu hobi
masyarakat yang sangat digemari dari dulu hingga
sekarang, karena kemudahannya dalam pemeliharaan
dan perawatannya yang membuat kebanyakan orang
ingin memelihara ikan. Ikan yang dipelihara dalam
akuarium harus diperhatikan waktu pemberian
pakannya sehingga pemberian pakan teratur dan terus
menerus. Namun karena kesibukan masyarakat yang
memiliki kegiatan tingkat kesibukan yang cukup
padat dalam pekerjaan, pasti merasakan sedikit
kesulitan ketika akan meninggalkan rumah terlebih
lagi dalam waktu yang cukup lama.
Alat pemberiaan pakan ikan secara otomatis
ini sangat di perlukan oleh masyarakat yang memiliki
banyak aktivitas, Memelihara ikan adalah suatu hobi
masyarakat yang sangat digemari dari dulu hingga
sekarang, karena kemudahannya dalam pemeliharaan
dan perawatannya yang membuat kebanyakan orang
ingin memelihara ikan. Ikan yang dipelihara dalam
akuarium harus diperhatikan waktu pemberian
pakannya sehingga ikan tersebut membutuhkan
jadwal pemberian pakan yang teratur dan terus menerus.
karena dengan pemberian makanan yang sudah
dirancang secara otomatis orang tersebut tidak perlu
khawatir lupa atau harus ada untuk memberi makan
ikannya. Menjaga Temperatur atau suhu dan pH
lingkungan hidup ikan Koi. Salah satu metode yang
digunakan adalah dengan menggunakan peralatan
seperti pengatur suhu dan mengatur ketinggian air di
akuarim agar tetap stabil.
I.1 Identifikasi Permasalahan
Dalam tahap analisis, langkah pertama yang harus
dilakukan adalah mengidentifikasi terlebih dahulu
permasalahan yang timbul. Berdasarkan latar
belakang yang telah di kemukakan, maka dapat
mengidentifikasikan beberapa permasalahan nya
sebagai berikut :
1. Bagaimana pemberi makan pada ikan koi di
akuarium otomatis berbasis Mikrokontroler ?
2.
Bagaimana membuat alat pengatur temperatur
air
berbasis
Microcontroller
dan
mempertahankan suhu air aquarium pada suhu
15 hingga 25° C dan pH 6,5 sampai 8,5 ?
3.
Bagaimana
membuat
alat
pengatur
ketinggian air di akuarium ?
I.2 Ruang Lingkup Permasalahan
Dari identifikasi permasalahan yang timbul, maka
perlu adanya batasan masalah serta ruang lingkup
permasalahan. Adapun beberapa batasan masalah
serta ruang lingkupnya sebagai berikut :
1. Sistem pemberi ikan koi ini digunakan di
model adalah suatu proses pembuatan software yang
yang bersifat berulang dan dengan perencanaan yang
cepat yang dimana terdapat umpan balik yang
memungkinkan terjadinya perulangan dan perbaikan
software sampai dengan software tersebut memenuhi
kebutuhan dari si pengguna. Sedangkan dari beberapa
referensi yang saya temukan, prototyping model adalah
salah satu model sederhana pembuatan software yang
dimana mengizinkan pengguna memiliki suatu
gambaran awal dasar tentang program serta melakukan
pengujian awal yang didasarkan pada konsep model
kerja
dalam tempat akuarium
2.
3.
Membuat penjadwalan pakan secara teratur
II.Dasar Teori
Ikan_koi_(Cyprinus_carpio) merupakan salah satu jenis
agar sesuai jadwal.
ikan hias yang berpuluh – puluh tahun secara turun –
Mengatur suhu dan pH agar sesuai dengan
kebutuhan ikan tersebut.
4.
Pendataan data
mengatahui
dijadikan lambang bagi bangsa Jepang dan diangkat
yang dilakukan untuk
mengatur
suhu/pH
dan
ketinggian air agar sesuai, yang nantinya
akan dibutuhkan untuk me monitoring atau
berupa informasi.
