.jpeg)
Editor by :
1. Reksi M. Silaban (NIM: 230801074), Mahasiswa Fisika-FMIPA USU-Medan.
2. Kh.Dr. Muhammad Sontang Sihotang, S.Si., M.Si.
(Dosen Pengampu Akuisisi Data, Program Studi Fisika FMIPA USU)
Abstrak
Akuisisi data merupakan bagian penting dalam sistem
instrumentasi modern yang berfungsi untuk mengubah fenomena fisik menjadi
informasi digital yang dapat dianalisis. Salah
satu penerapan yang sangat relevan adalah monitoring kualitas air sungai
menggunakan sensor pH dan kekeruhan.
Sistem ini memungkinkan pengukuran kondisi air secara
real-time, akurat, dan berkelanjutan tanpa bergantung pada pengujian
laboratorium manual. Dalam konteks masyarakat, teknologi ini berperan dalam
mendeteksi pencemaran air, menjaga kesehatan, serta mendukung pengelolaan
lingkungan berbasis data.
Artikel ini membahas secara sistematis mengenai
falsafah, konsep, teori, rumus, tujuan, manfaat, program implementasi, kegiatan
pembelajaran, alat dan bahan, serta aplikasi nyata dari sistem akuisisi data
kualitas air sungai.
Kata kunci:
Akuisisi data, instrumentasi, kualitas air, sensor pH, turbidity, lingkungan
I. Pendahuluan
Kualitas air sungai di Indonesia masih menjadi
permasalahan penting yang berdampak terhadap lingkungan dan kesehatan
masyarakat. Berdasarkan data Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK),
sekitar 70,7% lokasi pemantauan sungai di Indonesia berada dalam kondisi
tercemar, sementara hanya 29,3% yang memenuhi baku mutu air .
Kualitas air di Indonesia umumnya diukur menggunakan
Indeks Kualitas Air (IKA), yang merupakan indikator komposit berdasarkan
parameter fisika, kimia, dan biologi seperti pH, BOD, COD, dan kandungan
partikel tersuspensi . Pada tahun 2022, nilai IKA Indonesia tercatat sebesar
53,88 yang menunjukkan kondisi kualitas air masih berada pada kategori sedang
dan belum optimal .
Kondisi ini menunjukkan bahwa pencemaran air masih
menjadi tantangan serius, terutama akibat aktivitas manusia seperti limbah
domestik dan industri. Salah satu indikator yang mudah diamati adalah tingkat
kekeruhan air, yang dapat menunjukkan adanya partikel pencemar dalam air.
Namun, pemantauan kualitas air yang dilakukan secara
konvensional melalui pengambilan sampel dan pengujian laboratorium memiliki keterbatasan
karena tidak dapat memberikan informasi secara real-time. Oleh karena itu,
diperlukan suatu sistem yang mampu memantau kualitas air secara kontinu dan
akurat.
Sistem akuisisi data berbasis instrumentasi dengan
memanfaatkan sensor pH dan kekeruhan dapat menjadi solusi yang efektif dalam
monitoring kualitas air sungai. Sistem ini memungkinkan pengambilan data secara
otomatis sehingga dapat mendukung pengelolaan lingkungan dan meningkatkan
kesehatan masyarakat.
II. Kajian Sebelumnya
Penelitian oleh Latifatul dan Zafia (2022)
mengembangkan sistem monitoring kualitas air berbasis Internet of Things (IoT)
dengan memanfaatkan mikrokontroler NodeMCU dan beberapa sensor, yaitu sensor
pH, turbidity, dan Total Dissolved Solids (TDS). Sistem ini dirancang untuk
melakukan pemantauan kualitas air secara otomatis dan menampilkan data hasil
pengukuran melalui website secara real-time. Mekanisme kerja sistem dimulai
dari pembacaan data oleh sensor yang kemudian diproses oleh mikrokontroler
NodeMCU dan dikirimkan melalui jaringan internet untuk ditampilkan pada halaman
web. Selain itu, data yang diperoleh juga dapat disimpan untuk keperluan
analisis lebih lanjut.
