25-23-1-pb

7/24/2019 25-23-1-PB

1/7

107

Teknologi

Indonesia

LIPI Press 2010

PENDAHULUAN

Kondisi geografis Indonesia yang merupakan

negara kepulauan telah membuat udang sebagai

primadona ekspor komoditas perikanan, dengan

volume dan nilai ekspor terbesar dibandingkan

dengan komoditas perikanan lainnya. Oleh

karena itu, budi daya udang menjadi aktivitas

usaha yang sangat diminati dan menarik perha-

tian masyarakat karena tingginya potensi devisa

yang dihasilkan. Untuk meningkatkan produksi

udang secara maksimal, usaha budi daya udang

memerlukan manajemen kualitas air yang bagus,

yang mencakup pengondisian semua parameter

kualitas air tambak agar nilai optimum bagi

pertumbuhan udang dapat tercapai. Di antara

semua parameter kualitas air tambak udang,

oksigen terlarut (DO) dan derajat keasaman (pH)

memegang peranan yang paling penting.

Sampai saat ini, cara yang digunakan petambak

untuk menjaga kadar DO dalam air adalah dengan

menyalakan kincir-kincir yang tersebar di dalam

PEMBUATAN SISTEM MONITORING KUALITAS AIR

SECARAREAL TIMEDAN APLIKASINYA DALAM

PENGELOLAAN TAMBAK UDANG

Goib Wiranto, I Dewa Putu Hermida

Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi-LIPI

Jln. Sangkuriang, Bandung 40135, Indonesia

Ph. +62 22 250 4661, Fax. +62 22 250 4659

Email: [email protected]

ABSTRAK

Dalam tulisan ini akan dibahas rancang bangun sebuah sistem monitoring kualitas air yang dapat memberikan

informasi secara real timetentang parameter kualitas air yang sedang diukur. Sistem yang dibuat memiliki komponenutama, yaitu sebuah data loggeryang memiliki fitursmsgatewayberbasis jaringan GSM, dan dua komponen sen-

sor yang digunakan untuk mengukur parameter DO dan pH. Selain menampilkan hasil pengukuran secara onsite,

sistem ini juga mampu memberikan informasi melalui HP bila nilai ambang DO atau pH terlampaui. Sebaliknya,

nilai DO dan pH hasil pengukuran bisa juga diketahui setiap saat melaluismsdari HP ke sistem. Sistem ini telah

diaplikasikan untuk memantau kualitas air tambak udang di daerah Banyuwangi, Jawa Timur. Selain memberikan

informasi secara real time, sistem juga dapat secara otomatis menggerakkan kincir-kincir air di tambak bila nilai DO

turun di bawah ambang batas. Dengan begitu, kebutuhan oksigen untuk budi daya udang dapat selalu terjaga.

Kata kunci:Real time monitoring, Sms gateway, Sensor DO, Sensor pH, Data logger

ABSTRACT

In this paper it will be described the design and construction of a water quality monitoring system that can

provide real time information about water quality parameters being measured. The main components of the system

include a data logger with GSM based sms gateway, and two sensors for measuring DO and pH parameters. In

addition to providing onsite measurement results, the system is also capable of giving the information through a

mobile phone in case the DO or pH threshold value has been reached. On the contrary, the measured DO and pH

values can also be known anytime via sms from mobile phone to the system. This system has been applied in the

monitoring of water quality of shrimp ponds in Banyuwangi, East Java. Apart from providing realtime information,

this system can also automatically turn on the turbines in the ponds if the DO value falls under the threshold. As

such, the required oxygen supply needed by the shrimp can always be maintained.

Keywords:Real time monitoring, Sms gateway, DO sensor, pH Sensor, Data logger

Teknologi Indonesia 33 (2) 2010: 107113

Off print request to: Goib Wiranto, I Dewa Putu Hermida

7/24/2019 25-23-1-PB

2/7

108

Jurnal Teknologi Indonesia 33 (2) 2010

tambak dan dijalankan secara terus-menerus,

terutama bila sudah mendekati masa-masa

panen. Cara seperti ini jelas sangat tidak efisien

sebab energi listrik yang dibutuhkan menjadi

sangat besar. Sementara itu, penentuan nilai pH

biasanya dilakukan dengan cara pengukuran

secara manual dan berkala oleh operator meng-

gunakan pH meter, yang tentunya sangat rawan

terhadap terjadinya misinformasi dengan pemilik

tambak.

