RANCANG BANGUN INKUBATOR TELUR UNGGAS OTOMATIS DENGAN DUA SUMBER SUPLAI BEBAN PLN DAN SEL SURYA BERBASIS MIKRKONTROLER

ABSTRAK

RANCANG BANGUN INKUBATOR TELUR UNGGAS OTOMATIS DENGAN DUA SUMBER SUPLAI BEBAN PLN DAN SEL SURYA

Oleh

Kornelius Pranoto Adi

Penetasan telur sangat penting untuk meningkatkan hasil produksi unggas, telur yang dapat ditetaskan oleh induk unggas relatif sedikit, dan setiap jenis telur unggas membutuhkan suhu dan kelembaban yang berbeda. Inkubator telur adalah alat yang digunakan untuk menetaskan telur dalam jumlah yang cukup banyak dengan cara mengatur suhu pada nilai tertentu. Namun pada umumnya, satu inkubator telur hanya dapat menetaskan satu jenis telur, tidak terpantau suhu dan kelembabannya, tidak dapat bekerja ketika listrik mati dan banyak melibatkan tenaga manusia. Pada penelitian ini dirancang sebuah sistem inkubator penetas telur unggas dengan mengendalikan suhu dan kelembaban secara otomatis yang dapat dipantau dengan komputer dan menggunakan sel surya segabai sumber energi cadangan. Keypad digunakan untuk mengatur suhu dan kelembaban sesuai dengan kebutuhan, sehingga inkubator dapat digunakan untuk menetaskan semua jenis telur unggas. Pengendalian suhu dan kelembaban menggunakan mikrokontroler ATmega 2560 dengan metode swiching on/off pada lampu pijar DC sebagai pemanas dan kipas DC sebagai pendingin. Pemantauan suhu dan kelembaban pada komputer menggunakan perangkat lunak LabVIEW dan pada inkubator menggunakan LCD 16x2. Rak telur berputar secara otomatis setiap 3 jam pada jam 06:00 sebesar sudut -40o dan pada jam 09:00 sebesar sudut 40o dengan motor servo sebagai penggerak. Sensor suhu yang digunakan adalah LM35 dan digunakan sensor kelembaban DHT11. Dalam penelitian ini digunakan telur ayam dan bebek sebagai objek. Telur ayam dan bebek membutuhkan suhu sebesar 38oC – 40oC, kelembaban relatif sebesar 55% – 65% pada telur bebek dan 50% – 60% pada telur ayam. Hasil pengujian sistem didapatkan kestabilan suhu sebesar 39,13oC dan kelembaban sebesar 59,54% pada penetasan telur bebek, suhu sebesar 39,24oC dan kelembaban 51,54% pada telur ayam. Pemantauan suhu dan kelembaban inkubator dapat dilakukan secara real time menggunakan perangkat lunak LabVIEW dan data dapat disimpan dalam bentuk Microsoft Excel. Dengan metode swicthing otomatis sel surya dapat menjadi sumber energi inkubator ketika listrik PLN mati.

Kata kunci: Inkubator Telur, Pengendalian, Suhu, Kelembaban, Sistem Hybrid, Mikrokontroller

ABSTRACT

DESIGN OF AUTOMATIC EGG POULTRY INCUBATOR WITH TWO SOURCES OF LOAD SUPPLY PLN AND SOLAR CELLS

By

Kornelius Pranoto Adi

Eggs hatching is very important to increase poultry production. The number of eggs that can be hatched by the poultry are relatively little. Each type of eggs poultry require different temperature and humidity. Egg incubator is a tool used to hatching the eggs in rather large amount by controlling the temperature at a specific value. But generaly, the egg incubator can hatching the only one kind of eggs, not monitored temperature and humidity, can not work when the electricity off and many involve human. In this study designed a system of poultry egg incubator with temperature and humidity control automatically that can be monitored by computer and using solar cells to backup energy source. The keypad is used to set the temperature and humidity in accordance with the needs, so the incubator can be used for all kinds of poultry eggs hatching. Control of temperature and humidity using Atmega 2560 microcontroller with swiching on / off method on the DC lamps as heater and cooling DC fan. Monitoring of temperature and humidity on the computer using LabVIEW software and the incubator using 16x2 LCD. Egg rack rotates automatically every 3 hours at 06:00 at -40° angle and at 09:00 at 40o angle with the servo motor as the driving force. The temperature sensor used LM35 and used DHT11 as humidity sensor. In this study used chicken eggs and duck as an object. Chicken and duck eggs require 38OC – 40OC of temperatures, relative humidity of 55% – 65% on duck eggs and 50% - 60% in chicken eggs. System test results obtained by 39.13OC temperature stability and humidity of 59.54% on hatching duck eggs, temperature and humidity of 39.24OC and 51.54% in chicken eggs. Monitoring temperature and humidity incubator can be done in real time using the LabVIEW software and data can be stored in the form of Microsoft Excel. With automatic swicthing method, the solar cell can be a source of energy incubator when electricity off.

Keywords: Egg Incubator, Control, Temperature, Humidity, Hybrid Systems, Microcontroller

RANCANG BANGUN INKUBATOR TELUR UNGGAS

OTOMATIS DENGAN DUA SUMBER SUPLAI BEBAN PLN

DAN SEL SURYA BERBASIS MIKRKONTROLER

Oleh

KORNELIUS PRANOTO ADI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2014

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Giri Mulyo Lampung Timur pada tanggal 14 Mei 1989, sebagai anak ketujuh dari tujuh bersaudara, dari Bapak Widi Utomo dan Ibu Ngadikem. Pendidikan Sekolah Dasar diselesaikan di SDN 1 Giri Mulyo Lampung Timur pada tahun 2002, Sekolah Menengah Pertama di SMP PGRI 3 Marga Sekampung diselesaikan pada tahun 2005, dan Sekolah Menengah Atas di SMAN 16 Bandar Lampung diselesaikan pada tahun 2008.

Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri) pada tahun 2008. Selama menjadi mahasiswa penulis pernah menjadi asisten Laboratorium Teknik Kendali Universitas Lampung, dan Anggota Tim PLC UNILA yang berada di Jurusan Teknik Elektro. Penulis pernah terdaftar sebagai anggota Departemen Apresiasi Pengembangan dan Keilmuan (APK) pada tahun 2009-2010 dan 2010-2011 Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Lampung (HIMATRO). Pada semester 5 penulis memilih konsentrasi Sistem Isyarat Elektronika (SIE) sebagai fokus dalam perkuliahan dan penelitian. Pada bulan September tahun 2013, penulis melaksanakan kerja praktik di PT Semen Baturaja (Persero), Tbk. Panjang pada bagian Pemeliharaan Listrik dan

Instrumen (Har.Listrik dan Instrumen). Pada saat kerja praktik penulis membuat laporan tentang Sistem Kendali Kecepatan Motor Separator Menggunakan variable Speed Drive Pada Proses Finish Mill Untuk Menjaga Kualitas Semen.

KUPERSEMBAHKANSEBUAH KARYA INI

UNTUK :

Bapak dan mamak TERCINTA;

WIDI UTOMO & NGADIKEM

KAKAK - KAKAKKU TERSAYANG;

ISTIYARNO, ISTIARTI

PURWANTO, PRAMONO

SRI HARYANTI, & YONATAN

KEPONAKAN

–

KEPONAKANKU TERSAYANG;

AZIZ, IPSTI, DAMAR, TIKA, RAFA,

MIKA, TEGAR, ELMO, & MEIRA

MOTO

“

hidup adalah perjuangan

_“

“

Bersukacitalah dalam pengharapan,

sabarlah dalam kesesakan, dan

bertekunlah dalam doa

_“

(roma 12:12)

“

Pendidikan merupakan perlengkapan

paling baik untuk hari tua”

(Aristoteles)

SANWACANA

Mudah-mudahan Tuhan selalu melimpahkan Kasih dan KaruniaNya kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini dan semoga kita dapat mengikuti serta menteladani pola kehidupan seperti yang diajarkanNya sampai akhir zaman kelak.

Skripsi dengan judul “Rancang Bangun Inkubator Telur Unggas Otomatis Dengan Dua Sumber Suplai Beban PLN Dan Sel Surya Berbasis Mikrokontroler” merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung. Penulis dengan senang hati menerima kritik dan saran yang bersifat membangun bila terdapat kekurangan dalam tugas akhir ini.

Selama perkuliahan dan penelitian, penuli sbanyak mendapatkan pengalaman yang sangat berharga. Penulis juga telah mendapat bantuan baik moril, materil, bimbingan, petunjuk serta saran dari berbagai pihak baik secara langsung mauapun tidak langsung.

Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Suharno,M.Sc. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung;

2. Bapak AgusTrisanto, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung;

3. Ibu Herlinawati, S.T, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung;

4. Bapak Ir. Emir Nasrullah, M.Eng. selaku Pembimbing Akademik;

5. Ibu Dr. Ir. Sri Ratna Sulistiyanti, M.T. selaku Pembimbing Utama atas kesediaannya meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, ilmu yang bermanfaat, dukungan moral, saran dan kritik dalam proses penyelesaian tugas akhir ini;

6. Bapak Muhamad Kmarudin, S.T., M.T. selaku Pembimbing Kedua atas kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik yang sangat membangun dalam proses penyelesaian tugas akhir ini;

7. Bapak Syaiful Alam, S.T., M.T. selaku Penguji Utama tugas akhir. Terima kasih atas cerita, pengalaman yang bermanfaat, serta saran dan kritik yang membangun sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini;

8. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung atas pengajaran dan bimbingannya yang diberikan selama ini kepada penulis;

9. Mbak Ning dan Mas Daryono atas semua bantuannya menyelesaikan urusan administrasi di Teknik Elektro Universitas Lampung selama ini;

10.Kedua orang tua penulis, Bapak dan Mamak tercinta yang tidak pernah berhenti memberikan doa, dukungan, dan kasih sayang tiada akhir.

11.Kakak-kakak penulis, yang selalu memberikan motivasi, dukungan moril-materil kepada penulis. Keponakan yang penulis sayangi, dengan kecerian kelucuan mereka menjadi bekal semangat yang luar biasa, serta seluruh

12.Elisabeth Oktavya, terima kasih atas doa serta dukungan yang selalu diberikan kepada penulis selama menjalani perkuliahan hingga lulus;

13.Teman - teman 2008 yang sudah terlebih dahulu mendapatkan gelar sarjana, Sigit, Bambang, Rizky, Indra, Komet, Giri, Rudi, Yudhy, Rahmad, Firman, dll terimakasih atas semangat yang kalian tularkan.

