BAB II DASAR TEORI - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/14081/2/T1_612010052_BAB II...Sensor dan pH Sensor SEN0161. 2.1. Tinjauan Pustaka ... adalah jenis ikan

6

BAB II

DASAR TEORI

Pada bab ini dijelaskan teori-teori penunjang yang diperlukan dalam merancang dan

merealisasikan skripsi ini. Bab ini dimulai pengenalan singkat dari komponen elektronik yang

dipakai pada skripsi meliputi Arduino Mega2560, ESP8266, RTC, Relay, DS18B20, Water Level

Sensor dan pH Sensor SEN0161.

2.1. Tinjauan Pustaka

Pada subbab ini akan dijelaskan penelitian yang berkaitan dengan alat yang dibuat oleh

penulis. Ikan Symphysodon Discus ditemukan pada tahun 1840 oleh Dr. Johann Jacob Heckel di

sungai amazon di amerika selatan dengan persebaran antara lain dari sungai Rio Negro dan Rio

Tombretas di bagian utara amazon, serta Rio Abacaxis di bagian selatan amazon. Ikan ini

mendiami bagian pinggiran sungai dengan aliran yang tenang dan memiliki vegetatif lebat

dimana mereka bersembunyi diantara akar dan batang kayu. Ikan ini memangsa larva serangga,

serangga dan planktonic invertebrate. Ikan Discus menjadi salah satu ikan hias favorit

dikarenakan bentuknya yang unik membulat seperti Disc dan dapat tumbuh hingga 20 cm serta

keberagaman warnanya yang indah. Ikan ini disebut-sebut sebagai raja dari ikan hias karena

keindahan dan keberagaman warna dari ikan tersebut. Akan tetapi, ikan ini juga disebut sebagai

ikan hias yang sulit untuk dipelihara didalam akuarium, antara lain karena tingkat sensitifitas

yang tinggi akan perubahan parameter air seperti nilai pH, suhu dan juga tingkat adaptasi yang

rendah, membuat ikan Discus ini mudah terserang penyakit dan mati. Berikut adalah klasifikasi

ilmiah dari ikan symphysodon discus:

Di kalangan penghobi ikan hias, ikan Discus ini dianggap sebagai ikan yang cukup menyita

waktu karena tingkat kesulitan dalam pemeliharaannya. Kesulitan yang dialami antara lain harus

mengontrol nilai pH didalam akuarium, suhu, dan juga parameter air yang harus diamati secara

berkala. Sering dialami kematian mendadak pada ikan Discus ini pada saat dipelihara di akuarium

yang disebabkan oleh perubahan parameter air didalam akuarium yang tidak diketahui.

Sebagai ikan hias, symphysodon discus merupakan ikan yang sangat sulit dan memiliki

kebutuhan khusus yang sulit dalam pemeliharaan dan hanya diperuntukkan bagi penghobi

berpengalaman. Salah satu aspek tersulit dari memelihara ikan discus adalah pengadaptasian atau

penyesuaian di akuarium baru. Dikarenakan discus termasuk dalam golongan karnivora, discus

7

akan memakan segala jenis makanan hidup dan harus diberi variasi makanan. Untuk ikan discus

hasil budidaya, biasanya akan menerima makanan buatan eperti pellet.

Ikan discus adalah jenis ikan yang sensitif terhadap perubahan kondisi air dan membutuhkan

penggantian air yang cukup banyak dengan minimal penggantian air 25% dari total air didalam

akuarium setiap minggu.dikarenakan ikan discus sangat sensitif terhadap perubahan parameter

air secara mendadak, pada saat penggantian air harus dipastikan bahwa air baru berada dalam

suhu dan kondisi yang sama seperti didalam akuarium. Pembersihan kaca dan penggantian air

harus dilakukan dengan hati-hati dan tidak berlebihan atau menyebabkan stress mendadak karena

dapat menyebabkan ikan discus stress dan ikan discus merupakan jenis ikan yang mudah terkena

penyakit apabila ikan tersebut stress.

