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

ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

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

TUGAS AKHIR

Oleh : OKTAVIO ADRENG FARADILA NIM 081310213025

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

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN INKUBATOR...

OKTAVIO ADRENG F.


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

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 : OKTAVIO ADRENG FARADILA NIM. 081310213025

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

OKTAVIO ADRENG F.


LEMBAR PENGESAHAN NASKAH TUGAS AKHIR

JUDUL

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

PENYUSUN

: Oktavio Adreng Faradila

NIM

: 081310213025

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

OKTAVIO ADRENG F.


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 kebinasaan ilmiah.

Dokumen Tugas Akhir ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.

TUGAS AKHIR


iv

OKTAVIO ADRENG F.


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. Bapak Winarno, S.Si., M.T selaku Ketua Koordinator Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi yang telah menyetujui proposal tugas akhir ini. 2. Bapak Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si selaku Dosen Pembimbing yang merelakan

waktunya

untuk

membimbing dan menyemangati

untuk

menyelesaikan Proposal Tugas Akhir ini. 3. Bapak Deny Arifianto, S.Si, selaku Dosen Konsultan yang tak jemu – jemunya mengingatkan dan memberikan arahan dengan gaya khasnya. 4. Bapak Dr. Khusnul Ain, S.T., M.Si. sebagai dosen penguji yang telah membuat alat ini menjadi lebih baik lagi. 5. Kedua Orang Tua yang selalu mendoakan, mendukung dan memotivasi serta membiayai hingga penulis mampu menyelesaikan proposal tugas akhir ini. 6. Semua Dosen D3 Otomasi Sistem Instrumentasi yang selalu mengajar dengan baik walaupun para mahasiswanya yang kurang baik. 7. Keluarga ASTRAI 2016 jahat (Gecol, Kopyor, Pres, Jaket Ijo, Hulk 70an, Master Turu, Bosqu, Aligator, Arek atine sing paling elek sak Jawa Timur, dan partner yang merupakan setpoint segala makhluk Bung Sueb yang telah menemani dan membantu penulis dalam pembuatan Proposal Tugas Akhir. Semoga kita diberikan kesuksesan dengan cara yang lebih berkesan. 8. Tim ASHURO yang telah mengajarkan kesabaran dan bekerja dalam tekanan hingga perempat final regional yang sangat tidak mungkin sebenarnya. TUGAS AKHIR


v

OKTAVIO ADRENG F.


9. Semua teman D3 Otomasi Sistem Instrumentasi 2013 terkadang tidak kompak yang selalu banyak membantu. 10.

Warung Pak Takur yang mempermudah penulis dalam penyediaan

konsumsi ketika konsultasi maupun mencari inspirasi. 11.

Para wanita di sekitar kantin, instagram, path yang telah mencerahkan

pemikiran penulis. 12.

Lenovo G400s RAM 6GB dan Printer Brother yang telah ganti roll seharga

250K Laboratorium Robotika Medis yang telah bekerja sekuat tenaga mencetak proposal ini. Kamu bintangnya. 13.

Teman – teman kontrakan yang selama 3 tahun menemani susah dan payah

di Surabaya yang keras ini (Melon, Gomek, dan Agil). 14.

Para penjual yang memberikan energi jiwa dan raga yaitu, klebet ijo,

kelontong, soto keputih, sakinah, pentol papyruss,kopma FST yang sering menggoda saya, mie mojopahit, sambel ijo kontrakan,toko elektronik berkat, eltech, asco shop, mbah Katiran, sate giki, sate bang toyib, warkop BNI, giras, pecel madiun yang menemani satu bulan penuh ramadhan, dll. 15.

Semua wanita yang merasa tertanda tanyakan perasaanya selama ini entah

itu teman, cemceman, adek – adek an, teman nonton film, teman nonton konser, teman traveling, teman enak – enakan, dan para mantan atau entah siapapun kalian, maafkan saya. Kalian tetap #adrengisme di hati Vio. Akhir kata, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan proposal tugas akhir ini.

Surabaya, 09 Agustusr 2016

Penulis

TUGAS AKHIR


vi

OKTAVIO ADRENG F.


Oktavio Adreng Faradila, 2016, Rancang Bangun Inkubator Anakan Burung Lovebird Otomatis Berbasis Mikrokontroller (Bagian I). 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. Rancang bangun ini menggunakan exhaust fan sebagai pengatur suhu ruangan dan lampu pijar sebagai heater yang diaktifkan oleh relay. Menggunakan sensor DS18B20 sebagai pengendali suhu dan mikrokontroller sebagai pusat pengendalian serta LCD yang menampilkan suhu ruangan. Jika suhu ruangan kurang dari set point maka kipas akan berputar dengan PWM rendah dan jika suhu ruangan lebih dari set point maka kipas akan berputar dengan PWM maksimum. Alat ini dapat menaikkan suhu 33°C dengan waktu 3 menit 20 detik dan suhu 35°C dengan waktu 6 menit. Sensor suhu DS18B20 yang digunakan memiliki linieritas sebesar 0,9708 dengan simpangan terbesar 3,0405. Dalam menjaga kestabilan sistem membutuhkan rata – rata total daya 151,6 watt. Suhu dalam inkubator pada MODE A atau MODE B tidak melebihi atau kurang 1 °C dari set point.

