KHITTAH.CO, PAREPARE — Universitas Muhammadiyah Parepare (UMPAR) mengembangkan sistem pemantauan kondisi laut berbasis Wireless Sensor Network (WSN) dan Internet of Things (IoT) yang mampu mengukur suhu, kekeruhan, pH, dan salinitas air secara real-time. Penelitian yang dilaksanakan pada 2023 ini dipimpin dosen Teknik Elektro UMPAR, Ashadi Amir, bersama Untung Suwardoyo dan Irninthya Nanda Pratami Irwan. Sistem tersebut dirancang untuk memudahkan peneliti dan masyarakat pesisir memperoleh data kondisi perairan tanpa harus melakukan pengukuran manual secara terus-menerus.
Pengembangan teknologi ini dilatarbelakangi keterbatasan pengukuran konvensional yang membutuhkan waktu, biaya, serta pengambilan sampel langsung di lapangan. Melalui sensor yang terhubung dengan perangkat komunikasi nirkabel dan aplikasi berbasis IoT, data kondisi perairan dapat dikirim ke daratan dan diakses melalui perangkat yang terhubung ke internet.
Sensor Kirim Data dari Laut ke Daratan
Ashadi mengatakan, kondisi laut dapat berubah dengan cepat sehingga membutuhkan sistem pemantauan yang mampu menyediakan informasi secara berkala. Pengukuran manual yang mengharuskan petugas mengambil sampel dan membawanya ke laboratorium dinilai belum cukup untuk memenuhi kebutuhan data secara berkelanjutan.
“Selama ini kita mengukur laut itu dengan cara datang, ambil sampel, bawa ke lab. Itu sudah ketinggalan zaman. Laut itu berubah setiap detik, kita butuh data setiap detik juga. Makanya saya buat alat ini, sensornya di laut, datanya langsung muncul di HP kita di darat,” kata Ashadi.
Sistem tersebut menggunakan mikrokontroler ESP32 yang terintegrasi dengan empat sensor. Sensor SEN0189 digunakan untuk mengukur kekeruhan, SEN0244 berbasis TDS untuk membaca parameter terkait kadar garam, SEN0161 untuk mengukur pH, dan DS18B20 tahan air untuk mengukur suhu.
Data yang diperoleh sensor dikirim menggunakan modul komunikasi LoRa Ebyte E220 menuju gateway di daratan. Selanjutnya, data diteruskan ke basis data melalui koneksi internet dan ditampilkan pada aplikasi web berbasis IoT. Hasil pengukuran juga dapat dilihat melalui layar LCD pada perangkat sensor.
Berdasarkan laporan penelitian, pengujian di wilayah perairan menunjukkan komunikasi antara sensor node dan gateway dapat berlangsung hingga jarak 500 meter. Sementara itu, pengujian di lingkungan kampus dengan kondisi Non-Line of Sight (N-LOS), yakni tanpa jalur pandang langsung, menunjukkan komunikasi dapat menjangkau sekitar satu kilometer dengan waktu tunda pengiriman sekitar dua hingga lima detik.
Ashadi menjelaskan, tantangan pengembangan perangkat pemantauan laut tidak hanya terletak pada teknologi sensor, tetapi juga pada kondisi perairan dan pengiriman data dari lokasi pengukuran menuju daratan.
“Tantangan terbesar di Parepare itu bukan teknologinya, tapi jarak dan air laut. Saya pakai LoRa E220, karena LoRa ini yang paling kuat menembus hambatan. Di lab kami uji sampai 1 KM Non Line of Sight masih tembus, delay cuma 2-5 detik. Itu sudah luar biasa untuk konservasi,” ujarnya.
Akurasi Sensor Masih Perlu Ditingkatkan
Sebelum seluruh perangkat diintegrasikan, tim peneliti menguji masing-masing sensor untuk mengetahui kemampuannya membaca parameter perairan. Hasil pengujian menunjukkan sensor suhu DS18B20 memiliki rata-rata kesalahan pengukuran (error) sebesar 1,1 persen dibandingkan termometer standar. Pada sampel ketiga, tingkat kesalahan tercatat sebesar 0,08 persen.
Pada pengujian sensor kekeruhan (turbidity), peningkatan tingkat kekeruhan menghasilkan pembacaan yang lebih tinggi, dengan nilai mencapai 1.477 NTU pada perlakuan tertentu. Adapun pengujian sensor TDS menggunakan variasi kadar garam menghasilkan pembacaan hingga 1.125 ppm.
