rancang bangun sistem kontrol otomatis pada kolam ikan...

7
ISBN 978-602-8692-34-2 271 Rancang Bangun Sistem Kontrol Otomatis Pada Kolam Ikan Kerapu Berdasarkan Parameter Suhu Berbasis Real Time Sapta Nugraha Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Maritim Raja Ali Haji Kota Tanjungpinang, Indonesia [email protected] Rozeff Pramana Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Maritim Raja Ali Haji Kota Tanjungpinang, Indonesia [email protected] Eko Prayetno Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Maritim Raja Ali Haji Kota Tanjungpinang, Indonesia [email protected] Abstrak—Salah satu parameter kualitas air dalam budidaya ikan Kerapu yaitu suhu air. Suhu air yang tinggi di siang hari dan sangat rendah di malam hari menjadi permasalahan dalam budidaya ikan Kerapu. Pada penelitian ini, akan dirancang bangun sistem kontrol suhu otomatis pada kolam ikan Kerapu menggunakan mikrokontroler dan perangkat lunak LabVIEW. Parameter suhu air ikan Kerapu berkisar 24 0 C sampai 31 0 C. Tujuan penelitian ini untuk mempertahankan suhu air kolam sesuai dengan parameter suhu ikan Kerapu secara otomatis menggunakan metode sistem kontrol loop tertutup. Parameter suhu dijadikan sebagai nilai setpoint pada mikrokontroler dalam mempertahankan suhu air yang hasilnya diumpan balikkan ke Arduino untuk mengendalikan relay yang terhubung dengan peltier dan heater. Hasil penelitian yang didapatkan bahwa perangkat penelitian dapat mempertahankan suhu air kolam sesuai parameter. Hal ini didapatkan ketika sensor DS18B20 membaca nilai suhu <25 0 C, maka perangkat heater bekerja dan ketika suhu >30 0 C, maka perangkat peltier bekerja. Hasil pembacaan sensor 25 0 C < suhu < 30 0 C, maka perangkat peltier dan heater tidak bekerja. Selain itu, perangkat penelitian dapat mengontrol suhu pada 100 liter air secara otomatis dengan menaikan suhu air sekitar 7 0 C dan menurunkan suhu air sekitar 2,1 0 C selama 1 jam. Hasil keseluruhan ditampilkan dalam bentuk tampilan visual dan grafik pada perangkat lunak LabVIEW dan data pengukuran disimpan secara real time. Kata Kunci—Kualitas Suhu Air, Mikrokontroler, LabVIEW, Sistem Kontrol, Sensor DS18B20 I. PENDAHULUAN Salah satu parameter kualitas air yang penting dalam proses perkembangbiakan ikan Kerapu adalah suhu. Suhu air yang tidak sesuai dengan parameternya dapat menghambat perkembangbiakan ikan kerapu. Perubahan suhu pada air yang sangat drastis di siang hari dan juga di malam hari menjadi masalah yang sering dihadapi oleh pembudidaya ikan Kerapu. Perubahan suhu pada kolam ikan akan mempengaruhi kecepatan metabolisme ikan. Suhu yang terus meningkat akan menyebabkan penyerapan oksigen meningkat sehingga akan mempengaruhi kebutuhan oksigen dalam air [1]. Kualitas suhu air yang optimal untuk kehidupan ikan Kerapu adalah berkisar 24 0 C hingga 31 0 . Tidak sedikit pembudidaya ikan Kerapu yang harus kehilangan ikan akibat suhu air yang panas. Pengendalian parameter suhu air menjadi masalah yang sering dijumpai pada proses pembudidayaan ikan, sehingga telah banyak juga penelitian melakukan pembahasan masalah tersebut. Dalam penelitian [2], melakukan pengukuran suhu pada akuarium air tawar menggunakan Arduino dan hasil pengukuran akan ditampilkan pada LCD (Liquid Crystal Display) dan data disimpan ke web secara real time. Penelitian selanjutnya [3], membuat perancangan sistem pengendalian suhu secara otomatis menggunakan kontroler elektronik. Mode pengendalian menggunakan sistem tertutup yang tidak hanya memberikan nilai setpoint saja tetapi juga dengan umpan balik sehingga dapat mengontrol atau mengendalikan sistem dengan baik. Sistem pengendalian ini menggunakan kontrol PID untuk proses refluks/distilasi sehingga terjadi kestabilan suhu yang terjaga. Pada penelitian [4], bertujuan merancang dan membuat suatu instrumen autonomous untuk mengukur parameter fisik laut. Pengukuran parameter fisik laut dilakukan dengan alat ukur berbasis mikrokontroler Arduino Yun ATMega32 versi surface mounting device (SMD) yang dilengkapi sensor suhu (DS18B20), pH meter, dan konduktivitas (electrical conductivity meter) kemudian disimpan ke dalam data logger. Pada penelitian [5], melakukan perancangan prototype untuk memantau suhu dan pH air menggunakan Arduino Uno R3 dan modul ethernet shield sebagai pengirim ke IoT Cloud. Penelitian ini menghasilkan parameter yang dipantau meliputi suhu menggunakan sensor DS18B20, kadar pH air menggunakan sensor pH Meter dan proses otomatisasi pemberian pakan menggunakan motor servo. Hasil pemantauan sistem ditampilkan pada website IoT Cloud dalam (°C) untuk suhu, dan (pH) untuk kadar pH air. Pada penelitian yang lainnya [6], membuat otomatisasi monitoring kadar pH dan suhu dengan menggunakan Electrode Eutech Instrument pH Meter Kit sebagai sensor pH, LM35 sebagai sensor suhu serta pengontrolan ketinggan air menggunakan sensor ultrasound HCSR-04. Output pengukuran pH dan suhu air ditampilkan pada layar LCD dan pada monitor dalam bentuk grafik sehingga memudahkan pembudidaya ikan lele me-monitoring kondisi air kolam ikan. Berdasasrkan permasalahan tersebut, maka akan dilakukan penelitian dengan judul rancang bangun sistem kontrol suhu air otomatis pada kolam ikan Kerapu menggunakan Mikrokontroler dan perangkat lunak LabVIEW. Perangkat lunak LabVIEW digunakan untuk menampilkan seluruh proses kerja dari mikrokontroler dalam bentuk tampilan visual dan grafik pada layar monitor. Pada perangkat lunak LabVIEW, seluruh hasil pengukuran disimpan secara

