Pendeteksi Umbalan pada Kolam Jaring Apung

ABSTRAK

Bertani ikan pada saat ini merupakan hal yang lazim dan berkembang di Indonesia. Hampir disetiap danau dan waduk yang kita jumpai dipenuhi oleh kolam jaring apung milik para petani ikan. Berkembangnya bisnis ini di Indonesia turut membantu perkembangan ekonomi dan perikanan Indonesia. Hampir sebagian ikan air tawar yang diperjualbelikan merupakan hasil pengolahan dan hasil tani ternak ikan para petani ikan. Umbalan atau arus balik (upwelling) adalah peristiwa berpindahnya massa air bagian permukaan ke lapisan bawah dan dari lapisan bawah ke permukaan. Peristiwa umbalan terjadi akibat perubahan suhu permukaan air. Seperti diketahui bahwa adanya perubahan suhu menyebabkan massa air dibawah akan bergerak naik ke atas. Pergerakan tersebut menyebabkan terjadinya proses perombakan atau dekomposisi bahan organik yang berlangsung secara anaerob dengan produk yang dihasilkannya berupa amoniak, sulfida, metan dan lain-lain dimana produk-produk tersebut dapat menjadi racun bagi ikan. Akibat dari umbalan adalah banyaknya ikan yang mati sehingga merugikan para petani ikan. Dari permasalahan tersebut, kami memiliki gagasan untuk merancang suatu alat pendeteksi adanya umbalan dengan berbasiskan teknologi dan internet yang mana komponen utamanya adalah ESP8266.

Kata kunci : Umbalan, ESP8266, Kolam Jaring Apung

A. JUDUL

”Pendeteksi Umbalan sebagai Solusi Kematian Ikan secara Massal pada Kolam Jaring Apung”

B. LATAR BELAKANG

Bertani ikan pada saat ini merupakan hal yang lazim dan berkembang di Indonesia. Hampir disetiap danau dan waduk yang kita jumpai dipenuhi oleh kolam jaring apung milik para petani ikan. Berkembangnya bisnis ini di Indonesia turut membantu perkembangan ekonomi dan perikanan Indonesia. Hampir sebagian ikan air tawar yang diperjualbelikan merupakan hasil pengolahan dan hasil tani ternak ikan para petani ikan. Perkembangan petani ikan tersebut bahkan dapat membantu perekonomian daerah dan dapat menyejahterakan masyarakat sekitar kolam jaring apung tersebut.

Dibalik perkembangan bertani ikan tersebut, terdapat permasalahan yang dapat menyebabkan kerugian secara ”fantastis”. Permasalahan tersebut adalah umbalan atau arus balik dan pencurian ikan. Berdasarkan website tempo.co pada tahun 2014, di Danau Mnaninjau, Kabupaten Agam, Sumatera Barat, 400 ton ikan mati secara bersamaan. Hal tersebut menyebabkan kerugian mencapai 5 milyar rupiah. Bahkan baru-baru ini tanggal 30 November 2015 di Pantai Ancol Jakarta Utara, puluhan ribu ekor ikan mati. Menurut Prof. Dr. Sulistiono, penyebab kuat ikan tersebut mati adalah umbalan / upwelling. Selain umbalan, permasalahan yang dapat mengakibatkan kerugian finansial secara ”fantastis” adalah pencurian ikan. Berdasarkan keterangan petani ikan yang pernah kami temui, pencurian ikan dilakukan pada malam hari ketika para petani ikan sedang beristirahat. Berdasarkan keterangan tersebut, kerugian yang dialami bisa mencapai puluhan juta rupiah. Oleh karena itu, kami menciptakan sebuah perangkat berbasis internet dan sensor-sensor yang dapat memantau gejala-gejala sebelum terjadinya umbalan dan mengamankan kolam jaring apung dari para pencuri ikan.

