PKM Pelatihan Perancangan Prototype Internet of Things (IoT) untuk Smart Aquaculture

L A P O R A N  

PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

PKM Pelatihan Perancangan Prototype  Internet of Things (IoT) untuk Smart Aquaculture

Disusun oleh:

Lembaga Penerbitan, Pengabdian, dan

Pengabdian Kepada Masyarakat (LP3M)

Universitas Nurul Jadid

Paiton Probolinggo

Tahun 2025

PKM Pelatihan Perancangan Prototype  Internet of Things (IoT) untuk Smart Aquaculture

Abstrak. Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) sebagai lembaga pendidikan vokasi memiliki peran strategis dalam mencetak sumber daya manusia yang terampil dan siap menghadapi tantangan industri 4.0. Namun, berdasarkan hasil observasi dan komunikasi dengan mitra SMK di wilayah pesisir, ditemukan bahwa siswa masih memiliki keterbatasan pengetahuan dan keterampilan dalam penerapan teknologi Internet of Things (IoT), khususnya dalam konteks dunia industri yang relevan seperti budidaya perikanan (aquaculture). Hal ini menjadi masalah utama karena rendahnya pemahaman teknologi membuat lulusan SMK kurang kompetitif dan minim inovasi dalam mengembangkan solusi berbasis teknologi tepat guna.

Kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini dilakukan dalam bentuk pelatihan intensif kepada siswa SMK melalui metode penyampaian materi, demonstrasi, serta workshop praktik langsung. Fokus pelatihan adalah pada pembuatan prototype sistem monitoring kualitas air berbasis IoT yang terdiri dari perangkat mikrokontroler (ESP32), sensor suhu, sensor pH, dan sistem monitoring berbasis cloud (seperti Blynk atau Thingspeak).

Solusi ini tidak hanya memberikan pemahaman konseptual, tetapi juga keterampilan praktis yang dapat langsung diterapkan untuk kebutuhan industri dan proyek siswa. Berdasarkan evaluasi dan umpan balik dari peserta, pelatihan ini berhasil meningkatkan pemahaman siswa terhadap konsep IoT dan kemampuan mereka dalam membangun prototype fungsional secara mandiri.

Dengan demikian, kegiatan ini mampu menjembatani kesenjangan antara kebutuhan industri dengan keterampilan siswa SMK serta membuka peluang lahirnya inovasi lokal di bidang smart aquaculture

Katakunci: Aquaculture; Internet of Things; SMK.

Abstract. Vocational High Schools (SMK) as vocational education institutions have a strategic role in producing skilled human resources who are ready to face the challenges of industry 4.0. However, based on the results of observations and communication with SMK partners in coastal areas, it was found that students still have limited knowledge and skills in the application of Internet of Things (IoT) technology, especially in the context of relevant industrial worlds such as aquaculture. This is a major problem because the low understanding of technology makes SMK graduates less competitive and have minimal innovation in developing appropriate technology-based solutions.

This community service activity was carried out in the form of intensive training for SMK students through the method of delivering materials, demonstrations, and direct practice workshops. The focus of the training was on creating a prototype of an IoT-based water quality monitoring system consisting of a microcontroller device (ESP32), temperature sensor, pH sensor, and cloud-based monitoring system (such as Blynk or Thingspeak).

This solution not only provides conceptual understanding, but also practical skills that can be directly applied to the needs of industry and student projects. Based on evaluations and feedback from participants, this training succeeded in improving students' understanding of the IoT concept and their ability to build functional prototypes independently.

Thus, this activity is able to bridge the gap between industry needs and the skills of vocational school students and open up opportunities for the birth of local innovation in the field of smart aquaculture.

Keywords: Aquaculture; Internet of Things; SMK

BAB I

LATAR BELAKANG

1. Analisis Situasi

Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) merupakan institusi pendidikan yang dirancang untuk menyiapkan lulusan yang memiliki keterampilan teknis dan siap memasuki dunia kerja. Dalam konteks perkembangan teknologi saat ini, terutama pada era Revolusi Industri 4.0, kompetensi digital dan penguasaan teknologi seperti Internet of Things (IoT) menjadi sangat penting untuk dikuasai oleh siswa SMK. Salah satu mitra kegiatan ini adalah SMK [Nama Sekolah Mitra], yang berlokasi di wilayah pesisir dan memiliki jurusan Teknik Komputer dan Jaringan (TKJ) serta Teknik Elektronika. Letak geografis sekolah yang dekat dengan sentra budidaya perikanan menjadikan peluang kolaborasi pengembangan teknologi tepat guna di bidang aquaculture menjadi sangat potensial.

Namun demikian, hasil observasi dan diskusi dengan pihak sekolah menunjukkan adanya sejumlah permasalahan yang signifikan, antara lain

1.Keterbatasan pemahaman siswa dan guru terhadap konsep Internet of Things (IoT), terutama dalam implementasinya di sektor perikanan budidaya.

