Sistem supervisori kendali lingkungan pada model broiler closed house

SISTEM SUPERVISORI KENDALI LINGKUNGAN
PADA MODEL BROILER CLOSED HOUSE

ALIMUDDIN

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Sistem Supervisori Kendali
Lingkungan Pada Model Closed House Untuk Ayam Broiler adalah karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun
kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
disertasi ini
Bogor, Mei 2012

Alimuddin
NIM F164070031

ABSTRACT
ALIMUDDIN. Sistem Supervisory Control Enviromental on Model Broiler
Closed House. Under Supervison of KUDANG BORO SEMINAR, I DEWA
MADE SUBRATA, AND SUMIATI.
Indonesia was a tropical country with high ambient temperatures for
broilers since daily temperature reaches an average daily temperature of 360C
(maximum) and 320 C (minimum); whereas the optimal temperature for broilers
was in the range of 28-300C. Therefore, midle or large scale broiler industries
have been using a control system to maintain the optimal temperature within a
broiler house. Therefore, the role of a control system for regulating environmental
parameters, not only temperature but also humidity, light intensity, and amonia
content level, was very critical and relevant for better broiler production.The most
important factors of comfort in broiler closed house including temperature,
humidity, ammonia. Purpose were (1) designing the supervisory control system
environmental parameters temperature, humidity and ammonia in broiler closed
house, (2) assess the environmental characteristics of the parameters of
temperature, humidity and ammonia in broiler closed house, (3) a model of

environmental parameters of temperature, humidity and ammonia in the broiler
closed house, (4) determine the optimal conditions supervisori control response
parameter temperature, humidity and ammonia in broiler closed house, (5) the
integration of environmental parameters supervisori control temperature, humidity
and ammonia according to optimal conditions of control, knowledge of poultry
and knowledge appropriate control environment in broiler closed house, (6)
interconnect supervisory control environmental parameters temperature, humidity
and ammonia in the broiler closed house in the form of software (software
prototype) that can control one, two or three broiler closed house were connected
to the computer network with remote with parallel computing. System of
supervisory control for broiler closed house was a user interacts with the
supervisory system to perform selection or determination of control modes,
controlled parameters and optimality criteria for a certain poultry cultivated in a
set of poultryhouses. Afterwards, the user preference specifications are passed to
the Supervisory Control Engine (SCE) that performs the main supervisory
computation scenario by utilizing the knowledge-base (control, climatic, broiler,
and I/O knowledge). The SCE then produces set of control instructions to array of
controllers that directly control and monitor a set of broiler closed house.The
Control Knowledge-Base was a knowledge repository of various control
methodologies, constraints, tools, and requirements. The Climatic knowledgebase stores all information about climatic parameters and characteristics. The

poultry knowledge-base was a knowledge repository of poultry requirements,
poultry types and characteristics. The I/O Knowledge-Base stores all relevant
characteristics and usage requirements of I/O devices (sensors, transducers and
actuators) that may be involved in a certain control scenario.The data used in this
study included primary and secondary data. Primary data (floors, walls, rooms,
and roof temperature) were obtained from measurements using an electronic
measuring device. Secondary data (temperature, humidity, irradiation) was
obtained from reports provided by BMG Bogor, including data processing model

of moving heat broiler houses closed, predictive control parameters temperature,
humidity and ammonia in Computational Fluid Dynamics (CFD), the results of
mathematical modeling of temperature, humidity and ammonia obtained transfer
function and the simulated supervisori control was ON- OFF control of Fuzzy
Logic PID and ANFIS in the integration of one, two, three modes of control
integration and interconnection networks in parallel computer simulations on
closed broiler house with three broiler houses. Simulation of supervisory control
in a broiler closed house in this study use by 3 scenarios was time during starter,
grower and finisher. Starter setpoin was 26-300C, grower setpoin was 24-25 0C,
setpoin finisher was 22-230C. Supervisory control temperature, humidity and
ammonia in closed broiler houses on broiler chickens using the method of selftuning (self tuning) control. Testing was done by testing the response variable

input, set point tracking test. Response testing performed on the machine control
was modeled in the form of transfer function with the input's of the constant in
Matlab simulink. The first testing set point tracking was done by changing the
temperature of 300C input value, 290C, 280C, 270C, 260C, 250C, 240C, 230C, 220C
for control of ON-OFF, PID, Fuzzy Logic and ANFIS. Then in the second set
point tracking will change the value of the input humidity was 70%, 60%, 50% for
the control of the ON-OFF, PID, Fuzzy Logic and ANFIS. Continue tracking the
third set point humidity will change the input value of 20 ppm, 15 ppm, 10 ppm, 5
ppm, 2.5 ppm and 1 ppm for ON-OFF control, PID, Fuzzy Logic and ANFIS.
Keywords: Supervisory Control, Environmental, Model Broiler Closed House

RINGKASAN
ALIMUDDIN. Sistem Supervisori Kendali pada Model Broiler Closed House. Di
bimbing oleh KUDANG BORO SEMINAR, I DEWA MADE SUBRATA, dan
SUMIATI.
Produksi broiler telah meningkat di beberapa negara (Brasil, China dan Indonesia)
sejak 1961-2009 (FAO 2008). Kebutuhan protein manusia semakin meningkat
seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Untuk memenuhi kebutuhan
yang semakin meningkat tersebut, perlu diusahakan peningkatan produksi protein
asal ternak baik dari segi kualitas maupun kuantitas. Salah satu sumber protein

adalah daging ayam broiler. Ditinjau dari nilai gizinya, daging ayam broiler tidak
kalah dibandingkan dengan daging dari ternak lain. Daging ayam broiler mudah
didapatkan dan harganya relatif murah, karena pemeliharaan ayam broiler relatif
singkat yaitu 35-40 hari. Tingkat konsumsi daging ayam masyarakat Indonesia
masih rendah dibandingkan dengan negara lain.
Kondisi lingkungan dengan temperatur tinggi, kelembapan tinggi dan
amonia tinggi dapat menyebabkan heat stress pada broiler. Dalam keadaan heat
stress ayam broiler akan melakukan penting (terengah-engah). Setiap tahun,
industri broiler mengalami mortalitas dan kehilangan langsung akibat panas yang
ekstrim dari alam yang tidak dapat diprediksi. Situasi ini akan semakin parah saat
mendekati akhir siklus produksi, saat ternak mendekati bobot untuk dijual.
Salah satu solusi dari penanganan heat srtess pada ayam broiler adalah
penggunaan broiler closed house (kandang tertutup). Broiler closed house adalah
kandang ayam dengan suhu, kelembaban dan amonia yang dapat dikendalikan
secara otomatis sehingga ayam tidak akan mengalami heat stress atau
memberikan kenyamanan termal lingkungan mikro untuk ayam broiler.
Kondisi pengendalian broiler closed house saat ini terdiri satu algoritma
kendali diantarany kendali ON-OFF, PID saja sehingga masih menemukan
masalah bila kondisi lingkungan yang sangat kritis. Selain itu juga semua broiler
closed house bila dikendalikan masih sendiri antara broiler closed house satu