Kata Kunci

TUGAS AKHIR

: Lovebird, Mikrokontroller, DS18B20, Exhaust fan.


vii

OKTAVIO ADRENG F.


DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR ................................................... iv KATA PENGANTAR .............................................................................................v ABSTRAK ............................................................................................................ vii DAFTAR ISI ...................................................................................................... ..viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi DAFTAR TABEL ................................................................................................. 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.........................................................................12 3.1

Tempat dan Waktu Penelitian.......................................................................12

3.2

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

TUGAS AKHIR


viii

OKTAVIO ADRENG F.


3.3

Prosedur Penelitian .......................................................................................13 3.3.1

Tahap Persiapan ................................................................................14

3.3.2

Tahap Pembuatan Alat......................................................................15

1. Tahap Pembuatan Mekanik..................................................................15 2. Tahap Pembuatan Hardware ...............................................................17 3. Tahap Perwujudan Alat ........................................................................19 4. Tahap Pembuatan Software ..................................................................19 3.3.3

Tahap Pengujian Alat ........................................................................20

1. Pengujian Lampu ................................................................................21 2. Pengujian Kipas DC ............................................................................21 3. Pengujian Sensor Suhu DS18B20 .......................................................21 4. Pengujian Daya Listrik ........................................................................22 5. Pengujian Software ..............................................................................22 6. Pengujian Kestabilan Alat ...................................................................22 3.3.4 Analisis Data ........................................................................................22 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................................23 4.1

Hasil Rancang Bangun Alat ..........................................................................23 4.1.1 Pembuatan Mekanik ............................................................................24 4.1.2 Pembuatan Hardware..........................................................................25

4.2

Pengujian Lampu ..........................................................................................26 4.2.1 Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu dengan Menggunakan lampu 5 watt .........................................................................................26 4.2.2 Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu dengan Menggunakan lampu 25 watt .......................................................................................30 4.2.3 Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu dengan Menggunakan lampu 60 watt .......................................................................................34

4.3

Pengujian Kipas DC ......................................................................................36

4.4

Pengujian Sensor Suhu DS18B20 .................................................................37

4.5

Pengujian Daya Listrik ..................................................................................38

4.6

Pengujian Kestabilan Sistem .........................................................................39

TUGAS AKHIR


ix

OKTAVIO ADRENG F.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................42 5.1

Kesimpulan ...................................................................................................41

5.2

Saran ..............................................................................................................41

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................43 LAMPIRAN ...........................................................................................................44

TUGAS AKHIR


x

OKTAVIO ADRENG F.


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konfigurasi Sensor DS18B20 .............................................................7 Gambar 2.2 Konfigurasi LCD 16x2 .........................................................................9 Gambar 3.1 Diagram Prosedur Kerja .....................................................................14 Gambar 3.2 Desain Mekanik Alat ..........................................................................15 Gambar 3.3 Penempatan Sensor DS18B20 dan Kipas DC ....................................16 Gambar 3.4 Penempatan Lampu ............................................................................17 Gambar 3.5 Penempatan Push Button dan LCD ....................................................17 Gambar 3.6 Diagram Blok Alat .............................................................................16 Gambar 4.1 Hasil Rancang Bangun .......................................................................23 Gambar 4.2 Penempatan Kipas DC, Lampu dan Sensor DS18B20 .......................24 Gambar 4.3 Kotak Hardware.................................................................................25 Gambar 4.4 Meja Tempat Inkubator ......................................................................25 Gambar 4.5 Rangkaian Kontrol .............................................................................25 Gambar 4.6 Hubungan Waktu Terhadap Kenaikkan Suhu Pada Uji Coba Lampu ................................................................................................35 Gambar 4.7 Hubungan Kalibrasi Sensor Suhu DS18B20 dengan Termometer Alkohol ..............................................................................................38

TUGAS AKHIR


xi

OKTAVIO ADRENG F.


