Perancangan Alat Pemantauan Perubahan Suhu Air Danau Toba Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Danau Toba merupakan danau terbesar di Indonesia yang terbentuk secara Vulkono
Tektonik, terletak di pegunungan Bukit Barisan. Luas permukaan danau +1.100 km2
dengan total volume air +1.258 km3. Perairan terdalam berkisar 499 m dan berada
pada ketinggian 995 m di atas permukaan laut, dikelilingi oleh tebing dan gunung
gunung dengan ketinggian maksimal 2.1257 m. Danau Toba terletak antara 20 - 30
LU dan 980 - 990 BT. Dasar danau kebanyakan terdiri dari batu-batu, pasir dan pada
bagian tertentu terdapat endapan lumpur (Ondara, 1969).
Danau Toba merupakan fungsi sumberdaya air yang mempunyai nilai sangat
penting ditinjau dari fungsi ekologi, hidrologi serta ekonomi. Hal ini berkaitan
dengan fungsi Danau Toba sebagai habitat berbagai organisme air, sebagai sumber air
minum bagi masyarakat sekitar, sebagai tempat penangkapan ikan dan budidaya ikan
dalam keramba jaring apung, kegiatan transportasi air, menunjang berbagai jenis
industri seperti kebutuhan air. Tak kalah pentingnya adalah fungsi Danau Toba
sebagai kawasan wisata yang sudah terkenal ke mancanegara dan sangat potensial
untuk pengembangan pariwisata di Provinsi Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
2
Pemanfaatan air Danau Toba yang sangat beragam di satu sisi membutuhkan
kualitas air danau yang baik serta memenuhi persyaratan tertentu. Kualitas air adalah
kondisi kualitatif yang diukur dan dapat diuji berdasarkan parameter – parameter
tertentu berdasarkan UU Nomor 115 tahun 2003 (Pasal 1 keputusan Menteri Negara
Lingkungan Hidup). Parameter ini meliputi parameter fisik, kimia dan mikrobiologi.
Sebaliknya pemanfaatan danau bagi berbagai aktivitas masyarakat tersebut juga
memberikan imbas terhadap penurunan kualitas airnya. Dimana Danau Toba juga
digunakan sebagai tempat membuang berbagai jenis limbah yang dihasilkan dari
kegiatan pertanian di sekitar Danau Toba, limbah domestik dari pemukiman dan
perhotelan, limbah nutrisi dari sisa pakan ikan yang tidak habis dikonsumsi oleh ikan
yang dibudidayakan, limbah pariwisata dan transportasi air. Pembuangan limbah ini
mengakibatkan dampak penurunan kualitas air Danau Toba terutama kenaikan suhu
air yang menyebabkan turunnya kadar oksigen dengan cepat didalam air. Suhu air
yang tinggi pada permukaan air dapat menghambat masuknya oksigen kedalam air di
level bawah. Hal ini menyebabkan organisme air akan mengalami kesulitan untuk
melakukan respirasi.
Rachmanda(2011), menyatakan bahwa suhu dapat menjadikan dapat menjadi
faktor penentu atau pengendali kehidupan organisme aquatik. Jenis, jumlah dan
keberadaan organisme aquatic sering berubah dengan adanya perubahan suhu air
terutama kenaikan suhu. Suhu yang dapat ditolerir oleh organisme untuk mendukung
kehidupan berkisar antara 20 – 30 oC.
Universitas Sumatera Utara
3
Saat ini sistem pemantau perubahan suhu air masih dilakukan secara manual yaitu
dengan cara mengambil sampel dibeberapa titik dan dilakukan pengujian di
laboratorium.