14.Teman - teman 2008 yang sedang berjuang mendapatkan gelar sarjana,, Nora, Yudhy, Eko, Ujang,Aris, Perdana, Herdiawan, Felix, Yogie, Nora, Taufik, Kholil, Aferdi, Abi, Arif, Topik, Rahmatullah, Mip, Syuhada, Cahyadi, Pujo, Reza, Habibie, dll terimakasih atas semua bantuan, kesabaran, dan cerita yang ada.

15.Seluruh penghuni LaboratoriumTerpadu Teknik Elektro Universitas Lampung Teguh, Haki, Supri, Cahyonyo, Dirya, Ucup, Pras, Hendi, Grienda, Penceng, Taufik, Unggul, Wahidi, Restu, dll atas kebersamaan dalam mewarnai kehidupan siang malam berjuang menggapai impian.

16.Keluarga besar Teknik Elekto yang luar biasa;

17.Semua pihak yang telah membantu serta mendukung penulis dari awal kuliah hingga terselesaikannya tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu;

Semoga kebersamaan ini membawa kebaikan, keberkahan, kemurahan hati, serta bantuan dan do’a yang telah diberikan seluruh pihak akan mendapatkan balasanyang setimpal dari Tuhan YME dan semoga kita menjadi manusia yang berguna dan berkembang. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari

kesalahan dan jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu masukan serta saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa yang akan datang. Akhirnya, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Aamiin.

Bandar Lampung, 8 Desember 2014 Penulis,

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ... i

ABSTRAK ... ii

LEMBAR PERSETUJUAN ... iv

LEMBAR PENGESAHAN ... v

LEMBAR PERNYATAAN ... vi

MOTTO ... vii

PERSEMBAHAN ... viii

RIWAYAT HIDUP ... ix

SANWACANA ... xi

DAFTAR ISI ... xvii

DAFTAR TABEL ... xxii

DAFTAR GAMBAR ... xix

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan Penelitian ... 4

1.3. Manfaat Penelitian ... 4

1.4. Rumusan Masalah ... 5

1.5. Batasan Masalah... 5

xviii

1.7. Sistematika Penulisan ... 6

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 8

2.1. Penetasan Telur Unggas ... 8

2.2. Telur Tetas ... 8

2.3. Inkubator Telur... 9

2.4. Suhu dan Kelembaban... 9

2.5. Dasar Sistem Kendali ... 10

2.5.1. Sistem Kendali Kalang Terbuka (Open Loop) ... 10

2.5.2. Sistem Kendali Kalang Tertutup (Close Loop) ... 11

2.6. Mikrokontroller ATmega 2560 ... 12

2.6.1. Konfigurasi Pin ... 12

2.6.2. Spesifikasi Mikrokontroller ATmega 2560 ... 13

2.7. Mikrokontroller ATmega 328 P ... 15

2.7.1. Konfigurasi Pin ... 16

2.7.2. Spesifikasi Mikrokontroller ATmega 328 P ... 17

2.8. Sensor LM35 ... 18

2.9. Sensor Kelembaban DHT 11Sensor ... 19

2.10. Motor Servo ... 20

2.11. LabVIEW ... 22

2.11.1.Blog Diagram Windows ... 23

2.11.2.Front Panel ... 24

2.12. Arduino ... 25

2.12.2.Software Arduino ... 29

2.13. Sel Surya ... 30

2.14. Baterai ... 32

2.15. Solar Charger Controller ... 33

2.16. Driver Relay ... 34

2.17. Sistem Hybrid ... 35

III.METODE PENELITIAN ... 37

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 37

3.2. Alat dan Bahan ... 37

3.3. Spesifikasi Alat ... 38

3.4. Spesifikasi Sistem ... 40

3.5. Tahapan Tahapan dalam Pembuatan Tugas Akhir... 41

3.5.1. Perancangan Sistem Alat... 41

3.5.1.1. Prosedur Kerja ... 41

3.5.1.1.1. Diagram Alir Perancangan ... 41

3.5.1.1.2. Blok Diagram ... 43

3.5.1.2. Perancangan Sistem Perangkat Lunak ... 45

3.5.2. Pembuatan Perangkat Keras ... 57

3.5.2.1. Rangkaian Mikrokontroler ... 58

3.5.2.2. Rangkaian Catu Daya ... 57

3.5.2.3. Rangkaian RTC ... 59

3.5.2.4. Rangkaian Pengendali Motor ... 60

3.5.3. Pengujian Perangkat Sistem ... 61

xx

3.5.5. Penulisan Laporan ... 61

IV.HASIL DAN PEMBAHASAN ... 62

4.1. Prinsip Kerja Alat ... 62

4.2. Pengujian Alat ... 65

4.2.1. Pengujian Perangkat Keras ... 66

4.2.1.1. Pengujian Rangkaian Catu Daya ... 66

4.2.1.2. Pengujian Rangkaian Pengendali Lampu Pemanas Dan Kipas ... 68

4.2.1.3. Pengujian Sensor Suhu ... 70

4.2.1.4. Pengujian Sensor Kelembaban ... 72

4.2.1.5. Pengujian LCD 16x2 ... 73

4.2.1.6. Pengujian Motor Servo ... 75

4.2.1.7. Pengujian Daya Sel Surya ... 77

4.2.1.8. Pengujian swich PLN dan Sel Surya ... 78

4.2.1.9. Pengujian Sebaran Suhu pada Ruang Inkubator ... 79

4.2.2. Pengujian Perangkat Lunak... 80

4.2.2.1. Pengujian Komunikasi Data Serial ... 80

4.2.2.2. Pengujian Akuisisi Data LabVIEW dan Arduino ... 83

4.2.3. Pengujian Sistem ... 85

4.3. Pembahasan ... 90

4.3.1. Pengujian Sistem ... 101

4.3.2. Standard perational Prosedure (SOP) ... 118

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 121

5.2. Saran ... 122 DAFTAR PUSTAKA

xxii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1.1. Tabel Penelitian ... 3

3.1. Alat dan bahan... 37

4.1. Pengukuran tegangan catu daya menggunakan multimeter ... 68

4.2. Hasil pengujian pengendali suhu ... 69

4.3. Hasil pengujian pengendali kelembaban ... 69

4.4. hasil pengukuran kalibrasi sensor LM35 ... 71

4.5. Data hasil kalibrasi sensor DHT11 ... 73

4.6. Data pengujian motor servo ... 77

4.7. Data Pengujian Daya Sel Surya ... 78

4.8. Data pengujian Swich PLN dan Sel Surya ... 79

4.9. Data pengujian sebaran suhu didalam ruang inkubator ... 80

4.10. Data hasil pengujian komunikasi data serial arduino ... 82

4.11. Hasil pengujian akuisisi data ... 84

4.12. Data hasil pengujian sistem pada inkubator 1 ... 88

4.13. Data hasil pengujian sistem pada inkubator 2 ... 89

4.14. Data pengujian sistem hybrid PLN dengan Sel Surya pada inkubator 1 ... 95

4.15. Data pengujian sistem hybrid PLN dengan Sel Surya pada inkubator 2 ... 95

4.16. Data perhitungan daya sel surya ... 99 4.17. Data Statistik suhu inkubator ... 103 4.18. Data perbandingan sebaran suhu pada inkubator ... 113

xxiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman 2.1. Pengendali kalang terbuka ... 10 2.2. Pengendali Kalang Tertutup ... 11 2.3. PDIP ATmega 2560 P ... 13 2.4. Diagram blok fungsional Atmega 2560 ... 14 2.5. PDIP Atmega 328 P ... 16 2.6. Diagram blok fungsional Atmega 328 P ... 17 2.7. Sensor LM35 ... 18 2.8. DHT 11 ... 19 2.9. Motor Servo ... 20 2.10. Sinyal Pulsa Servo ... 21 2.11. Ilustrasi Pergerakan Servo... 21 2.12. Jendela blok diagram LabVIEW ... 24 2.13. Jendela Front Panel LabVIEW... 24 2.14. Tampak Atas Arduino Mega ... 27 2.15. Konfigurasi pin board Ardiono Mega ... 28 2.16. Jendela awal software arduino ... 29 2.17. Panel Surya ... 30 2.18. Skema sederhana komponen suatu sel surya yang berdiri

sendiri ... 31 2.19. Sistem sel surya terinterkoneksi dengan jaringan pengguna ... 31

2.20. Baterai/aki ... 33 2.21. Solar Charger Controller ... 34 2.22. Relay ... 35 3.1. Peracangan Sistem ... 38 3.2. Diagram alir prosedur kerja ... 42 3.3. Diagram perancangan Inkubator dengan dua sumber suplai beban .. 43 3.4. Blok Diagram pengendali suhu dan kelembaban inkubator ... 43 3.5. Blok diagram komunikasi I2C ... 44 3.6. Rancangan sistem inkubator ... 45 3.7. Jendela front panel pada LabVIEW ... 46 3.8. Jendela blok diagram LabView ... 46 3.9. Pemrograman menggunakan arduino ... 47 3.10. Diagram alir program kendali suhu... 48 3.11. Diagram alir program kendali kelembaban ... 50 3.12. Diagram alir program kendali suhu penetasan telur ayam dan

bebek ... 52 3.13. Diagram alir program kendali kelembaban

(Telur ayam dan telur bebek) ... 53 3.14. Diagram alir program kendali motor... 55 3.15. Diagram alir Sistem hybrid Sel Surya dengan listrik PLN ... 56 3.16. Rangkaian mikokontroller ... 58 3.17. Rangkaian catu daya ... 59 3.18. Rangkaian RTC ... 59 3.19. Rangkaian pengendali motor... 60 4.1. Realisasi peracangan system ... 65

xxvi

4.2. Rangkaian catu daya mikrokontroler dan motor servo ... 67 4.3. Catu daya lampu pemanas dan kipas ... 67 4.4. Rangkaian pengendali lampu pemanas dan kipas ... 69 4.5. kalibrasi sensor LM35 ... 70 4.6. Kalibrasi sensor kelembaban ... 72 4.7. Tampilan LCD 16x2 ... 75 4.8. Peletakan motor servo dan rak telur ... 76 4.9. Swich Kontroler PLN dan Sel Surya ... 78 4.10. Hyperterminal pada komputer... 82 4.11. Blok program pengujian akuisisi data pada LabVIEW... 83 4.12. Tampilan pengujian akuisisi data pada LabVIEW... 83 4.13. Blok diagram program sistem pemantau suhu dan kelembaban ... 86 4.14. Tampilan pemantau suhu dan kelembaban pada komputer ... 86 4.15. Grafik pengujian suhu inkubator ... 93 4.16. Grafik pengujian kelembaban inkubator ... 94 4.17. Tampilan pemantau suhu dan kelembaban ... 96 4.18. Grafik Tegangan Sel Surya ... 97 4.19. Grafik Arus Sel Surya ... 98 4.20. Sistem dengan menggunakan 4 buah lampu pijar DC 25 watt ... 107 4.21. Sistem dengan menggunakan 10 buah lampu DC 5 watt ... 108 4.22. Pembagian daerah pengukuran sebaran suhu ... 112 4.23. Pengukuran sebaran suhu pada inkubator ... 114 4.24. Pemetaan sebaran suhu pada sistem dengan 4 buah lampu pijar

4.25. Pemetaan sebaran suhu pada sistem dengan 10 buah lampu pijar DC 5 watt ... 116

I. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Sistem kendali memegang peranan penting untuk membantu pekerjaan manusia dalam kehidupan sehari-hari. Saat ini kemajuan teknologi di dunia elektronika dan pengendali sangat pesat, sehingga manusia dapat meringankan pekerjannya dengan memanfaatkan teknologi yang berkembang saat ini. Berdasarkan pengelompokan secara umum, sistem kendali dibedakan menjadi dua yaitu pengendalian secara manual dan pengendalian secara otomatis. Pengendalian secara manual adalah pengendalian yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator. Sedangkan pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan oleh mesin-mesin atau peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya dibawah pengawasan manusia. Salah satunya adalah monitoring dan pengendalian suhu sehingga manusia dapat memantau suhu dan besar suhu akan selalu sesuai dengan nilai yang kita inginkan.