dengan lain. Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah di atas adalah dengan
sistem kendali secara terpadu atau terintegrasi sistem kendali berdasarkan
kebutuhan yang ada yaitu sistem supervisori kendali.
Penelitian dengan judul sistem supervisori kendali lingkungan pada model
closed house untuk ayam broiler terdiri dari beberapa tahapan penelitian sebagai
berikut. Tahap pertama, sebaran suhu kelembaban dan amonia pada broiler closed
house dengan menggunakan Computational Fluid Dynamic (CFD) menghasilkan
simulasi pindah panas (suhu) yang dipakai telah dapat menampilkan prediksi
sebaran suhu, kelembaban dan amonia dalam broiler closed house dengan
menggunakan CFD sehingga bisa dijadikan acuan pemodelan dan kendali suhu,
kelembaban dan amonia. Hasil simulasi suhu, kelembaban dan amonia broiler
closed house telah divalidasi di mana koefisien determinasi (R2) untuk suhu
adalah 99,093 % dan RMSE 0,934952, untuk kelembaban dan koefisien
determinasi (R2) 99,007 % dan RMSE 0,966379 dan untuk amonia dan koefisien
determinasi (R2) 99,11 % dan RMSE 1.4859. Tahap kedua, memodelkan pindah
panas (suhu) kelembaban dan amonia pada broiler cloaed house. Suhu (T),

kelembaban relative (RH) dan amonia (NH3) di dalam kandang ayam dipengaruhi
oleh kondisi lingkungan di dalam juga sedikit dipengaruhi dari luar seperti atap,
dinding, lantai dan penyekat kandang ayam. Pendekatan model kelembaban dan

amonia untuk membuat model matematik fungsi suhu, kelembaban dan amonia,
dengan persamaan diferensial kemudian ditransformasikan dengan persamaan
laplace dengan fungsi alih. Fungsi alih sebagai pengganti dugaan realtime
kemudian fungsi alih dimasukan dalam proses simulasi kendali. Simulasi kendali
broiler closed house terdapat 3 skenario waktu pada masa starter, grower dan
finisher.
Penelitian ini menggunakan beberapa broiler closed house. Untuk setpoin
0
26 C-300C adalah starter, setpoin 24-25 0C adalah grower, setpoin 22-230C
adalah finisher. Pengendali suhu, kelembaban dan amonia, pada broiler closed
house menggunakan metode swa-tala (self tuning) kendali. Pengujian dilakukan
dengan uji respon variabel input, uji tracking set point. Pengujian respon
dilakukan pada mesin kendali yang dimodelkan dalam bentuk fungsi alih dengan
input-an dari konstanta pada simulink Matlab. Pengujian tracking set point
pertama pada suhu dilakukan dengan merubah nilai masukan sebesar 300C, 290C,
280C, 270C,260C,250C,240C,230C,220C untuk kendali ON-OFF, PID, Fuzzy Logic
dan ANFIS. Kemudian pada tracking set point kedua akan merubah nilai masukan
kelembaban sebesar 70%, 60%, 50% untuk kendali ON-OFF, PID, Fuzzy Logic
dan ANFIS. Dilanjutkan tracking set point ketiga akan merubah nilai masukan
kelembaban sebesar 20 ppm, 15 ppm, 10 ppm, 5 ppm, 2.5 ppm dan 1 ppm untuk

kendali ON-OFF, PID, Fuzzy Logic dan ANFIS. Hasil simulasi kendali ON-OFF,
PID, Fuzzy Logic dan ANFIS secara terpisah yang menghasilkan respon kendali
yang baik sebagai acuan juga untuk mengintegrasikan modus kendali di broiler
closed house sebagaimana terdapat pada tabel respon kendali ON-OFF, PID
Fuzzy Logic dan ANFIS. Tahap Ketiga, Integrasi sistem supervisori kendali pada
broiler closed house. Dalam implementasinya, sistem ini digunakan untuk
pengontrolan lingkungan. Namun demikian supervisori kendali input tetap
didasarkan basis peternakan broiler yang dilakukan secara lansung, yaitu melalui
penggunaan model broiler closed house. Jadi pengontrolan lingkungan terpadu,
terintegrasi dan berorientasi basis peternakan. Sistem ini menjembatani kendali
basis lingkungan dengan looping pada sistem kendali basis peternakan. Di
samping itu, sistem juga dilengkapi dengan menggunakan identifikasi dan
pengontrolan yang lain, yaitu Adaftive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS),
Fuzzy Logic, PID dan ON-OFF. Sistem supervisori kendali membahas integrasi
modus kendali terdiri dari beberapa modus kendali yaitu dua modus kendali (PID
fuzzy Logic), (PID ANFIS), tiga modus kendali (ON-OFF, PID,Fuzzy Logic),
(PID, Fuzzy Logic dan ANFIS), empat modus kendali (ON-OFF, PID, Fuzzy
Logic dan ANFIS) dengan parameter suhu, kelembaban dan amonia yang
menghasilkan respon kendali yang lebih baik. Pada integrasi supervisori kendali
inilah di bahas tentang supervisori kendali pada broiler closed house yang

terintegrasi, adanya pilihan modus kendali, parameter kendali, dengan kriteria
optimal kendali, yang didasari pengetahuan peternakan ayam broiler (broiler
knowledge), pengetahuan iklim dan lingkungan luar (climate and environmental
knowledge), pengetahuan kendali (control knowledge) yang sudah tersimpan
dalam data base supervisory control engine (SCE) yang secara terpadu sehingga
dalam kondisi tertentu bisa digunakan sesuai kebutuhan dengan perpaduan

kendali penjadwalan gain adaptasi (PGA) dan kendali adaptif model acuan
(AMA). Respon transien kendali sesuai tabel respon kendali ON-OFF, PID, Fuzzy
Logic dan ANFIS pada bab tiga. Tahap Keempat, interkoneksi supervisori kendali
pada broiler closed house membahas inerkoneksi supervisori kendali dengan jarak
jauh menggunakan jaringan komputer berbasis Internet Protocol (IP) dengan
parallel computing di aplikasikan dalam satu atau dua atau tiga broiler closed
house yaitu
sistem kendali yang mempunyai parameter-parameter suhu,
kelembaban dan amonia yang dapat ditala (dituning) sesuai dengan perubahan
kondisi eksternal dan internal proses kendalian secara online disebut kendali
adaptif swa-tala (AST). Pada penelitian ini broiler closed house satu dengan
periode starter suhu Lingkungan ruangan 300C, kelembaban lingkungan ruangan
50%, amonia 5 ppm, broiler closed house periode grower suhu lingkungan

ruangan 290C, kelembaban lingkungan ruangan 60%, amonia 10 ppm, broiler
closed house periode finisher suhu lingkungan ruangan 270C, kelembaban
lingkungan ruangan 70%, amonia 15 ppm.
Keywords: Supervisori Kendali, Lingkungan, Model Broiler Closed House

@ Hak cipta milik IPB, tahun 2012
Hak cipta dilindungi Undang-Undang
1.Dilarang mengutip sebagian atau selruhanya karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a.Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusuan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa seizin IPB