Selanjutnya, penelitian oleh Tansa (2024) merancang
alat monitoring kualitas air sungai dengan beberapa parameter, yaitu kekeruhan,
suhu, Total Dissolved Solids (TDS), dan pH menggunakan mikrokontroler
ATmega328. Integrasi beberapa sensor dalam satu sistem memungkinkan
diperolehnya informasi kualitas air yang lebih komprehensif sehingga dapat
memberikan gambaran kondisi air secara lebih akurat.
Penelitian oleh Putra (2024) mengembangkan
sistem monitoring kualitas air berbasis Internet of Things (IoT) menggunakan
mikrokontroler ESP32 dengan parameter pengukuran meliputi kekeruhan
(turbidity), Total Dissolved Solids (TDS), dan pH. Sistem bekerja dengan cara
membaca data dari sensor yang kemudian diproses oleh mikrokontroler dan
dikirimkan ke server untuk ditampilkan secara online melalui platform Blynk
serta disimpan pada Google Spreadsheet sebagai data historis.
III. State of The Art (SOTA)
Kajian mengenai sistem monitoring kualitas air
berbasis akuisisi data telah banyak dibahas dalam berbagai penelitian dan
pengembangan teknologi. Sistem tersebut umumnya memanfaatkan sensor pH,
kekeruhan, serta mikrokontroler dan teknologi IoT untuk memperoleh data secara
real-time.
Namun, sebagian besar pembahasan masih berfokus pada
aspek teknis dan implementasi sistem. Oleh karena itu, artikel ini menyajikan
pembahasan yang lebih terintegrasi antara konsep akuisisi data dalam
instrumentasi dengan penerapannya dalam kehidupan masyarakat, khususnya pada
monitoring kualitas air sungai.
Dengan demikian, artikel ini diharapkan dapat memberikan
pemahaman yang lebih komprehensif mengenai peran akuisisi data dalam mendukung
kesehatan masyarakat melalui pemantauan kualitas air.
IV. Grand Theory
Dasar teori dari sistem ini meliputi:
- Teori Pengukuran
Menjamin bahwa setiap data memiliki standar, akurasi, dan presisi.
- Teori Sistem
Sistem bekerja melalui alur input–proses–output.
- Teori Informasi
Data mentah diolah menjadi informasi yang bermakna.
- Teori Kontrol
Data digunakan untuk pengambilan keputusan atau pengendalian sistem.
- Cyber-Physical System
Integrasi antara dunia fisik dan sistem digital.
V. Falsafah
Falsafah utama sistem ini adalah:
“Mengubah kondisi air yang tidak terlihat menjadi
informasi yang dapat dipercaya.”
Sensor bertindak sebagai indera buatan manusia yang mampu
mendeteksi perubahan kecil dalam kualitas air. Dengan demikian, keputusan yang
diambil tidak lagi berdasarkan perkiraan, tetapi berdasarkan data nyata.
VI. Konsep
Konsep sistem akuisisi data kualitas air sungai dapat
dijelaskan melalui alur berikut:
Air Sungai → Sensor → Pengondisi Sinyal → ADC →
Mikrokontroler → Penyimpanan → Analisis → Informasi
Komponen utama:
- Sensor pH dan turbidity
- Signal conditioning
- ADC (Analog to Digital Converter)
- Mikrokontroler (ESP32)
- Software monitoring
Konsep ini memungkinkan sistem bekerja secara otomatis
dan kontinu.
Berikut flowchart untuk program yang dibuat.
VII. Teori dan Rumus
- Resolusi ADC
Error Persentase
- Frekuensi
Sampling (Nyquist)
- Sensitivitas
Sensor
Rumus-rumus ini digunakan untuk memastikan bahwa sistem
menghasilkan data yang akurat dan dapat dipercaya.
