PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Sektor perikanan merupakan salah satu tulang punggung perekonomian nasional Indonesia. Berdasarkan data dari Kementerian Kelautan dan Perikanan, konsumsi ikan nasional terus meningkat setiap tahunnya, menciptakan peluang besar bagi pengembangan budidaya ikan. Ikan lele (Clarias gariepinus) menjadi salah satu komoditas unggulan karena memiliki daya tahan tinggi, siklus hidup cepat, dan permintaan pasar yang stabil. Namun demikian, tantangan utama yang dihadapi oleh pembudidaya ikan skala kecil hingga menengah, khususnya Kelompok Tani "Mina Sejahtera" di Desa Sukamaju, adalah manajemen kualitas air yang belum optimal.

Kualitas air adalah faktor penentu utama keberhasilan budidaya ikan lele. Parameter krusial seperti suhu, pH (tingkat keasaman), dan kadar oksigen terlarut (DO) harus dipantau secara rutin. Fluktuasi nilai parameter ini yang di luar ambang batas aman dapat menyebabkan stres pada ikan, melambatnya pertumbuhan, bahkan kematian massal yang menyebabkan kerugian ekonomi signifikan. Saat ini, Kelompok Tani "Mina Sejahtera" masih mengandalkan metode konvensional dalam memantau kualitas air, yaitu pengukuran manual menggunakan alat ukur portabel dan inspeksi visual.

Metode manual memiliki berbagai keterbatasan. Pengukuran yang dilakukan secara berkala (misalnya dua kali sehari) seringkali gagal mendeteksi perubahan kualitas air yang bersifat fluktuatif dan tiba-tiba, misalnya penurunan oksigen terlarut di malam hari atau lonjakan pH akibat proses fotosintesis siang hari. Selain itu, ketergantungan pada tenaga manusia terbuka pada risiko kesalahan human error dan ketidakefisienan waktu. Dalam skala budidaya yang lebih luas, pemeriksaan titik-titik kolam satu per satu menjadi pekerjaan yang sangat melelahkan dan memakan waktu.

Melihat perkembangan revolusi industri 4.0, teknologi Internet of Things (IoT) hadir sebagai solusi yang efektif dan efisien untuk mengatasi masalah ini. IoT memungkinkan interaksi antar perangkat melalui jaringan internet tanpa memerlukan interaksi manusia-ke-manusia atau manusia-ke-komputer yang intens. Penerapan sensor cerdas yang terhubung ke mikrokontroler dan platform cloud memungkinkan pemantauan kualitas air secara real-time, akurat, dan berkelanjutan. Data yang dikumpulkan dapat diakses kapan saja dan di mana saja melalui aplikasi smartphone,sehingga pembudidaya dapat mengambil tindakan preventif segera sebelum terjadi kerusakan pada populasi ikan.

Berdasarkan uraian tersebut, tim PKM-PE Universitas Teknologi Indonesia berinisiatif untuk mengimplementasikan teknologi IoT bertujuan membantu mitra, yaitu Kelompok Tani "Mina Sejahtera", dalam melakukan digitalisasi manajemen budidaya. Program ini tidak hanya menyediakan alat, tetapi juga pendampingan dan pelatihan agar mitra mampu mengoperasikan dan memelihara teknologi tersebut secara mandiri.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, rumusan masalah dalam program pengabdian ini adalah:

1. Bagaimana cara merancang dan membangun perangkat monitor kualitas air berbasis IoT yang terjangkau dan mudah digunakan oleh mitra?
2. Bagaimana efektivitas penerapan sistem monitoring real-time terhadap deteksi dini perubahan kualitas air pada kolam budidaya ikan lele?
3. Bagaimana meningkatkan kapasitas pengetahuan dan keterampilan Kelompok Tani "Mina Sejahtera" dalam pemanfaatan teknologi digital untuk mendukung produktivitas budidaya?

