RANCANG BANGUN INKUBATOR ANAKAN BURUNG LOVEBIRD OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER (BAGIAN II) TUGAS AKHIR

ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

RANCANG BANGUN INKUBATOR ANAKAN BURUNG LOVEBIRD OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER (BAGIAN II)

TUGAS AKHIR

Oleh : MUHAMMAD FAJAR MUHTADIN NIM 081310213034

PROGRAM STUDI D3 OTOMASI SISTEM INSTRUMENTASI DEPARTEMEN TEKNIK FAKULTAS VOKASI UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2016

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN INKUBATOR...

M. FAJAR MUHTADIN


LEMBAR PERSETUJUAN TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR ANAKAN BURUNG LOVEBIRD OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER (BAGIAN II)

TUGAS AKHIR

Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md) pada Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Pada Departemen Teknik Fakultas Vokasi Universitas Airlangga

Oleh : MUHAMMAD FAJAR MUHTADIN NIM. 081310213034

Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing,

Dosen Konsultan,

Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si

Deny Arifianto, S.Si

NIP. 19730904 200604 1 001

NIK. 139111263

TUGAS AKHIR


ii

M. FAJAR MUHTADIN


LEMBAR PENGESAHAN NASKAH TUGAS AKHIR

JUDUL

: RANCANG BANGUN INKUBATOR ANAKAN BURUNG LOVEBIRD OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER (BAGIAN II)

PENYUSUN

: Muhammad Fajar Muhtadin

NIM

: 081310213034

TANGGAL UJIAN : 02 Agustus 2016 PEMBIMBING

: Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si

KONSULTAN

: Deny Arifianto S.Si

Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing,

Dosen Konsultan,

Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si

Deny Arifianto, S.Si

NIP. 19730904 200604 1 001

NIK. 139111263

Mengetahui :

Ketua Departemen Teknik

Koordinator Program Studi

Fakultas Vokasi

D3 Otomasi Sistem Instrumentasi

Universitas Airlangga

Universitas Airlangga

Ir.Dyah Herawatie, M.Si

Winarno, S.Si., M.T.

NIP.19671111 199303 2 002

NIP. 19810912 201504 1 001

TUGAS AKHIR


iii

M. FAJAR MUHTADIN


PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR

Tugas Akhir ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah.

Dokumen Tugas Akhir ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.

TUGAS AKHIR


iv

M. FAJAR MUHTADIN


KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia serta hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Rancang Bangun Inkubator Anakan Burung Lovebird Otomatis Berbasis Mikrokontroller” dengan baik. Shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW yang telah menunjukan jalan yang terang. Tugas akhir ini,dapat selesai dengan baik berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini, yang terhormat: 1. Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia, rahmat, serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan baik. 2. Rasulullah Muhammad SAW yang telah memberikan teladan yang baik bagi seluruh umatnya, Shalawat serta salam semoga tetap tercuruhkan kepadanya. 3. Bapak Winarno, S.Si., M.T selaku Ketua Koordinator Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi yang telah menyetujui proposal tugas akhir ini. 4. Bapak Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si selaku dosen pembimbing yang tidak henti membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan baik. 5. Bapak Deny Arifianto, S.Si selaku dosen konsultan yang setia mendengarkan ocehan penulis selama mengerjakan laporan tugas akhir ini. 6. Bapak Dr. Khusnul Ain, S.T., M.Si selaku dosen penguji yang memberikan kritik

dan saran yang membangun sehingga laporan akhir ini dapat

terselesaikan dengan baik. 7. Keluarga yang penulis cintai, terima kasih atas dukungan moral, material, dan doa yang tak henti-hentinya diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat melangkah hingga sejauh ini. 8. Teman-teman dari OSI angkatan 2013 yang tak pernah berhenti membakar semangat

membara

sehingga

memotivasi

penulis

untuk

menyelesaikan

laporan akhir ini.

TUGAS AKHIR


v

M. FAJAR MUHTADIN


9. Teman-teman ASTRAI 2013vHendrik “Aligator”, A.Rizky “Zu”, Rayhan “Kopyor” Bagir, Alby “AtinePalingElek”, Dimas “Gecol”, Ilham “cupscups”, Aldy “Gori”, Rizky “Pres”, Bagus “Acil”, dan Oktavio “Mbah” Adreng yang dengan keterpaksaannya telah menjadi partner mengerjakan tugas akhir. Tak lupa pemimpin ASTRAI pak/mas Deny Arifianto juga. 10.

Game-game yang telah menemani penulis ketika penulis sedang tidak

punya inspirasi, DOTA 2, Pokemon GO, Counter Strike dan lain-lain, terimakasih telah menghibur. 11.

Alat-alat musik yang memberikan suasana bahagia bagi penulis, dan

memberikan hiburan di kala sepi datang menyergap. Gitar, Cajon, Harmonika ZU. 12.

Teman-teman di grup LINE Saitama yang telah memberikan doa dan

semangat bagi penulis, maafkan penulis yang tidak pernah punya waktu buat kalian ajak main. 13.

Laptop, Mouse, Printer yang telah bekerja keras menemani penulis dalam

menuliskan tiap kata pada laporan akhir, tapi maaf ya besok kamu tak ganti baru. 14.

Perkakas lain yang telah membantu dalam pembuatan alat untuk tugas

akhir. 15.

Mak war yang telah memberikan konsumsi makan, minum, dan ilmu

memasak selama bertahun-tahun penulis berada di kampus tercinta. 16.

Penjual makanan di area sekitar kampus yang selalu ada saat dibutuhkan

meskipun ditengah hujan badai, gelap malam, kering kerontang, gundah gulana, dan suasana lain. Akhir kata, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan laporan tugas akhir ini.

Surabaya, 9 Agustus 2016

Penulis

TUGAS AKHIR


vi

M. FAJAR MUHTADIN


Muhammad Fajar Muhtadin, 2016, Rancang Bangun Inkubator Anakan Burung Lovebird Otomatis Berbasis Mikrokontroller (Bagian II). Tugas Akhir ini di bawah bimbingan Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si dan Deny Arifianto S.Si. Prodi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Departemen Teknik Fakultas Vokasi Universitas Airlangga.

ABSTRAK Dalam dunia peternakan khususnya unggas belakangan ini muncul jenis burung dengan warna bulu yang cantik dan suara yang merdu yaitu lovebird. Anakan lovebird harus dijaga suhunya hingga umur 30 hari atau hingga bulu – bulunya terbentuk dengan sempurna. dikarenakan kemungkinan anakan lovebird hidup setelah menetas tergantung dari suhu lingkungan. Cuaca yang tiba – tiba berubah akan membuat anakan sulit untuk bertahan hidup. Tugas akhir ini membahas tentang pembuatan rancang bangun inkubator anakan lovebird otomatis berbasis mikrokontroller. Inkubator ini memiliki fitur berupa pemanas dan pengontrol udara panas. kontrol udara panas dalam inkubator tersebut dilakukan oleh exhaust fan yang dikendalikan kecepatan putarnya menggunakan metode PWM (Pulse Width Modullation) melalui mikrokontroller. Untuk mengetahui kondisi suhu di dalam inkubator digunakan dua buah sensor suhu DS18B20 yang kemudian diambil rata-rata nilai suhu keluarannya sehingga dari rata-rata tersebut dapat diketahui kondisi suhu dalam inkubator. Besar nilai PWM yang dijadikan input pada exhaust fan disesuaikan dengan setpoint suhu ruangan yang telah ditentukan. Apabila suhu ruangan belum dan atau masih jauh di bawah suhu setpoint maka exhaust fan akan diberi input PWM dengan nilai 0. Dan apabila suhu ruangan terlampau jauh melewati ambang atas suhu setpoint maka exhaust fan akan diberi nilai maksimal dari PWM yaitu sebesar 255. Untuk suhu inkubator yang mendekati atau berada dalam ambang suhu setpoint maka nilai PWM pada exhaust fan akan dikondisikan melalui software yang telah dibuat.

