PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM KENDALI

TEMPERATUR PADA MESIN PENETASAN TELUR

ITIK DENGAN METODE FUZZY LOGIC

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat

Untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan

Oleh:

RIDHO SEPTRI

BP: 1211011001

PROGRAM STUDI DIV TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI PADANG

2016

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM KENDALI

TEMPERATUR PADA MESIN PENETASAN TELUR

ITIK DENGAN METODE FUZZY LOGIC

TUGAS AKHIR

Oleh:

RIDHO SEPTRI

BP: 1211011001

PROGRAM STUDI D.IV ELEKTRONIKA INDUSTRI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI PADANG

2016

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM KENDALI

TEMPERATUR PADA MESIN PENETASAN TELUR ITIK

DENGAN METODE FUZZY LOGIC

Oleh

RIDHO SEPTRI

BP : 1211011001

Program Studi D.IV Elektronika Industri

Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Padang

Pembimbing I Pembimbing II

Andrizal, S.T.,M.T Dra. Ifni Joi, M.Pd

NIP.19681005 199303 1 001 NIP. 19580330 198603 2 001

Ketua Jurusan Ketua Program Studi

Teknik Elektro D.IV Elektronika Industri

Afrizal Yuhanef, S.T.,M.Kom Ir. Suryadi, M.T

NIP. 19640429 199003 1 001 NIP. 19600827 198803 1 002

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM KENDALI

TEMPERATUR PADA MESIN PENETASAN TELUR ITIK

DENGAN METODE FUZZY LOGIC

Oleh

RIDHO SEPTRI

BP : 1211011001

Tugas Akhir ini telah dipertanggungjawabkan di hadapan

Tim Penguji Tugas Akhir pada tanggal

30 September 2016

Tim Penguji

Ketua, Sekretaris,

Efrizon,S.S.T.,M.T Ir. Suryadi,M.T

NIP. 19670425 199303 1 003 NIP. 19600827 198803 1 002

Anggota, Anggota,

Nadia Alfitri,S.T.,M.T Andrizal,S.T.,M.T

NIP.132 303 169 NIP.19681005 199303 1 001

i

ABSTRAK

Penetasan telur itik dapat dilakukan dengan pengeram telur oleh induk ayam dan

dapat diakukan dengan menggunakan mesin penetasan telur. Mesin penetasan telur itik

dirancang untuk dapat menggantikan fungsi dari induk ayam yang mengerami telur, yaitu

menjaga temperatur dalam penetasan. Mesin penetas telur itik pada umumnya bersifat

semiotomatis dan tidak dilengkapi pendingin dan perata panas dalam mesin sehingga

panas yang dihasilkan kurang merata.Dengan menggunakan sistem kontrol fuzzy logic

berbasis mikrokontroler, maka dirancang sebuah mesin penetasan telur itik dengan sistem

yang mampu mengatur dan mengontrol temperatur agar sesuai dengan setpoint yang

diinginkan yaitu untuk minggu pertama 38,5 C, minggu kedua 39,16 C, minggu ketiga

39,5 C dan minggu keempat 40 C. Perbedaan dari setiap minggu ini menggunakan Real

Time Clock (RTC) sebagai penentuan minggunya dan bertujuan untuk mendapatkan

temperatur yang hampir sesuai dengan indukan yang mengeram telur tersebut, mesin

penetasan telur itik ini juga dilengkapi dengan pemutar rak telur otomatis yang akan aktif

setiap 3 kali sehari dengan rentangan waktu 8 jam, tujuan dilakukan pembalikan ini agar

embrio yang ada pada telur tidak menempel ke cangkang telur. Mesin penetasan telur itik

ini menggunakan sistem kontrol fuzzy logic dengan metode Tsukamoto untuk aktifasi

pengontrolan exsaust fan dan menggunakan sensor temperatur LM35 untuk membaca

temperatur yang ada dalam mesin penetasan. Berdasarkan hasil simulasi yang dilakukan

didapat hasil yaitu temperatur stabil pada 39 C dan untuk hasil output Defuzzyfikasinya

didapat selisih 0,01 dengan hasil perhitungan yang dilakukan. Penggunakan fuzzy logic

ini diharapkan dapat mempertahankan temperatur pada setpoint yang telah diatur, tingkat

error sistem pembacaan dari sensor temperatur dengan thermometer digital yaitu sebesar

0,33%.

Kata kunci: Sistem Kontrol, Fuzzy Logic, Metoda Tsukamoto, sensor LM35,RTC

ii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur diucapkan kehadirat Allah Swt. yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini tepat pada waktunya.

Tugas akhir yang berjudul “Perancangan dan Pembuatan Sistem

Kendali Temperatur Pada Mesin Penetasan Telur Itik Dengan Metode Fuzzy

Logic” ini penulis buat sebagai salah syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains

terapan dari Politeknik Negeri Padang khususnya Jurusan Teknik Elektro Program

Studi DIV Teknik Elektronika.

Ucapan terima kasih dengan setulus hati penulis haturkan kepada:

1. Keluarga penulis, terutama sekali kedua Orang Tua.

2. Direktur Politeknik Negeri Padang, Bapak Aidil Zamri, ST.,MT

3. Ketua Jurusan Teknik Elektro, Bapak Afrizal Yuhanef, ST., M.Kom

4. Ketua Program Studi Teknik DIV Teknik Elektronika, Bapak Ir. Suryadi,

MT.

5. Pembimbing I dan Pembimbing II, Bapak Andrizal,ST.,MT dan Ibuk

Dra.Ifni Joi,M.Pd.

6. Selanjutnya, teman-teman serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan

satu per satu yang telah banyak membantu selama proses penelitian dan

penulisan tugas akhir ini.

iii

Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap agar laporan tugas akhir

ini dapat bermanfaat bagi seluruh pembaca, terutama bagi pembaca yang

mempunyai bidang keahlian yang sama dengan penulis. Amin ya rabbal’alamin.

Padang, 06 Oktober 2016

Ridho Septri

iv

DAFTAR ISI

ABSTRAK ...................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ................................................................................... ii

DAFTAR ISI ................................................................................................. iv

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ....................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. ix

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2 Maksud dan Tujuan ............................................................................ 5

1.3 Perumusan Masalah ............................................................................ 5

1.4 Batasan Masalah ................................................................................. 5

1.5 Metode Tugas Akhir ........................................................................... 6

1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................... 7

BAB II. LANDASAN TEORI ...................................................................... 9

2.1 Penetasan Telur ................................................................................. 9

2.1.1 Jenis Alat Penetas Buatan ........................................................ 9

2.1.2 Syarat-Syarat Penetasan Telur ............................................... 11

2.1.3 Alat Penetas atau Mesin Tetas ............................................... 12

2.2 Sensor Suhu ...................................................................................... 13

2.3 Sensor Kelembaban .......................................................................... 16

2.4 Real Time Clock (RTC) .................................................................... 18

2.5 Mikrokontroler ................................................................................. 19

2.6 Fuzzy Logic ...................................................................................... 24

2.7 Blower .............................................................................................. 27

2.8 Heter ................................................................................................. 28

2.9 LCD .................................................................................................. 29

BAB III. PERANCANGAN SISTEM ......................................................... 30

3.1 Metodologi Penelitian ...................................................................... 31

3.1.1 Tahap Persiapan .................................................................... 31

3.1.2 Tahap Pengumpulan Data dan Pengujian Alat...................... 32

3.1.3 Tahap Analisis dan Kesimpulan ........................................... 33

3.2 Perancangan Sistem ........................................................................... 34

3.2.1 Blok Diagram Sistem ............................................................ 34

3.2.2 Blok Diagram Kendali ......................................................... 35

3.3 Perancangan Rangkaian .................................................................... 36

3.3.1 Rangkaian Catu Daya .......................................................... 37

3.3.2 Rangkaian Sensor Suhu ....................................................... 38

3.3.3 Rangkaian Sensor Kelembaban ........................................... 39

3.3.4 Rangkain RTC ..................................................................... 40

v

3.3.5 Rangkain Relay ..................................................................... 41

3.3.6 Rangkain LCD ...................................................................... 42

3.3.7 Rangkain Driver Motor DC .................................................. 43

3.4 Perancangan Perangkat Lunak .......................................................... 45

3.4.1 Pembuatan Flowchart ............................................................ 45

3.4.2 Pembuatan Fuzzy Logic Controller Metoda Tsukamoto ...... 47

3.5 Perancangan Perangkat Keras ........................................................... 52

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA ......................................... 54

4.1 Metodologi Pengujian ....................................................................... 54

4.1.1 Pengujian Rangkain Catu Daya .............................................. 54

4.1.2 Pengujian Sensor Suhu ............................................................ 57

4.1.3 Pengujian Sensor Kelembaban ................................................ 60

4.1.4 Pengujian Modul RTC (Real Time Clock) .............................. 61

4.1.5 Pengujian Rangkain Relay ...................................................... 62

4.1.6 Pengujian Driver Motor Exhaust Fan ..................................... 65

4.1.7 Pengujian Driver Motor ......................................................... 69

4.2 Pengujian dan Analisa Secara Keseluruhan ...................................... 70

4.2.1 Perbandingan Alat dengan Simulator Petrafuzzy ................... 72

4.3 Pengujian Output Defuzzifikasi .......................................................... 73

BAB V PENUTUP ....................................................................................... 76

5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 76

5.2 Saran .................................................................................................. 76

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 77

LAMPIRAN .....................................................................................................

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Jenis sensor suhu LM35 .................................................................................... 15

Gambar 2 Blok Pin Sensor LM35 ...................................................................................... 15

Gambar 3 Sensor Suhu Tipe LM35DZ ................................................................................ 16

Gambar 4 Bentuk Fisik DHT11 ........................................................................................... 18

Gambar 5 Real Time Clock(RTC) ....................................................................................... 19

Gambar 6 Arduino Mega 2560 ............................................................................................ 19

Gambar 7 Bagian-bagian dari Arduino Mega .................................................................... 20

Gambar 8 Model Black Box ................................................................................................ 24

Gambar 9 Tahap Pemodelan dalam Logika Fuzzy ............................................................. 24

Gambar 10 Exhaust fan motor ............................................................................................ 28

Gambar 11 Alumunium Foil .............................................................................................. .29

Gambar 12 Heater Pemanas .............................................................................................. 29

Gambar 13 LCD 16X2 ........................................................................................................ 29

Gambar 14 Blok Diagram Sistem ...................................................................................... 34

Gambar 15 Blok Diagram Kendali...................................................................................... 35

Gambar 16 Rangkain Catu Daya ........................................................................................ 37

Gambar 17 Rangkaian sensor LM35DZ ke modul Arduino ................................................... 38

Gambar 18 Rangkaian Sensor DHT11 Ke Modul Arduino ................................................. 39

Gambar 19 Rangkaian RTC DS1307 ke Modul Arduino .................................................... 40

Gambar 20 Rangkaian Relay............................................................................................... 41

Gambar 21 Rangkaian LCD ................................................................................................ 42

Gambar 22 Tampilan Pada LCD ........................................................................................ 42

Gambar 23 Rangkaian Drive Motor Fan ............................................................................ 43

Gambar 24 Rangkaian Driver Power Windows .................................................................. 44

vii

Gambar 25 Main Flowchart Perancangan Alat.................................................................. 45

Gambar 26 Flowchart Kontrol Suhu ................................................................................... 46

Gambar 27 Tahap Membangun Sitem Fuzzy ...................................................................... 47

Gambar 28 Fungsi Keanggotaan Error .............................................................................. 47

Gambar 29 Fungsi Keanggotaan delta Error ..................................................................... 49

Gambar 30 Fungsi Output Kecepatan Motor Fan .............................................................. 50

Gambar 31 Bentuk Perancangan Mesin Penetasan ............................................................ 53

Gambar 32 Titik Pengukuran Tegangan Catu Daya ........................................................... 50

Gambar 33 Blok Diagram pengujian sensor suhu .............................................................. 57

Gambar 34 Hasil pengukuran suhu ..................................................................................... 57

Gambar 35 Tampilan RTC pada LCD................................................................................ 61

Gambar 36 Relay Mati ....................................................................................................... 63

Gambar 37 Relay hidup ....................................................................................................... 63

Gambar 38 Hasil Tampilan PWM 100 ................................................................................ 65

Gambar 39 Hasil Tampilan PWM 160 ................................................................................ 66

Gambar 40 Hasil Tampilan PWM 180 ................................................................................ 66

Gambar 41 Hasil Tampilan PWM 255 ................................................................................ 66

Gambar 42 Motor Power Window Pemutar Rak Telur ..................................................... .69

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Spesifikasi dari DHT11 .............................................................................. 18

Tabel 2 Spesifikasi Untuk Arduino Mega 2560 ...................................................... 20

Tabel 3 Pin LCD 16X2............................................................................................ 30

Tabel 4 Data suhu dan Kelembaban Perminggu ..................................................... 34

Tabel 5 Koneksi Pin Sensor LM35 ke Mikrokontroller .......................................... 39

Tabel 6 Koneksi Pin Sensor DHT11 ke Mikrokontroller ....................................... 40

Tabel 7 Koneksi Pin RTC ke Mikrokontroller ........................................................ 41

Tabel 8 Koneksi Pin Rangkaian Relay ke Mikrokontroller .................................... 41

Tabel 9 Koneksi Pin LCD ke Mikrokontroller........................................................ 43

Tabel 10 Koneksi Pin Rangkaian Driver Motor Fan keMikrokontroller ................ 44

Tabel 11 Koneksi Pin Rangkaian Driver Motor Power Windo .............................. 44

Tabel 12 Rule Fuzzy ............................................................................................... 51

Tabel 13 Alat dan Bahan yang di Butuhkan ........................................................... 53

Tabel 14 Hasil Titik Pengukuran pada Catu Daya dengan Multimeter .................. 55

Tabel 15 Hasil Pengujian Perbandingan sensor LM35 dengan Termometer .......... 58

Tabel 16 Hasil Pengujian Perbandingan sensor DHT11 dengan Hygrometer ........ 60

Tabel 17 Hasil Pengujian Rangkaian Relay ............................................................ 63

Tabel 18 Logika Motor Power Window ................................................................. 70

Tabel 19 Total Penggunaan Daya ........................................................................... 71

Tabel 20 Hasil Perbandingan Alat Dengan Simulator Petrafuzzy.........................72

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Telur itik mempunyai reputasi sulit untuk ditetaskan dibanding dengan

telur ayam karena waktu untuk menetas 28 hari sedangkan pada ayam hanya 21

hari, sehingga lebih banyak waktu untuk berbuat salah (KORTLANG, 1985).