Upload: ngohuong

Post on 06-May-2019

261 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

ISBN 978-602-8692-34-2

271

Rancang Bangun Sistem Kontrol Otomatis Pada Kolam Ikan Kerapu Berdasarkan Parameter Suhu

Berbasis Real Time

Sapta Nugraha Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Maritim Raja Ali Haji Kota Tanjungpinang, Indonesia

[email protected]

Rozeff Pramana Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Maritim Raja Ali Haji Kota Tanjungpinang, Indonesia

[email protected]

Eko Prayetno Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Maritim Raja Ali Haji Kota Tanjungpinang, Indonesia

[email protected]

Abstrak—Salah satu parameter kualitas air dalam budidaya ikan Kerapu yaitu suhu air. Suhu air yang tinggi di siang hari dan sangat rendah di malam hari menjadi permasalahan dalam budidaya ikan Kerapu. Pada penelitian ini, akan dirancang bangun sistem kontrol suhu otomatis pada kolam ikan Kerapu menggunakan mikrokontroler dan perangkat lunak LabVIEW. Parameter suhu air ikan Kerapu berkisar 240C sampai 310C. Tujuan penelitian ini untuk mempertahankan suhu air kolam sesuai dengan parameter suhu ikan Kerapu secara otomatis menggunakan metode sistem kontrol loop tertutup. Parameter suhu dijadikan sebagai nilai setpoint pada mikrokontroler dalam mempertahankan suhu air yang hasilnya diumpan balikkan ke Arduino untuk mengendalikan relay yang terhubung dengan peltier dan heater. Hasil penelitian yang didapatkan bahwa perangkat penelitian dapat mempertahankan suhu air kolam sesuai parameter. Hal ini didapatkan ketika sensor DS18B20 membaca nilai suhu <250C, maka perangkat heater bekerja dan ketika suhu >300C, maka perangkat peltier bekerja. Hasil pembacaan sensor 250C < suhu < 300C, maka perangkat peltier dan heater tidak bekerja. Selain itu, perangkat penelitian dapat mengontrol suhu pada 100 liter air secara otomatis dengan menaikan suhu air sekitar 70C dan menurunkan suhu air sekitar 2,10C selama 1 jam. Hasil keseluruhan ditampilkan dalam bentuk tampilan visual dan grafik pada perangkat lunak LabVIEW dan data pengukuran disimpan secara real time.