Untuk mengatasi kedua persoalan di atas, peng-

gunaan sistem sensor dan telemetri merupakan

sebuah pilihan yang menarik. Sebagaimana telah

banyak diterapkan dalam berbagai aplikasi(1-4),

sistem sensor dan telemetri memungkinkan

informasi yang diperoleh sensor dari lokasi

yang jauh (remote), diketahui secara langsung

(real time), dan kontinu dari lokasi yang lain.

Ditambah dengan kemampuan data loggerdalam

menyimpan data untuk kurun waktu yang lama

maka informasi kualitas air yang dikumpulkan

dapat digunakan sebagai bahan studi pengem-

bangan teknik budi daya udang di masa-masa

yang akan datang.

Dalam tulisan ini akan ditampilkan hasil

rancang bangun dan implementasi sistem

monitoring onlinedan otomatisasi pengelolaan

tambak udang menggunakan sensor pH dan DO,

dan sms gateway. Lokasi implementasi sistem

telah dipilih di Kabupaten Banyuwangi Jawa

Timur, yang merupakan salah satu daerah sentra

penghasil udang jenis vanamedi Indonesia.

BAHANDANMETODE

Perancangan sistem monitoring dan otoma-

tisasi yang dilakukan untuk aplikasi ini telah

memerhatikan aspek-aspek penting di lokasi

tambak udang, seperti luas dan kondisi petak

tambak, jumlah kincir air, ketersediaan jaringan

komunikasi serta keamanan. Selain itu, telah

diperhatikan juga ketersediaan operator di

lapangan yang memiliki pengetahuan minimal

yang dibutuhkan untuk mengoperasikan dan

melakukan troble shooting sistem ini. Secarakeseluruhan blok diagram sistem yang dibangun

dapat dilihat dalam Gambar 1.

Komponen utama dari sistem ini adalah

sebuah data logger(merk Smartdatalog), yang

menerima input data analog dari sensor melalui

transmitter. Penggunaan transmitterpH dan DO

(merk Lutron TR-PHT1A4 dan TR-DOT1A4)

ditujukan untuk mencegah terjadinya signal

losseskarena jarak titik sampling dengan panel

yang cukup jauh (lebih dari 200 m). Manajemen

data kedua parameter di dalam data logger

Mobi le Phone

( HP )

M odem G S M G S M P R O V I D E R

Autom

aticdata

transm

ission

O

n

requestda

ta

transm

ission

Data logger dengan onsite

d isp lay dan sms gateway

DO Transmi t ter

pH Transmi t ter

DO s ens o r

pH s ens o r

P L C P a n e l

Kincir air

A ut om at ic s w it c hi ng

Gambar 1. Blok diagram sistem online monitoring dan otomatisasi pengelolaan tambak udang berbasis

sms gateway, terdiri atas kompenen sensor, transmitter, data logger, PLC, dan modem GSM.

7/24/2019 25-23-1-PB

3/7

109

Goib Wiranto, I Dewa Putu Hermida: Pembuatan Sistem Monitoring Kualitas ...

dikendalikan oleh sebuah mikrokontroller, yang

mengatur penyimpanan, komparasi, dan transmisi

data. Untuk parameter DO, nilai pengukuran

akan dibandingkan dengan batas bawah (lower

treshold) dan batas atas (upper treshold). Dalam

hal ini, lowerdan uppertresholdmasing-masing

adalah 4 mg/l dan 7 mg/l. Sesuai dengan SNI

untuk budi daya udang vaname, persyaratan DO

minimal dalam air tambak adalah 3.5 mg/l, jadi

sistem ini akan menjamin kandungan DO di atas

persyaratan SNI. Apabila nilai DO kurang dari 4

mg/l maka data loggerakan mengaktifkan PLC

dan menggerakan secara serentak kincir-kincir di

dalam tambak. Dengan bekerjanya kincir maka

kandungan oksigen dalam air tambak akan me-

ningkat, dan apabila telah mencapai nilai 7 mg/l

seperti terukur oleh sensor, maka PLC secara

otomatis akan menghentikan aktivitas kincir.

Dalam Gambar 2 ditunjukkan panel utama sistem

ini yang berisi data logger, modem GSM, dan

baterai kering 12 V sebagai backupapabila terjadi

pemadaman jaringan listrik PLN, sedangkan

komponen PLC dapat dilihat dalam Gambar 3.

