Comparative Analysis of Salinity Readings for Water Quality Monitoring between IoT-Based Sensor Systems and Refractometer
DOI:
https://doi.org/10.25077/TEKNOSI.v11i3.2025.273-281Keywords:
internet of things, water quality monitoring, salinity measurement, refractometer, comparative readings, precision, accuracyAbstract
Salinity is among the factors that affect aquaculture water quality, along with pH, temperature, dissolved oxygen (DO), and ammonia. The osmotic pressure is influenced by salinity, which directly affects the aquatic biota. An osmotic pressure increases with increasing salinity in a body of water. The threshold salinity varies between aquatic biotas. If there is an isoosmotic pressure, the aquatic biota will thrive. Specific gravity, electrical conductivity (EC), light refraction, and chlorine titration are commonly used in salinity tests. Refractometer light refraction and water quality monitoring (WQM) salinity sensor EC were the salinity measurements employed in this research. In general, difficulties experienced while employing EC measurements to the tool's accuracy and precision. The salinity sensor was evaluated and verified in this research by comparing the findings of WQM readings with a refractometer over a three-day term. The sensors of 22 WQM devices were tested and validated in 22 BLUPPB (Balai Layanan Usaha Produksi Perikanan Budidaya, Aquaculture Production Business Service Center) ponds. The WQM was put in the center of the pond, and salinity was measured with a refractometer at four spots around the pond's edge. On the first trial, the WQM error and accuracy values were 19.90% and 80.10%, respectively; on the second trial, they were 9.58% and 90.42%, and on the third attempt, they were 16.21% and 83.79%. WQM accuracy was 0.7128, 0.7285, and 0.7174 on the first, second, and third timeReferences
N. V. Nair and P. K. Nayak, “Exploring Water Quality as a Determinant of Small-Scale Fisheries Vulnerability,” Sustainability, vol. 15, no. 17, p. 13238, Jan. 2023, doi: 10.3390/su151713238.
F. M. Yusoff, W. A. D. Umi, N. M. Ramli, and R. Harun, “Water quality management in aquaculture,” Camb. Prisms Water, vol. 2, no. 8, pp. 1–22, 2024, doi: 10.1017/wat.2024.6.
N. E. Francissca and F. F. Muhsoni, “Laju Pertumbuhan dan Kelangsungan Hidup Ikan Nila (Oreochromis niloticus) pada Salinitas yang Berbeda,” Juv. J. Ilm. Kelaut. Dan Perikan., vol. 2, no. 3, Art. no. 3, Sept. 2021, doi: 10.21107/juvenil.v2i3.11271.
J. A. Prakosa et al., “Perbandingan Pengukuran Salinitas Air antara Metode Daya Hantar Listrik dan Massa Jenis untuk Aplikasinya pada Bidang Pertanian,” Instrumentasi, doi: 10.31153/INSTRUMENTASI.V44I2.221.
D. M. Siltri, Y. Yohandri, and Z. K. Zulhendri Kamus, “Pembuatan Alat Ukur Salinitas Dan Kekeruhan Air Menggunakan Sensor Elektroda Dan Ldr,” J. Sainstek IAIN Batusangkar, vol. 7, no. 2, pp. 126–139, 2015, doi: 10.31958/js.v7i2.133.
L. Gu, X. He, M. Zhang, and H. Lu, “Advances in the Technologies for Marine Salinity Measurement,” J. Mar. Sci. Eng., vol. 10, no. 12, p. 2024, Dec. 2022, doi: 10.3390/jmse10122024.
A. Hyldgård, D. Mortensen, K. Birkelund, O. Hansen, and E. V. Thomsen, “Autonomous multi-sensor micro-system for measurement of ocean water salinity,” Sens. Actuators Phys., vol. 147, no. 2, pp. 474–484, Oct. 2008, doi: 10.1016/j.sna.2008.06.004.
A. Hindayani and N. Hamim, “Akurasi dan Presisi Metode Sekunder Pengukuran Konduktivitas Menggunakan Sel Jones Tipe E untuk Pemantauan Kualitas Air Minum,” Indones. J. Chem. Anal., vol. 5, no. 1, pp. 41–51, 2022, doi: 10.20885/ijca.vol5.iss1.art5.
N. A. M. Jais, A. F. Abdullah, M. S. M. Kassim, M. M. A. Karim, A. M, and N. ‘Atirah Muhadi, “Improved accuracy in IoT-Based water quality monitoring for aquaculture tanks using low-cost sensors: Asian seabass fish farming,” Heliyon, vol. 10, no. 8, Apr. 2024, doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e29022.
M. Le Menn and R. Nair, “Review of acoustical and optical techniques to measure absolute salinity of seawater,” Front. Mar. Sci., vol. 9, Nov. 2022, doi: 10.3389/fmars.2022.1031824.
