SISTEM SUPERVISORI KENDALI LINGKUNGAN
PADA MODEL BROILER CLOSED HOUSE
ALIMUDDIN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Sistem Supervisori Kendali Lingkungan Pada Model Closed House Untuk Ayam Broiler adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini
Bogor, Mei 2012
Alimuddin
ABSTRACT
RINGKASAN
ALIMUDDIN. Sistem Supervisori Kendali pada Model Broiler Closed House. Di bimbing oleh KUDANG BORO SEMINAR, I DEWA MADE SUBRATA, dan SUMIATI.
Produksi broiler telah meningkat di beberapa negara (Brasil, China dan Indonesia) sejak 1961-2009 (FAO 2008). Kebutuhan protein manusia semakin meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Untuk memenuhi kebutuhan yang semakin meningkat tersebut, perlu diusahakan peningkatan produksi protein asal ternak baik dari segi kualitas maupun kuantitas. Salah satu sumber protein adalah daging ayam broiler. Ditinjau dari nilai gizinya, daging ayam broiler tidak kalah dibandingkan dengan daging dari ternak lain. Daging ayam broiler mudah didapatkan dan harganya relatif murah, karena pemeliharaan ayam broiler relatif singkat yaitu 35-40 hari. Tingkat konsumsi daging ayam masyarakat Indonesia masih rendah dibandingkan dengan negara lain.
Kondisi lingkungan dengan temperatur tinggi, kelembapan tinggi dan amonia tinggi dapat menyebabkan heat stress pada broiler. Dalam keadaan heat stress ayam broiler akan melakukan penting (terengah-engah). Setiap tahun, industri broiler mengalami mortalitas dan kehilangan langsung akibat panas yang ekstrim dari alam yang tidak dapat diprediksi. Situasi ini akan semakin parah saat mendekati akhir siklus produksi, saat ternak mendekati bobot untuk dijual.
Salah satu solusi dari penanganan heat srtess pada ayam broiler adalah penggunaan broiler closed house (kandang tertutup). Broiler closed house adalah kandang ayam dengan suhu, kelembaban dan amonia yang dapat dikendalikan secara otomatis sehingga ayam tidak akan mengalami heat stress atau memberikan kenyamanan termal lingkungan mikro untuk ayam broiler.
Kondisi pengendalian broiler closed house saat ini terdiri satu algoritma kendali diantarany kendali ON-OFF, PID saja sehingga masih menemukan masalah bila kondisi lingkungan yang sangat kritis. Selain itu juga semua broiler closed house bila dikendalikan masih sendiri antara broiler closed house satu dengan lain. Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah di atas adalah dengan sistem kendali secara terpadu atau terintegrasi sistem kendali berdasarkan kebutuhan yang ada yaitu sistem supervisori kendali.
kelembaban relative (RH) dan amonia (NH3) di dalam kandang ayam dipengaruhi
oleh kondisi lingkungan di dalam juga sedikit dipengaruhi dari luar seperti atap, dinding, lantai dan penyekat kandang ayam. Pendekatan model kelembaban dan amonia untuk membuat model matematik fungsi suhu, kelembaban dan amonia, dengan persamaan diferensial kemudian ditransformasikan dengan persamaan laplace dengan fungsi alih. Fungsi alih sebagai pengganti dugaan realtime kemudian fungsi alih dimasukan dalam proses simulasi kendali. Simulasi kendali broiler closed house terdapat 3 skenario waktu pada masa starter, grower dan finisher.
kendali penjadwalan gain adaptasi (PGA) dan kendali adaptif model acuan (AMA). Respon transien kendali sesuai tabel respon kendali ON-OFF, PID, Fuzzy Logic dan ANFIS pada bab tiga. Tahap Keempat, interkoneksi supervisori kendali pada broiler closed house membahas inerkoneksi supervisori kendali dengan jarak jauh menggunakan jaringan komputer berbasis Internet Protocol (IP) dengan parallel computing di aplikasikan dalam satu atau dua atau tiga broiler closed house yaitu sistem kendali yang mempunyai parameter-parameter suhu, kelembaban dan amonia yang dapat ditala (dituning) sesuai dengan perubahan kondisi eksternal dan internal proses kendalian secara online disebut kendali adaptif swa-tala (AST). Pada penelitian ini broiler closed house satu dengan periode starter suhu Lingkungan ruangan 300C, kelembaban lingkungan ruangan 50%, amonia 5 ppm, broiler closed house periode grower suhu lingkungan ruangan 290C, kelembaban lingkungan ruangan 60%, amonia 10 ppm, broiler closed house periode finisher suhu lingkungan ruangan 270C, kelembaban lingkungan ruangan 70%, amonia 15 ppm.
@ Hak cipta milik IPB, tahun 2012
Hak cipta dilindungi Undang-Undang
1.Dilarang mengutip sebagian atau selruhanya karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber
a.Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusuan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
SISTEM SUPERVISORI KENDALI LINGKUNGAN
PADA MODEL BROILER CLOSED HOUSE
ALIMUDDIN
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Bidang Keteknikan dan Teknologi Informasi Program Studi TEP
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji Ujian Tertutup : Dr.Rudi Afnan,SPt,MSc.Agr
Dr. Sutrisno,M.Agr
Judul Disertasi : SISTEM SUPERVISORI KENDALI LINGKUNGAN PADA MODEL BROILER CLOSED HOUSE
Nama Mahasiswa : Alimuddin Nomor Pokok : F164070031
Menyetujui, Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Kudang Boro Seminar, M.Sc Ketua
Dr. Ir. Dewa Made Subrata, M.Agr Dr. Ir. Sumiati, M.Sc Anggota Anggota
Mengetahui,
Ketua Program Studi TEP Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc. M.Agr
PRAKATA
Alhamdulillah, Penulis memanjatkan Puji dan syukur kepada Allah Swt karena atas Rahmat dan LindunganNya, karena dapat menyelesaikan disertasi yang berjudul Sistem Supervisori Kendali Lingkungan pada model closed house untuk Ayam Broiler. Peneltian ini dibuat sebagai syarat dalam memperoleh gelar Doktor pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Tercapainya tujuan dalam penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi khususnya kontribusi di bidang pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya sistem kendali dan komputer paralel. Penelitian ini merupakan bagian yang menyatu dari rangkaian penelitian disertasi yang dilaksanakan selama dua tahun lebih. Penelitian ini disusun berdasarkan referensi dengan topik penelitian dan saran dari komisi pembimbing.
Ucapan terima kasih dan penghargaan kepada sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Kudang Boro Seminar M.Sc selaku Ketua Komisi Pembimbing, Dr Ir. I Dewa Made Subrata, M.Agr, Dr. Ir. Sumiati, M.Sc, selaku anggota komisi pembimbing, atas segala perhatian pikiran, kepercayaan kesabaran, wawasan keilmuan yang diberikan, kritik, saran, serta waktu yang disediakan selama bimbingan mulai dari penyusunan usulan penelitian, pelaksanaan penelitian, penulisan disertai, seminar hasil, sidang ujian tertutup dan sidang ujian terbuka sampai akhirnya dapat terselesaikan karya disertasi ini.
dan di air dan Dr. Leo Nelwan (Lab. Energi Terbarukan TMB IPB) meluangkan waktunya diskusi tentang model pemindahan panas, Dr. Ir. Agus Buwono.,M.Si.,M.Kom (Ketua Departemen Ilmu Komputer IPB) yang telah meluangkan waktunya diskusi tentang Artificial Intellegence (Fuzzy Logic, ANN dan ANFIS) pihak Manajemen Closed house University Farm Cikabayan IPB atas tempat penelitian. Ucapan terima kasih dan simpati disampaikan kepada teman seangkatan program doktoral Dr. Suharsono, Dr Lamhot P. Manalu, Dr. Berty Sompie, Dr. Budi Hariono, Dr. Deddy W, Dr. Yanto S, M. Iqbal, Sakti Muhammadiyah, Amar Maruf. Begitu juga kepada semua rekan-rekan satu Lab; Ir Salahuddin.,MS, Agus Naim STP.,MAgr, Nur eni STp.,M.Agr, Rahmat SSi.,MSi, Supriyanto.,STp.,M.Kom. Akhirnya kepada keluarga tercinta, orangtua kandung ayah A. Lajju K, ibu A. Fatma, adik kandung Bustaman, Muhammad Sidang S.Kom, Nur Arfah Muliyani S.Si mertua H. Abdurahman Saleh, BSc dan Salma, istri tersayang Ria Arafiyah S.Si, M.Kom, serta anak tersayang A. Balqis Najiha dan A. Imam Fathoni Alimuddin, serta keluarga besar Jakarta, Sulawesi dan Kalimantan. Penulis menyampaikan terima kasih atas pengorbanan, pengertian dorongan dan doanya tak pernah putus. Semoga Allah meridhai penelitian ini sehingga dapat berjalan dan berkembang dengan baik, serta hasilnya dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu dan teknologi.
Amin ya Rabbbul ‘Alamin.
Bogor, Juni 2012
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Karoke (Sulawesi Barat) pada tanggal 17 April 1972 sebagai anak pertama dari empat bersaudara dari ayahanda A. Lajju K Lino dan Ibu A. Fatma. Penulis Menikah pada tahun 2006 dengan Ria Arafiyah, SSi, M.Si putrid dari ayah H. Abdurahman dan Ibu Salma dikarunia anak sepasang A. Balqis Najiha lahir 28 April tahun 2008 dan A. Imam Fathani Alimuddin lahir 30 Maret 2011.
