Otomasi Kandang Dalam Rangka Meminimalisir Heat Stress Pada Ayam Broiler Dengan Metode Naive Bayes

  Vol. 2, No. 1, Januari 2018, hlm. 387-394 http://j-ptiik.ub.ac.id

  

Otomasi Kandang Dalam Rangka Meminimalisir Heat Stress Pada Ayam

Broiler Dengan Metode Naive Bayes

_{1 2 3} Chandra Gusti Nanda Putra , Rizal Maulana , Hurriyatul Fitriyah

  Program Studi Teknik Komputer, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya _{1 2}

  

Abstrak

  Kenaikan suhu yang melebihi zona nyaman mengakibatkan heat sress pada ayam broiler, dimana ayam akan mengalami penurunan pertumbuhan, penurunan pakan, kegelisahan, peningkatan konsumsi air dan berujung pada kematian. Suhu zona nyaman ayam broiler berkisar antara 20-25 ° C dan kelembaban berkisar 50-70%, sedangkan permasalahan saat ini suhu di indonesia berfluktuasi antara 29-36 °

  C. Berdasarkan masalah tersebut dibuatkan sistem otomasi untuk meminimalisir heat stres. Pada penelitian ini menggunakan 2 parameter yaitu suhu dan kelembaban dari pembacaan sensor DHT11 sebagai masukan dan keluaran berupa kecepatan kipas dan buka tutup tirai pada sistem. Untuk menentukan keluaran menggunakan metode perhitungan klasfikasi metode Naive Bayes. Dapat disimpulkan bahwa sistem ini mampu meminimalisir heat stress dengan pengujian yang dilakukan selama 2 minggu dengan menggunakan 600 ekor ayam broiler dimana kematian ayam sebelum menggunakan sistem otomasi yaitu berjumlah 64 dan sesudah menggunakan sistem otomasi yaitu 31 ekor.

  Kata kunci: heat stress, DHT11, klasifikasi, Naive Bayes

Abstract

  The temperature rise exceeds the comfort zone resulting in heat sress in chickens, where broiler chickens will experience a decline in growth, decreased feeding, anxiety, increased water consumption and resulted in death. Broiler chicken comfort zone temperature ranges between 20-25 ° C and humidity range 50-70%, whereas the problems of current temperature fluctuating between indonesia's 29-36 ° C. Based on the issue of his automation system to minimize heat stress. This research uses 2 parameters, namely the temperature and moisture sensor readings from the DHT11 as the input and output speed fan and close the curtains open on the system. To specify output fan and curtain using a calculation method klasfikasi method of naive bayes. It can be concluded that the system is able to minimize heat stress with testing done for 2 weeks using the 600 broiler chickens where the death of a chicken before using the automation system that is amounted to 64 and after using the automation system is 31 tail.

  Key words: heat stress, DHT11, classification, Naive Bayes 1.

  musim hujan dan musin kemarau . Suhu harian

   PENDAHULUAN

  di indonesia dapat melebihi 35°C dengan Industri unggas di daerah tropis dihadapkan berfluktuasi antara 29°C sampai 36°C dan dengan permasalahan tingginya suhu lingkungan kelembabannya 70-80% (Hery,2010). Ayam yang mengakibatkan ayam mengalamai stres broiler yang merupakan jenis ras uggulan hasil panas (heat stress). Ternak unggas tergolong persilangan dari bangsa- ayam yang memiliki dalam hewan berdarah panas yang tidak produktifitas tinggi.. Mutu genetik yang baik mempunyai kelenjar keringat serta hampir akan muncul secara maksimal apabila ayam seleuruh tubunya tertutup bulu. Kondisi biologis tersebut diberi faktor lingkungan yang seperti ini mengakibatkan ternak unggas dalam mendukung, misalnya pakan yang berkualitas kondisi panas mengalami kesulitan untuk tinggi, sistem perkandangan yang baik, serta membuang panas tubuhnya ke lingkungan. (M. perawatan kesehatan dan pencegahan penyakit. TAMZIL,2014) . Indonesia merupakan negara

