E-ISSN 2580-1465
◼ 57
Received Jan 01, 2021; Revised Nov 14, 2021; Accepted Nov 22, 2021
Sistem Kendali dan Monitoring Pemberian Pakan Unggas Berbasis Internet of Things (IoT)
Irma Nirmala1, Dedi Triyanto2, Suhardi3 Rekayasa Sistem Komputer Universitas Tanjungpura Jln. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi, Pontianak, Kalimantan Barat
1[email protected], 2[email protected],
3[email protected] Abstrak
Kebanyakan peternakan besar memiliki jumlah hewan ternak yang banyak. Jika pekerjaan pemeliharaannya masih dilakukan secara manual maka memerlukan jumlah pekerja yang banyak sehingga menyebabkan harga produksi meningkat. Jika pemeliharaannya dilakukan secara otomatis maka akan meningkatkan efisiensi dan menurunkan harga produksinya. Salah satu aspek dalam peternakan unggas adalah pemberian pakan. Tujuan penelitian ini adalah menerapkan sistem otomatisasi dalam pemberian pakan unggas berbasis Internet of Things (IoT) dengan harapan dapat mempermudah pemilik peternakan dalam mengatur dan memantau pemberian pakannya. Sistem tersebut diintegrasikan melalui sistem yang berbasis internet sehingga pemilik peternakan atau operator dapat dengan mudah melalukan pemantauan dan pengendalian terhadap hewan ternaknya.
Kata kunci: IoT, otomatisasi pakan unggas, NodeMCU, sensor ultrasonik.
Abstract
Generally, a large animal husbandry contains considerably many livestock. Usually, livestock care is done by the worker through manual labor, raising the production cost. This problem can be solved using automation, making the process more efficient, thus reducing the cost of production. Some works that can be automated includes feeding. In this research we design a tool to feed livestock easily. The goal of this research is to apply automation to those works and integrating the automation system into an internet base application or Internet of Things (IoT) in order to facilitate the farmer to do works and monitor the husbandry automatically.
Keywords: IoT, automation system, Raspberry Pi, Arduino
1. Pendahuluan
Peternakan hewan unggas membutuhkan banyak waktu dan tenaga. Jumlah hewan ternak yang banyak menyebabkan dibutuhkannya jumlah karyawan yang tidak sedikit. Hal ini menyebabkan biaya produksi lebih tinggi karena salah satunya adalah harus membayar karyawan tersebut. Beberapa tugas karyawan yang bekerja dipeternakan yaitu memberi pakan hewan ternak, melakukan pengendalian kondisi kandang khususnya suhu di dalam kandang serta melakukan pemanenan ternak yang sudah layak panen dengan menimbang satu per satu ternak tersebut. Tugas karyawan tersebut tentu saja memerlukan operator sehingga kurang efisien. Belum lagi dalam hal kesalahan-kesalahan yang mungkin dapat dilakukan oleh karyawan, misalnya lupa atau terlambat dalam memberikan pakan.
Permasalahan tersebut dapat direduksi dengan penerapan teknologi khususnya untuk sistem otomatisasi dan monitoring pemberian pakan unggas. Penerapan teknologi pernah dilakukan pada penelitian-penelitian serupa diantaranya Sistem pemantauan budidaya udang [1], Sistem pemberian pakan ikan [2][3] dan pemberian pakan kucing otomatis [4][5].
Sedangkan pada penelitian ini, dibangun sistem yang memungkinkan untuk memberi pakan hewan ternak tepat waktu dan juga mengukur kadar nutrisinya. Sistem tersebut akan diintegrasikan dalam aplikasi berbasis internet atau disebut sebagai Internet of Things (IoT)
CYBERNETICS Vol. 5, No. 02, Nov 2021 : 57 – 66
memonitoring dan mengontrol pakan dan kondisi unggasnya secara jarak jauh.
2. Perancangan
2.1 Perancangan Sistem
Secara umum sistem otomatisasi ini dihubungkan dengan server yang menggunakan raspberry pi, dimana transfer data dilakukan secara wireless. Server tersebut terhubung dengan internet sehingga user dapat melakukan akses terhadap sistem, yaitu melakukan monitoring dan pengendalian terhadap sistem. Antarmuka yang digunakan dalam sistem kendali dan monitoring pakan unggas ini adalah website.