Kata Kunci—Kualitas Suhu Air, Mikrokontroler, LabVIEW, Sistem Kontrol, Sensor DS18B20

I. PENDAHULUAN Salah satu parameter kualitas air yang penting dalam

proses perkembangbiakan ikan Kerapu adalah suhu. Suhu air yang tidak sesuai dengan parameternya dapat menghambat perkembangbiakan ikan kerapu. Perubahan suhu pada air yang sangat drastis di siang hari dan juga di malam hari menjadi masalah yang sering dihadapi oleh pembudidaya ikan Kerapu.

Perubahan suhu pada kolam ikan akan mempengaruhi kecepatan metabolisme ikan. Suhu yang terus meningkat akan menyebabkan penyerapan oksigen meningkat sehingga akan mempengaruhi kebutuhan oksigen dalam air [1]. Kualitas suhu air yang optimal untuk kehidupan ikan Kerapu adalah berkisar 240C hingga 310. Tidak sedikit pembudidaya ikan Kerapu yang harus kehilangan ikan akibat suhu air yang panas.

Pengendalian parameter suhu air menjadi masalah yang sering dijumpai pada proses pembudidayaan ikan, sehingga telah banyak juga penelitian melakukan pembahasan masalah

tersebut. Dalam penelitian [2], melakukan pengukuran suhu pada akuarium air tawar menggunakan Arduino dan hasil pengukuran akan ditampilkan pada LCD (Liquid Crystal Display) dan data disimpan ke web secara real time.

Penelitian selanjutnya [3], membuat perancangan sistem pengendalian suhu secara otomatis menggunakan kontroler elektronik. Mode pengendalian menggunakan sistem tertutup yang tidak hanya memberikan nilai setpoint saja tetapi juga dengan umpan balik sehingga dapat mengontrol atau mengendalikan sistem dengan baik. Sistem pengendalian ini menggunakan kontrol PID untuk proses refluks/distilasi sehingga terjadi kestabilan suhu yang terjaga.

Pada penelitian [4], bertujuan merancang dan membuat suatu instrumen autonomous untuk mengukur parameter fisik laut. Pengukuran parameter fisik laut dilakukan dengan alat ukur berbasis mikrokontroler Arduino Yun ATMega32 versi surface mounting device (SMD) yang dilengkapi sensor suhu (DS18B20), pH meter, dan konduktivitas (electrical conductivity meter) kemudian disimpan ke dalam data logger.

Pada penelitian [5], melakukan perancangan prototype untuk memantau suhu dan pH air menggunakan Arduino Uno R3 dan modul ethernet shield sebagai pengirim ke IoT Cloud. Penelitian ini menghasilkan parameter yang dipantau meliputi suhu menggunakan sensor DS18B20, kadar pH air menggunakan sensor pH Meter dan proses otomatisasi pemberian pakan menggunakan motor servo. Hasil pemantauan sistem ditampilkan pada website IoT Cloud dalam (°C) untuk suhu, dan (pH) untuk kadar pH air.

Pada penelitian yang lainnya [6], membuat otomatisasi monitoring kadar pH dan suhu dengan menggunakan Electrode Eutech Instrument pH Meter Kit sebagai sensor pH, LM35 sebagai sensor suhu serta pengontrolan ketinggan air menggunakan sensor ultrasound HCSR-04. Output pengukuran pH dan suhu air ditampilkan pada layar LCD dan pada monitor dalam bentuk grafik sehingga memudahkan pembudidaya ikan lele me-monitoring kondisi air kolam ikan.

Berdasasrkan permasalahan tersebut, maka akan dilakukan penelitian dengan judul rancang bangun sistem kontrol suhu air otomatis pada kolam ikan Kerapu menggunakan Mikrokontroler dan perangkat lunak LabVIEW. Perangkat lunak LabVIEW digunakan untuk menampilkan seluruh proses kerja dari mikrokontroler dalam bentuk tampilan visual dan grafik pada layar monitor. Pada perangkat lunak LabVIEW, seluruh hasil pengukuran disimpan secara

ISBN 978-602-8692-34-2

272

real time sehingga dengan sistem ini pembudidaya dapat me-monitoring suhu air setiap saat.