Penulis menempuh pendidikan pada tahun 1992 melanjutkan Pendidikan Sarjana (S1) Universitas Muslim Indonesia, di Program Studi Teknik Elektro Konsentrasi Teknik Telekomunikasi dan Elektronika lulus 1999. Pada tahun 1999 melanjutkan Studi Strata Dua Magister Manajemen (MM) program Studi Manejemen Keuangan di Universitas Muslim Indonesia lulus, 2002. Pada Tahun 2000 melanjutkan Studi Strata Dua Universitas Hasanuddin Megister Teknik (MT) Program Studi Teknik Elektro bidang Teknik Energi Listrik, lulus 2003. Pada tahun 2007 melanjutkan Studi Strata Tiga (Program Doktor/PhD) di IPB Bidang Keteknikan dan Teknologi Informasi Bidang Keahlian Bio-Informatika dan Kontrol Instrumentasi, Program Studi TEP Departemen TMB Lab. Bio-Informatika, Lab Kendali dan Instrumentasi IPB. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan RI.Pada Tahun 2009 penulis mendapatkan beberapa bantuan yaitu : Program Sandwich ke Lab Bio-Processing Engineering Universitas Tsukuba, Japan dengan bantuan DIKTI Kemendiknas, Hibah Doktor 2011 DIKTI, DIPA UNTIRTA.
Penulis bekerja sebagai dosen Yayasan tahun 1999 di Universitas Islam Makassar Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro dan Universitas Veteran Republik Indonesia Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Informatika. Pada tahun 1999 sampai 2006 mengajar di beberapa Perguruan Tinggi sebagai dosen Luar Biasa; UMI, Universitas 45, STIMIK Handayani. Tahun 2006-2010 mengajar di Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta Fakultas Sains dan Teknologi Jurusan Teknik Informatika dan Jurusan Matematika. Pada tahun 2008 di terima sebagai dosen PNS Universitas Sultan Ageng Tirtayasa (UNTIRTA) di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro bidang Keahlian Kendali, Komputer dan Konversi Energi dengan Fungsional Lektor/Golongan Penata IIIc. Penulis menjadi anggota APTIKOM (Assosiasi Perguruan Tinggi Komputer) sejak tahun 2005 sampai sekarang.
Penulis mengikuti Program Doktor menghasilkan karya Ilmiah yang diterbitkan di beberapa jurnal (satu Internasional, satu akreditasi nasional setingkat jurnal internasional, dua jurnal ISSN) dan empat proseding (pada tiga konferensi internasional dan 1 seminar nasional) adalah sebagai berikut:
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Nomura N, Sumiati, 2011 A Supervisory Control system for Temperature and Humidity in a Closed House Model for Broilers, International Journal of Electrical and Computer Sciences IJECS-IJENS Vol:11 No.06 ISSN: 2077-1231.
1693-6930 accredited by DGHE (DIKTI), Decree No: 51/Dikti/Kep/2010,Yogyakarta, Indonesia
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Nomura N, 2011,Temperature Optimation On Closed House for Broiler Used By Artificial Neural Network, Jurnal ILTEK UIM, Volume 6 No. 12, Oktober 2011, ISSN 1907-0772
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IMD, Sumiati, 2010, Kritik Sistem Informasi pada Broiler house dengan menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan, Proceeding Konferensi Internasional AFITA, 4-7 oktober 2010, Bogor. Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Sumiati, 2011, Pemodelan Suhu pada
Closed untuk Ayam Broiler dengan CFD, Prosiding Seminar Nasional Informatika HIPI, ISBN: 978-979-16972-3-1, Hal:267-278,20-21 Oktober 2011, UNPAD Bandung Indonesia
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Sumiati, 2009, Desain Supervisory Control Parameter Temperature on Closed House for Broiler, Prosiding Conference internasional, PERHIMPI, Bogor
xv
Ruang Lingkup Penelitian ... 19
II PREDIKSI SUHU, KELEMBABAN DAN AMONIA PADA BROILER CLOSED HOUSE MENGGUNAKAN CFD
III SIMULASI MODEL KENDALI SUHU KELEMBABAN DAN AMONIA PADA BROILER CLOSED HOUSE BERBASIS ON-OFF, PID, FUZZY LOGIC DAN ANFIS
xvi
V INTERKONEKSI SUPERVISORI KENDALI SUHU KELEMBABAN DAN AMONIA PADA CLOSED HOUSE UNTUK AYAM BROILER
Abstract ... 151
Abstrak………. 152
Pendahuluan... 153
Bahan dan Metode ... 164
Hasil dan Pembahasan………. 173
Simpulan ... 184
Daftar Pustaka………... 185
VI PEMBAHASAN UMUM ... 188
VII SIMPULAN DAN SARAN... 193
DAFTAR PUSTAKA ... 195
xvii
DAFTAR TABEL
Halaman
1. 1 Konsumsi ayam broiler di Indonesia 1
1. 2 Produksi ayam broiler 2
1. 3 Suhu kandang ayam broiler 9
1. 4 Pengaruh temperatur terhadap berat badan dan konversi pakan ayam
broiler 9
1.5 Karakteristik dan rekomendasi lingkungan broiler closed house 11 1.6 Karakteristik parameter lingkungan broiler closed house 14 2.1 Batas ambang suhu dan kelembaban dalam broiler closed house 23 2.2 Baku mutu ambien dan emisi gas nh3 dan h2s 23
2.3 Ambang batas kadar nh3 pada manusia dan ternak 24 2.4 Suhu kondisi optimun periode starter (umur 1-18 hari) pagi jam
09.00 35
2. 5 Suhu tidak optimun starter (umur 1-18 hari) siang jam 12.00 36 2.6 Kelembaban tidak optimun periode starter (umur 1-18 hari) jam
09.00 37
2. 7 Kelembaban optimun periode starter (umur 1-18 hari) jam 12.00 38 2. 8 Amonia optimum periode starter (umur 1-18 hari) pada jam 12.00 40 2. 9 Amonia tidak optimum periode starter (umur 1-18 hari) pada jam
16.00 40
2. 10 Suhu optimum periode grower (19-30 hari) pagi jam 09.00 41 2. 11 Simulasi suhu tidak optimun periode grower pada jam 12.00 42 2. 12 Kelembaban tidak optimum periode grower (umur 19-30 hari) pada
jam 09.00 43
2. 13 Kelembaban optimum untuk grower (umur 19-30 hari) pada jam
12.00 43
2. 14 Amonia optimum periode grower pada (umur 19-30 hari) jam 12.00 44 2. 15 Amonia tidak optimum periode grower (umur 19-30 hari) jam 16.00 45 2. 16 Simulasi suhu optimum periode finisher (31-38 hari) jam 09.00 46 2. 17 Simulasi suhu tidak optimum periode finisher (31-38 hari) jam
12.00 47
2. 18 Kelembaban tidak optimum periode finisher (umur 31-38 hari) jam
09.00 48
2. 19 Kelembaban optimum periode finisher (umur 31-38 hari) jam 12.00 48 2. 20 Amonia optimum periode finisher (umur 31-38 hari) pada jam
12.0050 49
2. 21 Amonia tidak optimum periode finisher (umur 31-38 hari) jam
16.00 50
3. 1 Batas aman dan kematian akibat gas yang merugikan di broiler
closed house 60
3. 2 Matrik keputusan 72
xviii
3. 4 Respon kendali on-off pada broiler closed house untuk ayam broiler 102 3. 5 Respon kendali pid suhu pada broiler closed house untuk ayam
broiler 104
3. 6 Respon kendali fuzzy logic suhu pada broiler closed house 106 3. 7 Respon kendali anfis anfis suhu pada broiler closed house 108 3. 8 Respon kendali on-off kelembaban pada broiler closed house 110 3. 9 Respon trasien kendali pid kelembaban pada broiler closed house 112 3. 10 Respon transien kendali fuzzy logic pada kelembaban 113 3. 11 Respon transien kendali anfis pada kelembaban 115
3. 12 Respon transien kendali on-off amonia 116
3. 13 Respon transien kendali pid pada broiler closed house 118 3. 14 Respon kendali fuzzy amonia pada broiler closed house 119 3.15 Respon transien kendali anfis pada broiler closed house, starter,
grower, dan finisher 120
5. 1 Aspek fungsional sistem 170
5. 2 Aspek nonfunctional sistem 170
