JURNAL INFORMATIKA, Vol.4 No.2 September 2017, pp. 2~1 ISSN: 2355-6579
E-ISSN: 2528-2247 1
THERMOSTAT DIGITAL MENGGUNAKAN AVR
ATMEGA8535 SEBAGAI PENGENDALI SUHU PADA ALAT PENETAS TELUR AYAM
Wachidin Saefuloh
Program Studi Teknik Informatika Universitas BSI Bandung Bandung 2017 e-mail: [email protected]
ABSTRAK
Wachidin Saefuloh , Thermostat Digital Dengan Avr Atmega8535 Untuk Pengendali Temperatur Pada Alat Penetas Telur Ayam
Dalam proses penetasan telur ayam, suhu ruang penetasan telur ayam sangantlah penting untuk diperhatikan. Karena jika suhunya tidak stabil maka akan mempengaruhi pertumbuhan embrio sehinggga telur kemunggkinan tidak dapat menetas. Suhu yang dibutuhkan untuk pertumbuhan embrio adalah berkisar diantara 36o C – 38oC. untuk memastikan kondisi suhu ruang penetas telur maka diperlukan alat yang dapat mengendalikan suhu secara terus menerus. Dalam perancanangan alat ini penulis menggunakan Sistim minimum Mikrokontroler AVR Atmega8535, sensor LM35 sebagai sensor suhu dan relay sebagai saklar otomatis heater dimana saat suhu sudah mencapai maksimal maka relay akan mematikan heater dan saat suhu sudah mencapai batas minimal maka heater akan dinyalakan kembali. Dengan dirancangnaya alat ini akan membantu dalam pengoprasian alat penetas telur ayam.
Kata Kunci : telur, ayam, Sensor suhu LM35, relay, AVR Atmega8535
PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah
Pembangunan subsektor peternakan selalu digalakkan seiring dengan pembangunan di bidang lainnya. Pembangunan bidang peternakan menjadi sangat penting dikala masyarakat semakin menyadari kebutuhan akan protein hewani. Meningkatnya kesadaran masyarakat mengenai kebutuhan mengkonsumsi makanan yang memiliki nilai gizi yang cukup, juga ikut mempengaruhi peningkatan jumlah permintaan serta kebutuhan masyarakat akan bahan makanan yang memiliki nilai protein yang cukup tinggi serta daging (Herlinae dan Yemima, 2014:15).
Dalam bidang peternakan khususnya dalam peternakan ayam, masalah yang dihadapi adalah bagaimana untuk menetaskan telur ayam dalam jumlah banyak dan dalam waktu yang bersamaan.
Karena kemampuan induk ayam dalam mengerami telurnya terbatas, yaitu maksimal 10 butir telur tiap induk ayam. Ini menjadi masalah yang serius karena kebutuhan daging dan telur ayam di pasar yang sangat banyak. Pada prinsipnya untuk menetaskan telur ayam hanya menjaga suhu pada telur tersebut agar stabil sesuai
yang dibutuhkan telur agar bisa menetas.
karena cepat tidaknya telur yang menetas di pengaruhi oleh kesetabilan temperatur.
Embrio akan berkembang bila suhu udara di sekitar telur minimal 70oF (21,11o C) namun perkembangan ini sangat lambat. Di bawah suhu udara ini praktis embrio tidak mengalami perkembangan, sehingga penyimpanan telur tetas sebaiknya sama atau dibawah suhu tersebut. Suhu yang baik untuk pertumbuhan embrio adalah berkisar diantara 36o C – 38o C. Maka untuk menggantikan induk ayam dalam menetaskan telurnya, dibuatlah mesin penetas telur ayam (Sukin, 2016:6) . Untuk dapat memastikan kondisi suhu ruang penetas telur yang diinginkan maka diperlukan suatu sistem pengatur suhu yang dapat mengendalikan suhu secara terus-menerus. Sistem pengendali suhu ini dapat diimplementasikan dengan menempatkan sensor suhu dan elemen pemanas di dalam ruang penetas telur yang kemudian dikendalikan oleh sebuah mikrokontroler. Mikrokontroler ini bertugas memproses sinyal dari sensor dan juga mengatur keadaan suhu dalam ruangan dengan cara mengaktifkan pemanas selama suhu di dalam ruang penetas telur
belum mencapai suhu yang diinginkan dan akan menon-aktifkan pemanas ketika suhu di dalam ruang tersebut telah tercapai sehingga diharapkan adanya suhu yang konstan agar telur dapat menetas dengan baik (Fadhila dan Rachmat , 2014: 276).