Kata Kunci

TUGAS AKHIR

: Lovebird, Mikrokontroller, DS18B20, Exhaust fan.


vii

M. FAJAR MUHTADIN


DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN................................................................................... iii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv ABSTRAK............................................................................................................. vii DAFTAR ISI .........................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. ix DAFTAR TABEL.................................................................................................. xi DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xii BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1 1.1

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

1.2

Rumusan Masalah...........................................................................................3

1.3

Batasan Masalah .............................................................................................3

1.4

Tujuan .............................................................................................................3

1.5

Manfaat ...........................................................................................................3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................4 2.1

Lovebird ..........................................................................................................4

2.2

Arduino UNO .................................................................................................5

2.3

Lampu Pijar ...................................................................................................6

2.4

Sensor Suhu DS18B20 ...................................................................................6

2.5

LCD 16x2 .......................................................................................................8

2.6

Relay ...............................................................................................................9

2.7

Kipas DC ......................................................................................................10

BAB III METODE PENELITIAN .....................................................................11 3.1

Tempat dan Waktu Penelitian.......................................................................11

3.2

Bahan dan Alat Penelitian ............................................................................11 3.2.1 Bahan-bahan Penelitian .......................................................................11 3.2.2 Alat-alat Penelitian .............................................................................12

3.3

Prosedur Penelitian .......................................................................................12

TUGAS AKHIR


viii

M. FAJAR MUHTADIN


3.3.1

Tahap Persiapan ................................................................................13

3.3.2

Tahap Pembuatan Alat......................................................................14

1. Tahap Pembuatan Mekanik..................................................................14 2. Tahap Pembuatan Hardware ...............................................................16 3. Tahap Perwujudan Alat .......................................................................18 4. Tahap Pembuatan Software .................................................................18 3.3.3

Tahap Pengujian Alat ........................................................................21

1. Pengujian Lampu.................................................................................21 2. Pengujian Kipas Dc .............................................................................21 3. Pengujian Sensor Suhu DS18B20 .......................................................22 4. Pengujian Software ..............................................................................22 3.3.4 Analisis Data ........................................................................................23 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................................24 4.1

Hasil Rancang Software ...............................................................................24

4.2

Pengujian Lampu ..........................................................................................26 4.2.1 Hubungan Suhu Terhadap waktu pada lampu 5 watt ..........................26 4.2.2 Hubungan Suhu Terhadap waktu pada lampu 25 watt ........................29 4.2.3 Hubungan Suhu Terhadap waktu pada lampu 60 watt ........................31

4.3 Pengujian kipas DC ..........................................................................................33 4.4 Pengujian sensor suhu DS18B20 .....................................................................34 4.5 Pengujian Kestabilan Sistem ............................................................................36 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................38 5.1 Kesimpulan.......................................................................................................38 5.2 Saran .................................................................................................................38 DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................39

TUGAS AKHIR


ix

M. FAJAR MUHTADIN


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konfigurasi Sensor DS18B20 .............................................................6 Gambar 2.2 Konfigurasi LCD 16x2 .........................................................................7 Gambar 3.1 Diagram Prosedur Kerja .....................................................................11 Gambar 3.2 Desain Mekanik Alat ..........................................................................12 Gambar 3.3 Penempatan Sensor DS18B20 dan Kipas DC ....................................13 Gambar 3.4 Penempatan Lampu ............................................................................13 Gambar 3.5 Penempatan Push Button dan LCD ....................................................14 Gambar 3.6 Skematik Rangkaian Relay.................................................................14 Gambar 3.7 Skematik Rangkaian LCD..................................................................15 Gambar 3.8 Skematik Rangkaian Tombol .............................................................15 Gambar 3.9 Diagram Blok Alat .............................................................................16 Gambar 3.10 Flowchart Program...........................................................................18

TUGAS AKHIR


x

M. FAJAR MUHTADIN


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pembacaan Data Hasil Suhu Konversi DS18B20 ....................................7 Tabel 3.1 Pengalamatan port Mikrokontroler ........................................................17 Tabel 3.2 Rancangan Biaya....................................................................................20 Tabel 3.3 Jadwal Penelitian....................................................................................21

TUGAS AKHIR


xi

M. FAJAR MUHTADIN


DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Sketch Software Arduino

TUGAS AKHIR


xii

M. FAJAR MUHTADIN


BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan pada hari ini semakin cepat. Hal ini dilakukan bertujuan untuk mempermudah pekerjaan manusia sehari – hari. Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan tersebut mempengaruhi berbagai aspek kehidupan, tidak terkecuali dalam dunia peternakan. Dalam dunia peternakan khususnya unggas belakangan ini muncul jenis burung dengan warna bulu yang cantik yaitu lovebird. Penggemar burung biasanya memelihara burung ini karena keindahan bulu atau suara kicauannya yang merdu. Selain itu juga sebagai salah satu jenis peluang usaha yang sangat potensial untuk dijalankan. Lovebird sendiri memiliki ukuran bentuk tubuh kecil antara 13 cm - 17 cm dengan berat sekitar 40 gr - 60 gr. Dalam mengembangbiakkan terdapat beberapa fase seperti penetasan telur, fase anakan 7-30 hari, dan fase burung yang sudah siap menjadi indukan lagi pada umur 1,5 bulan. Fase anakan merupakan tahapan yang sangat penting karena anakan lovebird dipisahkan dari induknya. Anakan lovebird harus dijaga suhunya hingga umur 30 hari atau hingga bulu – bulunya terbentuk dengan sempurna. Kemungkinan anakan lovebird hidup setelah menetas tergantung dari suhu lingkungan. Cuaca yang tiba – tiba berubah akan membuat anakan susah untuk bertahan hidup. Apalagi peternak tidak selalu berada di lokasi, sehingga menjaga suhu

lingkungan

TUGAS AKHIR

cukup

sulit.

(Wulan

Susanti,


1

2015,

dari

M. FAJAR MUHTADIN

2 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

www.mediaronggolawe.com/kiat-sukses-memelihara-anakan-lovebird-dalamkondisi-cuaca-extreme.html/ 20 Desember 2015). Jika suhu tidak terjaga dengan baik maka bulu dari anakan tersebut akan rontok dan tidak akan menjadi lovebird dewasa dengan kualitas terbaik. Maka dari itu anakan lovebird Harus diinkubasi atau ditempatkan dalam kotak dan diatur suhunya sesuai usia anakan. Penanganan pada fase ini kebanyakan masih dilakukan dengan metode manual, dengan melakukan pengecekan suhu pada setiap interval waktu tertentu. Pada metoed manual, peternak lovebird harus mengawasi, menyalakan dan mematikan lampu seniri. Inkubator tipe lain menggunakan thermostat sebagai sensor suhunya. Namun penggunaan thermostat rawan cepat rusak dan pengaturan suhu dengan thermostatnya masih manual serta pengaturan yang cukup sulit, karena faktor konstruksinya yang tidak akurat sehingga ketika suhu yang ditargetkan sudah terpenuhi terkadang suhu berubah lagi. Hal inilah yang membuat penulis perlu mengembangkan inkubator untuk anakan lovebird agar suhu tetap terjaga secara otomatis berbasis mikrokontroler sehingga anakan lovebird terjaga kualitasnya. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat diperoleh rumusan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana membangun software yang dapat mengontrol suhu pada inkubator anakan lovebird tersebut ? 2. Bagaimana kinerja software yang telah dibuat dalam mengontrol suhu agar sesuai dengan setpoint ?

