ABSTRAK
MODEL CLOSED HOUSE BROILER ENCLOSURE SYSTEM USING AUTOMATIC PLC OMRON SYSMAC CPM1A 20-CDR-A-V1
by
RADITIYA PRIHANDANU
Enclosure is one part of the management of poultry that is very important to note. Closed cage system ( Closed House) is an enclosure system that should be able to remove excess heat , excess moisture , harmful gases such as CO , CO2 , and NH3 is in the cage. Closed system enclosure divided into two systems, namely the system and the system of evaporative tunnel cooling system ( ECS ). The final result in the maintenance of weight chicken coop closed system (closed house) is expected to increase yields compared with the maintenance of an open cage system (open house). In a closed system model designed enclosure, the measurement results obtained with the level of efficiency of the weight at the age of 0—7 days chicken has a weighting of 20.05 % efficiency , at the age of 8—14 days chicken has a weighting of 18.08 % efficiency, at the age of 15—21 days chicken has a weighting of 14.42 % efficiency , at the age of 22—28 days chickens have a weighting of 26.48 % efficiency, and at the age of 29—35 days chickens have a weight of 24.34 % efficiency. The state of temperature and humidity in the enclosure is not closed house system passes a critical threshold that is ideal for growing chickens. The average value obtained from the temperature measurements from the age of 0-7 days to 29-35 days as follows: 32.5 0C, 31.1 0C, 30 0C ; 28.4 0C, and 29.1 0C. As for the state of aged chicken humidity ranging from 0-7 days to 29-35 days as follows : 63.5 %, 65.1 %, 67.5 %, 70.45 % and 70.9 %.
ABSTRAK
MODEL SISTEM KANDANG AYAM CLOSED HOUSE OTOMATIS MENGUNAKAN PLC OMRON SYSMAC CPM1A 20-CDR-A-V1
Oleh
RADITIYA PRIHANDANU
Kandang merupakan salah satu bagian dari manajemen ternak unggas yang sangat penting untuk diperhatikan. Sistem kandang tertutup (Closed House) merupakan sistem kandang yang harus sanggup mengeluarkan kelebihan panas, kelebihan uap air, gas-gas yang berbahaya seperti CO, CO2, dan NH3 yang ada di dalam kandang. Kandang sistem tertutup dibedakan atas dua sistem yaitu sistem tunnel dan sistem evaporative cooling system (ECS). Hasil akhir bobot ayam pada pemeliharaan sistem kandang tertutup (closed house) diharapkan dapat meningkatkan hasil panen dibandingkan pemeliharaan dengan sistem kandang terbuka (open house). Pada model sistem kandang tertutup yang dirancang ini, didapat hasil pengukuran dengan tingkat efisiensi bobot pada usia ayam 1—7 hari memiliki efisiensi bobot sebesar 20,05%, pada usia ayam 8—14 hari memiliki efisiensi bobot sebesar 18,08%, pada usia ayam 15—21 hari memiliki efisiensi bobot sebesar 14,42%, pada usia ayam 22—28 hari memiliki efisiensi bobot sebesar 26,48%, serta pada usia ayam 29—35 hari memiliki efisiensi bobot sebesar 24,34%. Keadaan suhu dan kelembaban pada kandang sistem closed house ini tidak melewati ambang kritis untuk pertumbuhan ayam yang ideal. Nilai rata-rata suhu yang diperoleh dari pengukuran mulai dari usia 0—7 hari hingga 29—35 hari sebagai berikut: 32,5 0C; 31,1 0C; 30 0C; 28,4 0C; dan 29,1 0C. Sedangkan untuk keadaan kelembaban mulai dari usia ayam 0—7 hari hingga 29—35 hari sebagai berikut: 63,5%; 65,1%; 67,5%; 70,45%; dan 70,9%.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 19 Juli 1989, anak pertama dari empat bersaudara, dari pasangan Bapak Dr.Supriyono, M.Pd., M.M. dan Ibu Surdayati, S.Pd.
Jenjang pendidikan yang pernah ditempuh penulis yaitu, Pendidikan Sekolah Dasar (SD) Negeri 2 Rawa Laut diselesaikan pada tahun 2001, Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 4 Bandar Lampung diselesaikan pada tahun 2004, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 3 Bandar Lampung diselesaikan pada 2007.
Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Lampung pada tahun 2007. Pada Tahun 2011 Penulis melaksanakan Kerja Praktek di PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang Sumatera Selatan dengan Judul “ Starting Motor UGB 301 120 KW / 2,4 KV sebagai
Pompa Urea ke Cooling Tower pada PUSRI I-B, PT. PUPUK SRIWIDJAJA”.
Teriring syukur ku kepada Allah SWT Dengan penuh rasa bangga
Kupersembahkan skripsi ini untuk :
Kedua orang tuaku tercinta...papa dan mama, ini
anakmu...mencoba memberikan yang terbaik untukmu. Betapa diri ini ingin melihat kalian bangga padaku...betapa tak ternilai kasih
sayang dan pengorbanan kalian padaku...maaf bila anakmu yang nakal ini tidak mendengarkan kata-katamu. Dalam hati ini aku
sayang kalian.
Adik-adik ku Prita Dian Kirana, Nugraha Prihardika dan Aulia Prima Pramesti yang tak hentinya memberikan dukungan, semangat dan
do’a kepadaku.
Ananda Septi terimakasih atas doa dan dukungannya, ocehan serta omelannya agar aku lebih semangat!!!
Sahabat-sahabatku tersayang, teman-teman seperjuanganku dikampus, eko, david, arep, deddyyk, eko, ezi, riyo pake y, rio ga
pake y, erwin, agung, adi, yuki, yuli, emz, ginting tuak, iwan, belwan, martin,
Motto
Pengetahuan adalah warisan yang mulia, budi pekerti
ibarat pakaian yang baru dan pikiran ibarat cermin
yang bening. (Khalifah Ali Bin Abi Thalib)
Keberhasilan dan kesuksesan mutlak berada ditangan
kita, berusalah sesuai dengan kemampuan sendiri dan
jangan terlalu mengharapkan kemampuan dari orang
lain.
Tidak ada masalah yang tidak bisa diselesaikan selama
SANWACANA
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji bagi Allah SWT atas limpahan nikmat kesehatan, kesempatan, rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Sholawat serta salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW sang penutup para Nabi dan Rasul, kepada keluarga, sahabat, dan pengikutnya yang setia sampai akhir zaman.
Skripsi dengan judul “MODEL SISTEM KANDANG AYAM CLOSED HOUSE OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC OMRON SYSMAC CPM1A-20-CDR-A-V1” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Sugeng P. Harianto, M.S., selaku Rektor Universitas Lampung.
2. Bapak Prof. Suharno, M.Sc, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.
5. Bapak Agus Trisanto, Ph.D., selaku Dosen Pembimbing Utama atas kesediaannya membimbing, membantu, meluangkan waktu serta memberikan saran dan kritik kepada penulis dalam penyelesaian penulisan skripsi ini. 6. Ibu Yetti Yuniati, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Pendamping atas
kesediaannya memberikan bimbingan serta saran dan kritik kepada penulis. 7. Ibu Dr. Ir. Sri Ratna S.T., M.T., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan
pelajaran, kritik dan saran dalam penyelesaian tugas akhir ini. 8. Bapak Ir. Abdul Haris, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.
9. Seluruh staf pengajar dan karyawan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung.
10. Papa dan Mama tercinta yang dengan kasih sayang, kesabaran dan pengorbanan senantiasa memberikan dukungan, doa, dan semangat demi kesuksesan penulis.
