Penentuan Suhu Pada Ruangan Penetasan Telur Berbasis Mikroprosesor

(1)

Nasruddin MN JURNAL PENELITIAN MIPA Volume 1, Nomor 1 Desember 2007

30

PENENTUAN SUHU PADA RUANGAN PENETASAN TELUR

BERBASIS MIKROPROSESOR

Nasruddin MN

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara Medan

Abstract

Have been devices operation conducted of temperature by using microprosessor as temperature sensor to determine temperature value as which desired. This microprosessor of program to control temperature by boosting up 10C and also maintaining it a time gap which have been determined. Egg utilized for its hatch is chicken's egg, egg of wallet and duck egg. After measured by temperature hatch of the egg got by temperature at hatch of chicken's egg is to gyrate 380C–410C, egg of wallet gyrate 320C-350C, and duck egg gyrate 380C-400C. Mikroprosessor activated by after temperature in incubator adapted for by hatch temperature.

Keywords:Determination, temperature, egg and microprocessor

PENDAHULUAN

Dewasa ini penggunaan mikroprosesor sangat dibutuhkan dan sangat luas, tidak hanya untuk akuisisi data melainkan juga untuk pengendalian di pabrik-pabrik, kebutuhan peralatan kantor, peralatan rumah tangga, dan sebagainya. Hal itu merupakan sistem mikroprosesor (yang di dalamnya terdapat CPU, ROM, RAM dan IO) yang telah terpadu pada suatu keeping, selain itu komponennya (AT89S51) murah dan mudah didapatkan dipasaran.

Penetesan telur membutuhkan waktu selama lebih kurang 21 hari dengan suhu yang berbeda tiap minggunya. Diperlukan suatu alat yang bisa tetap mempertahankan suhu agar tetap konstan, tidak berubah-ubah pada selang waktu yang ditentukan. Pada penetasan telur, suhu sangatlah mempengaruhi hasil yang akan didapat. Telur tidak akan menetas jika suhu terlalu tinggi ataupun terlalu rendah. Jadi, diperlukan suatu alat yang bisa mengontrol kestabilan suhu.

Pada mesin penetasan telur yang dipasarkan di pasaran sekarang ini biasanya hanya dilengkapi dengan thermostat. Namun dengan hanya menggunakan thermostat masih ditemui kesulitan-kesulitan, seperti kita harus terus memantau suhunya karena thermostat tidak bekerja secara otomatis untuk menurunkan atau menaikkan suhu. Untuk mengubah suhu tersebut kita harus mengubah masukan sistem tersebut.

Dengan melihat kekurangan dari thermostat tersebut, maka dicoba merancang suatu sistem

kendali suhu yang bekerja secara otomatis dengan menggunakan mikroprosesor. Dalam mesin penetasan telur, suhu akan dinaikkan susuai dengan temperatur telur yang akan ditetaskan. Jadi, mikroprosesor ini akan diprogram untuk menahan suhu selama beberapa hari dan setelah waktu tersebut mikroposesor akan menaikkan suhu sesuai dengan yang dikehendaki. Demikian seterusnya sampai pada hari ke-21. Untuk melihat apakah mikroposesor bekerja sesuai dengan yang diharapkan, maka dicoba membuat tampilan suhu melalui seven segment (7-segment).

Pada penelitian ini dapat merancang suatu sistem kendali suhu yang bekerja secara otomatis dengan menggunakan mikroposesor, sehingga penetasan telur akan terlaksana sesuai dengan yang diharapkan dengan baik

TINJAUAN PUSTAKA

1. Penetasan Telur

Ternak unggas seperti ayam, itik, walet dan lain sebagainya dipelihara untuk diambil daging dan telurnya. Bila daging unggas tersebut dikonsumsi dalam jumlah banyak dan juga ada unggas yang mati maka perlu ada populasi pengganti. Agar populasi yang hilang akibat dikonsumsi maupun mati dapat tergantikan, penetasan telur merupakan tahapan penting dalam peternakan unggas.

(2)

31 menggunakan sumber panas seperti energi matahari,

lampu minyak, energi listrik dan lain sebagainya Waktu yang dibutuhkan hingga telur unggas tersebut menetas masing-masing jenis unggas berbeda-beda. Misalnya untuk telur ayam membutuhkan waktu 21-22 hari, itik membutuhkan waktu 28 dan wallet membutuhkan waktu 13 hari.