2.2 Perancangan Perangkat Keras
Perangkat yang digunakan pada sistem pakan otomatis diantaranya adalah node MCU, sensor ultrasonik, RTC dan motor servo. Sensor ultrasonik merupakan salah satu sensor yang cukup banyak digunakan, diantaranya pada sistem yang digunakan untuk bahan ajar [6] juga sistem-sistem kendali dan monitoring [4][7]. Pada sistem ini, sensor ultrasonic berfungsi untuk mendeteksi sisa pakan, RTC sebagai pewaktu, motor servo yang akan menggerakkan ulir pembuka pakan, Node MCU sebagai pengendali. Penggunaan Node MCU sebagai pengendali pada sistem IoT sudah banyak dilakukan seperti pada sistem rumah pintar [8][9][7][8], sistem kendali portal parkir menggunakan metode lock GPS [12] dan sistem pemantauan dan pengendalian pada hidroponik [7][13][14] karena kemampuannya dalam mendukung koneksi WiFi secara langsung. Blok diagram sistem untuk sistem pakan otomatis dapat dilihat pada Gambar 1.
Node MCU
Sensor Ultrasonik
RTC
Catu Daya
Motor Servo
Gambar 1. Blok diagram sistem
Blok diagram sistem tersebut merupakan perangkat kendali yang mengendalikan sistem perangkat pemberi pakan otomatis secara keseluruhan. Perangkat ini terdiri dari sebuah penampung utama sebagai wadah penampung pakan, dan beberapa wadah yang lebih kecil sebagai penampung sementara yang berfungsi menempatkan pakan sekaligus tempat unggas makan. Sensor ultrasonik ditempatkan di wadah penampungan utama. Desain penampungan dan penyaluran pakan ditunjukkan Gambar 2.
Implementasi Sistem Otomatisasi Dan Internet of Things (IoT) Pada Peternakan Unggas (Irma Nirmala, Dedi Triyanto, Suhardi)
Wadah penampungan utama
Penutup Penyambung T
Motor Servo
Ulir
Gambar 2. Desain penampungan dan penyaluran pakan
Gambar 3 merupakan rancangan wadah penampungan sementara dan tempat unggas makan. Gambar 3 (a) merupakan tutup wadah yang terhubung langsung dengan pipa utama yang merupakan saluran keluar pakan dari wadah utama. Sedangkan Gambar 3 (b) merupakan tempat penampungan sementara sekaligus tempat unggas makan.
(a) (b) Gambar 3. Rancangan wadah pakan
Sambungan T yang menghubungkan wadah utama dengan pipa penyaluran ke wadah penampungan sementara ditunjukkan Gambar 4(a). Pada sambungan ini akan ditempatkan katup ulir. Pakan akan keluar secara otomatis dari wadah utama melalui katup ulir yang digerakkan oleh motor servo. Katup ulir yang digunakan pada wadah utama ini dapat dilihat pada Gambar 4(b).
(a) (b) Gambar 4. Sambungan T dan katup ulirnya
CYBERNETICS Vol. 5, No. 02, Nov 2021 : 57 – 66
Perangkat lunak yang digunakan dalam sistem ini adalah Compiler Arduino untuk membuat program pada NodeMCU dan MySQL sebagai database server dan PHP untuk pengembangan aplikasi web. Sedangkan koneksi dilakukan via internet melalui WiFi dengan pengendalian menggunakan NodeMCU. Untuk rancangan basis data dibuat berupa tabel users, tabel device, tabel unggas, tabel monitoring dan tabel controlling. Pembuatan tampilan antarmuka website dengan menggunakan Laravel.
Rancangan dari halaman utama website dapat dilihat pada Gambar 5(a). Halaman ini memberikan menu pilihan bagi Admin atau User. Halaman login ditunjukkan Gambar 5(b). Pada halaman ini diperlukan otorisasi pengguna. Hanya admin dan user yang bisa membuka halaman ini.
Http://TernakModern.com
Mulai Peternakanmu Dengan Kami
Admin User
Http://TernakModern.com
Email Password
OKE Login
(a) (b) Gambar 5. Halaman utama dan halaman login
Jika Admin berhasil login, maka admin akan dialihkan ke halaman utama Admin seperti yang ditampilkan pada Gambar 6(a). Admin dapat mengelola pengguna yang terdaftar baik admin maupun user melalui halaman data user. Pada halaman ini, admin juga dapat mendaftarkan pengguna baru. Halaman data user ini ditunjukkan oleh Gambar 6(b)
Http://TernakModern.com
Selamat Datang
Admin Data User Dashbo ard
User Data Unggas
User Alat
Follow
(a) (b) Gambar 6. Halaman utama admin dan halaman data user
Jika pengguna adalah User, maka akan dialihkan ke halaman utama user seperti yang ditampilkan Gambar 7(a). Untuk informasi mengenai unggas, akan ditampilkan pada halaman informasi unggas seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7(b).