Gambar 2.Tata letak data logger, modem GSM, dan backup batterydalampanel utama

Smartdatalog

Modem GSM

Backup batteray

Display

7/24/2019 25-23-1-PB

4/7

110


Gambar 3. Panel PLC dengan 4 switch pengendali kincir

Untuk parameter pH, nilai dari lower treshold

dan upper tresholdadalah 7.5 dan 8.5 (seperti

persyaratan SNI). Penentuan nilai tresholduntuk

kedua parameter tersebut telah didasarkan pada

kebutuhan rata-rata untuk budi daya udang jenis

vaname di daerah setempat. Dalam hal hasil

pengukuran sensor mencapai nilai treshold, baik

pH maupun DO, data logger dapat mengirimkan

informasi tersebut melalui modem GSM ke

beberapa nomor mobile phone(HP) yang telah

ditentukan sebelumnya, dengan salah satunya

adalah nomor pemilik tambak udang.

Untuk operator di lokasi tambak, informasi

tentang nilai parameter pH dan DO dapat dibaca

setiap saat melalui displaypada Smartdatalog.

Sementara itu, bagi pemilik tambak, nilai kedua

parameter tersebut bisa diketahui setiap saat me-

lalui sms ke nomor 087822090xxx (untuk tambak

di desa Wongsorejo, dengan format sms CH012

untuk DO, CH456 untuk pH), yang tentunya

sangat berguna dalam melakukan pengawasan

terhadap kinerja pegawainya.

Sensor sebagai komponen yang berhubungan

langsung dengan air tambak memerlukan beberapa

pertimbangan dalam instalasinya. Pertimbangan

utama adalah kondisi air tambak yang salinitas-

nya tinggi (1520%) sehingga tidak semua jenis

sensor sesuai untuk kondisi air seperti ini. Maka,

telah dipilih jenis sensor pH (merk Lutron model

PE-21) dan DO (merk Lutron model DO 5510)

yang tahan terhadap air dengan salinitas tinggi.

Teknik yang digunakan untuk instalasi adalah in

situ, di mana sensor dan transmitter diletakkan

dalam sebuah bucket yang dilengkapi dengan

7/24/2019 25-23-1-PB

5/7

111


sistem pelampung dan diletakkan di tengah-

tengah petak tambak, seperti ditunjukkan dalam

Gambar 4. Dengan cara ini, komponen sensor

dan transmitter dapat terlindungi, dan sekaligus

titik sampling bisa dipindahkan sesuai kebutuhan

dengan lebih mudah.

HASILDANPEMBAHASAN

Sebetulnya, hasil utama dari kegiatan ini

adalah kemampuan sistem dalam menjalankan

kincir secara otomatis pada saat nilai DO turun

di bawah 4 mg/l, dan menjaganya hingga nilai

DO mencapai 7 mg/l. Dalam jangka panjang,

hal ini berarti terjadi efisiensi penggunaan daya

pH Transmitter

DO Transmitter

DO Sensor

pH Sensor

Bucket sensor

dan transmitter

Pelampung

(a) (b)

Gambar 4. (a) Instalasi sensor dan transmitter menggunakan bucketdan pelampung agar bisa diletak-

kan di tengah petak tambak, (b) Tata letak tansmitter pH, DO, dan sensor di dalam bucket

listrik sehingga dapat mengurangi beban biaya

operasional tambak tiap bulannya. Selain itu,

informasi yang secara otomatis terkirim ke nomor

HP pemilik tambak bila nilai pH atau DO turun di

bawah lowertreshold, ternyata sangat bermanfaat

bagi pemilik dalam mengawasi kinerja pagawai

tambak.

Sementara itu, untuk keperluan analisis, data

yang tersimpan dalam data logger dapat diunduh

ke Laptop menggunakan koneksi RS 232. Data

yang berupa textfilekemudian dapat ditampilkan

secara grafikal menggunakan perangkat lunak

Excel. Dalam Gambar 5 dapat dilihat contoh

hasil tampilan parameter DO dan pH di lokasi

Tamb ak W ongsorejo II I, 25-28 Juni 2010

0

2

4

6

8

10

12

1 4 7 1 0 1 3 1 6 1 9 2 2 2 5 2 8 3 1 34 3 7 4 0 4 3 4 6 4 9 5 2 5 5 5 8 6 1 6 4 6 7 7 0 73 7 6 7 9

