i

PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL KINCIR AIR

OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA

TAMBAK UDANG

(HARDWARE)

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh :

Addin Kurnia Habib

201310130311133

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL KINCIR AIR

OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA

TAMBAK UDANG

(HARDWARE)

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

ADDIN KURNIA HABIB

201310130311133

Tanggal Ujian : 28 Maret 2018

Tanggal Wisuda : 12 Mei 2018

Diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing I

Machmud Effendy, ST., M.Eng

NIDN. 0715067402

Pembimbing II

Ir. Nur Kasan, MT

NIDN. 0707106301

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL KINCIR AIR OTOMATIS BERBASIS

MIKROKONTROLLER PADA TAMBAK UDANG

(HARDWARE)

Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

(S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh:

ADDIN KURNIA HABIB

201310130311133

Tanggal Ujian : 28 Maret 2018

Tanggal Wisuda : 12 Mei 2018

Disetujui Oleh:

1. Machmud Effendy, ST., M.Eng

NIDN. 0715067402

(Pembimbing I)

2. Ir. Nur Kasan, MT

NIDN. 0707106301

(Pembimbing II)

3. Dr. Ir. Lailis Syafa’ah, MT

NIDN. 0721106301

(Penguji I)

4. Khusnul Hidayat, ST

NIDN.

(Penguji II)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT

NIDN. 0718036502

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : ADDIN KURNIA HABIB

Tempat/Tgl. Lahir : TRENGGALEK / 14 MARET 1995

NIM : 201310130311133

Fakultas/Jurusan : TEKNIK / TEKNIK ELEKTRO

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul

“PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL KINCIR AIR OTOMATIS

BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA TAMBAK UDANG : HARDWARE”

beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis

orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang

telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya

saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya

siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Malang,

Yang Membuat Pernyataan

ADDIN KURNIA HABIB

Mengetahui,

Pembimbing I

Machmud Effendy, ST., M.Eng

NIDN. 0715067402

Pembimbing II

Ir. Nur Kasan, MT

NIDN. 0707106301

v

ABSTRAK

Penerapan teknologi dalam akuakultur semakin marak digunakan, seperti

halnya pada kegiatan budidaya udang. Hal ini banyak diterapkan karena mampu

membantu meningkatkan nilai keefisiensian pada proses budidaya dan

peningkatan kualitas hasil produksi pada udang. Banyak parameter-parameter

yang dapat mempengaruhi pertumbuhan pada udang seperti kondisi oksigen

terlarut (DO), suhu, ph, salinitas, kekeruhan, amonia, dll. Dalam penelitian ini

akan dilakukan perancangan sebuah sistem kontrol otomatis kincir air dengan

mengambil parameter dari kondisi oksigen terlarut (DO) dan suhu. Dalam

penelitian ini juga ditambahkan sistem monitoring berbasis android untuk

memudahkan bagi pembudidaya udang untuk mengontrol kondisi perairan

tambak. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan didapatkan hasil nilai rata-rata

error oksigen terlarut (DO)pada hari pertama jam 06.00 1,156 mg/L, jam 12.00

sebesar 0,613 mg/L, jam 18.00 0,511 mg/L, jam 22.00 0,171 mg/L. Pada hari

kedua jam 06.00 sebesar 0,968 mg/L, jam 12.00 0,907 mg/L, jam 18.00 bernilai

0,108 mg/L, dan jam 22.00 0,218 mg/L. Untuk suhu pada hari pertama jam 06.00

mempunyai rata-rata nilai error 0,332°C, jam 12.00 0,256°C, jam 18.00 sebesar

0,319°C, dan jam 22.00 0,354. Pada pengujian hari kedua sensor suhu jam 06.00

0,324°C, jam 12.00 1,706°C, jam 18.00 0,174°C, dan jam 22.00 sebesar 0,978°C.