II. METODOLOGI PENELITIAN

A. Perancangan Sistem Penelitian ini menggunakan perancangan sistem kontrol

loop tertutup. Sistem kontrol loop tertutup digunakan untuk mengontrol kualitas air agar bekerja dengan otomatis perlu adanya nilai umpan balik dari sensor (input/output) agar sesuai dengan nilai parameter air yang diinginkan. Pada umumnya, perancangan sistem terdiri dari 3 (tiga) bagian utama, yaitu bagian input, proses, dan keluaran. Pada penelitian ini yang termasuk bagian input, yaitu sensor suhu DS18B20. Untuk bagian proses, yaitu menggunakan mikrokontroler Arduino Uno R3. Dan untuk bagian keluaran, yaitu terdiri dari relay, peltier, heater, LCD, dan tampilan LabVIEW. Blok diagram perancangan penelitian ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1. Blok Diagram Perancangan Perangkat

B. Cara Kerja Perangkat Cara kerja perangkat penelitian ini diawali dengan

menginisialisasi port oleh antarmuka Arduino Uno R3 dan perangkat lunak LabVIEW. Arduino akan memulai melakukan proses pengukuran suhu air melalui pembacaan sensor DS18B20 yang terhubung pada arduino. Arduino sebagai otak dari sistem control melakukan proses pembacaan data sensor yang ada selama perangkat digunakan dan hasil pembacaan sensor akan ditampilkan pada LCD dan perangkat lunak LabVIEW dalam bentuk tampilan visual. Hasil pembacaan dari sensor digunakan untuk mengontrol beberapa keluaran sistem, yaitu relay 1 (perangkat heater) dan relay 2 (perangkat peltier). Hal ini dilakukan untuk mempertahankan parameter suhu air yang sesuai dengan ikan Kerapu. Diagram alir cara kerja sistem perangkat penelitian ditunjukkan pada gambar 2.

Pada gambar 2 menunjukkan parameter suhu air ikan Kerapu akan dijadikan sebagai nilai setpoint pada program Arduino. Pengukuran suhu menggunakan sensor DS18B20 dilakukan secara real time. Pada saat sensor membaca suhu <250C, maka perangkat heater akan bekerja sampai suhu sesuai dengan nilai setpoint. Jika sensor membaca suhu >300C, maka perangkat peltier akan bekerja sampai nilai pembacaan sensor sesuai dengan nilai setpoint. Selama perangkat sistem bekerja, maka pengukuran suhu terus dilakukan dan ditampilkan pada LCD dan perangkat lunak LabVIEW secara real time. Hasil dari pengukuran yang dilakukan akan di simpan dalam bentuk datalogger di dalam

PC dengan format file excel. Hasil ini yang akan digunakan sebagai analisis dan pembahasan lebih lanjut.

Gambar 2. Diagram Alir Cara Kerja Sistem Perangkat

C. Perancangan Perangkat Perancangan perangkat yang dimaksud adalah perancangan yang terdiri dari 4 tahapan, antara lain: perancangan sensor suhu, perancangan perangkat pendingin, perancangan perangkat pemanas, dan perancangan program perangkat lunak LabVIEW.

a) Perancangan Sensor Suhu : Sensor suhu merupakan sebuah komponen elektronik yang dapat mengubah suhu panas menjadi besaran listrik. Indikator tiap perubahan panas tersebut kedalam sebuah data maupun besaran listrik. Perancangan sensor suhu berfungsi untuk mengetahui nilai pengukuran suhu pada kolam ikan. Sensor yang digunakan untuk pengukuran suhu air pada penelitian ini adalah sensor suhu DS18B20 seperti yang ditunjukkan gambar 3. Sensor DS18B20 merupakan sensor digital yang memiliki resolusi ADC mulai dari 8-bit hingga 12-bit. Spesifikasi tersebut membuat sensor ini sangat presisi dibandingkan dengan jenis sensor suhu lainnya.

Gambar 3. Jalur Koneksi Perancangan Sensor Suhu

b) Perancangan Perangkat Pendingin: Perangkat pendingin berfungsi untuk menurunkan suhu pada kolam ikan. Perancangan perangkat pendingin terdiri dari beberapa bagian komponen, yaitu peltier, heatsink, kipas pendingin, water block, submersible water pump, relay dan power supply 12V DC seperti yang ditunjukkan gambar 4. Elemen

ISBN 978-602-8692-34-2

273

peltier yang digunakan adalah Thermo Electric Cooler dengan tegangan kerja sebesar 12V – 15V DC dan arus kerja maksimum sebesar 6A.