Berdasarkan penjabaran tersebut maka penulis akan merancang “THERMOSTAT
DIGITAL MENGGUNAKAN AVR
ATMEGA8535 SEBAGAI PENGENDALI SUHU PADA ALAT PENETAS TELUR AYAM” yang dapat membantu dalam mengendalikan suhu alat penetas telur ayam agar sesuai dengan suhu yang tepat untuk penetasan telur ayam.
Konsep Dasar Alat Rangkaian Dasar Alat
Dalam perancanangan alat ini menggunakan Sistim minimum Mikrokontroler AVR Atmega8535. Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 8MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan Mikrokontroler Atmega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan mereset Mikrokontroler ini. Untuk men-download file heksadesimal ke Mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki Mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel. Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada Mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman Mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena Mikrokontroler tidak akan bisa merespon (Rahim, 2015:3).
Sumber : Zain (2013: 158)
Gambar II.1. Sistim minimum Mikrokontroler AVR Atmega8535
Sensor IC LM35
Salah satu sensor suhu yang sering dan mudah digunakan adalah sensor LM35.
Hasil keluaran dari sensor ini adalah dalam bentuk tegangan yang telah terlinearisasi dengan besaran suhu. Sensor LM35 telah terkalibrasi dalam satuan oC, sehingga tidak perlu dikalibrasi. Adapun karateristik dari sensor LM35 berdasarkan datasheet adalah lagi (Palittin, 2015:257):
Telah terkalibrasi dalam satuan derajat Celcius.
Memiliki linearitas +10 mV / oC.
Dapat beroperasi pada rentang suhu -55oC sampai +150oC.
Memiliki akurasi ± 1/4oC pada suhu ruang dan ±3/4oC pada rentang suhu -55oC sampai +150oC.
Beroperasi pada tegangan 4 V hingga 30 V.
Self-heating yang rendah yaitu 0,1oC.
Memiliki arus yang rendah, yaitu kurang dari 60 μA.
Sensor LM35 memiliki output berupa tegangan dengan perbandingan 1 V yang setara dengan 100oC. Hal ini berarti, setiap perubahan 1oC menghasilkan tegangan output sebesar 10 mV. Secara matematis, konversi antara tegangan dan suhu dari sensor LM35 adalah Vout = suhu X 10mV (Palittin, 2015:257).
Sumber : Palittin (2015:257) Gambar II.2. Sensor Suhu LM35 Push on
Tombol push-on adalah tombol yang digunakan untuk mengontrol kondisi on atau off suatu rangkaian listrik. Tombol push-on memiliki tipe kontak NO (Normally Open) dengan prinsip kerja tombol tekan adalah kerja sesaat maksudnya jika tombol kita tekan sesaat maka akan kembali pada posisi semula (hanya memicu Vcc sesaat) (Adriansyah dan Hidyatama,2013:103).
3
Sumber : Adriansyah dan Hidyatama (2013 : 103)
Gambar II.3. Push on Relay
Merupakan komponen elektronika yang dapat mengimplementasikan logika switching. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup (Mengko,2016:69).
Sumber : Mengko (2016:69) Gambar II.4. Relay
LCD
Adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menampilkan data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Di pasaran LCD sudah tersedia dalam bentuk modul yaitu tampilan LCD beserta rangkaian pendukungnya termasuk ROM dan lain-lain. LCD mempunyai pin DATA, kontrol catu daya, dan pengatur kontras tampilan. Fungsi dari pin-pin pada konfigurasi dari LCD yaitu (Endaryono dkk.,2014):
Pin DATA dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti microcontroller dengan lebar data 8 bit.
Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.
Pin R atau W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.
Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.
Pin V LCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan variabel resistor 5 kOhm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.
LCD telah dilengkapi dengan microcontroller HD44780 yang berfungsi sebagai pengendali.
LCD ini juga mempunyai CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory) dan DDRAM (Display Data Random Access Memory).
Sumber : Endaryono dkk.(2014) Gambar II.5. LCD 16x2
Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan keseluruhan sistem komputer yang dikemas menjadi sebuah chip di mana didalamnya sudah terdapat Mikroprosesor, I/O, Memori bahkan ADC, berbeda dengan Mikroprosesor yang berfungsi sebagai pemroses data (Rahim,2015) .
Sumber : Zain (2013: 148)
Gambar II.6. Arsitektur Atmega8535
Spesifikasi Mikrokontroler
Mikrokontroler Atmega8535 merupakan salah satu Mikrokontroler keluaran ATMEL dengan 8 Kilobyte flash perom (Programble and Erasable Read Only Memory), Atmega8535 memiliki memori dengan teknologi nonvolatile memori, isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali. Memori bisa digunakan sesuai dengan program dan fungsinya.
Mikrokontroler Atmega8535 secara garis besar terdiri dari CPU yang terdiri dari 32 buah register, saluran I/O, ADC, Port antarmuka, Port serial. Mikrokontroler Atmega8535 merupakan anggota keluarga Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) (Zain ,2013: 148).
Susunan pin-pin Mikrokontroler Atmega8535 diperlihatkan pada gambar . Penjelasan masing- masing pin sebagai berikut (Zain ,2013: 149) : Pin 1 – 8 adalah Port B (PB0 – PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu timer/counter, komparator analog, dan SPI.
Pin 9 (reset) adalah pin yang digunakan untuk mereset Mikrokontroler, dan bekerja bila diberi pulsa rendah (aktif low) selama minimal 1.5 us.
Pin 10 (Vcc) merupakan pin masukan positif catu daya. Setiap peralatan eletronika digital tentunya butuh sumber catu daya yang umumnya sebesar 5V itulah sebabnya di PCB kit mikrokontroler selalu ada IC regulator 7805.
Pin 11 (Ground) sebagai pin ground.
Pin 12 dan Pin 13 (XTAL 2 dan XTAL 1) sebagai pin masukan clock exsternal. Suatu Mikrokontroler membutuhkan sumber detak atau clock agar dapat mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi nilai kristalnya maka semakin cepat Mikrokontroler tersebut.
Pin 14 – 21 adalah Port D (D0 - D7 ) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog, interupsi internal dan komunikasi serial.
Pin 22 – 29 adalah Port C (PC0 – PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu TWI, komparator analog, dan timer osilator.
Pin 30 (AVCC) sebagai pin masukan tegangan untuk ADC.
Pin 31 (GND) sebagai pin ground.
Pin 32 (AREF) sebagai pin masukan tegangan referensi analog untuk ADC.
Pin 33 - 40 adalah Port A (PA0 – PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin masukan 8 chanel ADC.
Sumber : Zain (2013: 150)
Gambar II.7. Susunan pin (kaki) Mikrokontroler Atmega8535
Sistem Memori Mikrokontroler
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan unjuk kerja dan paralelisme.
Instruksi-instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil (pre-fetched) dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi-instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock (Zain ,2013: 148).
Konsep Dasar Program Flowchart
Flowchart merupakan penggambaran secara fisik dari langkah-langkah dan urutan prosedur dari suatu program. Flowchart dapat membantu analis untuk memecahkan masalah dalam bentuk segmen-segmen yang lebih kecil dan mamudahkan dalam mendapatkan alternatif lain yang dalam proses pengoperasian. Flowchart biasanya digunakan pada penyelesaian suatu masalah terutama masalah yang perlu pembahasan mendalam dan butuh untuk dievaluasi lebih lanjut (Fajrin, 2015:21).