SISTEM SUPERVISORI KENDALI LINGKUNGAN
PADA MODEL BROILER CLOSED HOUSE

ALIMUDDIN

Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Bidang Keteknikan dan Teknologi Informasi
Program Studi TEP

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

Penguji Ujian Tertutup : Dr.Rudi Afnan,SPt,MSc.Agr
Dr. Sutrisno,M.Agr
Penguji Ujian Terbuka : Dr Desianto Budi Utomo., Ph.D
Dr. Leopold Oscar Nelwan, M.Sc

Judul Disertasi

: SISTEM SUPERVISORI KENDALI LINGKUNGAN
PADA MODEL BROILER CLOSED HOUSE

Nama Mahasiswa : Alimuddin
Nomor Pokok

: F164070031

Menyetujui,
Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Kudang Boro Seminar, M.Sc
Ketua

Dr. Ir. Sumiati, M.Sc
Anggota

Dr. Ir. Dewa Made Subrata, M.Agr
Anggota

Mengetahui,

Ketua Program Studi TEP

Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S

Tanggal Ujian: 29 Juni 2012

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc. M.Agr

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Alhamdulillah, Penulis memanjatkan Puji dan syukur kepada Allah Swt
karena atas Rahmat dan LindunganNya, karena dapat menyelesaikan disertasi
yang berjudul Sistem Supervisori Kendali Lingkungan pada model closed house
untuk Ayam Broiler. Peneltian ini dibuat sebagai syarat dalam memperoleh gelar
Doktor pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Tercapainya tujuan dalam penelitian ini diharapkan dapat memberikan
kontribusi khususnya kontribusi di bidang pengembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi khususnya sistem kendali dan komputer paralel. Penelitian ini
merupakan bagian yang menyatu dari rangkaian penelitian disertasi yang
dilaksanakan selama dua tahun lebih. Penelitian ini disusun berdasarkan referensi
dengan topik penelitian dan saran dari komisi pembimbing.
Ucapan terima kasih dan penghargaan kepada sampaikan kepada Bapak
Prof. Dr. Ir. Kudang Boro Seminar M.Sc selaku Ketua Komisi Pembimbing, Dr Ir.
I Dewa Made Subrata, M.Agr, Dr. Ir. Sumiati, M.Sc, selaku anggota komisi
pembimbing, atas segala perhatian pikiran, kepercayaan kesabaran, wawasan
keilmuan yang diberikan, kritik, saran, serta waktu yang disediakan selama
bimbingan mulai dari penyusunan usulan penelitian, pelaksanaan penelitian,
penulisan disertai, seminar hasil, sidang ujian tertutup dan sidang ujian terbuka
sampai akhirnya dapat terselesaikan karya disertasi ini.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Dr. Ir. Rokhani Abdullah, Dr.
Ir. Faiz Syuaib, Penguji Ujian luar Komisi Prelium (Ujian Kualifikasi) juga
masukan oleh Kaprodi Program Doktor Prof. Dr Armansyah Tambunan, Ketua
Departemen TMB Dr. Desrial.,M.Eng., sehingga meeproleh Condidate Doktor.
Terima kasih Dr. Sutrisno, M.Sc dan Dr. Rudi Afnan, SPt, MSc. yang telah
meluangkan waktunya dan memberi masukan bagi disertasi ini dengan menjadi
penguji pada Sidang Ujian Tertutup. Terimakasih kepada Dr. Desianto Budi
Utomo,M.Sc dan Dr. Leopold Oscar Nelwan, M.Sc sebagai penguji pada Sidang
Ujian Terbuka yang telah meluangkan waktunya memberi masukan untuk
kesempurnaan disertasi. Rektor UIM, Dekan Fakultas Teknik UIM, Rektor UVRI,
Dekan Fakultas Teknik UVRI, Rektor UNTIRTA, Dekan Fakultas Teknik
UNTIRTA, Ketua Jurusan Teknik Elektro UNTIRTA atas izin dan dukungan
mereka, penulis dapat melanjutkan dan menyelesaikan program Doktor di
Program Ilmu Keteknikan dan Teknologi Informasi Sekolah Pascasarjana IPB.
Terima kasih banyak kepada Prof Dr. Muh Arief dan Prof M Tola, Guru Besar
Jurusan Teknik Elektro UNHAS, Prof Dr. Mursalin guru besar TEP UNHAS yang
telah memberikan surat rekomendasi sebagai prasyarat mendaftar Progarm Doktor
di IPB. Terima kasih kepada mahasiswa program Doktor seangkatan dan Magister
Lab. Bio-Informatika, Lab Kontrol dan Instrumentasi, Lab Energi, Lab Bio-sistem
TMB IPB. Terima kasih kepada semua dosen program doktor selama kuliah di
IPB. Terima kasih juga disampaikan kepada PPLH IPB yang meminjamkan alat
sensor dalam penelitian ini, terima kasih atas teman program doktor atas
masukannya dalam perakitan sistem instrumentasi kendali dan sensor dalam
penelitian ini. Disamping itu ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Prof.
Dr. Nakao Nomura (Lab. Control Bioprocessing Engineering, University of
Tsukuba Japan) Dosen pembimbing waktu mengikuti program sandwich tahun
2009 memberi bimbingan penelitian khususnya gas kandungan amonia di udara

dan di air dan Dr. Leo Nelwan (Lab. Energi Terbarukan TMB IPB) meluangkan
waktunya diskusi tentang model pemindahan panas, Dr. Ir. Agus
Buwono.,M.Si.,M.Kom (Ketua Departemen Ilmu Komputer IPB) yang telah
meluangkan waktunya diskusi tentang Artificial Intellegence (Fuzzy Logic, ANN
dan ANFIS) pihak Manajemen Closed house University Farm Cikabayan IPB atas
tempat penelitian. Ucapan terima kasih dan simpati disampaikan kepada teman
seangkatan program doktoral Dr. Suharsono, Dr Lamhot P. Manalu, Dr. Berty
Sompie, Dr. Budi Hariono, Dr. Deddy W, Dr. Yanto S, M. Iqbal, Sakti
Muhammadiyah, Amar Maruf. Begitu juga kepada semua rekan-rekan satu Lab; Ir
Salahuddin.,MS, Agus Naim STP.,MAgr, Nur eni STp.,M.Agr, Rahmat SSi.,MSi,
Supriyanto.,STp.,M.Kom. Akhirnya kepada keluarga tercinta, orangtua kandung
ayah A. Lajju K, ibu A. Fatma, adik kandung Bustaman, Muhammad Sidang
S.Kom, Nur Arfah Muliyani S.Si mertua H. Abdurahman Saleh, BSc dan Salma,
istri tersayang Ria Arafiyah S.Si, M.Kom, serta anak tersayang A. Balqis Najiha
dan A. Imam Fathoni Alimuddin, serta keluarga besar Jakarta, Sulawesi dan
Kalimantan. Penulis menyampaikan terima kasih atas pengorbanan, pengertian
dorongan dan doanya tak pernah putus. Semoga Allah meridhai penelitian ini
sehingga dapat berjalan dan berkembang dengan baik, serta hasilnya dapat
bermanfaat bagi pengembangan ilmu dan teknologi.
Amin ya Rabbbul ‘Alamin.
Bogor, Juni 2012