vi

ABSTRACT

Technology application are commonly used in aquaculture, such as shrimp

farming. Its widely applied because its capability to increase farming efficiencies

and production quality. There are several parameters that affects shrimp breeding

such as dissolved oxygen (DO), temperature, potential of hydrogen (ph), salinity,

turbidity, ammonia, etc. this study will design an automatic control for water

wheel with dissolved oxygen (DO) and temperature as parameters. Monitoring

system based on android will be added to facilitate shrimp farmer to control pond

water conditions. The result shows dissolved oxygen average error value on first

day at 06.00 1,156mg/L, at 12.00 0,613 mg/L, at 18.00 0,511 mg/L, at 22.00

0,171mg/L. on second day at 06.00 0,968 mg/L, at 12.00 0,907 mg/L, at 18.00

0,108 mg/L and at 22.00 0,218 mg/L. For the temperature on first day at 06.00 it

has average error value in 0,332°C, at 12.00 0,256°C, at 18.00 0,319°C, and at

22.00 0,354°C. On second day both temperature sensors at 06.00 has 0,324°C, at

12.00 1,706°C, at 18.00 0,174°C and at 22.00 0,978°C.

vii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Orang tua, Bapak Alm. Sun H. Rohmat, S. Pd. dan Hj. Heni Prabandari, dan

kakak, yang telah banyak memberikan dukungan, doa dan materi.

2. Ketua Jurusan Teknik Elektro Ibu Ir. Nur Alif M, MT dan Sekretaris

Jurusan Teknik Elektro Bapak Widianto, ST., MT beserta seluruh staffnya.

3. Bapak Machmud Effendy, ST., M. Eng dan bapak Ir. Nur Kasan, MT yang

telah meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan arahan yang

membangun dalam penyusunan skripsi ini.

4. Teman-teman Elektro C/2013 yang memberikan motivasi semangat

berjuang mencari ilmu di UMM.

5. Teman-teman seperjuangan kaum proletar di warung kopi Kayon Coffee,

Setunggal Coffee, Sangkil Coffee, dan Ngesis Coffee.

6. Dan yang terakhir, semuanya yang telah membantu penulis yang tidak bisa

disebutkan satu persatu.

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah atas segala nikmat, rahmat, taufik serta

hidayahnya-Nya. Sholawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada

Rasulullah. Atas kehendak dan karunia Allah sehingga penulis dapat

menyeleseikan tugas akhir yang berjudul:

“PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL KINCIR AIR OTOMATIS

BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA TAMBAK UDANG : HARDWARE”

Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar sarjana teknik di Universitas Muhamadiyah Malang. Selain itu penulis

berharap tugas akhir ini dapat memperluas pustaka dan pengetahuan untamanya

dalam bidang energi terbaharukan.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tgas akhir ini masih banyak

terdapat kekurangan. Oleh karena itu Penulis berharap saran yang membangun,

agar kedepannya menjadi lebih baik dan bermanfaat. Penulis mohon maaf apabila

terdapat kesalahan dalam penulisan baik yang sengaja maupun yang tidak

disengaja.

Malang,

Penulis

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iii

LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................. iv

ABSTRAK ......................................................................................................... v

LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................... vii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv

DAFTAR SINGKATAN ................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 3

1.3 Tujuan ........................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah ........................................................................... 4

1.5 Sistematika Penulisan .................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 5

2.1 Mikrokontroller Raspberry-pi ....................................................... 5

2.2 Motor DC ...................................................................................... 7

2.3 Driver Motor DC L298N .............................................................. 7

2.4 Sistem Aerasi ................................................................................ 8

x

2.4.1 Kincir Air ............................................................................. 9

2.5 Sensor Oksigen Terlarut ............................................................... 10

2.6 Sensor Suhu .................................................................................. 11

2.7 Sensor Kekeruhan Air ................................................................. 12

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT ............................. 13

3.1 Diagram Blok dan Prinsip Kerja Alat .......................................... 13

3.2 Perancangan Hardware ................................................................ 16

3.2.1 Sensor DO ............................................................................. 16

3.2.2 Sensor Suhu DS18B20.......................................................... 18

3.2.3 Sensor Kekeruhan SEN0189 ................................................ 19

3.2.4 Driver Motor DC L298N ...................................................... 20

3.2.5 Raspberry pi 3 Model B ........................................................ 22

3.3 Perancangan Mekanik................................................................... 23

3.4 Flowchart Pengembangan Kincir air Otomatis Pada Tambak Udang

..................................................................................................... 24

