PEMBUATAN HARDWARE INKUBATOR PENETAS TELUR OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO.

(1)

Anzilni Khairul, 2013

Pembuatan Peta Zona Nilai Tanah Untuk Pelayanan Informasi Zona Nilai Perbidang Tanah Pada Kantor Pertanahan Kabupaten Karanganyar

Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu

PROYEK AKHIR

PEMBUATAN HARDWARE INKUBATOR PENETAS TELUR OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Kelulusan Mata Kuliah

Proyek Akhir

Oleh :

Anzilni Khairul

1002325

PROGRAM STUDI DIPLOMA TIGA TEKNIK ELEKTRO JUSUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

Halaman Hak Cipta untuk Mahasiswa D3

Pembuatan Hardware Inkubator

Penetas Telur Otomatis Berbasis

Mikrokontroler Arduino

Oleh Anzilni Khairul

Sebuah proyek akhir yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) pada Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

September 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

(3)

(4)

ABSTRAK

Proses penetasan telur sudah banyak dilakukan secara manual oleh manusia, namun tingkat efektifitas dan efisiensi waktu masih kurang diperhatikan. Pembuatan hardware alat penetas telur secara otomatis ini bertujuan untuk meningkatkan efektifitas dan juga efisiensi waktu. Karena dengan bantuan mesin otomatis, akan mampu menetaskan lebih banyak dibandingkan secara alami. Selain untuk menetaskan telur lebih banyak daripada cara alami, juga sebagai bahan penelitian.

Metode yang digunakan yaitu hasil eksperimen dari kajian-kajian terdahulu. Tugas akhir ini membahas proses pembuatan hardware mesin penetas telur dengan mikrokontroler sebagai penggerak motor dan pengatur temperatur serta kelembaban ruang inkubator.

Hasil dan kesimpulan terdapat perbedaan antara suhu yang ditampilkan oleh sensor dan suhu serta kelembaban yang ditampilkan oleh hygrotermometer selama 10 kali dalam 10 menit, yaitu dengan suhu rata-rata yang ditampilkan oleh sensor 380C, suhu rata-rata yang ditampilkan oleh hygrotermometer 37,960C, perbedaan suhu rata-rata yaitu 1,430C, dan kelembaban rata-rata oleh hygrotermometer 32,2%.

(5)

Pembuatan Peta Zona Nilai Tanah Untuk Pelayanan Informasi Zona Nilai Perbidang Tanah Pada Kantor Pertanahan Kabupaten Karanganyar

DAFTAR ISI

KATA ENGANTAR……….i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR TABEL………..vii ABSTRAK ... Error! Bookmark not defined. BAB I PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined. 1.1. Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined. 1.2. Rumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.3. Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 1.4. Batasan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.5. Sistematika Penulisan ... Error! Bookmark not defined. BAB II LANDASAN TEORI ... Error! Bookmark not defined. 2.1. Teori Khusus ... Error! Bookmark not defined. 2.1.1. Penetasan Telur Ayam ... Error! Bookmark not defined. 2.2. Teori Umum ... Error! Bookmark not defined. 2.2.1. Mikrokontroler Arduino... Error! Bookmark not defined. 2.2.2. Catu Daya ... Error! Bookmark not defined. 2.2.3. Memory ... Error! Bookmark not defined. 2.2.4. Input dan Output ... Error! Bookmark not defined. 2.2.5. Perangkat Lunak (Arduino IDE) ... Error! Bookmark not defined. 2.2.6. Sensor suhu dan kelembaban DHT11Error! Bookmark not defined.

(6)

3.2. Deskripsi ... Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Spesifikasi ... Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Prinsip Kerja ... Error! Bookmark not defined. 3.2.3. Flow Chart ... Error! Bookmark not defined. 3.3.1. Blok Diagram ... Error! Bookmark not defined. 3.3. Perancangan dan Pembuatan Model Inkubator TelurError! Bookmark not defined.

3.3.1. Desain Inkubator Telur ... Error! Bookmark not defined. 3.3.2 Perancangan Rangkaian dan Pembuatan Inkubator Telur ... Error! Bookmark not defined.

3.3.3. Kontroler ... Error! Bookmark not defined. 3.3.4. Motor Servo 5 Volt ... Error! Bookmark not defined. 3.3.5. LCD 2x16 Karakter ... Error! Bookmark not defined. 3.3.6. Optocoupler ... Error! Bookmark not defined. 3.3.7. Relay ... Error! Bookmark not defined. 3.3.8. Rangkaian Driver untuk Kontrol Blower / KipasError! Bookmark not defined.