5.
berbasis Arduino uno dan Perangkat lunak
yang digunakan untuk pendataan online
menggunakan
sebagai ikan nasional Jepang. Di negeri sakura tersebut,
koi pertama kali di pantai timur di kota ojiya provinsi
Niigata. Wilayah ini terletak di daratan tinggi
pengunungan yang setiap tahun sering dilanda musim
salju. Bahan makan di saat musim dingin tiba melalui
Perangkat keras yang digunakan yaitu
dibuat
temurun dibudidayakan oleh orang Jepang, bahkan
aplikasi
berbasis
desktop.
proses budidaya selama ratusan tahun, diperoleh strain
ikan carp berwarna merah. Pada awalnya ikan koi
hanya memiliki warna tunggal yaitu hitam (karasugoi
dan sumigoi), merah (benigoi, higoi, akagoi), putih
(shiromuji), keemasan (kingoi), dan putih keperakan
I.3 Tujuan Perancangan
(gingoi) dan disilangkan sehingga menghasilkan dua
Tujuan dari pembuatan rancangan sistem ini untuk
menjelaskan dalam proses yang akan dibangun
ataupun dihasilkan. Adapun tujuannya sebagai berikut
:
1. Membuat kerja dari alat pemberi
warna, tiga warna, lima warna dan multi warna
makan pada ikan koi di akuarium
otomatis berbasis Mikrokontroler.
2. Membuat alat dan menggunakan
sensor suhu air dan pH.
3. Membuat alat ketinggian air
(Purbani, 1995). Seiring dengan perkembangan teknik
budidaya, koi yang pada awalnya hanya memiliki satu
warna saja saling disilangkan sehingga menghasilkan
ikan koi yang memiliki dua warna, tiga warna, bahkan
lima warna. Ikan ini dapat dipelihara hampir di semua
tempat, gerak gerik ikan ini tampak simpatik, bahkan
ada anggapan ikan koi dapat membawa keuntungan
bagi pemiliknya (Effendy, 1993)[6].
agar setabil tidak melebihi batas.
I.4 Metodologi Penelitian
Yang digunakan dalam penyusunan ini
menggunakan satu tahap terdiri dari Prototype,
dan ada beberapa pengertian metode Prototype
ini menurut para ahli diantaranya. Proses
pengembangan sistem seringkali menggunakan
pendekatan prototipe (prototyping). Metode ini
sangat baik digunakan untuk menyelesaikan
masalah kesalah pahaman antara user dan analis
yang timbul akibat user tidak mampu
mendefinisikan secara jelas kebutuhannya.
Dalam artikel tersebut disimpulkan prototyping
II.2 ArduinoUno
Pengertian Arduino adalah:
“Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian
elektronik open source yang di dalamnya terdapat
komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler
dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.”
Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC
(integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan
komputer. Tujuan menanamkan program pada
mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat
membaca input, memproses input tersebut dan
kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan.
Jadi mikrokontroler bertugas sebagai ‘otak’ yang
mengendalikan input, proses dan output sebuah
rangkaian elektronik.
Mikrokontroler ada pada perangkat elektronik di
sekeliling kita. Misalnya handphone, MP3 player,
DVD, televisi, AC, dll. Mikrokontroler juga dipakai
untuk keperluan mengendalikan robot. Baik robot
mainan, maupun robot industri.
Karena
komponen
utama
Arduino
adalah
mikrokontroler, maka Arduino pun dapat diprogram
menggunakan komputer sesuai kebutuhan kita.
Gambar 2. Rangkaian RTC sistem
II.4 Pengertian Sensor ultrasonik
adalah sebuah sensor yang mengubah besaran
Gambar 1 Arduino Uno
fisis (bunyi) menjadi besaran listrik. Rangkaian sensor
Spesifikasi Arduino Uno
 Mikrokontroler ATmega328
 Catu Daya 5V
 Teganan Input (rekomendasi) 7-12V
 Teganan Input (batasan) 6-20V
 Pin I/O Digital 14 (of which 6 provide PWM
output)
 Pin Input Analog 6
 Arus DC per Pin I/O 40 mA
 Arus DC per Pin I/O untuk PIN 3.3V 50 mA
 Flash Memory 32 KB (ATmega328) dimana 0.5
KB digunakan oleh bootloader
 SRAM 2 KB (ATmega328)
 EEPROM 1 KB (ATmega328)
 Clock Speed 16 MHz
ultrasonic terdiri dari Transmitter, Receiver, dan
komparator. Ultrasonic modul umunya berbentuk
papan elektronik ukuran kecil dengan beberapa
rangkaian elektronik dan 2 buah transducer. Dari 2 buah
transducer ini, salah satu berfungsi sebagai transmitter
dan satu lagi sebagai receiver. Ada juga modul yang
hanya mempunyai 1 buah transducer, berfungsi sebagai
transmitter dan receiver sekaligus. Ultrasonic modul
ini bekerja dengan cara menghasilkan gelombang suara
pada frekuensi tinggi, yang kemudian dipancarkan oleh
bagian transmitter[8]. Pantulan gelombang suara yang
mengenai benda di depannya akan ditangkap oleh
II.3 Pengertian RTC (Real Time Clock)
bagian receiver. Dengan mengetahui lamanya waktu
RTC sistem memiliki fungsi menyimpan tanggal,
waktu/jam, menit, dan detik sebagai input data
pewaktu mikrokontroler yang dihubungkan melalui
Port B mikrokontroler. merupakan suatu chip IC yang
berfungsi menghitung waktu mulai detik, menit, jam,
hari, tanggal, bulan, hingga tahun dengan akurat dan
menjaga atau menyimpan data waktu tersebut secara
real time dengan sumber catu daya sendiri dan dinilai
cukup
akurat
sebagai
pewaktu
(timer)
dikarenakan menggunakan osilator kristal eksternal .