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pembacaan Data Hasil Suhu Konversi DS18B20 ....................................8 Tabel 3.1 Pengalamatan port Mikrokontroler ........................................................19 Tabel 4.1 Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Lampu 5 watt..........................................................................................27 Tabel 4.2 Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Lampu 25 watt........................................................................................31 Tabel 4.3 Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Lampu 60 watt........................................................................................34 Tabel 4.4 Data Hubungan Penurunan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Kipas DC ................................................................................................36 Tabel 4.5 Tabel Pembanding Pembacaan Suhu dengan Sensor DS18B20 Dan Termometer Alkohol ......................................................................37 Tabel 4.6 Data Konsumsi Daya Sistem .................................................................39 Tabel 4.7 Pengujian Kestabilan Sistem dalam Menjaga Set Point ........................40

TUGAS AKHIR


xii

OKTAVIO ADRENG F.


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. Membuat alat yang sebelumnya tidak ada hingga pengembangan alat yang telah ada sebelumnya.

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 di jalankan. Lovebird sendiri memiliki ukuran bentuk tubuh kecil antara 13-17 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. Dari berbagai referensi dan peternak, suhu anakan lovebird untuk umur 7 – 14 hari adalah 33 – 35 °C dan umur 15 – 30 hari adalah 31 – 33 °C. Cuaca yang tiba – tiba berubah akan membuat anakan susah untuk bertahan hidup.

TUGAS AKHIR


1

OKTAVIO ADRENG F.

2 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

Apalagi peternak tidak selalu berada di lokasi, sehingga menjaga suhu lingkungan cukup sulit. (Wulan Susanti, 2015, dari www.mediaronggolawe.com/kiat-suksesmemelihara-anakan-lovebird-dalam-kondisi-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. Setiap jam dicek berapa suhu kotak inkubasi atau inkubator. Alat yang sudah ada masih manual dimana inkubator masih harus terus diawasi jika suhu lebih dari batas maka lampu dimatikan oleh peternak. Terdapat juga inkubator yang menggunakan thermostat. Namun penggunaan thermostat rawan cepat rusak dan pengaturan suhu dengan thermostatnya masih manual serta pengaturan yang cukup sulit, karena faktor konstruksinya yang tidak presisi yang menjadikannya cukup sulit dalam pengaturan suhunya, ketika sudah didapatkan suhu yang di targetkan terkadang suhu berubah lagi, dikarenakan konstruksi pemegang kapsul yang terbuat dati plasik yang memuai terkena panas, belum lagi fluktuasiyang tidak pasti, antara 1 - 2 derajat celcius, karena tuas penekan switchnya yang sudah paten dalam konstruksinya sehingga tidak bisa kita atur 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.

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang maka dapat diperoleh rumusan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana merancang dan membangun rancang bangun inkubator anakan lovebird otomatis berbasis mikrokontroller ? 2. Bagaimana kinerja alat tersebut mempertahankan kestabilan sistem ? 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 dapat merancang dan membangun rancang bangun inkubator anakan lovebird otomatis berbasis mikrokontroller ? 2. Untuk mengetahui kinerja alat mempertahankan kestabilan sistem. 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


OKTAVIO ADRENG F.

ALDN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Lovebird Burung Lovebird memiliki nama ilmiah Agapornis. Agapornis berasal dari bahasa Yunani yaitu 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

TUGAS AKHIR


4

OKTAVIO ADRENG F.


anakan tersebut. Pemberian suhu yang tepat juga akan berpengaruh pada 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 padaATmega328. 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 ke sebuah komputer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya. Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan 10 bit resolusi (contohnya 1024 nilai yang berbeda). Secara

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


default, 6 input analog tersebut mengukur dari ground sampai tegangan 5 Volt, dengan itu mungkin untuk mengganti batas atas dari rangenya dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). 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. Pada arduino nanti akan menjadi pusat kontrol jalanya 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 penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan

dengannya

sehingga

filamen

tidak

akan

langsung

rusak

akibat teroksidasi. Pemilihan lampu pijar ini didasari atas konversi listrik menjadi cahaya jauh sangat kecil dibandingkan lampu LED. Kurang lebih 90% daya yang digunakan oleh lampu pijar dilepaskan sebagai radiasi panas dan hanya 10% yang dipancarkan dalam radiasi cahaya kasat mata (Lembaga Penelitian dan Kajian Teknik Aplikatif Universitas Gadjah Mada. 2009). Lampu pijar yang terdapat dipasaran membutuhkan tegangan (voltase) kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 volt hingga 300 volt. 2.4 Sensor suhu DS1820 Sensor DS18B20 merupakan termometer digital yang menyediakan pengukuran suhu sebanyak 9-bit °C sampai dengan 12-bit °C. Sensor suhu

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


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. Dalam sistem ini sistem sensor suhu digunakan untuk pengontrolan suhu yang digunakan dalam sistem pengeringan. 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)

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


Sensor suhu DS18B20 mengkalibrasi data suhu ke dalam satuan °C. Sensor DS18B20 dapat mengkonversi secara langsung data suhu yang terbaca ke dalam data digital. Adapun pembacaan data suhu hasil konversi oleh sensor DS18B20 yang tersimpan pada memori scratchpad dapat ditunjukkan pada Tabel 2.1 berikut.

