PENERAPAN WSN (WIRELESS SENSOR NETWORK) TERHADAP MONITORING DAN AUTOMATISASI SISTEM PENDINGIN DAN PEMANAS PADA BUDIDAYA KEPITING CANGKANG LUNAK Yahya Matori Program Studi Teknik Komputer STMIK Profesional Makassar
[email protected],
[email protected] Abstrak Penelitian ini dibuat sebuah protoype kandang indor untuk budidaya kepiting lunak, dimana pada kepiting lunak indoor telah dibagi kedalam kelompok-kelompok kandang tersendiri yang akan dialiri sebuah sirkulasi air untuk proses pendukung moulting, penelitian ini bersifat eksperimental dimana hasil yang diperoleh memungkinkan untuk implementasi terhadap budidaya kepiting lunak. Mikrokontroler digunakan untuk mengontrol sirkulasi air dengan sistem pendingn yang akan bertugas untuk mendapatkan suhu ideal terhadap kandang kepiting, model node-node dalam penerapan WSN digunakan untuk menghubungkan antara mikrokontroler sebagai pengirim data sensor suhu disetiap group kandang, hasil akhir dari proses ini adalah akan menjalankan sebuah sistem pendingin yang bertugas untuk mengendalikan keadaan suhu terhadap budidaya kepiting cangkang lunak. Kata Kunci : Pengontrolan, WSN, Mikrokontroler
untuk membudidayakan kepiting soka
A. PENDAHULUAN Kepiting
merupakan
salah
satu
makanan seafood yang paling banyak digemari
oleh
kalangan
diperlukan trik khusus dan keahlian dalam pembudidayaanya.
masyarakat.
Pembudiyaan yang difokuskan pada
Kepiting bercangkang lunak atau disebut
penelitian ini adalah pembudiyaan inddor
dengan kepiting soka adalah salah satu
dengan
jenis kepiting yang paing dicari. Baik
membudidayakan
didalam maupun di luar negeri kepiting
diperlukan pengamatan khusus seperti
soka masih menempati posisi harga yang
suhu,
termahal di kalangan pecinta kuliner
permasalahan yang berhubungan dengan
seafood untuk saat ini. Pembudidayaan
cuaca
kepiting soka sekarang ini semakin di
dikarenakan
kembangkan
indoor
indoor menurut yushinta fujaya dalam
maupun di luar indorr(tambak), namun
bukunya “budidaya kepiting cangkang
baik
di
dalam
tambak
pH,
yang
modern, kepiting
kadar
terkait untuk
garam.
dengan memulai
untuk inddorr
Untuk
suhu, tambak
9
lunak” dalam memulai bisnis budidaya
B. DASAR TEORI
kepitinglunak, diperlukan suhu sekitar 20-
WSN (Wireless Sensor Network)
25 derajat celcius.
WSN sudah banyak diaplikasikan pada
Suhu yang edeal sangt diperlukan
monitoring jarak jauh dan daerah yang
untuk membudidayakan kepting lunak
tersebar sangat luas. Seperti pada jurnal
indoor, Untuk itu diperlukan sebuah
Programming Wireless Sensor Network :
sistem yang dapat memonitoring keadaan
Fundamental Concepts and State of the
suhu dan memberikan secara otomatis
Art”[2006], Luca Mottola, Univ of Trento,
suhu air yang sesuai dengan kebutuhan.
Italy. Tentang fundamental atau dasar dari
Berdasarkan dengan alasan diatas maka
teknologi WSN dan aplikasinya untuk
perlunya dibangun sebuah sistem yang
pemantauan kondisi lingkungan dengan
berbasis mikrokontroler sehingga dapat
sensor yang tersebar cukup luas. WSN
mengendalikan
banyak
keadaan
suhu
pada
budidaya kepiting lunak tersebut.
diaplikasikan
pada
bidang
monitoring kesehatan seseorang, otomasi
Terdapat beberapa permasalahan
industri,
monitoring
lingkungan
yang akan dibahas dalam tulisan ini antara
konstruksi
lain :
pengembangan kedepan dari WSN adalah
a. Bagaimana
sistem
jembatan.
