LAPORAN TUGAS AKHIR Sistem Pemberi Pakan Ikan Cerdas
Disusun Untuk Memenuhi Matakuliah Sistem Kendali Dibimbing Oleh Bapak I made Wirawan S.T., M.T
Oleh: Kelompok 3
Ahmad Saifudin (220534600320) Ariya Eka Saputra (220534600852) Fajar Santoso (220534601760)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA S1 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
APRIL 2024
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Sistem kendali adalah serangkaian komponen yang bekerja bersama untuk mengatur perilaku atau kinerja dari suatu sistem. Tujuan utamanya adalah untuk menghasilkan respon yang diinginkan dari suatu sistem secara otomatis atau manual. Dalam laporan praktikum ini akan membahas mengenai konsep dasar, tujuan, dan komponen utama yang terlibat dalam proses pengendalian.
Pada umumnya sistem kendali terdiri dari tiga komponen utama:
1. Sensor: Komponen yang mendeteksi dan mengukur parameter tertentu dari sistem yang dikendalikan, seperti suhu, kecepatan, atau posisi. Sensor mengubah sinyal fisik menjadi sinyal listrik yang dapat diproses oleh komponen kendali lainnya.
2. Kontroler: Bagian dari sistem yang menerima informasi dari sensor, membandingkannya dengan nilai yang diinginkan atau referensi, dan menentukan tindakan yang harus dilakukan untuk mengoreksi atau mempertahankan sistem agar sesuai dengan keadaan yang diinginkan. Contoh dari komntroler dapat berupa perangkat keras, seperti komputer atau mikrokontroler, atau berupa algoritma perangkat lunak.
3. Aktuator: Komponen yang bertanggung jawab untuk menerapkan tindakan yang ditentukan oleh kontroler ke sistem yang dikendalikan. Aktuator mengubah sinyal kontrol dari kontroler menjadi perubahan fisik dalam sistem, seperti gerakan, kecepatan, atau produksi energi.
Dalam sistem kendali, terdapat dua kategori utama berdasarkan cara pengaturannya 1. Kendali Otomatis: Sistem kendali otomatis menggunakan umpan balik dari sensor untuk mengatur perilaku sistem secara otomatis tanpa intervensi manusia langsung. Tujuan utamanya adalah untuk mencapai atau mempertahankan kondisi yang diinginkan atau nilai referensi.
2. Kendali Manual: Sistem kendali manual melibatkan intervensi langsung dari manusia untuk mengatur perilaku sistem. Hal ini mungkin melibatkan operasi langsung terhadap kontroler atau aktuator oleh operator manusia.
Selain itu, sistem kendali dapat digambarkan dalam berbagai macam konfigurasi dan topologi, termasuk kendali tunggal atau banyak kendali, serta sistem linear atau non- linear.
Pemahaman tentang sistem kendali penting dalam berbagai aplikasi, termasuk manufaktur, otomasi industri, kendaraan otonom, sistem energi, dan banyak lagi.
Kemampuan untuk merancang, menerapkan, dan memelihara sistem kendali yang efektif sangat penting dalam pengembangan teknologi modern.
Pada kesempatan kali ini kami mengimplementasikan sistem kendali untuk merancang alat pemberi pakan ikan cerdas, yang nantinya dapat digunkan untuk memberi pakan ikan di aquarium dalam waktu tertentu dan akan ada alarm dari buzzer
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana cara mengimplementasikan sensor Ultrasonik dan RTC sebagai alat pemberi pakan ikan otomatis?