C. RUMUSAN MASALAH

1. Umbalan merupakan fenomena alam yang tidak dapat dihindari

2. Kerugian para petani ikan akibat adanya umbalan

3. Belum adanya teknologi ataupun alat yang dapat menyelesaikan permasalahan umbalan

4. Sulitnya para petani ikan untuk memantau kondisi kolam secara langsung dan akurat

5. Pencurian ikan di tambak sering kali terjadi

D. TUJUAN

1. Merancang dan membuat alat yang mampu mendeteksi tanda-tanda terjadinya umbalan

2. Dengan dibuatnya alat yang dapat mendeteksi tanda-tanda terjadinya umbalan, kerugian akibat umbalan dapat diminimalisir

3. Para petani ikan dapat memantau kondisi kolamnya secara akurat , online, real-time dan dimana saja

4. Membuat alat yang dapat mendeteksi keberadaan orang di sekitar tambak

E. METODE PENELITIAN

Dalam proses perancangan alat ini, digunakan beberapa tahap metode penelitian sebagai berikut:

1. Metode Pegumpulan Data

Dalam penelitian, metode pengumpulan data berkaitan dengan bagaimana cara mengumpulkan data berupa teori serta alat yang diperlukan untuk membuat perangkat ini.

• Metode Kepustakaan : Metode pengumpulan data dengan cara membaca, mempelajari sumber-sumber pengetahuan yang berupa buku-buku, artikel-artikel, dan bahan-bahan referensi lainnya yang berkaitan dengan topik penelitian.
• Metode Internet : Pemanfaatan jaringan internet untuk bertukar informasi, ide, dan pengalaman, serta tanya jawab sehubungan dengan permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini.

2.Metode Analisis

• Analisis Kebutuhan Sistem : Analisis kebutuhan sistem menjelaskan apa saja yang dibutuhkan dalam proses pengembangan alat dan sistem.

• Analisis Biaya dan Manfaat : Analisis terhadap biaya dalam pembuatan alat dan sistem serta manfaat yang diperoleh.

3. Metode Perancangan

• Perancangan Perangkat Keras : Perancangan rangkaian yang akan dibangun.

• Perancangan Perangkat Lunak : Perancangan program alat.

• Perancangan Interface Website : Perancangan interface website untuk mengakses data yang diberikan dari alat.

F. TIME FRAME

G. TEORI DASAR

1. Umbalan

Umbalan atau arus balik (upwelling) adalah peristiwa berpindahnya massa air bagian permukaan ke lapisan bawah dan dari lapisan bawah ke permukaan. Umumnya, umbalan terjadi karena proses pendinginan arus air dan angin.Pada perairan dalam, seperti laut, umbalan berdampak positif karena secara tidak langsung dapat menyuburkan perairan. Namun, pada perairan dangkal, seperti waduk dan danau, ataupun kolam buatan seperti tambak, umbalan dapat berdampak negatif karena oksigen dan pH air menjadi rendah, sedangkan amonia dan kandungan bahan terlarut menjadi tinggi.

Peristiwa umbalan terjadi akibat perubahan suhu permukaan air. Seperti diketahui bahwa adanya perubahan suhu menyebabkan massa air dibawah akan bergerak naik ke atas. Pergerakan tersebut menyebabkan terjadinya proses perombakan atau dekomposisi bahan organik berlangsung secara anaerob dengan produk yang dihasilkannya berupa amoniak, sulfida, metan dan lain-lain dimana produk-produk tersebut dapat menjadi racun bagi ikan. Ketiadaan oksigen menyebabkan banyak ikan yang mati sehingga petani menderita kerugian yang cukup besar. Penanggulangan umbalan dapat dilakukan secara mekanik yaitu dengan menambah oksigen menggunakan aerator.

2. Arduino Uno R3

Arduino Uno adalah mikrokontroller yang didasarkan pada Atmega328. Arduino Uno dibekali 14 digital pin input/output (6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Dibekali dengan semua hal yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroller. Cukup dengan menghubungkannya ke komputer melalui kabel USB atau power adaptor AC-DC atau baterai untuk memulai.