5.3 Daftar komponen akuisisi broiler closed house 181 6. 1 Respon kendali on off pada broiler closed house untuk ayam broiler 197 6. 2 Respon kendali pid suhu pada broiler closed house 197 6. 3 Respon kendali fuzzy logic suhu pada broiler closed house 197 6. 4 Respon kendali anfis suhu pada broiler closed house 198 6. 5 Respon kendali on-off kelembaban pada broiler closed house 198 6. 6 Respon transien kendali pid kelembaban pada broiler closed house 198 6. 7 Respon trasien kendali fuzzy logic pada kelembaban 198 6. 8 Respon trasien kendali anfis pada kelembaban 199
6. 9 Respon transien kendali on-off amonia 199
6. 10 Respon kendali pid pada broiler closed house 199 6. 11 Respon kendali fuzzy logic amonia pada broiler closed house 199 6. 12 Respon transien kendali anfis pada broiler closed house untuk ayam
broiler
xix
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1.1 Ruangan Broiler Closed House (University of farm Bogor,2009) 4 1.2 Ventilasi Broiler Closed House Nampak dari Atas (University of
farm Bogor,2010) 6
1.3 Ventilasi Mekanik di Kandang Broiler Closed House (Univ. of farm
di Bogor, 2009) 7
1.4 Arsitektur Supervisori Kendali pada Broiler Closed House 17 2.1 Keseimbangan Panas untuk Ayam Broiler dengan Ventilasi Alami
Ruang Udara (ASAE, 2003) 25
2.2 Pemodelan kandang ayam tertutup (broiler closed house) 27 2.3 Geometri Kandang Piktorial dengan Bagian Atap Disembunyikan
(Hidden). 31
2.4 Cut Plot Contour dan Vektor Aliran Udara pada Inlet 32 2. 5 Cut Plot Tampak Samping Profil Temperatur Udara pada Kandang 34 2.6 Suhu pada Pagi Jam 09.00 untuk Starter (umur 1-18 hari) Pagi Jam
09.00 35
2.7 Suhu Siang Jam 12.00 untuk Starter 36
2. 8 Kelembaban tidak optimun periode starter (umur 1-18 Hari) jam
09.00 37
2. 9 Kelembaban optimun untuk Starter (umur 1-18 Hari) jam 12.00 38 2. 10 Amonia optimun periode starter (Umur 1-18 Hari) pada Jam 12.00 40 2. 11 Amonia tidak optimum untuk Starter (Umur 1-18 Hari) pada Jam
16.00 41
2. 12 Suhu optimum Periode Grower (19-30 Hari) Pagi Jam 09.00 41 2. 13 Suhu Tidak Optimum Periode Grower Jam 12.00 42 2. 14 Kelembaban tidak optimum untuk Grower (Umur 19-30 Hari) Jam
09.00 43
2. 15 Kelembaban optimun untuk Grower (Umur 19-30 Hari) pada Jam
12.00 44
2. 16 Amonia optimum periode grower (Umur 19-30 Hari) Jam 12.00 45 2. 17 Amonia tidak optimum periode grower (Umur 19-30 Hari) Jam
16.00 45
2.18 Suhu optimum periode finisher (31-38 Hari) jam. 09.00 46 2. 19 Suhu tidak optimum periode finisher (31-38 Hari) Jam 12.00 478 2.20 Kelembaban tidak optimum periode finisher (umur 31-38 Hari) jam
09.00 47
2. 21 Kelembaban optimum periode finisher (umur 31-38 Hari) jam
12.00 49
2. 22. Amonia optimum periode grower (umur 31-38 hari) pada Jam 12.00 50 2. 23 Amonia tidak optimum periode finisher (umur 31-38 hari) pada
Jam16.00 50
xx
2. 25 Validasi simulasi Kelembaban CFD dengan Pengukuran di
Lapangan 52
2.26 Validasi simulasi Amonia CFD dengan Pengukuran di Lapangan 53 3. 1 Konfigurasi dasar sistem kendali (Adopsi dari Bolton, 2006) 64
3. 2 Diagram Kendali ON-OFF (Nalwan, 2003) 65
3. 3 (a) Diagram Blok Kontroler On-Off; (b) Diagram Blok Kontroler
ON-OFF dengan Jurang Diferensial 65
3. 4 Diagram Kotak Pengendali PID [Gunterus, 1994] 67 3. 5 Diagram Blok dari Kontrol Proporsional – Integral – Derivatif 68 3. 6 Struktur Kontrol Logika Fuzzy Untuk Pengendalian Sistem. 70
3. 7 Struktur Dasar kontrol Logika Fuzzy 70
3. 8 Operasi kendali Fuzzy Logic Sumber: (Reznik 1997) 70
3. 9 Fungsi Keanggotaan Segitiga 71
3. 10 Model Pembelajaran Identifikasi ANFIS 76
3. 11 Proses Pengujian pada kendali ANFIS 76
3. 12 Struktur Pembelajaran pada Kendali 76
3. 13 Perancangan Sistem Kendali pada Broiler House 79 3. 14 Skema Konsep Pemodelan Suhu dan Kelembaban dalam Broiler
Closed House 80
3. 15 Sistem Kontrol Loop Tertutup 85
3. 16 Struktural Sistem Parameter Optimal Kendali Lingkungan Broiler
closed house dengan Simulasi Matlab 92
3. 17 . Grafik Kendali ON-OFF broiler closed house 92 3. 18. Penerapan Kendali PID Lingkungan Broiler closed house 93 3. 19 Pendekatan Numerik Euler untuk pemecahan integral. 93 3. 20 Pendekatan Numerik Euler untuk pemecahan diferensial 93 3. 21 Penerapan Kendali Fuzzy Logic Lingkungan Broiler Closed House 95 3. 22 Penerapan Kendali ANFIS Lingkungan Broiler Closed House 96
3. 23. Struktur ANFIS 96
3. 24 Respon Sistem Kendali 98
3. 25 Simulink tool matlab kendali ON-OFF 99
3. 26 Simulink Tool Matlab Kendali PID 99
3. 27 Simulink Tool Matlab Kendali Fuzzy Logic 99
3. 28 Simulink Tool Matlab Kendali ANFIS 100
3. 29 Grafik Respon Kendali ON-OFF suhu setpoint 30 Umur (1-18 hari) 101 3. 30 Grafik Respon Kendali ON-OFF suhu setpoint 25 grower umur (19-
30 hari) 101
3. 31 Grafik Respon Kendali ON-OFF suhu setpoint 230C finisher umur
(31-46 hari) 102
xxi Starter, umur (1-18 hari)
3. 36 Output kendali logika fuzzy pada suhu ruangan setpoin 250C
Grower, umur (19-30 hari) 105
3. 37 Grafik kendali Fuzzy Logic untuk suhu setpoin 230C periode
Finisher, umur (31-64 hari) 106
3. 38 Grafik kendali ANFIS untuk suhu setpoin 300C periode Starter,
umur (1-18 hari) 107
3. 39 Grafik respon Kendali ANFIS Suhu setpoint 240C periode Grower,
umur (19-30 hari) 107
3. 40 Grafik respon Kendali ANFIS Suhu setpoint 220C periode Finisher,
umur (31-46 hari) 108
3. 41 Grafik kendali ON OFF kelembaban setpoint 50 % Periode Starter
umur (1-18 hari) 109
3. 42 Grafik Kendali ON OFF kelembaban setpoint 60 % Periode Grower Umur (19-30 hari)
109 3. 13 Grafik Kendali ON OFF kelembaban setpoint 70 % Periode finisher
umur (31-46 hari) 109
3. 44 Grafik Respon Kendali PID Kelembaban setpoin 50 % Periode
Starter umur (1-18 hari) 111
3. 45 Grafik Respon Kendali PID Kelembaban setpoin 60 % Periode
Grower umur (19-30 hari) 111
3. 46 Grafik Respon Kendali PID Kelembaban setpoin 70 % Periode
Finisher umur (31-46 hari) 111
3. 47 Grafik respon kendali fuzzy logic kelembaban setpoint 50 periode
starter umur (1-18 hari) 112
3. 48 Grafik respon kendali fuzzy logic kelembaban setpoint 60 Grower
umur (19-30 ha 113
3. 49 Grafik Respon Kendali Fuzzy Logic Kelembaban Setpoint 70
Finisher Umur (31-46 Hari) 113
3. 50 Grafik Respon Kendali ANFIS Kelembaban setpoint 50% periode
starter umur (1-18 hari) 114
3. 51 Respon Kendali ANFIS Kelembaban setpoint 60% periode grower
umur (19-30 hari) 114
3. 52 Respon Kendali ANFIS Kelembaban set point 70% periode finisher
umur (31-46 hari) 115
3. 53 Grafik Kendali ON OFF Amonia Setpoint 5 Ppm Periode Starter
Dan Grower Umur (1-18 Hari) 115
3. 54 Grafik Kendali ON OFF amonia setpoint 10 ppm periode grower
umur (19-30 hari) dan periode finisher umur (31-46 hari) 116 3. 55 Grafik Kendali PID amonia setpoint 5 ppm periode starter umur
(1-18 hari)
117 3.56 Respon Kendali PID Amonia Setpoint 10 ppm Periode grower umur
(19-30 hari) dan finisher umur (31- 46 hari) 117 3. 57 Respon Kendali FUZZY LOGIC Amonia setpoint 5 periode starter
umur (1-18 hari) 118
xxii
Grower Umur (19-30 Hari) dan Finisher Umur (31- 46 Hari) 3. 59 Grafik Kendali ANFIS Amonia setpoint 5ppm periode starter umur
(1-18 hari) 120
3. 60 Grafik Respon Kendali ANFIS Amonia setpoint 10 ppm Periode
grower umur (19-30 hari) dan finisher umur (31- 46 hari) 120