dan
Kemudian
dapat
transfer data getaran dari Piezoelectric
memonitoring keadaan suhu secara
Sensor dengan jarak yang cukup jauh dari
realtime
slave node ke master node[6]. Ada
b. Bagiamana
sistem
dapat
beberapa topologi jaringan yang umum
mengendalikan suhu keadaan air pada
digunakan dalam membangun sebuah
keadaan panas dan pada keadaan
sistem WSN, yaitu :
dingin
1. Topologi Star
c. Bagaimana bekerja
sistem sebagai
WSN media
dapat
Topologi
untuk
paling
ini
dasar
merupakan dimana
topologi
setiap
node
mengirimkan data suhu pada setiap
mempertahankan satu jalur komunikasi
grop kandang
langsung dengan gateway. Topologi ini
d. Bagaimana
sistem
dapat
memvisualkan keadaan suhu secara realtime
sederhana namun membatasi jarak keseluruhan yang dapat dicapai[6]. 2. Topologi Cluster/Tree Arsitektur
topologi
cluster
lebih
komplek dibandingkan dengan topologi 10
star.
Setiap
node
masih
organisme air yang dibudaidayakan bukan
mempertahankan satu jalur komunikasi
hanya dari jenis ikan saja tapi juga
untuk
organisme air lainya.
gateway.
Perbedaannya
menggunakan node-node lain dalam
Akuakulture
merupakan
suatu
mengirimkan data, namun masih dalam
proses pembiakan organisme perairan dari
satu jalur tersebut.
mulai proses produksi. Pengngna hasil
3. Topologi Mesh
sampai
pemasaran.akua
kulture
Topologi ini merupakan solusi dari
merupakan upaya produksi biota atau
topologi-topologi sebelumnya, dengan
organisme perairan melalui penerapan
menggunakan jalur komunikasi yang
teknik
lebih
lingkungan yang mirip habitat asli).
banyak
kehandalan
untuk
sistem.
meningkatkan Dalam
sebuah
domestikasi
Aquakulture
(membuat
merupakan
proses
perbaikan
organisme
jaringan mesh, node mempertahankan
pengaturan
jalur komunikasi untuk kembali ke
akuatik.
gateway,
Kepiting Cangkang Lunak
dan
Kepting adalah golongan krustase
Automatisasi Sistem
habitat
automatisasi
dapat
yang termasuk kedalam ordo decapoda,
didefinisikan sebagai suatu teknologi yang
subordo pleocyemata. Tubuh kepting
berkaitan
dilindungi
dengan
aplikasi
mekank.
oleh
cangkang
luar
Elektronik serta sistem yang berbasis
(eksoskeleton) yang tebal, dan memiliki
komputer. Semuany bergabung untuk
sepasang senjata berupa cakar tunggal.
menjadi satu untuk memberikan fungsi
Kepting dapt ditemukan diseluruh lautan
terhadap manipulator(mekanik) sehingga
dunia. Sekitar 850 spesies adalah kepiting
akan memiliki fungsi tertentu. Otomatisati
air
adalah teknik untuk membuat perangkat,
diseluruh wiayah tropis
proses
Sensor Suhu DS18B20 Water Proof
atau
sistem
berjalansecara
otomatis.
tawar,
Sensor
mereka
dapt
DS18B20
ditemukan
meruapakan
sensor digital yang memiliki 12 bit ADC
Budidaya Budidaya
adalah
usaha
internal.
Sangat
presisi,
sebab
jka
pemeliharaan dan pengembangbiakan ikan
tegangan perubahan suhu sensor tersebut
atu
Budidaya
dapat merasakan perubahan kecil sebesar
perikanan disebut juga sebagai budidaya
5/(212-1)=0.0012 volt pada rentang suhu -
perairan
10 sampai +85 derajat celcius. Sensor ini
orgnime
atau
air
lainnya.
akuakultur
megningat
11
bekerja +/-0.5 derajat. Sensor ini bekerja menggunakan
protokol
Sistem Pendingin
menggunakan
Chiller adalah mesin refrigerasi
protokol komunikasi 1-wire (one-wire)
yang
memiliki
fungsi
utama
Modul Wireless NRF24L01
mendinginkan air pada sisi evaporatornya.