Dalam dunia peternakan unggas, proses penetasan telur sangat penting untuk meningkatkan produksi unggas yang dihasilkan. Suhu dan kelembaban adalah faktor penting dalam proses penetasan. Keadaan sesungguhnya induk ayam merupakan sebagai pengendali suhu dan kelembaban pada telur yang di erami. Pengendalian suhu pada proses pengeraman telur oleh induk ayam memiliki keterbatasan. Induk ayam yang susah dikontrol untuk mengerami, membuat telur

ayam mengalami gagal dalam penetasan dan banyaknya telur yang dierami oleh induk ayam pun terbatas.

Perkembangan otomasi kontrol dapat membantu peternak untuk menyelesaikan permasalahan ini sehingga dapat mempermudah dalam pengendalian suhu dan monitoring. Proses kontrol dilakukan dengan menggunakan mikrokontroller yang digunakan sebagai unit prosesor utama yang terintegrasi dengan komponen komponen elektronika. Penelitian ini menggunakan LM35 sebagai sensor suhu dan mikrokontroller sebagai pengendali komponen pemanas yang dikemas dalam satu sistem alat yang disebut Inkubator Telur Otomatis. Pemantauan dilakukan dengan komputer sehingga mempermudah dalam pemantauan suhu dan kelembaban yang dihubungkan dengan komponen pengendali.

Namun demikian masih tedapat beberapa kekurangan pada sistem ini, yaitu hanya menetaskan telur ayam, hanya menggunakan listrik PLN (Perusahaan Listrik Negara) sebagai sumber energinya sehingga ketika terjadi pemadaman listrik maka sistem ini pun akan mati selama pemadaman berlangsung, dan jika pemadaman berlangsung dalam waktu lama dan sering terjadi, akan berpengaruh pada kualitas penetasan telur yang dapat mengakibatkan telur gagal menetas. Selain itu dalam sistem ini tidak mengontrol kelembaban secara otomatis, sehingga masih membutuhkan tenaga manusia ketika kelembaban tidak sesuai dengan yang diinginkan.

Hal ini yang mendasari untuk melakukan penelitian tentang penambahan Sel Surya sebagai sumber energi cadangan dan pengontrolan kelembaban pada

3

inkubator telur otomatis berbasis mikrokontroller. Untuk itu dibuat model dan rancangan alat pengatur suhu dan kelembapan dengan range yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan jenis telur yang ditetaskan, dan Sistem hybrid sel surya dan listrik PLN sebagai sumber energi menggunakan mikrokontroller. Pengendalian yang dilakukan dengan mengendalikan dua buah inkubator telur yang dapat dipantau dan dikendalikan dengan mikrokontroller dan komputer.

Timeline dari penelitian yang berkaitan dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 1. Tabel Penelitian

No. Nama NPM Tahun Judul Penelitian

1. Deni Umbara 99153043 2005 Perancangan Sistem Pengaturan Suhu Pada Model Alat Penetas Telur Ayam Berbasis Komputer Pribadi

2. Giri Woryanto 0815031035 2014 Rancang Bangun Baterry Charge Controller Dual Sumber Suplai Beban Dengan PLTS Dan PLN Berbasis Mikrokontroler (Studi Kasus Fingerprint Di Dekanat Fakultas Teknik Universitas Lampung)

3. Rudy Darmawan 0915031072 2014 Rancang Bangun Pengendali Dan Pemantau Suhu Pada Dua Inkubator Telur Ayam Otomatis

1.2.Tujuan Penelitian

Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Membuat inkubator telur otomatis berbasis mikrokontroller yang dapat mengontrol dan memantau suhu dan kelembaban dari Liquid Crystal Display (LCD) dan komputer.

2. Membuat inkubator yang dapat memilih model penetasan sesuai dengan jenis telur untuk setiap rak dengan saklar dan mengatur batas suhu dan kelembaban melalui keypad.

3. Membuat Sistem hybrid sel surya dan listrik PLN sebagai sumber energi Inkubator, dengan listrik PLN sebagai sumber energi utama dan sel surya sebagai sumber energi cadangan.

1.3.Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

1. Dapat diperoleh suatu sistem alat penetas telur otomatis yang dapat mengendalikan suhu dan kelembaban dengan memanfaatkan komputer sebagai alat monitoring.

2. Sistem monitoring dan pengendalian suhu ini dapat diterapkan pada sistem lain yang membutuhkan kestabilan suhu dan kelembaban.

3. Dapat menetaskan lebih dari satu jenis telur unggas dengan satu alat.

4. Sel surya dapat digunakan sebagai sumber energi cadangan ketika terjadi pemadaman Listrik PLN.

5

1.4.Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana mengendalikan suhu dan kelembaban pada inkubator telur dengan range yang diharapkan.

2. Bagaimana mengkonfigurasi rangkaian pengendali untuk menghidupkan pemanas, kipas, dan mengendalikan motor pemutar rak telur.

3. Bagaimana mengkonfigurasi pengendali untuk melakukan pemilihan model penetasan berdasarkan jenis telur.

4. Bagaimana mengkonfigurasi software pada PC (Personal Computer) untuk memantau suhu dan kelembaban pada inkubator telur.

5. Bagaimana membuat inkubator dapat beroperasi menggunakan sumber tegangan dari PLN dan sel surya dengan alat kendali sumber pengisian batere.

1.5.Batasan Masalah

Dalam penelitian ini menitikberatkan pada proses pengaturan suhu dan kelembaban berbasis PC dan dalam realisasinya dibuat suatu model alat penetas telur.

Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Membahas secara khusus pengaturan suhu dan kelembaban secara otomatis dengan memanfaatkan komputer dan mikrokontroller.

2. Antarmuka antara komputer dan interface menggunakan modul Arduino Mega dan ArduinoUno dengan media kabel.

3. Sistem yang dikendalikan menggunakan pengendali suhu dan kelembaban pada inkubator telur.

4. Menggunakan sel surya sebagai sumber energi cadangan ketika terjadi pemadaman listrik.

1.6.Hipotesis

Hipotesis tentang hasil akhir penelitian ini berupa otomatisasi pada pengaturan dan pengukuran suhu dan kelembaban pada inkubator. Inkubator dapat melakukan model penetasan telur secara otomatis berdasarkan jenis telur yang di tetaskan untuk setiap rak. Dapat menentukan batas suhu dan kelembaban melalui keypad. Sel surya dapat menjadi sumber energi cadangan pengoperasian Inkubator meskipun alat ini menggunakan pasokan listrik PLN sebagai sumber utama. Suhu dan kelembaban pada inkubator telur ini dapat dipantau menggunakan komputer.

1.7.Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN

Memuat latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Membahas tentang teori-teori dasar yang mendukung dalam rancang bangun inkubator telur unggas otomatis dengan dual sumber suplai beban PLN dan Sel surya berbasis mikrokontroler.

7

Memuat langkah-langkah penelitian yang dilakukan diantaranya waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan, pembuatan alat, dan pengujian alat.

BAB IV HASIL DAN ANALISIS

Membahas tentang pengujian dan analisis terhadap kinerja rangkaian yang telah dirancang.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Memuat tentang kesimpulan dan saran tentang penelitian yang telah dilakukan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Penetasan Telur Unggas

Penetasan telur dapat dilakukan secara alamiah yaitu dengan dierami oleh induknya dan dapat pula dilakukan dengan inkubator. Jika penetasan telur dilakukan pada induknya, jumlah telur yang dapat ditetaskan terbatas, yaitu paling banyak 15 – 7 butir. Tetapi, penetasan telur dengan inkubator dapat mencapai ratusan bahkan hingga ribuan butir telur dalam sekali penetasan. (Sudrajat, 2003)

2.2.Telur Tetas

Telur-telur yang dihasilkan oleh induk Unggas tidak seluruhnya berkualitas baik. Untuk itu ada beberapa kriteria sehingga dikatakan telur itu baik untuk ditetaskan diantaranya

a. Bentuk Telur

Bentuk telur yang baik berbentuk normal yaitu telur yang berbentuk sedikit agak lonjong. Bagian atas agak besar dan bawahnya lebih kecil dan tumpul. b. Keadaan Kulit Telur

Kulit yang permukannya halus dan merata. c. Umur Telur

Umur telur yang ditetaskan sebaiknya telur yang umurnya dibawah dari 7 hari.

9

2.3.Inkubator Telur

Inkubator telur adalah ruangan tertutup yg dipanasi dengan aliran listrik atau pemanas buatan lainnya yang dipakai untuk mengerami dan menetaskan telur. Pengeraman dengan inkubator dilakukan oleh peternak biasanya karena telur yang ditetaskan relatif banyak. Peternak yang bermodal besar biasanya lebih memilih menggunakan inkubator karena lebih efektif dan efisien. Biasanya inkubator telur dilengkapi dengan pemanas, pemutar telur, dan sensor suhu sehingga suhu yang terdapat pada alat penetas telur dapat distabilkan. Suhu yang diperlukan pada inkubator ini adalah 380 C – 400 C.