4. 1 Hybrid Kendali PID- Logika Fuzzy 130
4. 2 Member Function Input dan Output 130
4. 3 Respon Hybrid kendali PID-Logikan Fuzzy 130
4. 4 Pelatihan ANFIS dan PID (Zhen Yu Zhao, Etc.1993) 131 4. 5 Kendali hybrid ANFIS PID. (Zhen Yu Zhao, etc.1993) 132
4. 6 Blok Diagram Kendali Hibrid ANFIS PID 133
4. 7 Kendali Penjadwalan Gain Adaptasi. 134
4. 8 Kendali Adaptif Model Acuan. 135
4. 9 Sistem Supervisori Kendali Lingkungan pada Broiler House 136 4. 10 Perancangan Model Supervisori Kendali Suhu Kelembaban Amonia 140 4. 11 Grafik Simulink Matlab Integrasi Supervisi Kendali ON OFF PID
FUZZY ANFIS untuk Broiler House 140
4. 12 Grafik Simulink Matlab integrasi kendali PID FUZZY Untuk
Broiler Closed House 141
4. 13 Grafik Simulink Matlab Kendali PID ANFIS Untuk Broiler Closed
House 141
4. 14 Respon Integrasi Supervisorik Kendali Empat Modus Kendali(ON-OFF, PID, Fuzzy Logic, ANFIS) Suhu setpoint 300C Periode
Starter Umur 0-18 Hari 142
4. 15 Integrasi Supervisori Kendali Empat Modus Kendali(ON-OFF, PID, Fuzzy Logic, ANFIS) Kelembaban Setpoint 60% Periode Grower
Umur 19-30 Hari 143
4. 16 Integrasi Supervisori kendali empat modus kendali untuk NH3 setpoint 10 ppm Grower Umur 19-30 Hari dan Periode finisher Umur 31-46 Hari
143 4. 17 Supervisori kendali tiga modus kendali (ON-OFF PID Fuzzy Logic)
suhu setpoin 250C Grower Umur 19-30 Hari 143
4. 18 Respon integrasi supervisori Kendali PID Fuzzy ANFIS Parameter Humidity 60 Periode finisher Umur 31-46 Hari 144 4. 19 Respon integrasi supervisori kendali 3 modus kendali PID Fuzzy
ANFIS Amonia 10 ppm Grower Umur 19-30 Hari dan Periode
finisher Umur 31-46 Hari 144
4. 20 Respon Supervisori kendali dua modus PID Fuzzy suhu 200C
Periode finisher Umur 31-46 Har 144
4. 21 Integrasi Supervisori Kendali dua modus PID ANFIS Kelembaban setpoint 70% Periode Starter Umur 0-18 Hari
145 4. 22 Integrasi Supervisori kendali dua modus PID Fuzzy Amonia setpoin
10 ppm Grower Umur 19-30 Hari dan Periode finisher Umur 31-46
Hari 145
xxiii
5. 2 Standar protocol family tree (Bhargav & Koopman 1993). 157 5. 3 Protokol Komunikasi Jaringan Client-Server 157
5. 4 Skema dasar sistem kendali 158
5. 5 Testbed Jaringan pengendali peralatan listrik ruangan 158 5. 6 Agen pada lingkungan Wooldridge dan Jennings, 2002). 159 5. 7 Bagan Model Komunikasi Komputasi Paralel (Seminar et al. 2005) 160
5. 8 Kendali Adaptif Swa-Tala. 162
5. 9 Interkoneksi Supervisori Kendali pada Broiler House berbasis
Jaringan Komputer 164
5. 10 Struktur software device driver. 165
5. 11 Use case diagram Sistem Supervisori Kendali pada Broiler House 167
5. 12 Diagram blok modem PLC. 171
5. 13 Blok Diagram Device Driver 171
5. 14 Diagram konteks sistem SSKAPEI 172
5.15 Interkoneksi Client Server 174
5. 16 Interaksi Web Application Dengan Host 175
5. 17 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
Suhu 300C 176
5. 18 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
kelembaban 500C 176
5. 19 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
amonia 5 ppm 177
5. 20 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
Suhu 290C 177
5. 21 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
kelembaban 600C 178
5. 22 Tampilan Interkoneksi Supervisori Kendali Dengan Web Secara
Online Amonia 10 Ppm 178
5. 23 Tampilan Interkoneksi Supervisori Kendali Dengan Web Secara
Online Suhu 270C 179
5. 24 Tampilan Interkoneksi Supervisori Kendali Dengan Web Secara
Online Kelembaban 700C 179
5.25 Tampilan Interkoneksi Supervisori Kendali Dengan Web Secara
Online Amonia 15 Ppm 180
xxiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1 Simulasi Model Kendali Suhu Kelembaban Dan Amonia Pada Broiler
Closed House Berbasis On-Off, Pid, Fuzzy Logic Dan ANFIS 203 2 Simulasi Integrasi Supervisori Kendali Suhu Kelembaban Dan Amonia
Pada Broiler Closed House 216
3 Peralatan Dan Hardware Digunakan Pada Pengendalian Broiler Closed
House 222
xxv
RHambient = Kelembaban lingkungan (%)
Qroom = Panas ruangan (Watt)
Qflow = Panas kecepatan aliran (Watt)
Qbroiler = Panas ayam (Watt)
Qfloor = Panas lantai (Watt)
Qwall = Panas lantai (Watt)
Qroof = Panas atap (Watt)
λ = Koefisein panas laten dan kondensasi Qair = Panas udara (Watt)
Qlamp = Panas lampu (Watt)
Qfan = Panas kipas angin (Watt)
Qev cool = Panas evavorating cooling (Watt)
hroom = Koefisien konveksi pada ruangan Watt/(m2K)
hfloor = Koefisien konveksi pada lantai Watt/(m2K)
hroof = Koefisien konveksi pada atap Watt/(m2K)
hwall = Koefisien konveksi pada dinding Watt/(m2K)
A = Luas permukaan (m2) R = Hambatan panas (Ohm)
Cair = Kapasitas panas jenis udara ruangan (J (kg K)-1
G(s) = Transfer function (fungsi alih) NH3room = Amonia ruangan (ppm)
P = Tekanan (Newton/m2)
t = Waktu (detik)
F = Gaya (Newton)
Ki = Koefisien kendali integral
Kp = Koefisen kendali proporsional
Kd = Koefisien kendali defrensial
i
Y = Fraksi massa masing-masing spesies i, i
R = Nilai net spesies hasil reaksi kimia i
S = Nilai net spesies yang disebarkan ke dalam sistem simulasi yang didefinisikan oleh user
xxvi
r(t) = Sinyal masukan kendali ON-OFF U(t) = Sinyal keluaran kendali ON-OFF Ai,Bi = Variabel linguistik
Ol = Fungsi keanggotaan masing fuzzy set (A dan B) If then = Fuzzy rule (aturan fuzzy)
µ(x) = Anggota himpunan fuzzy U = Nilai kualitatif keluaran fuzzy U(n) = Nilai numeric keluaran fuzzy U(k), X(k) = Input kendali ANFIS
U(k+1) = Output kendali ANFIS
σ = Konstanta Stefan – Boltzmann, 5.67 x 10-8 (Watt/m2.K4)
α = Atitud yaitu sudut ketinggian surya
k = Konduktivitas termal (Watt/m.K)
Aroom = Luas penampang terhadap arah aliran panas ruangan (m2)
Afloor = Luas penampang terhadap arah aliran panas lantai (m2)
Awall = Luas penampang terhadap arah aliran panas dinidng (m2)
Aroof = Luas penampang terhadap arah aliran panas atap (m2)
dt/dx = Gradien temperatur dalam arah aliran panas (K/m)
Latar Belakang
Kebutuhan protein manusia semakin meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Kebutuhan yang semakin meningkat tersebut, dapat dipenuhi dengan peningkatan produksi protein asal ternak baik dari segi kualitas maupun kuantitas. Salah satu sumber protein hewani adalah daging ayam broiler. Ditinjau dari nilai gizinya, daging ayam broiler tidak jauh beda dibandingkan dengan daging dari ternak lain.
Daging ayam broiler mudah didapatkan dan harganya relatif murah, karena pemeliharaan ayam broiler relatif singkat yaitu 35 hari. Tingkat konsumsi daging ayam masyarakat Indonesia masih rendah dibandingkan dengan negara lain. Tahun 2007, konsumsi ayam Indonesia 4,5 kg/kapita/thn, Malaysia 38,5 kg/kapita/thn, Singapura 28 kg/kapita/thn, Thailand 14 kg/kapita/thn, Filipina 8,5 kg/kapita/thn (Daryanto 2007). Konsumsi daging ayam di Indonesia menunjukkan peningkatan dari tahun ke tahun, ditunjukkan pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1 Konsumsi ayam broiler di Indonesia Tahun Tingkat Konsumsi daging Ayam
(Kg/kapita/tahun)
Tahun Produksi Ayam Broiler (ribu ekor)
Populasi ayam broiler di Indonesia sebesar 930.317.847 ekor tahun 2009, 986.872.000 ekor tahun 2010, 1.041.968.000 ekor tahun 2011 (Ditjen Peternakan 2012).