2. Penentuan Suhu

Dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 mempunyai beberapa register untuk kegunaan umum dan kegunaan khusus. Register tersebut diperlukan dalam pengolahan dan manipulasi data,. Di dalam mikrokontroler terdapat saklar relay (saklar magnetik) yang berfungsi sebagai pemutus dan atau penerus aliran listrik antara kutup-kutubnya.

Pengukuran temperatur dengan mengubah besaran fisis temperatur menjadi besaran listrik seperti arus atau tegangan listrik. Perubahan ini dapat terjadi karena adanya perubahan resistansi sensor akibat adanya perubahan temperatur. Oleh karena pembacaan pada sensor sudah dalam derajat Celcius, maka kenaikan nilai tegangan keluarannya sebanding dengan kenaikan suhunya sehingga alat ini tidak perlu lagi dikalibarasi.

3. Mikroprosesor AT89S51

Mikroprosesor AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis Mikroprosesor AT89S51 ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan. Mikroprosesor AT89S51 dan dapat beroperasi dalam tegangan antara 4,0 V sampai 5,0 Volt.

Sebuah Mikroprosesor akan dapat bekerja apabila di dalam Mikroprosesor tersebut terdapat sebuah progarma yang berisi intruksi-instruksi yang akan digunakan untuk menjalankan sistem mikropossesor tersebut. Instruksi-instruksi tersebut pada setiap jenis mikroprosesor mempunya beberapa perbedaan, misalnya mikroposesor Atmel berbeda dengan instruksi pada mikroposesor Motorolla.

Pada prinsipnya program dari mikroprosesor dioperasikan secara bertahap, sehingga program tersebut terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu akan dijalankan secara bertahap atau beurutan.

Fasilitas-fasilitas yang dimiliki oleh mikroprosesor adalah sebagai berikut:

1. Satu buah central processing unit 8 bit 2. Osilator internal dan rangkaian pewaktu 3. RAM internal 128 bit

4. Flash memori 4 k bit dengan ketahanan 1000 kali ditulis ulang atau dihapus

5. Lima buah jalur interupsi; dua buah interupsi eksternal, dua bauh interupsi timer dan satu buah interupsi port serial.

6. Empat buah programble port I/O yang masing-masing terdiri delapan buah jalur I/O.

7. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART.

8. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika.

9. Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus satu mikrodetik pada frekuensi 12 MHz.

Mikroprosesor yang digunakan di sini mempunyai memori yang terdiri dari RAM Internal dan Special Function Register. RAM internal berukuran 128 bit dan beralamatkan 00H – 7 FH serta dapat diakses menggunakan RAM address register. RAM internal terdiri dari delapan buah register (Ro – R7) yang membentuk register banks.

Special function Register yang berjumlah 21 buah berada dialamatkan 80H – 7FFH. RAM berbeda lokasi dengan Falsh PEROM dengan alamat 80H – 7FFH.

4. Sensor Temperatur

Dalam pengukuran temperatur akan diubah besaran fisis dalam bentuk temperatur menjadi besaran listrik. Perubahan ini dapat terjadi karena adanya perubahan resistansi sensor akibat adanya perubahan temperatur.

Dalam perancangan sensor ini menggunakan LM 35 sebagai pengukuran temperatur yang mempunyai karakteristik sebagai berikut:

1. Drop tegangan pada sensor LM 35 sebanding dengan perubahan temperatur sebesar 10 mV/oC.

2. Batas arus pengoperasian dari 400 μA sampai 5 mA

3. Rang pengukuran temperatur antara – 40oC s/d + 100oC

4. Impendansi keluaran rendah, 0,1 Ω untuk beban 1 mA

Tujuan dan Manfaat

Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang dan merealisasikan suatu pengontrolan suhu yang diaplikasikan pada mesin penetasan telur dengan menggunakan mikroprosesor AT89C51 yang akan ditampilkan melalui seven segment.

(3)

32

METODE PENELITIAN

Pada penelitian ini sebelum melaksanakan pengukuran suhu terlebih dahulu merancang alat ukur suhu dengan menggunakan mikroprosesor AT89S51 sebagai sensor pengontrolan suhu agar diwaktu penetesan telur tidak terlalu panas dan tidak terlu dingin supaya telur tersebut dapat menetas dengan baik.

