SUB TEMA
Teknologi
PENYUSUN
NAZAREN dan KARESSA BR MANIK
UNIVERSITAS
UNIVERSITAS PERTAHANAN RI FAKULTAS LOGISTIK MILITER BELU
Pendahuluan
Indonesia merupakan salah satu negara maritim terbesar di dunia sehingga potensi perikanan dan kelautan yang dimiliki sangat besar. Adanya potensi yang besar ini dapat menjadi odyssey to prosperity atau jalan untuk masyarakat indonesia menjadi lebih makmur. Potensi sumber daya ikan di perairan Indonesia mencapai 9,931 juta ton per tahun (Suman et al., 2016). Menurut Klasika, 2019 Produksi ikan hasil tangkapan di Indonesia naik 5,03% dari tahun ke tahun menjadi 4,72 juta ton, sedangkan produksi ikan hasil budidaya naik 3,98% dari tahun ke tahun menjadi 10,07 juta ton sampai kuartal ketiga tahun 2015. Untuk memaksimalkan permintaan yang terus meningkat, diperlukan perluasan lahan budidaya secara intensif. Namun, terdapat beberapa hambatan yang harus dihadapi salah satunya keterbatasan lahan budidaya serta kualitas air dimana secara langsung dapat mempengaruhi produktivitas proses budidaya (Purnomo & sumarjo, 2020).
Masalah sektor perikanan di Indonesia dapat dikatakan cukup kompleks. Dimana pada awalnya produksi utama perikanan di Indonesia mengandalkan perikanan tangkap kini merambah pada sektor perikanan budidaya. Namun, sektor perikanan budidaya di Indonesia masih memiliki banyak kendala salah satunya keterbatasan lahan untuk budidaya perikanan. Menurut Badan Pusat Statistika (BPS), luas lahan kosong di Indonesia tahun 2011 sebesar 8,96 juta hektar, sedangkan pada tahun 2020, luas lahan berkurang menjadi 7,92 hektar, mengalami penyempitan sebesar 11,6%. Seiring berjalannya waktu, lahan kosong di Indonesia terus mengalami alih fungsi menjadi gedung – gedung cakrawala khususnya di ibukota. Penyempitan lahan ini terjadi dikarenakan beberapa faktor, termasuk pertumbuhan populasi, urbanisasi, dan lain-lain. Kondisi lahan yang terbatas untuk kegiatan budidaya dapat mempengaruhi pertumbuhan dan produktivitas budidaya perikanan. Lahan yang sempit dapat berpengaruh juga terhadap kualitas air didalamnya. Hal tersebut dikarenakan sirkulasi udara yang terjadi sangatlah terbatas dan adanya konsentrasi limbah organik yang tinggi yang dapat menyebabkan penurunan kualitas hidup ikan serta peningkatan risiko penyakit (Wichachucherd, 2016).
Pertumbuhan ikan sangat dipengaruhi oleh tingkat metabolisme yang erat berhubungan dengan oksigen yang tersedia di perairan.Lingkungan budidaya yang baik dapat berdampak terhadap keberlangsungan dan pertumbuhan pada ikan. Selain itu, Renitasari dan Ihwan (2021), menyatakan bahwa berkurangnya Tingkat Dissolved Oxigen atau oksigen terlarut di perairan akan berakibat pada nafsu makan, konversi pakan serta pertumbuhan pada ikan. Selain itu, pemberian pakan harus sesuai dengan kebutuhannya agar mendapatkan hasil pertumbuhan yang optimal (Ulumiah et al., 2020). Permasalahan yang muncul jika memberikan pakan secara konvensional adalah kurang meratanya penyebaran pakan sehingga menyebabkan kanibalisme juga hasil panen dengan perkembangan biota tidak merata dan berpengaruh pada harga jual. Pemberian pakan yang masih secara konvensional tersebut biasanya menghabiskan waktu lebih kurang 30-45 menit. Selain itu, tidak terjadwalnya pemberian pakan dapat mengakibatkan ukuran udang beragam dalam sehingga menyebabkan kemunduran jadwal panen. Para pembudidaya mengungkapkan bahwa takaran pemberian pakan harian masih belum ditentukan jumlahnya. Permasalahan kompleks berupa teknik budidaya serta pemberian pakan secara konvensional membutuhkan sebuah teknologi efektif.
Melihat permasalahan tersebut penulis memberikan inovasi teknologi SAF – Tec : smartautofeeder berbasis microbubble yang merupakan sebuah inovasi berupa alat pemberi pakan otomatis dengan menggunakan teknologi autofeeder serta microbubble berbasis panel surya yang dapat mengukur kualitas air secara otomatis. Adanya inovasi ini diharap dapat menjadi terobosan baru untuk mengatasi permasalahan yang ada serta dapat meningkatkan produktivitas panen.