11. Spesial terima kasih buat ”Ananda” Septi Mustika, S.Pd. yang selalu setia mendengarkan keluh kesah, memberi perhatian, dukungan dan bantuan selama ini.
12. Rekan-rekan seperjuangan 2007 Teknik Elekro (keseluruhan) atas dukungan
moril maupun materil. Kompak selalu and „friends 4 ever‟.
13. Para Senior dan Junior Elektro Universitas Lampung. Terimakasih sudah membantu dalam kehidupan manis pahitnya dunia perkuliahan
sangat penulis harapkan demi perbaikan di masa yang akan datang. Akhirnya, semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Aamiin.
Bandar Lampung, 26 Desember 2014 Penulis,
III. METODE PENELITIAN
3. Komparator Analog atau Pembanding ... 55
DAFTAR GAMBAR
2.9 Grafik Korelasi Kapasitansi dengan Kelembaban ... 25
3.4 Tampilan Pengaturan Putaran Motor ... 40
3.5 Diagram Alir Sensor Kelembaban ... 41
3.6 Rangkaian Sensor Kelembaban... 42
3.7 Diagram Sistem Kendali Sensor Kelembaban ... 42
3.8 Rangkaian Sensor Suhu ... 43
3.9 Diagram Sistem Kendali Sensor Suhu ... 43
3.10 Diagram Alir Sensor Suhu ... 44
3.11 Rangkaian LS Konveyor ... 45
3.12 Tempat Penyimpan Makanan Ayam ... 45
3.13 Penutup Konveyor ... 46
3.14 Diagram Sistem Kendali Konveyor ... 46
3.15 Diagram Alir Konveyor, Tempat Pakan, dan Atap Konveyor ... 47
3.16 PLC tipe 20-CPM1A ... 48
3.17 Rangkaian Sistem Forward Motor DC ... 49
3.18 Rangkaian Kontrol Penutup Makanan ... 50
3.19 Rangkaian Kontrol Atap Konveyor ... 50
4.1 Maukan pada PLC ... 52
4.2 Rangkaian Power Supply ... 54
4.3 Perbandingan Suhu dan Tegangan Keluaran LM 35 ... 56
4.4 Grafik Hubungan Tegangan terhadap Suhu pada Termometer... 57
4.5 Pengambilan Data Kelembaban yang Terukur pada Hygrometer... 58
4.6 Skematik Driver Motor Konveyor ... 59
4.7 Skematik Driver Motor Servo ... 61
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1 Korelasi antara Tegangan Output dengan Kelembaban ... 24
4.1 Hasil Pengujian Tegangan pada Masukkan dan Keluaran PLC... 52
4.2 Tabel Masukkan PLC ... 53
4.3 Tabel Keluaran PLC ... 53
4.4 Tegangan Output Power Supply... 54
4.5 Tegangan Keluaran LM35 dan Suhu terbaca Termometer Digital ... 56
4.6 Data Hasil Pengujian Driver Motor DC ... 60
4.7 Data Hasil Pengujian Driver Motor Servo ... 61
4.8 Data Bobot Ayam Open Housed ... 69
4.9 Tabel Suhu dan Kelembaban Ideal Kandang Ayam ... 69
4.9 Tabel Suhu dan Kelembaban Ideal Kandang Ayam ... 69
4.10 Tabel Data Bobot Ayam Umur 1—7 hari ... 70
4.11 Tabel Data Bobot Ayam Umur 8—14 hari ... 73
4.12 Tabel Data Bobot Ayam Umur 15—21 hari ... 75
4.13 Tabel Data Bobot Ayam Umur 22—28 hari ... 78
4.14 Tabel Data Bobot Ayam Umur 29—35 hari ... 80
4.15 Tabel Data Suhu dan Kelembaban pada Usia 1—7 hari ... 83
DAFTAR ISTILAH
Istilah Halaman
1. AC : Alternative Current ... 8
2. CPU : Central Processing Unit ... 13
3. CW : Clockwise ... 30
4. CCW : Counterclockwise ... 30
5. DC : Dirrect Current ... 52
6. DOC : Day Old Chicken ... 6
7. ECS : Evaporative Cooling System ... 6
8. GGL : Gaya Gerak Listrik ... 27
9. I/O : Input/Output ... 14
10. IC : Integrated Circuit ... 19
11. NC : Normally Close ... 31
12. NO : Normally Open ... 32
13. PLC : Programmable Logic Controller ... 12
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Usaha ternak yang pada mulanya hanya berkisar pada kegiatan atau usaha rakyat kian berkembang seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Akibat dari perkembangan zaman membuat masyarakat semakin sadar akan pentingnya gizi dari bahan hewani yang menyebabkan permintaan akan daging semakin meningkat. Hal ini tidak terlepas dari ayam yang merupakan sumber daging untuk kebutuhan masyarakat.
Ayam ras pedaging biasa dikenal dengan sebutan broiler, merupakan ayam ras yang pertumbuhannya tidak memerlukan waktu yang terlalu lama. Dengan demikian, hanya butuh waktu yang singkat untuk bisa segera dipanen oleh peternak. Jenis ini merupakan ras unggulpan hasil persilangan dari jenis-jenis ayam yang memiliki daya produktifitas tinggi, terutama dalam menghasilkan daging ayam.
unggas tersebut. Peternak ayam broiler khususnya di Indonesia masih menggunakan sistem kandang terbuka dalam teknis pemeliharaan ayam broiler.
Sistem kandang terbuka kondisinya sangat dipengaruhi oleh lingkungan sekitar kandang, ayam broiler perkembangannya sangat rentan terhadap kondisi suhu dan cuaca yang fluktuatif di luar kandang. Jika suhu lingkungan terlalu tinggi maka akan berpengaruh pada penurunan konsumsi pakan ayam, penurunan konsumsi pakan tersebut berdampak pada produktifitas ayam. Sedangkan pada kondisi suhu lingkungan rendah, sistem kandang terbuka tidak maksimal untuk membuang kelebihan uap air di dalam kandang.
Kondisi sistem kandang terbuka bisa dikatakan kurang memenuhi aspek ramah lingkungan, karena polusi udara pada lingkungan sekitar peternakan tidak dapat diminimalisir dan pengendalian penyakit pada ayam dapat tidak terkendali. Selain itu kontak langsung manusia dengan ayam pada sistem kandang terbuka tidak bisa dihindari, hal ini dapat menyebabkan stress pada ayam yang nantinya akan berpengaruh pada hasil produktifitas ayam.
Untuk mengatasi kurang efektif dan efisiennya sistem kandang terbuka, maka timbul gagasan untuk membuat sistem kandang ayam tertutup yang biasa dikenal
Sebelumnya penelitian mengenai sistem kandang ayam closed house pernah
dilakukan pada penelitian yang berjudul “Perancangan Model Kandang Close
House dengan Pengaturan Suhu dan Kelembaban secara Otomatis pada Kandang
Ayam, Agoes Ari Wibowo, 2007”. Pada penelitian ini hanya dititikberatkan pada kondisi suhu dan kelembaban ruangan kandang secara umum, dengan cara membuka dan menutup atap kandang secara otomatis tanpa memikirkan aspek pengaturan suhu menurut umur ayam serta aspek pemberian pakan ayam.