2.4. Suhu dan Kelembaban

Dalam proses penetasan telur, suhu dan kelembaban merupakan variabel terpenting yang sangat menentukan keberhasilan proses penetasan. Suhu yang diperlukan alat penetas harus memiliki kesamaan dengan kondisi suhu induk unggas pada saat mengeram. Adapun keadaan suhu yang perlu diperhatikan pada penetasan telur ayam dan bebek berkisar 380 C – 40o C dan lamanya penetasan 21 hari untuk telur ayam dan 28 hari untuk telur bebek. (Sudrajat, 2003)

Kelembaban adalah perbandingan antara tekanan parsial uap air yang ada di dalam udara dan tekanan jenuh uap air pada temperatur air yang sama. Ketika proses penetasan, kelembaban dalam penetasan telur ayam berkisar 50% – 60% dan 55% - 65% untuk menetaskan telur bebek. Pemberian kelembaban ini dilakukan dengan cara memberikan tempat air di dasar tempat peletakkan telur.

2.5. Dasar Sistem Kendali

Sistem kendali merupakan suatu sistem yang keluarannya dikendalikan pada suatu nilai tertentu atau untuk mengubah beberapa ketentuan yang telah ditetapkan dari masukan ke sistem. Untuk merancang suatu sistem yang dapat merespon suatu perubahan tegangan dan mengeksekusi perintah berdasarkan situasi yang terjadi, maka diperlukan pemahaman tentang sistem kendali (control system). Sistem kendali merupakan suatu kondisi dimana sebuah perangkat (device) dapat dikendalikan sesuai dengan perubahan situasi.

2.5.1. Sistem Kendali Kalang Terbuka (Open Loop)

Kalang terbuka atau open loop merupakan sebuah sistem yang tidak dapat mengubah dirinya sendiri terhadap perubahan situasi yang ada. Dengan kata lain, sistem kendali kalang terbuka tidak dapat digunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan masukan. Hal ini disebabkan karena tidak adanya umpan balik (feedback) pada sebuah sistem kalang terbuka. Sistem ini masih membutuhkan manusia yang bekerja sebagai operator. (Sulistiyanti, Setiawan, 2006)

Dapat dilihat blog diagram kalang terbuka pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Pengendali kalang terbuka

Pada sistem kalang terbuka masukan dikendalikan oleh manusia sebagai operator, dan perubahan kondisi lingkungan tidak akan langsung direspon oleh sistem, melainkan dikendalikan oleh manusia. Contoh dari sistem kendali kalang terbuka adalah kipas angin, dimana kuatnya putaran motor dikendalikan oleh manusia.

11

2.5.2. Sistem Kendali Kalang Tertutup (Close Loop)

Sistem kendali kalang tertutup merupakan sebuah sistem kontrol yang nilai keluarannya memiliki pengaruh langsung terhadap aksi pengendalian yang dilakukan. Pada rangkaian loop tertutup sinyal error yang merupakan selisih antara sinyal masukan dengan sinyal umpanbalik (feedback), lalu diumpankan pada komponen pengendali (controller). Umpan balik ini dilakukan untuk memperkecil kesalahan nilai keluaran (output) sistem semakin mendekati nilai yang diinginkan dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Pengendali Kalang Tertutup

Keuntungan dari sistem kalang tertutup ini adalah adanya pemanfaatan nilai umpanbalik yang dapat membuat respon sistem kurang peka terhadap gangguan eksternal dan perubahan internal pada parameter sistem. Contoh dari sistem kendali kalang tertutup adalah pengatur suhu ruangan menggunakan Air Conditioning (AC) dengan cara membandingkan suhu ruangan sebenarnya dengan nilai suhu yang dikehendaki, dan dengan cara meningkatkan kinerja AC suhu ruangan menjadi seperti yang diinginkan.

2.6. Mikrokontroller ATmega 2560

Mikrokontroller adalah piranti elektronik berupa Integrated Circuit (IC) yang memiliki kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan instruksi (program) yang dibuat oleh programmer dimana di dalamnya sudah terdapat Central Proccesssing Unit (CPU), Random Acess Memory (RAM), Electrically Erasable Programmable Read Only Memori (EEPROM), I/O, Timer dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung terorganisasi dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Umumnya mikrokontroler memiliki instruksi manipulasi bit, akses ke I/O secara langsung serta proses interupsi yang cepat dan efisien. Penggunaan mikrokontroler sudah banyak ditemui dalam berbagai peralatan elektronik, seperti telepon digital, microwave oven, televisi, dan lain-lain. Mikrokontroller juga dapat digunakan untuk berbagai aplikasi dalam industri seperti: sistem kendali, otomasi, dan lain-lain.

2.6.1. Konfigurasi Pin

Konfigurasi pin mikrokontroller ATmega 2560 adalah sebagai berikut:

Untuk melihat konfigurasi ATmega 2560 dapat dilihat pada gambar 2.3 yang merupakan tampilan nama pin dari ATmega 2560.

a. VCC merupakan pin yang digunakan sebagai masukan sumber tegangan. b. GND merupakan pin untuk Ground.

c. XTAL1/ XTAL2, XTAL digunakan sebagai pin external clock.

d. Port A, B, C ,D ,E , H, dan L merupakan 8 bit port I/O dengan internal pull-up resistor. Port G merupakan 6 bit port I/O dengan internal pull-up resistor.

13

e. Port F (PF0:PF7) dan Port K (PK0:PK7) merupakan pin I/O dan merupakan pin masukan ADC.

f. AVCC adalah pin masukan untuk tegangan ADC.

g. AREF adalah pin masukan untuk tegangan referensi eksternal ADC.

Gambar 2.3 PDIP ATmega 2560 P

2.6.2. Spesifikasi ATmega 2560

ATmega2560 adalah mikrokontroler yang sangat kompleks di mana tersedia 85 jumlah I/O yang disediakan. _{Mikrokontroller Atmega 2560 memiliki fitur yang}

lengkap (ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, Watchdog Timer,

PWM, Port I/O, komunikasi serial, Komparator).

Gambar 2.4 Diagram blok fungsional Atmega 2560.

Dari Gambar 2.3 dapat dilihat bahwa Atmega 2560 memiliki bagian sebagai berikut:

a. Saluran I/O sebanyak 85 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D, Port E, port F, Port G, Port H, Port J, Port K, dan Port L,.

b. ADC 10 bit sebanyak 16 saluran.

c. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding d. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

e. Watchdog Timer dengan osilator internal. f. SRAM sebesar 8 Kbyte.

15

h. Memori Flash sebesar 256 Kbyte dengan kemampuan Read While Write. i. Unit interupsi internal dan eksternal.

j. Port antarmuka SPI. k. PWM 11 saluran.

l. Tegangan kerja 1,8 sampai 5,5 V. m. Range suhu -400C sampai 850C. n. Terdapat 100 pin PDIP.

2.7.Mikrokontroller ATmega 328 P

Mikrokontroler merupakan sebuah sistem mikroprosesor dimana di dalamnya sudah terdapat Central Proccesssing Unit (CPU), Random Acess Memory (RAM), Electrically Erasable Programmable Read Only Memori (EEPROM), I/O, Timer dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung terorganisasi dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Umumnya mikrokontroler memiliki instruksi manipulasi bit, akses ke I/O secara langsung serta proses interupsi yang cepat dan efisien. Penggunaan mikrokontroler sudah banyak ditemui dalam berbagai peralatan elektronik, seperti telepon digital, microwave oven, televisi, dan lain-lain. Mikrokontroller juga dapat digunakan untuk berbagai aplikasi dalam industri seperti: sistem kendali, otomasi, dan lain-lain.

2.7.1. Konfigurasi Pin

Konfigurasi pin mikrokontroller ATmega 328 adalah sebagai berikut:

Gambar 2.5 PDIP ATmega 328 P

Untuk melihat konfigurasi ATmega 328 dapat dilihat pada gambar 2.5 yang merupakan tampilan nama pin dari ATmega 328.

a. VCC merupakan pin yang digunakan sebagai masukan sumber tegangan. b. GND merupakan pin untuk Ground.

c. Port B (PB0:PB7) XTAL1/ XTAL 2/TOSC1/TOSC2 merupakan port I/O dengan internal pull-up resistor. Untuk XTAL digunakan sebagai pin external clock.

d. Port C (PC0:PC6) merupakan pin I/O dan merupakan pin masukan ADC. Terdapat juga pin RESET yang digunakan untuk mengembalikan kondisi mikrokontroller seperti semula.

e. Port D (PD0:PD7) merupakan pin I/O sinyal analog. f. AVCC adalah pin masukan untuk tegangan ADC.

17

2.7.2. Spesifikasi ATmega 328 P

Mikrokontroller ATmega16 memiliki fitur yang lengkap (ADC internal,

EEPROM internal, Timer/Counter, WatchdogTimer, PWM, Port I/O, komunikasi

serial, Komparator).

Gambar 2.6 Diagram blok fungsional Atmega328P.

Dari Gambar 2.6 dapat dilihat bahwa ATmega16 memiliki bagian sebagai berikut: o. Saluran I/O sebanyak 23 buah, yaitu Port B, Port C, dan Port D.

p. ADC 10 bit sebanyak 6 saluran.

q. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding r. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

s. Watchdog Timer dengan osilator internal. t. SRAM sebesar 1 Kbyte.

u. Memori Flash sebesar 16 Kbyte dengan kemampuan Read While Write. v. Unit interupsi internal dan eksternal.

w. Port antarmuka SPI. x. 6 PWM chanel.

y. Tegangan kerja 1,8 sampai 5,5 V. z. Range suhu -400C sampai 850C. aa. Terdapat 28 pin PDIP.

bb.Konsumsi daya rendah saat 1 MHz; 1,8V; 250C untuk ATmega 328P.

2.8. Sensor LM35

Sensor LM35 merupakan komponen elektronika yang digunakan untuk mengubah besaran suhu ke besaran elektrik berupa tegangan. Sensor ini memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan penggunaanya.

Gambar 2.7 Sensor LM35

Gambar 2.7 merupakan bentuk dari sensor LM35, memiliki 3 pin kaki dengan fungsi sebagai Vs, GND, dan Output.

a. Memiliki sensitivitas suhu, dengan sekala linier antara tegangan dan suhu 10 mV/oC sehingga dapat langusng dikalibrasi dengan satuan celcius.

b. Akurasi dalam kalibrasi yaitu 0,50C pada suhu 250C. c. Memiliki rentang nilai operasi suhu -550C sampai +1500C.

19

d. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 Volt. e. Memiliki arus yang rendah yaitu 60 µA.

f. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 Ω untuk beban 1 mA. g. Memiliki ketidak linieran sekitar ±1/40C.

2.9. Sensor Kelembaban DHT 11

DHT11 adalah modul sensor suhu dan kelembaban udara yang mempunyai jangkauan pengukuran suhu antara 0-50oC dan jangkauan pengukuran kelembaban udara 20 – 90% RH. Modul sensor ini memiliki akurasi pengukuran suhu sekitar 2 oC. Dan memiliki akurasi pengukuran kelembaban 5%.