Populasi ayam Tabel 1.2 seharusnya dapat memenuhi produksi daging dalam negeri tahun 2010 sebesar 2.365.670 ton (51,33%). Konsumsi daging sebesar 7,75 kg/kapita/tahun dipenuhi dari daging ayam sebanyak 3,80 kg (49%) (Sutawi 2012). Jika tingkat konsumsi daging tahun 2010 adalah 7,75 kg/kapita/tahun dan jumlah penduduk Indonesia 230 juta jiwa maka kebutuhan daging 1.782.500.000 kg/tahun setara dengan 1.727.026.000 ekor ayam (1 ekor ayam=1,75 kg). Populasi ayam broiler tahun 2011 sebesar 1.041.968.000 ekor, sehingga kekurangan ayam untuk memenuhi kebutuhan daging, sebesar 685.058.000 ekor ayam pertahun.
Saat ini jumlah broiler closed house di Indonesia sebanyak 76 buah. Satu broiler closed house dapat memproduksi 20.000 ekor ayam dan dalam 1 tahun 6 kali panen sehingga jumlah produksi 76 broiler closed house dalam 1 tahun (20.000 ekor x 76 x 6 kali panen) 9.120.000 ekor/tahun. Jumlah ini setara dengan 0,53% dari kebutuhan daging. Diperkirakan jumlah ayam yang berasal broiler closed house baru yg akan memenuhi kekurangan ayam sebanyak: 3.617.622 ekor atau berasal dari 30 broiler closed house baru. Jadi dapat disimpulkan saat ini masih dibutuhkan tambahan sekitar 30 broiler closed house untuk memenuhi kebutuhan daging di Indonesia.
tempat saluran pernapasan. Panas ini hilang saat udara dihembuskan. Panas dapat dipindahkan dari tubuh bagian dalam ke permukaan melalui mekanisme: Pertama, konduksi, dalam mekanisme ini, panas dipindahkan dari molekul ke molekul dalam tubuh dan akan ditransfer dari molekul dalam tubuh dan akhirnya hilang ketika panas mencapai bagian terluar. Konduksi meningkat ketika ayam merebah ke tanah dan bulu dada untuk memfasilitasi kehilangan panas pada litter. Kedua konveksi, dalam mekanisme ini, panas dipindahkan ke jaringan darah. Darah kemudian mengalir ke kulit yang mengakibatkan suhu kulit meningkat dan panas dilepaskan ke udara. Ayam sangat baik karena disesuaikan cuaca dingin terutama untuk isolasi mereka sangat efisien disediakan oleh bulu.
Ketika ayam terkena tekanan dingin, beberapa mekanisme kompensasi yang digunakan. Pertahanan baris pertama adalah bulu tersebut. Bulu didirikan untuk memberikan perlindungan yang lebih efisien dari lingkungan dan untuk menghemat panas tubuh. Ayam menggigil dalam menanggapi dingin. Proses ini meningkatkan tingkat metabolisme tubuh untuk menghasilkan panas tambahan. (Scanes et al. 2004).
unggas hingga mencapai 40 sampai 75% dari total kehilangan air dari dalam tubuh (Ophir et al. 2002)
Keberhasilan dalam beternak ayam, ditentukan oleh tiga unsur utama yaitu manajemen (pengelolaan usaha peternakan), breeding (bibit) dan feeding (pakan). Manajemen merupakan kegiatan mulai dari perencanaan kandang hingga pemotongan ayam (Amrullah 2003). Salah satu bentuk manajemen kandang adalah pembuatan broiler closed house yang dikendalikan untuk mencapai kondisi lingkungan yang optimal. Dengan manajeman kandang yang baik diharapkan produksi ayam akan maksimal. Kondisi ayam dalam broiler closed house, dapat dilihat pada Gambar 1.1.
Gambar 1.1. Ruangan Broiler Closed House (University farm IPB Bogor 2009) Hanya sebagian kecil dari peternakan ayam di Indonesia sudah menerapkan manajemen pemeliharaan yang sesuai dan diikuti dengan penerapan teknologi. Ini merupakan salah satu hambatan dalam peningkatan populasi ayam broiler. Padahal jika dicermati, Indonesia termasuk daerah tropika dengan suhu lingkungan luar yang panas sehingga diperlukan pengembangan pemeliharaan ayam broiler dengan menciptakan kondisi lingkungan yang baik pada broiler closed house.
meliputi konduksi, konveksi dan radiasi yang terjadi di dinding dan atap kandang ayam (Weaver dan William 2001).
Dalam kandang terjadi proses pemindahan panas dari tubuh ke lingkungan sekitar kandang. Proses pemindahan panas itu terjadi dalam beberapa cara yaitu : pertama, panas sensibel adalah panas yang terdeteksi pada tubuh ayam. Kedua, radiasi terjadi ketika temperatur dari tubuh ayam lebih besar daripada daerah sekitar atau lingkungan, maka terjadi perpindahan panas secara radiasi hingga panas daerah sekitar ayam atau lingkungannya sama dengan suhu tubuh ayam. Ketiga, konduksi terjadi ketika tubuh ayam kontak dengan permukaan dari objek lain yang suhunya lebih rendah seperti lantai atau dinding kandang. Keempat, konveksi terjadi ketika aliran udara dengan suhu lebih rendah daripada suhu ayam mengenai tubuh ayam tersebut sehingga suhu tubuh ayam turun. Kelima, ekskresi sejumlah kecil panas hilang dari tubuh ayam melalui pengeluaran ekskresi. Keenam, panas laten seperti pada mamalia yang terjadi proses evaporasi melalui kelenjar keringat. Ayam juga mengalami proses pendinginan secara evaporasi (evaporative cooling) melalui penguapan dari lapisan lembab pada sistem respirasinya (paru–paru dan pundi udara) (Bell dan Weaver 2001).
Ayam broiler adalah salah satu jenis ayam tipe pedaging yang dipelihara di Indonesia secara komersial. Kata broiler berasal dari daerah bagian Timur negara Amerika Serikat yang berarti unggas yang sangat muda usianya (Leeson dan Summer 2000). Ayam broiler adalah jenis ayam jantan maupun betina muda berumur sekitar 6–8 minggu yang dipelihara secara intensif, guna memperoleh daging yang optimal. Pemeliharaan ayam broiler terbagi menjadi tiga fase yaitu fase starter, u m u r 0 s a m p a i 2 m i n g g u (1 – 14 hari), u m u r 3 m i n g g u fase grower (15 – 28 hari) umur 4 minggu fase finisher umur 6 minggu (29 – 41 hari) hingga dipasarkan (Daghir 1998, Scheuermann et al. 2003, Lesson and Summer 2005).
Kandang merupakan faktor penting dalam pemeliharaan ayam broiler. Fungsi kandang adalah melindungi ayam dari pengaruh cuaca (panas, hujan, dingin, dan angin) serta pengaruh binatang dan manusia yang dapat mengganggu ayam selama proses pembesaran.Terdapat dua tipe kandang, tipe terbuka dan tertutup. Kandang terbuka (open house); adalah kandang yang semua sisinya terbuka. Dinding kandang menggunakan kawat atau bilah bambu sehingga udara bisa bebas keluar masuk. Kandang tipe tertutup atau closed house dibuat dengan tujuan agar keadaan lingkungan luar seperti udara panas, hujan, angin, dan intensitas sinar matahari tidak berpengaruh banyak terhadap keadaan dalam kandang (COBB 2010). Closed house merupakan suatu rancangan kandang ayam yang tidak terpengaruh lingkungan dari luar kandang atau meminimalisasi gangguan dari luar. Sistem kandang tertutup memiliki keunggulan yaitu memudahkan pengawasan, dapat diatur suhu dan kelembabannya, memiliki pengaturan cahaya, dan mempunyai ventilasi yang baik sehingga penyebaran penyakit mudah diatasi (Lacy 2001).
Gambar 1.2. Ventilasi Broiler Closed House nampak dari atas (University farm IPB Bogor 2010)
ventilasi memiliki peranan penting dalam menjaga kesehatan ayam dengan cara sebagai berikut: pertama, menghilangkan panas yang berlebihan; kedua, menghilangkan kelebihan kelembaban; ketiga, mengurangi debu; keempat, mengurangi gas beracun seperti amonia, karbon dioksida, dan karbon monoksida; kelima, menyediakan oksigen untuk pernapasan. Sistem ventilasi pada closed house tergantung dari jenis kipas (fan) yang digunakan. Cara kerja fan itu sendiri dibagi menjadi dua cara, yaitu mendorong udara masuk dan menyedot keluar. Cara kerja fan model pertama adalah udara mengalir ke dalam akan menyebabkan takanan positif sehingga sifat ini disebut dengan system positif (positive pressure system). Cara kerja fan model kedua adalah udara mengalir dari dalam kandang menuju ke luar akibat adanya daya sedot fan, sehingga terjadi tekanan negative. Cara kerja fan ini biasa disebut dengan sifat negative (negative pressure system).
Ventilasi mekanik atau ventilasi alami disebut juga ventilasi tenaga karena menggunakan kombinasi kipas angin (fan), listrik, udara sisi masuk dan kendali (thermostats, timers, dll) untuk mengatur temperatur dan kelembaban (thermostat, timer). Keuntungan utama ventilasi mekanik adalah memiliki prosedur pengendalian tertutup (closed loop) di mana ventilasi langsung mengontrol laju aliran udara (Chao dan Gates 1996).