R. Eso, H. T. Mokui, A. Arman, L. Safiuddin, and H. Husein, “Water Quality Monitoring System Based on the Internet of Things (IoT) for Vannamei Shrimp Farming,” ComTech Comput. Math. Eng. Appl., vol. 15, no. 1, pp. 53–63, June 2024, doi: 10.21512/comtech.v15i1.10657.
J. Su et al., “Comparison of Salinity Measurement Based on Optical Refractometer and Electric Conductivity: A Case Study of Urea in Seawater,” IEEE Sens. J., vol. 24, no. 2, pp. 2172–2179, Jan. 2024, doi: 10.1109/JSEN.2023.3337259.
R. Adawiyah, R. Rasyid, and H. Harmadi, “Rancang Bangun Alat Ukur Massa Jenis Zat Cair Otomatis Menggunakan Sensor Load Cell dan Sensor Ultrasonik Berbasis Arduino Uno,” J. Fis. Unand, vol. 10, no. 1, pp. 130–136, Feb. 2021, doi: 10.25077/jfu.10.1.130-136.2021.
N. Afiyat, R. H. Navilla, and M. Hariyadi, “Sistem Monitoring Cairan Infus Berbasis IoT Menggunakan Protokol MQTT,” J. Nas. Tek. Elektro Dan Teknol. Inf., vol. 12, no. 1, Art. no. 1, Feb. 2023, doi: 10.22146/jnteti.v12i1.5862.
R. E. Putri, W. E. Pratama, and I. Ifmalinda, “Application of Capacitive Sensor for Measuring Grain Moisture Content Based on Internet of Things,” J. Keteknikan Pertan., vol. 11, no. 1, Art. no. 1, Apr. 2023, doi: 10.19028/jtep.011.1.29-40.
A. B. Sharma, L. Golubchik, and R. Govindan, “Sensor faults: Detection methods and prevalence in real-world datasets,” ACM Trans Sen Netw, vol. 6, no. 3, p. 23:1-23:39, June 2010, doi: 10.1145/1754414.1754419.
N. Ramanathan et al., “Rapid Deployment with Confidence:Calibration and Fault Detection in Environmental Sensor Networks,” 2006, Accessed: July 22, 2025. [Online]. Available: https://escholarship.org/uc/item/8v26b5qh
R. Riska, N. Nurlina, and R. Karim, Alat Ukur dan Pengukuran. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Muhammadiyah Makassar, 2017.
A. P. Seale et al., “Evaluation of a novel recirculating aquaculture center for research, education, and extension at the University of Hawaii at Manoa,” Isr. J. Aquac. - Bamidgeh, vol. 77, no. 3, pp. 56–67, July 2025, doi: 10.46989/001c.142156.
R. H. Baihaqi, H. Haeruddin, and K. Prakoso, “Analisis Hubungan Kualitas Air Tambak Terhadap Laju Pertumbuhan Ikan Nila Salin (Oreochromis niloticus),” J. Pasir Laut, vol. 8, no. 2, pp. 63–70, Sept. 2024, doi: 10.14710/jpl.2024.63545.
T. Syahputra, M. N. Putri, and R. Kurniawan, “Pemijahan Ikan Nila Salin (Oreochromis niloticus) di Balai Besar Perikanan Budidaya Air Payau (BBPBAP) Jepara,” South East Asian Aquac., vol. 1, no. 1, pp. 11–15, July 2023, doi: 10.61761/seaqu.1.1.11-15.
R. P. Shete, A. M. Bongale, and D. Dharrao, “IoT-enabled effective real-time water quality monitoring method for aquaculture,” MethodsX, vol. 13, p. 102906, Aug. 2024, doi: 10.1016/j.mex.2024.102906.
M. Syafirah, R. Eso, and Husein, “IoT-Based Vaname Shrimp Pond Water Quality Monitoring Using the Quamonitor Tool,” ELECTRON J. Ilm. Tek. Elektro, vol. 5, no. 1, pp. 106–116, May 2024, doi: 10.33019/electron.v5i1.149.
T. P. Truong, D. T. Nguyen, and T. Huynh, “Design and Implementation of an IoT-based River Water Salinity Monitoring System Using MSP432,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 1878, no. 1, p. 012023, May 2021, doi: 10.1088/1742-6596/1878/1/012023.
J. B. Papolonias, R. Q. Lavilles, and J. I. Miano, “Development of water quality monitoring system for fish farming,” Bull. Electr. Eng. Inform., vol. 14, no. 4, pp. 2962–2974, Aug. 2025, doi: 10.11591/eei.v14i4.7673.
A. Alimuddin, Masjudin, V. Vanessha, C. A. Wicaksana, R. Arafiyah, and I. Saraswati, “Monitoring System Development of Milkfish Salinity on Aquaponic at Green House,” presented at the 2nd International Conference for Smart Agriculture, Food, and Environment (ICSAFE 2021), Atlantis Press, Dec. 2022, pp. 119–125. doi: 10.2991/978-94-6463-090-9_14.