Dari latar belakang yang telah dipaparkan diatas penulis membuat sebuah
rancangan alat ukur yang dapat memantau perubahan suhu air yang ada di Danau
Toba. Sehingga perubahan suhu pada air danau toba dapat terpantau secara otomatis
dengan alat ukur tersebut. Sehingga penulis termotivasi untuk ditulis dalam bentuk
tugas akhir dengan judul : “PERANCANGAN ALAT PEMANTAUAN
PERUBAHAN SUHU AIR DANAU TOBA BERBASIS MIKROKONTROLER
ARDUINO UNO”
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sejauh ini belum ada alat yang
digunakan dalam pemantau perubahan suhu air secara otomatis dan berkelanjutan
(real time) dan data perubahan suhu yang diambil dilakukan masih secara secara
manual. Sehingga tidak efisien serta menghabiskan banyak waktu dalam serta biaya
dalam pengambilan data pengukuran suhu air pada Danau Toba
Universitas Sumatera Utara
4
1.3 Batasan Masalah
Dalam perancangan alat ini dibuat beberapa batasan yaitu pengolahan data yang
digunakan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno R3 dan Modul Bluetooth HC 05. Parameter pemantauan kualitas air Danau Toba hanya menggunakan parameter
suhu dan sensor suhu yang digunakan adalah DS18B20 serta hasil data yang
diperoleh tidak dibandingkan dengan alat lain.
1.4 Tujuan Penelitian
Untuk mempermudah pengambilan data perubahan suhu air Danau Toba yang real
time dengan cepat, akurat, biaya murah serta mengubah cara pengambilan data
perubahan suhu air Danau Toba yang masih dilakukan secara manual.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari alat pemantauan suhu air ini :
1. Memberikan kemudahan dalam pemantauan perubahan suhu air tanpa harus
terus mengambil sampel air terus menerus.
2. Memberikan Kemudahan dalam memperoleh informasi data yang tepat cepat
dan akurat mengenai kualitas air Danau Toba secara real time.
Universitas Sumatera Utara
5
3. Sebagai bahan perbandingan bagi peneliti lain yang tertarik dengan aplikasi
mikrokontroller
4. Menambah dokumen referensi hasil kajian yang berkaitan dengan pemantauan
kualitas air Danau toba
1.6 Metodologi Penulisan
Metodologi penelitian yang digunakan penulis untuk menyelesaikan permasalah yang
terjadi di atas adalah :
a. Studi Literatur
Pengumpulan data yang erat kaitannya dengan permasalahan dengan cara
membaca buku-buku, makalah dan membaca bahan-bahan sumber lainnya di
perpustakaan USU.
b. Analisis Sistem
Melakukan analisis sistem terhadap masalah yang ada mengenai website
organisasi
bisa dijalankan dengan mudah dan bisa dimanfaatkan oleh
pengguna pada komputer dengan fasilitas internet.
c. Desain Sistem
Pada tahap ini dilakukan perancangan dan pembuatan alat pemantau
perubahan suhu menggunakan mikrokontroller arduino uno.
Universitas Sumatera Utara
6
d. Uji Coba
Melakukan pengujian alat, mengangani dan memperbaiki kesalahan yang ada
pada alat pemantau perubahan suhu air tersebut agar dapat berjalan dengan
baik.
e. Dokumentasi
Pada tahap ini dilakukan pembuatan laporan mulai dari studi literatur sampai
dengan implementasi, serta penarikan kesimpulan dan saran. Pada tahap ini
juga ada dicatat apa saja yang menjadi kelemahan dan kelebihan alat
pemantau perubahan suhu air tersebut.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini terdiri dari 5 bab, yaitu:
BAB I
: PENDAHULUAN
Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan
masalah, tujuan pembahasan, manfaat pembahasan, tinjauan pustaka,
metodologi pembahasan, dan sistematika penulisan dari penulisan
laporan proyek ini.
BAB II
: LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan
untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Dan bahasa
Universitas Sumatera Utara
7
pemrograman yang digunakan, serta karakteristik dan komponenkomponen pendukung.
BAB III
: PERANCANGAN SISTEM
Membahas tentang perancangan dan pembuatan sistem secara
keseluruhan.
BAB IV
: PENGUJIAN RANGKAIAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan
spesifikasi alat.