Gambar 1.3. Ventilasi mekanik di Broiler Closed House (University farm IPB Bogor 2009)
Sistem ventilasi dirancang berdasarkan jumlah ayam broiler dan ukuran kandang. Umumnya, sistem ventilasi mengatur sirkulasi udara per menit (60 per detik) atau lebih selama cuaca panas. Sistem juga perlu disesuaikan untuk menjaga tingkat aliran udara rendah, yaitu 1-5 sirkulasi udara per jam selama cuaca dingin. Volume udara yang harus dipindahkan untuk menghasilkan satu sirkulasi udara, dihitung menggunakan rumus: panjang x lebar x tinggi (rata-rata) (Scheideler and Stowell 2006).
Selama masa pertumbuhan, ayam broiler akan menghasilkan gas dan hasil proses metabolisme. Produk ini akan berakumulasi sepanjang waktu dan menyebabkan perubahan substansial terhadap kualitas udara dalam kandang. Cemaran utama yang biasa terjadi dalam udara adalah debu, NH3, CO2, CO dan
uap air yang dapat menimbulkan efek merugikan. Pengaruh langsung dari debu dan NH3 meliputi kerusakan fisik yang menyebabkan menurunnya resistensi terhadap
penyakit, berkurangnya konsumsi pakan dan pada kondisi yang parah menyebabkan buruknya pertumbuhan ayam. Adanya gas berbahaya akan menghambat pengambilan oksigen karena adanya pengaruh unsur-unsur kimia secara langsung. Pencemaran cenderung terjadi pada tingkat oksigen yang rendah. Kandungan tinggi dari CO2 dan CO juga membatasi pengambilan O2. Pada kadar
konsentrasi yang lebih tinggi, kehadiran kedua gas tersebut bisa berakibat fatal (Dhia 2001).
Perubahan suhu kandang ayam broiler pada minggu pertama, dari 320C menurun sekitar 2,80C perminggu hingga minggu ke-5 dimana ayam siap dipanen memiliki suhu 210C (Lacy 2001), lihat Tabel 1.3.
Suhu lingkungan yang optimum untuk broiler adalah antara 180C sampai 320 (COBB 2010). Suhu optimun untuk memelihara ayam broiler berumur 34 sampai 54 hari adalah 210C sampai 300C (COBB 2010). Suhu tinggi dalam kandang dan kandungan protein makanan sangat mempengaruhi pertumbuhan, bobot ayam dan metabolisme genetik ayam umur antara 3 dan 9 minggu. Hubungan antara suhu, bobot, dan pakan ayam, bahwa suhu di atas 320C menghasilkan berat lebih besar dapat dilihat pada Tabel 1. 4.
Tabel 1. 4 Pengaruh temperatur terhadap berat badan dan konversi pakan ayam broiler
Temperatur (0C) Berat Badan
Ayam dewasa merupakan hewan homeotermik, yang memiliki kemampuan untuk mempertahankan suhu tubuhnya relatif stabil pada kisaran suhu yang luas (Coon 2001). Siklus suhu lingkungan harian akan mempengaruhi pertumbuhan dan efisiensi. Broiler yang dipelihara pada fluktuasi suhu 4.4–15.80C dari umur 4-8 minggu tidak menunjukkan perbedaan berat badan yang nyata dibandingkan dengan yang dipelihara pada fluktuasi suhu harian 10-210C, meskipun konversi pakan lebih tinggi pada fluktuasi 4.4-15.60C (Coon 2001).
Suhu lingkungan merupakan hal penting dalam kandang ayam sehingga harus dijaga pada suhu optimal. Suhu kandang dipengaruhi oleh dua hal: pertama, suhu udara (diukur pada ketinggian ayam dan disekitar tempat pakan dan minum ayam) kedua, suhu lantai (litter). Suhu udara 30oC (86oF) dan suhu lantai (litter) 28-30 ° C (82-86oF) disekitar ayam. Suhu kandang sangat dipengaruhi kondisi lingkungan setempat dan harus berkorelasi dengan suhu efektif yang dirasakan oleh ayam.
Kelembaban yang ideal berkisar antara 60-70%, ini sulit dicapai pada musim panas. humidifier atau evavorating cooling atau penambahan air permukaan dapat membantu mewujudkan kelembaban yang ideal. Pengaturan suhu brooding harus disesuaikan dengan meningkatnya kelembaban di atas 70% atau turun di bawah 60% yang akan mengakibatkan perubahan perilaku ayam (Garden dan Singleton 2008).
Tingkat kelembaban lingkungan berpengaruh langsung terhadap kehilangan panas laten tubuh ayam. Tingkat kelembaban secara tidak langsung akan mempengaruhi penampilan ternak akibat konsentrasi debu dan bakteri pathogen. Meningkatnya kelembaban akan merugikan produksi ayam pada suhu tinggi. Pada umumnya perubahan kelembaban tidak berdampak terhadap pertumbuhan ayam dengan kelembaban dibawah 70% dan suhu lingkungan di bawah 24oC. Alat pengukur kelembaban harus diletakkan berdekatan dengan alat suhu. Beberapa sensor suhu dilengkapi dengan sensor kelembaban, sehingga pengukurannya dapat dilakukan secara bersamaan (Dhia 2001).
Amonia (NH3) adalah gas yang tidak berwarna, lebih ringan dibandingkan
dengan berat udara, larut dalam air, dan berbau tajam (menyengat). Konsentrasi NH3 dalam kandang ayam bervariasi antara l5 - 30 ppm, optimum dibawah 20
ppm. Gas ini merupakan produk limbah dari proses biologis dekomposisi feses, sehingga kebanyakan masalah timbul pada saat kotoran terakumulasi di dalam litter. Pemantauan atas gas ini dapat dilakukan bersamaan dengan perlakuan terhadap CO2. Kedua jenis gas ini dapat menjadi indikator yang baik atas kualitas
udara dan efisiensi dari sistem ventilasi kandang yang dipergunakan (Dhia 2001). Adapun karakteristik parameter lingkungan broiler closed house dapat dilihat pada Tabel 1.5.
merancang suatu pengendalian yang mampu menghasilkan output dari mesin kendali sesuai spesifikasi yang diinginkan. Proses desain kendali ini semakin kompleks seiring dengan kompleksitas mesin kendali serta proses yang akan diatur di dalamnya. termasuk penerapan multiple kandang tertutup (broiler closed house).
Tabel 1. 5 Karakteristik dan rekomendasi lingkungan Broiler Closed House Lingkungan
Parameter Karakteristik/Rekomendasi
Amonia (NH3) Dapat dideteksi dengan penciuman pada konsentrasi di atas 20
ppm. > 10 ppm menyebabkan kerusakan permukaan paru-paru. >20 ppm meningkatkan kepekaan terhadap penyakit pernapasan. > 50 ppm menurunkan laju pertumbuhan. Rekomendasi dalam kisaran < 10 ppm
Karbon Dioksida (CO2)
Karbon Dioksida <0.3% Menyebabkan kerusakan permukaan paru-paru. Meningkatkan kepekaaan terhadap serangan penyakit. Gunakan ventilasi untuk mengurangi debu.
Debu Debu >0,34 atau 0,35 % (3500 ppm) menimbulkan nodul-nodul kartilaginus pada paru-paru yang berkaitan dengan ascites. Fatal pada konsentrasi tinggi. Rekomendasi batas atas 2500 ppm
Kelembaban dan
Temperatur
Pengaruhnya bervariasi menurut suhu. Suhu 29 0C dan kelembaban 70 % menghambat pertumbuhan karena ayam tidak mampu mendinginkan dirinya sendiri. Kualitas litter memburuk pada kelembaban tinggi menyebabkan penurunan kualitas produk pada saat prosesing. Rekomendasi dalam kisaran suhu 26-290C dan kelembaban 65 - 75 %
Sumber: (COBB 2004, 2010), (Dhia 2001)
Sistem supervisori kendali merupakan pengembangan dari sistem kendali adaptif terdiri dari: kendali penjadwalan pertumbuhan, kendali adaptif model acuan, kendali adaptif swa-tala (Bolton 1995; Sadjad 2004). Adaptasi teori supervisori kendali pada sistem diskrit diperkenalkan pertama kali oleh Ramade dan Wonham di Universitas Toronto, Canada yang mendefinisikan model robot pada sistem diskrit dan mekanisme supervisori kendali yang meminimalkan gangguan serta bisa mengendalikan beberapa unit kendali yang salah satunya bisa dinonaktifkan (Ramadge and Wonham 1987).
Supervisori kendali harus memiliki informasi yang cukup untuk membuat keputusan kendali pada masing-masing unit kendali. Ada dua hal yang menjadi pertimbangan; pertama secara khusus yang diberikan secara lokal yaitu bila suatu proses dikendalikan oleh satu supervisori kendali (Lin and Wonham, 1988) dan kedua secara umum yaitu bila suatu proses dikendalikan oleh beberapa supervisori kendali (Rudie and Wonham 1992). Dalam perkembangan, prototipe sistem supervisori kendali telah diaplikasikan pada rumah tanaman (green hause) dengan beberapa modus kendali, parameter kendali dan kriteria optimal dapat terintegrasi satu sama lain (Seminar et al. 2006). Demikian pula sistem supervisori kendali telah diaplikasikan pada broiler closed house (Alimuddin et al. 2011).