Banyaknya faktor yang mempengaruhi rendahnya daya tetas, antara lain cara atau

metoda penetasan, pengaturan suhu dan kelembaban, pembalikkan telur, dan

faktor – faktor lain yang belum diketahui. Pada dasarnya teknik penetasan terbagi

menjadi 2 yaitu secara alamiah dan secara buatan. Penetasan telur itik secara

alamiah ini umumnya dengan menggunakan unggas lain yang memiliki sifat

mengeram seperti entog atau ayam kampung. sedangkan penetasan itik secara

buatan biasanya menggunakan inkubator (WARTAZOA, 1998).

Pada saat ini sudah banyak alat penetas telur dibuat dan diteliti, baik

secara manual, semi otomatis dan otomatis. dibawah ini adalah beberapa

penelitian yang sudah dilakukan yaitu :

1. E-Journal Teknik Elektro dan Komputer (2015), ISSN : 2301-8402, dengan

judul “ Rancang Bangun Alat Penetas Telur Otomatis Berbasis

Mikrokontroler ATMega8535 ” oleh Rahmad Hidayat Rahim, Arthur M.

Rumagit, dan Arie S. M. Lumenta, Jurusan Teknik Elektro-FT UNSRAT,

Manado. Pada pengendalian suhu untuk ruang alat penetasan dipakai

2

rentangan suhu sebesar 38 ºC – 39 ºC. Dengan menggunakan sensor SHT11

sebagai sensor suhunya.

2. Prosiding SNaPP2014 Sains, Teknologi dan Kesehatan. ISSN 2089-3582 |

EISSN 2303-2480, dengan judul “ RANCANG BANGUN ALAT PENETAS

TELUR SEDERHANA MENGGUNAKAN SENSOR SUHU DAN

PENGGERAK RAK OTOMATIS ” oleh Ari Rahayuningtyas, Maulana

Furqon, dan Teguh Santoso. Pusat Pengembangan Teknologi Tepat Guna

Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Suhu ruang yang ideal untuk

pengeraman diatur antara 37-39 °C, dengan tingkat kelembaban 60 – 63%..

3. Jurnal reka Elkomika 2337-439X oktober 2014. Jurnal Online Institut

Teknologi Nasional. Dengan judul “PENGENDALIAN SUHU BERBASIS

MIKROKONTROLER PADA RUANG PENETAS TELUR” oleh Erwin

Fadhila dan Hendi H. Rachmat. Teknik Elektro Institut Teknologi Nasional

Bandung. Sistem yang dirancang telah dapat mengatur dan menjaga suhu

pada kondisi konstan di dalam ruang penetas telur dengan rentang suhu dari

29,5 °C hingga 47 °C.

Untuk pemilihan jenis itik dilihat dari fenotip itik yang dipelihara di

Sumatera Barat seperti itik di pulau Jawa berdarah Indian Runner, Harahap dkk

(1980) menyatakan bangsa itik tersebut diberi nama berdasarkan daerah setempat

seperti, itik Pitalah, itik Payakumbuh, itik Bayang dan itik Kamang.

Itik lokal merupakan salah satu plasma nutfah ternak Indonesia. Upaya

pelestarian dan pengembangan itik lokal harus diupayakan guna mempertahankan

3

keberadaan plasma nutfah ternak Indonesia yang telah beradaptasi dengan

lingkungan setempat. Itik merupakan penghasil daging, telur dan juga bulu, itik

dapat hidup dan berkembang biak dengan pakan yang sederhana sesuai dengan

potensi wilayah (Ismoyowati, 2008).

Menurut data dari Direktorat Jenderal Peternakan dan Kesehatan Hewan,

jumlah populasi ternak itik Provinsi Sumatera Barat tahun 2014 mencapai

2.361.944 dengan pertumbuhan sebesar 5,00%. Di Sumatera Barat sendiri, itik

lokal yang berkembang sebagai plasma nutfah salah satunya adalah itik Pitalah.

Itik Pitalah merupakan itik khas Sumatera Barat, tepatnya dari Nagari

Pitalah, Kabupaten Tanah Datar. Itik Pitalah merupakan salah satu rumpun itik

lokal Indonesia yang mempunyai sebaran asli geografis di Provinsi Sumatera

Barat, dan telah ditetapkan melalui Keputusan Menteri Pertanian Nomor

2923/Kpts/OT.140/6/2011 tanggal 17 Juni 2011.

Secara kuantitatif, itik Pitalah memiliki ciri khas bobot badan dewasa

1464±246 gram/ekor, panjang ceker (metatarsus) jantan 4,17±0,48 cm sementara

betina 3,84±0,42 cm. Itik Pitalah juga merupakan penghasil telur yang potensial

dan pada umumnya itik dibudidayakan sebagai penghasil telur. Produksi telur itik

Pitalah sendiri, yaitu 57,29 – 76,12% (180 – 200 butir/tahun/ekor) dengan puncak

produksi telur 85% dan dengan bobot telur 60-70 gram/butir.

Selain itu, itik Pitalah juga memiliki ciri spesifik sifat reproduksi seperti

memiliki umur dewasa kelamin 179±31 hari dengan bobot induk bertelur pertama

1464±246 gram/ekor dan lama produksi telur 2,5 – 3 tahun.

4

Itik Pitalah mempunyai ciri khas dan keunikan tersendiri yang tidak

dimiliki oleh itik dari bangsa lainnnya. Itik ini juga merupakan sumber daya

genetik ternak Indonesia yang perlu dijaga dan dipelihara kelestariannya, sehingga

salah satu kekayaan Indonesia ini tetap bisa terselamatkan dari anacaman

kepunahan.

Dibandingkan jenis itik lokal lainnya, itik Pitalah lebih unggul baik dari

segi produksi telur maupun lama produksinya. Salah satu keunggulan itik Pitalah

adalah tidak mengenal istilah afkir (berhenti berproduksi) seperti kebanyakan itik

Jawa yang hanya mampu memroduksi telur hingga umur 3 tahun, dan setelah itu

dijadikan itik potong. Itik Pitalah terkenal gesit dan mudah dipelihara, serta

mampu beradaptasi di lingkungan baru dengan cepat. Hal ini membuat beternak

itik Pitalah tidak terlalu sulit dan tidak memerlukan keahlian khusus dalam

pemeliharaannya. Itik akan mulai bertelur jika usianya sudah memasuki 6 bulan

pemeliharaan. Untuk itu penulis menjadikan telur itik pitalah sebagai bahan

penelitian penulis.

Berdasarkan penelitian dari para peneliti diatas maka penulis terinspirasi

untuk membuat mesin penetasan telur itik cerdas, yang mana pada alat tersebut

terdapat sensor suhu, sensor kelembaban, heater, motor pembalik telur, LCD

untuk tampilan suhu dan motor fan untuk penurunan suhu ketika naik dan sebagai

pengganti siklus udara dalam mesin tetas. Prinsip kerja dari alat tersebut yaitu

menerapkan metode logika fuzzy, karena dengan logika fuzzy kita bisa mengatur

bagaimana kondisi suhu pada mesin tetas sesuai dengan batas yang sudah

ditetapkan, yaitu apabila suhu melebihi batas maksimal maka motor fan akan aktif

5

untuk menurun suhu pada mesin tetas dan begitu juga sebaliknya, pada saat suhu

dibawah batas minimum maka heater akan aktif untuk menaikkan suhu pada

mesin tetas agar suhu didalamnya stabil sesuai dengan range yang sudah

ditetapkan.

Oleh karena itu penulis mengangkat judul tugas akhir yaitu “perancangan

dan pembuatan sistem kendali temperatur mesin penetasan telur itik dengan

metode fuzzy logic” dengan adanya alat ini penulis berharap dapat menyelesaikan

permasalahan yang dialami oleh peternak khususnya di kec. Padang ganting kab.

Tanah Datar, Provinsi Sumatra Barat.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan Tujuan Dalam pembuatan tugas akhir ini yaitu :

1. Membuat sistem kontrol temperatur pada mesin penetasan telur itik dengan

menggunakan logika fuzzy.

1.3 Perumusan Masalah

1. Bagaimana mendeteksi suhu terhadap mesin penetasan telur itik ?

2. Bagaimana menjaga kestabilan suhu dengan pengimplementasian fuzzy logic

control pada mesin tetas ?

1.4 Batasan Masalah

Dikarenakan luasnya ruang lingkup pada sistem penetasan ini, maka

penulis membuat batasan masalah agar pembahasan nantinya tidak mengambang,

maka dari itu pembahasan tugas akhir ini meliputi :

6

1. Sistem di implementasikan pada penetas dengan kapasitas maksimal 60 butir

telur itik.

2. Jenis telur itik yang dipakai untuk mesin penetasan yaitu telur itik lokal

Sumatera Barat (itik pitalah).

3. Sistem ini tidak bisa membedakan telur fertil dan infertil.

4. Sensor hanya mendeteksi suhu dan kelembaban pada ruang mesin tetas.

5. Sumber listrik diperoleh dari jala – jala PLN, pada saat sumber listrik dari

PLN mati sistem tidak dapat berjalan.

1.5 Metode Tugas Akhir

Dalam mengerjakan tugas akhir ini ada beberapa tahap kerja yang dilakukan,

yaitu:

1. Studi literatur

Studi literatur yang dilakukan yaitu dengan mencari jurnal–jurnal dan

bahan – bahan yang berhubungan dengan Tugas Akhir.

2. Pembuatan proposal

Pembuatan proposal untuk menjelaskan maksud, tujuan, dan rancangan

dari Tugas Akhir yang akan dibuat.

3. Seminar proposal

Seminar proposal dilakukan untuk menjelaskan maksud, tujuan dan

rancangan Tugas Akhir kepada penguji sehingga nanti terdapat koreksi

dan tambahkan terhadap kekurangan.

7

4. Diskusi

Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing dan orang-orang yang

mengerti dalam bidang tersebut.

5. Perancangan dan pembuatan

Merancang dan membuat sistem rekayasa.

6. Pengukuran, pengujian dan analisis

Setelah perancangan dan pembuatan alat selesai maka dilakukan

pengukuran, pengujian terhadap alat dan selanjutnya dilakukan analisis.

7. Membuat kesimpulan

Pengambilan kesimpulan dilakukan dengan melihat hasil dari pengujian

alat yang telah dilakukan.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi Latar Belakang, Perumusan Masalah, Tujuan, Batasan

Masalah, Manfaat, Metode Tugas Akhir dan Sistematika Penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Dalam hal ini, penulis akan mengemukakan teori dasar mengenai

sensor DHT11, LM35, mikrokontroller Arduino mega, LCD, RTC,

motor DC, Heater listrik, Motor fan pembahasan mengenai pemakaian

bahasa pemograman Arduino, serta rangkaian pendukung lainnya.

8

BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Berisi tentang perancangan dan pembuatan peralatan hardware dan

software. Perancangan hardware meliputi perancangan box penetasan

telur itik , posisi Heater dan, motor fan sebagai kontrol panas, dan catu

daya. Sedangkan perancangan software dengan menggunakan bahasa

pemograman Arduino.

BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA

Berisi tentang pengujian alat, diantaranya :

1. Pengujian program yang telah dibuat.

2. Pengujian rangkaian yang dipergunakan dengan program yang

telah dibuat.

3. Hasil pengujian.

BAB V: PENUTUP

Merupakan bab penutup yang meliputi kesimpulan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

9

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Penetasan Telur

Upaya bangsa unggas dalam mempertahankan populasinya, yaitu dengan

bertelur. Telur tersebut kemudian ditetaskan, baik secara alami maupun buatan

hingga melahirkan individu baru. (Farry B. Paimin, 2011:5)

2.1.1. Jenis Alat penetas Buatan

Dari berbagai alat penetas dapat dibedakan menjadi dua alat penetas

berdasarkan dari cara penggunaannya, yaitu :

A. Alat tetas konvensional

Alat tetas konvensional merupakan alat penetas yang menggunakan sumber

panas dari matahari dengan penyimpanan panas berupa sekam. Alat ini sudah sejak

lama dikenal ditengah masyarakat. Sejarah konon alat ini pertama kali digunakan

oleh penetas telur di daerah Bali yang kemudian penggunaannya mulai menyebar

ke berbagai tempat.