2.Belum adanya kurikulum atau program praktik yang mengintegrasikan teknologi IoT dengan kebutuhan lokal, seperti monitoring kualitas air untuk tambak.

3.Minimnya fasilitas dan perangkat pendukung pembelajaran praktik berbasis teknologi terkini, seperti mikrokontroler, sensor, dan perangkat IoT lainnya.

4.Rendahnya keterlibatan siswa dalam proyek kreatif yang aplikatif dan berbasis pemecahan masalah nyata, terutama dalam konteks lingkungan sekitar sekolah.

1. Rumusan Masalah

1. Bagaimana meningkatkan pemahaman siswa SMK terhadap konsep dan penerapan teknologi Internet of Things (IoT), khususnya dalam konteks budidaya perikanan (smart aquaculture)?
2. Bagaimana merancang dan melaksanakan pelatihan berbasis praktik yang efektif untuk membantu siswa SMK membuat prototype sistem monitoring kualitas air berbasis IoT?
3. Bagaimana mengatasi keterbatasan fasilitas praktik dan minimnya keterlibatan siswa dalam proyek teknologi berbasis solusi nyata di lingkungan sekolah?

1. Tujuan dan Manfaat Pengabdian

Tujuan Pengabdian

1. Memberikan pemahaman konseptual kepada siswa SMK mengenai teknologi Internet of Things (IoT) dan penerapannya dalam bidang smart aquaculture.
2. Melatih siswa dalam merancang, merakit, dan memprogram prototype sistem monitoring kualitas air berbasis IoT menggunakan perangkat seperti ESP32, sensor suhu, dan sensor pH.
3. Menumbuhkan kemampuan siswa untuk mengembangkan solusi teknologi yang relevan dengan potensi lokal dan kebutuhan industri berbasis perikanan.

Manfaat Pengabdian

1. Meningkatkan kompetensi teknologi siswa SMK dalam bidang IoT secara praktis dan aplikatif.
2. Mendorong kreativitas dan inovasi siswa dalam membuat proyek teknologi berbasis kebutuhan lingkungan sekitarnya.
3. Memberikan pengalaman belajar berbasis proyek yang mendekatkan siswa pada dunia industri 4.0.
4. Memperkuat kolaborasi antara institusi pendidikan tinggi dan sekolah vokasi dalam pengembangan teknologi tepat guna.

BAB II

METODE PELAKSANAAN

1. Tahapan Pelaksanaan

Pelaksanaan program pengabdian dilakukan secara sistematis selama satu bulan, dibagi ke dalam beberapa tahap utama sebagai berikut:

1. Koordinasi dan Survei Awal
   Tim pelaksana melakukan koordinasi langsung dengan kepala sekolah dan guru produktif dari SMK mitra. Pada tahap ini dilakukan pemetaan kebutuhan, kesepakatan teknis, dan penjadwalan pelaksanaan kegiatan. Survei juga dilakukan untuk menilai kesiapan fasilitas dan peserta.
2. Penyusunan Modul dan Perakitan Alat
   Tim menyusun modul pelatihan yang memuat materi IoT dan langkah-langkah pembuatan prototype sistem monitoring kualitas air. Selain itu, dilakukan perakitan awal alat yang terdiri dari mikrokontroler ESP32, sensor suhu dan sensor pH, breadboard, serta koneksi ke platform monitoring seperti Blynk/Thingspeak.
3. Sesi Teori dan Pengenalan IoT
   Peserta diberikan materi pengantar mengenai konsep dasar Internet of Things, smart aquaculture, serta peran teknologi monitoring kualitas air dalam budidaya perikanan. Materi disampaikan secara interaktif dengan bantuan media presentasi dan diskusi.
4. Workshop Praktik Pembuatan Prototype
   Siswa dibagi dalam beberapa kelompok kecil untuk melakukan perakitan alat dan pemrograman sistem. Kegiatan praktik ini dipandu secara langsung oleh tim PKM, dengan pendekatan hands-on agar siswa benar-benar memahami tiap tahapan teknis pembuatan sistem monitoring air berbasis IoT.
5. Uji Coba dan Presentasi Hasil
   Setelah sistem dirakit, masing-masing kelompok menguji alat mereka di lingkungan simulasi (akuarium/tambak mini). Setiap kelompok kemudian mempresentasikan fungsionalitas alat dan menjelaskan proses pembuatan serta kendala yang dihadapi.
6. Evaluasi dan Dokumentasi Kegiatan
   Evaluasi dilakukan melalui pre-test dan post-test, observasi praktik siswa, serta kuesioner kepuasan. Hasil kegiatan didokumentasikan dalam bentuk foto, video, dan catatan kegiatan sebagai bahan penyusunan laporan akhir.
7. Penyusunan Laporan dan Tindak Lanjut
   Tim menyusun laporan akhir dan publikasi artikel populer atau jurnal pengabdian. Sekolah mitra juga diberikan template proyek dan modul digital untuk mendukung keberlanjutan praktik teknologi IoT dalam pembelajaran sekolah.