Implementasi Sistem Otomatisasi Dan Internet of Things (IoT) Pada Peternakan Unggas (Irma Nirmala, Dedi Triyanto, Suhardi)
Http://TernakModern.com
Selamat Datang
User Data User Dashbo ard
User Data Unggas
Sisa Pakan
Follow
jam makan
%
(a) (b) Gambar 7. Halaman utama user dan halaman informasi unggas
3. Implementasi dan Pembahasan 3.1 Implementasi Perangkat Keras
Berdasarkan perancangan yang dilakukan, maka alat pemberi pakan hewan ternak unggas berbasis IoT ini dapat diimplemetasikan dalam prototype yang diperlihatkan pada Gambar 8. Gambar 8(a) memperlihatkan sebuah alat pemberi pakan unggas yang dibuat dengan menggunakan pipa PVC sebagai wadah dan tempat keluarnya pakan. Proses pemberian pakan ini dikendalikan dengan menggunakan antarmuka website. Alat ini akan digunakan Bersama dengan prototype kandang hewan unggas yang diperlihatkan oleh Gambar 8(b).
(a) (b)
Gambar 8. Alat pemberi pakan hewan unggas dan prototype kandang unggas Implementasi sensor ultrasonik digunakan untuk mendeteksi tinggi persediaan pakan dalam tabung. Informasi data ketinggian cadangan pakan ini dikirimkan oleh nodeMCU via WiFi ke website. Selain informasi data persediaan pakan, nodeMCU juga mengirimkan data waktu yang dapat menjadi informasi fase usia unggas dan juga mengirimkan data berat pakan ke website via WiFi. Data ketinggian cadangan pakan dalam tabung persediaan pakan diperbaharui secara otomatis setiap 10 menit sekali. Data yang dikirimkan NodeMCU ke website disimpan dalam database sesuai seperti perancangan.
CYBERNETICS Vol. 5, No. 02, Nov 2021 : 57 – 66
Tampilan antarmuka website pada sistem ini memiliki 2 level yang membedakan saat pengguna melakukan login. Level 1 untuk administrator, sedangkan level 2 diperuntukkan untuk user. Gambar 9(a) memperlihatkan halaman awal website dan sekaligus dijadikan proses pemeriksaan level pengguna. Pada Gambar 9(a) terdapat dua pilihan untuk login, apabila pengguna bertindak sebagai level 1, maka akan login sebagai admin, sedangkan jika pengguna bertindak sebagi level 2 maka akan login sebagai user. Halaman login diperlihatkan oleh Gambar 9(b).
(a) (b) Gambar 9. Halaman awal website dan halaman login
Pada antarmuka administrator dapat dilakukan manajemen pengguna dan manajemen hewan unggas. Pada bagian manajemen pengguna, administrator dapat melakukan penambahan dan mengubah pengguna. Sedangkan pada bagian manajemen hewan unggas, administrator dapat melakukan perubahan informasi hewan unggas. Gambar 10(a) memperlihatkan tampilan manajemen pengguna. Gambar 10(b) memperlihatkan tampilan menu penambahan pengguna baru.
(a) (b)
Gambar 10. Halaman manajemen pengguna dan halaman menu penambahan pengguna baru
Gambar 11 memperlihatkan tampilan menu mengubah informasi pengguna. Di halaman ini informasi dan data mengenai pengguna dapat diubah.
Implementasi Sistem Otomatisasi Dan Internet of Things (IoT) Pada Peternakan Unggas (Irma Nirmala, Dedi Triyanto, Suhardi) Gambar 11. Menu pengubahan informasi pengguna
Tampilan menu perubahan informasi hewan unggas diperlihatkan oleh Gambar 12.
Pada halaman ini informasi mengenai hewan unggas seperti deskripsi hewan unggas, jenis hewan unggas dan pakan yang diberikan dapat diubah.