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN .................................. 25

4.1 Pengujian Sensor DO dan Kincir Air ........................................... 26

4.1.1 Diagram Blok/Rangkaian yang Diuji ................................. 26

4.1.2 Tujuan Pengujian ................................................................ 27

4.1.3 Bahan/Alat yang Diperlukan .............................................. 27

4.1.4 Langkah – Langkah Pengujian ........................................... 27

4.1.5 Hasil Pengujian ................................................................... 28

4.1.5.1 Data Hasil Pengujian Sensor DO Tanggal 08-03-2018

................................................................................................ 29

xi

4.1.5.2 Data Hasil Perhitungan Sensor DO Tanggal 09-03-2018

................................................................................................ 32

4.2 Pengujian Sensor Suhu dan Kincir Air ......................................... 36

4.2.1 Diagram Blok/Rangkaian yang Diuji ................................ 36

4.2.2 Tujuan Pengujian ............................................................... 37

4.2.3 Bahan/Alat yang Diperlukan ............................................. 37

4.2.4 Langkah – Langkah Pengujian .......................................... 37

4.2.5 Hasil Pengujian Suhu ........................................................ 38

4.2.5.1 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu Tanggal 08-03-2018

............................................................................................ 38

4.2.5.2 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu Tanggal 09-03-2018

............................................................................................ 42

4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem .................................................... 45

BAB V PENUTUP ......................................................................................... 48

5.1 Kesimpulan ................................................................................... 48

5.2 Saran ............................................................................................. 48

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 49

LAMPIRAN ....................................................................................................... 51

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Raspberry pi 3 Model B ....................................................... 5

Gambar 2.2 Blok Diagram Proses Konversi Energi Pada Motor DC ..... 7

Gambar 2.3 Driver Motor DC L298N ..................................................... 8

Gambar 2.4 Kincir Air ............................................................................ 9

Gambar 2.5 Sensor Oksigen Terlarut ..................................................... 10

Gambar 2.6 Sensor Suhu ........................................................................ 11

Gambar 2.7 Sensor Kekeruhan SEN0189 .............................................. 12

Gambar 3.1 Diagram Blok Peralatan yang Dirancang ........................... 17

Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem Otomatis Kincir Air ........................ 18

Gambar 3.3 Perancangan Sensor DO ke ArduinoUNO ........................... 20

Gambar 3.4 Modul Kit Sensor DO .......................................................... 21

Gambar 3.5 Perancangan Sensor Suhu DS18B20 ke ArduinoUNO ........ 22

Gambar 3.6 Perancangan Sensor Kekeruhan ke ArduinoUNO ............... 22

Gambar 3.7 Perancangan Rangkaian pin Driver Motor DC L298N ........ 23

Gambar 3.8 Perancangan Rangkaian Output dari Driver ke Motor DC 24

Gambar 3.9 Pin GPIO Raspberry pi 3 Model B ..................................... 25

Gambar 3.10 Perancangan Mekanik Alat Sistem Kontrol Kincir Air

Otomatis .............................................................................. 26

Gambar 3.11 Flowchart Diagraam Alir ................................................... 31

Gambar 4.1 Tampak dari Samping .......................................................... 25

Gambar 4.2 Tampak dari Atas ................................................................. 25

Gambar 4.3 Diagram Blok/Rangkaian yang Diuji ................................. 26

Gambar 4.4 Diagram Blok/Rangkaian yang Diuji ................................. 36

Gambar 4.5 Grafik DO Terhadap Kincir Air ......................................... 46

Gambar 4.6 Grafik Suhu Terhadap Kincir Air ....................................... 47

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Raspberry pi 3 Model B .................................... 6

Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Sensor DO jam 06.00 ....................... 29

Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Sensor DO jam 12.00 ....................... 29

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Sensor DO jam 18.00 ....................... 30

Tabel 4.4 Data Hasil Pengujian Sensor DO jam 22.00 ....................... 31

Tabel 4.5 Data Hasil Pengujian Sensor DO jam 06.00 ....................... 32

Tabel 4.6 Data Hasil Pengujian Sensor DO jam 12.00 ....................... 33

Tabel 4.7 Data Hasil Pengujian Sensor DO jam 18.00 ....................... 34

Tabel 4.8 Data Hasil Pengujian Sensor DO jam 22.00 ....................... 34

Tabel 4.9 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu jam 06.00 .................... 38