1.3 Tujuan Pengabdian

Tujuan kegiatan pengabdian ini adalah:

• Menghasilkan prototipe sistem monitoring kualitas air berbasis IoT yang fungsional untuk dipasang di kolam mitra.
• Meningkatkan efisiensi pengawasan kualitas air melalui sistem notifikasi otomatis ke gawai pembudidaya.
• Melakukan pelatihan dan pendampingan teknis kepada anggota Kelompok Tani "Mina Sejahtera" mengenai operasional dan perawatan perangkat IoT.
• Meningkatkan tingkat keberhasilan panen dan menekan angka kematian ikan akibat faktor kualitas air.

1.4 Luaran Wajib

• Teknologi tepat guna: Prototipe Alat Monitoring Kualitas Air Berbasis IoT.
• Artikel Ilmiah: Artikel hasil kegiatan yang dipublikasikan di jurnal terakreditasi SINTA atau prosiding seminar nasional.

1.5 Luaran Tambahan

• Media promosi: Video dokumentasi kegiatan dan penggunaan alat yang diunggah di kanal YouTube kampus.
• HaKI/Patenn sederhana (jika memungkinkan): Pendaftaran desain atau model utilitas alat.
• Modul panduan: Buku saku pengoperasian alat untuk mitra.

2. Tinjauan Pustaka

2.1 Budidaya Ikan Lele

Ikan lele dikenal sebagai ikan air tawar yang toleran terhadap kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, namun untuk pertumbuhan yang optimal diperlukan pengelolaan kualitas air yang baik. Menurut penelitian yang dilakukan oleh (Santoso, 2021), kisaran parameter kualitas air yang ideal untuk budidaya ikan lele adalah sebagai berikut:

Jika parameter di atas menyimpang, ikan akan berada dalam kondisi stres yang membuatnya rentan terhadap penyakit. Oleh karena itu, sistem kalibrasi otomatis dan alarm yang dibangun dalam program ini akan mengacu pada standar nilai tersebut.

2.2 Internet of Things (IoT) dalam Pertanian

Internet of Things (IoT) adalah jaringan perangkat fisikkendaraan, peralatan rumah, dan barang lainnya yang tertanam dengan sensor, perangkat lunak, dan konektivitas jaringanyang memungkinkan objek-objek ini untuk menghubungkan dan bertukar data. Dalam konteks pertanian (sering disebut Smart Agriculture), IoT digunakan untuk observasi otomatis ladang, pemantauan kualitas tanah, dan manajemen irigasi.

"Penerapan IoT pada budidaya perikanan memungkinkan pengumpulan data spasial dan temporal yang detail yang sebelumnya mustahil dilakukan secara manual, sehingga memungkinkan presisi dalam pengambilan keputusan manajemen." (Wijaya & Pratama, 2022).

Teknologi inti yang digunakan dalam proyek ini meliputi mikrokontroler ESP32 yang memiliki kemampuan Wi-Fi terintegrasi, sensor pH analog, sensor suhu DS18B20 tahan air, dan modul ultrasonik untuk pemantauan ketinggian air sebagai indikator volume. Data dikirim ke platform cloud (Firebase/Thingspeak) dan diintegrasikan dengan antarmuka aplikasi seluler yang dibangun menggunakan MIT App Inventor atau Flutter.

3. Metodologi Pelaksanaan

Metode yang digunakan dalam pelaksanaan program pengabdian ini adalah metode Participatory Action Research (Penelitian Tindakan Partisipatif). Pendekatan ini melibatkan mitra secara aktif dalam setiap tahapan proses, mulai dari perencanaan, pelaksanaan, hingga evaluasi, untuk memastikan keberlanjutan program. Adapun langkah-langkah pelaksanaan adalah sebagai berikut:

3.1 Tahap Persiapan (Bulan 1)

• Survei Awal & Identifikasi Masalah: Kunjungan lapangan untuk berdiskusi dengan Ketua Kelompok Tani "Mina Sejahtera", mengukur dimensi kolam existing, dan mengidentifikasi ketersediaan listrik serta sinyal internet di lokasi.
• Perancangan Alat: Desain hardware dan blok diagram sistem IoT. Pemilihan komponen yang ekonomis namun tahan terhadap cuaca (dengan waterproof housing).
• Perizinan: Pengurusan surat izin pelaksanaan kegiatan kepada kampus dan instansi terkait di desa setempat.