(a) (b) Gambar 12. Halaman pengubahan informasi hewan unggas
Pada bagian antarmuka user, pengguna dapat melihat informasi user dan dapat melakukan pemantauan sisa pakan dan waktu pemberian pakan hewan unggas, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 13 (a). Pada menu unggas, pengguna dapat melihat informasi hewan unggas, mengatur ketinggian level maksimum dan minimum sisa pakan yang tersedia pada wadah penampungan pakan, dan juga pengguna dapat mengatur waktu pemberian pakan pada hewan unggas. Gambar 13 (b) memperlihatkan halaman informasi hewan unggas.
(a) (b) Gambar 13. Halaman beranda user dan informasi unggas
CYBERNETICS Vol. 5, No. 02, Nov 2021 : 57 – 66
memperlihatkan halaman pengaturan waktu pemberian pakan.
(a) (b) Gambar 14. Halaman informasi sisa pakan dan waktu pemberian 3.3 Pengujian Sistem
Pengujian sistem dilakukan dengan menggunakan beberapa ayam dari berbagai usia, berat pakan, jumlah ayam dan juga jadwal pemberian pakannya. Tabel 1 memperlihatkan data pengujian sistem.
Tabel 1. Data pengujian sistem
No Waktu Jenis Ayam Jumlah
Unggas
Lama Putaran (ms)
Berat Pakan (gram)
1 Hari #1
06:00
Ayam
Pre-starter 2 556 10
2 Hari #1
12:00
Ayam
Pre-starter 2 556 10
3 Hari #1
18:00
Ayam
Pre-starter 2 556 20
4 Hari #2
06:00
Ayam
Pre-starter 2 556 15
5 Hari #2
12:00
Ayam
Pre-starter 2 556 10
6 Hari #2
18:00
Ayam
Pre-starter 2 556 10
7 Hari #3
06:00 Ayam Starter 2 6.650 110
8 Hari #3
12:00 Ayam Starter 2 6.650 150
9 Hari #3
18:00 Ayam Starter 2 6.650 130
10 Hari #4
06:00 Ayam Starter 2 6.650 150
11 Hari #4
12:00 Ayam Starter 2 6.650 120
12 Hari #4
18:00 Ayam Starter 2 6.650 160
13 Hari #5
06:00 Ayam Finisher 2 18.200 360
14 Hari #5
12:00 Ayam Finisher 2 18.200 370
Implementasi Sistem Otomatisasi Dan Internet of Things (IoT) Pada Peternakan Unggas (Irma Nirmala, Dedi Triyanto, Suhardi) 15 Hari #5
18:00 Ayam Finisher 2 18.200 365
16 Hari #6
06:00 Ayam Finisher 2 18.200 360
17 Hari #6
12:00 Ayam Finisher 2 18.200 370
18 Hari #6
18:00 Ayam Finisher 2 18.200 350
Pada pengujian sistem digunakan ayam dari fase yang berbeda sebagai acuan berat pakan yang akan dikeluarkan oleh sistem. Jadi, berat pakan yang keluar ini sudah sesuai dengan fase atau usia ayam. Selain berat pakan, sistem juga mengeluarkan pakan secara otomatis di waktu-waktu yang telah ditetapkan.
4. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1) Telah dibuat alat pemberi pakan ternak yang dapat dikendalikan dan dipantau dari jarak jauh dengan menggunakan website.
2) Digunakan sensor suhu untuk memantau suhu di dalam kandang dan diinformasikan melalui website. Pengaturan suhu kandang menggunakan lampu pijar yang dapat dinyalakan dan dimatikan sesuai dengan temperatur suhu yang diinginkan.
3) Digunakan sensor load cell untuk menimbang bobot dari ternak yang ada di dalam kandang dan informasinya dikirimkan melalui website.
4) Seluruh sistem dibuat terintegrasi dan terhubung dengan website dalam hal pemantauan dan pengendaliannya.
Referensi
[1] Gian Rahayu; Unang Suryana; Atik Novianti, “Rancang Bangun Web Server Untuk Pemantauan Design Web Server for Monitoring the Cultivation of Vannamei Shimp Using,” vol. 3, no. 3, pp. 2066–2071, 2017.
[2] S. Muhammad, A. Muid, and D. Triyanto, “RANCANG BANGUN SISTEM PEMBERI PAKAN IKAN DAN PENGUKUR pH AIR PADA KERAMBA BERBASIS WEBSITE,” J.