B. Mesin tetas atau Alat penetas telur

Mesin tetas ini merupakan salah satu media yang berupa peti, lemari

atau box dengan konstruksi yang sedemikian rupa sehingga panas di dalamnya

tidak terbuang. Suhu di dalam peti/lemari/box dapat diatur sesuai ukuran derajat

panas yang dibutuhkan selama periode penetasan.

Keberhasilan penetasan telur dengan mesin tetas akan tercapai bila

memperhatikan beberapa perlakuan sebagai berikut.

1. Telur ditempatkan dalam mesin tetas dengan posisi yang tepat.

2. Panas (suhu) dalam ruangan mesin tetas selalu dipertahankan sesuai

dengan kebutuhan.

10

3. Telur dibolak-balik 3 kali sehari selama proses pengeraman.

4. Ventilasi harus sesuai agar sirkulasi udara di dalam mesin tetas berjalan

dengan baik.

5. Kelembapan udara di dalam mesin tetas selalu dikontrol agar sesuai

untuk perkembangan embrio di dalam telur.

Dengan memperhatikan beberapa perlakuan tersebut, mesin tetas atau

alat penetas dapat dibedakan atas beberapa tipe sebagai berikut.

1. Berdasarkan penyebab adanya panas dalam ruangan.

A. Alat penetas atau mesin penetas dengan udara panas.

B. Alat penetas atau mesin penetas dengan air panas.

2. Berdasarkan sumber alat pemanas.

A. Alat penetas dengan listrik (pemanas listrik).

B. Alat penetas dengan lampu minyak.

C. Alat penetas kombinasi (dengan pemanas listrik dan lampu minyak).

3. Berdasarkan cara pengaturan kelembapan udara.

A. Alat penetas dengan cara kering (tidak dilengkapi dengan bak air).

B. Alat penetas dengan cara basah (dilengkapi dengan bak air).

4. Berdasarkan cara penyediaan ruangan tempat peletakan telur.

A. Alat penetas dengan tipe ruang kotak (menggunakan satu rak telur,

sehingga telur yang dapat ditetaskan juga terbatas).

B. Alat penetas dengan tipe ruang kabinet (menggunakan banyak rak

sehingga dapat menampung telur yang cukup banyak).

11

2.1.2. Syarat-syarat penetasan telur

A. Suhu dan perkembangan embrio.

Embrio dalam telur unggas akan cepat berkembang selama suhu telur

berada pada kondisi yang sesuai dan akan berhenti berkembang jika suhunya

kurang dari yang dibutuhkan. Suhu yang dibutuhkan untuk penetasan telur setiap

unggas berbeda-beda. Suhu untuk perkembangan embrio dalam telur ayam antara

38,33O-40,55

O C ( 101

O-105

O F), itik 37,78

O-39,45

O C (100

O-103

O F), puyuh 39,5

O

C (102O

F) dan walet 32,22O-35

O C (90

O-95

O F). Untuk itu, sebelum telur tetas

dimasukan ke dalam bok penetasan suhu ruang tersebut harus sesuai dengan yang

dibutuhkan. (Farry B. Paimin, 2011:15)

B. Kelembapan.

Selama penetasan berlangsung, diperlukan kelembapan udara yang sesuai

dengan perkembangan dan pertumbuhan embrio, seperti suhu dan kelembapan

yang umum untuk penetasan telur setiap jenis unggas juga berbeda-beda. Bahkan,

kelembapan pada awal penetasan berbeda dengan hari-hari selanjutnya.

Kelembapan untuk telur pada saat awal penetasan sekitar 52%-55% dan menjelang

menetas sekitar 60%-70%, itik pada minggu pertama 70% dan minggu

selanjutnya 60%-65%, puyuh minggu pertama 55%-70% selanjutnya 65% dan

walet 65%-70% pada setiap minggunya. (Farry B. Paimin, 2011:16)

C. Ventilasi.

Dalam perkembangan normal, embrio membutuhkan oksigen (O2) dan

mengeluarkan karbondioksida (CO2) melalui pori-pori kerabang telur. Untuk itu,

dalam pembuatan alat penetas telur/mesin tetas harus diperhatikan cukup tidaknya

oksigen yang ada dalam bok/ruangan, karena jika tidak ada oksigen yang cukup

dalam bok/ruangan dikhawatirkan embrio gagal berkembang. (Farry B. Paimin,

2011:17).

12

D. Waktu Penatasan Telur.

Penetasan telur itik biasanya diperlukan waktu sekitar 27-28 hari untuk itik

menetas, pembagian waktu dapat dijabarkan sebagai berikut:

1. Hari ke 1 – memasukan telur dalam alat penetas.

2. Hari ke 2 – membiarkan telur tetap di dalam bok tanpa perlakuan.

3. Hari ke 3 – mulai melakukan pembalikan telur setelah telur berada dalam bok

selama 48 jam, pembalikan dilakukan 3 kali dalam 1 hari.

4. Hari ke 4 sampai hari ke 27 – telur masih tetap di beri pembalikan. (pada hari ke 7,

13 da hari ke 17 dilakukan peneropongan guna menyeleksi telur yang baik dan yang

buruk)

5. Hari ke 27 – tidak lagi dilakukan pembalikan dan telur sedikit di basuhi atau

disemprotkan air pada permukaan cangkangnya agar cangkang menjadi lunak ini

dilakukan sampai telur mulai menetas.

6. Hari ke 27 sampai hari ke 28 – telur sudah menetas dan anak tetas segera

dipindahkan ke wadah lain.

2.1.3. Alat Penetas Atau Mesin Tetas

Macam mesin tetas yang sudah modern dapat dibedakan menjadi 3

jenis mesin tetas yang berhubungan dengan cara pembalikan telur, yaitu :

A. Mesin tetas manual.

Mesin atau alat penetas ini dikatakan manual karena proses pembalikan

telur dilakukan dengan tangan. Yaitu ruangan inkubator dibuka, lalu telur satu

per satu dibalikan. Untuk jumlah telur yang banyak hal tersebut sangat tidak

efektif dan memerlukan tenaga yang besar.

13

B. Mesin tetas semi otomatis.

Mesin atau alat penetas ini mempunyai prinsip yang sama akan tetapi

alat ini dilengkapi dengan tuas pemutar diluar mesin penetas. Rak telur biasanya

didesain sedemikian rupa sehingga pada saat pemutaran dapat sesuai dengan apa

yang diinginkan.

C. Mesin tetas otomatis.

Mesin atau alat penetas ini adalah salah satu alat penetas yang paling

modern karena alat penetas ini sudah dilengkapi dengan timer dan didesain

agar memungkinkan telur-telur dapat diputar secara otomatis berdasarkan waktu

ataupun timer yang sudah ditentukan sebelumnya. Ini akan membantu mengurangi

tenaga manusia secara signifikan dan menghemat waktu dalam proses

pembalikan. Dan dengan model otomatis ini waktu pembalikan menjadi lebih

terjamin.

2.2 Sensor Suhu

Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran panas

menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Sensor suhu

terbuat dari bahan Logam dan Semikonduktor. Logam akan bertambah besar

hambatannya terhadap arus listrik jika panasnya bertambah. Hal ini dapat

dijelaskan dari sisi komponen penyusun logam. Logam dapat dikatakan sebagai

muatan positif yang berada di dalam elektron yang bergerak bebas. Jika suhu

bertambah, elektron-elektron tersebut akan bergetar dan getarannya semakin besar

seiring dengan naiknya suhu. Dengan besarnya getaran tersebut, maka gerakan

elektron akan terhambat dan menyebabkan nilai hambatan dari logam tersebut

bertambah. Bahan semikonduktor mempunyai sifat terbalik dari logam. Hal ini

dikarenakan pada suhu yang semakin tinggi, elektron dari semikonduktor akan

14

berpindah ke tingkat yang paling atas dan dapat bergerak dengan bebas. Seiring

dengan kenaikan suhu, semakin banyak elektron dari semikonduktor tersebut yang

bergerak bebas, sehingga nilai hambatan tersebut berkurang.

Setiap sensor suhu memiliki temperatur kerja yang berbeda, untuk

pengukuran suhu disekitar kamar yaitu antara -35°C sampai 150°C. Untuk suhu

menengah yaitu antara 150°C sampai 700°C, dapat dipilih thermocouple dan

RTD. Untuk suhu yang lebih tinggi sampai 1500°C, tidak memungkinkan lagi

dipergunakan sensor-sensor kontak langsung, maka teknis pengukurannya

dilakukan menggunakan cara radiasi. Untuk pengukuran suhu pada daerah sangat

dingin dibawah 65°K = -208°C (0°C = 273,16°K) dapat digunakan resistor karbon

biasa karena pada suhu ini karbon berlaku seperti semikonduktor.

Sensor suhu IC LM35 merupakan chip IC produksi National

Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperatur suatu objek atau

ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai

komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperatur

yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat

mengubah perubahan temperatur menjadi perubahan tegangan pada bagian

outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan

konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu

LM35 merupakan chip IC dengan kemasan yang bervariasi, pada umumnya

kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92 seperti terlihat pada gambar

dibawah ini:

15

Gambar 1 Jenis Sensor Suhu LM35 Gambar 2 Blok Pin Sensor LM35

Sumber: www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8866/NSC/LM35.html

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada

dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber tegangan DC +5 volt,

sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada

Vout dan pin untuk Ground. Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :

1. Memiliki sensitivitas suhu dengan faktor skala linier antara tegangan dan

suhu adalah 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam °C.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

4. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. Memiliki pemanasan sendiri

yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

5. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

16

Gambar 3 Sensor Suhu tipe LM35DZ

Sumber: www.geraicerdas.com

Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut:

Vout LM35 = Temperature ºC x 10 mV

2.3 Sensor Kelembaban

Kelembaban adalah ukuran jumlah uap air di udara, jumlah uap air

mempengaruhi proses-proses fisika, kimia, dan biologi di alam, oleh karena itu

akan mempengaruhi lingkungan. Jika besarnya kandungan uap air melebihi atau

kurang dari kebutuhan yang diperlukan maka akan menimbulkan gangguan atau

kerusakan. Saat ini banyak alat ukur kelembaban yang telah dikembangkan, salah

satu yang biasa digunakan adalah alat untuk mengukur kelembaban udara yang

disebut higrometer. Namun seiring dengan perkembangan kebutuhan akan

kecepatan, keakuratan, dan ketelitian hasil pengukuran yang lebih tinggi maka

diperlukan pengembangan alat ukur baru. Oleh karena itu dikembangkan sensor

kelembaban dengan kekurangan dan kelebihannya masing-masing. Sensor

kelemababan adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk membantu dalam

proses pengukuran atau pendefinisian suatu kelembaban uap air yang terkandung

dalam udara. Jenis-jensi sensor kelembaban diantaranya adalah Capasitive Sensor,

Electrical Conductivity Sensor, Thermal Conductivity Sensor, Optical

17

Hygrometer, dan Oscillating Hygrometer, Sensor DHT 11 Humidity dan

Temperature

Sensor DHT11 memiliki suhu & kelembaban sensor kompleks dengan output

sinyal digital dikalibrasi. Dengan menggunakan sinyal-akuisisi digital teknik

eksklusif dan teknologi penginderaan suhu dan kelembaban, memastikan

keandalan yang tinggi dan stabilitas jangka panjang yang sangat baik. Sensor ini

termasuk resistif-jenis komponen pengukuran kelembaban dan komponen

pengukuran suhu NTC, dan menghubungkan ke kinerja tinggi 8-bit

mikrokontroler, menawarkan kualitas yang sangat baik, respon cepat, kemampuan

anti-gangguan, dan efektivitas biaya.

Setiap elemen DHT11 dikalibrasi di laboratorium yang sangat akurat pada

kelembaban kalibrasi. Koefisien kalibrasi disimpan sebagai program dalam

memori OTP, yang digunakan oleh proses sinyal mendeteksi internal sensor.

Serial interface tunggal kawat membuat integrasi sistem cepat dan mudah.

Ukurannya yang kecil, konsumsi daya yang rendah dan sampai jarak 20 meteran

sinyal transmisi menjadikannya pilihan terbaik untuk berbagai aplikasi.

Komponen ini terdiri dari 4 pin baris tunggal. Dapat kita lihat pada gamabar

dibawah ini :

18

Gambar 4. Bentuk Fisik DHT11

Tabel 1. Spesifikasi Dari DHT11

Item Measurement

Range Humidity

Accuracy Temperature

Accuracy Resolution Package

DHT11 20-90%RH

0-50℃ ±5％RH ±2℃ 1 4PinSingle

Row

2.4 Real Time Clock (RTC)

Penggunaan RTC DS1307sebagai pewaktuan sistem pada penelitian dimana

pada penilitian ini memanfaatkan RTCDS1307 sebagai pewaktuan sistem.

Penggunaan RTCDS1307 nantinya akan dihubungkan dengan mikrokontroller

yang pada penelitian ini digunakan sebagai pewaktuan dalam pemutaran motor

untuk membalikkan telur.

RTCDS1307 merupakan serial RTC yang menyediakan informasi detik,

menit, jam, hari, bulan, dan tahun. Akhir dari bulan otomatis disesuaikan untuk

bulan yang kurang dari 31 hari, termasuk pembenaran untuk lompatan tahun

saat diset ulang. Jam dapat beroperasi dengan format 24 jam maupun 12 jam

AM/PM. DS1307 juga memiliki rangkaian deteksi tegangan drop dan

19

secara otomatis akan berganti kebattery backup. Untuk konfigurasi pada

RTCDS1307 terdapat pada Gambar.