Modul WiFi ESP8266 adalah SOC
Air dingin yang dihasilkan selanjutnya
mandiri terintegrasi dengan TCP / IP stack
didistribusikan ke mesin penukaran kalor.
protokol yang dapat memberikan akses ke
Penarikan panas atau kalor di mulai pada
mikrokontroler jaringan WiFi. ESP8266
evapuator.
mampu
Pemanas
baik
hosting
aplikasi
atau
pembongkaran semua fungsi jaringan Wi-
Heater adalah alat yang digunakan
Fi dari prosesor aplikasi lain. Setiap
untuk
modul ESP8266 datang diprogram dengan
menggunakan
perintah AT set firmware, maksudnya
pamanas.
hanya dapat menghubungkan hal ini ke
yangmemiliki tinggi yang dibangkitkan
perangkat
dari power modul. Frekuens ini akan
sekitar
Arduino sebanyak
dan
mendapatkan
kemampuan
memanaskan
air,
yang
energi
sebagai
sumber
Tegangan
bolak
balik
WiFi
memicu sebuah komponen elektronika
sebagai WiFi Perisai penawaran (dan itu
unutk menimbulkan fluks. Besar kecilnya
hanya keluar dari kotak) Modul ESP8266
fluks yang dibangkitkn bergantung pada
adalah board dengan biaya efektif yang
uas
sedang berkembang.
digunakan. Hal ini dikarenakan induction
Relay
heater memanfaatkan rugi-rugi yang terjai
Relay adalah saklar (switch) yang
bidang
kumparan
induksi
yang
pada kumparan penginduksi.
dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen electromechanical yang terdiri
C. PERANCANGAN DAN HASIL
dari
Perancangan Sistem
2
bagian
utma
yakni
:
elektromagnetik (coil) dan mekanikal
Jenis
penelitian
merupakan
(peragkat saklar). Relay menggunakan
eksperimental
prinsip
untuk
sehingga dari ruang leingkup msalah
menggerakkan saklar sehingga dengan
dapat dilakukan dengan metode studi
arus
pustaka,
elektromagnetik
listrik
yang
kecil
dapat
yang
ini
metode
bersifat
analais
pengumpulan
data
menghantarkan listrik yang bertegangan
berdasarkan daari sensor suhu tersebut
lebih tinggi.
dan
perancangan
sistem
seperti
perancangan hardware dan software. 12
letak sensor dan letak kandang dapat dilihatpada gambar dibawah ini. Gambar 3. Rancangan WSN dan kandang kepiting Cara Kerja Sistem
Gambar 1. Rancangan Sistem Perancangan untuk tiap kandang terhadap jaringan WSN dapaat diliht pada node-node
Gambar 4. Flowchart Cara Kerja Sistem Cara kerja dari sistem dimana ketika
dengan
wsn mengirimkan data ke sebuah node
menggunakan wifi yang ada pada tiap
gateway maka akan diterima oleh node
grop kandang
gateway dan akan di terjemahkan kedalam
skeema
berikut
dimana
tersebut
di
hubungkan
bentuk beberapa kondisi dimana ketika Gambar 2. Rancangan Jaringan WSN
kondisi suhu tidak mendapatkan suhu yang ideal atau suhu berada pada dibawah
Pada tiap group kandang akan mengirimkan informasi mengenai keadaan kepiting yang terkait dengan suhu apakah berada di bawah yang di targetkan atau berada di ataasnya sehingga ketika nodenode saling mengirimkan melalui jalur wifi module secara langsung akan diterma oleh node gateway yang akan meneruskan ke sebuah server sehingga akan nampak berupa visualisasi keadaan suhu setiap
suhu rata rata maka secara otomatis sistem pemanas akan di jalankan oleh arduino mikrokontroler atau sebaliknya jika suhu berada di atas rata-rata artinya panas maka secara
otomatis
mikrokontroler
akan
menjalankan sistem pendinginnya. Implementasi Sistem Setiap indoor
kandang
kepiting
pada
cangkang
kandang lunak
mempunyai sistem untuk mengirimkan
harinya secara realtime, adapun posisi dari 13