Gambar 2.8 Sensor DHT 11

Spesifikasi dari DHT 11 adalah sebagai berikut: Tegangan suply : + 5V

Range temperatur : 0 – 50 oC keakuratan ± 2 oC. Range kelembaban : 20 -90 % RH, keakuratan ± 5 %.

2.10. Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor.

Gambar 2.9 motor servo

Karena motor DC servo merupakan alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, maka magnit permanent motor DC servolah yang mengubah energi listrik ke dalam energi mekanik melalui interaksi dari dua medan magnit. Salah satu medan dihasilkan oleh magnit permanen dan yang satunya dihasilkan oleh arus yang mengalir dalam kumparan motor. Resultan dari dua medan magnit tersebut menghasilkan torsi yang membangkitkan putaran motor tersebut. Saat motor berputar, arus pada kumparan motor menghasilkan torsi yang nilainya konstan. Pengendalian gerakan batang motor servo dapat dilakukan dengan menggunakan metode PWM. (Pulse Width Modulation). Teknik ini menggunakan sistem lebar pulsa untuk mengemudikan putaran motor. Sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel

21

motor. Tampak pada gambar dengan pulsa 1.5 mS pada periode selebar 2 ms maka sudut dari sumbu motor akan berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam.

Gambar 2.10 Sinyal pulsa servo

Untuk menggerakkan motor servo ke kanan atau ke kiri, tergantung dari nilai delay yang kita berikan. Untuk membuat servo pada posisi center, berikan pulsa 1.5ms. Untuk memutar servo ke kanan, berikan pulsa lebih kecil atau sama dengan 1.3ms, dan pulsa lebih besar atau sama dengan 1.7ms untuk berputar ke kiri dengan delay 20ms, seperti ilustrasi berikut:

Gambar 2.11 Ilustrasi pergerakan servo

2.11. LabVIEW

LabVIEW adalah sebuah bahasa pemrograman grafis. LabVIEW tidak menggunakan teks untuk membuat suatu aplikasi melainkan dengan icon-icon yang telah disediakan. Ada perbedaan dari pemrograman teks, dimana pada pemrograman teks instruksi yang menentukan eksekusi program, sedangkan LabVIEW menggunakan pemrograman aliran data, dimana aliran data yang menentukan eksekusi. Penggunaan LabVIEW, dapat membuat user interface menggunakan tools dan objek tertentu. Pengguna dapat memberikan kode menggunakan grafis yang mewakili fungsi untuk mengatur object pada front panel. Blok diagram berisi kode, dengan begitu blok diagram dapat menyerupai sebuah flowchart. Pemrograman LabVIEW sebenarnya ditujukan untuk memudahkan pembuatan program, khususnya dibidang instrumentasi dan kendali. Hal ini karena didalam LabVIEW disediakan tools-tools untuk memudahkan akses ke hardware.

LabVIEW merupakan salah satu dari sekian banyak sarana pemrograman komputer. Seperti halnya sarana pemrograman lainnya LabVIEW dikembangkan untuk perancangan dan rekayasa data sehingga dapat menampilkan dan memproses segala macam fungsi untuk melakukan manipulasi terhadap fungsi yang diinginkan. LabVIEW memiliki 2 ruang kerja, masing-masing ruang kerja memiliki antarmuka grafik tersendiri. Setiap simbol grafik ini mewakili banyak kata perintah yang digunakan dalam bahasa teks. Hal ini menjadikan waktu yang diperlukan dalam perancangan program yang dilakukan oleh seorang pemrogram

23

akan menjadi lebih efisien. Salah satu keunggulan dari LabVIEW adalah aliran pemrograman yang dapat diamati proses kerjanya, sehingga jika terjadi kesalahan dalam pengolahan data dapat diketahui dengan mengamati proses tersebut. Secara umum program ini dirancang khusus untuk membuat gambaran/simulasi kerja suatu instrumen industri, komunikasi data, akuisisi data, sistem kendali, perancangan dan perhitungan matematika.

Dalam proses penggarapannya, LabVIEW menyediakan tools untuk mengolah objek dan melakukan konfigurasi terhadap nilai dan konstanta suatu objek serta digunakan untuk menghubungkan atau menyusun bahasa grafik yang digunakan. Pemrograman LabVIEW telah dikelompokkan dalam masing-masing ruang kerja. Pada front panel disediakan Control Pallete yang digunakan sebagai penampil data I/O. Pada bagian Blok diagram disediakan Function Pallete yang digunakan sebagai pengolah I/O data. Icon dan connector panel digunakan untuk mengidentifikasikan VI sehingga bisa digunakan untuk VI yang lain.

Lingkungan pemrograman LabVIEW terdiri atas 2 Jendela, yaitu jendela front panel dan jendela block diagram. (Artanto, 2012)

2.11.1.Blok Diagram Window

Blok diagram merupakan sebuah jendela yang digunakan untuk membuat program di bawah jendela kontrol panel. Jendela blog diagram memiliki toolbar dan palet sendiri sendiri. Contoh blog diagram dapat dilihat pada gambar 2.12.

Gambar 2.12 Jendela blok diagram LabVIEW

Jendela blog diagram ini memiliki palet fungsi dengan cara klik kanan pada jendela blog diagram yang kosong.

2.11.2.Front Panel

Front panel merupakan jendela yang didalamnya terdapat kotak dialog tool dan kotak dialog kontrol. Contoh tampilan front panel dapat dilihat pada gambar 2.13.

25

Pada gambar 2.13. Dapat dilihat toolbar front panel dan juga kotak dialog kontrol yang tersedia pada jendela awal labview.

2.12. Arduino

Arduino merupakan sebuah platform komputasi fisik yang open source pada

board masukan dan keluaran sederhana. Platform komputasi merupakan sistem

fisik yang interaktif dengan penggunaan software dan hardware yang dapat

mendeteksi dan merespon situasi dan kondisi yang ada di dunia nyata. (Massimo,

2011)

Nama arduino tidak hanya digunakan untuk menamai board rangkainnnya saja

tetapi juga untuk menamai bahasa dan software pemrogramannya, serta

lingkungan pemrogramannya IDE-nya (IDE = Integrated Development

Environment). Ada beberapa jenis modul arduino yang bisa digunakan, pada

penelitian ini menggunakan board Arduino Mega sebagai mikrokontroller yang

menghubungkan dari hardware ke interface komputer. Jenis-jenis dari arduino sangatlah banyak salah satunya Arduino Mega. Arduino Mega adalah piranti mikrokontroller menggunakan Atmega2560, merupakan penerus Arduino Duemilanove. Arduino Mega memiliki 70 pin input/output digital (11 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 16 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Arduino juga mempunyai compiler sendiri, bahasa pemrograman yang dipakai adalah C/C++ tetapi sudah menggunakan konsep pemrograman berbasis objek / Object Oriented Programing (OOP). Compiler bersifat free, dan dapat diunduh di website arduino.cc. Kelebihan lain dari compiler arduino ini adalah dia bersifat

cross-platform atau dapat berjalan di semua operating system, sehingga walaupun pengguna Windows, Linux, ataupun Macintos bisa menggunakan device ini.

Kelebihan Arduino dari platformhardware mikrokontroller lain adalah:

a. IDE Arduino merupakan multiplatform, yang dapat dijalankan diberbagai

sistem operasi, seperti windows, macintos, dan linux.

b. Pemrograman arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port USB,

bukan port serial.

c. Arduino adalah hardware dan software open source, pembaca bisa

mengunduh software dan gambar rangkaian arduino tanpa harus membayar

ke pembuat arduino.

d. Tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari komputer.

e. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakannya.

f. Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap.

g. Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.

2.12.1.Arduino Mega

Arduino Mega adalah board mikrokontroller berbasis Atmega2560. Memiliki 70 pin input dari output digital dimana 11 pin tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 16 pin input analog, 16 MHz osilator Kristal , koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset seperti ditunjukkan pada Gambar 2.14. Untuk mendukung mikrokontroller agar dapat digunakan, cukup hanya

27

menghubungkan Board Arduino Mega ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC ke adaptor DC atau batere untuk menjalankannya.

Gambar 2.14 Tampak atas Arduino Mega

Adapun spesifikasi Arduino Mega adalah sebagai berikut:

a. Daya

Arduino Mega dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal (otomatis). Kisaran kebutuhan daya yang disarankan untuk board Mega adalah 7 sampai dengan 12 volt, jika diberi daya kurang dari 7 volt kemungkinan pin 5v dapat beroperasi tetapi tidak stabil kemudian jika diberi daya lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan dapat merusak board Arduino.

b. Memori

ATmega2560 memiliki 256 KB (dengan 8 KB digunakan untuk bootloader), 8 KB dari SRAM dan 4 KB EEPROM.

c. Input dan Output

Gambar 2.15 Konfigurasi pin board Ardiono Mega

Masing-masing dari 32 pin digital digunakan sebagai input atau output, 11 pin digunakan sebagai keluaran PWM, 10 pin digunakan sebagai komunikasi, dan 16 pin digunakan sebagai input analog.

d. Komunikasi

Arduino Mega memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroller lainnya. ATmega2560 menyediakan UART TTL (5V) untuk komunikasi serial, yang tersedia di pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega8U2 sebagai saluran komunikasi serial melalui USB dan sebagai port virtual com untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware U2 menggunakan driver USB standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang diperlukan. Namun, pada Windows diperlukan, sebuah file inf. Perangkat lunak Arduino terdapat monitor serial yang memungkinkan digunakan memonitor data tekstual sederhana yang akan dikirim ke atau dari board Arduino. LED RX dan TX di papan arduino akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dengan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1).

29

2.12.2.Software Arduino

Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun dapat mempelajarinya dengan cukup mudah. Untuk membuat program Arduino dan upload program ke dalam board Arduino membutuhkan software Arduino IDE (Integrated Development Enviroment) yang bisa di download gratis di http://arduino.cc/en/Main/Software. Tampilan awal dari software arduino dapat dilihat pada gambar 2.16.

Gambar 2.16 Jendela awal software arduino

Ada tiga bagian utama dari software arduino yaitu:

Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa processing.

a. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroller tidak akan bisa memahami bahasa processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

b. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory di dalam papan Arduino.