Gambar 5. Real Time Clock (RTC)

2.5 Mikrokontroler

Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital

Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang

sesuai dengan tugas mikrokontr oler akan sangat membantu perancangan sehingga

dapat mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen komponen tersebut

belum ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat

ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya.

Gambar 6. Arduino Mega 2560

20

Arduino mega 2560 adalah papan mikrokontroler berdasarkan

ATmega2560 . Arduino Ini memiliki 54 digital pin input / output ( yang 14 dapat

digunakan sebagai output PWM ) ,16 analog input , 4 UART ( hardware port

serial ) , osilator 16 MHz kristal , koneksi USB , jack listrik , header ICSP , dan

tombol reset. Semua itu yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler ;

hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau power dengan adaptor AC -

DC atau baterai untuk memulai. Arduino Mega kompatibel dengan sebagian

shields dirancang untuk Arduino Duemilanove atau Diecimila.

Tabel 2. Spesifikasi Untuk Arduino Mega 2560

Microcontroller ATmega2560

Operating Voltage 5V

Input Voltage (recommended) 7-12V

Input Voltage (limits) 6-20V

Digital I/O Pin 54 (of which 14 provide PWM output)

Analog Input Pins 16

DC Current per I/O Pin 40 mA

DC Current for 3.3V Pin 50 mA

Flash Memory 256 KB of which 8 KB used by

bootloader

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Clock Speed 16 MHz

Gambar 7. Bagian-Bagian Dari Arduino Mega

21

A. Power

Arduino Mega2560 dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan

catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB)

daya dapat datang baik dari adaptor AC-DC (wall-kutil) atau baterai. Adaptor

dapat dihubungkan dengan mencolokkan steker 2.1mm pusat-positif ke colokan

listrik. Lead dari baterai dapat dimasukkan dalam Gnd dan Vin pin header

konektor daya.

Arduino mega dapat beroperasi pada pasokan eksternal 6 sampai 20 volt.

Jika disertakan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun, 5V pin dapat memasok

kurang dari lima volt dan arduino mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih

dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak papan. Kisaran yang

disarankan adalah 7 sampai 12 volt.

Arduino Mega2560 berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal itu

tidak menggunakan FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega8U2

diprogram sebagai konverter USB-to-serial.

Pin listrik adalah sebagai berikut:

VIN. Tegangan input ke papan Arduino ketika itu menggunakan sumber daya

eksternal (sebagai lawan 5 volt dari koneksi USB atau sumber daya lainnya

diatur). Anda dapat menyediakan tegangan melalui pin ini, atau, jika

memasok tegangan melalui colokan listrik, mengaksesnya melalui pin ini.

5V. Catu daya diatur digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen

lain di papan tulis. Hal ini dapat datang baik dari VIN melalui regulator on-

board, atau disediakan oleh USB atau lain 5V pasokan diatur.

3V3. Sebuah pasokan 3,3 volt yang dihasilkan oleh regulator on-board.

22

Menarik arus maksimum adalah 50 mA.

GND. Pin tanah.

B. Input dan Output

Masing-masing dari 54 digital pin pada Mega dapat digunakan sebagai

input atau output, menggunakan pinMode ( ), digitalWrite ( ), dan digitalRead ( )

fungsi. Mereka beroperasi di 5 volt . Setiap pin dapat memberikan atau menerima

maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal yang ( terputus secara

default ) dari 20-50 kOhms . Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus :

Serial: 0 (RX) dan 1 (TX); Serial 1: 19 (RX) dan 18 (TX); Serial 2: 17 (RX)

dan 16 (TX); Serial 3: 15 (RX) dan 14 (TX). Digunakan untuk menerima

(RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin 0 dan 1 juga terhubung ke

pin yang sesuai dari ATmega8U2 USB-to-TTL Serial Chip.

Eksternal Interrupts: 2 (Interrupt 0), 3 (Interrupt 1), 18 (Interrupt 5), 19

(Interrupt 4), 20 (Interrupt 3), dan 21 (Interrupt 2). Pin ini dapat dikonfigurasi

untuk memicu interupsi pada nilai rendah, naik atau jatuh tepi, atau

perubahan nilai. Lihat attachInterrupt () fungsi untuk rincian.

PWM: 0 sampai 13. Memberikan 8-bit PWM output dengan analogWrite ()

fungsi.

SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Pin ini mendukung

komunikasi SPI, yang, meskipun disediakan oleh hardware, saat ini tidak

termasuk dalam bahasa Arduino. Pin SPI juga pecah pada header ICSP, yang

secara fisik kompatibel dengan Duemilanove dan Diecimila.

LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah

nilai TINGGI, LED menyala, ketika pin RENDAH, itu off.

23

I2C: 20 (SDA) dan 21 (SCL). Dukungan I2C (TWI) komunikasi

menggunakan perpustakaan Kawat (dokumentasi diSitus kabel).

Arduino Mega2560 memiliki 16 input analog, yang masing-masing

menyediakan 10 bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default

mereka mengukur dari tanah ke 5 volt, meskipun adalah mungkin untuk

mengubah ujung atas jangkauan mereka menggunakan pin AREF dan

analogReference () fungsi.

Ada beberapa pin lainnya di papan:

AREF. Tegangan referensi untuk input analog. Digunakan dengan

analogReference ().

RESET. Membawa garis LOW ini untuk me-reset mikrokontroler. Biasanya

digunakan untuk menambahkan tombol reset untuk perisai yang menghalangi

satu di papan tulis.

Arduino Mega2560 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan

komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. ATmega2560 menyediakan

empat UART hardware untuk TTL (5V) komunikasi serial. Sebuah ATmega8U2

pada saluran salah satu papan atas USB dan menyediakan port com virtual untuk

perangkat lunak pada komputer (mesin Windows akan membutuhkan file .inf, tapi

OSX dan Linux mesin akan mengenali papan sebagai port COM otomatis.

Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data

tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan. The RX dan TX LED di

papan akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui ATmega8U2 Chip dan

USB koneksi ke komputer (tapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1).

ATmega2560 juga mendukung I2C (TWI) dan komunikasi SPI. Perangkat lunak

24

Arduino termasuk perpustakaan Kawat untuk menyederhanakan penggunaan bus

I2C.

2.6 FUZZY LOGIC

Kontroller fuzzy logic dikategorikan dalam kontrol cerdas (intelligent

control). Dimana Fuzzy berarti kabur atau samar (kualitaif) dan Logic berarti

”umumnya dilakukan orang yaitu berpikir secara logis”. Jadi, Fuzzy logic berarti

berpikir secara logika untuk parameter yang kualitatif (samar).

Gambar 8. Model Black Box

Memberikan ilustrasi pemetaan hubungan input-output. Diantara input dan

output kita taruh sebuah sistem black box yang akan melakukan tugas pemetaan.

Sistem yang cocok menggantikan kotak hitam tersebut ada banyak alternatif

seperti sistem fuzzy, linier, sistem jaringan saraf tiruan dan masih banyak lagi.

Kontroller yang berbasis fuzzy logic harus melalui beberapa tahapan sebelum

sampai ke plant. Tahapa tersebut antara lain : Kuantisasi, Fuzzifikasi, Penentuan

Rule, kemudian Defuzzifikasi.

Tahap Pemodelan dalam logika Fuzzy:

Gambar 9. Tahap Pemodelan dalam logika Fuzzy

25

Dari uraian blok diatas dapat kita fahami bahwa didalam logika Fuzzy terdapat

tiga hal terpenting diataranya:

1. Fuzzifikasi adalah proses untuk mengubah variabel non fuzzy (variabel

numerik) menjadi variabel fuzzy (variabel linguistik).

2. Inferencing (Ruled Based) , pada umumnya aturan-aturan fuzzy dinyatakan

dalam bentuk “IF……THEN” yang merupakan inti dari relasi fuzzy.

3. Defuzifikasi adalah proses pengubahan data-data fuzzy tersebut menjadi

data-data numerik yang dapat dikirimkan ke peralatan pengendalian.

A. Kuantisasi

Proses pengambilan masukan suatu numerik input missal masukan error

dan delta error, kemudian mengubah menjadi tingkat kuantisasi. Jumlah tingkat

kuantisasi akan menentukan ketelitian dalam pengambilan keputusan, sehingga

makin banyak tingkat kuantisasi hasil ketelitian akan lebih baik, tetapi

perhitungan akan semakin rumit. Untuk sistem yang sederhana cukup

menggunakan sedikit jumlah tingkat kuantisasi.

B. Fuzzifikasi

Prosedur fuzzifikasi merupakan proses untuk mengubah variabel non

fuzzy (variabel numerik) menjadi variabel fuzzy (variable linguistik). Nilai error

dan delta error yang dikuantisasi sebelumnya diolah oleh kontroler fuzzy logic,

kemudian diubah terlebih dahulu ke dalam variabel fuzzy. Melalui membership

function (fungsi keanggotaan) yang telah disusun, maka dari nilai error dan delta

error kuantisasi akan didapatkan derajat keanggotaan bagi masing-masing nilai

error dan delta error. Pada unit fuzzifikasi ini terjadi proses transformasi, yang

dilakukan dengan cara pemetaan ruang masukan, dari variabel masukan domain

26

non-fuzzy (crisp) ke dalam domain fuzzy, dengan bantuan faktor penskala

(scaling factor). Faktor penskala menggunakan metode heuristik, diatur

sedemikian rupa sehingga seluruh variabel masukan terpetakan dalam semesta

pembicaraan yang dirancang.

C. Rule

Basis pengetahuan fuzzy terdiri dari beberapa aturan fuzzy yang

dikelompokkan kedalam suatu basis aturan, disebut basis aturan fuzzy (fuzzy rule

base). Rule base merupakan dasar dari pengambilan keputusan atau inference

process, untuk mendapatkan aksi keluaran sinyal kontrol dari suatu kondisi

masukan yaitu error dan delta error, dengan berdasarkan rule-rule yang telah

ditetapkan. Proses inferensi menghasilkan sinyal keluaran yang masih dalam

bentuk bilangan fuzzy, yaitu derajat keanggotaan dari sinyal kontrol.

D. Defuzzifikasi

Defuzzifikasi merupakan kebalikan dari proses transformasi sebuah

himpunan fuzzy kedalam himpunan tegas. Metode defuzzifikasi yang umum

digunakan ada 2 macam yaitu :

27

2.7 Blower

Blower adalah mesin atau alat yang digunakan untuk menaikkan atau

memperbesar tekanan udara atau gas yang akan dialirkan dalam suatu ruangan

tertentu juga sebagai pengisapan atau pemvakuman udara atau gas tertentu. Bila

untuk keperluan khusus, blower kadang – kadang diberi nama lain misalnya untuk

keperluan gas dari dalam oven kokas disebut dengan nama exhouter. Di industri–

industri kimia alat ini biasanya digunakan untuk mensirkulasikan gas–gas tertentu

didalam tahap proses–proses secara kimiawi dikenal dengan nama booster atau

circulator.

Exhaust fan motor berfungsi untuk menghisap udara di dalam ruang untuk

dibuang ke luar, dan pada saat bersamaan menarik udara segar di luar ke dalam

ruangan. Selain itu Exhaust fan motor juga bisa mengatur volume udara yang

akan disirkulasikan pada ruang. Supaya tetap sehat ruang butuh sirkulasi udara

agar selalu ada pergantian udara dalam ruangan dengan udara segar dari luar luar

ruangan. Exhaust fan motor berfungsi sebagai Blower. Sistem ini menggunakan

blower yang diletakkan didepan heater bertujuan untuk mempercepat proses

pengeringan biji kakao. Blower yang digunakan pada penelitian ini menggunakan

sumber tegangan DC 12 volt. Blower ini nantinya akan diatur kecepatanya oleh

mikrokontroller menggunakan motor driver.

28

Gambar 10. Exhaust fan motor

Exhaust fan motor merupakan salah satu jenis kipas angin yang

difungsikan untuk sirkulasi udara dalam ruang atau rumah. Oleh karena itu,

peletakkannya diantara indoor dan outdoor. Kipas jenis Exhaust fan banyak

digunakan karena dapat membuat ruangan sejuk tanpa AC. Meski begitu, yang

menggunakan AC juga harus memasang Exhaust fan untuk mengurangi

kelembaban udara dalam ruang.

2.8 Heater

Electrical Heating Element (elemen pemanas listrik) banyak dipakai

dalam kehidupan sehari-hari, baik didalam rumah tangga ataupun peralatan dan

mesin industri. Bentuk dan type dari Electrical Heating Element ini bermacam

macam disesuaikan dengan fungsi, tempat pemasangan dan media yang akan di

panaskan. Panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas listrik ini bersumber

dari kawat ataupun pita bertahanan listrik tinggi (Resistance Wire) biasanya

bahan yang digunakan adalah niklin yang dialiri arus listrik pada kedua

ujungnya dan dilapisi oleh isolator listrik yang mampu meneruskan panas dengan

baik hingga aman jika digunakan.

29

Sistem ini menggunakan heater untuk menaikan nilai suhu ruangan pada

mesin tetas. Heater yang digunakan pada penelitian ini berupa Alumunium Foil

dan plat aluminum menggunakan arus AC, sehingga diperlukan relay untuk

mengontrol heater dengan Arduino.