Pembahasan
Untuk mengatasi keterbatasan lahan budidaya upaya yang dapat dilakukan yakni memperdalam kolam budidaya tujuannya untuk tetap dapat dilakukannya keberlanjutan budidaya dengan hasil yang maksimal. Untuk itu, keberadaan oksigen terlarut dalam air sangat penting sehingga dibutuhkan suatu teknologi yang dapat menghasilkan gelembung oksigen ukuran mikro yang dapat menyebar secara merata dikarenakan semakin dalam kondisi kolam maka kandungan oksigen di dalamnya akan semakin sedikit. Microbubble merupakan suatu teknologi yang dapat berfungsi sebagai penghasil oksigen terlarut dalam air dengan ukuran gelembung mikro yang lebih kecil dari aerator biasa. Teknologi ini tersusun atas tiga komponen utama yakni pompa air, saluran udara, serta microbubble generator yang merupakan implementasi dari aliran dua fasa dengan mengkombinasikan kuantitas debit udara dan air untuk menghasilkan diameter mikro gelembung ukuran 40 um (Heriyati, et.al., 2020). Alat ini didesain dengan ukuran 1758,4 mm x 1427 mm x 1845 mm dengan kecepatan alat 0,1 m/s serta menggunakan sistem operasi alat codingan dimana pada mikrokontroler telah diatur kapan alat ini bekerja sehingga mudah untuk dijalankan (Purnomo, et.al., 2021).
Selain itu, dalam melakukan pengecekan nilai DO di dalam kolam terdapat diameter pada orifice yang digunakan adalah 8 mm dan 12 mm dengan debit air yang diatur adalah 100 l/menit, 200 l/menit, serta 300 l/menit. Dengan begitu, peningkatan nilai DO dapat mempengaruhi keberlangsungan biota termasuk ikan didalamanya (Firman, et al., 2019). Berikut tabel harga DO :
Autofeeder merupakan sebuah inovasi alat pemberi pakan otomatis pada hewan peliharaan salah satunya adalah ikan. Teknologi ini diciptakan guna mengatasi permasalahan tidak meratanya pemberian pakan pada hewan sehingga pertumbuhan hewan beragam. Autofeeder juga mampu mengatasi tidak tepatnya waktu pemberian pakan serta pemberian jumlah pakan yang tidak sesuai dengan takaran yang seharusnya diberikan. Kondisi tersebut menyebabkan hambatan dan tidak stabilnya pertumbuhan pada hewan sehingga menyebabkan terjadinya kematian (Habibi, et al., 2021). Teknologi autofeeder dirancang dengan penampung pakan, penghitung waktu pemberian pakan, serta pengaturan takaran pemberian pakan yang akan ditebar oleh pelontar yang berada di bagian bawah penampung pakan (Azhar, 2021). Selain itu, alat ini dilengkapi dengan rancang alat pemberi pakan ikan menggunakan sistem otomatisasi berbasis Arduino Uno R3 dengan sistem penggali SMS berupa motor brushless yang merupakan motor jenis Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) sinusoidal. Terdapat dua komponen utama yang menyusun motor brushless, yaitu stator dan rotor. Stator merupakan komponen motor yang tidak bergerak atau statis dan rotor adalah komponen motor yang bergerak. Stator terdiri atas kumparan jangkar tiga fasa sedangkan rotor terdiri atas magnet permanen. Motor brushless dapat bekerja ketika kumparan stator diberikan arus tiga fasa. Arus yang melewati kumparan akan menimbulkan medan magnet pada inti besi. Rotor dapat berputar dan polaritas dari kumparan harus diubah setiap saat sehingga menghasilkan medan putar. Medan putar inilah yang akan mengakibatkan rotor yang terdiri dari magnet permanen dapat berputar (Ding Jie et al., 2021).