L. Parra, S. Viciano-Tudela, D. Carrasco, S. Sendra, and J. Lloret, “Low-Cost Microcontroller-Based Multiparametric Probe for Coastal Area Monitoring,” Sensors, vol. 23, no. 4, p. 1871, Jan. 2023, doi: 10.3390/s23041871.
TEOS-10, “Notes on the GSW function gsw_SP_from_C,” Feb. 2011. Accessed: Oct. 22, 2025. [Online]. Available: teos-10.org
B. N. Sahoo, P. J. Thomas, P. Thomas, and M. M. Greve, “Antibiofouling Coatings For Marine Sensors: Progress and Perspectives on Materials, Methods, Impacts, and Field Trial Studies,” ACS Sens., vol. 10, no. 3, pp. 1600–1619, Mar. 2025, doi: 10.1021/acssensors.4c02670.
S. Gudic, L. Vrsalovic, A. Matošin, J. Krolo, E. E. Oguzie, and A. Nagode, “Corrosion Behavior of Stainless Steel in Seawater in the Presence of Sulfide,” Appl. Sci., vol. 13, no. 7, p. 4366, Jan. 2023, doi: 10.3390/app13074366.
B. Shi et al., “A Low-Cost Water Depth and Electrical Conductivity Sensor for Detecting Inputs into Urban Stormwater Networks,” Sensors, vol. 21, no. 9, p. 3056, Jan. 2021, doi: 10.3390/s21093056.
N. V. S. R. Nalakurthi et al., “Challenges and Opportunities in Calibrating Low-Cost Environmental Sensors,” Sensors, vol. 24, no. 11, p. 3650, Jan. 2024, doi: 10.3390/s24113650.
Downloads
Submitted
Accepted
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Jurnal Nasional dan Sistem Informasi
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Hak cipta untuk artikel ini ditransfer ke Jurnal Nasional Teknologi dan Sistem Informasi (TEKNOSI) jika dan ketika artikel diterima untuk publikasi. Yang bertanda tangan di bawah ini dengan ini mentransfer setiap dan semua hak di dalam dan ke kertas termasuk tanpa batasan semua hak cipta untuk TEKNOSI. Yang bertanda tangan di bawah ini dengan ini menyatakan dan menjamin bahwa makalah tersebut asli dan bahwa ia adalah pembuat makalah, kecuali untuk bahan yang secara jelas diidentifikasi sebagai sumber aslinya, dengan pemberitahuan izin dari pemilik hak cipta jika diperlukan. Yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa ia memiliki kekuatan dan wewenang untuk membuat dan melaksanakan penugasan ini.
Kami menyatakan bahwa:
- Makalah ini belum diterbitkan dalam bentuk yang sama di tempat lain.
- Makalah ini tidak akan dikirimkan di tempat lain untuk publikasi sebelum penerimaan/penolakan oleh Jurnal ini
- Izin hak cipta diperoleh untuk materi yang diterbitkan di tempat lain dan yang memerlukan izin ini untuk reproduksi.
Selanjutnya, Saya/kami dengan ini mentransfer hak publikasi yang tidak terbatas dari makalah yang disebutkan di atas secara keseluruhan kepada TEKNOSI. Transfer hak cipta mencakup hak untuk mereproduksi dan mendistribusikan artikel, termasuk cetak ulang, terjemahan, reproduksi foto, mikroform, bentuk elektronik (offline, online) atau reproduksi lain yang serupa.
Penulis yang sesuai menandatangani dan menerima tanggung jawab untuk merilis materi ini atas nama setiap dan semua penulis bersama. Perjanjian ini harus ditandatangani oleh setidaknya salah satu penulis yang telah memperoleh persetujuan dari rekan penulis jika berlaku. Setelah pengajuan perjanjian ini ditandatangani oleh penulis yang sesuai, perubahan kepengarangan atau dalam urutan penulis yang tercantum tidak akan diterima.
Hak / Syarat dan Ketentuan yang dipertahankan :
- Penulis memiliki semua hak kepemilikan dalam setiap proses, prosedur, atau artikel manufaktur yang dijelaskan dalam Karya ini.
- Penulis dapat mereproduksi atau mengotorisasi orang lain untuk mereproduksi karya ini atau karya turunannya untuk penggunaan pribadi penulis atau untuk penggunaan perusahaan, dengan ketentuan bahwa sumber dan menyatakan hak cipta dimiliki TEKNOSI, salinan tidak digunakan dengan cara apa pun yang menyiratkan pengesahan TEKNOSI atas suatu produk atau layanan dari pihak mana pun, dan salinannya sendiri tidak ditawarkan untuk dijual.
- Meskipun penulis diizinkan untuk menggunakan kembali semua atau sebagian dari karya ini dalam karya lain, ini tidak termasuk mengabulkan permintaan pihak ketiga untuk mencetak ulang, menerbitkan ulang, atau jenis penggunaan ulang lainnya.
This work is licensed under a 