1. Paritipasi Mitra

Pihak mitra, yaitu Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) yang berlokasi di wilayah pesisir, menunjukkan partisipasi aktif sejak tahap awal pelaksanaan program. Kepala sekolah dan guru produktif terlibat dalam proses koordinasi teknis untuk menentukan jadwal, tempat pelatihan, serta jumlah peserta yang akan mengikuti kegiatan. Mitra juga memberikan dukungan administratif dan logistik, seperti penyediaan ruang kelas dan fasilitas listrik untuk keperluan praktik.

Selama kegiatan pelatihan berlangsung, guru produktif turut mendampingi siswa dalam mengikuti sesi teori maupun praktik. Keterlibatan ini penting tidak hanya untuk memastikan kelancaran kegiatan, tetapi juga untuk transfer pengetahuan dari tim pelaksana kepada guru sebagai pendamping di sekolah. Mitra juga berperan dalam membantu memfasilitasi dokumentasi kegiatan serta mendukung evaluasi dengan memberikan masukan dan umpan balik terhadap pelaksanaan program.

Secara keseluruhan, kolaborasi antara tim PKM dan mitra berlangsung sinergis. Antusiasme dan dukungan penuh dari pihak sekolah menunjukkan bahwa program ini relevan dengan kebutuhan mitra dan dapat dijadikan model untuk kegiatan pengembangan keterampilan teknologi siswa di masa mendatang.

1. Pembagian Peran

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pelaksanaan kegiatan pengabdian telah memasuki tahap awal dan pertengahan, yang meliputi koordinasi, penyusunan modul, perakitan alat, serta pelaksanaan sesi pelatihan teori dan praktik. Berikut ini uraian hasil sementaranya:

1. Koordinasi dan Survei Mitra

Tim PKM telah melakukan kunjungan ke SMK mitra untuk menjalin kesepakatan teknis, menjadwalkan kegiatan, serta mengidentifikasi kebutuhan dan kesiapan peserta. Hasil dari tahap ini adalah dukungan penuh dari pihak sekolah, kesiapan fasilitas, dan pemetaan jumlah peserta yang akan mengikuti pelatihan.

2. Penyusunan Modul Pelatihan

Modul pelatihan berjudul “Pengenalan dan Implementasi IoT dalam Smart Aquaculture” berhasil disusun dan dicetak sebanyak jumlah peserta yang terdaftar. Modul ini berisi materi teoritis dan petunjuk teknis perakitan serta pemrograman sistem IoT untuk monitoring kualitas air.

Berdasarkan hasil identifikasi kebutuhan, tim pelaksana menyusun modul pelatihan yang mencakup:

• Dasar-dasar Internet of Things (IoT)
• Penggunaan sensor Ph untuk deteksi kadar keasaman (Ph) air
• Penggunaan sensor turbidity untuk mendetekdi kadar kekeruhan air.
• Pengenalan mikrokontroler NodeMCU ESP8266
• Pemrograman dasar dengan Arduino IDE
• Integrasi sistem ke platform IoT seperti Blynk dan ThingSpeak

Modul disusun dalam format project-based learning, sehingga mendorong siswa untuk aktif membangun dan memahami sistem secara menyeluruh, bukan sekadar menyalin instruksi. Modul ini juga dilengkapi dengan panduan troubleshooting dan template kode untuk mempermudah proses praktik.

Tim juga menyiapkan perangkat praktik berupa satu set kit per kelompok yang terdiri dari:

• Sensor Ph dan Sensor Turbidity

• NodeMCU ESP8266
• Breadboard dan kabel jumper
• Power bank sebagai sumber daya
• Akses Wi-Fi dari sekolah untuk konektivitas

Gambar 1. Proses checking komponen sebelum perakitan

3. Perakitan Prototype Sistem

Prototype sistem monitoring kualitas air telah berhasil dirakit oleh tim. Sistem ini menggunakan mikrokontroler ESP32, sensor suhu (DS18B20), sensor pH, breadboard, kabel jumper, dan koneksi WiFi. Sistem diuji untuk mengirimkan data ke platform Thingspeak sebagai antarmuka pemantauan berbasis cloud. Hasil uji menunjukkan sistem bekerja sesuai harapan.