Tabel 2.1 Pembacaan Data Hasil Suhu Konversi DS18B20 (MAXIM, 2007)

Sensor DS18B20 digunakan untuk mendeteksi suhu inkubator yang dimana menjadi input mikrokontroller untuk menentukan kecepatan kipas DC. Jika suhu mencapai setpoint atau lebih maka kipas bekerja maksimal, jika suhu kurang dari set point maka kipas akan berputar pelan. 2.5 LCD 16x2 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, atau pun TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


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. Konfigurasi pin LCD 16x2 dapat dilihat pada Gambar berikut:

Gambar 2.2. Konfigurasi LCD 16x2 (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 set point 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

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


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). Sebuah relay dapat memiliki sebuah kutub switch atau beberapa buah kutub switch. Pada umumnya kemampuan daya maksimum output relay jauh lebih besar jika dibandingkan dengan daya inputnya. Relay pada alat ini digunakan untuk menghidupkan lampu yang dimana membutuhkan tegangan 220 V tiap lampunya. 2.7 Kipas DC Prinsip kerja kipas DC sebenarnya sama saja seperti kipas angin AC hanya saja arus yang dibutuhkan berupa arus. Dalam kipas angin terdapat suatu motor listrik, motor listrik tersebut mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Pada sebuah motor listrik terdapat suatu kumparan besi pada bagian yang bergerak beserta sepasang pipih berbentuk magnet U pada bagian yang diam (Permanen). Ketika listrik mengalir pada lilitan kawat dalam kumparan besi, hal ini membuat kumparan besi menjadi sebuah magnet. Karena 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.

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


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 di antara 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


OKTAVIO ADRENG F.


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)

3.2.2 Alat-alat Penelitian Alat yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :  Minimum Sistem Arduino TUGAS AKHIR


12

OKTAVIO ADRENG F.


 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, olah sebab itu setiap tahapan yang dilakukan harus dipastikan sudah sesuai dengan yang diharapkan sebelum dilanjutkan ke tahap berikutnya. Jadi untuk mengeksekusi pengujian sistem harus diselesaikan pembuatan mekanik, lalu pembuatan hardware dan yang terakhir pembuatan software. Untuk lebih jelasnya beberapa tahapan yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut:

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


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


OKTAVIO ADRENG F.


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 di bawah ini.

Gambar 3.2 Desain Mekanik Alat

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


Kipas ditempatkan pada kedua sisi samping pada ketinggian 100mm 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 100mm dari dasar inkubator dan memiliki selisih 30mm dari sarang burung yang menjadi tempat anakan (70mm). Hal ini dimaksudkan agar suhu yang dibaca tidak jauh berbeda dengan keadaan suhu pada tempat anakan. Berikut rencana penempatan sensor DS18B20 dan kipas DC.

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.

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


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 enter, tombol back, dan switch power (yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar 3.5 Penempatan Push Button dan LCD

2. Tahap Perancangan Hardware Tahap pembuatan hardware terdiri atas pembuatan beberapa rangkaian elektronik yang diperuntukkan agar inkubator anakan lovebird secara otomatis dapat berjalan. Adapun rancangan hardware dari sistem yang akan dibuat adalah

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


rangkaian driver relay, rangkaian sensor suhu DS18B20, rangkaian push button yang dapat dilihat pada lampiran. Cara kerja dari alat ini adalah dari penempatan anakan lovebird dalam inkubator dimana setelah ditutup akan dipilih set point 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 set point maka kipas DC berputar lambat atau PWM diatur agar kipas berputar lambat. Apabila suhu mencapai setpoint atau lebih maka kipas akan berputar cepat atau nilai PWM di setting maksimal agar suhu dalam inkubator turun. Diagram blok alat inkubator anakan lovebird ini dapat dilihat pada gambar 3.6 berikut :

Gambar 3.6 Diagram Blok Alat

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


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. Pengalamatan port dapat dilihat pada tabel 3.1

Tabel 3.1 Pengalamatan port Mikrokontroler

Hardware LCD 16x2 Relay 1 Relay 2 Relay 3 Sensor DS18B20 Tombol Mode A Tombol Mode B Tombol Stop Kipas 1 Kipas 2

TUGAS AKHIR

Port yang digunakan SCL & SDA Port 2 Port 3 Port 4 Port 10 Port 8 Port 9 Port 11 Port 5 Port 6


OKTAVIO ADRENG F.