Waktu/Jam

Nilai DO (mg/ltr)

pH

Gambar 5.Nilai parameter DO dan pH di tambak udang desa Wongsorejo Banyuwangi

dengan interval sampling 30 menit

7/24/2019 25-23-1-PB

6/7

112


tambak udang desa Wongsorejo Banyuwangi,

pada tanggal 2528 Juni 2010, dengan periode

sampling tiap 30 menit. Dalam grafik ini dapat

diketahui bahwa untuk periode tersebut, nilai

DO berfluktuasi antara 7 dan 9 mg/l. Tingginya

nilai DO tersebut disebabkan karena kincir yang

dijalankan terus-menerus sehingga meningkatkan

kandungan oksigen yang terserap dalam air.

Kondisi seperti ini memang sering terjadi,

terutama pada saat usia udang mendekati masa

panen. Sementara untuk parameter pH, nilainya

berfluktuasi antara 6 dan 8.

Untuk sistem yang dipasang di lokasi berbeda,

hasil analisis data pada tanggal 2526 Juni 2010

(seperti ditunjukkan dalam Gambar 6) menunjuk-

kan karakter yang sedikit berbeda, di mana nilai

DO berfluktuasi antara 6 dan 8.5 mg/l, sedangkan

pH antara 7.5 dan 8.5.

KESIMPULAN

Dalam tulisan ini telah dibahas rancang

bangun sistem online monitoring kualitas air

tambak udang yang dapat memberikan informasi

secara real timetentang parameter DO dan pH.

Sistem yang dibuat memiliki komponen utama

berupa sebuah data loggerdengansmsgateway

berbasis jaringan GSM. Dengan sistem ini, pemi-

lik tambak selalu mendapatkan informasi melalui

sms bila nilai ambang DO atau pH terlampaui.

Sebaliknya, nilai DO dan pH hasil pengukuran

bisa juga diketahui setiap saat melalui sms ke

sistem. Sistem ini telah diaplikasikan untuk

memantau kualitas air beberapa tambak udang

di daerah Banyuwangi, Jawa Timur. Selain

memberikan informasi secara real time, sistem

juga dapat secara otomatis menggerakkan kincir-

kincir air di tambak bila nilai DO turun di bawah

ambang batas. Dengan begitu, efisiensi peng-

gunaan daya listrik dapat dilakukan sekaligus

kebutuhan oksigen untuk budi daya udang dapat

selalu terjaga.

UCAPANTERIMAKASIH

Kegiatan ini telah didanai oleh program

Iptekda LIPI Tahun 2010 dalam rangka mening-

katkan hasil usaha petambak udang di Banyu-

wangi dan Situbondo Jawa Timur melalui

teknologi otomatisasi dan onlinemonitoring.

DAFTARPUSTAKA

[1] Wiranto, G., Imam Mashari, I. Dewa Putu Her-

mida, Beni A. Karim. (2006). Rancang Bangun

Stasiun Bergerak untuk Pemantauan Kualitas

Air Sungai.Jurnal Purifikasi, Vol. 7, No. 1, pp.2530.

Tam bak U D. Sed ulur II I, 25-26 Jun i 2010

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

9

:30:

00

11:30:

00

13:30:

00

15:30:

00

17:30:

00

19:30:

00

21:30:

00

23:30:

00

1

:30:

00

3

:30:

00

5

:30:

00

7

:30:

00

9

:30:

00

11:30:

00

13:30:

00

W a k t u / J a m

Nilai DO (mg/ l t r)

pH

Gambar 6.Nilai parameter DO dan pH di tambak udang UD Sedulur Banyuwangi dengan

interval sampling 30 menit, tanggal 2526 Juni 2010

7/24/2019 25-23-1-PB

7/7

113


[2] Harmoko, A.S. dan Imawan, C. (2005). A Distri-

buted Instrumentation for Air Quality Monitor-

ing Systems.Prosiding Seminar Nasional MIPA,

Universitas Indonesia, pp. J2D09.

[3] Chung, W. Y and Oh, S. J. (2006). Remote

Monitoring System with Wireless Sensors

Module for Room Environment. Sensors and

Actuators B, Vol. 113, pp. 64 70.

[4] Tsujita, et al.(2005). Gas Sensor Network for

Air-Pollution Monitoring. Sensors and Actua-

tors B, Vol. 110, pp. 304 311.

25-23-1-pb

Documents