Gambar 4. Jalur Koneksi Perancangan Sistem Pendingin

Pada perancangan perangkat pendingin, kedua sisi elemen peltier memiliki perbedaan suhu yang berlawanan. Satu sisi akan mengeluarkan suhu panas sedangkan sisi lainnya akan mengeluarkan suhu dingin. Oleh sebab itu, maka sisi panas yang dihasilkan peltier akan ditempelkan ke heatsink dan sisi dingin ditempelkan ke water block. Sisi dingin peltier akan dimanfaatkan untuk menurunkan suhu air pada kolam ikan. Pada saat air masuk ke dalam elemen water block, air akan terkontaminasi dengan suhu dingin, sehingga air yang melewati elemen water block dapat menurunkan suhu air.

c) Perancangan Perangkat Pemanas: Perangkat pemanas berfungsi untuk menaikkan suhu air pada kolam ikan. Bila suhu air lebih rendah dari nilai setpoint yang dibuat, maka perangkat pemanas akan bekerja seperti yang ditunjukkan gambar 5. Elemen pemanas (heater) yang digunakan adalah sebuah komponen water heater yang secara langsung digunakan di dalam kolam ikan. Panas yang dihasilkan oleh heater akan menyebar di dalam air, sehingga dapat menaikan suhu air.

Gambar 5. Jalur Koneksi Perancangan Sistem Pemanas

d) Perancangan Program Perangkat Lunak LabVIEW: Perangkat lunak LabVIEW digunakan untuk menampilkan hasil pembacaan sensor suhu dalam tampilan visual dan grafik. Perangkat lunak LabVIEW juga digunakan untuk menyimpan data hasil pengukuran secara real time ke dalam format (.xls). Perancangan perangkat lunak LabVIEW terdiri dari perancangan program pada jendela kerja blok diagram pada gambar 6 dan perancangan visual jendela kerja front panel pada gambar 7.

Gambar 6. Perancangan Program LabVIEW

Gambar 7. Perancangan Display Monitor LabVIEW

III. PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS

A. Pengujian Sistem a) Pengujian Sensor Suhu: Nilai pembacaan sensor

ditampilkan pada LCD dan serial monitor. Untuk mengetahui ketepatan pembacaan suhu, maka nilai dari pembacaan sensor suhu DS18B20 dibandingkan dengan nilai pembacaan thermometer digital dalam rentang waktu yang sama seperti yang ditunjukkan tabel 1. Pengambilan data pengukuran dilakukan pada kolam ikan yang berisi air laut sebanyak 100 liter dan diambil setiap 10 menit selama 100 menit. Air pada kolam ikan dikondisikan agar sesuai dengan sampel pengujian.

TABLE I. HASIL PENGUJIAN AKURASI SENSOR SUHU DS18B20

Menit Pengukuran Suhu (0C) Selisih (0C) Thermometer Sensor DS18B20 0 24,2 24,09 0,11

10 25,3 24,56 0,74 20 26,8 26,12 0,68 30 28,3 27,50 0,8 40 28,3 27,62 0,68 50 32,9 32,31 0,59 60 33,7 33,36 0,34 70 34,9 34,12 0,78 80 35,2 34,75 0,45 90 36,3 35,42 0,88

100 36,8 36,29 0,51 Berdasarkan data pada Tabel 1, selisih pembacaan sensor suhu ini cukup kecil. Jika dirata-ratakan, selisih hanya sekitar 0,590C. Pengujian ini membuktikan bahwa sensor suhu bekerja dengan baik. Keluaran yang dihasilkan sensor suhu DS18B20 berupa sinyal pulsa digital yang mengindikasikan nilai dari suatu suhu tertentu ditunjukkan gambar 8. Sinyal pulsa tersebut berupa sinyal digital, berupa angka biner 0 dan 1. Perubahan nilai suhu dikonversikan ke dalam bilangan biner dan akan dikonversikan kembali menjadi bilangan desimal yang diterima oleh mikrokontroler Arduino Uno R3

ISBN 978-602-8692-34-2

274

melalui pin input digital Arduino. Pengujian dilakukan dengan membaca keluaran sensor melalui komunikasi serial.

Gambar 8. Pembacaan dari Keluaran Sensor DS18B20

b) Pengujian Arduino Uno: Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah Arduino Uno R3 dapat dioperasikan dan pin-pin yang digunakan dapat bekerja dengan baik. Pada tahap ini dilakukan pengujian pada pin D2, D3, D4, dan 5V. Pin-pin yang diuji disesuaikan dengan pin yang digunakan pada penelitian. Pin input dan output yang diuji diberikan logika HIGH dan LOW kemudian dilakukan pengukuran pada pin untuk mengukur tegangan yang dihasilkan. LED dijadikan sebagai indikator HIGH dan LOW seperti yang ditunjukkan pada gambar 9. Pada saat logika HIGH, maka LED ON. Jika diberi logika LOW, maka LED OFF. Hasil pengujian pada pin Arduino Uno R3 ditunjukkan pada tabel 2.