Coding, Sist. Komput. Untan, vol. 04, no. 02, pp. 161–172, 2016.
[3] D. Herliabriyana, S. Kirono, and H. Handaru, “Sistem Kontrol Pakan Ikan Lele Jarak Jauh Menggunakan Teknologi Internet of Things(IoT),” J. Ilm. Intech Inf. Technol. J.
UMUS, vol. 1, no. 02, pp. 62–74, 2019, doi: 10.46772/intech.v1i02.70.
[4] I. N. Claudiyana Fitriah, Dedi Triyanto, “Sistem Pemberian Pakan Kucing Otomatis Berbasis Arduino Dengan Metode K-Nearest Neighbor (Knn) Dan Antar Muka Berbasis Web,” Coding Sist. Komput. Untan, vol. 05, no. 2, pp. 36–46, 2017.
[5] M. R. I. Pamungkas, S. Sumaryo, and A. S. Wibowo, “Perancangan Dan Implementasi Sistem Monitoring Dan Pemberi Pakan Kucing Otomatis Berbasis Android,” e- Proceeding Eng., vol. 6, no. 1, pp. 112–119, 2019.
[6] I. Rokhim, A. F. Rifai, A. S. Sunarya, N. Lilansa, and N. I. Hidayatullah, “Rancang Bangun Multisensor Sistem Proses Menggunakan Komunikasi I2C Berbasis Labview,”
Cybernetics, vol. 5, no. 01, pp. 38–48, 2021, doi: 10.29406/cbn.v5i01.2493.
[7] Y. H. Putra, D. Triyanto, and Suhardi, “Sistem Pemantauan dan Pengendalian Nutrisi, Suhu, dan Tinggi Air Pada Pertanian Hidroponik,” J. Sist. Komput. Univ. Tanjungpura, vol. 06, no. 03, pp. 128–138, 2018.
[8] I. Maulana, D. Triyanto, J. Rekayasa, and S. Komputer, “Sistem Rumah Pintar Berbasis Wireless,” Coding J. Komput. dan Apl. Untan, vol. 07, no. 03, pp. 120–131, 2019.
CYBERNETICS Vol. 5, No. 02, Nov 2021 : 57 – 66
Menggunakan Nodemcu Esp8266 V3 Dan Chat Bot Pada Smartphone Android,” J. Ilm.
Inform. Komput., vol. 26, no. 2, pp. 123–135, 2021, doi: 10.35760/ik.2021.v26i2.4157.
[10] G. M. Madhu and C. Vyjayanthi, “Implementation of Cost Effective Smart Home Controller with Android Application Using Node MCU and Internet of Things (IOT),” 2nd Int. Conf. Energy, Power Environ. Towar. Smart Technol. ICEPE 2018, pp. 1–5, 2019, doi: 10.1109/EPETSG.2018.8659128.
[11] P. W. Purnawan and Y. Rosita, “Rancang Bangun Smart Home System Menggunakan NodeMCU Esp8266 Berbasis Komunikasi Telegram Messenger,” Techno.Com, vol. 18, no. 4, pp. 348–360, 2019, doi: 10.33633/tc.v18i4.2862.
[12] W. , D. T. , Uray Ristian, “APLIKASI SISTEM KONTROL PORTAL PARKIR MENGGUNAKAN METODE LOCK GPS BERBASIS INTERNET OF THINGS (Studi Kasus: Lahan Parkir Masjid Raya Mujahidin Pontianak),” Coding J. Komput. dan Apl., vol. 8, no. 3, p. 40, 2020, doi: 10.26418/coding.v8i3.42956.
[13] P. Yudhaprakosa, S. R. Akbar, and R. Maulana, “Sistem Otomasi dan Monitoring Tanaman Hidroponik Berbasis Real Time,” J. Pengemb. Teknol. Inf. dan Ilmu Komput., vol. 3, no. 4, pp. 3285–3293, 2019, [Online]. Available: http://j-ptiik.ub.ac.id/index.php/j- ptiik/article/view/4914.
[14] A. D. Purwanto, F. Supegina, and T. M. Kadarina, “Sistem Kontrol Dan Monitor Suplai Nutrisi Hidroponik Sistem Deep Flow Technique (DFT) Berbasis Arduino NodeMCU Dan Aplikasi Android,” J. Teknol. Elektro, vol. 10, no. 3, p. 152, 2020, doi:
10.22441/jte.v10i3.002.