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


1.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah yang diambil yakni: 1. Alat uji dalam kondisi tenang dan tidak terpapar matahari secara langsung. 2. maksimal anakan yang diinkubasi adalah 16 ekor. 1.4 Tujuan Adapun tujuan dari perancangan alat ini adalah: 1. Untuk membuat software yang dapat mengendalikan suhu di dalam inkubator agar sesuai dengan setpoint yang telah ditetapkan. 2. Untuk mengetahui kinerja software dalam mempertahankan suhu sesuai dengan setpoint yang telah ditetapkan. 1.5 Manfaat Adapun manfaat dari perancangan alat ini adalah : 1. Dengan

menjaga

suhu

sesuai

kebutuhan

diharapkan

mampu

meminimalisir tingkat kematian anakan lovebird dengan kondisi sehat dan tanpa cacat. 2. Menghemat waktu karena tidak harus memantau anakan tiap waktu.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Lovebird Burung Lovebird memiliki nama ilmiah Agapornis yang berasal dari

bahasa Yunani dengan arti agape berarti cinta dan ornis berarti burung. Penamaan dari burung ini berdasarkan dari pengamatan terhadap tingkah laku burung dengan pasangannya dimana burung jantan dan burung betinanya duduk berdekatan dan memiliki rasa saling menyayangi satu sama lain. Lovebird adalah salah satu jenis burung dengan ukuran yang kecil antara 13cm hingga 17cm, beratnya antara 40 sampai 60 gram dan ekornya pendek, paruhnya besar serta memiliki sifat sosial yang tinggi. Lovebird banyak dipelihara oleh para pecinta binatang karena warnanya yang cantik dan juga suara kicauannya yang merdu merupakan alasannya. Bisnis penjualan Lovebird di pasaran juga semakin meningkat, otomatis membuat permintaan kepada para peternak juga semakin tinggi. Namun, memelihara Lovebird

bukan

tergolong

sesuatu

yang

mudah

karena

susahnya

pengembangbiakan dan perawatan anakan Lovebird tersebut. Anakan burung Lovebird membutuhkan waktu sekitar 4-6 minggu untuk bisa mandiri. Anakan yang masih berumur kurang dari 4 minggu harus mendapatkan perawatan khusus. Perawatan yang sering dilakukan yaitu antara lain dengan membantu melolohkan makanan ataupun memberikan kehangatan kepada anakan tersebut. Pemberian suhu yang tepat juga akan berpengaruh pada

TUGAS AKHIR


4

M. FAJAR MUHTADIN


keindahan bulu yang tumbuh ataupun kesehatan Lovebird ketika mereka tumbuh dewasa. Kehangatan yang diberikan pada anakan Lovebird dapat dilakukan dengan cara membuatkan inkubator. Dari salah satu peternak lovebird di Surabaya bernama pak Lalang didapatkan informasi dimana suhu yang diberikan untuk anakan usia 7 – 14 hari adalah 32 – 35° C dan usia 14 – 30 hari adalah 31 – 33° C. Anakan tidak terlalu sensitif terhadap cahaya yang langsung mengenai tubuhnya namun untuk menghindari hal yang tidak diinginkan disarankan tidak kenakan cahaya secara langsung. Dari sumber informasi yang didapatkan tersebut, perancangan alat yang akan dilakukan kali ini diharapkan dapat mengatur suhu yang ada dalam inkubator tersebut secara otomatis, sesuai dengan suhu yang dibutuhkan. 2.2

Arduino UNO Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada

ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya pada sebuah komputer dengan sebuah kabel USB atau memberi supply tegangan dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan resolusi sebesar 10 bit. Di sisi lain, beberapa pin mempunyai fungsi special yaitu TWI (pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL) untuk men-support komunikasi TWI dengan menggunakan Wire library. Arduino nanti akan digunakan sebagai pusat kontrol sistem dari inkubator dengan mengendalikan LCD, relay, sensor DS18B20, dan kipas DC. 2.3

Lampu pijar Lampu pijar ialah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui filamen

kaca yang dialiri arus listrik kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk melakukan kontak secara langsung terhadap filamen sehingga tidak terjadi proses oksidasi yang dapat menyebabkan rusaknya filamen. Lampu pijar yang dijual di pasaran membtuhkan tegangan kerja yang bervariasi mula 1,25 volt hingga 300 volt. Pada rancang bangun alat ini lampu pijar digunakan sebagai pemanas atau menaikkan suhu inkubator. Digunakan 3 lampu pijar dengan daya 60 watt. 2.4

Sensor suhu DS1820 Sensor DS18B20 merupakan termometer digital yang memiliki internal

ADC dengan resolusi sebsear 9 bit sampai dengan 12 bit. Sensor suhu DS18B20 bekerja berdasarkan perubahan suhu yang dialami oleh material sensor, dengan keluaran yang dihasilkan berupa data suhu digital yang langsung dapat dioperasikan ke dalam mikrokontroler. Aplikasi yang menerapkan sensor suhu DS18B20 adalah pengontrolan termostatik, sistem industri dan termometer.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Dalam sistem ini sistem sensor suhu digunakan untuk mengatahui kondisi suhu dalam inkubator. Sensor suhu DS18B20 memiliki kelebihan-kelebihan sebagai berikut :  Jalur komunikasi DS18B20 hanya memerlukan satu jalur data dipusat mikrokontroler (1-Wire Bus)  Memiliki ketepatan ± 2 °C pada suhu 10 °C sampai dengan 85 °C  Jangkauan maksimal suhu antara -55 °C sampai dengan 125 °C  Bekerja pada tegangan 3 Volt sampai dengan 5,5 Volt  Konversi data suhu manjadi data digital sebanyak 12-bit dengan waktu yang diperlukan sebesar 750 ms.  Konfigurasi pin sensor suhu DS18B20 ini dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut:

Gambar 2.1 Konfigurasi Sensor DS1820 (MAXIM, 2007) Data suhu dari hasil konversi sensor DS18B20 disimpan pada memori scratchpad seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Gambar 2.2 Pembacaan Data Hasil Suhu Konversi DS18B20 (MAXIM, 2007)

2.5

LCD 16x2 LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang

menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat. 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.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Konfigurasi pin LCD 16x2 dapat dilihat pada Gambar 2.3

Gambar 2.3 Konfigurasi LCD 16x2 Sumber: (www.alldatasheet.com)

Pada rancang bangun alat ini LCD 16x2 digunakan sebagai display suhu saat alat bekerja sehingga bisa dipantau apakah pada saat suhu sesuai setpoint sistem bekerja sesuai perencanaan atau tidak. 2.6

Relay Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang

digerakkan oleh arus listrik. Relay terdiri atas coil input berteras feromagnetik dan tuas saklar output. Jika coil input diberi tegangan listrik, maka teras feromagnetik akan bersifat magnetik. Sehingga tuas saklar tertarik dan akan menyebabkan jalur output tersambung atau terputus. Terminal output relay dapat bersifat normal terbuka NO (Normally Open) atau normat tertutup NC (Normally Close). Relay dapat memiliki sebuah atau beberapa buah kutub switch. Pada umumnya kemampuan daya maksimum output relay jauh lebih besar jika dibandingkan dengan daya inputnya.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Relay pada alat ini digunakan untuk menghidupkan lampu yang dimana membutuhkan tegangan 220 V tiap lampunya. 2.7

Kipas DC Prinsip kerja kipas DC yaitu dengan sifat magnet yang saling tolak

menolak pada kedua kutubnya, maka gaya tolak menolak magnet antara kumparan besi dan sepasang magnet tersebut membuat gaya berputar secara periodik pada kumparan besi tersebut. Oleh karena itu baling - baling kipas angin dikaitkan ke poros kumparan tersebut. Penambahan tegangan listrik pada kumparan besi dan menjadi gaya kemagnetan ditujukan untuk memperbesar hembusan angin pada kipas angin. Kipas DC yang kita gunakan merupakan kipas yang biasa yang digunakan pada pendingin PC dengan daya 12 volt serta arus 1,3 ampere. Kipas DC pada alat ini difungsikan sebagai kipas exhaust yang berfungsi untuk menghisap udara di dalam ruang untuk dibuang ke luar. Oleh karena itu, peletakkannya diantara indoor dan outdoor. Hal ini dimaksudkan pada saat suhu dalam inkubator tinggi, kipas DC akan membuang udara panas sehingga udara dalam inkubator menurun.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


BAB III METODE PENELITIAN 3.1

Tempat dan Waktu Penelitian Perancangan dan pembuatan alat ini dilakukan di Laboratorium Robotika

Medis, Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga selama kurang lebih 4 bulan yang dimulai dari bulan April 2016 sampai Juli 2016. 3.2

Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan-bahan Penelitian Bahan – bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1.