VIII. Tujuan
Tujuan dari implementasi sistem ini adalah:
- Memantau
kualitas air sungai secara real-time
- Mendeteksi
pencemaran sejak dini
- Menyediakan
data yang akurat bagi masyarakat
- Mendukung
pengambilan keputusan berbasis data
IX. Manfaat
A. Masyarakat
- Mengetahui
kondisi air sebelum digunakan
- Mengurangi
risiko penyakit akibat air tercemar
- Meningkatkan
kesadaran menjaga lingkungan
B. Pemerintah
- Monitoring
kualitas air secara berkelanjutan
- Dasar
kebijakan lingkungan
C. Industri
- Pengawasan
limbah industri
- Kepatuhan
terhadap standar lingkungan
X. Program Implementasi
Beberapa program yang dapat dilakukan:
- Monitoring
kualitas air sungai di daerah padat penduduk
- Penerapan
sistem di desa berbasis smart village
- Integrasi
data dengan platform IoT
- Kolaborasi
antara kampus, pemerintah, dan masyarakat
XI. Kegiatan Pembelajaran
Dalam konteks pendidikan, kegiatan yang dapat
dilakukan:
- Praktikum
penggunaan sensor pH
- Pengukuran
kekeruhan air
- Perancangan
sistem monitoring sederhana
- Analisis dan
visualisasi data
XII. Bahan dan Alat
Hardware:
- Arduino Uno
- Sensor pH
- Sensor
turbidity
- Breadboard
- Kabel jumper
Software:
- Arduino IDE
- Python /
Excel
Pendukung:
- Resistor
- Catu daya
- Wadah sampel
air
XIII. Aplikasi Berdampak
Sistem ini dapat diterapkan dalam:
- Monitoring
kualitas air sungai
- Deteksi
pencemaran lingkungan
- Pengawasan
sumber air masyarakat
- Edukasi berbasis
teknologi
XIV. Tantangan
Beberapa kendala dalam implementasi:
- Biaya sensor
yang cukup tinggi
- Kalibrasi
yang harus dilakukan secara berkala
- Gangguan
noise pada sinyal
- Keterbatasan
sumber daya manusia
- Keamanan data
pada sistem IoT
XV. Kesimpulan
Sistem akuisisi data berbasis instrumentasi merupakan
pendekatan yang efektif dalam monitoring kualitas air sungai, terutama dengan
memanfaatkan sensor pH dan kekeruhan sebagai parameter utama. Sistem ini
dirancang untuk mampu melakukan pengukuran secara real-time, kontinu, dan
otomatis sehingga dapat mengatasi keterbatasan metode konvensional yang masih
bergantung pada pengujian laboratorium.
Melalui integrasi antara sensor, mikrokontroler, dan
sistem pengolahan data, informasi mengenai kondisi kualitas air dapat diperoleh
secara lebih cepat dan akurat. Hal ini tidak hanya mendukung pengelolaan
lingkungan yang lebih baik, tetapi juga berkontribusi dalam upaya pencegahan
dampak pencemaran terhadap kesehatan masyarakat.
Dengan demikian, pengembangan sistem monitoring
kualitas air berbasis akuisisi data memiliki potensi besar untuk diterapkan
secara luas, baik dalam skala pendidikan, masyarakat, maupun instansi terkait
sebagai bagian dari solusi teknologi terhadap permasalahan kualitas air di
Indonesia.
Referensi
Badan
Pusat Statistik. (2024). Statistik
Lingkungan Hidup Indonesia 2024. Diakses dari: https://www.bps.go.id/id/publication/2024/11/29/f24c83748852c605dd2c73cb/statistik-lingkungan-hidup-indonesia-2024.html
Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan. (2025). Sungai
bersih kunci masa depan.
Diakses dari: https://kemenlh.go.id/news/detail/menteri-lh-sungai-bersih-kunci-masa-depan
GoodStats. (2023). Indeks kualitas air di Indonesia
tahun 2022.
Diakses dari: https://goodstats.id/article/indeks-kualitas-air-di-indonesia-berhasil-mencapai-nilai-tertinggi-di-tahun-2022-gSZQu
Latifatul,
A., & Zafia, A. (2022). Penerapan sistem monitoring kualitas air berbasis
Internet of Things. LEDGER: Journal Informatics and Information Technology,
1(1). https://doi.org/10.20895/ledger.v1i1.776Tansa, A. (2024). Perancangan alat monitoring kualitas
air sungai berbasis mikrokontroler. Diakses
dari: https://ejurnal.ung.ac.id/index.php/jjeee/article/view/23315
Putra,
H. A., & Rosano, A. (2024). Implementasi IoT dalam sistem monitoring
kualitas air menggunakan platform Blynk dan Google Spreadsheet. INSANtek:
Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro, 5(1). http://jurnal.bsi.ac.id/index.php/insantek/article/view/3209