TABLE II. HASIL PENGUJIAN PIN I/O ARDUINO UNO R3

Pin Arduino

Indikator LED

Hasil Pengukuran (V DC)

Tegangan Ideal (V DC)

5V Hidup 4,96 5,00 D2 Hidup 4,96 5,00 D3 Hidup 4,96 5,00 D4 Hidup 4,96 5,00 D2 Padam 0,00 0,00 D3 Padam 0,00 0,00 D4 Padam 0,00 0,00

Gambar 9. Arduino dalam Kondisi HIGH dan LOW

c) Pengujian Prangkat Pemanas: Pengujian pada perangkat sistem pemanas dilakukan untuk mengetahui seberapa baik proses pemanasan dan seberapa besar kenaikan suhu pada kolam ikan. Pengujian dilakukan selama satu jam pada 100 liter air dan pengambilan data hasil pengukuran suhu dilakukan tiap 5 menit. Hasil pengujian sistem pemanas pada kolam ikan ditunjukkan pada gambar 10 dan gambar 11.

Gambar 10. Pengujian Sistem Pemanas Pada Palka Ikan

Gambar 11. Hasil Pengujian Sistem Pemanas

Pada gambar 11, hasil pengujian sistem pemanas dilakukan selama 60 menit. Sistem pemanas dapat menaikkan suhu air pada kolam dengan kenaikan rata-rata sebesar 0,530C setiap 5 menit. Pada Gambar 11, grafik kenaikan suhu air terjadi secara linier dan dalam waktu 60 menit suhu meningkat sebesar 70C.

d) Pengujian Perangkat Pendingin: Pengujian dilakukan untuk mengetahui seberapa baik sistem dalam melakukan pendinginan air. Pengujian dilakukan pada dua kondisi, yaitu pengujian perubahan suhu pada water block dan pengujian perubahan suhu pada kolam ikan. Pengujian pada water block dilakukan selama 10 menit dan pengambilan data dilakukan tiap satu menit. Pengujian pada kolam ikan dilakukan pada 100 liter air selama satu jam dan pengambilan data hasil pengukuran suhu dilakukan tiap 5 menit. Hasil pengukuran suhu pada water block ditunjukkan pada gambar 12 dan gambar 13.

Gambar 12. Pengujian Pada Perangkat Peltier

Gambar 13. Hasil Pengujian Perubahan Suhu pada Water Block

Gambar 13 menunjukkan bahwa dalam waktu 10 menit perangkat peltier dapat menurunkan suhu sebesar 19,60C. Suhu menurun secara cepat terjadi dari menit ke 1 sampai ke 4 sekitar 18,70C dan pada menit ke 4 sampai ke 10 perubahan suhu semakin melambat. Hal ini disebabkan karena peltier memiliki dua buah sisi dengan suhu berlawanan. Pada menit ke-1 hingga ke-4, komponen heatsink dalam keadaan dingin dan mampu menyerap panas yang dikeluarkan sisi panas peltier. Pada menit ke-5 dan seterusnya, terjadi proses pembuangan energi panas yang diserap pada komponen heatsink. Semakin lambat energi panas pada sisi peltier

26.92727.227.52829.529.930.731.33232.833.433.9

0

10

20

30

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Suhu

(0C)

Menit

27.319.212.8 9.6 8.6 8.1 8 8 7.8 7.8 7.70

50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Suhu

(0C)

Menit

ON OFF

ISBN 978-602-8692-34-2

275

dibuang akan memperlambat perubahan suhu di sisi dingin peltier.

Hasil pengujian sistem pendingin pada kolam ikan ditunjukkan gambar 14 dan gambar 15. Pada gambar 15, perangkat peltier mampu menurunkan suhu air pada kolam ikan sekitar 2,10C dalam rentang waktu selama 60 menit. Hasil dari pengujian yang telah dilakukan didapatkan rata-rata suhu turun sebesar 0,160C tiap 5 menit. Jika dilihat dari data grafik tersebut dari menit ke 50 dan seterusnya, perubahan suhu lebih cepat dibandingkan menit sebelumnya. Hal ini terjadi karena pada menit tersebut suhu air di dalam kolam tidak lagi sama dengan suhu awal.

