Perancangan instrumentasi alat pemantauan online untuk budidaya perikanan dibahas pada artikel ini. Prosesor utama dalam sistem telemetri real-time berbasis Internet of Things (IoT) ini adalah ESP32. Parameter yang diukur dan dipantai adalah suhu, tingkat keasaman, tingkat konduktivitas, tingkat oksigen terlarut, dan derajat reduksi oksigen dalam air merupakan. ESP32 mengumpulkan data dari setiap sensor, mengelompokkannya ke dalam dataset, menampilkan data di LCD, menyimpannya ke kartu SD, dan kemudian mengunggahnya ke real-time database. Selain itu, aplikasi Android juga dikembangkan untuk memudahkan operasional alat yang dilakukan oleh para oprator tambak. Perangkat ini telah diuji untuk memastikan setiap parameter yang diukur akurat dan presisi. Pada pengujian skala laboratorium, hasil menunjukkan bahwa setiap parameter memiliki kesalahan pengukuran yang berbeda-beda yang mewakili rata-rata kesalahan absolut. Enam sensor/instrumen yang diuji mewakili pembacaan pengukuran untuk setiap parameter akuakultur. Alat ini sangat handal dan nyaman untuk memantau kondisi media budidaya secara real-time dan akurat.
Metode Analisa
Metode penelitian dilakukan untuk merancang dan menguji sistem telemetri kondisi fisik secara real-time berbasis IoT. Sistem yang dirancang harus mempunyai kinerja yang baik dari aspek pengukuran dan perolehan data. Uji kinerja dilakukan dengan membandingkan perangkat usulan dengan perangkat standar yaitu meter air Lutron YK-2001PHA. Keandalan transmisi data menggunakan wi-fi untuk koneksi lokal dan jaringan 4G untuk koneksi jarak jauh. Di sisi lain, aplikasi UI berbasis Android yang digunakan oleh operator harus akurat dan mudah dipahami. Beberapa bagian perancangan perangkat Arsenik versi 2 penelitian ini antara lain; desain perangkat keras, program mikrokontroler, sistem database, dan pengembangan aplikasi Android. Seluruh bagian desain diintegrasikan untuk mencapai dukungan sistem jaringan operasional.
Perangkat Arsenik versi 2 dibuat portable dan mobile untuk digunakan dimana saja. Karena hal ini akan memudahkan petani tambak dalam mengukur kondisi air tambaknya dengan mudah dan efisien. Selain itu, titik pengukurannya mencakup beberapa lokasi dalam satu area kolam saja. Hal ini untuk mengetahui sebaran parameter yang diukur dan kualitas air media budidaya. Perangkat Arsenik versi 2 dirangkai dalam case yang tahan air dan tahan guncangan. Perangkat pengontrol, router wifi seluler, dan probe sensor ditempatkan di koper ini dengan aman. Dari case koper ini pengguna juga dapat melihat langsung hasil pengukuran melalui LCD, selain tampilan dari aplikasi di smartphone.
Implementasi dan Hasil
Perangkat ini disuplai listrik dari power bank 5 VDC yang dilengkapi sel surya. Artinya perangkat ini dapat digunakan dari jarak jauh dengan sumber listrik independen. Dari aspek koneksi internet, perangkat ini didukung router mobile wifi Huawei E5776 yang merupakan modem 4G. Untuk pemantauan langsung di lapangan disediakan LCD berukuran 20 x 4. Layar LCD menunjukkan nilai parameter yang diukur, tanggal dan waktu, serta status penyimpanan Kartu SD, penguncian GPS, dan pemeriksaan Firebase. Papan mikrokontroler, modul sensor, modul GPS, dan modul Kartu SD terintegrasi dengan pelindung PCB untuk papan ESP32 Devkit C. Integrasi perangkat ini disuplai powerbank melalui USB type-C. Dalam penggunaannya, probe sensor dihubungkan dan disambungkan ke setiap modul melalui konektor.
Perangkat ini dapat digunakan dengan mudah oleh operator di lapangan. Operator hanya perlu mengaktifkan dan mengecek kesiapan sistem satu kali saja, seperti; sensor, koneksi internet, kapasitas baterai. Selain itu, operator perlu mengamati sekilas nilai parameter yang ditampilkan di layar LCD. Setelah itu operator dapat meninggalkan alat di Lokasi pengukuran, sedangkan pengukuran dilanjutkan sesuai jangka waktu pengamatan yang ditentukan. Setelah itu, operator dapat mengamati nilai parameter dari layar smartphone dari mana saja selama terkoneksi dengan internet. Data history juga akan tersaji pada aplikasi Android. Dengan demikian fitur IoT pada perangkat ini dapat mengunggah dataset ke cloud, dan menampilkannya di aplikasi Android, sehingga memudahkan operator untuk melakukan observasi dari jarak jauh.
Dari hasil pengujian utama pada skala laboratorium, pengujian akurasi menunjukkan bahwa setiap parameter mempunyai kesalahan pengukuran yang berbeda-beda yang direpresentasikan dengan rata-rata kesalahan absolut. Pengujian dilakukan terhadap 6 sensor/instrumen yang diuji. Sensor suhu 99,24 %, sensor pH 98,48 %, sensor EC 89,2 %, sensor ORP 85,4 %, sensor DO 90,7 %, dan sensor TDS + 13,2 %. Pengujian tersebut juga menunjukkan akurasi, presisi, dan linearitas yang tinggi pada parameter suhu, pH, DO, dan TDS. Sedangkan parameternya menunjukkan tingkat akurasi dan presisi sedang, seperti; ORP dan EC. Hal ini menunjukkan bahwa metode kalibrasinya kurang baik. Dari sisi database juga telah dirancang real-time database dengan menggunakan fitur Google Firebase. Dimana cloud server ini selain menyimpan dataset pengukuran secara real-time, juga data mengenai pengguna aplikasi. Dari segi user interface, aplikasi berbasis Android yang dibuat juga mudah digunakan, informatif dan praktis. Dengan aplikasi ini, operator tambak dapat memantau kondisi tambak secara real-time dari jarak jauh. Secara fisik, bentuk perangkat yang kompak dan aman membuat perangkat ini cocok digunakan di lapangan dalam kondisi apapun
Penulis: Prisma Megantoro.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://www.beei.org/index.php/EEI/article/view/6900/3686 atau https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85195962998&origin=resultslist
[1] P. Megantoro, A. W. Anugrah, M. H. Abdillah, and B. Joko, “Smart measurement and monitoring system for aquaculture fisheries with IoT-based telemetry system,” vol. 13, no. 3, pp. 1555–1565, 2024, doi: 10.11591/eei.v13i3.6900.