Dengan sistem kandang tertutup yang dikontrol secara otomatis memiliki banyak keunggulan antara lain mengurangi kontak antara ayam dengan kondisi lingkungan di luar kandang, menciptakan lingkungan ideal di dalam kandang, meningkatkan produktifitas dan pertumbuhan ayam, efisiensi lahan dan tenaga kerja serta menciptakan usaha peternakan yang ramah lingkungan.
Sehingga tingkat keberhasilan peternak dalam memelihara ayam, khusus nya ayam broiler dapat mencapai hasil yang maksimal dan mengurangi resiko kegagalan para peternak ayam broiler.
B. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian yang hendak dicapai adalah sebagai berikut:
1. Membuat sistem kandang ayam closed house dengan pengaturan pemberian pakan, suhu, serta kelembaban menggunakan kontrol PLC. 2. Meningkatkan efisiensi usaha dalam pemeliharaan ayam broiler
khususnya pada bobot ayam broiler saat dipanen.
C. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Memberikan masukan kepada peternak ayam, tentang aplikasi teknologi
yang lebih menguntungkan bagi dunia peternakan ayam.
2. Menghemat waktu serta dapat meningkatkan hasil produksi dalam pemeliharaan ayam broiler.
3. Mempermudah pekerjaan peternak dalam memelihara ayam broiler.
D. Rumusan Masalah
Teknologi pemeliharaan ayam broiler saat ini, dengan menggunakan sistem kandang terbuka kurang efisien, sehingga diperlukan teknologi baru dengan sistem kandang tertutup guna meningkatkan hasil produksi dan meningkatkan efisiensi usaha pada peternak ayam broiler.
E. Batasan Masalah
Agar permasalahan tugas akhir ini tidak melebar penulis membatasi dengan hanya membahas pemberian pakan ayam, pengaturan suhu ruang kandang serta pengaturan kelembaban ruangan kandang dan tidak membahas ketersediaan daya listrik yang berkesinambungan dan vaksinisasi pada ayam broiler.
F. Hipotesis
G. Sistematika Penulisan
Tujuan dari sistematika penulisan adalah untuk memberikan pengarahan secara jelas permasalahan laporan tugas akhir ini dan juga merupakan garis besar pembahasan dan tiap-tiap bab diuraikan sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
Menjelaskan tugas akhir secara umum, berisi latar belakang, tujuan, manfaat penelitian, batasan, perumusan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II. TEORI DASAR
Pada bab ini dijelaskan secara garis besar tentang teori dasar yang digunakan dan berhubungan dengan sistem yang dibuat.
BAB III. METODE PENELITIAN
Memuat langkah-langkah yang dilakukan pada penelitian, diantaranya waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan, komponen serta perangkat penelitian, prosedur kerja, perancangan, dan pengujian sistem.
BAB IV. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Bagian ini berisi mengenai hasil pengujian dari percobaan dan membahas terhadap data-data hasil pengujian yang diperoleh.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
BAB II
DASAR TEORI
A. Kandang Closed House
Kandang sistem tertutup atau closed house merupakan sistem kandang yang harus sanggup mengeluarkan kelebihan panas, kelebihan uap air, gas-gas yang berbahaya seperti CO, CO2 dan NH3 yang ada dalam kandang, tetapi disisi lain dapat menyediakan berbagai kebutuhan oksigen bagi ayam. Kandang dengan model sistem tertutup diyakini mampu meminimalkan pengaruh-pengaruh buruk lingkungan dengan mengedepankan produktivitas yang dimiliki ayam.
Secara konstruksi, kandang sistem tertutup dibedakan atas dua sistem yakni pertama sistem tunnel dengan beberapa kelebihan yang dimilikinya seperti mengandalkan aliran angin untuk mengeluarkan gas sisa, panas, uap air dan menyediakan oksigen untuk kebutuhan ayam. Sistem tunnel ini lebih cocok untuk area dengan temperatur maksimal tidak lebih dari 30 oC. Sistem kedua adalah evaporative cooling system (ECS). Sistem ini memberikan manfaat pada peternak
seperti mengandalkan aliran angin dan proses evaporasi dengan bantuan angin.. Sistem kandang tertutup ini hanya cocok untuk daerah panas dengan suhu udara di atas 35 oC.
1. Untuk menyediakan udara yang sehat bagi ternak (sistem ventilasi yang baik) yaitu udara yang menghasilkan banyak oksigen, dan mengeluarkan sesegera mungkin gas-gas berbahaya seperti karbondioksida dan ammonia. 2. Menyediakan iklim yang nyaman bagi ternak, untuk menyediakan iklim yang kondusif bagi ternak dapat dilakukan dengan cara: mengeluarkan panas dari kandang yang dihasilkan ayam dengan lingkungan luar, menurunkan suhu udara yang masuk serta mengatur kelembaban yang sesuai. Untuk menciptakan iklim yang sejuk dan nyaman maka dikondisikan dengan cara chilling effect (angin berhembus), alat yang digunakan seperti kipas (blower).
3. Meminimumkan tingkat stres pada ternak, agar tingkat stres pada ayam lebih minimum maka dapat dilakukan dengan cara mengurangi stimulasi yang dapat menyebabkan stres, dengan cara mengurangi kontak dengan manusia (misalnya dengan feeder dan drinker otomatis, vaksinasi dengan spray), meminimumkan cahaya.
Didalam sebuah kandang ayam broiler harus diperhatikan kualitas udaranya. Kualitas udara dilihat dari kandungan oksigen, karbonmonoksida, karbondioksida, dan amoniak dengan batasan tertentu. Pengetahuan sebagian peternak akan pentingnya kesehatan pribadi juga memberikan peluang pada renovasi atau rekonstruksi kandang ayam broiler dari layer model terbuka menjadi tertutup. (Sumber: Pedoman Budidaya Beternak Ayam Broiler, Tim Karya Tani Mandiri, 2009)
1. Konstruksi kandang pada sistem kandang terbuka masih bersifat terbuka sehingga sangat dipengaruhi iklim sekitar yang dapat menghambat pertumbuhan ayam, sedangkan pada sistem kandang tertutup konstruksi kandang tertutup keseluruhan sehingga iklim sekitar kandang tidak berpengaruh besar terhadap pertumbuhan ayam.
2. Tingkat kepadatan pada sistem kandang terbuka tidak sebaik pada sistem kandang tertutup. Sistem kandang terbuka tingkat kepadatan populasi setiap 1 m2 maksimal berisi 6—7 ekor, sedangkan pada sistem kandang tertutup tingkat kepadatan poulasi setiap 1 m2 dapat berisi 10—12 ekor. 3. Tingkat Heat Stress (Stres yang ditimbulkan oleh panas) pada sistem
kandang terbuka sangat besar karena sistem aliran udara di dalam kandang masih tergantung pada angin dari luar. Pada sistem kandang tertutup aliran udara diatur oleh kipas-kipas blower sehingga tingkat heat stress dapat dimimimalisir.
B. Dasar Sistem Kendali
Sistem kendali atau sistem kontrol merupakan suatu sistem yang keluarannya atau outputnya dikendalikan pada suatu nilai tertentu atau untuk merubah beberapa
ketentuan yang telah ditetapkan dari masukan atau input ke sistem. Untuk merancang suatu sistem yang dapat merespon perubahan tegangan dan mengeksekusi perintah berdasarkan situasi yang terjadi, maka diperlukan pemahaman tentang sistem kendali (controll system). Sistem kendali merupakan suatu kondisi dimana sebuah perangkat (device) dapat dikontrol sesuai dengan perubahan situasi.