Gambar 11. Alumunium Foil Heater Gambar 12. Heater pemanas

Sumber: www.bomac-elec.cp.uk Sumber: www.tokopedia.com

2.9 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang

menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan

diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator,

ataupun layar komputer. LCD yang digunakan adalah LCD dot matrik dengan

jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya

akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat. LCD dapat kita lihat pada

gambar di bawah ini:

Gambar 13. LCD 16x2

Sumber: www.nkcelectronics.com

30

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris

b. Mempunyai 192 karakter tersimpan

c. Terdapat karakter generator terprogram

d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit

e. Dilengkapi dengan back light

Tabel 3. Pin LCD 16x2

Pin Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

3 Pengatur kontras

4 “RS” Instruction/Register Select

5 “R/W” Read/Write LCD Registers

6 “EN” Enable

7-14 Data I/O Pins

15 Vcc

16 Ground

31

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Metodologi Penelitian

Penelitian tugas akhir ini dilakukan untuk optimasi dari implementasi

metoda logika fuzzy sebagai pengontrolan suhu pada mesin penetas telur itik yang

akan dibuat. Untuk mendapatkan hasil yang baik, diperlukan langkah-langkah

penelitian yang tepat dan berurutan. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan

kemudahan bagi peneliti dalam pembuktian kebenaran, analisis, dan perbaikan

kesalahan yang juga berguna bagi pengembangan selanjutnya. Dalam bagian ini

akan diuraikan langkah-langkah penelitian yang akan dilakukan peneliti dalam

memecahkan permasalahan sehingga penelitian ini dapat terselesaikan dengan

baik. Pada dasarnya, metodologi penelitian yang dilakukan dapat dibedakan

menjadi tiga tahapan utama, yaitu tahap persiapan, tahap pengumpulan data dan

pengujian alat, serta tahap analisis dan kesimpulan.

3.1.1 Tahap Persiapan

Tahap persiapan merupakan tahap pengumpulan informasi awal untuk

mengidentifikasi, merumuskan, dan menentukan tujuan dari pemecahan masalah

dengan mempertimbangkan pengetahuan berdasarkan literatur yang ada.

A. Identifikasi Masalah

Sebagai langkah awal dalam penelitian ini, maka masalah yang ingin

diselesaikan/diteliti harus diidentifikasikan secara jelas untuk menghindari

kerancuan yang dapat timbul.

32

B. Perumusan Masalah dan Tujuan Penelitian

Setelah masalah teridentifikasi, maka dilanjutkan dengan perumusan

masalah yang ada secara rinci agar diketahui secara tepat pokok permasalahannya.

Selain itu, ditentukan pula tujuan apa saja yang ingin dicapai dengan diadakannya

penelitian ini sehingga memberi pedoman pula pada penelitian ini pembahasan

permasalahan lebih fokus dan tidak terjadi penyimpangan dalam pelaksanaannya.

C. Studi Pustaka

Studi literatur ini dilakukan untuk memperoleh dan lebih memahami teori-

teori yang berhubungan dengan pemecahan masalah. Selain itu juga untuk

mengetahui penelitian-penelitian terdahulu yang telah dilakukan untuk

meyakinkan bahwa yang diteliti saat ini belum pernah dilakukan atau merupakan

pengembangan dari penelitian terdahulu.

3.1.2 Tahap Pengumpulan Data dan Pengujian Alat

Tahap pengumpulan data ini dilakukan untuk memperoleh bahan

penelitian sesuai dengan tujuan penelitian yang telah ditetapkan.

A. Pengambilan Data

Data-data yang dibutuhkan dalam penelitian ini diperoleh dari buku serta

institusi yang terkait, dari pengamatan, maupun dari hasil wawancara dengan

pihak terkait.

33

B. Pengujian dan Pengukuran

Pada tahap ini dilakukan pengujian dari alat yang dibuat yang kemudian

dilanjutkan dengan pengukuran pada bagian-bagian tertentu untuk mendapatkan

data yang dibutuhkan untuk tahap analisis.

3.1.3 Tahap Analisis dan Kesimpulan

Tahap akhir ini terdiri dari tahap analisis data serta tahap kesimpulan dan

saran.

A. Analisis Data

Dari hasil pengujian dan pengukuran data yang telah dilakukan maka dapat

dilakukan analisis yang lebih mendalam sehingga akan didapatkan informasi yang

berarti dan bernilai serta sesuai dengan tujuan dari pembuatan alat itu sendiri.

B. Kesimpulan dan Saran

Setelah dilakukan analisis mengenai data yang diperoleh, maka dapat

ditarik suatu kesimpulan yang merupakan ringkasan akhir sebagai hasil yang

mampu menjawab tujuan penelitian yang dilakukan. Setelah itu diberikan pula

saran-saran, baik untuk penelitian mendatang yang berupa perbaikan maupun

pengembangan dari penelitian yang telah dilakukan demi kemajuan bersama.

Sebelum masuk kedalam perancangan alat penulis akan mejelaskan

tentang gambaran singkat tentang penetasan telur itik.

Dalam proses penetasan dimulai dari pengecekan terhadap telur itik untuk

menentukan apakah telur tersebut bisa menetas, setelah telur tersebut diseleksi

kemudian telur tersebut dibersihkan. Dalam proses penetasan telur disusun rapi

pada rak yang berkapasitas untuk 60 butir telur itik yang terdiri dari 5 baris

34

dimana dalam 1 barisnya berisikan telur 6 butir untuk 1 rak telur. Lamanya proses

penetasan telur itik yaitu 28 hari, untuk pembagian atau penentuan suhu dan

kelembaban pada ruangan (box) penetasan yaitu berdasarkan tabel dibawah ini :

Tabel 4. Data Suhu Dan Kelembaban Perminggu [2]

Minggu Suhu (˚C) Kelembaban Pembalikan Telur (Hari)

1 38,33 - 38,89 60%-70% 3 kali (kecuali hari 1)

2 38,98 - 39,44 60%-70% 3 kali

3 39,44 – 40 60%-70% 3 kali

4 40 60%-70% 3 kali (kecuali 2 hari

terakhir)

Dalam pembuatan sebuah alat, hal pertama yang harus dilakukan yaitu

proses perancangan. Tujuan dari perancangan ini adalah untuk mempermudah

dalam pembuatan alat, karena pada perancangan akan dilakukan pemilihan

rangkaian yang tepat dan perhitungan serta pemilihan komponen.

3.2 Perancangan Sistem

Langkah pertama pada perancangan adalah membuat suatu blok diagram

sebagai acuan dimana setiap blok mempunyai fungsi tertentu dan saling terkait

sehingga membentuk sistem dari alat yang dibuat kemudian perancangan

perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software).

3.2.1 Blok Diagram Sistem

Gambar 14. Blok Diagram Sistem

35

Fungsi masing-masing blok :

1. Sensor Suhu berfungsi untuk mengukur nilai suhu yang terbaca pada box

penetas.

2. Sensor Kelembaban berfungsi untuk mengukur nilai dari kelembaban yang

terbaca pada box penetasan.

3. Real Time Clock (RTC) berfungsi sebagai pemwaktuan untuk sistem.

4. Mikrokontroler berfungsi untuk mengolah data input dari sensor suhu dan

sensor kelembaban.

5. Driver motor berfungsi sebagai saklar untuk menghidupkan motor sesuai

dengan nilai logika yang dikirimkan oleh mikrokontroller.

6. Motor Fan berfungsi untuk mengontrol suhu ruang pada box penetas.

7. Motor DC berfungsi sebagai penggerak rak telur.

8. Heater berfungsi untuk memanaskan box penetas.

9. LCD berfungsi untuk menampilkan nilai suhu yang terbaca.

3.2.2 Blok Diagram Kendali

Gambar 15. Blok Diagram Kendali

36

Dari blok diagram kendali diatas dapat dijelaskan masing-masing fungsi

tersebut diimplementasikan dalam perangkat lunak. Prinsip kerja alat ini dapat

dikelompokkan menjadi 3 bagian utama yaitu proses input, pengolahan data, dan

ouput. Proses input yang diinginkan dapat diatur melalui setpoint pada

mikrokontroller untuk mengaktifkan Plan ( motor dan heater ). Pada saat alat ini

diberi daya input, heater akan akan aktif dan sensor suhu akan membaca suhu

ruang box penetas. Sistem akan aktif pada batas suhu normal dari setpoint dan

tidak aktif apabila suhu diatas batas suhu normal yang diberikan. Motor fan akan

bekerja apabila suhu sudah melewati batas dari set point yang terbaca oleh sensor

suhu. Proses selanjutnya yaitu pengolahan data pada mikrokontroler dari sensor.

Nilai ini nantinya berfungsi untuk mengatur PWM motor fan dan on-off relay.

PWM motor akan diatur berdasarkan metoda fuzzy, dimana PWM motor fan

merupakan output deffuzikasi pada fuzzy control. Pada saat suhu melebihi batas

normal maka PWM motor fan akan menjadi lebih cepat. Motor fan akan tetap

aktif untuk menurunkan suhu pada box pemanas agar suhu ruang pada box

kembali normal.

LCD pada alat ini merupakan media yang berfungsi untuk menampilkan

nilai besaran suhu ( output ). Dari tampilan LCD dapat melihat kenaikan dan

penurunan suhu yang terbaca pada sensor.

3.3 Perancangan Rangkaian

Perancangan rangkain merupakan rancangan terhadap rangkaian-rangkaian

yang digunakan pada alat. Rangkaian perangkat keras pada alat terdiri dari

37

rangkaian Catu Daya, modul Arduino, rangkaian Driver motor, rangkaian Relay

dan Rangkaian LCD.

3.3.1 Rangkaian Catu Daya

Gambar 16. Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya digunakan sebagai supply terhadap semua rangkaian

yang digunakan pada alat. Rangkaian catu daya bekerja merubah tegangan AC

(alternating current) menjadi tegangan DC (direct current) melalui sebuah trafo

stepdown. Input dari trafo yaitu 220 volt AC dan diturunkan menjadi 15 volt AC

kemudian di searahkan melalui jembatan dioda agar mendapatkan tegangan 12

VDC yang kemudian di ratakan oleh kapasitor.

Pada rangkaian power supply ini menghasilkan rangkaian power supply

untuk tegangan 12 VDC menggunakan IC 7812 agar keluaran yang dihasilkan

tetap 12 V dan untuk tegangan 9 VDC menggunakan IC 7809 untuk keluaran

yang dihasilkan tetap 9 V. Nilai tegangan 12 VDC dan 9 VDC ini berfungsi untuk

supply pada mikrokontroller Arduino yang di gunakan pada alat. Juga berfungsi

sebagai supply untuk rangkaian driver motor fan dan relay.

Sebelum melakukan pembuatan rangkaian power supply pada PCB kita

dapat melakukan perancangan atau simulasi menggunakan bantuan software ISIS

38

7 Proteus Professional, kita dapat melakukan pengukuran nilai tegangan output

pada rangkaian power supply yang kita buat.

3.3.2 Rangkaian Sensor Suhu

Untuk mengetahui nilai suhu yang akan diukur pada alat maka digunakan

sensor suhu LM35DZ yang merupakan salah satu jenis dari sensor suhu.

Rangkaian sensor suhu ini berfungsi sebagai pendeteksi dan pengukur suhu pada

box penetasan, sehingga data dari suhu yang terukur tersebut akan dikirimkan ke

controller untuk diproses berdasarkan keanggotaan input fuzzyfikasi, maka

controller akan mengkontrol kecepatan fan dan heater pada box penetasan.

Gambar 17. Rangkaian sensor LM35DZ ke modul Arduino

Output rangkaian ini akan dihubungkan ke mikrokontroller Arduino. Dengan

demikian saat terjadi perubahan nilai tegangan pada output sensor, maka

mikrokontroller Arduino akan mengetahui nilai perubahan tersebut, dan dapat

menampilkannya pada display LCD.

39

Tabel 5. Koneksi Pin Sensor LM35 ke Mikrokontroler

Sensor Keterangan Hubungan dengan

Mikrokontroller

Sensor 1

Vcc +5V +5 V

Data A8

Ground GND

Sensor 2

Vcc +5V +5 V

Data A9

Ground GND

3.3.3 Rangkaian Sensor Kelembaban

Untuk mengetahui nilai kelembaban yang akan diukur pada alat maka

digunakan sensor suhu DHT11 yang merupakan salah satu jenis dari sensor

Kelembaban. Rangkaian sensor suhu ini berfungsi sebagai pendeteksi dan

pengukur kelembaban pada box penetasan. Data dari kelembaban yang terukur

tersebut akan dikirimkan ke controller untuk diproses kemudian ditampilkan

dalam LCD.

Gambar 18. Rangkaian Sensor DHT11 ke Modul Arduino

40

Data dari kelembaban yang terukur tersebut akan dikirimkan ke controller

untuk diproses kemudian ditampilkan dalam LCD.

Tabel 6. Koneksi Pin Sensor DHT11 ke Mikrokontroler

Sensor Keterangan Hubungan dengan

Mikrokontroller

DHT11

Vcc +5V +5 V

Data Pin 22

Ground Ground

3.3.4 Rangkaian RTC

Untuk mengetahui waktu dalam bentuk jam dan hari, Maka digunakan

RTC (Real Time Clock) tipe DS1307. Rangkaian RTC ini berfungsi sebagai salah

satu penentu jalannya sistem, karena sitem bekerja berdasarkan pemwaktuan. Data

dari RTC tersebut dibaca oleh controller untuk diproses kemudian ditampilkan

dalam LCD.