Sensor Suhu DS18B20

2.

Lampu 60 Watt

3.

LCD 16x2

4.

Acrylic

5.

Relay

6.

Besi

7.

Kipas DC

8.

Anakan lovebird (Agapornis)

TUGAS AKHIR


11

M. FAJAR MUHTADIN


3.2.2 Alat-alat Penelitian Alat yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :  Minimum Sistem Arduino  Personal Computer (PC) / Laptop  Termometer  Power Supply  IDE Arduino

3.3

Prosedur Penelitian Prosedur penelitian yang dilakukan pada penulisan ini terdiri dari beberapa

tahapan sebagai berikut: 1.

Tahap Persiapan

2.

Tahap Pembuatan Alat

3.

Tahap Pengujian Sistem

4.

Analisis Data

Masing-masing tahapan yang dilakukan penulis saling berkesinambungan satu sama lain, oleh sebab itu setiap tahapan yang dilakukan harus dipastikan sudah sesuai dengan yang diharapkan sebelum dilanjutkan menuju tahap berikutnya. Untuk lebih jelasnya beberapa tahapan yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut:

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Gambar 3.1. Diagram Prosedur Kerja kerja

3.3.1

Tahap Persiapan Tahap persiapan adalah tahapan awal dalam melakukan penelitian,

pada tahap ini penulis melakukan studi literatur dengan mencari berbagai acuan baik melalui buku, jurnal, tugas akhir maupun artikel dengan narasumber yang jelas dan terpercaya dengan tujuan untuk melengkapi literatur mengenai penelitian ini. Dan juga penulis menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam penelitian ini untuk mempersiapkan pada tahap selanjutnya. TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


3.3.2

Tahap Pembuatan Alat Tahap pembuatan alat dibagi menjadi tiga tahap, yakni tahap

perancangan alat yakni perancangan mekanik dan perancangan hardware, tahap perwujudan alat, dan tahap pembuatan software. Berikut penjabaran dari masing-masing tahapan : 1. Tahap Perancangan Mekanik Tahap pembuatan mekanik terdiri atas pembuatan kotak inkubator untuk tempat inkubasi anakan lovebird. Kotak inkubator terbuat dari acrylic. Pada bagian tengah terdapat tempat anakan lovebird. Lampu ditempatkan di bagian atas inkubator agar setiap sisi anakan lovebird dapat disinari. Desain inkubator anakan lovebird dapat dilihat pada gambar 3.2

Gambar 3.2 Desain Mekanik Alat

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Kipas ditempatkan pada kedua sisi samping pada ketinggian 100 mm dari tempat anakan. Untuk sensor DS18B20 diletakkan pada bagian depan dan belakang. Hal ini dimaksudkan agar pembacaan suhu tidak tertanggu dengan kipas. Posisi sensor ditempatkan pada ketinggian 100 mm dari dasar inkubator dan memiliki selisih 30 mm dari sarang burung yang menjadi tempat anakan (70 mm). Hal ini dimaksudkan agar suhu yang dibaca tidak jauh berbeda dengan keadaan suhu pada tempat anakan. Berikut rencana penempatan sensor DS18B20 dan kipas DC yang dapat dilihat pada gambar 3.3

Gambar 3.3 Penempatan Sensor DS18B20 dan Kipas DC Penempatan lampu berada sisi atas inkubator dimaksudkan agar seluruh anakan mendapatkan panas yang merata. Berikut adalah rencana gambar penempatan lampu pada inkubator yang dapat dilihat pada gambar 3.4

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Gambar 3.4 Penempatan Lampu Push button dan LCD ditempatkan pada atas inkubator agar mudah dalam penggunaan. Push button terdiri atas push button untuk memilih menu, tombol untuk MODE A, tombol MODE B, tombol STOP dan switch power (yang ditunjukkan pada gambar 3.5

Gambar 3.5 Penempatan Push Button dan LCD

2.

Tahap Perancangan Hardware Tahap pembuatan hardware terdiri atas pembuatan beberapa rangkaian

elektronik yang digunakan agar sistem pemanasan dan pengendalian suhu pada inkubator dapat bekerja dengan baik. Adapun rancangan hardware dari

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


sistem yang akan dibuat adalah rangkaian driver relay, rangkaian sensor suhu DS18B20, rangkaian push button yang dapat dilihat pada lampiran laporan ini. Cara kerja dari alat ini adalah dimulai dari penempatan anakan lovebird dalam inkubator dimana setelah ditutup akan dipilih setpoint suhunya sesuai umur anakan. Selanjutnya mikrokontroller akan membaca suhu inkubator menggunakan sensor DS18B20, data digital yang dihasilkan sensor DS18B20 akan diproses oleh arduino. Pada inkubator ini digunakan 2 sensor DS18B20 agar dapat membaca suhu inkubator dengan lebih presisi. Jika nilai rata – rata keluaran dari kedua sensor DS18B20 kurang dari setpoint maka kipas DC akan berputar secara pelan dengan input PWM dengan nilai rendah. Apabila suhu mencapai setpoint atau lebih maka kipas akan berputar cepat atau nilai PWM diatur maksimal agar suhu dalam inkubator turun. Diagram blok alat inkubator anakan lovebird ini dapat dilihat pada gambar 3.9 berikut :

Gambar 3.6 Diagram Blok Alat

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


3.

Tahap Perwujudan Alat Tahap perwujudan alat meliputi perealisasian dari perancangan alat.

Perealisasian tersebut yakni merancang mekanik alat sesuai dengan rancangan mekanik yang telah dibuat. Dilanjutkan dengan perancangan dan perakitan komponen – komponen elektronika yang akan membentuk suatu kesatuan sistem alat, meliputi pembuatan rangkaian sensor Suhu DS18B20, rangkaian relay, dan rangkaian push button. Dalam hal ini pemilihan komponen dapat mempengaruhi kinerja dari alat dan juga kualitas sistem yang akan dibuat. 4.