  Ayam broiler merupakan ternak yang paling yang terletak pada garis khatulistiwa dengan ekonomis bila dibandingkan dengan ternak lain, iklim tropis yang mempunyai dua musin yaitu kelebihan yang dimiliki adalah kecepatan

  Fakultas Ilmu Komputer Universitas Brawijaya

387 pertambahan/ produksi daging dalam waktu yang relatif cepat dan singkat atau sekitar 4 - 5 minggu produksi daging sudah dapat dipasarkan atau dikonsumsi. Keunggulan ayam broiler yang lain yaitu pertumbuhannya yang sangat cepat dengan bobot badan yang tinggi dalam waktu yang relatif pendek . (Murtidjo, 1987)Pada ayam broiler dewasa zona nyaman untuk pertumbuhan berkisar antara 20-25 ° C dengan kelembapan berkisar antara 50-70 % (Borges et al.,2004). Ayam broiler seperti juga ternak umumnya, termasuk kelompok hewan endotermik, artinya suhu tubuhya relatif konstan walaupun suhu lingkungan berubah-ubah. Dalam pemeliharaan suhu lingkungan merupakan faktor eksternal yang dapat mempengaruhi produktivitas ayam broiler . Suhu dan kelembapan yang terlalu tinggi dalam pemeliharan broiler dapat menyebabkan terjadinya stres panas (heat stress) (Fajrin.Sidiq,2014). Ciri- ciri pada saat ayam akan mengalami cekaman panas yaitu mengalami gangguan terhadap pertumbuhan, penurunanpakan,kegelisahan, mengembangakan sayap, painting, peningkatan konsumsi air, dan berujung pada kematian (E.syahruddin,2012)..Ayam broiler dewasa akan mengalami cekaman panas serius, dimana suhu kandang mencapai 32 °C. (Cooper & Wasburn,2006). Kandang dapat melindungi ternak dari kontak dengan dunia luar dengan dinding yang tertutup mampu mengurangi sirkulasi udara yang terlalu bebas yang mengakibatkan ternak dapat terpapar udara bebas. Ternak akan terlindung dari panas, dingin, angin, dan intensitas sinar matahari yang terik. Dengan kandang yang suhu dan kelembapan dapat diatur secara otomatis ayam tidak akan mengalami Heat Stress (cekaman panas). Banyak para peternak ayam pedaging di Indonesia masih menggunakan cara manual dalam menjaga suhu optimal kandang dan memberi minum ayam. Cara manual seperti ini menjadikan pemberian minum dan penjagaan suhu kandang ayam kurang efektif dan efisien (Alimuddin, 2012).Dari permasalahan tersebut peneliti memberikan solusi yaitu dengan cara memanfaatkan teknologi dengan membuat alat otomatisasi suhu, kelembapan dan pangawasan tingkat air minum pada kandang ayam . Pada sistem ini intensitas suhu disesuaikan berdasarkan suhu udara. Otomatis sistem akan akan menyalakan kipas untuk membuang udara panas serta sirkulasi pada kandang ketika suhu terlalu panas. untuk dapat mengenali kondisi udara pada kandang dapat dideteksi oleh sensor

  Suhu dan Kelembaban. Nilai sensor akan berubah sesuai dengan instensitas suhu. Untuk dapat mengetahui keadaan air minum pada ayam dapat dideteksi menggunakan sensor Ultrasonik yang berfungsi sebagai pengawasan tingkat air agar tidak terjadi keterlambatan air minum dan menggunakan WEB sebagai monitoring suhu, kelembapan dan pengawasan tingkat air. Alat ini diharapkan dapat membantu peternak dalam mencegah heat strees akibat kenaikan suhu lingkungan sekitar.

  2. DASAR TEORI

  2.1 Heat Stress

  Heat stres merupakan gejala yang timbul akibat ketidak mampuan tubuh ayam broiler untuk menyesuaikan diri dengan panas. Heat

  stress merupakan suatu cekaman yang

  disebabkan suhu dan kelembapan udara dalam kandang melebihi zona nyaman. Stress ini akan muncul ketika ayam tidak bisa membuang panas dari dalam tubuhnya akibat suhu udara dalam kandang terlalu tinggi. Heat stress dapat terjadi dalam 2 bentuk yaitu akut dan kronis. Bentuk akut terjadi ketika suhu dan kelembapan meningkat drastis secara tiba - tiba sedangkan kronis dipicu kondisi meningkatnya suhu dan kelembapan yang relatif lama. Heat stress akan menimbulkan efek yang lebih besar pada ayam tua dibandingkan dengan ayam muda.