1. Sistem Kendali Kalang Terbuka (open loop).
Loop terbuka atau open loop merupakan sebuah sistem yang tidak dapat merubah
dirinya sendiri terhadap perubahan situasi yang ada. Hal ini disebabkan karena tidak adanya umpanbalik (feedback) pada sebuah sistem kalang terbuka. Sistem ini masih membutuhkan campur tangan manusia yang bekerja sebagai operator. Dapat dilihat pada blok diagram dari sebuah sistem kalang terbuka, sebagai berikut:
input
pengendali
output
Pada sistem kalang terbuka inputan dikendalikan oleh manusia sebagai operator, dan perubahan kondisi lingkungan tidak akan langsung direspon oleh sistem, melainkan di kontrol oleh manusia.
2. Sistem Kendali Kalang Tertutup (close loop).
Loop tertutup merupakan sebuah sistem kontrol yang sinyal atau nilai keluarannya
memiliki pengaruh langsung terhadap aksi pengendalian yang dilakukan. Pada rangkaian loop tetutup sinyal error yang merupakan selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpanbalik (feedback), lalu diumpankan pada komponen pengendalian (controller), umpan balik ini dilakukan untuk memperkecil kesalahan nilai keluaran (output) sistem semakin mendekati nilai yang diinginkan.
input
pengendali
umpan balik
output
Gambar 2.2 : Rangkaian Kalang Tertutup (Sumber : Sulistiyanti, 2006)
C. Programmable Logic Controller (PLC)
Programmable Logic Controller (PLC) adalah suatu peralatan elektronika yang
bekerja secara digital memiliki memori yang dapat diprogram, menyimpan perintah-perintah untuk melakukan fungsi-fungsi khusus seperti logic,
sequencing, timing, counting, dan arithmatic untuk mengontrol berbagai jenis
motor atau proses melalui modul input output analog atau digital. Di dalam PLC berisi rangkaian elektronika yang dapat difungsikan seperti contact relay (baik NO maupun NC) pada PLC dapat digunakan berkali-kali untuk semua instruksi dasar selain instruksi output. Jadi bisa dikatakan bahwa dalam suatu program PLC tidak diizinkan menggunakan output dengan nomor kontak yang sama.
Menurut (Said Hanif,2012) PLC memiliki beberapa keuntungan, yaitu:
a. Lebih mudah pengawatannya karena kita hanya perlu melakukan pengawatan input dan output ke dalam PLC, sedangkan rangkaian kontrolnya diprogram melalui komputer.
b. Rele kontrol tidak berbentuk nyata karena diatur di dalam programPLC itu sendiri, dan kontak bantu masing-masing rele maya tersebut bisa sangat banyak, tidak seperti rele kontrol nyata pada sistem kontrol konvesional yang terbatas.
c. Lebih handal dalam proses kerja maupun perawatan.
d. Lebih mudah dalam trouble shooting, karena PLC memiliki fasilitas Self-diagostic.
Gambar 2.3 : Elemen-Elemen Dasar PLC (Sumber : Putra Eko Agfinato, 2007)
1. Prinsip Kerja PLC
Programmable Logic Controller memiliki karakteristik:
1. Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran, suhu, kelembaban, dan kebisingan.
2. Antarmuka untuk input dan output telah tersedia secara built-in di dalamnya.
3. Mudah diprogram dan menggunakan bahasa pemrograman yang mudah dipahami, yang sebagian besar berkaitan dengan operasi-operasi logika dan penyambungan.
Gambar 2.4 : Sistem PLC
Pada umumnya setiap PLC mengandung empat bagian, yaitu: 1. Modul catu daya.
2. Modul Catu Daya
Sistem PLC memiliki dua macam catu daya dibedakan berdasarkan fungsi dan operasinya yaitu catu daya dalam dan catu daya luar. Catu daya dalam merupakan bagian dari unit PLC itu sendiri, sedangkan catu daya luar yang memberikan catu daya pada keseluruhan bagian dari sistem termasuk di dalamnya untuk
a. Modul Central Processing Unit (CPU) CPU terdiri dari:
1. Mikroprosesor
Merupakan otak dari PLC, yang difungsikan untuk operasi matematika, operasi logika, mengeksekusikan instruksi program, memproses sinyal I/O, dan berkomunikasi dengan perangkat external. Sistem operasi dasar disimpan dalam Read Only Memory (ROM). ROM adalah jenis memori yang semi permanen dan tidak dapat diubah dengan sebuah program. Memori tersebut hanya digunakan untuk membaca saja dan jenis memori tersebut tidak memerlukan catu daya cadangan karena isi memori tidak hilang meski catu daya terputus.
2. Memori
digital yang bisa diubah dan berbentuk tabel data, register citra, atau Relay Laddder Logic (RLL) yang merupakan program pengendali proses.
Untuk pemakaian, pembuatan program perlu disimpan dalam memori yang dapat diubah-ubah dan dihapus yang disebut Random Access Memory (RAM) dan disimpan tidak permanen. Jika sumber masukannya
hilang maka programnya akan hilang. CPU dilengkapi dengan baterai cadangan bila sumber utamanya mati. Selain ROM dan RAM, ada beberapa memori yang sering digunakan oleh PLC antara lain:
a. Programmable Read-Only Memory (PROM) pada dasarnya sama
seperti ROM, kecuali pada PROM dapat diprogram oleh programmer hanya untuk satu kali.
b. Ersable Programmable Read-Only Memory (EPROM) adalah PROM
yang dapat dihapus dengan sumber sinar ultraviolet (UV) untuk beberapa menit dan sering disebut UVPROM.
c. Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM)
mempunyai kelebihan dibandingkan dengan EPROM karena dapat dengan cepat direset dan mudah dihapus.
d. Nonvoaltile Random Acces Memory (NOVRAM) merupakan jenis
b. Modul Program Perangkat Lunak
Terdapat beberapa bahasa pemrograman standar untuk menuliskan bahsa pemrograman PLC. Menurut International Electrotechnical Commision (IEC) dikenal dengan IEC 1131-3 terdapat 5 bahasa pemrograman PLC, yaitu:
1. Structural text (ST): sebuah bahasa berbasiskan teks tingkat tinggi yang serupa Pascal daqlam membangun struktur kendali perangkat lunaknya.
2. Instruction list (IL): rangkaian istruksi bahwa tingkat rendah berdasarkan
mnemonics yang sering digunakan untuk perintah utama PLC.
3. Ladder diagram (LD): sebuah bahasa pemrograman tipe grafik yang
berkembang dari metode rangkaian logika rele listrik dan digunakan di seluruh PLC.
4. Function Block Diagram (FBD): sebuah bahasa pemrograman tipe
grafikberdasarkan blok-blok fungsi yang dapat digunakan kembali di dalam bagian yang berbeda dalam sebuah aplikasi.