Gambar 19. Rangkaian RTC DS1307 ke Modul Arduino

Hubungan RTC ke Mikrokontroller yaitu melalui pin komunikasi yang

tersedia pada modul arduino. Berikut ini tabel hubungan antara RTC dan Arduino:

41

Tabel 7. Koneksi Pin Sensor RTC ke Mikrokontroler

Pin Keterangan Hubungan dengan

Mikrokontroller

1 Ground Ground

2 Vcc Vcc

3 SDA SDA

4 SCL SCL

3.3.5 Rangkaian Relay

Rangkaian Relay berfungsi sebagai saklar yang bekerja untuk menghidupkan

dan mematikan heater. Kondisi ini diatur pada mikrokontroler dimana cara kerja

relay yang dapat menswitching tertutup dan terbuka ketika di beri program logika

1 dan 0 dari mikrokontroler. Rangkaian relay terdiri dari sebuah relay,transistor,

LED indikator,dioda, dan resistor.

Gambar 20. Rangkaian Relay

Tabel 8. Koneksi Pin Rangkain Relay ke Mikrokontroler

Pin Keterangan Hubungan dengan

Mikrokontroller

1 Vcc +12V -

2 Ground -

3 Data 1 Pin 32

4 Data 2 Pin 34

42

3.3.6 Rangkaian LCD

Rangkaian LCD ini berfungsi untuk menghubungkan antara mikrokontroller

dengan LCD,sehingga data yang telah di proses pada mikrokontroller dapat di

tampilkan pada LCD. Tampilan di LCD akan menunjukan nilai pengukuran suhu

di dalam box dan nilai besaran suhu akan di tampilkan dengan satuan derajat

celcius (oC).

Tipe LCD yang digunakan adalah LCD M1632, LCD ini mempunyai

tampilan sebanyak 16 kolom 2 baris. Pin 1 dan 2 adalah untuk sumber tegangan

LCD, dan pin 3 LCD dihubungkan dengan potensiometer 10 kΩ yang dirangkai

sebagai pembagi tegangan sehingga perubahan tegangan tersebut dapat digunakan

untuk mengatur kontras tampilan pada LCD. pin D4, D5, D6 sama D7 merupakan

data input LCD.

Gambar 21. Rangkaian LCD

Gambar 22. Tampilan pada LCD

43

Tabel 9. Koneksi Pin Rangkain LCD ke Mikrokontroler

Pin LCD Keterangan Hubungan dengan

Mikrokontroller

1 Ground Ground

2 Vcc Vcc

4 RS Pin 23

5 RW Ground

6 E Pin 2

11 D4 Pin 25

12 D5 Pin 27

13 D6 Pin 29

14 D7 Pin 31

3.3.7 Rangkaian Driver Motor DC

Rangkaian driver motor berfungsi untuk mengatur putaran kecepatan

motor fan pada alat. Motor fan berfungsi untuk menghembuskan udara dari diluar

ruang box untuk membantu proses penurunan suhu pada box. PWM putaran

motor fan diatur didalam proses mikrokontroler sesuai dengan Rule Base

Fuzzication. Dan putaran untuk fan diberikan searah.

Gambar 23. Rangkaian Driver Motor Fan

44

Tabel 10. Koneksi Pin Rangkain Driver Motor Fan ke Mikrokontroler

Pin Keterangan Hubungan dengan

Mikrokontroller

1 Vcc +12V Dari Power Supply

2 Ground Dari Power Supply

3 Data 1 Pin 3

4 Data 2 Pin 4

Sedangkan untuk driver motor DC (power Windows) digunakan untuk

pembalikan rak telur yang dilakukan sebanyak 3 kali dalam sehari.

Gambar 24. Rangkaian Driver Motor Power Windows

Untuk hubungan rangkain driver motor Power Window dengan

mikrokontroler dapat dilihat dari tabel dibawah ini. Untuk supply langsung

diambil dari Power supply yaitu 12 V.

Tabel 11. Koneksi Pin Rangkain Driver Motor Power Windows keMikrokontroler

Pin Keterangan Hubungan dengan

Mikrokontroller

1 Data 1 Pin 10

2 Data 2 Pin 11

3 Ground -

4 Vcc -

45

3.4 Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak merupakan perancangan mengenai algoritma

pemograman yang akan digunakan pada alat pengering ikan bilis ini. Algoritma

merupakan garis besar jalannya suatu program. Salah satu bentuk algoritma

dituangkan dalam bentuk diagram alir ( flowchart ). Adapun bentuk flowchart

yang akan dirancang dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

3.4.1 Pembuatan Flowchart

Gambar 25. Main Flowchart Perancangan Alat

46

Flowchart diatas dapat menggambarkan cara kerja alat secara keseluruhan.

Dimulai pada tahap awal ( START ) kemudian dilanjutkan dengan pembacaan

pada RTC untuk menentukan minggu ke- berapanya dan setelah itu dilakukan

pemeriksaan pada minggu keberapa yang terdapat pada RTC, jika minggu 1 maka

untuk set poitnnya 38,5˚C dan begitu seterusnya sampai minggu ke-4 dengan

kenaikan suhu untuk setpointnya berbeda dari minggu ke minggu. Apabila

setpoint sudah ditentukan maka lanjut pada kontrol suhu, berikut ini lanjutan flow

chart untuk kontrol suhu.

Gambar 26. Flowchart Kontrol Suhu

Pada flow chart diatas yaitu pengontrolan suhu, yang mana setelah didapat

nilai dari setpointnya maka dilakkan pengontrolan suhu dengan menggunakan

logika fuzzy, langkah awal yang dilakukannya yaitu fuzzyfikasi suhu, kemudian

47

menentukan rule basenya, setelah didapat rule basenya maka proses terakhir yaitu

defuzzyfikasi, pada defuzzyfikasi ini merupakan perumusan akhir dari fuzzy

untuk menjalankan motor, disinilah dilakukannya pengaturan PWM motor, yang

akan menjadi penstabil suhu dan kelembaban pada box penetasan.

3.4.2 Pembuatan Fuzzy Logic Controller Metoda Tsukamoto

Sistem tahapan cara kerja fuzzy :

Gambar 27. Tahap Membangun Sistem Fuzzy

A. Fuzzyfikasi pembuatan membership function ( MF )

Yaitu menentukan crips input dan output. Crips input yang digunakan

adalah error dan Delta error sedangkan crips output digunakan adalah Z ( PWM

motor fan ).

Membership Function ( MF ) untuk error yaitu :

Gambar 28. Fungsi Keanggotaan Error

48

Keterangan :

Negatif ( N ) = error Negatif

Tengah (Z) = error Tengah

Positif (P) = error Positif

µ error N [X] = 1 ; X<=N

0 ; X>=Z

Z-X / Z-N ; N<=X<=Z

µ error Z [X] = 1 ; X=Z

0 ; X<=N / X>=P

X-N / Z-N ; N<=X<=Z

P-X / P-Z ; Z<=X<=P

µ error P [X] = 1 ; X>= P

0 ; X<=Z

X-Z / P-Z ; Z<=X<=P

Nilai fungsi keanggotaan pada masing-masing himpunan dibuat

berdasarkan range error yang dibutuhkan pada proses pemanasan mesin tetas,

dimana range error untuk proses pemanasan yang ingin dicapai untuk mencapai

set point pada alat adalah 0 . Berdasarkan nilai tersebut penulis membuatkan nilai

masing-masing himpunan dari variabel error seperti diatas sehingga nantinya

suhu pemanas yang terdapat pada alat sesuai dengan suhu yang di inginkan pada

pemrosesan yang sesuai dengan nilai setpoint.

49

Membership Function ( MF ) untuk Delta error yaitu :

Gambar 29. Fungsi Keanggotaan delta Error

Keterangan :

Negatif ( AN ) = Delta error Negatif

Tengah (AZ) = Delta error Tengah

Positif (AP) = Delta error Positif

µ error AN [X] = 1 ; X<=AN

0 ; X>=Az

Az-X / Az-AN ; AN<=X<=Az

µ error AZ [X] = 1 ; X=Az

0 ; X<=AN / X>=AP

X-AN / Az-AN ; AN<=X<=Az

AP-X / AP-Az ; Az<=X<=AP

µ error AP [X] = 1 ; X>= AP

0 ; X<=Az

X-Az / AP-Az ; Az<=X<=AP

Nilai fungsi keanggotaan pada masing-masing himpunan dibuat

berdasarkan range delta error , dimana range delta error digunakan sebagai

50

pembanding data error . Sehingga nantinya suhu pemanas yang terdapat pada alat

sesuai dengan nilai setpoint.

Membership Function ( MF ) untuk output kecepatan motor fan yaitu :

Gambar 30. Fungsi input PWM Motor Fan

Keterangan :

Kurang ( Kr ) = motor Kurang

Sedang ( Zr ) = motor Sedang

Tambah ( Tm ) = motor Tambah

µ pwm motor Kr [Z] = 1 ; Z<=Kr

0 ; Z>=Zr

Zr-Z / Zr-Kr ; Kr<=Z<=Zr

µ pwm motor Zr [Z] = 1 ; Z=Zr

0 ; Z<=Kr / Z>=Tm

Z-Kr / Zr-Kr ; Kr<=Z<=Zr

Tm-Z / Tm-Zr ; Zr<=Z<=Tm

µ pwm motor Tm [Z] = 1 ; Z>= Tm

0 ; Z<=Zr

Z-Zr / Tm-Zr ; Zr<=Z<=Tm

51

B. Pembuatan Rules

Secara umum respon fungsi step suatu sistem kendali memberikan output.

Pada sistem diaktifkan ,ouput akan bekerja dengan cepat menuju setting point

(SP) yang diatur pada suhu. Output ini oleh kontroler akan diturunkan atau

dinaikan menuju SP hingga output-ya mencapai SP. Yang dilakukan oleh

kontroler untuk menaikan dan menurunkan output harus sesuai dengan error dan

d-error yang terjadi. Sehingga kontroler dapat mengambil tindakan yang tepat

untuk menyesuaikan output-nya. Dibawah ini merupakan rule yang akan

digunakan buat.

Tabel 12. Rule Fuzzy

Delta-

Error/Error N Z P

AN Tm kec Kr kec Kr kec

Dz Tm kec Zr tetap Kr kec

AP Tm kec Tm kec Kr kec

Keterangan :

If error N and delta error AN than pwm motor Tm

If error Z and delta error AN than pwm motor Kr

If error N and delta error AN than pwm motor Kr

If error N and delta error AZ than pwm motor Tm

If error Z and delta error AZ than pwm motor Zr

If error P and delta error AZ than pwm motor Kr

If error N and delta error AP than pwm motor Tm

If error Z and delta error AP than pwm motor Tm

If error P and delta error AP than pwm motor Kr

52

C. Mesin inferensi

Mencari nilai terkecil dari keluaran semua rule.

D. Defuzzyfikasi

Perhitungan crips output dinyatakan dengan rumus :

Zt=R/A;

Zt= Output Fuzzy

A= α prediket (br1........br9)

R= hasil rule output(z1........z9)

Deffuzifikasi :

Zt=((br1*z1)+(br2*z2)+(br3*z3)+(br4*z4)+(br51*z51)+(br52*z52)+(br6*

z6)+(br7*z7)+(br8*z8)+(br9*z9)) / (br1+ br2 + br3 + br4 + br5 +br5 + br6

+ br7 + br8 + br9);

3.5 Perancangan Perangkat Keras

Dalam perancangan perangkat keras meliputi perancangan mekanik

dan kebutuhan bahan-bahan untuk pembuatannya. Berikut ini adalah daftar alat

dan bahan yang digunakan.

53

Gambar 31. bentuk perancangan mesin penetasan

Tabel 13. Alat dan Bahan yang dibutuhkan

Daftar Bahan dan Alat Pembuatan Mesin tetas

No. Daftar Bahan Jumlah Daftar Alat

1 Seng Plat 2 lembar Solder

2 Teriplek 1 lembar Bor

3 Besi siku secukupnya Gergaji

4 LCD 1 buah 1 buah Obeng

5 Arduino mega 2560 1 buah Palu

6 modul Sensor Suhu DHT11 1 buah Gunting Seng

7 Sensor LM35 2 buah PC Komputer

8 Modul RTC DS1307 1 buah

9 Kabel secukupnya

10 Komponen Elektronika secukupnya

11 Motor DC 2 buah

12 Rak tempat telur itik 2 buah

54

BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

4.1 Metodologi Pengujian

Metode Pengujian alat dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah

pembuatan alat yang telah dilakukan sesuai dengan yang diharapkan atau dengan

kata lain memiliki fungsi sesuai dengan yang diinginkan. Pengujian ini terdiri dari

beberapa tahap pengujian yaitu

a. Pengujian setiap rangkaian yang digunakan.

b. Pengujian sensor suhu, sensor kelembaban, RTC dan ditampilkan pada

LCD serta mengukur temperatur yang dihasilkan dari heater yang

digunakan pada alat.

c. Pengujian Metode fuzzy logic yang digunakan sebagai pengontrol untuk

suhu.

Dari semua pengujian yang akan dilakukan maka dilakukan cara

pengujiannya dalam bentuk pengukuran tegangan dari setiap keluaran yang

dihasilkan dengan menggunkan multimeter dan menggunakan termometer digital

untuk perbandinganan dari sensor suhu.

4.1.1 Pengujian Rangkaian Catu daya

Pengujian rangkaian catu daya ini dilakukan dengan cara mengukur nilai

tegangan keluaran dari supply. Apakah nilai tegangan keluaran telah sesuai

dengan keinginan yang kita butuhkan untuk mensuplay tegangan ke semua

rangkaian lainnya.