  Ayam dewasa memiliki bulu yang telah sempurna dan kondisi ini akan mempersulit pembuangan panas tubuhnya. Selain itu itu ayam dewasa memiliki ukuran tubuh yang lebih besar sehingga panas tubuh yang dihasilkan lebih banyak. ayam akan memperluas area permukaan tubuh dengan melebarkan atau menggantungkan sayap dan painting dimana ayam akan bernafas melalui tenggorokan akibatnya ayam akan mengalami penurunan ransum dan meningkatnya konsumsi air minum ketika mengalami heat stress .Bila sirkulasi udara dalam kandang tidak lancar maka dalam kandang kadar oksigen menurun dan meningkatnya kebutuhan cairan tubuh pada saat suhu panas. Indonesia merupakan negara tropis dimana seringkali ditemukan kondisi yang kurang atau tidak nyaman pada ayam. Suhu kandang yang tinggi bukanlah suatu keadaan yang sulit ditemukan apalagi pada musim kemarau kondisi ini akan memicu terjadinya heat stress(Medion, 2008).

  2.2 NodeMCU

  Sehingga probabilitas sebuah data uji terhadap sebuah kelas ( | ) adalah

  50 C. Sensor DHT11 juga menyediakan library library sendiri yaitu DHT library yang berguna untuk memudahkan pemrograman pada mikrokontroler. Berikut merupakan spesifikasi sensor DHT11:

  memastikan keandalan dan stabilitas jangka panjang. DHT11 memiliki pengukuran kelembaban kisaran 20-90 % dan suhu antara 0-

  acquisition technique temperature & humidity.humiditysensing tecnhnology untuk

  20 meter dan menggunakan exclusive digital-signal-

  Sensor DHT11 merupakan sensor digital yang dapat suhu dan kelembaban. Sensor ini tergolong komponen yangmemiliki tingkat stabilitas yang baik, serta ditambah dengan kemampuan mikrokontroler 8 bit dengan trasmisi jarak sampai

  2.4 Sensor DHT11

  Variabel n merupakan banyak kelas atau kategori pengelompokkan yang dilakukan dalam perhitungan.

  =1 × ( ) (2 − 3)

  Dimana evidence ( ) adalah ( ) = ∑ ( | )

  − 1) = ℎ (2 − 2)

  ( | ) = ( | ) ( ) ( ) (2

  3. Evidence ( ) adalah jumlah total dari semua likelihood probability yang dikalikan dengan prior probability. Evidence ini yang akan membuat nilai posterior probability hanya antara 0 dan 1.

  NodeMCU merupakan mikrokontroler yang berbasis ESP8266. NodeMCU beroperasi dengan tegangan 5V. Memiliki 1 input analog, 9 GPIO pin digital input atau output pin dimana 3 pin sebagai output PWM ( pulse-width

  2. Prior Probability ( ) adalah probabilitas dari data latih yang mempunyai kelas ( ) terhadap keseluruhan data latih.

  ( ).

  Likelihood Probability ( | ) adalah probabilitas data latih ( ) tersebut terhadap kelas

  ) terhadap sebuah kelas atau posterior probability, maka dibutuhkan informasi berupa: 1.

  data latih yang bertujuan untuk menentukan probabilitas dari data uji terhadap masing- masing kelas pengelompokan. Menurut Webb (2010) untuk mengetahui probabilitas kelas sebuah data uji (

  Decision Theory menggunakan probabilitas dari

  Metode klasifikasi Naive Bayes dikembangkan oleh ahli statistik dari Inggris yaitu Thomas Bayes dan menjadi metode paling dasar dalam pengenalan pola menggunakan pendekatan statistik (Webb, 2010). Bayesian

  2.3 Naive Bayes

   dengan karakteristik sebagai berikut: Tabel 1 Spesifikasi NodeMCU

  ) , koneksi usb , socket DC input, tombol reset dan dapat menggunakan sketch arduino (dirakit,2015).