Ikan symphysodon discus membutuhkan akuarium dengan ukuran minimal 50 galon untuk

pemeliharaan satu ekor ikan discus, dan harus lebih besar apabila memelihara lebih dari satu ekor

ikan. Hal ini dikarenakan bentuk dari ikan tersebut yang tumbuh melebar seperti disc. Akuarium

dengan tinggi minimal 40 cm merupakan tinggi minimal yang disarankan. Ikan discus

membutuhkan aliran air yang baik serta sistem filtrasi air yang kuat dan efisien. Akuarium

dengan suhu hangat dan air dengan kandungan mineral yang rendah disarankan karena ikan

discus merupakan jenis ikan yang rentan sakit pada suhu rendah.

Ikan discus memiliki sifat pemalu dan akan mudah stress apabila tempat pemeliharaannya

ramai, terdapat banyak bayangan bergerak, serta getaran yang tiba-tiba. Sangat disarankan untuk

memelihara ikan discus di tempat tenang, pencahayaan dengan siklus mati dan menyala secara

teratur. Pada saat pertama kali dipindahkan ke akuarium, hindari pencahayaan yang terlalu

terang, terutama akuarium tanpa area bersembunyi seperti tanaman atau akar. Setelah ikan discus

telah beradaptasi dengan baik, pencahayaan normal pada akuarium tidak akan menjadi masalah

pada ikan.

Sebuah akuarium yang memiliki tumbuhan hidup dengan sebuah area terbuka untuk

berenang akan membuat ikan discus beradaptasi lebih baik. Akan tetapi jenis tanaman yang

digunakan haruslah tanaman yang tahan dengan suhu tinggi dari 27o hingga 30o C. Berikut ini

merupakan kebutuhan minimal untuk pemeliharaan ikan symphysodon discus didalam akuarium:

Ukuran minimal akuarium : 50 galon disarankan untuk satu ekor ikan, dan harus

lebih besar apabila lebih dari satu ekor ataupun dengan jenis yang berbeda.

8

Akuarium harus cukup tinggi dan panjang karena ikan discus akan tumbuh setinggi

20 cm vertikal.

Tipe substrat : pasir / campuran jenis kerikil

Kebutuhan pencahayaan : sedang hingga normal

Suhu : 27,8o hingga 32,2o C

Suhu saat reproduksi : 27,7o hingga 31o C

Batas pH : 5.5 hingga 7.5

Batas hardness air : 0 hingga 3 dGH

Pergerakan air : sedang

Penggantian air : wajib, minimal satu minggu sekali

Tingkat kesulitan : sulit

Tingkat kepiawaian : pemelihara berpengalaman

Pemberian makan : beberapa kali sehari

Salah satu alat yang penting digunakan didalam akuarium pemeliharaan ikan discus adalah

PH meter KL-025W. alat ini adalah salah satu alat pengukuran pH didalam akuarium yang

memudahkan pengukuran pH didalam air dengan tingkat keakurasian ±0,1. Nilai dari pH

ditunjukkan oleh layar yang menjadi satu.

Selain PH meter KL-025W, alat lain yang memudahkan dalam pemeliharaan ikan discus

adalah Juwel EasyFeed-Automatic Feeder. Alat ini merupakan salah satu alat pemberi makan

ikan otomatis untuk akuarium. Kemampuan dari alat ini antara lain dapat diprogram waktu untuk

pemberian makan dalam sehari dengan interval waktu enam jam untuk sekali pemberian makan.

Volume dari penyimpan makanan didesain untuk dapat melakukan pemberian makan hingga

enam puluh kali pemberian makan, pengontrolan manual pada alat untuk pemberian makan

otomatis, serta menggunakan sumber daya baterai.