BAB V
: PENUTUP
Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelum dan
kemungkinan pengembangan alat.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Danau Toba merupakan danau terbesar di Indonesia yang terbentuk secara Vulkono
Tektonik, terletak di pegunungan Bukit Barisan. Luas permukaan danau +1.100 km2
dengan total volume air +1.258 km3. Perairan terdalam berkisar 499 m dan berada
pada ketinggian 995 m di atas permukaan laut, dikelilingi oleh tebing dan gunung
gunung dengan ketinggian maksimal 2.1257 m. Danau Toba terletak antara 20 - 30
LU dan 980 - 990 BT. Dasar danau kebanyakan terdiri dari batu-batu, pasir dan pada
bagian tertentu terdapat endapan lumpur (Ondara, 1969).
Danau Toba merupakan fungsi sumberdaya air yang mempunyai nilai sangat
penting ditinjau dari fungsi ekologi, hidrologi serta ekonomi. Hal ini berkaitan
dengan fungsi Danau Toba sebagai habitat berbagai organisme air, sebagai sumber air
minum bagi masyarakat sekitar, sebagai tempat penangkapan ikan dan budidaya ikan
dalam keramba jaring apung, kegiatan transportasi air, menunjang berbagai jenis
industri seperti kebutuhan air. Tak kalah pentingnya adalah fungsi Danau Toba
sebagai kawasan wisata yang sudah terkenal ke mancanegara dan sangat potensial
untuk pengembangan pariwisata di Provinsi Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
2
Pemanfaatan air Danau Toba yang sangat beragam di satu sisi membutuhkan
kualitas air danau yang baik serta memenuhi persyaratan tertentu. Kualitas air adalah
kondisi kualitatif yang diukur dan dapat diuji berdasarkan parameter – parameter
tertentu berdasarkan UU Nomor 115 tahun 2003 (Pasal 1 keputusan Menteri Negara
Lingkungan Hidup). Parameter ini meliputi parameter fisik, kimia dan mikrobiologi.
Sebaliknya pemanfaatan danau bagi berbagai aktivitas masyarakat tersebut juga
memberikan imbas terhadap penurunan kualitas airnya. Dimana Danau Toba juga
digunakan sebagai tempat membuang berbagai jenis limbah yang dihasilkan dari
kegiatan pertanian di sekitar Danau Toba, limbah domestik dari pemukiman dan
perhotelan, limbah nutrisi dari sisa pakan ikan yang tidak habis dikonsumsi oleh ikan
yang dibudidayakan, limbah pariwisata dan transportasi air. Pembuangan limbah ini
mengakibatkan dampak penurunan kualitas air Danau Toba terutama kenaikan suhu
air yang menyebabkan turunnya kadar oksigen dengan cepat didalam air. Suhu air
yang tinggi pada permukaan air dapat menghambat masuknya oksigen kedalam air di
level bawah. Hal ini menyebabkan organisme air akan mengalami kesulitan untuk
melakukan respirasi.
Rachmanda(2011), menyatakan bahwa suhu dapat menjadikan dapat menjadi
faktor penentu atau pengendali kehidupan organisme aquatik. Jenis, jumlah dan
keberadaan organisme aquatic sering berubah dengan adanya perubahan suhu air
terutama kenaikan suhu. Suhu yang dapat ditolerir oleh organisme untuk mendukung
kehidupan berkisar antara 20 – 30 oC.
Universitas Sumatera Utara
3
Saat ini sistem pemantau perubahan suhu air masih dilakukan secara manual yaitu
dengan cara mengambil sampel dibeberapa titik dan dilakukan pengujian di
laboratorium.