Start menandakan alat mulai bekerja yang nantinya akan mengaktifkan sensor suhu. Dilanjutkan dengan memilih suhu yang sesuai umur anakan yang akan di inkubasi. Sensor suhu DS18B20 terlebih dahulu dinisialisasikan. Sensor suhu DS18B20 memiliki nilai output berupa nilai digital. Digunakan sebagai kontrol suhu untuk mempertahankan suhu sesuai setpoint yang akan mempengaruhi kinerja kipas exhaust. Setiap perubahan suhu akan ditampilkan pada LCD. Inisialisasi juga dilakukan pada relay untuk mengendalikan lampu yang berfungsi sebagai heater. 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 20 detik hingga suhu mencapai batas ketentuan yang sudah ditetapkan yaitu 35°C. Dari data tersebut akan dilakukan linieritas hubungan antara kenaikan suhu pada inkubator terhadap waktu.

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


2. Pengujian Kipas DC Pengujian kipas dilakukan untuk mengetahui kipas yang digunakan dapat menurunkan suhu inkubator ketika suhu sudah mencapai batas maksimal. 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 Daya Listrik Pengujian daya dilakukan untuk mengetahui konsumsi daya alat pada saat sistem bekerja. Dari data tersebut dapat diketahui berapa daya alat ketika sistem bekerja.

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


5. Pengujian Software Pengujian software pada penelitian ini meliputi pengujian 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. 6. Pengujian Kestabilan Sistem Pengujian ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui tingkat kestabilan sistem pada saat sistem melakukan proses menjaga suhu inkubator sesuai set point. 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 set point suhu yang dikehendaki.

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Hasil Rancang Bangun Alat Setelah rancangan dan segala komponen penyusunya telah selesai dibuat

maka tahap selanjutnya adalah tahap pembuatan alat yang terdiri atas pembuatan mekanik dan hardware. Berikut adalah hasil pembuatan rancang bangun alat yang telah dirancang :

Gambar 4.1. Hasil Rancang Bangun Alat 4.1.1 Pembuatan Mekanik Pembuatan mekanik meliputi kotak inkubator sebagai tempat anakan lovebird, kotak berisikian hardware penunjang, dan meja tempat kotak inkubator. Pembuatan kotak inkubator digunakan bahan acrylic dengan tebal 3mm dengan dimensi panjang 502mm, lebar 250mm, dan tinggi 298mm. Pada kedua sisi samping diberi lubang dengan diameter 80mm untuk kipas agar dapat

TUGAS AKHIR


23

OKTAVIO ADRENG F.


menghembuskan udara keluar. Lampu sebagai heater ditempatkan pada bagian atas dengan jarak antar lampu sebesar 140mm yang dimaksudkan agar sebaran panas merata. Sensor DS18B20 di tempatkan pada bagian depan dan belakang dengan ketinggian 100mm dari dasar inkubator. Hal ini dimaksudkan agar suhu yang terbaca sama dengan suhu yang diterima anakan lovebird. Di bagian belakang terdapat pintu untuk memindahkan anakan lovebird dengan panjang 250mm dan tinggi 150mm.

Gambar 4.2. Penempatan Kipas DC, Lampu dan Sensor DS18B20 Kotak hardware dibuat dengan dimensi panjang 228mm, lebar 182mm, dan tinggi 122mm dimana pada bagian atas kotak diletakkan switch power, rangkaian push button, dan LCD sebagai display agar lebih memudahkan user dalam menggunakan alat.

Gambar 4.3. Kotak Hardware TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


Pembuatan meja yakni dengan dimensi panjang 773mm, lebar 252mm, dan tinggi 555mm. Hal ini dimaksudkan untuk menghindarkan anakan dari gangguan hewan lain.

Gambar 4.4. Meja Tempat Inkubator

4.1.2 Pembuatan Perangkat Keras (Hardware) Pembuatan Hardware meliputi pembuatan rangkaian driver relay, rangkaian push button, rangkaian sensor suhu DS18B20. Hasil dari pembuatan hardware seperti berikut : MIKROKONTROLLER REGULATOR STEP DOWN RELAY

POWER SUPPLY

Gambar 4.5. Rangkaian Kontrol

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


Arduino sebagai pusat kontrol pada sistem meliputi input tombol dan sensor DS18B20. Sedangkan

Output kontrol pada LCD, kipas, dan relay. Relay

digunakan sebagai switch elektronik lampu. Pada alat ini digunakan power supply switching dengan tegangan keluaran 12V dan arus 3,2 ampere. Untuk suplai tegangan pada mikrokontroller digunakan regulator step down dengan keluaran 5V.

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 5watt dan pengujian dengan lampu 25 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 suhu mulai dari 31oC – 35oC sehingga diperoleh 75 data. Berikut data yang diperoleh dari pengujian lampu 5 watt :

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


Tabel 4.1. Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Lampu 5 Watt Suhu

Suhu

Waktu

Sensor 1

Sensor 2

Suhu Rata – rata

No.