9

Gambar 2.1. Ikan Discus yang Mengalami pH Shock

Gambar 2.2. Ikan Discus yang Mengalami Scale Rot

2.2. Arduino Mega2560

Arduino Mega2560 adalah sebuah papan elektronik yang bersifat open source. Arduino

Mega2560 menggunakan IC mikrokontroler ATmega2560. Papan elektronik ini bersifat open

source baik pada perangkat keras maupun perangkat lunaknya, yang digunakan untuk

10

memprogram produk perangkat keras yang dikeluarkan oleh Arduino yaitu Arduino IDE serta

menggunakan bahasa pemrograman C. arduino Mega2560 memiliki port USB yang digunakan

untuk menghubungkan perangkat keras dengan perangkat lunak yang telah ter-install pada

komputer pribadi maupun komputer jinjing.

Gambar 2.3. Arduino Mega2560

Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino Mega2560

Mikrokontroler ATmega2560

Tegangan Kerja 5V

Tegangan Limit 6-20V

Tegangan Masukan 7-12V

Arus DC per Pin I/O 40mA

Pin Analog 16

Pin I/O Digital 54 (14 untuk keluaran PWM)

EEPROM 4 KB

SRAM 8 KB

11

2.3. Sensor Suhu (DS18B20)

Sensor suhu atau Temperature Sensor merupakan suatu komponen yang dapat mengubah

besaran panas menjadi besaran listrik sehingga dapat mendeteksi gejala perubahan suhu pada

objek tertentu. Sensor suhu melakukan pengukuran terhadap jumlah energi panas/dingin yang

dihasilkan oleh suatu objek sehingga memungkinkan kita untuk mengetahui atau mendeteksi

gejala perubahan-perubahan suhu tersebut dalam bentuk keluaran Analog maupun Digital. Agar

dapat bekerja dengan baik, ditambahkan sebuah resistor pull up pada pin ‘data’ sebesar 4.7 kΩ,

seperti yang disarankan pada datasheet. Jarak pengukuran dari -55o C hingga +125o C,memiliki

ralat ±0,5o C dari -10o C hingga +85o C, resolusi termometer dapat diprogram dari 9 hingga 12

bit dan dapat mengkonversi 12 bit suhu ke digital dalam 750 mS (maksimal).

Gambar 2.4. Sensor Suhu (DS18B20)

2.4. Analog PH Meter SEN0161

Analog PH Meter SEN0161 merupakan komponen yang dapat membaca nilai pH suatu

larutan dalam bentuk tahanan yang kemudian akan dikonversi menjadi data oleh sensor pH yang

terhubung dengan probe electrode menggunakan konektor BNC. Analog pH Sensor SEN0161

ini bekerja pada tegangan 5V dan mampu mengukur nilai pH dari 0-14. Analog pH Sensor

12

SEN0161 memiliki ralat 0.1 pH dan memiliki respon waktu ≤ 6 menit untuk pembacaan nilai

pH. Keluaran dari elektroda dalam milivolt dengan jarak dari -414,12 mV hingga +414,12 mV.

Gambar 2.5. Analog PH Meter SEN0161

2.5. 8-Channel Relay Module HL-58S

Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara elektrik dan merupakan komponen

elektromekanikal yang terdiri dari dua bagian utama, yaitu coil (elektromagnet) dan kontak saklar

/ switch. Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar

sehingga dengan arus yang kecil, dapat menghantarkan tegangan yang lebih tinggi. Modul relay

ini bertipe Single Pole Double Throw (SPDT).

Gambar 2.6. 8-channel Relay Module HL-58S

13

2.6. Real Time Clock (RTC)

Real Time Clock (RTC) adalah komponen I2C dengan osilator Kristal yang memiliki fungsi

menghitung waktu nyata mulai detik hingga tahun dengan akurat dan dapat menyimpan data

waktu tersebut secara nyata / riil. RTC memiliki penyuplai daya terpisah yaitu baterai, sehingga

dapat tetap berfungsi pada saat sumber daya utama terputus. Karena RTC bekerja secara riil,

maka setelah proses waktu hitung dilakukan, output datanya akan langsung disimpan atau dikirim

ke perangkat lain melalui sistem antarmuka.