Panel surya merupakan sumber energi terbarukan yang dapat digunakan secara efisien untuk memberdayakan sistem otomatis autofeeder. Keberadaan panel surya juga memiliki manfaat lingkungan yang signifikan dalam konteks pengimplementasian. Dengan mengadopsi sumber energi terbarukan, penggunaan panel surya mengurangi emisi gas rumah kaca dan dampak negatif lainnya terkait dengan penggunaan energi fosil. Sejalan dengan tujuan pembangunan berkelanjutan dalam bidang perikanan, di mana efisiensi energi dan pengurangan emisi karbon menjadi hal yang sangat penting. Integrasi panel surya ke dalam teknologi Smart Autofeeder berbasis microbubble adalah kolaborasi pemanfaatan energi terbarukan dan energi mekanik yang efisien untuk masa depan budidaya perikanan. Proses pengisian daya pada baterai dalam sistem Smart Autofeeder diatur melalui penggunaan Solar Charge Controller. Modul (photovoltaic) panel surya menghasilkan tegangan DC, yang perlu dikonversi menjadi tegangan AC jika digunakan untuk menyuplai microbubble generator. Inverter berfungsi sebagai pengubah tegangan dan arus listrik dalam sistem, mengubah arus searah DC yang dihasilkan oleh modul (photovoltaic) menjadi arus AC untuk memenuhi kebutuhan daya peralatan tambahan seperti microbubble generator. Adapun daya pada Controller Autofeeder membutuhkan penggunaan komponen tambahan DC to DC untuk mengatur tegangan listrik yang akurat agar sesuai dengan kebutuhan daya, serta mencegah terjadinya overload pada daya hasil distribusi oleh baterai. Dalam proses ini, komponen DC to DC menggunakan teknik konversi daya yang efisien untuk menyesuaikan tegangan listrik.
Pemanfaatan inovasi ini nantinya akan disimulasikan pada kolam berukuran 6 m x 6 m dengan kedalaman atau ketinggian air 150 cm. berdasarkan hasil simulasi alat bahwa Teknologi autofeeder serta motor brushless berbasis panel surya dan microbubble terbukti dapat mengukur kualitas air secara otomatis mampu menampung pakan, menghitung waktu otomatis, dan memberikan takaran pakan yang sesuai. Kumparan pada medan putar motor brushless dapat menggerakkan benda karena rotor magnet permanen berputar. Pada dasarnya konsep kerja alat dapat dinyalakan melalui button yang akan memberi masukan pada mikrokontroler untuk menyalakan sistem. Selanjutnya button pengaturan waktu dan daya digunakan untuk menentukan luaran yang diinginkan, serta button mulai digunakan untuk memulai kerja alat dengan sumber daya listrik dari aki panel surya. Mikrokontroler akan memberi timer interupsi untuk menghitung waktu dan takaran pakan yang dibutuhkan dengan bantuan teknologi autofeeder. Autofeeder akan melontarkan pakan sesuai pengaturan keluaran yang sudah diatur sebelumnya. Dilakukan pengaturan kecepatan pemutaran motor brushless yang berfungsi sebagai penggerak alat agar dapat menjangkau seluruh area tambak saat memberikan pakan. Setelah diatur kecepatannya, dilakukan sistem kontrol dengan remote pengontrol sesuai alur pemetaan tambak yang sebelumnya sudah disesuaikan. Kombinasi tiga teknologi terbukti mampu menyelesaikan permasalahan yang ada, dimana dengan teknologi microbubble generator alat ini mampu memproduksi gelembung oksigen ukuran mikro sehingga dapat meningkatkan oksigen terlarut di dalam air. Hal tersebut dibuktikan setelah microbubble diaplikasikan di dalam air kandungan oksigen terlarut di dalam air meningkat hingga 7 ppm yang biasanya hanya 3 ppm. Dampaknya dapat terlihat, hasil produksi ikan dengan bobot lebih berat 30% dari hasil produksi tanpa alat ini. Teknologi SAF – Tec merupakan alat yang tidak memakan banyak tempat dan ddi implementasikan di lahan yang sempit dengan cara memperdalam kolam dan memaksimalkan penggunaan microbubble. Tidak hanya efisiensi lahan, SAF – Tec dapat memberikan efisiensi juga pada aspek waktu dan quality control dikarenakan teknologi ini dapat dikontrol dari jarak yang jauh hanya dengan menggunakan aplikasi. Teknologi ini juga bergantung pada SDGs yang dibuat oleh PBB pada tahun 2015 terutama pada nomor 12 dan 6 yang berkaitan dengan ramah lingkungan dan lingkungan yang bersih karena SAF – Tec hanya mengandalkan panel surya dan tidak menggunakan bahan bakar seperti solar maupun bensin yang dapat menghasilkan polusi terhadap lingkungan.