Sementara itu, pengujian sensor pH menunjukkan hasil yang masih perlu diperbaiki. Pada larutan penyangga (buffer) dengan pH 4,01, sensor menghasilkan rata-rata pembacaan 3,88 dengan tingkat kesalahan 15,88 persen. Pada larutan buffer pH 7,01, pembacaan rata-rata mencapai 7,27 dengan tingkat kesalahan 14,91 persen.
Hasil tersebut menunjukkan bahwa kemampuan pengukuran setiap sensor belum seragam. Karena itu, kalibrasi dan validasi menggunakan alat pembanding menjadi bagian penting dalam pengembangan sistem agar data yang dihasilkan dapat diandalkan untuk pemantauan kondisi perairan.
Ashadi mengatakan, penggunaan komponen dengan harga relatif terjangkau tetap dapat menghasilkan perangkat yang bermanfaat apabila disertai pengujian dan kalibrasi yang memadai.
“Sensor murah bukan berarti murahan. Kami kalibrasi satu per satu. Sensor suhu kami errornya cuma 1,1 persen, itu sudah sangat presisi untuk ukuran alat seharga ratusan ribu. Ini bukti anak Elektro UMPAR bisa bikin alat standar industri,” katanya.
Dalam laporan akhir penelitian, sistem ini berada pada Tingkat Kesiapterapan Teknologi (TKT) level 3. Artinya, pengembangannya masih berada pada tahap pembuktian konsep atau validasi awal, sehingga masih diperlukan pengujian dan penyempurnaan sebelum penerapan yang lebih luas.
Ditujukan untuk Konservasi dan Pembudidaya Rumput Laut
Sistem pemantauan tersebut diarahkan untuk mendukung penelitian kelautan, konservasi perairan, dan pengembangan ekonomi biru (blue economy). Ketersediaan data suhu, salinitas, pH, dan kekeruhan secara berkala berpotensi membantu peneliti serta masyarakat pesisir memahami perubahan kondisi perairan.
Salah satu pengguna potensialnya adalah pembudidaya rumput laut di wilayah Bacukiki, Parepare. Data kondisi perairan dapat menjadi informasi pendukung dalam pengelolaan budidaya. Namun, penentuan waktu panen tetap perlu mempertimbangkan kondisi pertumbuhan rumput laut dan faktor lingkungan lainnya, bukan hanya mengandalkan satu atau dua parameter sensor.
“Harapan saya, alat ini tidak berhenti di laboratorium. Saya ingin alat ini dipakai oleh Dinas Kelautan Parepare, dipakai oleh pembudidaya rumput laut di Bacukiki, supaya mereka tahu kapan waktu terbaik untuk panen berdasarkan data salinitas dan suhu, bukan berdasarkan feeling saja,” ujar Ashadi.
Meski telah mengintegrasikan sensor, WSN, dan IoT, perangkat ini masih memiliki keterbatasan. Laporan penelitian mencatat sejumlah hasil pengukuran belum sepenuhnya sesuai dengan alat pembanding, sementara beberapa parameter menunjukkan tingkat kesalahan yang relatif tinggi. Pengujian lebih lanjut diperlukan untuk memastikan kestabilan pembacaan sensor dalam kondisi laut yang berubah-ubah dan penggunaan jangka panjang.
Untuk pengembangan berikutnya, Ashadi merencanakan penggunaan panel surya agar perangkat dapat beroperasi lebih lama tanpa harus sering mengganti baterai. Tim juga berencana menambahkan sensor Dissolved Oxygen (DO) untuk mengukur oksigen terlarut serta sensor arus laut guna memperluas parameter pemantauan.
“Ke depan saya ingin mengembangkan dengan tenaga surya (solar panel) agar sensor node bisa hidup 24 jam di tengah laut tanpa ganti baterai, dan menambah parameter lain seperti Dissolved Oxygen (DO) dan arus laut,” kata Ashadi.
Ia berharap pengembangan tersebut dapat melibatkan mahasiswa dan mendorong kemandirian daerah dalam membangun teknologi pemantauan maritim.
“Mimpi saya sederhana, Parepare punya stasiun pemantau laut sendiri, buatan anak UMPAR, untuk menjaga laut kita,” ujarnya.
Penelitian ini telah menghasilkan prototipe sistem pemantauan dengan empat parameter oseanografi yang terhubung ke aplikasi berbasis IoT. Luaran publikasinya diarahkan pada jurnal teknik elektro terakreditasi SINTA 3. Pengembangan lanjutan diharapkan dapat meningkatkan akurasi sensor, memperpanjang masa operasi perangkat, dan memperkuat pemanfaatan data ilmiah untuk konservasi serta aktivitas ekonomi masyarakat pesisir.
KAMPUS MUHAMMADIYAH DI SULSEL