Diagram blok rangkaian sistem kontrol adalah sebagai berikut:

Pemanas Sensor suhu LM 35

ADC 0804

Rangkaian relay

Sistem minimal

Display 7-Segment

Gambar 1. Diagram Blok

Untuk mengetahui ketelitian alat sensor suhu tersebut diperlukan suatu pengujian dengan cara membandingkan sensor suhu tersebut dengan thermometer digital. Sehingga dari pengujian ini akan diperoleh kesalahan/ralat temperaturnya. Pengujian dilakukan sebanyak 5 kali pengukuran suhu yang digunakan untuk mengkalibrasikan alat ukur tersebut.

Persamaan yang digunakan untuk perhitungan kesalahan/ralat (%) adalah sebagai berikut:

Teori - pengukuran

Kesalahan ( % ) = --- x 100 % Teori

Dari hasil pengujian diharapkan kesalahan rata-rata tidak melebihi 1,5%. Kesalahan/ralat yang terjadi disebabkan karena pengukuran suhu dengan menggunakan thermometer digital secara manual.

Untuk mengetahui ketelitian alat ukur suhu tersebut secara keseluruhan maka digunakan pengendali suhu untuk pengujian secara sempurna. Pada pengujian ini dilakukan 7 (tujuh) kali percobaan pada setiap telur, baik untuk telur ayam, telur wallet maupun telur itik. Data sampel masing-masing telur tersebut di atas diambil dalam waktu penahanan dengan skala 1 hari untuk telur ayam, 10 hari telur itik dan 10 jam untuk telur wallet.

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4. Pengujian Sensor Suhu

Sebelum pembahasan dilakukan terlebih dahulu mengambil data pengukuran temperatur yang dilakukan 5 (lima) kali percobaan seperti pada Tabel 1. Kemudian data tersebut digunakan untuk menghitung ralat pengukuran suhu dengan cara mengkalibrasikan suhunya.

2. Pembahasan

Dengan menggunakan persamaan berikut ini akan didapat perhitungan kesalahan/ralat dalam persentase (%) sebagai berikut:

teori - pengukuran

Kesalahan ( % ) = --- x 100 % Teori

Sehingga hasil pembahasan mengenai ralat pengukuran suhu rata-rata dan waktu rata-rata seperti tercantum pada Tabel 1 dan 2.

Tabel 1. Hasil Pengujian Sensor Suhu

Termometer digital (oC) pada keadaan pengujian Suhu (teori)

LM35 (OC)

Waktu

Teori (s) I II III IV V

32 10 32,5 32,3 32,7 32,2 32,3

33 10 33,7 33,0 33,2 33,6 33,7

34 40 34,6 34,6 34,5 34,5 34,6

35 70 35,3 35,6 35,6 35,6 35,2

38 150 36,5 36,8 36,2 36,8 36,8

39 70 37,5 37,9 37,8 37,8 37,5

40 60 38,7 38,5 38,6 38,2 38,4

(4)

33

Tabel 2. Kesalahan/Ralat (%)

Suhu (OC) Waktu (s) Ralat (%)

Teori Rerata

(pengukuran) Teori

Rerata (pengukuran)

Suhu (OC)

Waktu (s)

32 32,5 10 7,57 1,5 24,3

33 33,7 10 9,85 2,1 1,5

34 34,6 40 43,42 1,6 8,55

35 35,3 70 72,42 1,2 3,45

38 38,7 150 154,71 1,3 3,14

39 40,3 70 74 1,4 5,71

40 41,2 60 64,14 1,5 6,9

41 41,6 50 52,71 1,2 5,42

Rata - rata 1,5 7,4

KESIMPULAN

1. Ralat rata-rata yang dialami alat sensor suhu terhadap pengukuran suhu adalah 1,50C, dan terhadap pengukuran waktu diperoleh sebesar 7,4 detik.

2. Sistem kendali suhu ini mampu mempertahankan kawasan suhu berkisar antara 38oC-41oC untuk telur ayam, 38oC-41oC untuk telur itik dan 32oC-35oC untuk telur walet.

3. Perancangan peralatan pengendalian suhu ini dapat digunakan untuk aplikasi pada penetasan telur dengan mempertahankan suhu antara 32o C-41oC.

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto, 2002. Belajar Mikrokontroler AT89C51/ 52/55. Yogyakarta: Gava Medan.

Budiharto, Widodo, 2005. Perancangan System dan Aplikasi Mikrokontroler, Jakarta: Gramedia. Budiman, Arief. 2002. Menetaskan Telur Walet,

Jakarta: Penebar Swdaya.

Paimin, Farry B, 2004. Membuat dan Mengelola Mesin Tetas, Jakarta: Penebar Swadaya