Tahap Pembuatan Software Tahap pembutan software meliputi pembuatan program untuk

mengeksekusi rancangan hardware yang telah dibuat. Sebelum isi program pada sistem ini terlebih dahulu ditentukan port mana saja yang digunakan untuk menjalankan sistem yang akan dirancang. Berikut adalah tabel port yang akan digunakan. Tabel 3.1 Pengalamatan port Mikrokontroler

TUGAS AKHIR

Hardware

Port yang digunakan

LCD 16x2

SCL & SDA

Relay 1

Pin 2

Relay 2

Pin 3

Relay 3

Pin 4


M. FAJAR MUHTADIN


Hardware

Port yang digunakan

Sensor DS18B20

Pin 10

Tombol Mode A

Pin 8

Tombol Mode B

Pin 9

Tombol Stop

Pin 11

Kipas 1

Pin 5 (PWM)

Kipas 2

Pin 6 (PWM)

Perancangan diagram alur program ini dapat dilihat pada Gambar 3.10

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Gambar 3.7 Flowchart Sistem

Dari Gambar 3.10 tersebut dapat diketahui bahwa start menandakan alat mulai bekerja dan dimulai dengan tahap insialisasi sensor dan komponen lain yang terhubung pada mikrokontroler. Lalu user akan memilih pilihan suhu sesuai umur anakan yang akan diinkubasi. Sensor suhu DS18B20 memiliki nilai output berupa nilai digital yang diigunakan sebagai kontrol suhu untuk mempertahankan suhu sesuai setpoint yang akan mempengaruhi kinerja kipas

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


exhaust. Setiap perubahan suhu akan ditampilkan pada LCD. Inisialisasi juga dilakukan pada relay untuk mengendalikan lampu yang berfungsi sebagai pemanas inkubator. 3.3.3

Tahap Pengujian Alat Tahap pengujian alat terdiri dari pengujian seluruh sistem alat yang

sudah dibuat yakni meliputi uji sensor suhu DS18B20, uji rangkaian modul relay, uji lampu, dan uji software. Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik dari sensor maupun sistem yang digunakan dalam penelitian ini. Berikut penjelasan masing-masing pengujian yang dilakukan: 1.

Pengujian Lampu Pengujian lampu dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari lampu

yang digunakan. Pengujian dilakukan dengan mencatat kenaikan suhu setiap 10 detik hingga suhu mencapai batas ketentuan yang sudah ditetapkan yaitu 35°C. Dari data tersebut akan dicari linieritas hubungan antara kenaikan suhu pada inkubator terhadap waktu. 2.

Pengujian Kipas DC Pengujian kipas dilakukan untuk mengetahui apakah kipas dc yang

digunakan dapat menurunkan suhu inkubator ketika suhu sudah mencapai batas maksimal.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Pengujian dilakukan dengan mencatat perubahan nilai suhu setiap 10 detik hingga suhu mencapai titik terendah yang bisa dicapai. Dari data tersebut dapat diketahui apakah kipas yang digunakan dapat menurunkan suhu hingga batas yang diinginkan. 3.

Pengujian Sensor Suhu DS18B20 Pengujian linieritas pada sensor suhu DS18B20 dilakukan dengan

membandingkan pembacaan suhu yang terbaca pada sensor suhu DS18B20 dengan pembacaan suhu pada kalibrator. Kalibrator suhu yang digunakan yakni termometer Alkohol. Cara pembacaan yakni meletakkan termometer berdekatan

dengan

sensor

DS18B20

dan

dilakukan

pemanasan

menggunakan lampu hingga suhu naik sampai suhu tertentu. Sehingga dengan melakukan perbandingan tersebut dapat diketahui seberapa besar nilai linieritas dan simpangan yang terjadi antara nilai suhu yang terbaca pada termometer dengan nilai suhu yang terbaca oleh sensor DS18B20. 4.

Pengujian Software Pengujian software pada penelitian ini meliputi pengujian respons

hardware terhadap program yang sudah ditransmisikan ke dalam mikrokontroler. Tahapan pengujian ini juga digunakan untuk mengetahui apakah alat sudah bisa membaca dan mengeksekusi perintah dari program yang sudah dibuat atau tidak.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


3.3.4

Analisis Data Pengambilan data ini dilakukan untuk mengetahui seberapa efektif

software dan hardware yang telah dibuat sehingga alat ini dapat bekerja sesuai dengan harapan. Untuk menguji kelayakan maupun keberhasilan sistem yang telah dibuat apakah sesuai dengan harapan atau tidak maka dapat dilihat dari data pengujian linieritas sensor dengan kalibrator dan analisis data yang akan diambil. Data yang akan dianalisis yakni hubungan kalibrator suhu dengan sensor DS18B20. Sedangkan untuk data yang akan dianalisis dalam sistem ini yakni hubungan antara nilai suhu dan waktu. Lalu akan dilakukan analisis terhadap kinerja dari lampu yang digunakan apakah sudah bekerja dengan sesuai. Hubungan nilai suhu dan waktu dilakukan dengan cara pengambilan data lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tiap nilai setpoint suhu yang dikehendaki.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Hasil Rancang Software Setelah mekanik selesai dibuat dan komponen hardware pada inkubator

telah terpasang pada posisinya dengan benar sesuai dengan rancangan maka tahapan selanjutnya ialah menyusun software agar sistem kontrol suhu secara otomatis pada inkubator anakan lovebird ini dapat bekerja dengan baik. Pada sub bab ini akan membahas tentang pembuatan dan pengujian perangkat lunak (software) sistem kontrol suhu yang digunakan pada inkubator tersebut. Pada pembuatan perangkat lunak (software) ini penulis menggunakan Mikrokontroler Arduino yang diprogram menggunakan bahasa C melalui software Arduino IDE. Berikut adalah hasil pembuatan perangkat lunak (software) yang telah dibuat:

#include #include #include <Wire.h> #include #define FAN1 5 //kipas 1 di PIN 5 #define FAN2 6 //kipas 2 di PIN 6 #define MODEA 8 //pushbutton pilihan MODE A di PIN 8 #define MODEB 9 //pushbutton pilihan MODE B di PIN 9

TUGAS AKHIR


24

M. FAJAR MUHTADIN


#define STOP 11 //pushbutton pilihan STOP di 11 #define LAMPU1 2 //LAMPU 1 terkoneksi dengan Relay 1 pada PIN 2 #define LAMPU2 3 //LAMPU 2 terkoneksi dengan Relay 2 pada PIN 3 #define LAMPU3 4 //LAMPU 3 terkoneksi dengan Relay 3 pada PIN 4

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); OneWire oneWire(10); //2 Sensor suhu DS18B20 terkoneksi dengan PIN 10 dengan komunikasi OneWire DallasTemperature sensors(&oneWire); //fungsi pustaka jenis sensor. int stat=0; // inisialisasi variabel stat void setup() { // put your setup code here, to run once: sensors.begin(); lcd.backlight(); lcd.init(); pinMode(FAN1,OUTPUT); pinMode(FAN2,OUTPUT); pinMode(MODEA,INPUT); pinMode(MODEB,INPUT); pinMode(STOP,INPUT); pinMode(LAMPU1,OUTPUT); pinMode(LAMPU2,OUTPUT); pinMode(LAMPU3,OUTPUT);}

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


Dari list program yang telah dibuat dapat diketahui bahwa program tersebut diawali dengan memilih pilihan menu yang diinginkan yaitu MENU A, MENU B dan STOP. Cara memilih pilihan menunya yaitu dengan menekan push button yang sesuai dengan fungsinya yaitu untuk MENU A dengan tombol warna biru, MENU B dengan tombol merah dan pilihan STOP dengan tombol hijau. Setelah memilih menu yang diinginkan dengan menekan pushbutton maka program akan dijalankan. Untuk isi program utama sendiri sebagian besar yaitu menyalakan tiga buah lampu yang terhubung dengan relay kemudian memberikan nilai pwm pada dua buah kipas yang akan menjaga kestabilan suhu sesuai setpoint yang telah ditentukan. Fungsi tombol stop sendiri berguna untuk menghentikan program. 4.2

Pengujian Lampu Pengujian lampu dilakukan untuk mengetahui karakteristik lampu yang

akan digunakan berupa hubungan waktu terhadap kenaikan suhu. Adapun lampu yang digunakan sesuai perencanaan 5 watt dan pengujian dengan lampu 25 watt serta 60 watt. Dari pengujian didapatkan data hubungan antara kenaikan suhu pada ruangan terhadap waktu yang dibutuhkan. Berikut data pengujian lampu :

4.2.1 Hubungan kenaikan suhu terhadap waktu dengan menggunakan lampu 5 watt Untuk mengetahui hubungan antara waktu dengan kenaikan suhu maka dilakukan pengambilan data berupa kenaikan suhu setiap 20 detik sekali. Range