  modulation

  Tabel 2 Spesifikasi DHT11

3. PERANCANGAN DAN

  IMPLEMENTASI

3.1 Perancangan Sistem

3.1.1 Perancangan Perangkat Keras

  Pada Perancangan perangkat keras yaitu terdapat 2 bagian yaitu perancangan sistem otomasi dan perancangan rangkain elektrik sebgai berikut :

  Pada perancangan sistem otomasi menggunakan kandang dengan panjang 15 meter dan lebar 6 meter dan tinggi 2 meter. Perancangan sistem seperti pada Gambar.

  Pada penelitian kali ini Rangkaian power supply dirancang untuk menghasilkan nilai tegangan (+) dan (GND) yaitu dengan nilai tegangan 12 V, 5V dan GND Teganngan Rangkaian power supply mendapatkan sumber tegangan dari Transformator 5A seperti yang terlihat pada gambar 5.3 yang dihubungkan ke sumber tegangan PLN. Transformator digunakan sebagai tegangan masukan untuk rangkaian power supply, tegangan yang dipakai sebesar 12 V, 5V, dan GND. Tegangan tersebut diubah menjadi tegangan DC dengan komponen dioda rectifier (penyearah gelombang penuh). Transformator yang digunakan dalam penelitian merupakan jenis step down yang dapat mengubah tegangan listrik AC besar menjadi tegangan DC yang lebih rendah. Pada penelitian kali ini rangkaian power supply memiliki tegangan keluaran sebesar 12V dan 5V. Peneliti menggunakan

  IC regulator untuk mempertahankan atau memastikan nilai tegangan pada level tertentu, dengan arti lain tegangan Output DC pada voltage regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan tegangan input maupun beban lain nya sehingga tegangan akan stabil. IC regulator yang digunakan yaitu LM7812 untuk mendapatkan tegangan sebesar

  12 V, LM7905 untuk mendapatkan tegangan sebesar 5V

  3.1.2 Perancangan Driver Kipas

  Pada perancangan driver kipas ini menggunakan rangkaian mosfet dengan menggunakan metode zero crossing dengan rangkaian inti menggunakan triac tipe bt136 dimana berdasarkan datasheet mampu bekerja pada daya maksimal 800 watt .Triac merupakan komponen yang berfungsi untuk mengatur besaran tegangan AC yang masuk ke perangkat kipas. Berikut merupakan skematik rangkaian

  driver kipas Gambar 1 Perancangan Perangkat Keras

  Gambar 2 Peletakan Sensor dan Output Sistem Gambar 3 Skematik Rangkaian Driver Kipas ouput kipas dapat dilihat Flowchart perancangan

  3.1.3 Perancangan Rangkaian Elektrik Sistem yang ditunjukkan pada Gambar .

  Pada tahap perancangan rangkaian elektrik sistem otomasi terdapat komponen utama dari sistem adalah sebagai berikut:

  Gambar 7 Perancangan Klasifikasi Kipas Gambar 4 Rangkaian Elektrik

  3.2.2 Perancangan Klasifikasi Tirai

3.2 Perancangan Perangkat Lunak

  Pada proses ini sistem akan melakukan Pada sistem ini, Perancangan perangkat klasisifikasi output tirai berdasarkan 2 parameter lunak pada sistem ini dibagi beberapa bagian suhu dan kelembaban dari data sensor kemudian yaitu program DHT11,, program Metode Naive terdapat 2 pengklasifikasian untuk output tirai

  Bayes , dan program output pwm.

  yaitu buka dan tutup. Tentang penjelasan Pada perancangan perangkat lunak diatas bagaimana mikrokontroler dapat melakukan menjelaskan bahwa mikrokontroler NodeMCU pengklasifikasian yang ditentukan dengan mengambil data dari sensor DHT11 kemudian menggunakan metode Naïve Bayes. Tahapan dari data tersebut dihitung dengan menggunakan proses klasifikasi mengenai ouput kipas dapat perhitungan klasifikasi naive bayes untuk dilihat Flowchart perancangan yang ditunjukkan menentukan klasifikasi output pada sistem. pada