Dari latar belakang yang telah dipaparkan diatas penulis membuat sebuah
rancangan alat ukur yang dapat memantau perubahan suhu air yang ada di Danau
Toba. Sehingga perubahan suhu pada air danau toba dapat terpantau secara otomatis
dengan alat ukur tersebut. Sehingga penulis termotivasi untuk ditulis dalam bentuk
tugas akhir dengan judul : “PERANCANGAN ALAT PEMANTAUAN
PERUBAHAN SUHU AIR DANAU TOBA BERBASIS MIKROKONTROLER
ARDUINO UNO”
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sejauh ini belum ada alat yang
digunakan dalam pemantau perubahan suhu air secara otomatis dan berkelanjutan
(real time) dan data perubahan suhu yang diambil dilakukan masih secara secara
manual. Sehingga tidak efisien serta menghabiskan banyak waktu dalam serta biaya
dalam pengambilan data pengukuran suhu air pada Danau Toba
Universitas Sumatera Utara
4
1.3 Batasan Masalah
Dalam perancangan alat ini dibuat beberapa batasan yaitu pengolahan data yang
digunakan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno R3 dan Modul Bluetooth HC 05. Parameter pemantauan kualitas air Danau Toba hanya menggunakan parameter
suhu dan sensor suhu yang digunakan adalah DS18B20 serta hasil data yang
diperoleh tidak dibandingkan dengan alat lain.
1.4 Tujuan Penelitian
Untuk mempermudah pengambilan data perubahan suhu air Danau Toba yang real
time dengan cepat, akurat, biaya murah serta mengubah cara pengambilan data
perubahan suhu air Danau Toba yang masih dilakukan secara manual.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari alat pemantauan suhu air ini :
1. Memberikan kemudahan dalam pemantauan perubahan suhu air tanpa harus
terus mengambil sampel air terus menerus.
2. Memberikan Kemudahan dalam memperoleh informasi data yang tepat cepat
dan akurat mengenai kualitas air Danau Toba secara real time.
Universitas Sumatera Utara
5
3. Sebagai bahan perbandingan bagi peneliti lain yang tertarik dengan aplikasi
mikrokontroller
4. Menambah dokumen referensi hasil kajian yang berkaitan dengan pemantauan
kualitas air Danau toba
1.6 Metodologi Penulisan
Metodologi penelitian yang digunakan penulis untuk menyelesaikan permasalah yang
terjadi di atas adalah :
a. Studi Literatur
Pengumpulan data yang erat kaitannya dengan permasalahan dengan cara
membaca buku-buku, makalah dan membaca bahan-bahan sumber lainnya di
perpustakaan USU.
b. Analisis Sistem
Melakukan analisis sistem terhadap masalah yang ada mengenai website
organisasi
bisa dijalankan dengan mudah dan bisa dimanfaatkan oleh
pengguna pada komputer dengan fasilitas internet.
c. Desain Sistem
Pada tahap ini dilakukan perancangan dan pembuatan alat pemantau
perubahan suhu menggunakan mikrokontroller arduino uno.
Universitas Sumatera Utara
6
d. Uji Coba
Melakukan pengujian alat, mengangani dan memperbaiki kesalahan yang ada
pada alat pemantau perubahan suhu air tersebut agar dapat berjalan dengan
baik.
e. Dokumentasi
Pada tahap ini dilakukan pembuatan laporan mulai dari studi literatur sampai
dengan implementasi, serta penarikan kesimpulan dan saran. Pada tahap ini
juga ada dicatat apa saja yang menjadi kelemahan dan kelebihan alat
pemantau perubahan suhu air tersebut.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini terdiri dari 5 bab, yaitu:
BAB I
: PENDAHULUAN
Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan
masalah, tujuan pembahasan, manfaat pembahasan, tinjauan pustaka,
metodologi pembahasan, dan sistematika penulisan dari penulisan
laporan proyek ini.
BAB II
: LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan
untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Dan bahasa
Universitas Sumatera Utara
7
pemrograman yang digunakan, serta karakteristik dan komponenkomponen pendukung.
BAB III
: PERANCANGAN SISTEM
Membahas tentang perancangan dan pembuatan sistem secara
keseluruhan.
BAB IV
: PENGUJIAN RANGKAIAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan
spesifikasi alat.
BAB V
: PENUTUP
Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelum dan
kemungkinan pengembangan alat.
Universitas Sumatera Utara