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


suhu mulai dari 31oC – 35oC sehingga diperoleh 75 data. Berikut data yang diperoleh dari pengujian lampu 5 watt yang dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1. Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Lampu 5 Watt

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

TUGAS AKHIR

Waktu (detik) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620

Suhu Sensor 1 (°C) 31,12 31,18 31,25 31,37 31,43 31,43 31,50 31,56 31,68 31,75 31,87 32,00 32,25 32,37 32,37 32,50 32,56 32,62 32,68 32,75 32,81 32,93 33,06 33,18 33,18 33,31 33,37 33,43 33,43 33,56 33,56

Suhu Sensor 2 (°C) 31,00 31,12 31,18 31,25 31,37 31,37 31,43 31,50 31,56 31,75 31,87 31,93 32,00 32,06 32,12 32,37 32,37 32,43 32,56 32,68 32,75 32,87 32,93 33,00 33,00 33,18 33,18 33,31 33,30 33,43 33,43

Suhu Rata – rata (°C) 31,06 31,15 31,21 31,31 31,40 31,40 31,46 31,53 31,62 31,75 31,87 31,96 32,12 32,21 32,25 32,43 32,46 32,53 32,62 32,71 32,78 32,90 33,00 33,09 33,12 33,25 33,28 33,37 33,40 33,50 33,50


M. FAJAR MUHTADIN


No. 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

TUGAS AKHIR

Waktu (detik) 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880 900 920 940 960 980 1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280 1300 1320 1340 1360 1380

Suhu Sensor 1 (°C) 33,62 33,68 33,68 33,75 33,87 33,87 33,93 33,93 33,93 33,93 34,06 34,06 34,06 34,18 34,25 34,31 34,31 34,37 34,37 34,43 34,43 34,43 34,43 34,50 34,56 34,56 34,62 34,62 34,68 34,75 34,75 34,87 34,87 34,87 34,93 34,93 34,93 34,93

Suhu Sensor 2 (°C) 33,50 33,56 33,62 33,62 33,75 33,75 33,75 33,87 33,87 33,93 33,93 33,93 33,93 34,12 34,12 34,18 34,25 34,25 34,31 34,37 34,37 34,37 34,43 34,43 34,43 34,43 34,50 34,56 34,56 34,62 34,62 34,68 34,68 34,75 34,75 34,81 34,81 34,87

Suhu Rata – rata (°C) 33,56 33,62 33,65 33,68 33,81 33,81 33,84 33,90 33,90 33,93 34,00 34,00 34,00 34,15 34,18 34,25 34,28 34,31 34,34 34,40 34,40 34,40 34,43 34,46 34,50 34,50 34,56 34,59 34,62 34,68 34,68 34,78 34,78 34,81 34,84 34,87 34,87 34,90


M. FAJAR MUHTADIN


No. 70 71 72 73 74 75

Suhu Sensor 1 (°C) 35,12 35,12 35,18 35,25 35,25 35,25

Waktu (detik) 1400 1420 1440 1500 1520 1540

Suhu Sensor 2 (°C) 34,85 34,93 34,93 34,93 34,93 35,00

Suhu Rata – rata (°C) 35,00 35,03 35,06 35,09 35,09 35,12

4.2.2. Hubungan kenaikan suhu terhadap waktu dengan menggunakan lampu 25 watt Untuk mengetahui hubungan antara waktu dengan kenaikan suhu maka dilakukan pengambilan data berupa kenaikan suhu setiap 20 detik sekali. Range suhu mulai dari 31oC – 35oC sehingga diperoleh 58 data. Berikut data yang diperoleh dari pengujian lampu 25 watt yang dapat dilihat pada tabel 4.2 Tabel 4.2. Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Lampu 25 Watt

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 TUGAS AKHIR

Waktu (detik) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Suhu Sensor 1 (°C) 31,06 31,31 31,50 31,62 31,75 31,87 32,06 32,25 32,37 32,37 32,43 32,56 32,68 32,75

Suhu Sensor 2 (°C) 31,00 31,18 31,31 31,43 31,5 31,81 32,00 32,18 32,25 32,37 32,37 32,56 32,62 32,62

Suhu Rata – rata (°C) 31,03 31,25 31,40 31,53 31,62 31,84 32,03 32,21 32,31 32,37 32,40 32,56 32,65 32,68


M. FAJAR MUHTADIN

30

No. 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

TUGAS AKHIR

Waktu (detik) 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880 900 920 940 960 980 1000 1020 1040

Suhu Sensor 1 (°C) 32,81 32,81 32,93 33,00 33,12 33,12 33,31 33,43 33,56 33,56 33,56 37,00 37,00 33,87 34,00 34,00 34,12 34,25 34,25 34,43 34,43 34,43 34,50 34,56 34,68 34,68 34,75 34,81 34,81 34,93 34,93 35,00 35,06 35,06 35,18 35,31 35,31 35,31

Suhu Sensor 2 (°C) 32,68 32,68 32,75 32,87 33,00 33,06 33,06 33,12 33,12 33,18 33,31 33,31 33,31 33,43 33,50 33,62 33,62 33,68 33,68 33,81 33,81 33,81 33,81 33,93 33,93 33,93 33,93 34,00 34,00 34,00 34,06 34,06 34,18 34,18 34,25 34,31 34,31 34,37

Suhu Rata – rata (°C) 32,75 32,75 32,84 32,93 33,06 33,09 33,18 33,28 33,34 33,37 33,43 35,09 35,09 33,65 33,75 33,81 33,87 33,96 33,96 34,12 34,12 34,12 34,15 34,25 34,31 34,31 34,34 34,40 34,40 34,46 34,50 34,53 34,62 34,62 34,71 34,81 34,81 34,84


M. FAJAR MUHTADIN

31

No. 53 54 55 56 57 58

4.2.3

Waktu (detik) 1060 1080 1100 1120 1140 1160

Suhu Sensor 1 (°C) 35,43 35,43 35,43 35,43 35,43 35,50

Suhu Sensor 2 (°C) 34,43 34,43 34,43 34,43 34,43 34,50

Suhu Rata – rata (°C) 34,93 34,93 34,93 34,93 34,93 35,00

Hubungan kenaikan suhu terhadap waktu dengan menggunakan lampu 60 watt Untuk mengetahui hubungan antara waktu dengan kenaikan suhu maka

dilakukan pengambilan data berupa kenaikan suhu setiap 20 detik sekali. Range suhu mulai dari 29oC – 35oC sehingga diperoleh 18 data. Berikut data yang diperoleh dari pengujian lampu 60 watt yang dapat dilihat pada tabel 4.3 Tabel 4.3. Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Lampu 60 Watt

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 TUGAS AKHIR

Waktu (detik) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Suhu Sensor 1 (°C) 29,75 30,56 31,00 31,50 31,87 32,06 32,50 32,75 32,93 33,18 33,56 33,81 34,12 34,37

Suhu Sensor 2 (°C) 29,12 30,00 30,50 31,00 31,68 32,06 32,25 32,68 32,93 33,18 33,56 33,87 34,06 34,18

Suhu Rata – rata (°C) 29,43 30,28 30,75 31,25 31,78 32,06 32,37 32,71 32,93 33,18 33,56 33,84 34,09 34,28


M. FAJAR MUHTADIN

32

No. 15 16 17 18

Waktu (detik) 300 320 340 360

Suhu Sensor 1 (°C) 34,37 34,75 34,81 35,18

Suhu Sensor 2 (°C) 34,43 34,75 34,87 35,00

Suhu Rata – rata (°C) 34,40 34,75 34,84 35,09

Suhu (°C)