5. Sequential Function Chart (SFC): sebuah bahasa tipe grafik untuk
membangun sebuah kendali program sekuensial untuk mengendalikan waktu dan keadaan berdasarkan grafik.
lunak tidak akan mempengaruhi operasi I/O yang tengah berlangsung. Dari kelima bahasa pemrograman standar tersebut, yang dapat digunakan pada bahasan ini adalah Ladder Diagram (LD) dan Instruction List (IL).
c. Ladder Diagram
Sebuah diagram tangga atau ladder diagram terdiri dari sebuah garis menurun ke bawah pada sisi kiri dengan garis-garis bercabang ke kanan. Garis yang ada di sebelah sisi kiri diebut sebagai palang bis (bus bar), sedangkan garis-garis cabang (the branching lines) adalah baris instruksi atau anak tangga. Sepanjang garis instruksi ditempatkan berbagai macam kondisi yang terhubungkan ke instruksi lain di sisi kanan. Kombinasi logika dari kondisi-kondisi tersebut menyatakan kapan dan bagaimana instruksi yang ada di sisi kanan tersebut dikerjakan. (Sumber: PLC Konsep Pemrograman dan Aplikasi, Agfianto Eko Putra,2007)
Salah satu metode pemrograman PLC yang sangat umum digunakan adalah yang didasarkan pada penggunaan diagram tangga (Ladder Diagram). Menuliskan sebuah program, dengan demikian, menjadi sama halnya dengan menggambarkan sebuah rangkaian pensaklaran. Diagram-diagram tangga terdiri dari dua garis vertikal yang mempresentasikan rel-rel daya. Komponen-komponen rangkaian disambungkan sebagai garis-garis horizontal, yaitu anak-anak tangga, di anatara kedua garis vertikal ini.
1. Garis-garis vertikal diagram merepresentasikan rel-rel daya, dimana di anatara keduanya komponen-komponen rangkaian tersambung.
2. Tiap-tiap anak tangga mendefinisikan sebuah operasi dalam proses kendali.
3. Sebuah diagram tangga dibaca dari kiri ke kanan. Anak tangga teratas dibaca dari kiri ke kanan dan demikian seterusnya. Prosedur membaca semua anak tangga program ini disebut sebagai sebuah siklus.
4. Tiap-tiap anak tangga harus dimulai dengan sebuah input atau sejumlah input dan harus berakhir dengan setidaknya sebuah output.
5. Perangkat-perangkat listrik ditampilkan dalam kondisi normalnya. Dengan demikian, sebuah saklar yang dalam keadaan normalnya terbuka hingga suatu objek menutupnya, diperlihatka sebagai terbuka pada diagram tangga, demikian pula sebaliknya.
6. Sebuah perangkat tertentu dapat digambarkan pada lebih dari satu anak tangga. Huruf-huruf atau nomor-nomor dipergunakan untuk member label bagi perangkat tersebut pada tiap-tiap situasi kendali yang dihadapinya. 7. Input dan output seluruhnya diidentifikasikan melalui alamat-alamatnya,
menutup sebuah saklar. Output direpresentasikan oleh hanya satu simbol, terlepas dari apapun perangkat output yang disambungkan ke PLC.
(a) (b) (c)
(d) (e)
Gambar 2.5 : Input dan Output Ladder Diagram Keterangan
(a) kontak input normal-terbuka (c) sebuah instruksi khusus (b) kontak input normal-tertutup (d) dan (e) perangkat output
d. Modul I/O
Modul I/O merupakan merupakan modul masukan dan modul keluaran yang bertugas mengatur hubungan PLC dengan piranti external atau peripheral yang dapat berupa computer host, saklar-saklar, unit penggerak motor, dan berbagai macam sumber sinyal yang terdapat dalam plant.
1. Modul Masukan
2. Modul Keluaran
Modul keluaran berfungsi mengaktifasi berbagai macam piranti seperti lampu, motor, tampilam, status titik peripheral yang terhubung dengan sistem, conditioning, terminasi, dan pengisolasian. Pada modul keluaran menyediakan tegangan keluaran untuk aktuator atau indikator alat modul keluarannya, keluaran PLC dapat berupa sinyal analog atau digital tergantung perangkat keluaran yang digunakan.
Dalam penelitian ini, penulis akan menggunakan PLC Omron Sysmac CPM1A yang mempunyai 20 buah I/O yaitu 12 input dan 8 output dengan sumber tegangan 220 VAC dan sumber tegangan output 3 VDC. Bahasa pemrograman yang digunakan yaitu ladder diagram (digram tangga). Pada PLC Sysmac CPM1A terdapat dua macam pewaktu, yaitu Timer (pewaktu) dan Holding Timer (pewaktu tahan) dengan perbedaan sebagai berikut:
a. Pewaktu (Timer): nilai pewaktu saat ini akan di-reset saat pewaktu diubah dari mode RUN ke mode STOP atau catu daya SYSMAC dimatikan. Terdapat empat macam operasional waktu jenis ini, yaitu tundaan ON, tundaan OFF, pulsa tunggal, dan pulsa kedip.
1. Tundaan ON (ON Delay): bit pewaktu terkait akan ON setelah sekian waktu yang ditentukan dari saat masukan pemicu ON dan akan ON terus selama masukan pemicuan ON.
3. Pulsa tunggal (One-shot pulse): bit pewaktu akan ON hanya selama waktu yang ditentukan mulai dari saat masukan pemicuan ON (tidak peduli ON hanya sesaat atau lama).
4. Pulsa kedip (Flashing): meng-ON-kan dan meng-OFF-kan berulang-ulang bit pewaktu selama masukan pemicuan ON.
b. Pewaktu tahan (Holding Timer): nilai pewaktu saat ini akan disimpan walaupun terjadi pengubahan mode RUN menjadi STOP atau catu daya dimatikan. Pewaktuan akan dilanjutkan kembali jika masukan pemicu ON, selain itu status ON pada bit pewaktu tahan ini akan disimpan jika waktu yang dikehendaki sudah selesai. Bit pewaktu ini hanya dapat beroperasi dengan fungsi tundaan ON saja.
c. Pencacah (Counter): terdapat 16 pencacah yang dapat digunakan dalam mode naik (increment) maupun turun (decrement). Nilai saat ini dari pencacah akan disimpan jika operasi SYSMAC diubah atau catu daya dimatikan. Bit pencacah akan ON jika nilai cacah sudah melampaui yang ditentukan. Nilai pencacah kembali ke 0 (nol) jika di-reset.
Jenis-jenis counter antara lain:
D. Sensor Suhu
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan
ke sensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya
tunggal dengan ketentuan bahwa sensor LM35 hanya membutuhkan arus sebesar
60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas dari
sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang
dari 0,5oC pada suhu 25oC .
Gambar 2.6 : Grafik Akurasi LM35 terhadap Suhu (Sumber : Texas Instrument, 2010)
dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian kontrol yang sangat mudah. Berikut ini adalah gambar dari bentuk fisik sensor LM 35:
Gambar 2.7 : Bentuk Fisik Sensor Suhu LM 35 (Sumber : Texas Instrument, 2010)
Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35:
a. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu volt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
b. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5oC pada suhu 25oC c. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55oC sampai +150oC d. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
e. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
E. Sensor Kelembaban
Sensor kelembaban adalah suatu alat ukur yang digunkan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendefinisian kelembaban uap air yang terkandung dalam udara. Sensor kelembaban HS 1101 adalah sensor kelembaban berbasis kapasitif yang merubah besaran kelembaban menjadi tegangan, sensor ini dapat mengukur kelembaban dari 0 - 100 %. Tegangan output yang dikeluarkan oleh sensor ini 1,41-3.55 volt dimana dia membutuhkan tegangan 5 volt-10 volt sebagai sumber.
Gambar 2.8 : Bentuk Fisik Sensor Kelembaban HS1101 (Sumber : Humirel HS 1101 Datasheet, 2002)
Berikut tabel dan grafik korelasi antara tegangan output dengan kelembaban yang diukur oleh sensor kelembaban HS 1101:
Tabel 2.1 : Korelasi antara Tegangan Output dengan Kelembaban
terukur 20 % maka tegangan output nya1,65 volt, kelembaban yang terukur 30 % maka tegangan output-nya 1,89 volt, kelembaban yang terukur 40 % maka tegangan outputnya 2,12 volt, hngga kelembaban yang terukur 100 % maka
tegangan outputnya 3,55 volt.