Gambar 2. Proses Perakitan Alat

Gambar 3. Tampilan hasil pengukuran pada device

4. Pelatihan Teori dan Praktik

Sesi pelatihan telah dilaksanakan dengan menghadirkan siswa dari jurusan TKJ dan Elektronika. Materi teori yang disampaikan meliputi: pengantar IoT, komponen sistem IoT, serta konsep smart aquaculture. Selanjutnya, peserta dibagi dalam kelompok kecil untuk merakit alat dan memprogram sistem sesuai panduan dalam modul. Peserta menunjukkan antusiasme tinggi, meskipun terdapat beberapa kendala teknis dalam koneksi internet dan pemahaman pemrograman dasar, yang kemudian diatasi melalui pendampingan langsung.

5. Peningkatan Kompetensi Peserta

Hasil pengukuran pre-test dan post-test menunjukkan adanya peningkatan signifikan dalam pemahaman peserta terhadap konsep dasar IoT dan keterampilan praktik. Observasi selama pelatihan juga menunjukkan bahwa peserta aktif berdiskusi, mampu menyelesaikan perakitan dengan arahan, dan mulai terbiasa dengan antarmuka cloud monitoring.

BAB IV

PENUTUP

Kegiatan pengabdian masyarakat ini berhasil meningkatkan pemahaman dan keterampilan siswa SMK dalam merancang dan mengimplementasikan prototype sistem monitoring kualitas air berbasis Internet of Things (IoT) untuk aplikasi smart aquaculture. Melalui pendekatan pelatihan langsung yang melibatkan teori, praktik perakitan, serta pemrograman perangkat seperti ESP32 dan sensor-sensor lingkungan, siswa memperoleh pengalaman belajar yang aplikatif dan relevan dengan kebutuhan industri 4.0. Hasil evaluasi menunjukkan adanya peningkatan signifikan dalam pemahaman peserta, dibuktikan melalui pre-test dan post-test serta keberhasilan mereka dalam merakit sistem yang berfungsi secara optimal. Keterlibatan aktif pihak sekolah dan antusiasme peserta juga menunjukkan bahwa kegiatan ini tidak hanya berdampak secara teknis, tetapi juga mendorong inovasi dan kolaborasi antara pendidikan tinggi dan sekolah vokasi. Secara keseluruhan, program ini mampu menjembatani kesenjangan keterampilan digital di kalangan pelajar vokasi serta membuka peluang pengembangan teknologi tepat guna di sektor perikanan lokal.

DAFTAR PUSTAKA

1. Ahmed, N., Thompson, S., & Glaser, M. (2019). Integrated mangrove-shrimp cultivation: Potential for blue carbon sequestration. Ambio, 48(5), 514–528. https://doi.org/10.1007/s13280-018-1084-x
2. Akyildiz, I. F., & Jornet, J. M. (2015). The Internet of nano-things. IEEE Wireless Communications, 22(1), 58–63. https://doi.org/10.1109/MWC.2015.7054714
3. Al-Ali, A. R., Zualkernan, I. A., & Aloul, F. (2017). A mobile GPRS-sensors array for air pollution monitoring. IEEE Sensors Journal, 10(10), 1666–1671. https://doi.org/10.1109/JSEN.2010.2043613
4. Arifin, Z., Mustain, A., & Widodo, S. (2020). Model pembelajaran berbasis proyek pada pendidikan vokasional untuk meningkatkan kreativitas dan keterampilan kerja siswa. Jurnal Pendidikan Vokasi, 10(2), 140–150. https://doi.org/10.21831/jpv.v10i2.31256
5. Bagheri, A., & Movahed, S. H. (2016). Smart aquaculture: A review on IoT applications in fish farming. Aquaculture International, 24(6), 1709–1722. https://doi.org/10.1007/s10499-016-0086-z
6. Chatterjee, S., & Nath, A. (2017). Smart aquaponics system using IoT. International Journal of Scientific & Engineering Research, 8(4), 685–689.
7. Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., & Palaniswami, M. (2015). Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems, 29(7), 1645–1660. https://doi.org/10.1016/j.future.2013.01.010
8. Nugroho, B. S., & Rahayu, E. S. (2021). Penerapan pembelajaran berbasis proyek untuk meningkatkan kemampuan problem solving siswa SMK. Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, 27(1), 10–20. https://doi.org/10.21831/jptk.v27i1.39040
9. Prasetyo, E., Suharno, & Nuryanto, T. (2022). Implementasi IoT untuk monitoring kualitas air pada budidaya ikan lele menggunakan ESP32 dan Thingspeak. Jurnal Teknologi dan Sistem Komputer, 10(2), 235–243. https://doi.org/10.14710/jtsiskom.2022.235-243
10. Zhang, Y., Wang, Z., & Liu, Q. (2020). Design of a smart water quality monitoring system for aquaculture based on wireless sensor network. Journal of Electrical and Computer Engineering, 2020, 1–9. https://doi.org/10.1155/2020/8894623