2.13. Sel Surya

Gambar 2.17 Panel surya

Sel surya (Gambar 2.17) adalah suatu teknologi yang dapat mengubah energi sinar matahari secara langsung menjadi energi listrik. Sel surya ini banyak digunakan untuk penyediaan tenaga lsitrik bagi penerangan, pompa air, telekomunikasi dan lain sebagainya. Pemanfaatan sistem sel surya sebagai pembangkit tenaga listrik tersebut telah banyak diterapkan, baik yang menghasilkan daya rendah maupun yang berdaya tinggi. Sistem sel surya bila d i tinjau dari daya keluarannya dapat dibagi menjadi :

31

1. Sistem yang berdiri sendiri

Array sel surya

Sistem penyimpanan energi Pengatur

tegangan Beban DC

Beban AC Inverter

Gambar 2.18 Skema sederhana komponen suatu sel surya yang berdiri sendiri

Gambar 2.18 memperlihatkan desain pembangkit listrik tenaga surya yang berdiri sendiri tidak memperhatikan sumber energi luar selain energi radiasi matahari dan generator sebagai pembangkit darurat. Sistem yang berdiri sendiri dapat mensuplai beban DC maupun beban AC dengan menggunakan inverter.

2. Sistem yang terinterkoneksi dengan jaringan pengguna

Array Switch

Controller

Beban PLN

Inverter

Baterai BCR

Sistem sel surya yang terinterkoneksi dengan jaringan pengguna diperlihatkan dalam gambar 2.19, kelebihan beban yang tidak dapat disuplai oleh sel surya akan disuplai oleh jaringan. Sebaliknya, jika kondisi cuaca sangat baik serta permintaan beban berkurang, maka kelebihan energi listrik yang dihasilkan oleh sel surya akan ditampung oleh jaringan pengguna. (Astra, Sidopeko, 2011).

Sel surya bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar. Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor p dan tipe-n terkotipe-ntak, maka kelebihatipe-n elektrotipe-n akatipe-n bergerak dari semikotipe-nduktor tipe-tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai

33

listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang.

2.14. Batere

Batere akan diisi oleh tenaga listrik yang berasal dari sistem sel surya dan sumber energi PLN. Pada saat pelepasan muatan, arus searah yang berasal dari batere akan dirubah menjadi arus bolak-balik oleh inverter dan kemudian dialirkan menuju beban. Untuk menjaga agar batere tidak mengalami kelebihan muatan (over charge) dan kekurangan muatan (under charge) maka pengoperasian batere dan inverter perlu diawasi dan dikontrol oleh suatu sistem kontrol. Sistem kontrol dan pemilihan batere yang tepat dapat menjaga agar batere tidak mudah rusak dan berfungsi secara optimal.

Dalam pemilihan batere yang akan digunakan haruslah memperhatikan hal- hal berikut ini :

1. Mempunyai umur panjang (lebih dari 3 tahun). 2. Mempunyai kondisi charge yang stabil.

3. Mempunyai self discharge yang rendah. 4. Kestabilan depth of discharge (DOD).

5. Mempunyai efisiensi pengisian (chargain) yang tinggi.

6. Mudah untuk dibongkar pasang dengan menggunakan peralatan sederhana untuk keperluan transportasi ke daerah terpencil.

Gambar 2.21 Batere/aki

Gambar 2.20 memperlihatkan batere/aki sebagai tempat penyimpanan listrik DC yang memiliki 2 kutub/terminal, kutub positif dan kutub negatif. Biasanya kutub positif (+) lebih besar atau lebih tebal dari kutub negatif (-), untuk menghindarkan kelalaian bila aki hendak dihubungkan dengan kabel-kabelnya.

2.15. Solar Charge Controller

Solar charge controller berfungsi mengatur lalu lintas dari panel surya ke batere. Alat elektronik ini juga mempunyai banyak fungsi yang pada dasarnya ditujukan untuk melindungi batere.

Solar charge controller, adalah komponen penting dalam sistem sel surya. Solar charge controller berfungsi untuk:

1. Charging mode: Mengisi batere (kapan batere diisi, menjaga pengisian ketika batere penuh).

35

2. Operation mode: Penggunaan batere ke beban (pelayanan batere ke beban diputus kalau batere sudah mulai kosong).

Gambar 2.21 memperlihatkan bentuk dari Solar Charge Controller yang biasanya terdiri dari : 1 input (2 terminal) yang terhubung dengan output panel surya, 1 output (2 terminal) yang terhubung dengan batere dan 1 output (2 terminal) yang terhubung dengan beban. Arus listrik DC yang berasal dari batere tidak mungkin masuk ke panel sel surya karena biasanya ada diode protection yang hanya melewatkan arus listrik DC dari panel surya ke batere, bukan sebaliknya.

Gambar 2.22 Solar charge controller

2.16. Driver Rele

Rele (gambar 2.22) adalah saklar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkaian dengan menggunakan kontrol dari rangkaian elektronik lain. Rele dapat kita gunakan untuk switching atau kontrol beban. Rele pada aplikasi kontrol sering digunakan sebagai switching input ataupun output pada PLC atau mikrokontroler.

Untuk menggerakkan rele, daya (arus/tegangan) dari mikrokontroler kurang mencukupi sehingga perlu penguat (driver). Driver rele yang paling sederhana

biasanya terdiri dari sebuah transistor tetapi bagi sebagian orang penguat dari sebuah transistor saja masih kurang memadai, mereka lebih memilih IC driver, karena berbagai kelebihannya.

Gambar 2.23 Rele

2.17.Sistem Hybrid

Sistem hybrid Sel Surya dengan listrik PLN (grid connected) dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu tanpa batere dan yang menggunakan batere. Sistem hibrid ini dapat diterapkan pada peralatan yang membutuhkan kontinyuitas dalam beroperasi, serta menganalisis faktor yang mempengaruhi besarnya energi listrik yang dihasilkan sel surya berkaitan dengan waktu kerja sistem sel surya. Hibridasi antara sel surya dengan listrik PLN bertujuan untuk mendapatkan kekontinuan pasokan (supply) listrik ke beban. Pada sistem hibrid sel surya dengan PLN yang akan dirancang, terdiri dari panel surya, regulator (charge controller), rangkaian rele untuk swiching dan batere. Sistem hibrid menggunakan prinsip kerja satu arah, yaitu dalam satu waktu tertentu beban hanya dipasok oleh salah satu sumber, ketika PLN bekerja mensuplai listrik ke beban maka sambungan ke sel surya dilepaskan dari beban, begitu pun sebaliknya apabila listrik PLTS sedang memberikan suplai listrik ke beban, maka PLN dilepaskan dari beban (keadaan listrik PLN padam). Ketika listrik PLN tiba-tiba mati, maka sel surya akan segera menggantikannya secara otomatis.

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Teknik Elektro Universitas Lampung, dari bulan Februari 2014 – Oktober 2014.

3.2. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian dan perancangan tugas akhir ini terdiri dari berbagai instrumen, komponen, perangkat kerja serta bahan-bahan sebagai berikut.

Tabel 3.1 Alat dan bahan.

No. Alat dan Bahan Kegunaan

1. Power suply PC Sebagai catu daya

2. Dioda 1N4002 Sebagai komponen catu daya 3. Kapasitor Sebagai komponen catu daya 4. IC 7805 Sebagai komponen catu daya 5. IC 7812 Sebagai komponen catu daya

6. LED Sebagai indikator

7. Resistor Sebagai hambatan pada rangkaian 8. ATmega 2560 Pengendali utama sistem

9. Board Arduino Mega dan Board ArduinoUno

Sebagai media akuisisi data antara rangkaian dan komputer.

10. ULN2003 Sebagai pemicu rele 11. Rele 12 V DC Sebagai saklar sumber 13. LM 35 Sebagai sensor suhu

14. DHT 11 Sebagai sensor kelembaban

15. Kipas 12 V DC Sebagai pendingin dan pemerataan suhu 16. Heat Sink Sebagai pendingin

17. Terminal Block Sebagai terminal kabel

19. PCB Sebagai media rangkaian

20. Saklar Sebagai kendali catu daya utama dan tombol pemilihan jenis tetas

21. Push Button Sebagai tombol reset 22. Motor Servo Sebagai aktuator rak telur 23. Box Inkubator Sebagai tempat penetas telur 24. Lampu Pijar DC 25 Watt Sebagai pemanas

25. Keypad 4x4 Sebagai media untuk mengatur nilai batas suhu dan kelembaban

26. Fitting Lampu Sebagai tempat terminal lampu 27. Solder dan timah Alat bantu memasang komponen 28. Laptop Sebagai database dan media monitoring 29. Real Time Clock Sebagai penyimpan data waktu.

30 Rele AC 220 Volt Sebagai swiching otomatis pada Sistem hybrid Sel Surya dengan listrik PLN. 31 Sel Surya Sebagai sumber energi cadangan 32 Batere Aki 12 Volt 65

Ampere

Sebagai penyimpan energi listrik dari Sel Surya.

33 Atmega 328P Sebagai pengendali RTC dan Slave Master

3.3. Spesifikasi Alat

39

Spesifikasi alat ini adalah sebagai berikut:

a. Sumber tegangan 5 V DC dan 12 V DC yang di ambil dari catu daya atau power supply.

b. Menggunakan sel surya 50 watt dan batere/aki sebagai sumber energi cadangan.

c. Menggunakan sensor LM 35 sebagai sensor suhu dan sensor DHT 11 sebagai sensor kelembaban.

d. Menggunakan mikrokontroller ATmega2560 dan Atmega 328P sebagai pengendali.

e. Menggunakan pemanas berupa lampu pijar 12 V DC 4 unit dengan daya 25 watt untuk setiap rak.

f. Menggunakan keypad 4x4 sebagai media untuk mengatur nilai batas suhu dan kelembaban.

g. Menggunakan Kipas 12 V DC sebagai pendingin inkubator, pemerata suhu, dan pada bak air untuk meningkatkan kelembaban.

h. Menggunakan bak air yang diletakkan dibagian bawah inkubator untuk menjaga kelembaban.

i. Setiap inkubator terdapat dua rak telur, setiap ruang rak memiliki ukuran 70 cm x 50 cm x 50 cm.

j. Menggunakan motor servo sebagai aktuator pemutar posisi telur.

k. Menggunakan modul Arduino Mega dan ArduinoUno sebagai peripheral dan antarmuka serial.

l. Laptop sebagai media monitoring display dari dua inkubator. m. Perangkat lunak berupa GUI (Graphical User Interface).

3.4. Spesifikasi Sistem

Spesifikasi sistem alat yang dibuat adalah sebagai berikut:

1. Sistem mampu memantau suhu dan kelembaban ruangan pada dua inkubator yang ditampilkan pada komputer pribadi berupa GUI. Sensor LM 35 diletakkan pada bagian tengah tiap rak inkubator yang dapat memantau suhu ruangan inkubator. DHT 11 sebagai sensor kelembaban diletakkan pada bagian tengah tiap rak inkubator untuk membaca kelembaban yang ada pada ruangan inkubator. Data dari sensor LM 35 dan DHT 11 dihubungkan dengan mikrokontroller.