Tabel 4.10 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu jam 12.00 .................... 39

Tabel 4.11 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu jam 18.00 .................... 40

Tabel 4.12 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu jam 22.00 .................... 41

Tabel 4.13 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu jam 06.00 .................... 42

Tabel 4.14 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu jam 12.00 .................... 43

Tabel 4.15 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu jam 18.00 .................... 44

Tabel 4.16 Data Hasil Pengujian Sensor Suhu jam 22.00 .................... 44

xiv

DAFTAR SINGKATAN

A : Ampere

C : Celcius

DC : Direct Current

DO : Dissolved Oxygen

mg/L : miligram/Liter

mV : miliVolt

V : Volt

7

DAFTAR PUSTAKA

Bahri, Samsul dkk. 2015. Design and Simulation of Paddle Wheel Aerator with

Movable Blades. International Journal of Engineering Research &

Technology (IJERT) Vol. 4, No. 02

Baliao, D.D., dan Siri Tookwinas. 2002. Manajemen Budidaya Udang yang Baik

dan Ramah Lingkungan di Daerah Mangrove. Petunjuk Pelaksanaan

Penyuluhan Akuakultur No. 35. Hal. 9-10

Daisy A.N Janis, David Pang, J.O Wuwung. 2014. Rancang Bangun Robot

Pengantar Makanan Line Follower. Surabaya. Hal. 1-10

Edy Poerwanto, S.T.Rasmana, M.C.Wibowo. 2014. Pengontrol Kualitas Air

Tambak Menggunakan Metode Fuzzy Logic Untuk Budidaya Udang Windu.

Surabaya: Journal of Control and Network Sistems JCONES Vol.3, No.1:46-

53.

I.P.H Prabowo, S. Nugroho, D. Utomo. 2014. Penggunaan Raspberry Pi Sebagai

Web Server Pada Rumah Untuk Sistem Pengendali Jarak Jauh dan

Pemantauan Suhu. Salatiga: Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 13,

No.1:111-124

Khalifa, Hafidzuddin Quwwa, Indhana Sudiharto, Suhariningsih. 2013. Rancang

Bangun Kincir Air Otomatis untuk Sirkulasi Udara pada Tambak Udang.

Surabaya: Jurnal Elektro PENS Vol.2, No.2.

M. Faiz Fuady, Mustofa Niti Supardjo, dan Haeruddin. 2013. Pengaruh

Pengelolaan Kualitas Air Terahadap Tingkat Kelulushidupan dan Laju

Pertumbuhan Udan Vaname (Litopenaeus vannamei) di PT. Indokor Bangun

Desa, Yogyakarta. Semarang: Journal of Control and Network Sistems

JCONES Vol.2, No.4:155-162.

Makmur, Mat Fahrur, M.C. Undu. 2016. Pengaruh Tipe Kincir Terhadap

Produksi Tambak Udana Vaname (Litopenaeus Vannamei) Supersensitif.

Sulawesi Selatan: Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur. Hal. 277-

284

8

Pirzan, A. Marsambuana dan Utojo. 2013. Pengaruh Variabel Kualitas Air

Terhadap Produktivitas Udang Vaname (Litopenaeus Vannamei) di Kawasan

Pertambakan Kabupaten Gresik, Jawa Timur. Sulawesi Selatan: Balai

Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Payau.

Rozaq, I. A dan Noor Yulita D.S. 2017. Uji Karakterisi Sensor Suhu DS18B20

Waterproof Berbasis ArduinoUNO Sebagai Salah Satu Parameter Kualitas

Air. Kudus: Prosiding SNATIF.

Yusvarina, Mela dan Sumarna. 2016. Rancang Bangun Sisitem Kontrol Kadar

Oksigen di Dalam Air Pada Kolam Pembenihan Ikan Lele Mutiara di Unit

Kerja Budidaya Air Tawar (UKBAT) Wonocatur Cangkringan, Sleman,

Yogyakarta.