3.2 Tahap Implementasi (Bulan 2-3)

• Pembuatan Prototipe: Perakitan rangkaian elektronik, pemrograman mikrokontroler ESP32, dan integrasi sensor.
• Pengujian Laboratorium: Kalibrasi sensor menggunakan larutan standar pH dan air bervariasi suhu untuk memastikan tingkat akurasi pembacaan sebelum dipasang di lokasi mitra.
• Instalasi Lapangan: Pemasangan perangkat IoT di kolam mitra dan pengaturan aplikasi pemantauan pada smartphone petani.
• Pelatihan: Sosialisasi cara membaca data pada aplikasi, interpretasi data, dan tindakan yang harus dilakukan ketika alarm menyala (misalnya menyalakan aerator).

3.3 Tahap Monitoring dan Evaluasi (Bulan 4-5)

• Pemantauan Periodik: Tim pengabdi melakukan kunjungan rutin mingguan untuk memastikan alat berfungsi normal dan mengevaluasi respon mitra terhadap teknologi baru.
• Pengumpulan Data Kuantitatif: Membandingkan data produktivitas (berat ikan, tingkat kelangsungan hidup) sebelum dan sesudah penggunaan alat.
• Evaluasi Kualitatif: Wawancara dengan mitra mengenai kepuasan dan kesulitan dalam menggunakan sistem.

3.4 Tahap Diseminasi (Bulan 6)

• Sosialisasi Luas: Presentasi hasil program kepada kelompok tani lain di desa atau kecamatan untuk memperluas dampak.
• Pelaporan: Penyusunan laporan keuangan, laporan teknis, dan artikel ilmiah.

3.5 Jadwal Kegiatan

4. Rencana Anggaran Biaya

Rencana biaya kegiatan disusun berdasarkan standar biaya yang dikeluarkan oleh perguruan tinggi dan analisis harga pasar. Anggaran didominasi oleh pembelian komponen elektronik untuk pembuatan alat dan biaya operasional lapangan.

*) Harga dapat berubah sewaktu-waktu menyesuaikan kondisi pasar.

4.1 Profil Tim Pelaksana

• Ketua Pelaksana: [Nama Mahasiswa 1] - Jurusan Teknik Elektro, Angkatan 2021. Bertanggung jawab atas perancangan hardware dan pemrograman.
• Anggota 1: [Nama Mahasiswa 2] - Jurusan Teknologi Hasil Pertanian. Bertanggung jawab atas pendampingan manajemen budidaya dan analisis kualitas air.
• Anggota 2: [Nama Mahasiswa 3] - Jurusan Manajemen Bisnis. Bertanggung jawab atas analisis keuangan dan publikasi laporan.

4.2 Dosen Pendamping

Bapak/Ibu [Nama Dosen], S.T., M.T.
NIP: [Nomor Induk Pegawai]
Bidang Keahlian: Teknologi Pangan dan Rekayasa Peralatan.

Daftar Pustaka

Santoso, A. (2021). Panduan Lengkap Budidaya Ikan Lele Modern. Jakarta: Penerband Swadaya.
Wijaya, R., & Pratama, A. (2022). Optimasi Budidaya Perikanan Melalui Internet of Things. Jurnal Teknologi Informasi dan Komunikasi, 12(2), 45-52.
Kementerian Kelautan dan Perikanan RI. (2023). Statistik Perikanan Budidaya Indonesia 2022. Jakarta: Badan Pusat Statistik.