Alimuddin
F164070031

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Karoke (Sulawesi Barat) pada tanggal 17 April 1972
sebagai anak pertama dari empat bersaudara dari ayahanda A. Lajju K Lino dan
Ibu A. Fatma. Penulis Menikah pada tahun 2006 dengan Ria Arafiyah, SSi, M.Si
putrid dari ayah H. Abdurahman dan Ibu Salma dikarunia anak sepasang A.
Balqis Najiha lahir 28 April tahun 2008 dan A. Imam Fathani Alimuddin lahir 30
Maret 2011.
Penulis menempuh pendidikan pada tahun 1992 melanjutkan Pendidikan
Sarjana (S1) Universitas Muslim Indonesia, di Program Studi Teknik Elektro
Konsentrasi Teknik Telekomunikasi dan Elektronika lulus 1999. Pada tahun 1999
melanjutkan Studi Strata Dua Magister Manajemen (MM) program Studi
Manejemen Keuangan di Universitas Muslim Indonesia lulus, 2002. Pada Tahun
2000 melanjutkan Studi Strata Dua Universitas Hasanuddin Megister Teknik
(MT) Program Studi Teknik Elektro bidang Teknik Energi Listrik, lulus 2003.
Pada tahun 2007 melanjutkan Studi Strata Tiga (Program Doktor/PhD) di IPB
Bidang Keteknikan dan Teknologi Informasi Bidang Keahlian Bio-Informatika
dan Kontrol Instrumentasi, Program Studi TEP Departemen TMB Lab. BioInformatika, Lab Kendali dan Instrumentasi IPB. Beasiswa pendidikan
pascasarjana diperoleh dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan RI.Pada
Tahun 2009 penulis mendapatkan beberapa bantuan yaitu : Program Sandwich ke
Lab Bio-Processing Engineering Universitas Tsukuba, Japan dengan bantuan
DIKTI Kemendiknas, Hibah Doktor 2011 DIKTI, DIPA UNTIRTA.
Penulis bekerja sebagai dosen Yayasan tahun 1999 di Universitas Islam
Makassar Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro dan Universitas Veteran
Republik Indonesia Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Informatika. Pada tahun
1999 sampai 2006 mengajar di beberapa Perguruan Tinggi sebagai dosen Luar
Biasa; UMI, Universitas 45, STIMIK Handayani. Tahun 2006-2010 mengajar di
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta Fakultas Sains dan
Teknologi Jurusan Teknik Informatika dan Jurusan Matematika. Pada tahun 2008
di terima sebagai dosen PNS Universitas Sultan Ageng Tirtayasa (UNTIRTA) di
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro bidang Keahlian Kendali, Komputer dan
Konversi Energi dengan Fungsional Lektor/Golongan Penata IIIc. Penulis
menjadi anggota APTIKOM (Assosiasi Perguruan Tinggi Komputer) sejak tahun
2005 sampai sekarang.
Penulis mengikuti Program Doktor menghasilkan karya Ilmiah yang
diterbitkan di beberapa jurnal (satu Internasional, satu akreditasi nasional
setingkat jurnal internasional, dua jurnal ISSN) dan empat proseding (pada tiga
konferensi internasional dan 1 seminar nasional) adalah sebagai berikut:
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Nomura N, Sumiati, 2011 A Supervisory
Control system for Temperature and Humidity in a Closed House Model
for Broilers, International Journal of Electrical and Computer Sciences
IJECS-IJENS Vol:11 No.06 ISSN: 2077-1231.
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Nomura N, Sumiati, 2012, ANFIS
Control Of Environmental Parameter Temperature On Closed House
System Model For Broilers, Jurnal TELKOMNIKA Indonesia Journal
Electrical and Computer Engineering, Vol. 1 no 10.Maret 2012, ISSN:

1693-6930
accredited
by
DGHE
(DIKTI),
Decree
No:
51/Dikti/Kep/2010,Yogyakarta, Indonesia
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Nomura N, 2011,Temperature
Optimation On Closed House for Broiler Used By Artificial Neural
Network, Jurnal ILTEK UIM, Volume 6 No. 12, Oktober 2011, ISSN
1907-0772
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IMD, Sumiati, 2010, Kritik Sistem Informasi
pada Broiler house dengan menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan,
Proceeding Konferensi Internasional AFITA, 4-7 oktober 2010, Bogor.
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Sumiati, 2011, Pemodelan Suhu pada
Closed untuk Ayam Broiler dengan CFD, Prosiding Seminar Nasional
Informatika HIPI, ISBN: 978-979-16972-3-1, Hal:267-278,20-21 Oktober
2011, UNPAD Bandung Indonesia
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Sumiati, 2009, Desain Supervisory
Control Parameter Temperature on Closed House for Broiler, Prosiding
Conference internasional, PERHIMPI, Bogor
Alimuddin, Seminar KB, Subrata IDM, Sumiati, 2009, Desain Supervisory
Control Parameter Amonia on Closed House for Broiler, Prosiding
Conference internasional,Prosiding PERTETA, Bogor

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ....................................................................................................
xv
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xvii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xix
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xxiv
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang .............................................................................................
Perumusan Masalah ....................................................................................
Tujuan Penelitian .........................................................................................
Manfaat Penelitian ……………………………………………………….
Kerangka Pemikiran ....................................................................................
Ruang Lingkup Penelitian ...........................................................................

1
15
15
16
16
19

II PREDIKSI SUHU, KELEMBABAN DAN AMONIA PADA BROILER
CLOSED HOUSE MENGGUNAKAN CFD
Abstract .......................................................................................................
Abstrak……………………………………………………………………
Pendahuluan.................................................................................................
Bahan dan Metode ......................................................................................
Hasil dan Pembahasan………………………………………………….
Simpulan ......................................................................................................
Daftar Pustaka……………………………………………..........................

20
21
22
26
31
54
55

III SIMULASI MODEL KENDALI SUHU KELEMBABAN DAN AMONIA
PADA BROILER CLOSED HOUSE BERBASIS ON-OFF, PID, FUZZY
LOGIC DAN ANFIS
Abstract ........................................................................................................
57
Abstrak……………………………………………………………………
58
Pendahuluan.................................................................................................
59
Bahan dan Metode ......................................................................................
78
Hasil dan Pembahasan………………………………………………….
98
Simpulan ...................................................................................................... 121
Daftar Pustaka…………………………………………….......................... 122
IV INTEGRASI SIMULASI SUPERVISORI KENDALI SUHU
KELEMBABAN DAN AMONIA PADA CLOSED HOUSE UNTUK AYAM
BROILER
Abstract ........................................................................................................ 126
Abstrak…………………………………………………………………… 127
Pendahuluan................................................................................................. 128
Bahan dan Metode ...................................................................................... 137
Hasil dan Pembahasan………………………………………………….
142
Simpulan ...................................................................................................... 148
Daftar Pustaka…………………………………………….......................... 149

xv

V INTERKONEKSI SUPERVISORI KENDALI SUHU KELEMBABAN DAN
AMONIA PADA CLOSED HOUSE UNTUK AYAM BROILER
Abstract ........................................................................................................ 151
Abstrak……………………………………………………………………. 152
Pendahuluan................................................................................................. 153
Bahan dan Metode ...................................................................................... 164
Hasil dan Pembahasan………………………………………………….
173
Simpulan ...................................................................................................... 184
Daftar Pustaka…………………………………………….......................... 185
VI PEMBAHASAN UMUM ...........................................................................