Penutup
Inovasi teknologi SAF – Tec : smart autofeeder berbasis microbubble yang merupakan sebuah inovasi berupa alat pemberi pakan otomatis dengan menggunakan teknologi autofeeder serta microbubble berbasis panel surya yang dapat mengukur kualitas air secara otomatis. Inovasi ini memungkinkan petani ikan untuk membuat kolam yang lebih dalam dibandingkan dengan sistem aerator pada umumnya karena dapat meningkatkan hasil panen tanpa harus membuka dan membutuhkan lahan luas serta meminimalisir penggunaan air. Integrasi panel surya ke dalam teknologi smart autofeeder berbasis microbubble adalah kolaborasi pemanfaatan energi terbarukan dan energi mekanik yang efisien untuk masa depan budidaya perikanan. Inovasi ini dapat menjadi sebuah terobosan yang sangat berguna dalam mencapai tujuan pembangunan yang berkelanjutan terutama di bidang perikanan. Teknologi ini menawarkan sebuah inovasi menggunakan energi terbarukan yang berkaitan dengan SDGs nomor 12 yang berbunyi konsumsi dan produksi yang bertanggung jawab, dimana untuk mesin ini bekerja menggunakan energi yang terbarukan sehingga tidak mencemarkan lingkungan, teknologi ini kemudian berkaitan dengan SDGs nomor 6 yaitu air bersih dan sanitasi layak. Tidak hanya itu, teknologi SAF – Tec dapat memberikan efisiensi yang dapat memudahkan petani ikan dalam melakukan budidaya yang dapat memungkinkan kenaikannya pertumbuhan ekonomi.Masalah tersebut masih menjadi fokus dalam salah satu poin SDGS nomor 8 yang berbunyi berusaha meningkatkan pertumbuhan ekonomi yang inklusif dan berkelanjutan, kesempatan kerja yang produktif dan menyeluruh serta pekerjaan yang layak untuk semua. Dengan demikian tujuan dari Bio Society 5.0 yakni teknologi dan manusia akan hidup berdampingan dalam rangka meningkatkan kualitas taraf hidup manusia secara berkelanjutan dapat tercapai.
Daftar Pustaka
Azhar, F., Mukhlis, A., Setyowati, D.N.A., Lumbessy, S.Y., & Lestari, D.P. 2021. PENGEMBANGAN TEKNOLOGI MESIN PAKAN IKAN OTOMATIS (FISH AUTO FEEDER) DENGAN SISTEM TIMER LISTRIK.
Ding, J., Chen, L., Cao, Z., & Guo, H. 2021. Convergence analysis of the modified adaptive extended Kalman filter for the parameter estimation of a brushless DC motor. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 31(16), 7606-7620.
Firman, S.W., Nirmala, K., Supriyono, E., & Rochman, N.T. (2019). Evaluasi kinerja pembangkitan gelembung mikro terhadap respons fisiologis ikan nila Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) dengan kepadatan yang berbeda pada sistem resirkulasi. Jurnal Ektiologi Indonesia, 19(3), 425-436
Habibi, A.M., Hasin, M.K., & Syai’in, M. 2021. Rancang Bangun Autofeeder Dan Monitoring
Kualitas Air Tambak Udang Vaname Ibap Banjar Kemuning Menggunakan Metode Naïve Bayes Berbasis Wireless Sensor Network. In Jurnal Conference on Automation Engineering and Its Application (Vol. 1, No. 1, pp. 232-239).
Heriyati, E., Rustadi, R., Isnansetyo, A., & Triyatmo, B. (2020). Uji Aerasi Microbubble dalam Menentukan Kualitas Air, Nilai Nutrition Value Coefficient (NVC), Faktor Kondisi (K) dan Performa pada Budidaya Nila Merah (Oreocrhomis Sp.). Jurnal Pertanian Terpadu, 8(1):27-41. https://doi.org/10.36084/jpt.v8i1.232
Purnomo, S., Sumarjo, J., & Suci, F. (2020). Rancang Bangun Microbubble Generator Tipe
Orifice Dengan Pipa Porous Untuk Aerasi Kolam Ikan. INFOMATEK: Jurnal
Informatika, Manajemen Dan Teknologi, 22(1), 41-50. doi:10.23969/infomatek.v22i1.2751
Renitasari, D.P., dan Ihwan. 2021. Monitoring Pertumbuhan dan Kualitas Air Pada Budidaya
Ikan Klown, Capungan Banggai dan Blue Tang Dengan Sistem Resirkulasi. JVIP. 1(2): 1-7
Suman, A., Irianto, H.E., Fayakun, S., & Amri K. 2016. Potensi dan Tingkat Pemanfaatan Sumber Daya Ikan di Wilayah Pengelolaan Perikanan Negara Republik Indonesia (WPP NRI) Tahun 2015 Serta Opsi Pengelolaannya. Jurnal Kebijakan Perikanan Indonesia (Vol. 8, No. 2, pp. 97-110).
Ulumiah, M., Lamid, M., Soepranianondo, K., Al-arif, M.A., Alamsjah, M.A., dan Soeharsono. 2020. Manajemen Pakan dan Analisis Usaha Budidaya Udang Vaname (Litopenaeus vanamei) Pada Lokasi yang berbeda di Kabupaten Bangkalan dan Kabupaten Sidoarjo. Journal of Aquaculture and fish Health. 9 (2): 95-103
Wichachucherd, B. 2016. Constraints on Aquaculture Development in Limited Land Space. Aquaculture International (Vol. 24, No. 3, pp. 715-729).