2. Sistem mampu menjaga suhu ruangan inkubator sebesar 38oC – 40oC dengan cara mengendalikan hidup dan matinya lampu pijar sebagai pemanas ruangan, dan menjaga kelembaban sebesar 50% – 60% jika menetaskan telur ayam dan 55% – 65% jika menetaskan telur bebek dengan mengendalikan hidup matinya kipas bak penampung air inkubator, mampu menjaga suhu dan kelembaban pada batasan yang di masukkan melalui keypad.

3. Nilai batas suhu dan kelembaban dapat diatur melalui keypad untuk menyesuaikan dengan jenis telur yang ditetaskan. Rak telur dikendalikan menggunakan motor servo sebesar 40o berdasarkan waktu yang telah di tentukan pada jam 06.00, 12.00, 18.00, dan 00.00 WIB akan bergerak pada -40o kemudian pada jam 09.00, 15.00, 21.00, dan 03.00 WIB akan bergerak menuju sudut 40o dan dapat dimatikan ketika telur sudah berumur 20 hari jika menetaskan telur ayam dan 24 hari jika menetaskan telur bebek.

41

4. Menggunakan sistem hybrid Sel Surya dan listrik PLN sebagai sumber, sehingga sistem dapat bekerja secara kontinyu walaupun terjadi pemadaman listrik PLN.

5. Sistem pemantau yang terhubung dengan komputer dengan komunikasi serial USB, dengan board ArduinoUno sebagai interface ke komputer dan master I2C (Inter Integrated Circuit) untuk mengambil data dari Slave yang terhubung.

6. User Interface dibuat dengan menggunakan perangkat lunak LabVIEW dan sebagai pengolahan data yang dapat ditampilkan dan disimpan pada komputer.

3.5. Tahapan-Tahapan Dalam Pembuatan Tugas Akhir

3.5.1. Perancangan Sistem Alat 3.5.1.1. Prosedur Kerja

Dalam penyelesaian tugas akhir ini ada beberapa langkah kerja yang akan dilakukan diantaranya adalah :

3.5.1.1.1. Diagram Alir Perancangan

Pada gambar 3.2 digambarkan tahap tahap perancangan dalam pembuatan alat rancang bangun inkubator telur unggas otomatis dengan dua sumber suplai beban PLN dan Sel Surya berbasis mikrokontroler, yang menggunakan Sel Surya dan listrik PLN sebagai sumber energi. Hal ini dilakukan untuk memudahkan dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini sehingga dapat dilaksanakan secara sistematis.

43

3.5.1.1.2. Blok Diagram

Gambar 3.3 Diagram perancangan Inkubator dengan dua sumber suplai beban

Gambar 3.3 diatas adalah blok diagram perancangan inkubator dengan dua sumber suplai beban, yaitu mikrokontroller akan mengontrol inkubator dan menampilkan data suhu dan kelembaban ke LCD dan PC. PLN dan Sel Surya menjadi sumber energi bagi inkubator, energi listrik yang dihasilkan oleh Sel Surya akan disipan di batere dan akan digunakan ketika PLN mati yang diatur oleh switch controller.

Gambar 3.4 Blok Diagram pengendali suhu dan kelembaban inkubator MIKROKONTROLLER

SEL SURYA

BATERE

LCD

PLN

INKUBATOR INKUBATOR

PC

Switch Controller

Gambar 3.4 diagram blok di atas dapat dijelaskan bahwa mikrokontroller dapat mengendalikan pemanas berupa lampu pijar dan pendingin berupa kipas DC, dan menjaga kelembaban berupa kipas pada bak air. Pembacaan suhu dan kelembaban pada alat penetas ini dapat ditampilkan pada LCD dan komputer pribadi. Kemudian LM35 dan DHT 11 difungsikan sebagai sensor pembacaan suhu dan kelembaban pada alat penetas ini sehingga dapat memberikan informasi pengukuran suhu dan kelembaban yang dapat diproses pada mikrokontroller. sehingga suhu dan kelembaban pada alat ini dapat diukur dan ditampilkan pada LCD maupun komputer.

Gambar 3.5 Blok diagram komunikasi I2C

Gambar 3.5 dapat dilihat diagram blok komunikasi antar mikrokontroller dengan menggunakan ATmega 2560 dan Atmega 328P. Data yang didapat dari sensor suhu dan kelembaban yang terbaca pada mikrokontroller slave inkubator 1 dan slave inkubator 2 akan dikirimkan menuju master slave yang merupakan board arduino mega dengan mikrokontroller ATmega 328P. Kemudian data yang terkumpul pada master slave akan mengirimkan data slave secara serial kepada

Slave 1 Inkubator 1

Slave 2 Inkubator 1

Slave 3 Inkubator 2

Slave 4 Inkubator 2

45

komputer. Komputer akan memisahkan data berdasarkan urutan karakter sehingga dapat diolah menggunakan perangkat lunak LabVIEW dan ditampilkan pada komputer.

Gambar 3.6 Rancangan sistem inkubator

Gambar 3.6 merupakan blok keseluruhan sistem dimana mikrokontroler memiliki sensor suhu dan kelembaban yang akan mengirimkan data keadaan suhu dan kelembaban ruangan inkubator. Mikrokontroler akan mengendalikan pemanas berupa lampu pijar secara otomatis, motor sebagai pemutar posisi rak telur, dan juga mengirimkan data ke board arduino untuk mengirimkan data suhu dan kelembaban agar disampaikan ke komputer.

3.5.1.2. Perancangan Sistem Perangkat Lunak

Pada perancangan perangkat lunak digunakan LabView 2010 sebagai pengolah data yang akan ditampilkan pada komputer dimana LabView memiliki dua lembar jendela kerja, yaitu jendela front panel dan jendela blok diagram.

Mikrokontroller 1 Mikrokontroller 2

Mikrokontroller 3 Mikrokontroller 4 Modul Arduino UNO

Gambar 3.7 Jendela front panel pada LabVIEW

Gambar 3.7 merupakan tampilan jendela front panel pada labview. Tampilan monitoring akan dibuat pada laman ini. Terdapat panel control dan indikator tampilan yang dapat digunakan sebagai tampilan pegukuran.

Gambar 3.8 Jendela blok diagram LabView

Gambar 3.8 merupakan laman jendela yang akan digunakan sebagai laman pemrograman tampilan pada LabVIEW dengan cara menarik blok diagram yang sudah disediakan LabVIEW pada kotak dialog function.

47

Software yang digunakan sebagai pemrograman mikrokontroller adalah arduino. Gambar 3.9 merupakan tampilan awal software arduino. Pemrograman pada mikrokontroller bertujuan untuk mengubah nilai sensor kebentuk besaran digital yang bisa diolah oleh mikrokontroller. Nilai yang dibaca oleh mikrokontroller akan dikirim menuju komputer menggunakan metode serial sehingga dapat diolah datanya pada komputer.

Gambar 3.10 Diagram alir program kendali suhu Mulai

Sensor Suhu

Baca suhu

Jika Suhu > suhu1

Kipas Hidup

Jika Suhu >suhu1+1

Lampu 1 Mati

Jika Suhu > suhu1+2 || suhu > suhu2

Lampu 2 Mati Ya

Ya

Tidak Tidak Tidak

Lampu 3&4 Mati Jika Suhu

> suhu2

Selesai Ya Ya

49

Gambar 3.10 adalah diagram alir pemrograman kendali suhu dengan menggunakan keypad sebagai data masukan, setelah data dimasukkan mikrokontroler akan membaca nilai dari keypad dan dibandingkan dengan besaran suhu dari sensor. Suhu1 adalah batas bawah suhu dan suhu2 adalah batas atas suhu. Kemudian mikrokontroller akan memeberikan perintah program:

1. Jika suhu lebih besar dari suhu1 maka kipas pendingin akan hidup. 2. Jika suhu lebih besar dari suhu1+ maka lampu 1 akan mati.

3. Jika suhu lebih besar dari suhu1+2 atau suhu lebih besar dari suhu2 maka lampu 2 akan mati.

Gambar 3.11 Diagram alir program kendali kelembaban

Gambar 3.11 adalah diagram alir kendali kelembaban dengan menggunakan keypad sebagai data masukan, setelah data dimasukkan mikrokontroler akan membaca nilai dari keypad dan dibandingkan dengan besaran kelembaban dari sensor. kelembaban1 adalah batas bawah kelembaban dan kelembaban2 adalah

Mulai

Sensor Kelembaban

Baca Kelembaban

Jika Kelembaban <kelembaban1

Tidak Ya

Kipas Hidup

Jika Kelembaban >kelembaban2

Ya

Kipas Mati

Tidak

Selesai Ya

51

batas atas kelembaban. Kemudian mikrokontroller akan memeberikan perintah program:

1. Jika kelembaban lebih kecil dari kelembaban1 Maka kipas air akan hidup.

Gambar 3.12 Diagram alir program kendali suhu penetasan telur ayam dan bebek Mulai

Sensor Suhu

Baca suhu

Jika Suhu > 38oC

Kipas Hidup

Jika Suhu >38.5oC

Lampu 1Mati

Jika Suhu > 39.5oC

Lampu 2 Mati Ya

Ya

Tidak Tidak Tidak

Lampu 3&4 Mati Jika Suhu

> 40oC

Selesai Ya Ya

53

Gambar 3.13 Diagram alir program kendali kelembaban (Telur ayam dan telur bebek)

Gambar 3.12 merupakan Diagram alir pemrograman kendali suhu dan Gambar 3.13 merupakan Diagram alir pemrograman kendali kelembaban dimana sensor suhu dan sensor kelembaban sebagai data masukan, setelah data didapat mikrokontroler akan membaca nilai besaran suhu dan kelembaban kemudian

Mulai Sensor Kelembaban Baca Kelembaban Jika Kelembaban <50% Tidak Ya Kipas Hidup Jika Kelembaban >=60% Ya Kipas Mati Tidak Selesai Mulai Sensor Kelembaban Baca Kelembaban Jika Kelembaban <55% Tidak Ya Kipas Hidup Jika Kelembaban >=65% Ya Kipas Mati Tidak Selesai

dikonversikan dari data analog menjadi data digital oleh ADC mikrokontroller. Kemudian mikrokontroller akan memeberikan perintah program:

1. Jika suhu lebih besar dari 38oC Maka kipas pendingin akan hidup. 2. Jika suhu lebih besar dari 38.5oC maka lampu 1 akan mati.

3. Jika suhu lebih besar dari 39.5oC maka lampu 2 akan mati. 4. Jika suhu lebih besar dari 40oC maka lampu 3 dan 4 akan mati.