Dalam sistem kendali dikenal adanya model sistem dinamik dalam persamaan difrensial untuk memodelkan mesin kendali, selanjutnya ditransformasikan dalam bentuk persamaan Laplace. Fungsi alih sistem didefinisikan sebagai perbandingan transformasi Laplace keluaran terhadap transformasi Laplace masukan. Fungsi alih sistem juga merupakan model matematika yang menghubungkan variabel masukan dengan variabel keluaran. (Ogata 1994, 2002; Woods Robert dan Lawrence 1997; Bolton 1995, 2006), Kuo 1998; Rosulindo 2001). Fungsi alih sebagai bagian dari parameter kendali untuk menghasilkan output kendali (PID, Fuzzy logic dan ANFIS).
32.7 oC dan RH sebesar 71% dan simulasi CFD suhu 33,1170C-35,9720C dan kelembaban 49,712%-71,119%.
Weaver (2001) membahas menggunakan kendali ON-OFF pada kandang ayam dengan suhu 210C dan kelembaban 60% pada musim panas dan dingin. Ibrahim (2002) membahas penggunakan kendali ON-OFF yang terjadi pada dua musim yaitu musim panas dan musim dingin, musim panas suhu dalam broiler closed house 260C dan kelembaban 70%, musim dingin suhu dalam broiler closed house 340C, kelembaban 70%, dan amonia < 25ppm. Daskalov et al. (2005) membahas kendali adaptif suhu kelembaban non-liner pada kandang ternak babi yang terdiri dari dua musim dingin dan musim panas, pada musim dingin suhu 220C, kelembaban 70 %, kecepatan angin 1 m/s dan musim panas suhu 260C, kelembaban 70%, kecepatan angin 3.7 m/s. Amon et al. (1997) membahas pengendalian ON-OFF pada kandang tertutup dengan suhu 20-300C, amonia 20 ppm, kelembaban 40-70%, bau 430 -2480 ppm, kecepatan udara 0.14 m/s, pH 6-7 ppm, CO2 0.25%.
Mutai et al. (2011) menghasilkan simulasi perubahan suhu di broiler closed house pada ayam menggunakan model matematika empiris berdasarkan hukum keseimbangan panas. Suhu dalam broiler closed house ditentukan oleh ventilasi dan bahan konstruksi. Model menghasilkan kecenderungan suhu yang akurat terhadap waktu tertentu yaitu rata-rata suhu pengukuran 24.430C dan suhu prediksi 24.400C dan kelembaban 60%-90% dengan koefisien korelasi R2 0.978. Hubbar (2000) membahas hirarki supervisori kendali dapat dilakukan secara sentralistik, desentralistik terhadap sistem produk multi-agen, hal ini menunjukkan bahwa perilaku produk multi agen dapat dikendalikan secara terpisah dan bersamaan terhadap setiap agen.
finisher. Suhu input berfluktuasi dalam broiler closed house 29-34,20 C, suhu setpoin 28 0 C, dengan suhu output 300C.
Tabel 1. 6 Karakteristik parameter lingkungan Broiler Closed House Periode Ming Sumber : (Adopsi dari COBB 2005,2010 Coon 2001, Lacy 2001, Dhia 2001)
Berdasarkan kajian telaah pustaka pada Tabel 1.6 dijadikan acuan atau standar yang optimal dalam penelitian ini untuk melakukan prediksi suhu kelembaban dan amonia broiler closed house, pemodelan broiler closed house, respon masing-masing modus kendali (ON-OFF PID Fuzzy Logic dan ANFIS) broiler closed house.
Perumusan Masalah Masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah:
1) Bagaimana pengkajian karakteritik lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house?
2) Bagaimana mendapatkan model lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house?
3) Bagaimana mendesain sistem supervisori kendali lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house ?
4) Bagaimana respon kondisi optimal supervisori kendali lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house?
5) Bagaimana melakukan integrasi supervisori kendali lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia sesuai kondisi optimal kendali, pengetahuan peternakan ayam dan pengetahuan kendali sesuai lingkungan pada broiler closed house ?
6) Bagaimana melakukan interkoneksi supervisori kendali lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house dalam bentuk perangkat lunak (software prototype) yang dapat mengendalikan satu, dua atau tiga broiler closed house yang terhubung ke dalam jaringan computer dengan jarak jauh dengan parallel computing?
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah:
1) Mengkaji karakteristik lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house
2) Mendapatkan model lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house
3) Mendesain sistem supervisori kendali lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house
4) Menentukan respon kondisi optimal supervisori kendali parameter suhu kelembaban dan amonia pada broiler closed house.
6) Melakukan interkoneksi supervisori kendali lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house dalam bentuk perangkat lunak (software prototype) yang dapat mengendalikan satu, dua atau tiga broiler closed house yang terhubung ke dalam jaringan computer dengan jarak jauh dengan parallel computing.
Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah:
1) Memfasilitasi tersedianya pilihan modul dalam perangkat lunak yang siap digunakan untuk kegunaan penelitian dan praktis dalam mengendalikan parameter lingkungan,
2) Memberikan alternatif teknologi bagi industri dan peternakan ayam untuk produksi ayam broiler dengan lingkungan yang terkendali.
3) Menyediakan hasil informasi hasil implementasi dan simulasi perangkat lunak sistem supervisori kendali optimal lingkungan broiler closed house sebagai bahan pertimbangan pemanfaatan dan pengembangan lebih lanjut.
Kerangka Pemikiran
Gambar 1.4 Arsitektur Supervisori Kendali pada Broiler Closed House diadopsi dari (Seminar et al. 2006) dan (Alimuddin et al. 2011)
Arsitektur dari sistem supervisori kendali pada broiler closed house terdiri antar-muka pengguna (user interface), modul seleksi preferensi kendali (user’s pereference selection module), mesin kendali supervisori (supervisory control engine) dan modul pengetahuan (knowledge module). Pengguna berinteraksi dengan sistem supervisori untuk melakukan pemilihan modus kendali dan variasi variabel kendali dengan berbagai pertimbangan kriteria optimasi.
Supervisi kendali adalah mengendalikan beberapa proses kendali yang saling bekerja sama tidak terpisah antara satu dengan yang lain. Sistem supervisori kendali digunakan untuk mengatur, mengkoordinir, dan mengintegrasikan unit-unit kendali. Supervisi kendali adalah mengkoordinir sistem kendali yang terjadi dalam suatu sistem.
Prinsip kerja Supervisi kendali adalah mengkoordinir sistem kendali secara bersamaan dan bekerjasama pada proses kendali yang ada yang terdiri dari 1 proses kendali atau lebih pada tempat satu atau beberapa tempat. Misalnya supervisi kendali suhu dalam berbagai modul pengetahuan diantaranya : control knowledge bisa memilih dari 3 modus kendali ON-OFF,PID, Fuzzy Logic atau ANFIS sesuai keperluan supervisi kendali lingkungan. Penggunaannya dapat terdiri
dari 2 modus kendali, yaitu: ON-OFF dan PID, PID dan Fuzzy Logic, Fuzzy Logic dan ANFIS; atau 3 modus kendali, yaitu: ON-OFF PID, Fuzzy Logic dan PID, Fuzzy Logic dan ANFIS; atau 4 modus kendali, yaitu: ON-OFF, PID, Fuzzy Logic dan ANFIS. Pengetahuan iklim dan lingkungan (musim kemarau dan musim hujan), sudah tersedia dalam data base, yaitu suhu, kelembaban dan amonia yang ideal pada musim kemarau dan musim hujan. Sehingga ketika pergantian musim tidak perlu lagi ada perubahan suhu musim kemarau dan hujan cukup supervisi kendali yang bekerja secara otomatis karena sudah diprogramkan sebelumnya.
Pengetahuan ayam broiler berupa bobot ayam dari umur DOC-panen, jumlah pakan, jumlah air minum sudah disimpan dalam data base supervisory kendali,. Pengetahuan Input/output (sensor, transduser, actuator) berfungsi untuk menyimpan semua karakteristik yang relevan dan penggunaan kebutuhan misalnya karakteristik sensor. Perancangan supervisi kendali mempunyai tiga parameter suhu, kelembaban dan amonia. Pada kondisi iklim dan lingkungan pada musim kemarau dan hujan diberi pilihan modus kendali ON-OFF, PID, Fuzzy Logic, ANFIS untuk suhu, kelembaban dan amonia.. Pada tahapan berikutnya disimulasikan dalam kandang ayam baik ada ayam masa starter, grower dan finisher. Kemudian dibandingkan dengan simulasi dalam kandang ayam yang kosong (tidak ada ayam).
Dalam perancangan supervisori kendali pada broiler closed house yang dipengaruhi oleh konveksi dan konduksi dengan menggunakan modus control dengan menyesuaikan kondisi iklim dan lingkungan, pengetahuan broiler closed house yaitu tiga skenario (starter, grower dan finisher) dan pengetahuan pengontrolan lingkungan kandang ayam broiler. Untuk satu parameter kendali menggunakan modus kendali ON-OFF, PID, Fuzzy logic ANFIS dengan salah satu kendali suhu, kelembaban dan amonia.