Hubungan Waktu Terhadap Kenaikkan Suhu Pada Uji coba Lampu 37 36 y = 0,0154x + 29,947 y = 0,0032x + 31,673 R² = 0,9664 R² = 0,9588 35 34 33 y = 0,0027x + 31,528 32 R² = 0,9475 31 30 29 28 27 26 25 0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500 1650

5 watt

25 watt

60 watt

Waktu (detik)

Gambar 4.6. Hubungan Waktu Terhadap Kenaikan Suhu Pada Uji coba lampu Dari pengujian lampu dengan daya berbeda, didapatkan adanya perbedaan waktu dalam kenaikan suhu. Penggunaan lampu 60 watt memiliki rentang waktu yang lebih kecil diantara lampu 5 dan 25 watt sehingga penulis memutuskan untuk menggunaan lampu 60 watt. Berdasarkan grafik di atas dapat diketahui untuk mencapai suhu 33oC dibutuhkan waktu 200 detik atau 3 menit 20 detik. Sedangkan untuk mencapai suhu 35oC dibutuhkan waktu 360 detik atau 6 menit. Dari gambar 4.6 dapat diketahui antara waktu dan suhu mempunyai hubungan yang sebanding, Semakin tinggi suhu yang ingin dicapai maka

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN

33

dibutuhkan waktu yang lebih lama dan antara nilai daya lampu dan suhu mempunyai hubungan yang sebanding pula. 4.3

Pengujian Kipas DC Kipas DC yang digunakan membutuhkan tegangan 12 Volt. Kipas DC

berfungsi untuk menurunkan suhu inkubator. Berikut ini adalah data perubahan suhu terhadap waktu yang dapat dilihat pada tabel 4.4 Tabel 4.4. Data Hubungan Penurunan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Kipas DC

TUGAS AKHIR

No.

Waktu (detik)

Suhu Rata – rata (°C)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480

37,13 34,06 33,75 33,5 33,31 33,06 32,97 32,94 32,88 32,78 32,78 32,72 32,63 32,66 32,59 32,59 32,44 32,41 32,31 32,06 31,91 31,66 31,53 31,50 31,53


M. FAJAR MUHTADIN

34

No.

Waktu (detik)

Suhu Rata – rata (°C)

26 27 28 29 30 31

500 520 540 560 580 600

31,44 31,37 31,31 31,19 31,19 31,06

Dari tabel 4.4 dapat diketahui bahwa kipas DC yang difungsikan sebagai kipas exhaust untuk menurunkan suhu inkubator dapat bekerja. Dengan PWM maksimal atau 255 suhu inkubator dapat mencapai 31,06 °C dengan rentang waktu 600 detik atau 10 menit. Dengan setpoint 32°C untuk mode A dan 34°C mode B maka kipas tersebut dapat digunakan untuk menurunkan suhu inkubator.

4.4

Pengujian Sensor Suhu DS18B20 Sensor suhu yang dipergunakan pada alat ini adalah sensor suhu DS18B20

yang memiliki output berupa data digital yang langsung dapat dibaca nilai keluaran suhu oleh mikrokontroler karena mempunyai internal Analog to Digital Converter (ADC), sehingga tidak memerlukan pembacaan keluaran dari sensor dengan menggunakan ADC mikrokontroler seperti pada sensor suhu LM35 yang mempunyai keluaran berupa tegangan. Memiliki rentan pembacaan suhu antara 55oC sampai dengan 125oC, dapat bekerja pada tegangan 3 volt sampai dengan tegangan 5,5 volt. Sensor suhu DS18B20 dapat bekerja apabila jalur data yang terhubung ke mikrokontroler dihubungkan dengan resistor pull up (mode powering). Berikut ini adalah data hasil perbandingan sensor DS18B20 dengan termometer alkohol yang dapat dilihat pada tabel 4.5

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN

35

Tabel 4.5. Tabel Pembanding Pembacaan Suhu dengan Sensor DS18B20 dan Termometer Alkohol

No. 1 2 3 4 5 6 7 8

Suhu Termometer Alkohol (°C) (a) 30 31 32 33 34 35 36 37

Suhu S1 (°C) 30,00 31,43 32,56 32,81 33,81 34,37 35,00 35,68

Suhu S2 (°C) 30,50 32,12 33,00 33,56 34,43 35,06 35,56 36,06

Suhu Rata – rata (°C) (b) 30,25 31,78 32,78 33,18 34,12 34,71 35,28 35,87

Simpangan (a – b) 0,25 0,78125 0,78125 0,18750 0,12500 0,28125 0,71875 1,12500

Linieritas (R2)

0,9708

Hubungan Kalibrasi Sensor Suhu DS18B20 dengan Termometer Alkohol Sensor DS18B20 (°C)

37 36

y = 0,7574x + 8,1257 R² = 0,9708

35 34 33

Series1

32

Linear (Series1)

31 30 29 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Termometer Alkohol (°C)

Gambar 4.7. Hubungan Kalibrasi Sensor Suhu DS18B20 dengan Termometer Alkohol Pada

gambar

4.7

dapat

dilihat

perbandingan

hasil

pengukuran

menggunakan sensor DS18B20 dengan termometer alkohol yang memilik Linieritas sebesar 0,9708. Setelah data diambil maka nilai suhu dari pembacaan

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN

36

termometer alkohol dibandingkan dengan nilai suhu hasil pembacaan sensor suhu DS18B20 dan didapatkan simpangannya. Dari data yang telah diambil pada gambar 4.7 dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu dari termometer alkohol maka simpangan antara sensor DS18B20 semakin besar, nilai simpangan terbesar yakni 1,125, dan hal tersebut merupakan karakteristik dari sensor DS18B20. 4.5

Pengujian Kestabilan Sistem Pengujian Kestabilan Sistem ini bertujuan untuk mengetahui apakah

sistem kontrol yang diberikan mampu menjaga kestabilan suhu seseuai dengan pilihan setpoint yang telah ditetapkan dengan memberikan kontrol pada dua buah kipas yang telah diatur kecepatan putarnya menggunakan kontrol PWM (Pulse Width Modulation) sebesar 8 bit yang memberikan keluaran tegangan sesuai besar nilai PWM yang diberikan. Berikut hasil data yang didapatkan saat sistem menjaga kestablian suhu pada dua pilihan menu dengan setpoint yang berbeda yaitu MENU A 34°C dan MENU B 32°C. Berikut tabel data hasil pengamatan yang telah diambil: Tabel 4.6 Pengujian Kestabilan Sistem dalam Menjaga setpoint

Jam 1 2 3 4 5 6 7

TUGAS AKHIR

Pilihan Menu A 34.19 34.34 34.19 34.28 34.34 34.22 34.19

Pilihan Menu B 32.16 32.13 32.19 32.16 32.22 31.92 32.16


M. FAJAR MUHTADIN

37

Hasil data pada tabel 4.6 tersebut diambil pada setiap jam dimulai dari pukul 13.00 sampai dengan 20.00. Pengambilan dengan waktu yang cukup lama ini bertujuan untuk mengetahui apakah kemampuan inkubator dalam menjaga setpoint sudah baik meskipun inkubator dalam kondisi waktu maupun suhu dari luar inkubator yang selalu berubah-ubah dan tidak menentu.

Dari data hasil

pengamatan di atas dapat diketahui bahwa sistem dapat dikatakan berhasil dalam menjaga kestabilan setpoint yang telah ditetapkan yaitu pada MENU A dengan set point sebesar 34 °C dan MENU B dengan setpoint sebesar 32 °C.

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan Dari kegiatan pengujian tugas akhir dengan judul “Rancang Bangun

Inkubator Anakan Burung Lovebird Otomatis Berbasis Mikrokontroller” dapat menarik suatu kesimpulan sebagai berikut : 1.