(sekon)

(°C)

(°C)

(°C)

1

20

31,1250

31,0000

31,0625

2

40

31,1875

31,1250

31,1562

3

60

31,2500

31,1875

31,2187

4

80

31,3750

31,2500

31,3125

5

100

31,4375

31,3750

31,4062

6

120

31,4375

31,3750

31,4062

7

140

31,5000

31,4375

31,4687

8

160

31,5625

31,5000

31,5312

9

180

31,6875

31,5625

31,6250

10

200

31,7500

31,7500

31,7500

11

220

31,8750

31,8750

31,8750

12

240

32,0000

31,9375

31,9687

13

260

32,2500

32,0000

32,1250

14

280

32,3750

32,0625

32,2187

15

300

32,3750

32,1250

32,2500

16

320

32,5000

32,3750

32,4375

17

340

32,5625

32,3750

32,4687

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


18

360

32,6250

32,4375

32,5312

19

380

32,6875

32,5625

32,6250

20

400

32,7500

32,6875

32,7187

21

420

32,8125

32,7500

32,7812

22

440

32,9375

32,8750

32,9062

23

460

33,0625

32,9375

33,0000

24

480

33,1875

33,0000

33,0937

25

500

33,1875

33,0625

33,1250

26

520

33,3125

33,1875

33,2500

27

540

33,3750

33,1875

33,2812

28

560

33,4375

33,3125

33,3750

29

580

33,4375

33,3750

33,4062

30

600

33,5625

33,4375

33,5000

31

620

33,5625

33,4375

33,5000

32

640

33,6250

33,5000

33,5625

33

660

33,6875

33,5625

33,6250

34

680

33,6875

33,6250

33,6562

35

700

33,7500

33,6250

33,6875

36

720

33,8750

33,7500

33,8125

37

740

33,8750

33,7500

33,8125

38

760

33,9375

33,7500

33,8437

39

780

33,9375

33,8750

33,9062

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


40

800

33,9375

33,8750

33,9062

41

820

33,9375

33,9375

33,9375

42

840

34,0625

33,9375

34,0000

43

860

34,0625

33,9375

34,0000

44

880

34,0625

33,9375

34,0000

45

900

34,1875

34,1250

34,1562

46

920

34,2500

34,1250

34,1875

47

940

34,3125

34,1875

34,2500

48

960

34,3125

34,2500

34,2812

49

980

34,3750

34,2500

34,3125

50

1000

34,3750

34,3125

34,3437

51

1020

34,4375

34,3750

34,4062

52

1040

34,4375

34,3750

34,4062

53

1060

34,4375

34,3750

34,4062

54

1080

34,4375

34,4375

34,4375

55

1100

34,5000

34,4375

34,4687

56

1120

34,5625

34,4375

34,5000

57

1140

34,5625

34,4375

34,5000

58

1160

34,6250

34,5000

34,5625

59

1180

34,6250

34,5625

34,5937

60

1200

34,6875

34,5625

34,6250

61

1220

34,7500

34,6250

34,6875

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


62

1240

34,7500

34,6250

34,6875

63

1260

34,8750

34,6875

34,7812

64

1280

34,8750

34,6875

34,7812

65

1300

34,8750

34,7500

34,8125

66

1320

34,9375

34,7500

34,8437

67

1340

34,9375

34,8125

34,8750

68

1360

34,9375

34,8125

34,8750

69

1380

34,9375

34,8750

34,9062

70

1400

35,1250

34,8750

35,0000

71

1420

35,1250

34,9375

35,0312

72

1440

35,1875

34,9375

35,0625

73

1500

35,2500

34,9375

35,0937

74

1520

35,2500

34,9375

35,0937

75

1540

35,2500

35,0000

35,1250

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 :

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.

38 31 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

Tabel 4.2. Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Lampu 25 Watt

Waktu No. (sekon)

Suhu

Suhu

Sensor 1

Sensor 2

Suhu Rata – rata

(°C)

(°C)

(°C)