3.3.9. Rangkaian Driver Untuk Kontrol HeaterError! Bookmark not defined.

3.3.10. Sensor DHT 11 ... Error! Bookmark not defined. 3.3.11. Sensor LM35 ... Error! Bookmark not defined. 3.3.12. Rangkaian Keseluruhan ... Error! Bookmark not defined. BAB IV HASIL DAN PENGUJIAN ... Error! Bookmark not defined. 4.1. Pengukuran dan Pengujian ... Error! Bookmark not defined. 4.1.1. Alat dan Bahan ... Error! Bookmark not defined. 4.1.2. Langkah Pengukuran dan PengujianError! Bookmark not defined.

(7)

4.2.2. Pengukuran Tegangan Output OptocouplerError! Bookmark not defined.

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.3. Sensor DHT11 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.4. Rangkaian Relay DPDT ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.5. Relay DPDT ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.6. Sensor Suhu LM35 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.7. Skematik rangkaian dasar LM35 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.1. Flow Chart Pengerjaan ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.2. Diagram Blok Sistem ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.3 Desain Inkubator Telur ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.4 Desain Ruang dan Rak Telur ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.5 Desain Tempat Penyimpanan Mikrokontroler dan Motor Servo. ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.6 Konfigurasi Arduino Microcontroller Mega 2560Error! Bookmark not defined.

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Tabel Spesifikasi Mikrokontroler Arduino Mega 2560 ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 2.2. Tabel Spesifikasi Humidity and Temperature Sensor DHT11 ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.1 Pengukuran Tegangan Output Pin Digital ArduinoError! Bookmark not defined.

Tabel 4.2 Pengukuran Tegangan Output OptocouplerError! Bookmark not defined.

(10)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada saat ini, berbagai macam jenis teknologi sudah mulai berkembang dan diciptakan oleh manusia untuk membantu ataupun mempermudah setiap pekerjaannya. Sehingga muncul berbagai macam alat-alat yang menarik yang sangat membantu dan mempermudah kehidupan manusia. Diantaranya sensor suhu, dimana seseorang dapat menggerakan sesuatu atau memberi informasi melalui sensor tersebut. Sensor suhu digunakan uuntuk mengidentifikasi suhu suatu ruangan atau alat. Namun seiring berkembangnya zaman sensor suhu digunakan sebagai pemberi sinyal untuk menggerakan atau menjalankan suatu alat.

Dalam bidang perternakan, sensor suhu dapat digunakan sebagai indikator atau pemberi sinyal pada alat inkubator penetus telur otomatis. Sehingga sensor suhu sangat berperan penting dalam proses tersebut.

(11)

pekerjaan para peternak dan dapat membantu para peternak menghasilkan unggas-unggas yang berkualitas.

1.2. Rumusan Masalah

Bagaimana membuat perangkat keras (hardware) yang meliputi rangkaian pemograman mikrokontroller arduino mega, sensor DHT11, sensor LM35 dan prinsip kerja serta cara kerja Inkubator Telur Otomatis.

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penulisan laporan proyek yaitu membuat alat penetas telur otomatis dengan menggunakan sensor suhu dan kelembaban DHT11 berbasis mikrokontroler arduino mega.

1.4. Batasan Masalah

Adapun batasan dari penulisan laporan proyek perancangan inkubator penetas telur otomatis yaitu pembahasan hanya meliputi mikrokontroler arduino mega, rangkaian sensor, rangkaian optocoupler, rangkaian driver blower dan heater.

1.5. Sistematika Penulisan

(12)

BAB I : PENDAHULUAN

Dalam bab ini menjelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan laporan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Dalam bab ini menjelaskan tentang teori-teori pendukung yang digunakan dalam pembahasan dan penyusunan laporan laporan proyek akhir ini. Teori-teori pendukung itu antara lain tentang pembahasan mikrokontroler arduino mega, sensor suhu dan kelembaban DHT11, karakteristik dan cara kerja mikrokontroler arduino mega dan peralatan pendukung lainnya.

BAB III : PEMBUATAN SISTEM

Dalam bab ini menjelaskan tentang pembahasan pembuatan alat, serta blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian serta diagram alir dari program yang dibuat didalam mikrokontroler arduino mega tersebut.

BAB IV : PENGUJIAN DAN HASIL

(13)

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

(14)

BAB III

PEMBUATAN ALAT

3.1. Pembuatan

Dalam pembuatan suatu alat atau produk perlu adanya sebuah rancangan yang menjadi acuan dalam proses pembuatanya, sehingga kesalahan yang mungkin timbul dapat ditekan dan dihindari.