Sehingga
saat
perangkat
mikrokontroler
antara
dipancarkannya
gelombang
suara
ditangkap kembali, kita dapat menghitung jarak benda
yang ada di depan modul tersebut. Lamanya waktu
tempuh gelombang suara dikalikan kecepatan suara,
kemudian dibagi 2 akan menghasilkan jarak antara
ultrasonic modul dengan benda di depannya. Dengan
dimensi yang cukup kecil yaitu 43x30x15 mm, serta
harga yang sangat terjangkau. Modul HC-SR04
ultrasonic memiliki range atau mengukur jarak 2cm 400 cm, kisaran akurasi mencapai 3mm.
yang
difungsikan untuk mengakses RTC sebagai sumber
data waktu dimatikan, data waktu tidak akan hilang
selama baterai yang terhubung pada RTC
sampai
tersebut
tidak mati
Gambar 3 Sensor Ultrasonik
5.
II.5 Pengertian LM35
Sensor suhu yang digunakan dalam penelitian ini
adalah sensor LM 35. Sensor suhu LM35 berfungsi
untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu
menjadi besaran elektrik tegangan. Sensor ini
memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1°C
tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan
batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5V pada
suhu 150 °C
II.8 Optimasi Program
Seperti yang sudah disebutkan di BAB I, optimasi
program sangat dibutuhkan oleh penulis karena
kebutuhan pemrosesan yang cepat oleh pengendali
utama. Karena Pengendali utamanya menggunakan
Arduino Uno, maka kita menggunakan hasil
penelitian Dadan (2016) yang berjudul "Pengaruh
Struktur Pemrograman Dan Compiler Pada
Kecepatan Operasi Menggunakan Arduino Uno,"
Hasil penelitiannya menyatakan ada 2 cara
mengoptimalkan kecepatan proses, pertama dengan
cara mengatur struktur pemrogramannya, kedua
dengan cara mengunakan level option compiler
berikut:
#pragma GCC optimize (“-O3”)
Dengan cara ini, jika menggunakan level option ke3 atau (“-O3”) maka dapat mengurangi waktu
tempuh sampai 78.23% dari standar compiler [3].
III. Analisis Dan Perancangan
III.1. Blok Diagram Sistem
Blok diagram sistem keseluruhan bertujuan untuk
memberikan pemetaan pembagian kerja penulis dan
rekan penulis dengan dibagi menjadi beberapa
subsistem. Berikut ini adalah blok diagram sistem
pengontrolan nirkabel peralatan elektronik dalam
ruangan secara keseluruhan :
Motor dc sebagai energi listrik arus searah
untuk membukan pakan
6.
Heater akuarium sebagai pengahat air dan suhu
air.
7.
Arduino Uno sebagai penerima, pengolah dan
pengirim data sensor
8.
Laptop sebagai monitoring
III.2 Usecase Diagram
Use Case merupakan diagram yang memperlihatkan
himpunan use case dan aktor-aktor, terutama sangat
penting untuk pengorganisasian dan memodelkan
prilaku suatu sistem yang dibutuhkan serta diharapkan
pengguna.