  Gambar 5 Perancangan Perangkat Lunak

3.2.1 Perancangan Klasifikasi Kipas

  Pada proses ini sistem akan melakukan klasisifikasi output kipas berdasarkan 2

  Gambar 6 Perancangan Klasifikasi Kipas

  parameter suhu dan kelembaban dari data sensor kemudian terdapat 3 pengklasifikasian untuk output kipas yaitu mati, sedang, dan cepat. Tentang penjelasan bagaimana mikrokontroler dapat melakukan pengklasifikasian yang ditentukan dengan menggunakan metode Naïve Bayes. Tahapan proses klasifikasi mengenai

  Tabel 3 Perhitungan Persentase Kesalahan

3.2.3 Perancangan WEB Server

  Suhu DHT11

  Pada proses perancangan sistem ini menjelaskan bagaimana hasil pembacaan sensor DHT11 disimpan pada web server dimana data berdasarkan 2 parameter suhu dan kelembaban dari data sensor sebagai monitoring sistem. untuk perancangan web server akan dijelaskan pada Gambar

  Tabel 4 Perhitungan Persentase Kesalahan kelembaban Kelembaban DHT11 Gambar 8 Flowchart Perancangan WEB

  Server

  Dari gambar diatas merupakan tahap untuk perancangan web server yaitu dinulai dari pengambilan data suhu beserta kelembaban sensor DHT11 kemudian data dikirm pada database, disimpan dan ditampilkan pada WEB.

  Berdasarkan Tabel 3 dan 4 persentase 4.

PENGUJIAN DAN ANALISIS

  kesalahan pada pembacaan suhu yaitu 1,94 % Manfaat dilakukannya pengujian adalah dengan nilai akurasi sebesar 98,06 % dan untuk mengetahui apakah semua kebutuhan presentase kesalahan pada pembacaan yang diharapkan telah terpenuhi oleh sistem. kelembaban yaitu sebesar 4,42 % dengan nilai

  Pada proses pengujian yang dilakukan yakni akurasi sebesar 95,58%. berupa pengujian fungsional, pengujian akurasi

  4.2 Pengujian akurasi hasil klasifikasi Naive

  dan pengujian kecepatan pemrosesan sistem, Bayes. yakni untuk menguji waktu pemrosesan ketika sistem mulai di jalankan hingga menghasilkan

  Pada prosedur pengujian tingkat akurasi jenis klasisifikasi. Berikut dijelaskan beberapa metode Naive Bayes dilakukan untuk skenario pengujian yang dilakukan untuk mendapatkan hasil nilai akurasi pada sistem, menguji sistem. yaitu dengan cara membandingkan hasil klasifikasi output pada kipas dan tirai yang

4.1 Pengujian Sensor DHT11

  dilakukan oleh sistem. Adapun persamaan yang Sensor DHT11 merupakan sensor yang digunakan untuk menghitung tingkat keakuratan dapat mendeteksi suhu dan kelembaban. Pada metode Naive Bayes ditunjukan di antara lainnya adalah sebagai berikut. penelitian sensor DHT11 merupakan komponen utama pada sistem ini untuk melakukan

  − = × 100%

  pembacaan nilai suhu dan kelembaban pada kandang. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui respon suhu beserta kelembaban

  Berdasarkan hasil pengujian klasifikasi yang diberikan oleh sensor dan keakuratan kipas bahwa dari 54 data terdapat 7 hasil dari sensor dengan alat HTC-2. sistem yang tidak sesuai dengan kelas sebenarnya. Sehingga akurasi untuk menentukan output kipas berdasarkan perhitungan yaitu 87,03 %. sedangkan Berdasarkan hasil pengujian

5. KESIMPULAN

  Aprilianto, L., P. Kuntoro. 2014. Pemadam Api

  Rahman, A. & Z. H. Abu Dieyeh. 2007. Effect of Chronic Heat Stress on Broiler Performance in Jordan. International

  Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro. 9 (1).

  Model Sistem Kandang Ayam Closed House Otomatis Menggunakan Omron Sysmac CPM1A 20-CDR-A-V1.

  Prihandanu, R, A. Trisanto. & Y. Yuniati. 2015.