188

VII SIMPULAN DAN SARAN.......................................................................

193

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................

195

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

203

xvi

DAFTAR TABEL
Halaman
1
2
9

1. 1
1. 2
1. 3
1. 4

Konsumsi ayam broiler di Indonesia
Produksi ayam broiler
Suhu kandang ayam broiler
Pengaruh temperatur terhadap berat badan dan konversi pakan ayam
broiler
1.5 Karakteristik dan rekomendasi lingkungan broiler closed house
1.6 Karakteristik parameter lingkungan broiler closed house
2.1 Batas ambang suhu dan kelembaban dalam broiler closed house
2.2 Baku mutu ambien dan emisi gas nh3 dan h2s
2.3 Ambang batas kadar nh3 pada manusia dan ternak
2.4 Suhu kondisi optimun periode starter (umur 1-18 hari) pagi jam
09.00
2. 5 Suhu tidak optimun starter (umur 1-18 hari) siang jam 12.00
2.6 Kelembaban tidak optimun periode starter (umur 1-18 hari) jam
09.00
2. 7 Kelembaban optimun periode starter (umur 1-18 hari) jam 12.00
2. 8 Amonia optimum periode starter (umur 1-18 hari) pada jam 12.00
2. 9 Amonia tidak optimum periode starter (umur 1-18 hari) pada jam
16.00
2. 10 Suhu optimum periode grower (19-30 hari) pagi jam 09.00
2. 11 Simulasi suhu tidak optimun periode grower pada jam 12.00
2. 12 Kelembaban tidak optimum periode grower (umur 19-30 hari) pada
jam 09.00
2. 13 Kelembaban optimum untuk grower (umur 19-30 hari) pada jam
12.00
2. 14 Amonia optimum periode grower pada (umur 19-30 hari) jam 12.00
2. 15 Amonia tidak optimum periode grower (umur 19-30 hari) jam 16.00
2. 16 Simulasi suhu optimum periode finisher (31-38 hari) jam 09.00
2. 17 Simulasi suhu tidak optimum periode finisher (31-38 hari) jam
12.00
2. 18 Kelembaban tidak optimum periode finisher (umur 31-38 hari) jam
09.00
2. 19 Kelembaban optimum periode finisher (umur 31-38 hari) jam 12.00
2. 20 Amonia optimum periode finisher (umur 31-38 hari) pada jam
12.0050
2. 21 Amonia tidak optimum periode finisher (umur 31-38 hari) jam
16.00
3. 1 Batas aman dan kematian akibat gas yang merugikan di broiler
closed house
3. 2 Matrik keputusan
3. 3 Contoh matrik keputusan

xvii

9
11
14
23
23
24
35
36
37
38
40
40
41
42
43
43
44
45
46
47
48
48
49
50
60
72
73

3. 4 Respon kendali on-off pada broiler closed house untuk ayam broiler
3. 5 Respon kendali pid suhu pada broiler closed house untuk ayam
broiler
3. 6 Respon kendali fuzzy logic suhu pada broiler closed house
3. 7 Respon kendali anfis anfis suhu pada broiler closed house
3. 8 Respon kendali on-off kelembaban pada broiler closed house
3. 9 Respon trasien kendali pid kelembaban pada broiler closed house
3. 10 Respon transien kendali fuzzy logic pada kelembaban
3. 11 Respon transien kendali anfis pada kelembaban
3. 12 Respon transien kendali on-off amonia
3. 13 Respon transien kendali pid pada broiler closed house
3. 14 Respon kendali fuzzy amonia pada broiler closed house
3.15 Respon transien kendali anfis pada broiler closed house, starter,
grower, dan finisher
5. 1 Aspek fungsional sistem
5. 2 Aspek nonfunctional sistem
5.3 Daftar komponen akuisisi broiler closed house
6. 1 Respon kendali on off pada broiler closed house untuk ayam broiler
6. 2 Respon kendali pid suhu pada broiler closed house
6. 3 Respon kendali fuzzy logic suhu pada broiler closed house
6. 4 Respon kendali anfis suhu pada broiler closed house
6. 5 Respon kendali on-off kelembaban pada broiler closed house
6. 6 Respon transien kendali pid kelembaban pada broiler closed house
6. 7 Respon trasien kendali fuzzy logic pada kelembaban
6. 8 Respon trasien kendali anfis pada kelembaban
6. 9 Respon transien kendali on-off amonia
6. 10 Respon kendali pid pada broiler closed house
6. 11 Respon kendali fuzzy logic amonia pada broiler closed house
6. 12 Respon transien kendali anfis pada broiler closed house untuk ayam
broiler

xviii

102
104
106
108
110
112
113
115
116
118
119
120
170
170
181
197
197
197
198
198
198
198
199
199
199
199
200

DAFTAR GAMBAR
Halaman
4

1.1 Ruangan Broiler Closed House (University of farm Bogor,2009)
1.2 Ventilasi Broiler Closed House Nampak dari Atas (University of
farm Bogor,2010)
6
1.3 Ventilasi Mekanik di Kandang Broiler Closed House (Univ. of farm
di Bogor, 2009)
7
1.4 Arsitektur Supervisori Kendali pada Broiler Closed House
17
2.1 Keseimbangan Panas untuk Ayam Broiler dengan Ventilasi Alami
Ruang Udara (ASAE, 2003)
25
2.2 Pemodelan kandang ayam tertutup (broiler closed house)
27
2.3 Geometri Kandang Piktorial dengan Bagian Atap Disembunyikan
(Hidden).
31
2.4 Cut Plot Contour dan Vektor Aliran Udara pada Inlet
32
2. 5 Cut Plot Tampak Samping Profil Temperatur Udara pada Kandang
34
2.6 Suhu pada Pagi Jam 09.00 untuk Starter (umur 1-18 hari) Pagi Jam
09.00
35
2.7 Suhu Siang Jam 12.00 untuk Starter
36
2. 8 Kelembaban tidak optimun periode starter (umur 1-18 Hari) jam
37
09.00
2. 9 Kelembaban optimun untuk Starter (umur 1-18 Hari) jam 12.00
38
2. 10 Amonia optimun periode starter (Umur 1-18 Hari) pada Jam 12.00
40
2. 11 Amonia tidak optimum untuk Starter (Umur 1-18 Hari) pada Jam
16.00
41
2. 12 Suhu optimum Periode Grower (19-30 Hari) Pagi Jam 09.00
41
2. 13 Suhu Tidak Optimum Periode Grower Jam 12.00
42
2. 14 Kelembaban tidak optimum untuk Grower (Umur 19-30 Hari) Jam
09.00
43
2. 15 Kelembaban optimun untuk Grower (Umur 19-30 Hari) pada Jam
12.00
44
2. 16 Amonia optimum periode grower (Umur 19-30 Hari) Jam 12.00
45
2. 17 Amonia tidak optimum periode grower (Umur 19-30 Hari) Jam
16.00
45
2.18 Suhu optimum periode finisher (31-38 Hari) jam. 09.00
46
2. 19 Suhu tidak optimum periode finisher (31-38 Hari) Jam 12.00
478
2.20 Kelembaban tidak optimum periode finisher (umur 31-38 Hari) jam
47
09.00
2. 21 Kelembaban optimum periode finisher (umur 31-38 Hari) jam
12.00
49
2. 22. Amonia optimum periode grower (umur 31-38 hari) pada Jam 12.00 50
2. 23 Amonia tidak optimum periode finisher (umur 31-38 hari) pada
Jam16.00
50
2. 24 Validasi Suhu Ruangan Simulasi dan Pengukuran
52