Gambar 14. Pengujian Sistem Pendingin Pada Palka

Ikan

Gambar 15. Grafik Hasil Pengujian Sistem

Pendingin

e) Pengujian Sistem Kontrol: Pengujian sistem kontrol dilakukan dengan mengondisikan suhu air bernilai di luar rentang parameter yang telah ditetapkan, supaya sistem kontrol otomatis dapat dilihat apakah berjalan dengan baik atau tidak. Pengujian ini hanya sampai pada pengendalian relay yang sudah dirangkai terlebih dahulu pada perancangan perangkat. Relay diibaratkan sebagai sistem pendingin dan sistem pemanas pada perangkat penelitian. Hasil pengujian sistem kontrol otomatis ditunjukkan pada tabel 3.

TABLE III. HASIL PENGUJIAN SISTEM KONTROL

Suhu Sistem Kontrol

Relay 1 (Pemanasan)

Relay 2 (Pendinginan)

Hasil Pengujian

27,000C OFF OFF

30,990C OFF ON

25,990C ON OFF

f) Pengujian Keseluruhan Sistem: Pada pengujian keseluruhan perangkat ini, seluruh perangkat yang sudah dirancang dari tiap bagian perancangan digabungkan menjadi sebuah perangkat sistem. Adapun penempatan perangkat dan tiap komponennya ditunjukkan pada gambar 16.

Gambar 16. Perancangan Sistem Secara

Keseluruhan

Berdasarkan hasil pengujian keseluruhan sistem, maka didapatkan hasil bahwa sistem dapat berjalan dengan baik. Pembacaan suhu dari sensor DS18B20 dapat bekerja dengan baik, begitu juga proses pengolah data yang dilakukan mikrokontroler Arduino Uno R3. Data pembacaan dapat ditampilkan pada LCD dan perangkat lunak LabVIEW. Proses penampilan data pada LCD tidak mengalami masalah. Namun, pada saat Arduino mengirim nilai yang didapat dari sensor suhu ke LCD hanya mengalami delay (waktu tunda) sekitar 1 detik. Sedangkan proses penampilan data ke perangkat lunak LabVIEW mengalami delay lebih lama dari pada proses penampilan ke LCD, yaitu sekitar 4 detik. Hal ini terjadi karena komunikasi serial dari Arduino ke LabVIEW hanya mampu mengirim data sebesar 8 bit, sedangkat nilai yang didapat dari hasil pembacaan sensor suhu sebesar 10 bit. Oleh karena itu, data 10 bit akan dibagi 2 dan dikirimkan secara terpisah ke perangkat lunak LabVIEW. Kemudian, program LabVIEW akan menggabungkan data yang diterima menjadi satu dan ditampilkan ke dalam bentuk tampilan visual. Hasil tampilan LCD pada proses pengujian ini ditunjukkan pada gambar 17 dan pengujian tampilan LabVIEW ditunjukkan pada gambar 18.

30.330.230.230.130.13029.929.729.629.529.3

28.428.2

27

28

29

30

31

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Suhu

(0C)

Menit

ISBN 978-602-8692-34-2

276

Gambar 17. Pengujian Tampilan LCD

Gambar 18. Pengujian Tampilan LabVIEW

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, proses sistem kontrol dapat berjalan dengan baik dan sesuai dengan hasil perancangan yang dilakukan. Pada proses penyimpanan, perangkat lunak LabVIEW melakukan penyimpanan data setiap adanya data yang diterima dari komunikasi serial dan berjalan selama perangkat sistem dalam keadaan aktif. Hasil penyimpanan pada perangkat lunak LabVIEW dari hasil pengujian ditunjukkan pada gambar 19.

Gambar 19. Pengujian Penyimpanan Data

B. Analisis Hasil pengujian yang telah dilakukan baik pengujian tiap

bagian maupun pengujian keseluruhan sistem perangkat akan dianalis dan dibahas untuk mengetahui sistem kinerja tersebut. Berdasarkan hasil pengujian secara keseluruhan, sistem kontrol dinyatakan dapat bekerja sesuai dengan tujuan penelitian ini. Hasil pengujian pada sensor suhu DS18B20, didapatkan hasil pengukuran yang baik dengan rata-rata error selisih sekitar 0,590C yang dapat dimasukkan dalam kategori pembacaan yang baik. Sensor suhu akan membaca suhu secara real time atau tidak ada batasan selama perangkat sistem kontrol dalam keadaan aktif dan hasilnya akan ditampilkan pada LCD 20x4 dan tampilan LabVIEW.