55

Sesuai dengan rancangan rangkaian catu daya yang dibuat. Pada alat ini

dibutuhkan tegangan keluaran sebesar 12 Vdc dan 9 Vdc. Pada gambar dibawah,

terdapat titik pengukuran yang dilakukan sebagai berikut:

Gambar 32. Titik Pengukuran Tegangan Catu Daya

Tabel 14. Hasil Titik Pengukuran pada Catu Daya dengan Multimeter

Titik Pengukuran ( Terhadap Ground ) Hasil Pengukuran

TP 1 (Output Lilitan Sekunder) 12 VACrms

TP 2 (Output Dioda Jembatan) 17,10 V DC

TP 3 (Output IC Regulator 7812) 11,11 V DC

TP 4 ( Output IC Regulator 7809 ) 8,42 V DC

Berdasarkan tabel 2, dapat dilihat bahwa nilai tegangan keluaran dari

rangkaian catu daya sebesar 11.11 Vdc dan 8,42 Vdc hasil ini hampir mendekati

dengan nilai tegangan yang butuhkan yaitu 12 V dan 9 V.

Analisa :

Rangkaian Catu daya yang dibuat memiliki keluaran 12 Vdc. Rangkaian

ini terdiri dari sebuah Trafo stepdown,rangkaian jembatan dioda dan IC regulator

56

7812 dan 7809. Proses nilai perubahan tegangan di mulai dari trafo stepdown

yang menurunkan tegangan 220 Vac menjadi 12 Vac tegangan keluaran dari trafo

masuk ke rangkaian jembatan dioda. Pada rangkaian ini terjadi perubahan

tegangan AC menjadi tegangan DC. Secara teori dapat dilakukan perhitungan

sebagai berikut:

√

√

Untuk mencari tegangan DC hasil keluaran dari penyearah gelombang

penuh adalah :

Dari hasil yang didapatkan secara teori adalah sebesar 10.81 VDC sedangkan

hasil yang didapatkan sesuai pengukuran pada keluaran jembatan dioda adalah

17.10 VDC. Selisih nilai tegangan yang didapat pada titik pengukuran keluaran

jembatan dioda adalah sebesar 6.29 Dari kedua hasil baik secara pengukuran dan

teori tersebut, walaupun terjadi perbedaan antara keduanya akan tetapi itu tidak

masalah karena bisa jadi itu terjadi akibat faktor dari komponen yang digunakan

pada rangkaian. Tegangan DC yang telah dirubah kemudian masuk ke IC

regulator nilai keluaran yang terukur pada alat adalah 8.42 VDC untuk keluaran

dari IC regulator 7809 dan 11.11 VDC untuk keluaran dari IC regulator 7812.

Walaupun berbeda dari yang diingikan akan tetapi masih dapet menjalankan

rangkaian lain dengan optimal.

57

4.1.2 Pengujian Sensor Suhu

Pengujian sensor LM35 bertujuan untuk mendapatkan nilai suhu yang

terukur pada pemanas sesuai dengan besaran nilai suhu yang diinginkan.

Pengujian di lakukan dengan menyesuaikan nilai yang terukur pada sensor LM35

dengan thermometer digital, kemudian dengan cara perhitungan Vout LM35 .

Pengujian 1:

Gambar 33. Blok Diagram pengujian sensor suhu

Gambar Hasil Percobaan :

Gambar 34. Hasil pengukuran suhu

LCD Mikrokontroller

Arduino mega 2560

Sensor LM35

58

Pengujian 2 :

Pengujian kedua menggunakan thermometer, LM35, dan arduino mega.

Pengujian dilakukan untuk mendapatkan nilai takaran suhu yang sama antara

thermometer dengan hasil pengukuran sensor LM35.

Tabel 15. Hasil Pengujian perbandingan sensor LM35 dengan Thermometer

Nilai

Thermometer

Suhu terbaca di

LCD (C)

Vout LM35

(mV) Error % Error

Data

ADC

30 30,6 308 0,6 2,00% 628

35 35,2 353 0,2 0,57% 720

36 36,5 368 0,5 1,39% 750

37 37,4 376 0,4 1,08% 767

38 38,7 384 0,7 1,84% 783

39 39,4 398 0,4 1,02% 812

40 40,4 406 0,4 1,00% 828

45 45,8 455 0,8 1,78% 930

Besaran nilai yang terbaca pada sensor suhu LM35 sangat berpengaruh

terhadap range panas suhu pada mesin tetas. Dibutuhkan kecocokan antara nilai

pembacaan sensor dengan nilai dari alat ukur suhu yang telah terkalibrasi. Nilai

suhu yang bagus untuk mesin tetas berkisar antara 38C - 40C. Berdasarkan data

yang di dapat maka nilai besaran suhu yang terukur oleh sensor LM35 mendekati

dengan nilai yang terbaca pada thermometer.

Pada pengujian pertama kita melakukan perbandingan nilai yang terukur

pada arduino dengan nilai yang terbaca pada termometer. Hasil yang sama hampir

di dapatkan di antara keduanya. Nilai pada thermometer sudah merupakan hasil

kalibrasi skala suhu dari pabrikan thermometer, sedangkan sensor LM35 yang

59

digunakan bekerja berdasarkan program kalibrasi sensor yang diberikan pada

sensor melalui program Arduino.

Dari hasil pengukuran pada tabel di atas maka tegangan keluaran sensor

suhu LM35 pada suhu 36 0C adalah 368 mv. Sedangkan untuk suhu 39

0C

tegangan output yang terukur adalah sebesar 398 mv. Dari perbandingan kedua

data di atas, maka besarnya perubahan tegangan adalah:

Perubahan tegangan = 402 mV – 383mV

40 0C – 38

0C

= 19 mV

2 0C

= 9,5mV

1 0C

Nilai Vout yang didapatkan selama pengukuran memiliki nilai yang tidak

begitu konstan terhadap kenaikan 1C pada suhu,hal ini bisa jadi di karenakan

pembacaan alat ukur yang tidak stabil pada saat pengambilan data.

Untuk nilai perbandingan nilai dari ADC yang terukur dengan nilai ADC

yang didapat secara perumusan diambil beberapa contoh dari data yang didapat

yaitu :

ADC =

= 3,6 x (1024 – 1)

5 V

= 756,9

60

ADC =

= 3,98 x (1024 – 1)

5 V

= 814,3

ADC =

= 4,06 x (1024 – 1)

5 V

= 830,7

4.1.3 Pengujian Sensor Kelembaban

Sensor Kelembaban DHT 11 diuji dengan cara memberikan catu

daya 5V dan memberikan pemanasan secara tidak langsung.

Tabel 16. Hasil Pengujian perbandingan sensor DHT11 dengan Hygrometer

NO DHT11

Digital Thermo-

hygrometer error

suhu

error

kelembaban Suhu kelembaban suhu Kelembaban

1 22 95 23,5 95 1,5 0

2 23 93 23,2 92 0,2 1

3 24 90 24,4 86 0,4 4

4 25 75 25,2 77 0,2 2

5 26 71 26,3 74 0,3 3

6 27 78 26,8 81 0,2 3

7 28 62 27,8 63 0,2 1

8 29 69 28,8 68 0,2 1

9 30 57 29,8 61 0,2 4

10 31 57 30,2 62 0,8 5

61

Akan tetapi untuk sensor DHT11 dapat membaca kelembaban ruangan,

dan hubungannya kelembaban dengan suhu adalah semakin tinggi suhu semakin

rendah kelembaban, dibawah ini tampilan pembacaan sensor DHT11 pada LCD

Dari hasil pengujian untuk perbandingan sensor dengan alat ukur

didapatkan suatu rata-rata kesalahan dari pembacaan sensor DHT11 untuk suhu

dengan kesalahan 0,10C dan untuk kelembaban RH 1,2% hal ini sesuai dengan

rentang toleransi dari sensor DHT11. Dan untuk rata-rata pembacaan DHT11

suhu 26,5 dan kelembaban ialah 74,7. Pada Hygro-meter demgam rata-rata suhu

26,6 dan kelembaban ialah 75,9.Dari data dapat kita lihat bahwa pembacaan untuk

kondisi lebih stabil dari kelembaban hal ini disebabkan oleh kelembaban realtif

sendiri merupakan perkiraan dari kelembaban mutlak yang ada.

4.1.4 Pengujian modul RTC (Real Time Clock)

Dari hasil pengujian RTC tersebut bekerja dengan baik yaitu dapat

menampilkan angka jam, menit, detik, tanggal, bulan dan tahun.Serta RTC ini

masih dapat menyimpan data waktu yang telah diset walaupun sistem dimatikan

kemudian dihidupkan kembali. Dibawah ini tampilan gambar dari RTC pada LCD

Gambar 35. Tampilan RTC pada LCD

62

4.1.5 Pengujian Rangkaian Relay

Pengujian rangkaian relay dilakukan dengan cara memberikan nilai

masukan tegangan dari arduino pada rangkaian relay dan kemudian

memutuskannya,hasil dari masukan dan keluaran relay dilihat dengan indikator

LED yang terdapat pada rangkaian relay.

Program pengujian :

int h_1 = 32; //heater 1

int h_2 = 34; // heater 2

void setup() {

pinMode(h_1,OUTPUT);

pinMode(h_2,OUTPUT);}

void loop() {

digitalWrite(h_1,HIGH); //Relay aktif

digitalWrite(h_2,HIGH); //Relay aktif

delay(5000);

digitalWrite(h_1,LOW); //Relay nonaktif

digitalWrite(h_2,LOW); //Relay nonaktif

delay(5000);}

63

Gambar 36. Relay Mati

Gambar 37. Relay Hidup

Tabel 17. Hasil Pengujian Rangkaian Relay

No. Program Arduino Relay

1 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

2 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

3 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

4 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

5 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

6 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

7 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

8 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

64

9 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

10 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

11 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

12 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

13 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

14 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

15 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

16 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

17 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

18 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

19 Digitalwrite High (5 V) nonaktif (led menyala)

20 Digitalwrite Low (0V) aktif (led Mati)

Analisa :

Rangkaian relay berfungsi sebagai saklar untuk menghidupkan dan

mematikan relay, pada percobaan di atas kita melakukan pengujian pada

rangkaian melalui pemograman pada arduino dimana dalam 5 detik awal

mikrokontroller mengirimkan data logika “1” pada pin out relay yang berarti

mikrokontroller mengirimkan tegangan 5 V pada pin relay sehingga lampu

indikator pada relay menyala. Proses tegangan tersebut bekerja untuk memicu

tegangan yang masuk pada basis transistor agar relay dapat berfungsi. Tegangan

yang masuk pada basis transistor akan menyalakan relay ,merubah kontak relay

dari NC(Normally close) menjadi NO(normally Open) dan sebaliknya.

Berdasarkan pada prinsip dasar cara kerjanya, relay dapat bekerja karena adanya

medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan

diberikan tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet

pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan

yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak

65

NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet

pada kumparan akan hilang sehingga nantinya akan menarik saklar ke kontak NC.

Cara kerja tersebut yang nantinya di gunakan untuk mengaktifkan dan

mematikan relay, berdasarkan nilai suhu yang terbaca oleh sensor LM35 jika nilai

suhu nya melebihi batas set point maka relay 1 akan terbuka dan heater 1 akan

mati kemudian jika suhu nya kurang dari setpoint maka relay 1 akan tertutup dan

heater 1 akan menyala.

4.1.6 Pengujian Driver Motor Exhaust Fan

Pengujian driver motor bertujuan untuk mengetahui apakah rangkaian

dapat bekerja dengan baik atau tidak. Rangkaian driver motor berfungsi sebagai

saklar terhadap motor exhaust fan serta untuk mengatur besaran nilai untuk PWM

motor fan. Pada pengujian driver dengan cara melihat pengaruh perubahan bentuk

lebar pulsa berdasarkan data PWM motor fan yang di dapatkan pada alat. Hasil

pengujian di tampilkan dalam bentuk sinyal pulse PWM motor fan berdasarkan

nilai yang terukur pada motor exhaust fan di alat.

Gambar 38. Hasil Tampilan PWM 100

66

Gambar 39. Hasil Tampilan PWM 160

Gambar 40. Hasil Tampilan PWM 180

Gambar 41. Hasil Tampilan PWM 255

67

Analisa :

Pada pengujian ini, motor exhaust fan dihubungkan ke pin arduino melalui

driver motor fan. Ketika arus mengalir menuju basis transistor atau di beri logika

“1” maka transistor dalam kondisi saturasi, arus mengalir dari kolektor menuju ke

emitor dan rangkaian driver motor akan berfungsi mengeluarkan tegangan sebesar

12 Vdc tegangan ini yang nantinya akan menggerakan motor. Ketika di berikan

logika “0” maka tidak ada arus yang mengalir ke basis transistor dan output driver

motor pun bernilai 0 Vdc. Transistor dalam keadaan kondisi cut off atau mati

sehingga tidak ada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor.

Nilai logika 1 yang di berikan pada pin output driver motor berguna untuk

mengatur putaran motor exhaust fan dimana nilai PWM motor fan berdasarkan

dari pengolahan data fuzzifikasi pada program mikrokontroller arduino sehingga

tingkat PWM putaran motor dapat digunakan sebagai pengontrol suhu ruang

pengering nantinya. Pada data pengujian hasil PWM motor fan yang dilihat lebar

pulsanya yaitu yang bernilai 100, 160, 180 dan 255, pada PWM motor fan 100,

160 dan 180 dapat dilihat lebar pulse HIGH nya lebih besar daripada pulse LOW

ini yang menyebabkan nilai PWM putaran motor nya besar,begitu juga dengan

nilai PWM motor fan 255 dimana nilai pulsenya semua bernilai HIGH sehingga

putaran motornya akan sangat cepat karena tegangan yang diterima pada motor

akan penuh tanpa terhenti.