1

20

31,0625

31,0000

31,0312

2

40

31,3125

31,1875

31,2500

3

60

31,5000

31,3125

31,4062

4

80

31,6250

31,4375

31,5312

5

100

31,7500

31,5000

31,6250

6

120

31,8750

31,8125

31,8437

7

140

32,0625

32,0000

32,0312

8

160

32,2500

32,1875

32,2187

9

180

32,3750

32,2500

32,3125

10

200

32,3750

32,3750

32,3750

11

220

32,4375

32,3750

32,4062

12

240

32,5625

32,5625

32,5625

13

260

32,6875

32,6250

32,6562

14

280

32,7500

32,6250

32,6875

15

300

32,8125

32,6875

32,7500

16

320

32,8125

32,6875

32,7500

17

340

32,9370

32,7500

32,8435

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


18

360

33,0000

32,8750

32,9375

19

380

33,1250

33,0000

33,0625

20

400

33,1250

33,0625

33,0937

21

420

33,3125

33,0625

33,1875

22

440

33,4375

33,1250

33,2812

23

460

33,5625

33,1250

33,3437

24

480

33,5625

33,1875

33,3750

25

500

33,5625

33,3125

33,4375

26

520

37,0000

33,3125

35,0937

27

540

37,0000

33,3125

35,0937

28

560

33,8750

33,4375

33,6562

29

580

34,0000

33,5000

33,7500

30

600

34,0000

33,625

33,8125

31

620

34,1250

33,625

33,8750

32

640

34,2500

33,6875

33,9687

33

660

34,2500

33,6875

33,9687

34

680

34,4375

33,8125

34,1250

35

700

34,4375

33,8125

34,1250

36

720

34,4375

33,8125

34,1250

37

740

34,5000

33,8125

34,1562

38

760

34,5625

33,9375

34,2500

39

780

34,6875

33,9375

34,3125

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


40

800

34,6875

33,9375

34,3125

41

820

34,7500

33,9375

34,3437

42

840

34,8125

34,0000

34,4062

43

860

34,8125

34,0000

34,4062

44

880

34,9375

34,0000

34,4687

45

900

34,9375

34,0625

34,5000

46

920

35,0000

34,0625

34,5312

47

940

35,0625

34,1875

34,6250

48

960

35,0625

34,1875

34,6250

49

980

35,1875

34,2500

34,7187

50

1000

35,3125

34,3125

34,8125

51

1020

35,3125

34,3125

34,8125

52

1040

35,3125

34,3750

34,8437

53

1060

35,4375

34,4375

34,9375

54

1080

35,4375

34,4375

34,9375

55

1100

35,4375

34,4375

34,9375

56

1120

35,4375

34,4375

34,9375

57

1140

35,4375

34,4375

34,9375

58

1160

35,5000

34,5000

35,0000

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


4.2.3

37 34

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 : Tabel 4.3. Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Lampu 60 Watt Suhu

Suhu

Waktu

Sensor 1

Sensor 2

Suhu Rata – rata

No.

(sekon)

(°C)

(°C)

(°C)

1

20

29,7500

29,1250

29,4375

2

40

30,5625

30,0000

30,2812

3

60

31,0000

30,5000

30,7500

4

80

31,5000

31,0000

31,2500

5

100

31,8750

31,6875

31,7812

6

120

32,0625

32,0625

32,0625

7

140

32,5000

32,2500

32,3750

8

160

32,7500

32,6875

32,7187

9

180

32,9375

32,9375

32,9375

10

200

33,1875

33,1875

33,1875

11

220

33,5625

33,5625

33,5625

12

240

33,8125

33,8750

33,8437

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.

38 35


13

260

34,1250

34,0625

34,0937

14

280

34,3750

34,1875

34,2812

15

300

34,3750

34,4375

34,4062

16

320

34,7500

34,7500

34,7500

17

340

34,8125

34,8750

34,8437

18

360

35,1875

35,0000

35,0937

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

Series1 Series2 Series3 5 watt 25 watt 60 watt

Waktu (sekon)

Gambar 4.6. Hubungan Waktu Terhadap Kenaikkan 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 dan memiliki linieritas lebih besar dari pada lampu yang lain 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

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.

39 36


35oC dibutuhkan waktu 360 detik atau 6 menit. Dapat diketahui antara waktu dan suhu mempunyai hubungan yang sebanding, Semakin tinggi suhu yang ingin dicapai maka 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 12V. Kipas DC berfungsi untuk menurunkan suhu inkubator. Berikut ini adalah data perubahan suhu terhadap waktu : Tabel 4.4. Data Hubungan Penurunan Suhu Terhadap Waktu Menggunakan Kipas DC

No.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Waktu (sekon) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

TUGAS AKHIR

Suhu Rata – rata

(°C) 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

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600


32,59 32,44 32,41 32,31 32,06 31,91 31,66 31,53 31,5 31,53 31,44 31,37 31,31 31,19 31,19 31,06

OKTAVIO ADRENG F.


38 37

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 set point 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). 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 perbandingan sensor DS18B20 dengan termometer alkohol: Tabel 4.5. Tabel Pembanding Pembacaan Suhu dengan Sensor DS18B20 dan Termometer Alkohol Suhu Termometer Suhu S1 (°C) Suhu S2 (°C) No. Alkohol (°C) (St) 1 30 30,0000 30,5000 2 31 31,4375 32,1250 3 32 32,5625 33,0000 4 33 32,8125 33,5625 5 34 33,8125 34,4375 6 35 34,3750 35,0625 7 36 35,0000 35,5625 8 37 35,6875 36,0625

TUGAS AKHIR

Suhu Rata rata (Sd) 30,2500 31,7812 32,7812 33,1875 34,1250 34,7187 35,2812 35,8750


Simpangan (St- Linieritas Sd)/St*100 (R2) -0,83333333 -2,52016129 -2,44140625 -0,56818182 -0,36764706 0,803571429 1,996527778 3,040540541

0,9618

OKTAVIO ADRENG F.