Pada proses penampilan pembacaan sensor suhu ke perangkat lunak LabVIEW mengalami sedikit keterlambatan jika dibandingkan dengan proses penampilan pada LCD 20x4. Hal ini disebabkan oleh proses transfer data melalui komunikasi serial yang hanya mampu mengirimkan data sebesar 8 bit, sedangkan data pengukuran yang didapatkan dari sensor sebesar 10 bit. Namun, sistem perangkat masih dapat berjalan dengan baik, begitu juga dengan penyimpanan hasil pembacaan berjalan dengan baik pula.

Hasil pengujian yang telah dilakukan pada sistem pemanas selama 1 jam didapatkan bahwa sistem pemanas mampu menaikkan suhu pada 100 liter air sebesar 70C. Kemudian dari pengujian yang dilakukan pada sistem pendingin selama 1 jam, sistem pendingin mampu menurunkan suhu pada 100 liter air sebesar 2,10C.

IV. KESIMPULAN Hasil penelitian didapatkan bahwa perangkat pengontrolan suhu air kolam ikan Kerapu dapat dirancang dengan menggunakan Arduino dan LabVIEW. Perangkat dapat digunakan untuk membaca suhu air dengan baik dan menampilkan hasil pembacaan pada tampilan LCD dan perangkat lunak LabVIEW. Perangkat dapat digunakan untuk menyimpan data hasil pengukuran suhu secara real time dengan baik. Pada penelitian ini, Arduino Uno R3 dapat digunakan sebagai sistem pengolah data untuk mengontrol suhu secara otomatis. Hasil pengujian didapatkan bahwa perangkat dapat menaikkan suhu pada 100 liter air sebesar 60C, dan dapat menurunkan suhu air sebesar 2,10C selama 1 jam. Pada saat nilai keluaran sensor suhu yang terbaca <250C, maka mikrokontroler Arduino Uno R3 mengendalikan relay dan perangkat pemanas aktif bekerja. Perangkat pendingin bekerja selama nilai yang terbaca >310C. Hal ini berarti bahwa perangkat penelitian dapat mempertahankan suhu pada kolam ikan secara otomatis sesuai dengan parameter suhu ikan kerapu.

UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih kepada Lembaga Penelitian, Pengabdian

Kepada Masyarakat dan Penjaminan Mutu (LPPPM) Universitas Maritim Raja Ali Haji telah membiayai dan menfasilitasi penelitian ini sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik.

REFFERENSI [1] T. E. Chua dan S. K. Teng, “Effects of Feeding requency on the Growth of Young Estuary Grouper, (Epinephelus tauvina) Forskal, Culture in Floating Net Cages. Aquaculture,” hlm. 31–47, 1978. [2] A. Gumelar dan T. Jasalesmana, “Rancang Bangun Alat Ukur Suhu Air Pada Akuarium Air Tawar Berbasis Arduino Uno Terintegrasi WEB,” 2013. [3] T. B. Pratomo, A. Dharmawan, A. Syoufian, dan T. Supardi, “Purwarupa Sistem Kendali Suhu dengan Pengendali PID pada Sistem Pemanas dalam Proses Refluks/Distilasi,” IJEIS, vol. 3, no. 1, 2013. [4] H. M. Manik, A. Dwinovantyo, H. Santoso, dan S. Steven, “Rancang Bangun Instrumen Autonomous Pengukur Parameter Fisik Laut,” Pros. SNIKO 2015, hlm. 11, Des 2015. [5] Al Qalit, Fardian, dan Aulia Rahman, “Rancang Bangun Prototipe Pemantauan Kadar pH dan Kontrol Suhu Serta Pemberian Pakan Otomatis pada Budidaya Ikan Lele Sangkuriang Berbasis IoT,” KITEKTRO J. Online Tek. Elektro, vol. Vol.2 No.3, hlm. 8–15, 2017. [6] G. Imaduddin dan A. Saprizal, “Otomatisasi Monitoring Dan Pengaturan Keasaman Larutan Dan Suhu Air Kolam Ikan Pada Pembenihan Ikan Lele,” 2017.

ISBN 978-602-8692-34-2

277