3.1.1. Tujuan Pembuatan

Tujuan dari pembuatan alat ini yaitu untuk mewujudkan gagasan dan didasari oleh teori serta fungsi dari software visual basic, mikrokontroler arduino dan rangkaian, untuk kemudian dipadukan dan dengan sedikit modifikasi sehingga menghasilkan alat yang sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan, dan adapun tujuan dari perencanaan pembuatan alat yaitu:

1. Menentukan deskripsi kerja dari alat yang direncanakan 2. Menentukan komponen-komponen yang diperlukan 3. Sebagai pedoman dalam pembuatan alat

4. Mengatur tata letak komponen yang digunakan 5. Meminimalisir kesalahan dalam proses pembuatan

6. Alat yang dihasilkan sesuai dengan apa yang direncanakan 3.2. Deskripsi

3.2.1. Spesifikasi

(15)

1. DHT11 sebagai sensor suhu dan kelembaban (suhu 380C – 400C dan kelembaban 50% - 60% RH).

2. LM35 sebagai sensor suhu dan pemberi sinyal (suhu 380C – 400C).

3. Kontroler menggunakan Arduino Mega 2560. 4. Blower untuk mendinginkan ruangan telur (1.8 VA). 5. Motor servo berfungsi menggerakan rak telur (2,2 VA).

6. Lampu 40 Watt dan 15 Watt sebagai penghangat ruangan telur (55 Watt).

7. Saklar otomatis menggunakan relay. 8. Optocoupler sebagai switch (7,7 VA). 3.2.2. Prinsip Kerja

Inkubator ini menghangatkan telur dalam suhu tertentu hingga telur bisa menetas. Suhu hangat ini bisa diambil dari sumber lampu berdaya 45 Watt (2 buah lampu 40 dan 15 Watt), sebagai pengganti tubuh hangat induk saat mengerami telurnya. Ruangan di dalam mesin tetas meski hangat tetap membutuhkan sirkulasi udara. Untuk itulah digunakan kipas / blower yang biasa digunakan dalam perangkat komputer (PC), kipas ini juga berfungsi untuk mengatur suhu dan kelembaban didalam inkubator.

(16)

ruangan telur dalam inkubator, dan apabila ruangan terlalu panas, maka lampu akan mati dan kipas / blower menyala. Karena suhu hangat yang tidak merata di seluruh bagian telur, maka telur perlu dibalik atau diputar. Untuk itulah digunakan motor servo sebagai penggerak tempat telur agar seluruh bagian telur bisa hangat atau terkena sinar lampu.

3.2.3. Flow Chart

Ada beberapa tahapan yang ditempuh dalam proses pembuatan perangkat inkubator teluryang dituangkan dalam flow chart sebagai berikut :

Gambar 3.1. Flow Chart Pengerjaan

Start

Input setting point suhu 38°C – 400C

dan kelembaban 50% - 60%

Tampilan ke LCD (suhu dan kelembaban)

Suhu

> 400C

Suhu

< 380C

Setiap 3 jam motor berputar untuk

membalikan telur dengan sudut 300

(17)

3.3.1. Blok Diagram

Secara umum, diagram blok sistem pada perancangan inkubator penetas telur terdiri dari enam buah blok rangkaian utama. Diagram blok dari perancangan sistem tersebut dapat dilihat dibawah ini:

Gambar 3.2. Diagram Blok Sistem

(18)

sebagian, tetapi apabila suhu pada inkubator masih dibawah nilai yang ditetapkan maka lampu pemanas akan dihidupkan semua. Nilai suhu dan kelembaban pada inkubator yang dipantau oleh sensor akan ditampilkan ke display LCD (Liquid Crystal Display).

3.3. Perancangan dan Pembuatan Model Inkubator Telur 3.3.1. Desain Inkubator Telur

Agar alat dapat dengan mudah dibuat tentunya harus ada terlebih dahulu desain dari inkubator telur tersebut. Gambar 3.3 menunjukan desain dari inkubator telur. Dengan panjang 50cm, lebar 30cm dan tinggi 40cm.

Bahan yang digunakan yaitu kayu jati :

Gambar 3.3 Desain Inkubator Telur

(19)

Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu Gambar 3.4 Desain Ruang dan Rak Telur

Disinilah telur-telur disimpan untuk ditetaskan. Dengan menggunakan tempat telur, agar tertata rapih dan bisa digerakan dengan motor servo.

Gambar 3.5 Desain Tempat Penyimpanan Mikrokontroler dan Motor Servo.