2. Bagaimana penerapan mikrokontroller pada alat tersebut?
3. Bagaimana penerapan sistem kendali pada alat tersebut?
4. Bagaimana merancang dan memprogram kontrol pada arduino mega untuk mengelola data dari sensor Ultrasonik dan RTC?
1.3 Tujuan
1. Memahami kareteristik dan prinsip kerja dari sensor Ultrasonik 2. Memahami kareteristik dan prinsip kerja dari RTC
3. Memprogram kombinasi antara sensor Ultrasonik dan RTC sebagai pengimplementasian dari sistem kendali
4. Mampu merangkai sistem pemberi pakan ikan cerdas menggunakan RTC dan sensor Ultrasonik
1.4 Batasan Masalah
1. Alat ini masih belum bisa digunakan untuk pemberian pakan ikan yang ada di tambak atau kolam dalam jumlah besar
2. Digunakan untuk memberi pakan ikan otomatis dalam waktu tertentu, namun masih membutuhkan bantuan manusia untuk mengisi ulang pakan yang ada pada wadah ketika pakan mau habis
1.5 Manfaat
Alat ini memberikan kemudahan bagi pengguna untuk memberikan pakan ikan hiasnya yang ada pada aquarium dalam waktu yang telah ditentukan oleh pengguna secara otomatis. Dan nanti jika pakan ikan yang ada dalam wadah mau habis maka alat ini akan mengeluarkan alarm dan memebrikan notifikasi berupa email ke smartphone pengguna bahwa pakannya mau habis dan waktunya mengisi ulang pakan tersebut.
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
Dasar Teori 1. Arduino Mega
Arduino Mega 2560 merupakan papan sirkuit dengan chip mikrokontroler Atmega2560 dan memiliki jumlah pin paling banyak diantara semua jenis Arduino lainnya. Perbedaan paling mencoloknya terletak pada chip mikrokontroler yang digunakan. Arduino Mega versi sebelumnya menggunakan chip mikrokontroler Atmega16U2, sedangkan versi yang sekarang menggunakan chip Atmega2560. Selain itu, versi yang sekarang sudah tidak lagi menggunakan chip FTDI untuk fungsi USB to serial converter seperti versi sebelumnya. Arduino Mega sangat cocok untuk membuat project yang kapasitas ruang dalam tempat rangkaiannya besar. Kapasitas memori yang lebih besar dibandingkan Arduino jenis lain membuat Arduino Mega cocok untuk project yang menggunakan banyak modul sekaligus.
2. Servo
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer. Serangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor servo.
3. Sensor Ultrasonik
Sensor jarak ultrsonik merupakan sensor yang beroperasi berdasarkan pada pemantulan antara sensor dengan objek dari gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek yang berada depannya, frekuensi kerjanya pada daerah diatas gelombang suara dari 40 KHz hingga 400 KHz [3].
Pada sensor ultrasonik terdiri dari pemancar dan penerima. Pembuatan dari transmitter (receiver) dan receiver (penerima) sangat sederhana, yaitu sebuah kristal piezoelectric dihubungkan dengaan rangkaian jangkar dan kemudian dihubungkan dengan diafragma penggetar. Tegangan bolak-balik yang memiliki frekuensi kerja dari 40 KHz hingga 400 KHz diberikan pada plat logam.
Gelombang yang dipancarkan akan merambat di udara dengan kecepatan 344 m/s, kemudian jika mengenai objek akan memantul kembali ke sensor. Trigger (pin trig) akan menghasilkan pulsa output high setelah memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelomang pantulan terdeteksi maka pin Trig akan membuat output low.
4. RTC
Merupakan singkatan dari Real-Time Clock, RTC adalah jam bertenaga baterai yang termasuk dalam sebuah microchip pada Motherboard komputer yang biasanya terpisah dari mikroprosesor serta chip lainnya, dan sering disebut sebagai “CMOS”
(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)
5. Kabel Jumper
Kabel jumper merupakan kabel elektrik yang mempunyai pin konektor di setiap ujungnya dan memungkinkan untuk menghubungkan dua komponen yang melibatkan Arduino tanpa memerlukan solder. Intinya, kegunaan kabel jumper ini digunakan sebagai konduktor listrik untuk menyambungkan rangkaian listrik.
Kabel jumper biasanya digunakan pada breadboard atau alat prototyping lainnya supaya lebih mudah untuk mengutak-atik rangkaian. Konektor yang terdapat pada ujung kabel terdiri dari konektor jantan (male connector) dan konektor betina (female connector). Konektor female berfungsi untuk menusuk dan konektor male berfungsi untuk ditusuk. Kabel jumper bekerja untuk menghantarkan arus listrik dari satu komponen ke komponen lainnya yang dihubungkan. Hal ini terjadi karena di ujung dan di dalam kabel terdapat konduktor listrik kecil yang memang fungsinya untuk menghantarkan listrik.
BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Blog Diagram
Sistem Pemberi pakan ikan otomatis ini memiliki 2 inputan yaitu sensor ultrasonik dan RTC lalu diproses oleh aruduino mega dan memliki 3 output yaitu motor servo, buzzer
3.2 Desain Skema 1. Skema Alat
2. Wiring
BAB IV HASIL 4.1 Program
#include <Servo.h>
#include <Wire.h>
#include <TimeLib.h>
#include <DS1307RTC.h>
//VARIABEL DAN KONSTANTA KOSONG Servo myservo;
float duration, distance;
// PIN YANG KE PAKE int pos = 0;
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
int servoPin = 8;
int buzzerpin = A0;
//NILAI YANG DIUBAH
const float MinimalPakan = 10.00; // jarak maksimal pakan dengan sensor const float jarakAbu = 20.00; // Jarak sensor saat dilepas
const int jam = 06; //Jam pemberian pakan const int menit = 00; //menit pemberian pakan const int detik = 00z ; //detik pemberian pakan
void setup() { Serial.begin(9600);
while (!Serial); // buat nunguin serial nyambung dulu delay(200);
Serial.println("Sistem Read Test");
Serial.println("---");
// IDENTIFIKASSI PIN OUT pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
pinMode (buzzerpin, OUTPUT);
pinMode (servoPin, OUTPUT);
myservo.attach(servoPin);
myservo.write(0);
}
void loop() { tmElements_t tm;
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance = (duration * 0.0343) / 2;
if (RTC.read(tm)) { Serial.print("Time = ");
print2digits(tm.Hour);
Serial.write(':');
print2digits(tm.Minute);
Serial.write(':');
print2digits(tm.Second);
Serial.print(", ");
Serial.print(tm.Day);
Serial.write('/');
Serial.print(tm.Month);
Serial.write('/');
Serial.print(tmYearToCalendar(tm.Year));
Serial.print(". Jarak Pakan: ");
Serial.print(distance);
Serial.println(" cm");
if (distance >= MinimalPakan && distance <= jarakAbu){
for (int i = 0; i < 4; i++) { tone(buzzerpin, 3000, 200);
delay(500);
}
delay(1000);
} else {
noTone(buzzerpin);
if (tm.Hour == jam && tm.Minute == menit && tm.Second == detik){
myservo.write(90);
delay(800);
myservo.write(pos);
delay(500);
} else{
myservo.write(pos);
} } }
else {
if (RTC.chipPresent()) {
Serial.println("Masang mu ga pener boss");
Serial.println();
} else {
Serial.println("Gak connect boss. ");
Serial.println();
}
delay(9000);
}
delay(1000);
}
// FUNGSI MENAMPILKAN RTC void print2digits(int number) { if (number >= 0 && number < 10) { Serial.write('0');
}
Serial.print(number);
}
4.2 Hasil Percobaan
No Waktu Buzzer Kondisi Pakan Servo
1 05.30 Mati 45% Mati
2 06.00 Mati 40% Aktif
3 12.00 Mati 40% Mati
4 18.00 Mati 40% Mati
5 00.00 Mati 40% Mati
6 06.00 Mati 35% Aktif
7 12.00 Mati 35% Mati
8 18.00 Mati 35% Mati
9 00.00 Mati 30% Mati
10 06.00 Mati 25% Aktif
11 12.00 Mati 25% Mati
12 18.00 Mati 25% Mati
13 00.00 Mati 25% Mati
14 06.00 Aktif 20% Aktif
15 12.00 Aktif 20% Mati
16 18.00 Mati 35% Mati
4.3 Analisa
Pada percobaan kali ini kami menyesuaikan dengan jenis ikan dan usia ikan, ikan yang kami gunakan adalah jenis ikan mas yang udah besar atau indukan yang makannya hanya satu kali sehari, berdasarkan artikel dari pakar ikan yaitu Lolita Valda Claudia yang di publikasi di dalam artikel berita Kompas.com. Untuk memberikan pakan ikan kami mengaturnya dalam sehari itu 1 kali makan yaitu pada jam 06.00, untuk pengambilan data yaitu selama 4 hari dan diambil sampel setiap 6 jam sekali. Jika sisa pakan kurang dari 24% maka buzzer akan aktif, prosentase ini diperoleh dari perhitungan ketinggian wadah pakan. Pengambilan waktu secara
realtime menggunakan RTC dan untuk mengetahui ketinggian dari pakan yaitu dengan menggunakan sensor ultrasonik. Pada pengambilan sampel pada hari pertama pada jam 05.30 ini kami baru mengisi pakan sebanyak 45% dari fullnya, nah ketika jam 06.00 pada hari tersebut pakan berkurang sebanyak 5% setelah pengisian, dan seterusnya terus berkurang sebanyak 5% setiap harinya. Dan ketika pada hari ke-4 pakan tinggal 25% dan jam 06.00 otomatis akan memberikan pakan ke ikan, setelah pakan berkurang sebanyak 5% pada jam 06.00 ini buzzer aktif dikarenakan pakan kurang dari 24%, dan pada jam 12.00 kami belum mengisi pakan jadi buzzer tetap aktif. Dan jam 18.00 ini kami menambah pakan kembali sebanyak 15%, maka buzzer mati.