Untuk mengetahui berapa tegangan pada saat PWM 100, 160 dan 180

dapat kita buktikan dengan menggunakan rumus.

68

Duty Cycle =

Teg = 12 Vdc x Duty Cycle

1. Untuk PWM 100 dapat diketahui bahwa

Ton = 804,0 us = 0,804 ms

Toff = 1,240 ms

Duty Cycle =

Duty Cycle =

= 39,4 %

Teg = 12 Vdc x 39,4 % = 4,7 Vdc

2. Untuk PWM 160 dapat diketahui bahwa

Ton = 1,284 ms

Toff = 759,9 us = 0,7599 ms

Duty Cycle =

Duty Cycle =

= 62,8 %

Teg = 12 Vdc x 62,8 % = 7,5 Vdc

3. Untuk PWM 180 dapat diketahui bahwa

Ton = 1,444 ms

Toff = 599,9 us = 0,5999 ms

Duty Cycle =

69

Duty Cycle =

= 70,6 %

Teg = 12 Vdc x 70,6 % = 8,47 Vdc

4.1.7 Pengujian Driver Motor

Pengujian driver motor ini bertujuan untuk mengetahui bahwa driver

motor bisa digunakan sebagaimana mestinya dalam hal ini menggerakan motor

power window yang berfungsi sebagai pemutar rak telur.

Langkah untuk melakukan pengujian driver motor dilakukan dengan cara

memasukan program ke dalam arduino dimana akan terlihat bahwa motor

bergerak maju, mundur dan dalam kondisi berhenti.

Gambar 42. Motor power window pemutar rak telur

70

Tabel 18. Logika Motor Power Window

Enable A Input 1 Input 2 Kondisi Motor 1

0

1

1

X

0

1

X

1

0

Berhenti

Putar kiri

Putar kanan

Dari Tabel 17 diperoleh bahwa motor akan bergerak berdasar

logika yang dimasukan melalui program yang sudah dimasukan

sebelumnya ke dalam Arduino. Dari data di atas maka dapat dianalisakan bahwa

motor akan membuka katup atau menutup katup dan bergerak maju atau mundur

apabila pin enable pada driver berlogika 1 dan sebaliknya jika motor berlogika 0

maka motor akan berhenti.

4.2 Pengujian dan analisa secara keseluruhan

Pengujian alat penetas telur itik ini yang didasarkan dari implementasi

metoda logika fuzzy sebagai pengatur suhu didalam mesin tetas. Sebagai

pembanding dari mesin tetas semi-otomatis dengan alat yaitu dari jenis pemanas

yang digunakan, proses pembalikan telur, dan penurunan suhu didalam mesin

tetas. Untuk pengujian dari alat tersebut dilakukan beberapa pengujian yaitu

pengukuran besarnya suhu yang dihasilkan oleh alat, waktu pembalikan telur,

serta lamanya penurunan suhu yang dibandingkan antara proses antara alat dengan

mesin semi-otomatis.

Untuk melakukan menaikkan suhu yang dibutuhkan pada mesin penetas

maka digunakan heater untuk menaikkan suhu didalam box dan untuk membaca

71

suhu didalam digunakan sensor suhu LM35, Pengambilan data dilakukan dengan

cara menampilkan nilai suhu dan nilai kecepatan motor fan pada LCD.

Perbedaan lain antara alat dengan mesin penetas semi-otomatis yaitu

perubahan suhu dalam setiap minggunya, pada alat diatur suhu untuk minggu

pertama 38,5 0C, minggu kedua 39,15

0C, minggu ketiga 39,60

0C dan minggu

keemp at 400C. Dan untuk waktu pembalikan telur dilakukan kecuali hari pertama

dan dua hari terkakhir.

Untuk perhitungan daya yang dari output yang digunakan pada alat ini

adalah:

Tabel 19. Total Penggunaan Daya

Nama

Komponen Jumlah Arus

Tegangan

Input Daya

Daya

Total

Heater

Inkubator 1 buah

1363

mA 220 VAC

300

Watt

300

Watt

Heater HDE

09 Persegi

Panjang

2 buah 181

mA 220 VAC

50

Watt

100

Watt

Daya Total 400

Watt

Jika dilakukan perhitungan secara teori dengan menggunakan rumus daya ( P ),

maka akan didapatkan hasil dari tiap-tiap output tersebut sebagai berikut:

1. Untuk Heater Inkubator

Pada alat digunakan 1 buah heater inkubator dengan daya 300W

72

2. Untuk HDE09 Persegi Panjang Untuk Heater Persegi Panjang

Pada alat digunakan 2 buah heater persegi panjang dengan daya 50 watt,

sehingga total daya yang digunakan untuk seluruh heater persegi panjang adalah

100 watt. Daya total dari semuanya yaitu sebesar 400W.

Berkut ini Hasil uji respon sistem terhadap simulator petra fuzzy dalam

rentangan 20 menit dengan setpoin 39,5 dan pengaturan pwm awal 185.

4.2.1 Perbandingan alat dengan simulator petrafuzzy

Tabel 20. hasil perbandingan alat dengan simulator petrafuzzy.

Suhu ES ET dE ZT PWM Hasil dari

PF

39,31 -0,16 -0,4 10,24 -0,04 0,11 10

39,55 -0,4 -0,16 0,24 0,07 0,17 10

39,55 -0,4 -0,4 0 0,38 0,56 -10

39,06 0,09 -0,4 -0,49 -0,07 0,49 -10

39,31 -0,16 0,09 0,24 0,06 0,54 10

39,31 -0,16 -0,16 0 0,82 1,36 3,2

39,55 -0,4 -0,16 0,24 0,07 1,43 10

39,31 -0,16 -0,4 -0,24 -0,04 1,4 -3,6

39,06 0,09 -0,16 -0,24 -0,07 1,32 -10

39,31 -0,16 0,09 0,24 0,06 1,38 10

39,06 0,09 -0,16 -0,24 -0,07 1,31 -10

39,06 0,09 0,09 0 0,9 2,21 -1,8

39,31 -0,16 0,09 0,24 0,06 2,27 10

39,06 0,09 -0,16 -0,24 -0,07 2,2 -10

38,82 0,33 0,09 -0,24 -0,06 2,14 -6,6

(Ket: ES= Error Sekarang, ET = Error Tadi, dE = Delta Error, ZT = zTotal, PF =

Petrafuzzy)

73

Berdaskan data yang ada pada tabel diatas yaitu pengujian alat dengan

simulator petrafuzzy dapat dilihat bahwa terjadinya penurunan dan kenaikan pwm

motor, ini disebabkan oleh suhu yang terbaca oleh sensor suhu kurang dari

setpoint yang ditentukan (39,5C) atau lebih dari setpoint. nilai tersebut

merupakan hasil dari Defuzzifikasi pada simulator dan hasil ini hampir sama

dengan yang terjadi pada alat karena penentuan dari membership error,derror dan

outputnya sama dengan yang ada pada alat, yaitu untuk error Positif = 0.5, Zero=

0, error negatif = -0.5 untuk derror yaitu derror Positif 0.2, derror zero=0, derror

negatif = -0.2 dan untuk outputnya yaitu tambah = 10 , netral = 0, kurang = -10,

data tersebut ditentukan dari beberapa kali percobaan.

4.3 Pengujian output defuzzifikasi

Dari tabel 4.6 dapat dilihat nilai PWM motor berdasarkan rule error dan

delta error yang dibuat. Pada saat kondisi nilai error dan delta error berada pada

posisi P (Positif) dan AN (delta negatif) PWM motor exhaust fan memiliki nilai

kecil, sebaliknya pada saat kondisi nilai error naik P (Positif) dan nilai delta error

naik AP (delta Positif) PWM motor exhaust fan akan naik, rule yang berfungsi

pada keadaan tersebut yaitu If error N and delta error AP than pwm motor Tm

Dan If error P and delta error AP than pwm motor Kr

Untuk pembuktian kerja output fuzzy berdasarkan rule di atas dapat

dilihat dari contoh pengujian dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

else if (de >= deN1 && de <= 0)

{ AP=0;

AZ=(de - deN1)/(0-deN1); //fungsi naik

74

AN= (0 - de)/(0- deN1); // fungsii turun.

}

void nilai_terkecil()

{ if (N<AN){br1=N;}else{br1=AN;}

if (Zero<AN){br2=Zero;}else{br2=AN;}

if (P<AN){br3=P;}else{br3=AN;}

if (N<AZ){br4=N;}else{br4=AZ;}

if (Zero<AZ){br5=Zero;}else{br5=AZ;}

if (P<AZ){br6=P;}else{br6=AZ;}

if (N<AP){br7=N;}else{br7=AP;}

if (Zero<AP){br8=Zero;}else{br8=AP;}

if (P<AP){br9=P;}else{br9=AP;}}

z = ((br1*z1)+(br2*z2)+(br3*z3)+(br4*z4)+(br5*z51)+(br5*z52)+

(br6*z6)+(br7*z7)+(br8*z8)+(br9*z9));

tot = (br1+br2+br3+br4+br5+br5+br6+br7+br8+br9);

zt=z/tot

pwm = pwm sebelumnya + zt;

sebagai contoh rumus yang diatas dapat dimasukkan nilai pada setiap bagiannya

yang hasilnya sesuai dengan apa yang ada pada sample dibawah ini

ES=0.09 ET=0.00 dE= -0.49 pwm sebelumnya= 0,56

N= 0.00 P= 0.18 Z= 0.82

AZ= 0.00 AP= 0.00 AN= 1.00

z1= 0.00 z2= -0.08 z3= -0.02 z4= 0.00 z51= -10.00 z52= 10.00 z6= 0.00 z7= 0.00

z8= 0.00 z9= 0.00

br1= 0.00 br2= 0.82 br3= 0.18 br4= 0.00 br5= 0.00 br6= 0.00 br7= 0.00 br8=

0.00 br9= 0.00

z = -0.07 tot= 1.00

75

zt = -0.07

pwm = 0,56 + -0,07 = 0,49

ES=-0.16 ET=0.00 dE=0.24 pwm sebelumnya = 0,49

N= 0.32 P= 0.00 Z= 0.68

AZ= 0.00 AP= 1.00 AN= 0.00

z1= 0.00 z2= 0.00 z3= 0.00 z4= 0.00 z51= -10.00 z52= 10.00 z6= 0.00 z7= 0.03

z8= 0.07 z9= 0.00

br1= 0.00 br2= 0.00 br3= 0.00 br4= 0.00 br5= 0.00 br6= 0.00 br7= 0.32 br8=

0.68 br9= 0.00

z = 0.06 tot = 1.00

zt = 0.06

pwm = 0,49 + 0,06 = 0,55

Berdasarkan hasil dari contoh diatas dapat diketahui yaitu hasil dari teori

dengan hasil yang didapat pada alat tidak jauh berbeda hanya selisih 0,01 untuk

nilai pada pwm contoh yang kedua.

76

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Sensor suhu pada sistem ini memiliki error rata-rata keseluruhan terhadap

termometer yang digunakan sebesar 0,33 %.

2. Pengaturan suhu yang dilakukan pada alat berbeda setiap minggunya yaitu

untuk minggu pertama suhu 38,5°C, minggu kedua 39,15°C, minggu

ketiga 39,6°C dan minggu keempat 40°C.

3. Dengan memanfaatkan metoda logika fuzzy, suhu pada mesin penetasan

telur itik stabil pada titik 39°C.

5.2 Saran

Sumber arus pada alat ini menggunakan listrik PLN dan apabila PLN

melakukan pemadaman listrik maka tentunya alat ini juga tidak dapat berfungsi

maka sebaiknya alat ini bisa kembangkan menggunakan energi solar cel yang

digunakan sebagai sumber arus cadangan dalam keadaan darurat.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Paimin, Farry B, 2004. Membuat dan Mengelola Mesin Tetas, Jakarta:

Penebar Swadaya

[2] Cahyono Bambang.2011. Mesin Tetas.Jakarta.Penebar Swadaya.

[3] Nugroho Ichsan Dwi. 2012. Alat Pengatur Lampu Dan Pembalik Telur Otomatis

Pada Bok Penetasan Telur Berbasis Mikrokontroler Atmega 16 Dilengkapi

Uninterruptible Power Supply.Jurusan Elektronika D3.Fakultas Teknik.

Universitas Negeri Yogyakarta.Yogyakarta.

[4] Rahim Rahmat Hidayat.2015.Rancang Bangun Alat Penetas Telur

Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMega8535.Jurusan Teknik Elektro.

Fakultas Teknik UNSRAT.Manado.

[5] Rahayuningtyas Ari.2014.Rancang Bangun Alat Penetas Telur Sederhana

Menggunakan Sensor Suhu Dan Penggerak Rak Otomatis, Subang : Pusat

Pengembangan Teknologi Tepat Guna Lembaga Ilmu Pengetahuan

Indonesia.

[6] Fadhila Erwin.2014.Pengendalian Suhu Berbasis Mikrokontroler Pada

Ruang Penetas Telur.Jurusan Teknik Elektro. Institut Teknologi Nasional

Bandung.Bandung