xix

2. 25 Validasi simulasi Kelembaban CFD dengan Pengukuran di
Lapangan
2.26 Validasi simulasi Amonia CFD dengan Pengukuran di Lapangan
3. 1 Konfigurasi dasar sistem kendali (Adopsi dari Bolton, 2006)
3. 2 Diagram Kendali ON-OFF (Nalwan, 2003)
3. 3 (a) Diagram Blok Kontroler On-Off; (b) Diagram Blok Kontroler
ON-OFF dengan Jurang Diferensial
3. 4 Diagram Kotak Pengendali PID [Gunterus, 1994]
3. 5 Diagram Blok dari Kontrol Proporsional – Integral – Derivatif
3. 6 Struktur Kontrol Logika Fuzzy Untuk Pengendalian Sistem.
3. 7 Struktur Dasar kontrol Logika Fuzzy
3. 8 Operasi kendali Fuzzy Logic Sumber: (Reznik 1997)
3. 9 Fungsi Keanggotaan Segitiga
3. 10 Model Pembelajaran Identifikasi ANFIS
3. 11 Proses Pengujian pada kendali ANFIS
3. 12 Struktur Pembelajaran pada Kendali
3. 13 Perancangan Sistem Kendali pada Broiler House
3. 14 Skema Konsep Pemodelan Suhu dan Kelembaban dalam Broiler
Closed House
3. 15 Sistem Kontrol Loop Tertutup
3. 16 Struktural Sistem Parameter Optimal Kendali Lingkungan Broiler
closed house dengan Simulasi Matlab
3. 17 . Grafik Kendali ON-OFF broiler closed house
3. 18. Penerapan Kendali PID Lingkungan Broiler closed house
3. 19 Pendekatan Numerik Euler untuk pemecahan integral.
3. 20 Pendekatan Numerik Euler untuk pemecahan diferensial
3. 21 Penerapan Kendali Fuzzy Logic Lingkungan Broiler Closed House
3. 22 Penerapan Kendali ANFIS Lingkungan Broiler Closed House
3. 23. Struktur ANFIS
3. 24 Respon Sistem Kendali
3. 25 Simulink tool matlab kendali ON-OFF
3. 26 Simulink Tool Matlab Kendali PID
3. 27 Simulink Tool Matlab Kendali Fuzzy Logic
3. 28 Simulink Tool Matlab Kendali ANFIS
3. 29 Grafik Respon Kendali ON-OFF suhu setpoint 30 Umur (1-18 hari)
3. 30 Grafik Respon Kendali ON-OFF suhu setpoint 25 grower umur (1930 hari)
3. 31 Grafik Respon Kendali ON-OFF suhu setpoint 230C finisher umur
(31-46 hari)
3. 32 Respon Kendali PID Suhu setpoin 300C starter umur (1-18 hari)
3. 33 Grafik Respon Kendali ON-OFF suhu setpoint 26
3. 34 Respon Kendali PID Suhu setpoin 220C finisher umur (31-46 hari)
3. 35 Grafik kendali fuzzy logic pada suhu ruangan setpoin 300C periode

xx

52
53
64
65
65
67
68
70
70
70
71
76
76
76
79
80
85
92
92
93
93
93
95
96
96
98
99
99
99
100
101
101
102
103
104
104
105

Starter, umur (1-18 hari)
3. 36 Output kendali logika fuzzy pada suhu ruangan setpoin 250C
Grower, umur (19-30 hari)
3. 37 Grafik kendali Fuzzy Logic untuk suhu setpoin 230C periode
Finisher, umur (31-64 hari)
3. 38 Grafik kendali ANFIS untuk suhu setpoin 300C periode Starter,
umur (1-18 hari)
3. 39 Grafik respon Kendali ANFIS Suhu setpoint 240C periode Grower,
umur (19-30 hari)
3. 40 Grafik respon Kendali ANFIS Suhu setpoint 220C periode Finisher,
umur (31-46 hari)
3. 41 Grafik kendali ON OFF kelembaban setpoint 50 % Periode Starter
umur (1-18 hari)
3. 42 Grafik Kendali ON OFF kelembaban setpoint 60 % Periode Grower
Umur (19-30 hari)
3. 13 Grafik Kendali ON OFF kelembaban setpoint 70 % Periode finisher
umur (31-46 hari)
3. 44 Grafik Respon Kendali PID Kelembaban setpoin 50 % Periode
Starter umur (1-18 hari)
3. 45 Grafik Respon Kendali PID Kelembaban setpoin 60 % Periode
Grower umur (19-30 hari)
3. 46 Grafik Respon Kendali PID Kelembaban setpoin 70 % Periode
Finisher umur (31-46 hari)
3. 47 Grafik respon kendali fuzzy logic kelembaban setpoint 50 periode
starter umur (1-18 hari)
3. 48 Grafik respon kendali fuzzy logic kelembaban setpoint 60 Grower
umur (19-30 ha
3. 49 Grafik Respon Kendali Fuzzy Logic Kelembaban Setpoint 70
Finisher Umur (31-46 Hari)
3. 50 Grafik Respon Kendali ANFIS Kelembaban setpoint 50% periode
starter umur (1-18 hari)
3. 51 Respon Kendali ANFIS Kelembaban setpoint 60% periode grower
umur (19-30 hari)
3. 52 Respon Kendali ANFIS Kelembaban set point 70% periode finisher
umur (31-46 hari)
3. 53 Grafik Kendali ON OFF Amonia Setpoint 5 Ppm Periode Starter
Dan Grower Umur (1-18 Hari)
3. 54 Grafik Kendali ON OFF amonia setpoint 10 ppm periode grower
umur (19-30 hari) dan periode finisher umur (31-46 hari)
3. 55 Grafik Kendali PID amonia setpoint 5 ppm periode starter umur (118 hari)
3.56 Respon Kendali PID Amonia Setpoint 10 ppm Periode grower umur
(19-30 hari) dan finisher umur (31- 46 hari)
3. 57 Respon Kendali FUZZY LOGIC Amonia setpoint 5 periode starter
umur (1-18 hari)
3. 58 Respon Kendali FUZZY LOGIC Amonia Setpoint 10 ppm Periode