5. Jika kelembaban lebih kecil dari 50% untuk penetasan telur ayam, lebih kecil dari 55% untuk penetasan telur bebek maka kipas akan hidup.

6. Jika kelembaban lebih besar atau sama dengan 60% untuk penetasan telur ayam, lebih besar atau sama dengan 65% untuk penetasan telur bebek maka kipas akan mati.

55

Gambar 3.14 Diagram alir program kendali motor

Gambar 3.14 merupakan diagram alir pemrograman motor pengendali rak telur, dimana motor servo bergerak berdasarkan waktu. Motor servo bergerak 0o Jika jam menunjukkan pukul 06:00:00, 12:00:00, 18:00:00, dan 00:00:00 waktu RTC, kemudian motor bergerak 150o Jika waktu menunjukkan jam 09:00:00, 15:00:00, 21:00:00 dan 03:00:00 Waktu RTC. Jika program telah terpenuhi maka program selesai. Mulai RTC SERVO Baca Waktu Jika waktu 06.00 atau 12.00

atau 18.00 atau 00.00

Servo bergerak 0o

Jika waktu 09.00 atau 15.00

atau 21.00 atau 03.00

Servo bergerak 150o

Mulai

Ya

Ya _Ya

Tidak

Gambar 3.15 Diagram alir Sistem hybrid Sel Surya dengan listrik PLN

Gambar 3.15 menjelaskan tentang prinsip kerja dari sistem hybrid Sel Surya dengan listrik PLN, sistem dual energi dalam suplai beban dengan sumber energi cadangan suplai beban berasal dari listrik Sel Surya. Sistem dual energi dibuat sebagai langkah antisipasi dalam menjaga kehandalan pengoperasian inkubator, karena bila suatu ketika terjadi pemadaman listrik PLN, Sel Surya dapat menyuplai energi untuk mengoperasikan inkubator.

Mulai

Tegangan PLN Ada

Putuskan Sel Surya

Selesai

Ya

Tidak

Jalankan inkubator

Baca Tegangan PLN Tegangan PLN Tegangan Sel Surya

Sambungkan Sel Surya

57

3.5.2. Pembuatan Sistem Perangkat Keras

Pembuatan perangkat sistem adalah pembuatan rangkaian yang digunakan dalam pembuatan sistem kendali dan monitoring inkubator ini.

3.5.2.1. Rangkaian Mikrokontroller

Rangkaian mikrokontroller merupakan rangkaian pengendali suhu yang dapat mengendalikan lampu dan kipas.

Gambar 3.16 adalah gambar rangkaian mikrokontroller dengan board Arduino Mega, mikrokontroller mendapatkan masukan dari sensor suhu LM 35 yang masuk ke pin PF0, kemudian sensor kelembaban DHT 11 yang masuk ke pin PF1, pin PH4 sampai PH6, dan PB4 sampai PB7 masuk ke pin data pada LCD 16x2 sebagai penampil suhu dan kelembaban pada inkubator. Pin PD7 digunakan sebagai keluaran mikrokontroller sebagai pengendali kipas sebagai pendingin. Pin PL1 digunakan sebagai keluaran mikrokontroler sebagai pengendali kipas pengatur kelembaban. Pin PL7, PL5 dan Pin PL3 digunakan sebagai keluaran mikrokontroller yang digunakan sebagai pengendali lampu pemanas pada inkubator, pin PG5 digunakan untuk saklar pilih tetas bebek, dan pin PE5 digunakan untuk saklar pilih tetas ayam. Kemudian pin PA0, PA2, PA4, PA6, PC7, PC5, PC3, dan PC1 masuk ke pin data pada keypad 4x4 sebagai media menentukan batas suhu dan kelembaban. Dan pin PD0 dan PD1 digunakan sebagai komunikasi I2C.

Gambar 3.16 Rangkaian mikokontroller

3.5.2.2.Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya atau power supply merupakan rangkaian yang berfungsi memberikan catu daya pada rangkaian pengendali dan monitoring yang dibuat. Gambar 3.17 merupakan rangkaian catu daya, dimana tegangan masuk pada tranformator sebesar 220 VAC kemudian diturunkan menjadi 12 VAC, setelah itu arus AC disearahkan dengan rangkaian diode bridge menjadi arus DC. Kemudian terdapat pembagi tegangan denan menggunakan regulator IC LM7812 untuk tegangan 12 VDC dan IC LM7805 untuk tegangan 5 VDC. Setelah itu terdapat terminal keluaran yang memiliki tegangan 12 V dan 5 VDC.

59

Gambar 3.17 Rangkaian catu daya

3.5.2.3. Rangkaian RTC

Gambar 3.18 merupakan rangkaian real time clock (RTC), menggunakan jalur data parallel yang dapat menyimpan data detik, menit, jam, tanggal, bulan, hari dalam seminggu, dan tahun, menggunakan IC ds3107 sebagai IC memori waktu dengan menggunakan catu daya batere 3 VDC, sehingga data waktu yang diprogram pada mikrokontroller akan disimpan pada memori RTC sehingga waktu akan terus berjalan.

3.5.2.4.Rangkaian pengendali motor

Gambar 3.19 Rangkaian pengendali motor

Gambar 3.19 merupakan rangkaian pengendali motor. Waktu RTC akan ditampilkan pada LCD 16x2 dan motor digunakan sebagai aktuator untuk memutar telur yang berada di dalam rak penetas. Aktuator yang digunakan adalah motor servo. ATmega 328P sebagai pengendali akan membaca data waktu yang disimpan oleh RTC, kemudian mikrokontroller akan memerintahkan servo 1, servo 2, servo 3, dan servo 4 bergerak ke sudut 0o apabila waktu sudah menunjukkan jam 06:00:00, 12:00:00, 18:00:00, dan 00:00:00. Motor servo akan bergerak ke 150o jika waktu menunjukkan jam 09:00:00, 15:00:00, 21:00:00, dan 03:00:00.

61

3.5.3. Pengujian Perangkat Sistem

Pengujian perangkat sistem bertujuan untuk menguji rancangan sistem yang telah dibuat apakah sudah sesuai dengan yang diinginkan atau belum. Rancangan ini berhasil apabila sudah bisa mengendalikan suhu dan kelembaban sebesar nilai yang diinginkan, dan nilai sensor-sensor yang digunakan bisa ditampilkan pada komputer dengan perangkat lunak LabVIEW

3.5.4. Analisis dan Kesimpulan

Setelah pembuatan alat selesai, langkah selanjutnya adalah menganalisis data yang didapat dari pengujian alat dan sistem. Prosaes analisa dari pengujian alat ini dilakukan agar mengetahui kelebihan dan kekurangan sistem untuk mengambil kesimpulan.

3.5.5. Penulisan Laporan

Dalam tahap ini dilakukan penulisan laporan dari data yang diperoleh dari hasil pengujian. Data yang dihasilkan dianalisa dan dilakukan pengambilan simpulan dan saran.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan dari hasil analisis dan pembahasan ini adalah:

1. Telah terealisasi rancangan inkubator telur yang dapat mengendalikan dan memantau suhu dan kelembaban dengan komputer, dapat memilih model penetasan telur dengan saklar dan dapat mengatur batas suhu dan kelembaban sesuai kebutuhan jenis telur yang ditetaskan dengan keypad.

2. Sistem Hybrid PLN dan Sel Surya dapat menjalankan inkubator pada waktu terjadi pemadaman listrik PLN dengan switching otomatis.

3. Pada pengujian sistem dapat mempertahakan suhu pada kisaran 38oC sampai 40oC pada kedua inkubator.

4. Pemantauan suhu dan kelembaban pada perangkat lunak LabVIEW dapat dilakukan secara realtime dan disimpan dalam bentuk data Microsoft Excel. 5. Untuk menjaga kestabilan suhu pada inkubator dapat menggunakan kombinasi

antara 4 unit lampu pijar 25 watt 12 V DC atau 10 buah lampu pijar 5 watt 12 V DC, dan menggunakan kipas pada bak penampung air untuk menjaga kelembaban.

122

Saran dari penelitian ini adalah:

1. Pada penelitian selanjutnya diharapkan melakukan permodelan sebaran suhu pada inkubator.

2. Penelitian selanjutnya agar memperhatikan kualitas bibit telur yang akan ditetaskan.

3. Penelitian selanjutnya dapat membuat alat pendeteksi kualitas bibit telur tetas yang baik sehingga dapat meningkatkan prosentase daya tetas telur.

4. Pada penelitian selanjutnya dihaparkan dapat melakukan pengamatan kemampuan sel surya dalam menyuplai beban inkubator.

5. Sistem ini dapat digunakan untuk aplikasi lain yang memerlukan pengendalian kestabilan suhu dan kelembaban.

DAFTAR PUSTAKA

Lampung, Universitas. 2008. Format Penulisan Karya Ilmiah Universitas Lampung. Universitas Lampung. Bandar Lampung

Sulistiyanti, S.R, FX.A Setiawan. 2006. Dasar Sistem Kendali. Uniersitas Lampung. Bandar Lampung.

Arif, Muhammad. 2012. Rancang Bangun Pengatur Suhu Ruangan Tanaman Jamur Tiram Menggunakan Mikrokontroller Atmega 16. Uniersitas Lampung. Bandar Lampung.

Artanto, Dian. 2013. Interaksi Arduno dan LabVIEW. Alex Media Komputindo. Jakarta.

Massimo, Banzi. 2011. Getting Started With Arduino.O’Reilly. USA.

Malvino, Albert Paul. 2003. Prinsip-Prinsip Elektronika. Terjemahan Joko Santoso. Salemba Teknika. Jakarta.

Sudradjat. 2003. Beternak Ayam Pelung. Kanisius. Yogyakarta.

Darmawan, Rudi. 2014. Rancang Bangun Pengendali dan Pemantau Suhu Pada Dua Inkubator Telur Ayam Otomatis. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Zulhendri, Agus. 2012. Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Level Cairan Dengan Labiew Berbasis Mikrokontroller MBED NXP LPCI1768. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Woryanto, Giri. 2014. Rancang Bangun Baterry Charge Controller Dual Sumber Suplai Beban Dengan PLTS Dan PLN Berbasis Mikrokontroler (Studi Kasus Fingerprint Di Dekanat Fakultas Teknik Universitas Lampung).

Uniersitas Lampung. Bandar Lampung.

Atmojo, Bambang T. 2013, Model Sistem Kendali Pintu Otomatis. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Kholisoh, Luluk. 2001. Statistika DanProbalilitas. Gunadarma, Jakarta.

Umbara, Deni. 2005. Perancangan Sistem Pengaturan Suhu Pada Model Alat Penetas Telur Ayam Berbasis Komputer Pribadi. Universitas Lampung. Bandar Lampung.