5
Sumber : Fajrin (2015:21) Gambar II.8. Contoh flowchart BascomAVR
Bahasa pemrograman Basic adalah salah satu bahasa tingkat tinggi (High Level Language) yang berorientasi ke pemecahan masalah (problem solving). Basic merupakan singkatan dari Beginner’s All purpose Symbolic Instruction Code, ditemukan oleh John G. Kemeny, profesor dari Darthmouth College dan Thomas E. Kurtz pada tahun 1960.
BASCOM (Basic Compiler) AVR adalah program basic compiler berbasis windows untuk Mikrokontroler keluarga AVR, merupakan pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi basic yang dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS elektronika sehingga dapat dengan mudah dimengerti atau diterjemahkan (Andreas dkk.,2015:37).
Sumber : Andreas dkk.(2015:37)
Gambar II.9. Tampilan awal BASCOM AVR Instruksi yang dapat digunakan pada editor BASCOM AVR relatif cukup banyak dan tergantung dari tipe dan jenis AVR yang
digunakan. Tabel II.1. adalah beberapa instruksi-instruksi dasar yang dapat digunakan pada Mikrokontroler .
Tabel II.1.
Instruksi dasar BASCOM AVR
Instruksi Keterangan DO ….. LOOP Perulangan
GOSUB Memanggil
Prosedur IF ….. THEN Percabangan FOR ….. NEXT Perulangan
WAIT Waktu Tunda Detik
WAITMS Waktu Tunda
MiliDetik
WAITUS Waktu Tunda
MicroDetik
GOTO Loncat Ke alamat Memori
SELECT …..
CASE
Percabangan Sumber : Andreas dkk.(2015:37)
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
Pada saat alat dinyalakan Sensor suhu LM35 akan mendeteksi suhu alat penetas telur, kemudian untuk mengatur set poin suhu penetasan menggunakan push on dimana akan muncul menu pengatuaran suhu maksimal dan minimal. Setelah set poin disimpan, Informasi set poin akan ditampilkan pada LCD. Saat suhu alat penetasan sudah melebihi batas yang ditentukan maka AVR Atmega8535 akan mengirim signal ke relay untuk mematiakn heater guna menurunkan suhu, kemudian jika suhu sudah mencapai batas bawah AVR Atmega8535 akan mengirim signal ke relay untuk menyalakan lampu.
Skema Alat
Pada pembuatan dan perancangan alat ini, AVR Atmega8535 menjadi merupakan proses utama karena AVR Atmega8535 akan memberikan perintah kepada seluruh komponen. Berikut adalah tabel pemasangan komponennya : Tabel III.1.
Pemasangan Komponen pada AVR Atmega8535
AVR Atmega
8535 Pin Pin Alat Nama Alat
GND GND LCD, Sensor suhu
LM35, Relay
VCC VCC LCD, Sensor suhu LM35, Relay
A2 OUT Sensor suhu LM35
C0 RS Lcd
C1 E Lcd
C2 D4 Lcd
C3 D5 Lcd
C4 D6 Lcd
C5 D7 Lcd
B0 IN Relay
C0 Push on
C1 Push on
C2 Push on
Gambar III. 2. Rangkaian Diagram Thermostat Digital Menggunakan AVR Atmega8535 Sebagai Alat Untuk Pengendali Suhu Pada Alat Penetas Telur Ayam.
5.1. Kesimpulan
Setelah melakukan perencanaan dan pembuatan alat serta dilakukan pengujian, maka dapat diambil beberapa kesimpulan tentang kerja sistem dari rangkaian sebagai berikut:
Telah berhasil membuat alat yang dapat membaca suhu dan mengatur suhu pada alat penetas telur ayam.
Memberikan informasi suhu melalui LCD sehingga tidak perlu lagi melihat informasi suhu ke dalam alat penetas telur ayam.
Alat telah membantu dalam pengoprasian alat penetas telur .
DAFTAR PUSTAKA
Adriansyah, Andi dan Oka Hidyatama. 2013.