39 38

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 Metode yang digunakan dalam pembacaan pada termometer alkohol dan sensor suhu DS18B20 adalah sama, yakni menempatkan termometer pada tempat yang sama dengan sensor suhu DS18B20. Pengambilan data dilakukan setiap kenaikan 1oC dari termometer alkohol. Setelah data diambil maka nilai suhu dari pembacaan termometer alkohol dibandingkan dengan nilai suhu hasil pembacaan sensor suhu DS18B20 dan didapatkan simpangannya. Dari data yang telah diambil 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 Daya Listrik Pengujian ini dilakukan pada alat saat sistem sedang berlangsung sehingga

dapat diketahui konsumsi daya pada alat tersebut. Untuk mengetahui konsumsi

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


40 39

daya digunakan Watt meter. Penggunaan Watt meter bertujuan untuk menghitung daya yang dibutuhkan oleh alat saat sitem bekerja. Berikut adalah konsumsi daya sistem saat menjaga suhu inkubator : Tabel 4.6. Data Konsumsi Daya Sistem

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Daya (watt) 151,5 151,5 151,5 152 151,5 151,5 151,5 152 151,5 151,5

Dari data diatas didapatkan pada saat sistem bekerja mempertahankan setpoint daya yang dibutuhkan rata – rata 151,6 watt. Standar deviasi yang didapatkan menggunakan perhitungan pada microsoft excel adalah +/- 0,2108185. 4.6

Pengujian Kestabilan Sistem Pengujian kestabilan sistem ini bertujuan untuk mengetahui apakah sistem

yang digunakan dapat menjaga kestabilan suhu seseuai dengan pilihan setpoint yang telah ditetapkan dengan mengatur kecepatan putaran kipas DC menggunakan kontrol PWM (Pulse Width Modulation). Berikut hasil data yang didapatkan saat sistem menjaga kestablian suhu pada dua pilihan menu dengan set point yang berbeda yaitu MENU A 34°C dan MENU B 32°C. Data hasil pengamatan yang telah diambil dapat dilihat pada tabel 4.7:

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


41 40

Tabel 4.7 Pengujian Kestabilan Sistem dalam Menjaga Set Point

No.

MENU A

MENU B

1.

34.13°C

32.16°C

2.

34.09°C

32.13°C

3.

34.03°C

32.19°C

4.

34.06°C

32.16°C

5.

34.03°C

32.19°C

6.

34.06°C

32.22°C

7.

34.09°C

32.25°C

8.

34.13°C

32.19°C

9.

34.06°C

32.22°C

10.

34.09°C

32.16°C

11.

34.13°C

32.06°C

12.

34.06°C

32.09°C

Dari data hasil pengamatan tabel 4.7 diketahui bahwa sistem dapat dikatakan berhasil dalam menjaga kestabilan set point yang telah ditetapkan yaitu pada MENU A dengan set point sebesar 34 °C dan MENU B dengan set point sebesar 35 °C. Suhu tidak lebih atau kurang dari 1 °C dimana suhu yang diterima anakan lovebird +/- suhu set point

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


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.

Penulis dapat membangun rancang bangun inkubator anakan lovebird otomatis berbasis mikrokontroller sesuai rancangan.

2.

Diketahui kinerja alat dalam mempertahankan kestabilan sistem dengan pengujian hardware yang digunakan dan daya yang dibutuhkan.

5.2

Saran Penulis mengharapkan agar kedepanya alat ini bisa dikembangkan sehingga

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

Penggunaan pemanas yang memiliki daya lebih rendah akan membuat alat ini menjadi lebih efisien.

2.

Dalam pengaturan PWM kipas DC dapat menggunakan metode lain seperti PID atau logika fuzzy.

3.

Penggunaan lampu sebagai heater dengan metode radiasi termal bisa digantikan dengan yang lebih efisien seperti pemanas infrared yang tidak memancarkan cahaya namun tetap menghasilkan panas.

TUGAS AKHIR


41

OKTAVIO ADRENG F.


4.

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

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


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-love-bird.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


43

OKTAVIO ADRENG F.


LAMPIRAN

Rangkaian Skematik Relay

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


6

Rangkaian Skematik Push Button

Rangkaian Skematik Modul Sensor DS18B20

TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.


TUGAS AKHIR


OKTAVIO ADRENG F.

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

Recommend Documents