Gambar III.2 UseCase Diagram
III.3 Permodelan Data
Gambar III.3 Class Diagram
IV. Implementasi Dan pengujian
IV.1 Jadwal Kegiatan
Gambar III.1 Blok Diagram Sistem Keseluruhan
Dari gambar diatas terlihat bahwa sistem ini terdiri
dari 10 Blok utama yaitu:
1. Pompa air untuk mengontrol air yang di
butuhkan.
2. Sensor Ultrasonik sebagai pengukur
ketinggian air.
3.
Relay sebagai penghubung arus.
4.
Lm35 sebagai pengatur suhu.
Adapun aktivits-aktivitas yang dilakukan dalamm
tahapan implementasi adalah sebagai berikut :
Dari uraian tersebut rencana implementasi diatas
dijadwalkan dalam tabel dibawah ini:
1. Penetapan Anggaran Dan Hardware
Pada poin ini akan dilakukan penentuan
anggaran yang diperlukan serta pemilihan
hardware yang akan digunakan.
2. Pemilihan Hardware dan Software
Tempat untuk peralatan harus dipersiapkan
terlebih dahulu, dan memilih hardware dan
software yang akan digunakan dalam alat
tersebut.
3. Intalasi Hardware dan Software
Pemrograman pada tahap ini merupakan
kegiatan penulisan kode program untuk
mengimplementasikan rancangan aplikasi
yang telah di buat. Setelah hardware dan
software tersedia maka selanjutnya adalah
proses pemasangan hardware baru dan
penginstalan software
4.
5.
6.
Pembuatan Program
Kegiatan pembuatan program yaitu kegiatan
menterjemahkan hasil rancanagan kedalam
bentuk yang dapat dibaca oleh arduino uno
Pengetesan dan Perbaikan Hardware dan
Software
Kegiatan uji coba dan apabila masih ada
kesalahan akan diperbaiki, sehingga sistem
dapat berjalan secara maksimal sesuai dengan
yang diharapkan.
IV.2.Pengujian
Untuk penguji
:
Gambar IV.1 Pengujian pakan terbuka
IV.2.1 pakan tertutup
Evaluasi Sistem
Kegiatan evaluasi ini bertujuan untuk
mengetahui efektifitas, efisiensi dari sistem
yang baru dibandingkan dengan hasil yang
dicapai oleh sistem lama
Tabel IV.1 Daftar Aktifitas Imlementasi
Berdasarkan Tabel IV.1 maka dapat digambarkan
Gantt chart sebagi berikut:
Gantt Chart
Gambar IV.2 Pengujian pakan tertutup
IV.2.2 Pengujian Keseluruhan
Gambar IV.3 Pengujian keseluruhan
Sebagai dasar penilaian terhadap aplikasi dan sistem ,
terdapat beberapa poin yang menetukan untuk
mengetahui apakah aplikasi dan sistem ini sesuai
dengan harapan atau tidak. Berikut ini adalah poin-poin
tersebut:
1. Pengujian Arduino Uno.
2. Pengujian sensor LM35 untuk mengetahui
keadaan suhu di air.
3. Pengujian sensor ultrasonic untuk mengukur
jarak ketinggian.
V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
Setelah melakukan perencanaan dan membuat suatu
sistem pengujian beserta analisanya, maka dapat
diambil beberapa kesimpulan dari kinerja keseluruhan
sistem perawatan ikan koi di akuarim baik dari segi
Perangkat Keras maupun Perangkat Lunak adalah
sebagai berikut :
1.
2.
3.
Keadan suhu dan ketinggian air di dalam
akuarim dapat membuat nyaman dan ikan
tidak stress.
Alat pemberian pakan ikan ini mudah dan
baik digunakan karena selain otomatis dan
terjadwal.
Berdasarkan data yang diperoleh alat dapat
bekerja dengan baik karena pada saat
pengujiannya dengan rentang waktu
pemberian tiap 2 detik hasil data yang
diperoleh adalah linear.
V.2
Saran
Setelah melihat hasil uji coba dan kesimpulan saran
untuk penelitian lanjutan dengan topik yang sama
yaitu :
1. Bisa menggunakan aplikasi labview untuk
monitoring nya.
2. Menambahkan alat untuk pengisian ulang
pakan otomatis.
3. Mengunakan sensor Ph Meter Sensor
SEN0161 dengan alatnya.
Daftar Pustaka
[1 MLA Sili, Yohanes Sergio, and Dodit Suprianto
] Yohanes Sergio Sili. "Rancang Bangun Alat
Pemberian Pakan Ikan Koki Otomatis Pada
Aquarium Berbasis Mikrokontroler AT89S52."
