Rancang Bangun Sistem Monitoring Pertumbuhan Mikroalga Berbasis IoT

Abstract

Mikroalga adalah mikroorganisme fotosintesik yang memanfaatkan sinar matahari dan karbondioksida untuk menghasilkan biomassa. Mikroalga memiliki tingkat efisiensi yang lebih tinggi dalam penggunaan air, karbondioksida, dan nutrisi lainnya bila dibandingkan tanaman tingkat tinggi. Salah satu mikroalga yang menghasilkan banyak minyak adalah Chlorella sp. Mikroalga jenis Chlorella memiliki tingkat reproduksi tinggi, setiap sel Chlorella dapat berkembang menjadi 10000 sel dalam waktu 24 jam. Kondisi lingkungan dalam sistem budidaya mikroalga harus dioptimalkan dan dikendalikan untuk mendapatkan hasil produksi yang maksimal. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang alat pemantau kepadatan mikroalga Chlorella sp. dan dapat dilihat pertumbuhannya secara real-time menggunakan sensor turbidity (TSD 10), mikrokontroler Arduino, dan modul wifi ESP8266. Tahap penelitian ini dimulai dengan perancangan alat monitoring yang meliputi perancangan sistem elektronika dan perancangan perangkat lunak, serta dilakukan perancangan media kultur mikroalga. Kemudian dilakukan pengujian alat yang meliputi uji sensor dan uji laboratorium. Setelah itu dilakukan analisis data dan didapatkan persamaan y = -1.633x + 1421.3, variabel y merupakan nilai kepadatan mikroalga dan x adalah nilai ADC sensor. Berdasarkan persamaan tersebut didapat nilai R2 sebesar 0.9921. Setelah kalibrasi sensor dilakukan proses validasi yang menghasilkan R2 sebesar 0.9962. Berdasarkan uji tersebut didapat kan error rata-rata pada sensor adalah 3.91%, dengan selisih terbesar 7.27%.

Microalgae are photosynthetic microorganisms that utilize sunlight and carbon dioxide to produce biomass. Microalgae have a higher efficiency level in using water, carbon dioxide, and other nutrients than higher plants. One of the microalgae that produce much oil is Chlorella sp. Chlorella have a high reproductive rate, each cell Chlorella can develop into 10000 cells within 24 hours. Environmental conditions in the microalgae cultivation system must be optimized and controlled to obtain maximum production results. The purpose of this study was to design a density monitoring tool for microalgae Chlorella sp. and can see its growth in real-time using the sensor turbidity (TSD 10), the Arduino microcontroller, and the ESP8266 wifi module. This research phase begins with the design of a monitoring tool which includes the design of electronic systems and software design, as well as the design of microalgae culture media. Then testing the equipment which includes sensor tests and laboratory tests. After that, data analysis was carried out and the equation y = -1.633x + 1421.3 was obtained, which y is the microalgae density value and x is the ADC sensor value. Based on this equation, the R2 value is 0.9921. After calibration of the sensor, a validation process was carried out which resulted in an R2 of 0.9962. Based on this test, the average error on the sensor is 3.91%, with the largest difference reaching 7.27%.