Agar tersusun rapih, disediakanlah ruang tersebut supaya tidak mengganggu ruangan tempat penetasan telur.

3.3.2 Perancangan Rangkaian dan Pembuatan Inkubator Telur

(20)

itu dibuat juga konstruksi secara mekanik. Dimana rangka yang dibuat yaitu hampir keseluruhan dari bahan kayu jati, dan rak telur dari kayu multipek. 3.3.3. Kontroler

Kontroler yang digunakan yaitu Arduino Mega 2560. Dipilihnya kontroler ini karena mempunyai fitur-fitur yang lengkap yang memiliki 54 pin digital input/output (dimana 14 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 16 pin analog input, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik, dan tombol reset. Juga memiliki kecepatan yang baik yaitu satu siklus mesin untuk satu intruksi dengan kecepatan 16MHz, serta mudah diperoleh dipasaran.

Gambar 3.6 Konfigurasi Arduino Microcontroller Mega 2560

Untuk dapat bekerja mikrokontroler ini perlu mendapat tegangan kerja sebesar 5 Volt dengan arus 40 mA dan ground serta clock, dengan clock yang digunakan pada perancangan ini sebesar 16 MHz.

Input yang masuk pada mikrokontroler ini berupa tegangan sebesar 5

Volt dan juga dari perangkat lunak Arduino IDE yang sudah ter-install di

(21)

optocoupler dan relay untuk men-switch lampu dan juga blower / kipas.

Juga mengontrol motor servo sebagai penggerak rak telur.

3.3.4. Motor Servo 5 Volt

Penggunaan motor servo lebih menguntungkan dan efisien, karena sudut, kecepatan dan arahnya bisa diatur. Juga memiliki torsi yang tinggi pula, yaitu 6,5 Kg. Masukan motor servo tersebut dari data mikro Arduino dengan tegangan masukan 5 Volt.

Dengan bisa diatur sudut, kecepatan dan arah memungkinkan untuk menggerakan rak telur secara perlahan dan sesuai dengan kebutuhan. Sudut yang digunakan pun bisa diatur batas bawah dan batas atasnya agar telur tidak jatuh dari rak telur.

Pemutaran secara otomatis dengan bantuan motor servo 5 Volt untuk menggerakan posisi rak telur didalam mesin inkubator agar terjadi sudut 30 derajat untuk tiap-tiap waktu yang ditetapkan secara berkesinambungan dan bergantian sudutnya. Pemutaran telur sedikitnya yaitu 3 kali sampai 6 kali 24 jam sudah lebih dari baik untuk mencegah embrio telur melekat pada selaput membran bagian dalam telur. Akan tetapi dalam mesin ini dibuat 6 kali perputaran motor dalam sehari semalam.

(22)

Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu | Perpustakaan.Upi.Edu Gambar 3.7 Sistem pemutar rak telur

Pada Gambar 3.6 menunjukkan kondisi rak telur dalam keadaan horizontal dengan kondisi motor diam / berhenti.

Gambar 3.8 Sistem memulai pergerakan rak telur

(23)

3.3.5. LCD 2x16 Karakter

Penggunaan LCD difungsikan untuk menampilkan kondisi temperature atau suhu, kelembaban, dan kondisi aktuator-aktuatornya dalam inkubator pada saat itu. Sehingga melalui LCD dapat diketahui kondisi suhu dan kelembaban ruangan pada proses penetasan secara keseluruhan. Kondisi aktuator tersebut

dilambangkan dengan logika “0” dan “1”, maksudnya jika logika “0” maka

aktuator tersebut mati (tidak menyala), sedangkan logika “1” berarti aktuator

tesebut sedang menyala (hidup). LCD ini dihubungkan ke output dari kaki arduino 2,3,4,5,11 dan 12.

3.3.6. Optocoupler

Optocoupler sebagai saklar / switch. Menggunakan IC 4n37 yang didalamnya merupakan infrared dan photodiode. Jika photodiode diberi sinyal maka infrared akan mengirimkan sinyal ke photodiode untuk mengaktifkan kaki kolektor menuju kaki emitter.

4n

(24)

3.3.7. Relay

Untuk saklar AC ataupun DC yang lebih tinggi tegangannya daripada keluaran mikro, digunakanlah relay. Karena keluaran dari mikro yaitu 5 VDC dan arus yang kecil yaitu 40 mA.

3.3.8. Rangkaian Driver untuk Kontrol Blower / Kipas

Rangkaian ini menggunakan optocoupler sebagai switch / saklar dari mikrokontroler yang dihubungkan pada port 51 dan relay 12 Volt yang dihubungkan ke kipas (blower). Blower yang digunakan yaitu kipas 12V DC berjumlah 2 buah yang diletakkan di ventilasi ruangan telur.