Gambar 2.7. Real Time Clock (RTC)

2.7. Heater

Heater adalah suatu alat yang bekerja menggunakan prinsip termodinamika pertama dan

kedua, dimana energi listrik dikonversi menjadi energi panas melalui sebuah elemen yang diberi

tegangan sehingga elemen tersebut menghasilkan panas yang kemudian akan diserap oleh air dan

akan menaikkan suhu air. Heater ini bekerja pada tegangan 220 V dengan arus 0,34 A dan daya

75 W.

14

Gambar 2.8. Heater Akuarium

2.8. Motor DC

Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi

energy mekanik. Energi ini digunakan untuk, misalnya memutar kipas atau blower, menjalankan

konveyor, roda dan benda lainnya yang bekerja secara mekanik.

Kumparan medan pada motor DC disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan

jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar pada

medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah

putaran. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk

diubah menjadi energi mekanik.

15

Gambar 2.9. Motor DC 12V

2.9. ESP8266

ESP8266 merupakan sebuah chip mikrokontroler yang memiliki fitur WIFI yang

mendukung stack TCP/IP. Modul ini memungkinkan mikrokontroller untuk terhubung dengan

jaringan WIFI dan membuat koneksi TCP/IP dengan menggunakan command sederhana. Dengan

clock 80 MHz modul ini memiliki 4MB eksternal RAM, mendukung format IEEE 802.11 b/g/n

sehingga tidak menyebabkan interference atau gangguan bagi jaringan lain, serta mendukung

enkripsi WEP dan WPA sehingga aman untuk digunakan dan memiliki 16 GPIO pin yang bekerja

pada tegangan 3,3V dan 1 pin ADC dengan resolusi 10 bit.

Gambar 2.10. ESP8266 WIFI Module

16

2.10. Sensor Ketinggian Air

Sensor ketinggian air yang dipakai menggunakan 3 buah kawat tembaga yang tersambung

ke rangkaian transistor sebagai saklar. Rangkaian bekerja pada dua kondisi, pada saat ujung

tembaga tidak berada didalam air, maka transistor akan bekerja pada kondisi saturasi atau mode

“on” dimana Vb ≥ 0,7V dan arus dari kolektor Ic = maksimum. Sedangkan pada saat ujung kawat

tembaga berada didalam air, arus masuk pada kaki basis (Ib) dan arus keluaran pada kaki kolektor

(Ic) adalah nol, sedangkan tegangan maksimum berada pada kaki kolektor (Vce). Kondisi ini

membuat arus tidak dapat memasuki komponen sehingga transistor berada pada kondisi cut-off

sehingga dapat disebut transistor berada pada kondisi “off” atau tidak aktif secara penuh.

Gambar 2.11. Sensor Ketinggian Air

17

2.11. Android Studio

Android studio adalah sebuah IDE yang bisa digunakan untuk pengembangan aplikasi

android yang dikembangkan oleh Google. Android studio merupakan pengembangan dari

Eclipse IDE, dan dibuat berdasarkan IDE Java populer, yaitu Intelij IDEA. Android studio

direncanakan untuk menggantikan Eclipse kedepannya sebagai IDE resmi untuk pengembangan

aplikasi android. Sebagai pengembangan dari Eclipse, Android Studio mempunyai banyak fitur-

fitur baru dibandingkan dengan Eclipse IDE. Berbeda dengan Eclipse yang menggunakan Ant,

Android Studio menggunakan Gradle sebagai build environtment. Fitur fitur lainnya antara lain

menggunakan Gradle-based build system yang fleksibel, bisa mem-build lebih dari satu APK,

template support untuk Google Services dan berbagai macam tipe perangkat, layout editor yang

lebih modern, built-in support untuk Google Cloud Messaging dan App Engine, serta direct

library import dari Maven repository. Pada skripsi ini, penulis menggunakan Android Studio

versi 2016 untuk membuat atau mengembangkan aplikasi antarmuka android yang akan

direalisasikan.