Pembuatan software yang digunakan pada inkubator menggunakan Arduino IDE yang kemudian software tersebut diupload pada mikrokontroller yaitu Arduino UNO yang berfungsi sebagai kontroler dalam menjalankan sistem untuk menjaga kestabilan suhu dalam inkubator agar sesuai dengan setpoint yang telah dipilih.

2.

Kinerja software yang telah dibuat sudah bekerja dengan cukup baik dalam mempertahankan setpoint yang telah ditentukan yaitu dengan beda suhu dari setpoint dengan nilai terbesar ± 0,34ºC dan memiliki nilai yang stabil dalam percobaan dengan berbagai macam kondisi suhu di luar inkubator.

5.2

Saran Penulis mengharapkan agar kelak alat ini bisa dikembangkan sehingga lebih

baik lagi dalam menjaga suhu sesuai setpoint. Beberapa saran yang dapat penulis sampaikan adalah sebagai berikut: 1.

Bahan yang digunakan dalam pembuatan kotak inkubator bisa lebih tebal lagi agar lebih kokoh dan kuat.

TUGAS AKHIR


38

M. FAJAR MUHTADIN


2.

Penggunaan lampu sebagai heater dengan metode radiasi termal bisa digantikan dengan yang lebih efisien.

3.

Peletakkan sensor dan komponen penunjang lainya harus sangat diperhatikan agar tidak mengganggu kinerja antar komponen.

4.

Perhitungan PWM pada sistem pengeluaran panas untuk menjaga suhu seusai setpoint harus diperhatikan agar tidak melenceng terlalu jauh dari setpoint dan tidak mengganggu kinerja sistem.

TUGAS AKHIR


38

M. FAJAR MUHTADIN


DAFTAR PUSTAKA Budidaya, Usaha. (2009, 9 Maret). “Perkembangan Usaha Ternak LoveBird di Indonesia”. 13 Desember 2015, dari https://infopeluangusaha.org/perkembangan-usaha-ternaklovebird-di-indonesia/ Haris, Mohammad.”Rancang Bangun Pengering Kacang Tanah Otomatis (Bagian I)”. Surabaya: D3 Otomasi Sistem Instrumentasi, Fakultas Vokasi, Universitas Airlangga. Kok, Vincent.(2013, 28 Juli). “Temperature Controlled Relay with Arduino”. Diperoleh 9 Desember 2015 , dari http://www.electroschematics.com/8998/arduino-temperaturecontrolled-relay/ Primawan, Andy dkk. 2014. “Prototipe Inkubator Telur Otomatis”. Bandung : Sistem Informasi dan Teknologi Informasi, Institut Teknologi Bandung. Ramdhani, Wisnu. 2012. “Pengembangan Inkubator Bayi dan Sistem Monitoring Berbasis Wireless”. Bandung : Jurusan Teknik Komputer, FTIK, Universitas Komputer Indonesia. Saputra, Gita Adi.(2013, 19 September). “Burung LoveBird”. Diperoleh 10 Desember 2015 , dari http://www.satwa.net/575/burung-lovebird.html Wikanta, Prasaja., dan Murinto. 2014. “Kontrol Kecepatan Fan dan Monitoring Online Suhu pada Rak Server Politeknik Negeri Batam”. Surakarta : Universitas Muhammadiyah Surakarta

TUGAS AKHIR


39

M. FAJAR MUHTADIN


LAMPIRAN Program Arduino :

#include #include #include <Wire.h> #include #define FAN1 5 //kipas 1 di PIN 5 #define FAN2 6 //kipas 2 di PIN 6 #define MODEA 8 //pushbutton pilihan MODE A di PIN 8 #define MODEB 9 //pushbutton pilihan MODE B di PIN 9 #define STOP 11 //pushbutton pilihan STOP di 11 #define LAMPU1 2 //LAMPU 1 terkoneksi dengan Relay 1 pada PIN 2 #define LAMPU2 3 //LAMPU 2 terkoneksi dengan Relay 2 pada PIN 3 #define LAMPU3 4 //LAMPU 3 terkoneksi dengan Relay 3 pada PIN 4

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); OneWire oneWire(10); //2 Sensor suhu DS18B20 terkoneksi dengan PIN 10 dengan komunikasi OneWire DallasTemperature sensors(&oneWire); int stat=0; void setup() { // put your setup code here, to run once: sensors.begin(); lcd.backlight(); lcd.init(); pinMode(FAN1,OUTPUT); pinMode(FAN2,OUTPUT);

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


pinMode(MODEA,INPUT); pinMode(MODEB,INPUT); pinMode(STOP,INPUT); pinMode(LAMPU1,OUTPUT); pinMode(LAMPU2,OUTPUT); pinMode(LAMPU3,OUTPUT); }

void loop() {

int statmodea = digitalRead(MODEA); int statmodeb = digitalRead(MODEB); int statstop = digitalRead(STOP);

if(stat==0){ if(statmodea==LOW){stat=1;} else if(statmodeb==LOW){stat=2;} else if(statstop==LOW){stat=3;} } if(stat==1){

sensors.requestTemperatures(); sensors.setResolution(12); float Sensor1; Sensor1 = sensors.getTempCByIndex(0); float Sensor2; Sensor2 = sensors.getTempCByIndex(1);

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


float rerata; rerata=(Sensor1+Sensor2)/2;

digitalWrite(LAMPU1,HIGH); digitalWrite(LAMPU2,HIGH); digitalWrite(LAMPU3,HIGH);

lcd.setCursor(0,0); lcd.print("S1="); lcd.print(Sensor1); lcd.print("S2="); lcd.print(Sensor2); lcd.print(" ");

lcd.setCursor(3,1); lcd.print("rerata="); lcd.print(rerata);

delay(100);

if(rerata<=34){ analogWrite(FAN1,0); analogWrite(FAN2,0);} else if(34 < rerata && rerata < =34.1){ analogWrite(FAN1,40); analogWrite(FAN2,40);} else if(34.1
TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


analogWrite(FAN1,80); analogWrite(FAN2,80);} else if(34.2 = 35){ analogWrite(FAN1,255); analogWrite(FAN2,255);}

if(statmodeb==LOW){stat=2;} if(statstop==LOW){stat=3;}

} if(stat==2){ sensors.requestTemperatures(); sensors.setResolution(12); float Sensor1; Sensor1 = sensors.getTempCByIndex(0); float Sensor2; Sensor2 = sensors.getTempCByIndex(1); float rerata; rerata=(Sensor1+Sensor2)/2;

digitalWrite(LAMPU1,HIGH); digitalWrite(LAMPU2,HIGH); digitalWrite(LAMPU3,HIGH);

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


lcd.setCursor(0,0); lcd.print("S1="); lcd.print(Sensor1); lcd.print("S2="); lcd.print(Sensor2); lcd.print(" ");

lcd.setCursor(3,1); lcd.print("rerata="); lcd.print(rerata);

delay(100);

if(rerata<=32){ analogWrite(FAN1,0); analogWrite(FAN2,0);} else if(32 < rerata && rerata <= 32.5){ analogWrite(FAN1,200); analogWrite(FAN2,200);} else if(rerata >= 32.5){ analogWrite(FAN1,255); analogWrite(FAN2,255);}

if(statmodea==LOW){stat=1;} if(statstop==LOW){stat=3;} } else if(stat==3){

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN


digitalWrite(LAMPU1,LOW); digitalWrite(LAMPU2,LOW); digitalWrite(LAMPU3,LOW);

lcd.clear();}

if(statmodea==LOW){stat=1;} if(statmodeb==LOW){stat=2;}

}

TUGAS AKHIR


M. FAJAR MUHTADIN

RANCANG BANGUN INKUBATOR ANAKAN BURUNG LOVEBIRD OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER (BAGIAN II) TUGAS AKHIR

Recommend Documents