Rancang Bangun Prototipe Elevator Menggunakan Microcontroller Arduino Atmega
328p. ISSN : 2086‐ 9479. Jakarta : Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu buana Vol.4 No.3 September 2013 : 100-112.
Andreas, Fanny, Dedi Triyanto dan Tedy Rismawan.2015.Rancang Bangun Sistem Kontrol Dan Pemonitoran Lampu Umah Dengan Smartphone Android Berbasis Sms Gateway Dan Mikrokontroler Atmega16. ISSN : 2338- 493x. Pontianak : Jurnal Coding, Sistem Komputer Untan Vol 03 No 2 2015: 33-43 Endaryono, Pratama Johansah, Harianto dan Madha Christian Wibowo. 2014. Rancang Bangun Sistem Pembayaran Mandiri pada Wahana Permainan. Surabaya : JCONES Vol.
3, No. 1 2014 : 70-77
Fadhila, Erwin dan Hendi H. Rachmat. 2014.
Pengendalian Suhu Berbasis Mikrokontroler Pada Ruang Penetas Telur. ISSN : 2337-439X.
Bandung : Jurnal Reka Elkomika Vol. 2 No.4 Oktober 2014 : 275 - 284
Fajrin, Hafiz. 2015. Analisis Proses Bisnis Sistem Pembuatan Surat Perintah Perjalanan Dinas Kantor Regional II PT.Pos Indonesia.
ISSN 2476 – 8812. Padang : TEKNOSI Vol. 01 No. 01 Oktober 2015 : 18-22
Herlinae dan Yemima. 2014. Konsumsi Daging Ayam Broiler pada Rumah Tangga di Perumahan Bereng Kalingu I di Kelurahan Kereng Bangkirai Kota Palangka Raya. ISSN : 2301-7783. Palangka raya : Jurnal Ilmu Hewani Tropika Vol. 3 No. 2 Desember 2014 :15-19 Marpaung, Noveri Lysbetti dan Edy Ervianto.
2012. Data Logger Sensor Suhu Berbasis Mikrokontroler ATmega 8535 dengan PC sebagai Tampilan. Pekanbaru : JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3 NO. 1 MARET 2012: 37-42
Mengko, Andreas Alberth. 2016. Rancang Bangun Sistem Fleksible ATS ( Automatic Transfer Switch) Berdasarkan Perubahan Arus Pada Instalasi Listrik Kapal Berbasis Microcontroller. ISSN : 2301-8402. Manado : E- Journal Teknik Elektro dan Komputer vol.5 no.2 2016 : 67 – 75
Palittin, I. D. 2015. Rancang Bangun Alat Pengukur Suhu Menggunakan Sensor Lm35 dan Mikrokontroler Arduino Uno. Merauke : Magistra Vol. 2 No. 3 Juli 2015 : 255- 262 Rahim, Rahmad Hidayat. 2015. Rancang Bangun Alat Penetas Telur OtomatisBerbasis Mikrokontroler ATMega8535 ISSN : 2301-8402.
Manado : E-Journal Teknik Elektro dan Komputer 2015 : 1 – 7
Sukin. 2016.Rancang Bangun Otomatisasi Mesin Penetas Telur Sistem Turning Berbasis
7 Mikrokontroler Atmega 328 .ISSN 2502-0986.
Lamongan : Jurnal Elektro Vol 1 No 2 Tahun 2016 : 6 – 9
Sulistyowati, Riny dan Adi Arimawan Saifullah.
2013. Modul Pembelajaran Mikrokontroller Atmega 8535. ISBN 978-602-98569-1-0.
Surabaya: Proseding Seminar Nasional Sain dan Teknologi Terapan 4 maret 2013
Zain, Ruri Hartika.2013. Sistem Keamanan Ruangan Menggunakan Sensor Passive Infra Red (Pir) Dilengkapi Kontrol Penerangan Pada Ruangan Berbasis Mikrokontroler Atmega8535 Dan Real Time Clock Ds1307 . ISSN : 2086 – 4981 . Padang : Jurnal Teknologi Informasi &
Pendidikan Vol. 6 No. 1 Maret 2013 : 146 – 16