Gambar 2.9 : Grafik Korelasi Kapasitansi dengan Kelembaban (Sumber : Humirel HS 1101 Datasheet, 2002)
F. Motor DC
positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet.
Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.
Gambar 2.10: Motor DC Sederhana (Sumber : Zuhal, 1995)
Catu tegangan DC dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutataor, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo.
Prinsip kerja motor DC terjadi jika suatu lilitan jangkar dialiri arus listrik searah dengan arah i didalam medan magnet B, maka akan terbangkit gaya F sebesar: F = B.i.l
Keterangan:
i : Arus yang mengalir (A)
l : Panjang kumparan (m)
Gambar 2.11 : Arah Arus dan Arah Medan Magnet (Sumber : Zuhal, 1995)
Arah gaya ini ditentukan oleh aturan tangan kiri, dengan ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah saling tegak lurus menunjukkan masing-masing arah. Persamaan di atas merupakan prinsip dari sebuah motor arus searah, dimana terjadi proses perubahan energi listrik menjadi energi mekanik. Bila jari-jari rotor adalah r, maka torsi yang akan dibangkitkan adalah:
T = F.r = B.i.l.r
Keterangan:
T = torsi yang dibangkitkan (Nm) r = jari-jari motor (m)
Motor DC memiliki beberapa contoh diantaranya adalah motor servo dan motor DC dengan gearbox.
1. Motor DC dengan Gearbox
Pemilihan motor gear DC didasarkan pada putaran dan torsi yang lebih besar dibandingkan dengan motor stepper atau motor servo, juga didasarkan atas ketersediaan di pasaran selain harga murah juga banyak variasinya.
Gambar 2.12 : Motor DC dengan Gearbox (Sumber :Motor DC 12 volt Datasheet , 2012)
Prinsip kerja motor DC ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik. Prinsip kerja dari motor DC hampir sama dengan generator AC, perbedaannya hanya terletak dalam konversi daya.
2. Motor Servo
Pada motor penggerak buka tutup pakan menggunakan motor servo sebagai penggerakya. Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke
Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Pada robot, motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagian-bagian lain yang mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar.
Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah CW dan CCW (Clock Wise dan Counter Clock Wise) dan dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan pengaturan duty cycle sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya
G. Switch atau Saklar
Switch adalah komponen elektrikal yang berfungsi untuk memberi sinyal atau
untuk memutus atau menyambung suatu sistem kontrol. Switch berupa komponen kontaktor mekanik yang digerakkan karena suatu kondisi tertentu, seperti contoh: pressure switch kontaktornya akan bergerak karena adanya tekanan mekanik yang
melebihi tekanan normalnya. Contoh lain adalah temperature switch, kontaktornya akan bergerak karena adanya pertambahan panjang yang disebabkan oleh panas.
Limit Switch adalah salah satu contoh switch yang digunakan untuk memutus atau
memberikan isyarat suatu sistem kontrol karena lengan switch-nya tersentuh suatu objek. Biasanya digunakan untuk pengontrol titik maksimum dan minimum dari pergerakan benda, contoh, Lengan Disconnecting Switch dan Belt Conveyor.
Limit Switch terdiri dari satu set atau lebih kontaktor yang terdiri dari Common,
Normally Open, dan Normally Close. Berikut adalah gambar komponen limit
switch:
Prinsip kerja dari limit switch adalah, pada kondisi normal, batang kontaktor tidak tersentuh pergerakan objek, maka common terhubung dengan NC (Normally Close), dan pada saat batang kontaktor tersentuh pergerakan objek, maka common
terhubung dengan NO (Normally Open). Gambar di bawah menunjukkan bebrapa jenis limit switch:
Gambar 2.15 : (a) Tombol tekan (b) Tombol fleksibel (c) Roller
H. Rele
Jenis Rele ada dua macam, yaitu rele AC dan Rele DC. Rele AC bekerja pada tegangan kerja 220, dan 380 volt AC, sedangkan rele DC bekerja pada tegangan 5, 6, 12, 24, dan 48 volt DC. Kemampuan rele dalam mengalirkan arus yang dikontrol bergantung pada tipe kontaktornya.
Gambar 2.16 : Keadaan Normally Open dan Normally Close
Rele digunakan pada sistem kelistrikan yang bertegangan rendah dan bertegangan tinggi. Tegangan rendah digunakan untuk mengaktifkan kumparan coil agar kontak-kontak rele tehubung untuk kontak NO dan tebuka untuk kontak NC. Sedangkan tegangan tinggi yang terpasang pada kontak-kontak rele baik kontrak
NO atau kontak NC, karena kontak-kontak hubung pada rele dirancang dengan
I. Standar Deviasi
Standar deviasi atau simpangan baku adalah ukuran sebaran statistik yang mengukur bagaimana nilai-nilai data tersebar, atau bisa diartikan rata-rata jarak penyimpangan titik-titik pada data diukur dari nilai rata-rata data tersebut. Simpangan baku didefinisikan sebagai akar kuadrat varians, simpangan baku meruipakan bilangan tak negatif. (Sumber : Metode Statistika, Sudjana, Tarsito, 2000)
Standar deviasi pada tugas akhir ini digunakan untuk mengukur data suhu dan kelmbaban pada pukul 12.00 sian dan pukul 19.00 malam. Untuk mendapat nilai standar deviasi maka harus mengetahui terlebih dahulu nilai rata-rata dari data tersebut. Berikut ini merupakan persamaan untuk nilai rata-rata:
...1)
Nilai rata–rata juga digunakan untuk mencari nilai rata-rata pada bobot ayam. Standar deviasi yang digunakan adalah standar deviasi sampel, berikut ini merupakan persamaan dari standar deviasi sampel:
S (x1) = ...2)
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu
Penelitian dan perancangan tugas akhir ini dimulai sejak bulan Juli 2013 sampai bulan Mei 2014, dilakukan di Laboraturium Elektronika jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung
B. Alat dan Bahan
Berikut adalah alat yang digunakan dalam membuat alat Sistem Pemeliharaan Ayam Setelah Menetas:
1. Solder, tinol, feri clorid 2. Tang, obeng, kabel 3. Gergaji, penggaris
Sedangkan untuk bahan yang digunakan terdiri atas dua macam, yaitu : 1. Bahan mekanik, terdiri dari:
2. Bahan elektrikal, terdiri dari: a) PCB
b) PLC OMRON SYSMAC CPM1A 20-CDR-A-V1 c) Penguat (berupa IC Op. Amp)
d) Rele
e) Sensor suhu (LM 35), dan comparator analog (IC 741) f) Limit switch
g) Elemen Heater dan Sensor Kelembaban HS 1101 h) Motor DC untuk konveyor dan penutup konveyor i) Motor servo untuk buka tutup tempat makanan j) Fan
k) Catu daya (trafo dan dioda) j) Optocoupler dan Micro Switch
C. Prosedur Kerja
Dalam penyelesaian tugas akhir ini ada beberapa langkah kerja yang dilakukan untuk mencapai hasil akhir yang diinginkan, diantaranya:
1. Spesifikasi rancangan
2. Perancangan perangkat keras dan peragkat lunak 3. Pembuatan alat
Gambar 3.1 : Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir
1. Spesifikasi Rancangan
Sistem pemeliharaan ayam setelah menetas, adalah suatu alat elektrikal yang berfungsi untuk memberikan suhu lingkungan sesuai dengan kebutuhan ayam yang baru menetas, yaitu antara 32 0C sampai 35 0C, dan sekaligus memberikan makanan dengan menggunakan konveyor, yang membawa makanan ayam dari sumber makanan menuju ruangan dimana ayam ditempatkan. Berikut adalah blok diagram perancangan alat:
Gambar 3.2 : Blok Diagram Perancangan Alat
Pada gambar di atas, terlihat bahwa alat ini terdiri dari: 1. Data Masukan PLC:
a) Sensor kelembaban,menggunakan sensor kelembaban HS 1101 yang dapat mengukur kelembaban dari 0% RH-100% RH, keluaran sensor diumpankan ke penguat analog berbentuk komparator analog.