Ruang Lingkup Penelitian
Agar penelitian ini dapat fokus pada tujuan, maka ruang lingkup penelitian ini dibatasi pada aspek-aspek berikut:
Pertama : Prediksi Suhu, Kelembaban dan Amonia pada Broiler Closed House Menggunakan CFD
Kedua : Model dan Simulasi Kendali Suhu Kelembaban dan Amonia pada Broiler Closed House
Ketiga : Integrasi Supervisori Kendali Suhu Kelembaban dan Amonia pada Broiler Closed House
DAFTAR ISI
Halaman 1 PENDAHULUAN
... 1
Latar Belakang ... 1 Perumusan Masalah... 15 Tujuan Penelitian... 15 Manfaat Penelitian... 16 Kerangka Pemikiran ... 16 Ruang Lingkup Penelitian ... 19DAFTAR GAMBAR
Halaman 1.1. Ruangan Broiler Closed House (University of farm Bogor, 2009) ... 4 1.2. Ventilasi Broiler Closed House Nampak dari Atas (University of farm
Bogor,2010) ... 6 1.3. Ventilasi Mekanik di Kandang Broiler Closed House (Univ. of farm di
Bogor, 2009) ... 7 1.4 Arsitektur Supervisori Kendali pada Broiler Closed House ... 17
DAFTAR TABEL
Halaman 1. 1 Suhu Ayam Broiler ... 8 1. 2 Pengaruh Temperatur Terhadap Berat Badan dan Konversi Pakan Ayam
Abstract
Broiler was a kind of superior race from crosses of chicken nations that have high productivity power, especially in the production of chicken meat. In an attempt was broiler chicken rearing, the temperature, humidity and ammonia was a crucial factor in chicken rearing in tropical regions. Broiler closed house was a system that offers a solution to provide thermal comfort of broilers were raised. The research objectives were: first, to model the temperature, humidity and ammonia in closed broiler houses by using Computational Fluid Dynamics (CFD), second, to determine the distribution of temperature, humidity and ammonia in the chicken coop. In this study design modeling of temperature, humidity and ammonia in the broiler closed house with mathematics consists of the room temperature, floor temperature, the temperature of the walls and roof temperatures. Data was collected in two ways from the primary measurements obtained using sensors include: the floor temperature, the wall temperature, the room temperature, the temperature of the roof and the secondary wind speed and temperature, humidity environments and available from BMG Bogor irradiation and temperature data of broilers, the fan power and lamp as the input bondary condition for CFD simulations. Materials used include: sensor kestrel 3000 for measuring temperature, humidity and air velocity, a set of computers and peripherals, and thermo Copel and hybrid recorder, to measure the temperature and humidity, wall, floor, roof, a set of broiler closed house, broilers, anemometer was used to measuring air velocity in units of m/s (meters per second), Impinger water used to take samples of air-free ammonia, Spectrofotometer used to measure the intensity level of ammonia that is on stable mercury thermometer used to measure the temperature on the temperature distribution tends litter. Rseult of simulation increased in the outlet area of the enclosure from any accumulation of hot broiler convection flow due to blast air into the outlet. Validation includes validation measurements performed by comparing the actual data and validation of measurement and simulation mesh. Validation of measurement for temperature and wind speed is good enough. Validation mesh was used to test the accuracy of the simulation itself can find the thermal comfort parameters of broilers. Simulation of heat transfer (temperature) has been used to predict the distribution of temperature, humidity and ammonia in a broiler closed house by using CFD modeling that can be used as a reference and control temperature, humidity and ammonia. The simulation results of temperature, humidity and ammonia broiler closed house have been validated indicate a significant correlation to the temperature coefficient of determination (R2) 99.093% and RMSE 0.934952, humidity coefficient of determination (R2) 99.007% and RMSE 0.966379 and ammonia coefficient of determination (R2) 99.11% and RMSE 1.4859.
Abstrak
Ayam broiler merupakan jenis ayam ras unggulan hasil persilangan dari bangsa-bangsa ayam yang memiliki daya produktivitas tinggi, terutama dalam memproduksi daging ayam. Dalam usaha pembesaran ayam broiler tersebut, suhu, kelembaban dan amonia merupakan faktor yang krusial dalam pembesaran ayam di wilayah beriklim tropis. Broiler closed house merupakan suatu sistem yang menawarkan solusi untuk memberikan kenyamanan termal terhadap ayam broiler yang dibesarkan. Tujuan Penelitian adalah: pertama, untuk memodelkan suhu pada broiler closed house dengan menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD), kedua, untuk mengetahui distribusi suhu, kelembaban dan amonia dalam kandang ayam. Dalam rancangan penelitian ini pemodelan matematika suhu, kelembaban dan amonia dalam kandang ayam terdiri dari suhu ruangan, suhu lantai, suhu dinding dan suhu atap. Pengambilan data dilakukan dua cara yaitu primer diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan sensor diantaranya: suhu lantai, suhu dinding, suhu ruangan, suhu atap dan kecepatan angin dan sekunder suhu, kelembaban lingkungan dan iradiasi diperoleh dari BMG Bogor dan data suhu ayam, daya kipas angin dan lampu sebagai input bondary condition simulasi CFD. Peralatan yang digunakan meliputi: sensor kestrel 3000 untuk mengukur suhu, kelembaban dan kecepatan udara, satu set komputer dan peripheral, thermo copel dan hybrid recorder, untuk mengukur suhu dan kelembaban, dinding, lantai atap, satu set kandang, ayam broiler, anemometer digunakan untuk mengukur kecepatan udara dengan satuan m/s (meter per sekon), Air Impinger digunakan untuk mengambil sampel amonia dari udara bebas, Spectrofotometer digunakan untuk mengukur tingkat intensitas amonia yang ada pada kandang Termometer raksa digunakan untuk mengukur suhu pada litter.Hasil simulasi Distribusi suhunya cenderung meningkat pada daerah outlet kandang akibat ada akumulasi panas dari konveksi ayam yang disebabkan hembusan aliran udara menuju outlet. Validasi dilakukan meliputi validasi pengukuran dengan membandingkan data aktual pengukuran dan simulasi dan validasi mesh. Validasi pengukuran untuk suhu dan kecepatan angin cukup baik Validasi mesh digunakan untuk menguji keakuratan dari simulasi itu sendiri dapat memenuhi parameter kenyamanan termal ayam. Simulasi pindah panas (suhu) yang dipakai telah dapat memprediksi sebaran suhu, kelembaban dan amonia dalam broiler closed house dengan menggunakan CFD sehingga bisa dijadikan acuan pemodelan dan kendali suhu, kelembaban dan amonia. Hasil simulasi suhu, kelembaban dan amonia broiler closed house telah divalidasi menunjukkan akurasi yang korelasi signifikan untuk suhu koefisien determinasi (R2) 99,093 % dan RMSE 0,934952, kelembaban koefisien determinasi (R2) 99,007 % dan RMSE 0,966379 dan amonia koefisien determinasi (R2) 99,11 % dan RMSE 1.4859.
Pendahuluan
Ayam broiler merupakan jenis ras unggulan hasil persilangan dari berbagai ras ayam yang memiliki daya produktivitas tinggi, terutama dalam produksi daging. Masyarakat Indonesia tingkat konsumsi daging ayam masih rendah, begitupula kenaikan populasi dan produksi ayam broiler masih rendah. Hal ini disebabkan karena manajemen pemeliharaan yang belum baik dan efektif. Hanya sebagian kecil dari peternakan ayam yang sudah menerapkan manajemen pemeliharaan yang sesuai dan diikuti dengan penerapan teknologi. Ini merupakan salah satu hambatan dalam peningkatan populasi ayam broiler.di Indonesia memiliki kondisi lingkungan tropis, terutama suhu luar yang lebih tinggi dibandingkan dengan suhu lingkungan kandang sehingga peluang pemeliharaan ayam broiler di Indonesia masih sangat terbuka lebar.
Suhu, sanitasi, ventilasi dan kelembaban kandang ayam sangat perlu diperhatikan. Indonesia sebagai negara tropis, memiliki suhu lingkungan yang cukup tinggi untuk memelihara broiler karena suhu optimum untuk memelihara ayam broiler antara 180C-240C (Rose 1997). Panas adalah energi yang merambat atau berpindah karena ada perbedaan suhu, ada tiga cara perpindahan panas yaitu: pertama: konduksi didefinisikan sebagai perpindahan panas dalam suatu medium tanpa disertai perpindahan partikel dalam medium tersebut, kedua: konveksi didefinisikan sebagai perpindahan panas dalam suatu medium yang disertai perpindahan-perpindahan partikelnya, ketiga: radiasi didefinisikan sebagai perpindahan panas yang tidak memerlukan medium perantara.
Prinsip kerja pemanas ruangan dikembangkan berdasarkan Hukum Termodinamika I dan II. Perpindahan panas pada kasus pemanasan ruangan adalah memindahkan energi dalam bentuk panas dari suatu titik yang bersuhu tinggi ke titik yang bersuhu lebih rendah (Holman 1997; Wood dan Lawrence 1997; Cengel 2003). Untuk menghangatkan ruangan dibutuhkan suatu fluida (berupa air, udara, atau uap) yang dipanaskan di dalam heat source/boiler yang dialirkan melalui pipa dengan evavoration cooling yang berhubungan langsung dengan udara ruangan. Fluida akan mengalir kembali lagi ke heat source/boiler untuk dipanaskan kembali (COBB 2010; PCPI 2005; Alimuddin et al. 2010, 2011).