xxi

105
106
107
107
108
109
109

109
111
111
111
112
113
113
114
114
115
115
116
117

117
118
119

Grower Umur (19-30 Hari) dan Finisher Umur (31- 46 Hari)
3. 59 Grafik Kendali ANFIS Amonia setpoint 5ppm periode starter umur
(1-18 hari)
3. 60 Grafik Respon Kendali ANFIS Amonia setpoint 10 ppm Periode
grower umur (19-30 hari) dan finisher umur (31- 46 hari)
4. 1 Hybrid Kendali PID- Logika Fuzzy
4. 2 Member Function Input dan Output
4. 3 Respon Hybrid kendali PID-Logikan Fuzzy
4. 4 Pelatihan ANFIS dan PID (Zhen Yu Zhao, Etc.1993)
4. 5 Kendali hybrid ANFIS PID. (Zhen Yu Zhao, etc.1993)
4. 6 Blok Diagram Kendali Hibrid ANFIS PID
4. 7 Kendali Penjadwalan Gain Adaptasi.
4. 8 Kendali Adaptif Model Acuan.
4. 9 Sistem Supervisori Kendali Lingkungan pada Broiler House
4. 10 Perancangan Model Supervisori Kendali Suhu Kelembaban Amonia
4. 11 Grafik Simulink Matlab Integrasi Supervisi Kendali ON OFF PID
FUZZY ANFIS untuk Broiler House
4. 12 Grafik Simulink Matlab integrasi kendali PID FUZZY Untuk
Broiler Closed House
4. 13 Grafik Simulink Matlab Kendali PID ANFIS Untuk Broiler Closed
House
4. 14 Respon Integrasi Supervisorik Kendali Empat Modus Kendali(ONOFF, PID, Fuzzy Logic, ANFIS) Suhu setpoint 300C Periode
Starter Umur 0-18 Hari
4. 15 Integrasi Supervisori Kendali Empat Modus Kendali(ON-OFF, PID,
Fuzzy Logic, ANFIS) Kelembaban Setpoint 60% Periode Grower
Umur 19-30 Hari
4. 16 Integrasi Supervisori kendali empat modus kendali untuk NH3
setpoint 10 ppm Grower Umur 19-30 Hari dan Periode finisher
Umur 31-46 Hari
4. 17 Supervisori kendali tiga modus kendali (ON-OFF PID Fuzzy Logic)
suhu setpoin 250C Grower Umur 19-30 Hari
4. 18 Respon integrasi supervisori Kendali PID Fuzzy ANFIS Parameter
Humidity 60 Periode finisher Umur 31-46 Hari
4. 19 Respon integrasi supervisori kendali 3 modus kendali PID Fuzzy
ANFIS Amonia 10 ppm Grower Umur 19-30 Hari dan Periode
finisher Umur 31-46 Hari
4. 20 Respon Supervisori kendali dua modus PID Fuzzy suhu 200C
Periode finisher Umur 31-46 Har
4. 21 Integrasi Supervisori Kendali dua modus PID ANFIS Kelembaban
setpoint 70% Periode Starter Umur 0-18 Hari
4. 22 Integrasi Supervisori kendali dua modus PID Fuzzy Amonia setpoin
10 ppm Grower Umur 19-30 Hari dan Periode finisher Umur 31-46
Hari
5. 1 Layer TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

xxii

120
120
130
130
130
131
132
133
134
135
136
140
140
141
141

142

143
143

143
144

144
144
145

145
155

5. 2 Standar protocol family tree (Bhargav & Koopman 1993).
5. 3 Protokol Komunikasi Jaringan Client-Server
5. 4 Skema dasar sistem kendali
5. 5 Testbed Jaringan pengendali peralatan listrik ruangan
5. 6 Agen pada lingkungan Wooldridge dan Jennings, 2002).
5. 7 Bagan Model Komunikasi Komputasi Paralel (Seminar et al. 2005)
5. 8 Kendali Adaptif Swa-Tala.
5. 9 Interkoneksi Supervisori Kendali pada Broiler House berbasis
Jaringan Komputer
5. 10 Struktur software device driver.
5. 11 Use case diagram Sistem Supervisori Kendali pada Broiler House
5. 12 Diagram blok modem PLC.
5. 13 Blok Diagram Device Driver
5. 14 Diagram konteks sistem SSKAPEI
5.15 Interkoneksi Client Server
5. 16 Interaksi Web Application Dengan Host
5. 17 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
Suhu 300C
5. 18 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
kelembaban 500C
5. 19 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
amonia 5 ppm
5. 20 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
Suhu 290C
5. 21 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online
kelembaban 600C
5. 22 Tampilan Interkoneksi Supervisori Kendali Dengan Web Secara
Online Amonia 10 Ppm
5. 23 Tampilan Interkoneksi Supervisori Kendali Dengan Web Secara
Online Suhu 270C
5. 24 Tampilan Interkoneksi Supervisori Kendali Dengan Web Secara
Online Kelembaban 700C
5.25 Tampilan Interkoneksi Supervisori Kendali Dengan Web Secara
Online Amonia 15 Ppm
5. 26 Relasi Tabel-Tabel di Dalam Database Web Aplication

xxiii

157
157
158
158
159
160
162
164
165
167
171
171
172
174
175
176
176
177
177
178
178
179
179
180
182

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Simulasi Model Kendali Suhu Kelembaban Dan Amonia Pada Broiler
Closed House Berbasis On-Off, Pid, Fuzzy Logic Dan ANFIS
2 Simulasi Integrasi Supervisori Kendali Suhu Kelembaban Dan Amonia
Pada Broiler Closed House
3 Peralatan Dan Hardware Digunakan Pada Pengendalian Broiler Closed
House
4 Algoritma Supervisori Kendali pada Broiler Closed House
5 Validasi Pengukuran Suhu Kelembaban dan Amonia

xxiv

203
216
222
224
225

Notasi
Suhu (0C)
Kelembaban (%)
Amonia (ppm)
Iradiasi (Watt/m2)
Koefisien korelasi
Root Means Square Error
Suhu lantai (0C)
Suhu ruangan (0C)
Suhu atap (0C)
Suhu dinidng (0C)
Suhu ayam (0C)
Suhu lingkungan (0C)
Kelembaban ruangan (%)
Kelembaban lingkungan (%)
Panas ruangan (Watt)
Panas kecepatan aliran (Watt)
Panas ayam (Watt)
Panas lantai (Watt)
Panas lantai (Watt)
Panas atap (Watt)
Koefisein panas laten dan kondensasi
Panas udara (Watt)
Panas lampu (Watt)
Panas kipas angin (Watt)
Panas evavorating cooling (Watt)
Koefisien konveksi pada ruangan Watt/(m2K)
Koefisien konveksi pada lantai Watt/(m2K)
Koefisien konveksi pada atap Watt/(m2K)
Koefisien konveksi pada dinding Watt/(m2K)
Luas permukaan (m2)
Hambatan panas (Ohm)
Kapasitas panas jenis udara ruangan (J (kg K)-1
Transfer function (fungsi alih)
Amonia ruangan (ppm)
Tekanan (Newton/m2)
Waktu (detik)
Gaya (Newton)
Koefisien kendali integral
Koefisen kendali proporsional
Koefisien kendali defrensial
Fraksi massa masing-masing spesies i,