c) Limit Switch Conveyor, terdiri dari dua buah, yaitu untuk posisi maksimal konveyor (berada pada posisi pakan ayam),dan posisi minimal konveyor (konveyor berada pada posisi isi ulang pada sumber makanan)
d) Limit Switch penutup konveyor, terdiri dari dua buah, yaitu posisi konveyor terbuka, dan posisi konveyor tertutup,
e) Limit Switch penutup sumber makanan, terdiri dari dua buah, yaitu posisi buka dan posisi tutup.
2. PLC,yang digunakan adalah tipe OMRON CPM1A 20-CDR-A-V1, yang memiliki sistem output rele DC. PLC ini mempunyai 12 jalur input dan 8 jalur output, dengan power supply + 24 volt AC.
3. Data Output (command)
a) Elemen Heater terdiri dari elemen pemanas yang berfungsi untuk mengatur suhu ruang ayam,
b) Fan berfungsi untuk sirkulasi udara pada ruang pemeliharaan ayam, c) Konveyor Makanan,yaitu motor penggerak belt conveyor yang
membawa makanan ayam dari sumber makanan menuju tempat ayam makan,
e) Penutup Sumber Makanan,yaitu penutup sumber makanan, yang hanya membuka pada saat mengisi ke konveyor,dan pada saat konveyor telah cukup terisi makanan, maka penutup kembali menutup.
Sistem kerja alat:
Pada kondisi mula-mula konveyor berada pada posisi isi makanan ayam, setelah penutup sumber makanan ayam terbuka, konveyor bergerak, sehingga pakan ayam bergerak menuju tempat makan ayam. Setelah titik maksimal dari limit swicth tersentuh lengan konveyor, maka konveyor berhenti, dan atap penutup
conveyor bergerak membuka,dan ayam-ayam dapat memakan pakanannya.
Setelah selang beberapa waktu, dianggap pakan ayam telah habis, konveyor kembali bergerak sampai titik tuang konveyor berada pada posisi isi pakan ayam. Sedangkan heater terbuat dari lampu pijar yang jumlahnya dapat menghasilkan suhu ruang ayam berada pada 32 0C sampai 35 0C. Kontrol suhu menggunakan sensor suhu tipe Integrated Circuit (IC), yang data outputnya diambil data pada suhu 32 0C sampai 35 0C. Alat ini menggunakan catu daya:
1. + 24 volt DC, sebagai sumber tegangan bagi program dan input PLC, 2. +12 volt, sebagai sumber tegangan bagi sensor suhu, komparator, driver
(rele), dan motor penggerak konveyor, tutup makanan, fan, dan tutup konveyor.
Pada gambar 3.3 merupakan desain perancangan alat model sistem kandang ayam closed house:
Motor Servo
Conveyor Belt
Heater
Inlet Fan
Tutup Conveyor
Exhaust Fan
80 cm
70 Cm
60 Cm
Gambar 3.3 : Desain Perancangan Alat
Pada rancangan alat kandang ayam Closed House di atas konveyor menggunakan motor DC gearbox sebagai motor penggeraknya, begitu pula dengan buka tutup konveyor menggunakan motor DC gearbox sebagai penggeraknya. Untuk tempat makanan menggunakan motor servo sebagai penggerak buka katup makanannya.
Fan diletakkan sebagai inlet fan dan exhaust fan, sedangkan elemen heater
2. Perancangan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak
A. Catu Daya
Perancangan alat yang pertama adalah catu daya.Catu daya pada alat ini menggunakan tegangan DC +12 volt, dan 24 volt. Tegangan +12 volt digunakan untuk mengaktifkan komponen sensor, dan komponen driver. Sedangkan untuk tegangan +24 volt digunakan untuk mengaktifkan komponen PLC sebagai kontrolnya, dan mengaktifkan keluaran sensor supaya dapat diterjemahkan oleh PLC. Berikut adalah rangkaian catu daya yang digunakan:
Gambar 3.4 : Rangkaian Catu Daya
B. Sensor Kelembaban
sehingga keluaran dari Op-Amp ini dapat diterima oleh PLC sebagai input “1” jika bertegangan +24 volt, dan input “0” jika bertegangan kurang dari 18 volt.
Ya
Gambar 3.5 : Diagram Alir Sensor Kelembaban
Berikut adalah gambar rangkaian sensor kelembaban pada alat ini:
Gambar3.6. Rangkaian Sensor Kelembaban
Gambar 3.6 : Rangkaian Sensor Kelembaban
Gambar di bawah ini merupakan diagram sistem kendali dari sensor kelembaban yang digunakan pada sistem kandang ayam closed house:
C. Sensor Suhu
Sensor suhu digunakan sebagai pengindera tingkat suhu pada ruangan anak ayam, dimana suhu di ruangan tersebut dijaga pada nilai 250C sampai 320C. Sama halnya dengan sensor kelembaban, komponen ini menggunakan tegangan kerja sensor dan penguat adalah +12 volt, sedangkan untuk rangkaian Op-Amp menggunakan tegangan kerja +24 volt. Pada suhu dibawah 250C, output komparator suhu 250C bertegangan +24 volt, sedangkan pada suhu diatas 320C, komparator suhu 320C bertegangan +24 volt.
LM 35
Gambar 3.8 : Rangkaian Sensor Suhu
Gambar di bawah ini merupakan diagram sistem kendali dari sensor suhu yang digunakan pada sistem kandang ayam closed house:
Y Ya
Gambar 3.10 : Diagram Alir Sensor Suhu
D. Limit Switch
Limit Switch pada alat ini terdiri dari :
a) Dua buah LS (limit switch) untuk konveyor, sebagai pemutus dan pengkontak tegangan +24 volt, pada saat konveyor berada pada posisi isi pakan, dan pada titik pakan ayam maksimal. Keluaran dari LS ini diumpankan ke PLC input I4 dan I5. Berikut adalah gambar rangkaian LS konveyor:
Gambar 3.11 : Rangkaian Limit Switch Konveyor
b) Dua buah LS untuk tutup makanan, digunakan sebagai pemutus arus pada saat tutup makanan berada pada titik buka dan titik tutup. Berikut adalah gambar rangkaian LS untuk gerbang makanan:
c) Dua buah limit switch untuk atap konveyor, digunakan sebagai pemutus arus pada saat atap konveyor berada pada titik maksimal buka, dan pada saat atap konveyor berada pada titik maksimal tutup. Berikut adalah gambar rangkaian limit switch untuk penutup konveyor:
Gambar 3.13 : Penutup Konveyor
Gambar di bawah ini merupakan diagram sistem kendali dari sistem kerja konveyor yang digunakan pada kandang ayam closed house:
Tidak
Ya
Ya
Tidak
E. Programmable Logic Control (PLC)
Jenis PLC yang digunakan adalah tipe OMRON CPM1A 20-CDR-A-V1
Gambar 3.16 : PLC tipe 20-CPM1A
output-nya menggunakan tegangan kerja +12 volt, untuk mengaktifkan rele
kontrol yang menggunakan rele +12 volt pada koilnya.