3. ESP8266

ESP8266 adalah chip terintegrasi yang dirancang untuk kebutuhan terhubungnya dunia. Ia menawarkan solusi jaringan Wi-Fi yang lengkap dan mandiri, yang memungkinkan untuk menjadi host atau mentrasfer semua fungsi jaringan Wi-Fi dari prosesor aplikasi lain. ESP8266 memiliki kemampuan pengolahan dan penyimpanan on-board yang kuat, yang memungkinkannya untuk diintegrasikan dengan sesor dan aplikasi perangkat khusus lain melalui GPIOs dengan pengembangan yang mudah serta waktu loading yang minimal. Tingkat integrasinya yang tinggi memungkinkan untuk meminimalkan kebutuhan sirkuit eksternal, termasuk modul front-end, dirancang untuk mengisi daerah PCB yang minimal.

4. Bluetooth HC-05

Bluetooth HC-05 merupakan modul komunikasi nirkabel pada frekuensi 2.4GHz dengan pilihan koneksi bisa sebagai slave, ataupun sebagai master. Sangat mudah digunakan dengan mikrokontroller untuk membuat aplikasi wireless. Interface yang digunakan adalah serial RXD, TXD, VCC dan GND. Built in LED sebagai indikator koneksi bluetooh. Tegangan yang digunakan adalah 3.6 – 6 V. Jarak efektif jangkauan sebesar 10 meter, meskipun dapat mencapai lebih dari 10 meter, namun kualitas koneksi makin berkurang.

5. Sensor PIR

Sensor PIR adalah sensor yang dapat digunakan untuk aplikasi bergerak, sensor ini biasanya digunakan untuk pintu otomatis di pusat perbelanjaan. Waktu yang dibutuhkan sensor ini untuk mendeteksi sesuatu hanya membutuhkan 1 – 2 menit saja. Jarak deteksi sensor ini bisa mencapai 7 meter dan memiliki sudut deteksi 110 derajat.

6. Sensor DHT11

Sesnor DHT11 adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelembaman udara di sekitarnya. Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik serta fitur kalibrasi yang sangat akurat. Koefisien kalibrasi disimpan dalam OTP program memory, sehingga ketika internal sensor mendeteksi sesuatu, maka module ini menyertakan koefisien tersebut dalam kalkulasinya. Mampu mentransmisi sinyal hingga 20 meter.

7. PH Meter

Digunakan untuk mengukur kadar pH sebuah larutan. Sensor ini terdiri dari LED, sebagai power indikator, konektor BNC, dan interface sensor pH 2.0. Cara penggunaannya sensor dihubungkan dengan Arduino menggunakan kabel analog ke IO Expansion Shield atau jumper.

8. Sensor Suhu DS181B20 Waterproof

Sensor Suhu DS181B20 digunakan untuk mengukur suhu pada tempat yang sulit atau basah. Output data produk ini merupakan data digital sehingga bisa tahan terhadap degradasi data ketika digunakan untuk jarak yang jauh. Sensor suhu DS18B20 menyediakan 9 hingga 12 bit data, memiliki serial nomor yang unik sehingga bisa dipasang dalam 1 bus.

9. Arduino IDE

Arduino Software (IDE) bersifat open-source, berfungsi untuk memudahkan dalam menulis kode dan meng-upload-nya ke papan mikrokontroller. Berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux. Di tulis menggunakan bahasa pemrograman C dan bahasa pemrograman Processing serta perangkat open-source lainnya.

10. CodeIgniter

CodeIgniter adalah sebuah framework untuk web yang dibuat dalam bahasa PHP. Format yang dibuat ini selajutnya dapat digunakan untuk membuat sistem aplikasi web yang kompleks. CodeIgniter dapat mempercepat proses pembuatan web, karena semua class dan modul yang dibutuhkan sudah ada dan programmer hanya tinggal menggunakannya kembali pada aplikasi web yang akan dibuat.