BAB V KESIMPULAN
Alat pemberi pakan ikan cerdas merupakan solusi inovatif yang memungkinkan pemilik ikan untuk memberikan pakan secara otomatis kepada ikan mereka dengan lebih terencana dan efisien. Alat pemberi pakan ikan cerdas ini mengotomatiskan proses pemberian pakan, yang memungkinkan pemilik ikan untuk memberi makan ikan mereka secara terjadwal tanpa harus hadir secara fisik. Pengguna dapat mengatur jadwal pemberian pakan sesuai dengan kebutuhan ikan dan preferensi pemilik. Hal ini membantu menjaga rutinitas makan ikan dan mengurangi risiko overfeeding. Alat pemberi pakan ikan cerdas ini dirancang semudah mungkin untuk penggunaannya, bahkan oleh pemilik ikan yang tidak berpengalaman sekalipun. Alat pemberi pakan ikan ini dilengkapi dengan fitur monitoring jarak jauh melalui aplikasi seluler, yang memungkinkan pemilik ikan untuk memantau dan mengontrol proses pemberian pakan bahkan ketika mereka tidak berada di dekat akuarium. Dengan menggunakan alat pemberi pakan ikan cerdas, pemilik ikan dapat menghemat waktu dan tenaga yang sebelumnya digunakan untuk memberi makan ikan secara manual.
DAFTAR PUSTAKA
Firdaus, Muhammad. 2006. Alat Pemberi Makan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroleller AT89S51. KonvergensiVolume 2, Nomor 2, Juli 2006.
Prawiraharja, Gumilar. 2012. Alarm Kolam dan Pemberi Makan Ikan Otomatis http://www.scribd.com/doc/89435347/Pemberi-Makan-Ikan-Otomatis.
Budiharto, W., 2005, Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler, Elex Media Komputindo, Jakarta.
H.E. Putra, M. Jamil, S. Lutfi. “Smart Akuarium Berbasis IoT menggunakan Raspberry PI3”, vol.2 No.2, pp 60 – 66, Oktober 2019.
H.S. Weku, V.C. Poekoel, dkk. “Rancang Bangun Alat Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroler”, E-Journal Teknik Elektro dan komputer, vol. 5 no.7, pp 54 – 64, 2015.
D. Prijatna, Handarto, Y.Andreas. “Rancang Bangun Pemberi Pakan Ikan Otomatis”, in Jurnal Teknotan vol.12 no 1, pp 30 –35, April 2018.
A.M. Putra, A.B Pulungan. “Alat Pemberian Pakan Ikan Otomatis”, in Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional,vol. 06, pp 113 – 121, Mai 2020.
Hayatunnufus, D. Alita.”Sistem Cerdas Pemberi Pakan Ikan Secara Otomatis”., in JTST Vol.01 No. 01, pp 11 -16, 2020
HR.Safitri. “Rancang Bangun Alat Pemberi Pakan dan Pengganti Aquarium Otomatis Berbasis Arduino Uno”, inJITEKH, vol 7, No 1, pp 29 – 33, 2019.