  Home Page

  Behavioral Changes and Feathering Score in Heat Stressed Broiler Chickens Fed Diets Containing Different Levels of Propolis. Journa

  Mahmoud, T., M. A. Rahman, M. H. Darwish, T. J. Apllegate, H. W. Cheng. 2015.

  Conference on Computer, Communication, and Control Technology.

  Monitoring Using Raspberry Pi and Arduino. Journal International

  Hery., 2009. Pentingnya Aspirin dan Vitamin C. http://broilerkita.blogspot.com. Jindarat, S. & W. Pongpisitt. 2015. Smart Farm

  Cooper, M.A., K.W. Washburn. 1998. The Relationships of Body Temperature to Weight Gain, Feed Consumption, and Feed Utilization in Broilers under Heat Stress. Poult. Sci. 77:237

  Otomatis dengan Kendali Suhu dan Kelembaban Ruangan Menggunakan Logika Fuzzy.

  Amani, R. Z., 2017. Sistem Pendeteksi Dehidrasi Berdasarkan Warna dan Kadar Amonia Pada Urin Berbasis Sensor TCS3200 dan MQ135 Dengan Metode Naive Bayes.

  dari klasifikasi tirai bahwa dari 54 data terdapat 2 hasil dari sistem yang tidak sesuai dengan kelas sebenarnya. Sehingga akurasi untuk menentukan kecepatan kipas berdasarkan persamaan yaitu 96,29 %.

  International Journal of Electrical & Computer Sciences . 11 (6).

  Nomura. 2011. A Supervisory Control System for Temperature and Humidity in a Closed House Model for Broilers.

  Alimuddin. 2012. Sistem Supervisori Kendali Lingkungan pada Model Broiler Clossed House Alimuddin., K. B. Seminar, D. M. Subrata, N.

  6. DAFTAR PUSTAKA

  .

  selama 2 minggu, dapat disimpulkan bahwa sistem otomasi ini berhasil meminimalisir heat stress. Karena sebelum menggunakan sistem ini jumlah kematian ayam sebanyak 64 ekor, kemudian setelah menggunakan sistem ini jumlah kematian menurun yaitu sebanyak 31 ekor

  4. Berdasarkan pengujian yang dilakukan

  suhu dan kelembaban berhasil disimpan pada database dan ditampilkan pada halaman WEB.

  3. Pada penelitian ini data sensor berupa

  2. Pada penelitian ini menggunakan metode Naive Bayes dengan 54 data uji dari 150 data latih, diperoleh keakurasian untuk output kipas sebesar 87,03% dan pada output tirai diperoleh keakurasian sebesar 96,29 %. Sehingga metode Naive Bayes baik untuk diterapkan pada sistem otomasi kandang ini untuk dapat meminimalisir heat stress.

  Pada penelititan ini telah dibuat sistem otomasi untuk meminimalisir heat stress pada ayam broiler yaitu dengan menggunakan sensor DHT11 sebagai pendeteksi suhu dan kelembaban yang berhasil diolah oleh mikrokontroler NodeMCU, Serta memiliki memiliki presentase kesalahan sebesar 1,94% dan keakurasian sebesar 98,06% pada pembacaan suhu. Untuk pembacaan kelembaban memiliki presentase kesalahan sebesar 4,42 % dan keakurasian sebesar 95,58%, bila nilai suhu dan kelembaban yang dideteksi dengan HTC-2.

  Berdasarkan perancangan dan hasil pengujian yang dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebgai berikut : 1.

• –242 DHT11, 2010. DHT11 Humidity & Temperatur Sensor.

  . 6 (1): 64-

  Journal of Poultry Science 70.

  Syahruddin, H. A. 2012. Aplikasi Mengkudu Sebagai Sumber Antioksidan Untuk Mengatasi Stress pada Ayam Broiler di Daerah Tropis

  Tamzil, M. 2016. Stress Panas Pada Unggas Metabolisme Akibat dan Penanggulangannya

  Sugito, D. Mira. 2009 Dampak Cekaman Panas Terhadap Pertumbuhan Bobot, Rasio Heterofil Limfosit dan Suhu Tubuh Ayam