F. Output PLC
Output PLC pada alat ini terdiri dari:
a) Kontrol Motor Konveyor, yang berfungsi memberikan arus dan tegangan kerja pada konveyor pada waktu yang telah ditentukan dalam program PLC. dalam rangkaian ini menggunakan sistem forward reverse motor DC, yaitu dengan menggunakan dua buah rele yang dirangkai sebagai berikut:
Gambar 3.17 : Rangkaian Sistem Forward Motor DC
Dalam rangkaian ini menggunakan sistem forward reverse motor DC, yaitu dengan menggunakan dua buah rele yang dirangkai sebagai berikut:
Gambar 3.18 : Rangkaian Kontrol Penutup Makanan
c) Kontrol Motor Atap Konveyor, yang berfungsi memberikan arus dan tegangan kerja pada motor atap konveyor pada waktu yang telah ditentukan dalam program PLC. dalam rangkaian ini menggunakan sistem forward reverse motor DC, yaitu dengan menggunakan dua buah rele yang dirangkai sebagai berikut :
3. Pembuatan Alat
Tahapan berikutnya setelah perancangan adalah pembuatan alat berdasarkan rancangan yang telah dibuat tersebut. Adapun beberapa proses yang dilakukan dalam tahapan ini adalah:
a. Menuliskan algoritma program ke PLC. b. Membuat listing program pada PC.
c. Menggambar rangkaian elektronik menggunakan komputer dengan bantuan program aplikasi Diptrace.
d. Memplot hasil gambar rangkaian pada PCB. e. Melakukan pemasangan komponen pada PCB.
f. Melakukan penyolderan terhadap komponen dan PCB.
g. Membentuk konstruksi alat sesuai dengan bentuk yang telah direncanakan.
4. Pengujian Alat
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Setelah membuat dan merancang sisitem kandang ayam closed house dengan pengaturan pemberian pakan, suhu serta kelembaban maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Pembuatan kandang ayam closed house agar dapat meningkatkan efisiensi peternakan baik dalam waktu maupun dari hasil akhir bobot ayam.
2. Pemeliharaan pada kandang ayam closed house memiliki perbedaan dari bobot ayam dibanding pada kandang open house yaitu pada usia 1—7hari memiliki selisih 20.05 %, pada usia 8—14 hari memiliki selisih 18.08 %, pada usia 15— 21 hari memiliki selisih 14.42 %, lalu 26.48 % pada usia 22—28hari lalu pada usia 29—35 hari memiliki selisih 23.24 %.
suhu dan yaitu pada usia 1—7 hari keadaan kelembaban 63.5 %, dan seterusnya untuk usia 8—35 hari yaitu 65.1 %, 67.5 %, 70.45 %, dan 70.9 %.
B. Saran
1. Dapat ditambahkan timbangan pada pembuka tutup pakan agar pemberian pakan sesuai dengan kebutuhan umur ayam broiler.
DAFTAR PUSTAKA
1. Budianto. M. 2003. Pengenalan Dasar-Dasar PLC. Yogyakarta: Grava Media.
2. Dwi. Marga. Suci. 2010. Pakan Ayam. Bogor: Penebar Swadaya.
3. Ferry. Tamalluddin. 2011. Panduan Lengkap Ayam Broiler. Bogor: Penebar Swadaya.
4. Putra. Eko. Agfianto. 2007. PLC Konsep dan Pemrograman serta Aplikasi. Yogyakarta: Gava Media.
5. Tim Karya Tani Mandiri. 2009. Pedoman Budidaya Beternak Ayam Broiler. Bandung: Nuansa Aulia.
6. Said. Hanif. 2012. Aplikasi PLC dan Sistem Pneumatik pada Industri. Yogyakarta: Andi Offset.
7. Zuhal.1995. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektonika Daya. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
8. Yudamson. Afri.2011. Skripsi Sarjana. Rancang Bangun Model Lift Cerdas 3 Lantai dengan Menggunakan OLC OMRON ZEN
20CIAR-A-V2. Bandar Lampung: Universitas Lampung.
9. Texas. Istrument. 2010. LM35 Precision Centrigrade Temprature Sensors. Texas: Texas Instrument.
Data Suhu dan Kelembaban pada usia 8—14 hari
Data Suhu dan Kelembaban pada usia 15—21 hari Umur Suhu (0C) Kelembaban (%)
Data Suhu dan Kelembaban pada usia 22—28 hari Data Suhu dan Kelembaban pada usia 1—7 hari
30 28,5 70,3
31 28,3 70,5
32 27,9 72,5
33 28,6 72,3
34 28,2 71
30 28,5 70,3
31 28,3 70,5
32 27,9 72,5
32 28,6 72,3
34 28,2 71
Closed House Menggunakan PLC”.
1 PLC Omron Symac CPM1A 1 1800000 1800000
2 Motor DC 12 volt, 7.9kg 1 350000 350000
3 Motor Servo 1 150000 150000
4 Motor DC 12 volt, 3kg 1 105000 105000
5 Optocopler 2 20000 40000
6 Relay 12V DC 10 3000 30000
7 LM 35 1 15000 15000
19 Tempat minum ayam 2 10000 20000
23 Variabel Resistor 4 10000 40000
24 Kain 1m 20000 20000
25 Blackhousing all Secukupnya 70000 35000
26 Header all Secukupnya 40000 40000
27 Baut Spicer all secukupnya 40000 40000
28 Baut Tanam 1 1/2' secukupnya 10000 5000
29 Larutan Ferri Chloride secukupnya 5000 5000
30 Plastik Fiber secukupnya 70000 70000
31 Timah secukupnya 10000 5000
MODEL SISTEM KANDANG AYAM CLOSED HOUSE MENGGUNAKAN PLC (PROTOTIPE)
1. Persiapkan 1 set kandang ayam closed house beserta pengontrol PLC. 2. Pastikan semua konektor kabel telah terhubung dengan benar.
3. Periksa keseluruhan alat, apakah semua alat telah siap digunakan. 4. Hubungkan lebih dulu sumber tegangan AC.
5. Hubungkan sumber tegangan DC untuk menyalakan rangkaian kontrol. 6. Alat siap digunakan.
Fungsi masing-masing alat :
1. PLC Omron Symac : mengontrol seluruh sistem kandang ayam. 2. Motor gear box 7,9kg : menggerakan motor konveyor pakan. 3. Motor gear box 3kg : membuka dan menutup tutup konveyor. 4. Motor Servo : membuka dan menutup tempat pakan. 5. Sensor suhu : mendeteksi kondisi suhu ruangan.
6. Sensor kelembaban : mendeteksi kondisi kelembaban ruanagan. 7. Lampu 100 W : menghangatkan suhu ruanagan
8. Blower 1-10 : meniupkan udara kedalam dan keluar kandang ayam.
Symac, dan jka alat tidak juga bekerja, segera putuskan semua sumber tegangan untuk memberhentikan kerja alat, dan segera hubungi teknisi.
Untuk percobaan pertama kali sebaiknya dilakukan dengan bimbingan teknisi, guna untuk menghindari hal yang tidak diinginkan.
Teknisi,