data suhu, dimana data suhu tersebut akan
N
secara otomatis Terkirim ke sebuah
o
Sam pel
database, namun secara otomatis sebelum
1
data sensor suhu terkirim akan terfilter
Jam 1
Waktu Pengamb ilan 6:30:00
Term o meter 22
2
Jam 2
8:10:10
20
20.00
melalui mikrokontroler, adapun besaran
3
Jam 3
10:15:15
22
22.00
dari sensor suhu akan secara otomatis
4
Jam 4
12:20:00
20
20.00
menjalankan sistem pendingin. Adapun
5
Jam 5
14:00:12
22
20.00
jaringan-jaringan yang saling terhubung
6
Jam 6
16:15:22
22
22.00
antara
masing-masing
7
Jam 7
18:00:20
20
20.00
mengirim ke sebuah gateway pada setiap
8
Jam 8
20:15:00
20
21.00
kandang
9
Jam 9
22:00:10
20
20.00
10 Jam10
00:00:00
20
22.00
11 Jam11
1:10:00
20
22.00
12 Jam12
3:00:10
20
21.00
node,
akan
Rata - Rata
Sensor Suhu 20.00
20.00
Gambar 5. Implementasi model Kandang dengan WSN Setiap pendingin akan terinstall
berkisar antara 20-22 derajat celcius di
pada penampungan pusat air yang saling
buktikan berdasarkan hasil pengukuran
terhubung melalui sistem sirkulasi air,
berdasarkan sampel data dan dilakukan
dimana pada penampungan akan secara
kalibrasi menggunakan termometer manal
otomatis mengirimkan dan menjalankan
sehingga didapatkan suhu yang ideal, suhu
refrigator
tidak berubah dikarenakan suhu yang
yang
bertugas
untuk
mendinginkan penampungan air tersebut.
Rata-rata suhu dalam pengiriman
berada pada kandang indoor tidak terkena langsung pemaparan terika matahari yang bisa mempengaruhi fluktuasi terhadap suhu. Proses pengiriman dan konektifitas wifi dengan menggunakan module ESP
Gambar pendingin Air
6.
Refrigator
sebagai
Pengukuran Suhu
14
suhu sangat penting untuk proses molting pada kepting cangkang lunak dibutuhkan suhu antara 20-22 derajat celcius, untuk itu sistem ini dibangun, agar suhu yang didaptkan optimal, adapun suhu yang dikalibrasi mendaptkan hasil hingga 76%, jadi
pengunaan
alat
ini
dapat
diimplementasikan secara langsung
DAFTAR PUSTAKA Proses
pengiriman
data
[1]
Tariq AL-Kadi, Ziyad AL-Tuwaijiri.
menggunakan modul ESP tdak mengalami
2013.
kendala apapun karena cenderung stabil
analyzer. Scientdirect.
dalam hal konektifitas, ini di buktikan
[2]
Jim
Arduino
Wi-Fi
Geiger.
2005.
dengan rata-rata delay terhadap wifi
Networks
module hanya berkisar di bawah -55 dbm,
Offset.Yogyakarta.
yang artinya tidak ada hambatan yang signifikan
yang
menyebabkan
[3]
proses
Totok
First
Budioko.
Monitoring
Step.
Andi
2016.
Sistem
Jarak
Jauh
Internet
Of
Thins
Berbasis
oleh node gateway. Dikarenakan sifat
menggunakan
kandang dan penerapan sinyal WSN wifi
Akakom. Yogyakarta [4]
Wireless
Suhu
pengiriman data itu tidak dapat diterima
didalam ruangan atau bersifat indoor.
network
MQT.
STMIK
Ratna Susana. 2015. Implementasi Wireless Sensor Network Protoype
D. KESIMPULAN
sebagai detector
Sistem pendingin yang dibangun secara
otomatis
dijalankan
Arduino
oleh
mikrokontroler untuk mendapatkan suhu
Uno.
menggunakan Jurnal
Elektro
Telekomnikasi. [5]
Fransisko Aristo. Perancangan dan
ideal yang dibutuhkan oleh kepiting
implementasi Sistem Kendali Lampu
cangkang lunak. Proses pengiriman data
dengan
pada setiap none yang terhubung pada
ESP8266 Wifi Module berbasis
mikrokontroler akan memberikan data
Android
Arduino
Uno
Melalui
masukan berupa keterangan suhu kepiting secara real time. Proses controler terhadap 15
[6]
Yushinta Fujaya. 2014. Budidaya
Makassar.
Kepiting cangkang Lunak. Media.
16