4n

Gambar 3.10 Rangkaian Driver Blower

(25)

dan sangat penting dalam proses penetasan telur. Jika temperatur dan atau kelembaban lebih tinggi daripada set point maka kipas akan menyala sampai temperetur dan atau kelembaban sesuai dengan set point yang diinginkan. Maka peran dari kipas ini sangat penting dalam pengontrolan temperatur maupun kelembaban dalam inkubator selama proses penetasan telur berlangsung.

3.3.9. Rangkaian Driver Untuk Kontrol Heater

Pada Gambar 3.10 tersebut juga menggunakan optocoupler sebagai switch / saklar dari mikrokontroler yang dihubungkan pada port 53 dan relay 12 Volt yang dihubungkan ke lampu sebagai pemanas inkubator.

AC 220 V

Gambar 3.11 Rangkaian Driver Heater

(26)

menggunakan 2 buah lampu dengan total daya 55 Watt denganmasing-masing lampu berdaya 40 Watt dan 15 Watt yang dimaksudkan agar keadaan temperatur dalam inkubator bersifat homogen (merata) sehingga pemanasan telur akan sama pada semua daerah.

3.3.10. Sensor DHT 11

DHT11 adalah modul sensor suhu dan kelembaban udara yang mempunyai jangkauan pengukuran suhu antara 0-50°C dan jangkauan pengukuran kelembaban udara 20-95%RH. Modul sensor ini memiliki akurasi pengukuran suhu sekitar 2°C dan memiliki akurasi pengukuran kelembaban sekitar 5%. DHT11 cukup ekonomis namun memadai untuk aplikasi monitoring maupun untuk aplikasi pengontrolan kelembaban udara.

Sensor ini dihubungkan ke kaki A0, VCC dan GND. 3.3.11. Sensor LM35

(27)

3.3.12. Rangkaian Keseluruhan

Gambar 3.12 Rangkaian Keseluruhan

(28)

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan kajian teori, perancangan serta pengujian alat, penulis dapat menyimpulkan sebagai berikut:

1. Terdapat perbedaan antara suhu yang ditampilkan oleh sensor dan suhu serta kelembaban yang ditampilkan oleh hygrotermometer selama 10 kali dalam 10 menit, yaitu dengan suhu rata-rata yang ditampilkan oleh sensor 380C, suhu rata-rata yang ditampilkan oleh hygrotermometer 37,960C, perbedaan suhu rata-rata yaitu 1,430C, dan kelembaban rata-rata oleh hygrotermometer 32,2%.

Adapun kekurangan dari inkubator telur ini, yaitu:

1. Starting atau awalan dari motor yang tidak sesuai dengan pengaturan, yang bisa mengakibatkan telur jatuh, namun bisa diatasi secara mekanis.

2. Kelembaban belum sesuai seperti spesifikasi.

5.2. Saran

Adapun masukan atau saran agar alat ini bekerja dengan baik, diantaranya: 1. Pengaturan kembali motor servo agar starting dari motor servo tidak berbalik 900 yang bisa mengakibatkan telur jatuh, maka diatasi dengan cara mekanis.

(29)

DAFTAR

PUSTAKA

E., Aries. (2011). Membuat Mesin Tetas Dari Barang Bekas. [Online]. Tersedia :

http://omkicau.com/2013/01/16/membuat-mesin-tetas-dari-barang-bekas.html [Juli 2013]

http://www.geraicerdas.com/dht-11-sensor-suhu-dan-kelembaban [Online]. [29 Juli 2013]

http://unhas.ac.id/tahir/BAHAN-KULIAH/ELIN/tugas-2011/Arman/suhu/Sensor%20Suhu.doc [29 Juli 2013]

Jaya, I Made Adi. (2012). Artikel Cara Penetasan Telur Ayam KAmpung, Itik, Kalkun, Dan Burung Puyuh. [Online]. Tersedia : http://adijayaema.blogspot.com/2012/01/artikel-cara-penetasan-untuk-telur-ayam.html [1 Agustus 2013]

Nurhadi, Imam. (2009). Rancang Bangun Mesin Penetas Telur Otomatis Berbasis Mikrokontroler Atmega8 Emnggunakan Sensor SHT11. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Team, Arduino. [Online]. Tersedia :

http://arduino.cc/en/Tutorial/HomePage [Juni 2013]

Team, Arduino. [Online]. Tersedia : http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardMega [Online]. [29 Juli 2013]