PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL KINCIR AIR OTOMATIS …eprints.umm.ac.id/39025/1/PENDAHULUAN.pdfsetujui...
Transcript of PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL KINCIR AIR OTOMATIS …eprints.umm.ac.id/39025/1/PENDAHULUAN.pdfsetujui...
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.