Jurnal Mahasiswa Fakultas Sains dan Teknologi
(2014).
[2] Darsono, Ananda, and Erma Triawati.
"Implementasi Media Sms Berbasis Atmega8535
Untuk Memberi Makan Ikan Secara Otomatis."
Konferensi Nasional Sitem Informasi (2011).
[3] Didiet Septian1, Sri Supatmi2, Ayub Subandi3
"SIMULASI PENGONTROLAN KETINGGIAN AIR DAN
PAKAN TERNAK IKAN SECARA NIRKABEL"Jurusan
Teknik Komputer Unikom, Bandung (2015)
[4] MLA Suharmon, Recky, and Ahri Bahriun.
"Perancangan Alat Pemberi Makan Ikan Otomatis
Dan Pemantau Keadaan Akuarium Berbasis
Mikrokontroler Atmega8535." Singuda ENSIKOM
7.1 (2014): 49-54
[5] MLA kkUddin, Nasir, M. M. Rashid, and M. G.
Mostafa. "Development of Automatic Fish Feeder."
Global Journal of Research In Engineering 16.2
(2016).
[6] Putri, Friesca Edrian, Satya Jati Nugroho, and
Galih Fiel Arddhiagung. "Budidaya Ikan Koi
(Cyprynus carpio) di Izhaku Koi Farm, Blitar, Jawa
Timur." (2009).
[7]
http://www.ngarep.net/tutorial-arduinoakses-rtc-ds1302/ akses 30/08/2017 jam 8:10
[8] S. A. Shihabudin Achmad Muhajir A.K, "Sistem
Monitoring Tempat Parkir Dengan Sensor
Ultrasonik Berbasis Arduino Uno Pada Cibinong
City Mall," SEMINAR NASIONAL INOVASI DAN
APLIKASI TEKNOLOGI DI INDUSTRI (SENIATI), no.
ISSN:2085-4218, pp. B.350-B355, 2016.
[9] M. Mehta, "ESP 8266: A BREAKTHROUGH IN
WIRELESS SENSOR NETWORKS AND INTERNET OF
THINGS," International Journal of Electronics and
Communication Engineering & Technology , vol. vi,
no. 8, pp. 7-11, 2015.
[10] National Instrument, "National Instrument,"
[Online]. Available: http://www.ni.com/dataacquisition/what-is/. [Accessed 12 Agustus 2017].
[11]sinauarduino, "SINAU ARDUINO," 13 Mei
2016.
[Online].
Available:
http://www.sinauarduino.com/artikel/instruksiat-command-pada-esp8266/.
[Accessed
15
Agustus 2017].
[12]http://www.majalahikan.com/2016/10/apaitu-heater-fungsi-heater-dan-cara.html[[akses
30/08/2017
[13]Widiyaman, T. (2016, september 27).
Pengertian Modul Wifi ESP8266. Diambil
[14]D. Suhardi, "PROTOTIPE CONTROLLER LAMPU
PENERANGAN LED (LIGHT EMITTING DIODE)
INDEPENDENT BERTENAGA SURYA," JURNAL
GAMMA, vol. 122, no. 2086-3071, p. 116, 2014.
[15]B. Indonesia, "PENGERTIAN WEBSITE, WEB
HOSTING DAN DOMAIN NAME," 26 NOvember
2007.
[Online].
Available:
http://www.boc.web.id/pengertian-websitewebhosting-domainname/. [Accessed 16 April
2017].
[16]sinauarduino. (2016, maret 16). Mengenal
Arduino Software (IDE). Diambil kembali dari
sinauarduino.com:
http://www.sinauarduino.com/artikel/mengenalarduino-software-ide/
[17]A. Dennis, B. H. Wixom and D. Tegarden ,
System Analysis Design UML Version 2.0, United
States : John Wiley & Sons, 2009.
[18] A. Dennis, B. H. Wixom and D. Tegarden ,
System Analysis Design UML Version 2.0, United
States : John Wiley & Sons, 2009.
[19]S. Hadi, "Tentang Bimbingan dan Konseling," 9
Juli
2015.
[Online].
Available:
http://www.maribelajarbk.web.id/2015/07/pen
gertian-metode-penelitian-kuantitatif.html.
[Accessed 2 Agustus 2017].