T
RH
NH3
I
R2
RMSE
Tfloor
Troom
Troof
Twall
Tbroiler
Tambient
RHroom
RHambient
Qroom
Qflow
Qbroiler
Qfloor
Qwall
Qroof
λ
Qair
Qlamp
Qfan
Qev cool
hroom
hfloor
hroof
hwall
A
R
Cair
G(s)
NH3room
P
t
F
Ki
Kp
Kd
Yi

=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=

Ri

= Nilai net spesies hasil reaksi kimia

Si

= Nilai net spesies yang disebarkan ke dalam sistem simulasi yang
didefinisikan oleh user
= error

e

xxv

de
Td
Ts
Tr
Os
Ess
rt
y(t)
r(t)
U(t)
Ai,Bi
Ol
If then
µ(x)
U
U(n)
U(k), X(k)
U(k+1)
σ
α
k
Aroom
Afloor
Awall
Aroof
dt/dx
(θ)
mr
mumk
Shum
Cp
ρ

=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=

delta error
Waktu tunda (detik)
Waktu penetap (detik)
Waktu naik(detik)
Persen lonjakan (detik)
Error steady state
Transien respon
Sistem loop tertutup
Sinyal masukan kendali ON-OFF
Sinyal keluaran kendali ON-OFF
Variabel linguistik
Fungsi keanggotaan masing fuzzy set (A dan B)
Fuzzy rule (aturan fuzzy)
Anggota himpunan fuzzy
Nilai kualitatif keluaran fuzzy
Nilai numeric keluaran fuzzy
Input kendali ANFIS
Output kendali ANFIS
Konstanta Stefan – Boltzmann, 5.67 x 10-8 (Watt/m2.K4)
Atitud yaitu sudut ketinggian surya
Konduktivitas termal (Watt/m.K)
Luas penampang terhadap arah aliran panas ruangan (m2)
Luas penampang terhadap arah aliran panas lantai (m2)
2
= Luas penampang terhadap arah aliran panas dinidng (m )
2
= Luas penampang terhadap arah aliran panas atap (m )
= Gradien temperatur dalam arah aliran panas (K/m)
= Sudut zenith matahari
= Laju aliran massa dalam ruang broiler closed house(kg/s)
= Laju aliran massa udara masuk keluar broiler closed house
(kg/s)
= Pelembab = Qevaporation Cooling(%)
= Panas jenis udara ( 1006 J ( kg K)/1),
= Berat jenis udara (1.2 gm-3)

xxvi

I PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kebutuhan

protein

manusia

semakin

meningkat

seiring

dengan

meningkatnya jumlah penduduk. Kebutuhan yang semakin meningkat tersebut,
dapat dipenuhi dengan peningkatan produksi protein asal ternak baik dari segi
kualitas maupun kuantitas. Salah satu sumber protein hewani adalah daging ayam
broiler. Ditinjau dari nilai gizinya, daging ayam broiler tidak jauh beda
dibandingkan dengan daging dari ternak lain.
Daging ayam broiler mudah didapatkan dan harganya relatif murah, karena
pemeliharaan ayam broiler relatif singkat yaitu 35 hari. Tingkat konsumsi daging
ayam masyarakat Indonesia masih rendah dibandingkan dengan negara lain. Tahun
2007, konsumsi ayam Indonesia 4,5 kg/kapita/thn, Malaysia 38,5 kg/kapita/thn,
Singapura 28 kg/kapita/thn, Thailand 14 kg/kapita/thn, Filipina 8,5 kg/kapita/thn
(Daryanto 2007). Konsumsi daging ayam di Indonesia menunjukkan peningkatan
dari tahun ke tahun, ditunjukkan pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1 Konsumsi ayam broiler di Indonesia
Tahun Tingkat Konsumsi daging Ayam
(Kg/kapita/tahun)
2007
4.5
2008
6.46
2009
6.85
2010
8
2011
9
2012
10
Sumber (Ditjen Peternakan Kementan 2012)
Tabel 1.2 Produksi ayam broiler
Tahun Produksi Ayam Broiler (ribu ekor)
2000
530.874
2001
621.870
2002
865.075
2003
847.744
2004
778.970
2005
779.108
2006
861.263
2007
941.786
2008
1.018.734
2009
1.016.876
2010
1.214.340
Sumber (Ditjen Peternakan 2011)

2

Populasi ayam broiler di Indonesia sebesar 930.317.847 ekor tahun 2009,
986.872.000 ekor tahun 2010, 1.041.968.000 ekor tahun 2011 (Ditjen Peternakan
2012).
Populasi ayam Tabel 1.2 seharusnya dapat memenuhi produksi daging
dalam negeri tahun 2010 sebesar 2.365.670 ton (51,33%). Konsumsi daging
sebesar 7,75 kg/kapita/tahun dipenuhi dari daging ayam sebanyak 3,80 kg (49%)
(Sutawi 2012). Jika tingkat konsumsi daging tahun 2010 adalah 7,75
kg/kapita/tahun dan jumlah penduduk Indonesia 230 juta jiwa maka kebutuhan
daging 1.782.500.000 kg/tahun setara dengan 1.727.026.000 ekor ayam (1 ekor
ayam=1,75 kg). Populasi ayam broiler tahun 2011 sebesar 1.041.968.000 ekor,
sehingga kekurangan ayam untuk memenuhi kebutuhan daging, sebesar
685.058.000 ekor ayam pertahun.
Saat ini jumlah broiler closed house di Indonesia sebanyak 76 buah. Satu
broiler closed house dapat memproduksi 20.000 ekor ayam dan dalam 1 tahun 6
kali panen sehingga jumlah produksi 76 broiler closed house dalam 1 tahun
(20.000 ekor x 76 x 6 kali panen) 9.120.000 ekor/tahun. Jumlah ini setara dengan
0,53% dari kebutuhan daging. Diperkirakan jumlah ayam yang berasal broiler
closed house baru yg akan memenuhi kekurangan ayam sebanyak: 3.617.622 ekor
atau berasal dari 30 broiler closed house baru. Jadi dapat disimpulkan saat ini
masih dibutuhkan tambahan sekitar 30 broiler closed house untuk memenuhi
kebutuhan daging di Indonesia.
Permasalahan yang lain khususnya di Indonesia sehingga diperlukan broiler
closed house adalah aspek bilogis dan fisiologi yaitu termoregulasi. Ayam adalah
hewan berdarah panas homeotermis. Oleh karena itu, ayam selalu mempertahankan
suhu tubuh menjadi konstan dengan fungsi fisiologis normal. Jika ayam itu berada
dalam lingkungan panas, tubuh harus melepaskan panas dan memanfaatkan
mekanisme pendinginan sehingga tubuh ayam harus memproduksi panas melalui
proses metabolisme dan menjaga panas dengan cara berpencar antara satu dengan
lainnya pada suhu tubuh 41,5 0C. Ayam tidak memiliki kelenjar keringat sehingga
harus menghamburkan panas. Daerah jengger dan pial memiliki vascularized yang
tinggi dan mengekspos kulit. Oleh karena itu, mekanisme respirasi (pernapasan)
secara alami dan bulu bertindak sebagai sarana untuk melindungi tubuh dari
paparan panas. Ketika