RANCANG BANGUN INKUBATOR ANAKAN BURUNG LOVEBIRD OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER (BAGIAN II) TUGAS AKHIR - RANCANG BANGUN INKUBATOR ANAKAN BURUNG LOVEBIRD OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER (BAGIAN II) Repository - UNAIR REPOSITORY

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

Oleh :

MUHAMMAD FAJAR MUHTADIN

  

NIM 081310213034

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

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

LEMBAR PERSETUJUAN TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR ANAKAN BURUNG LOVEBIRD OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER (BAGIAN II) TUGAS AKHIR Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md) pada Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Pada Departemen Teknik Fakultas Vokasi Universitas Airlangga Oleh : MUHAMMAD FAJAR MUHTADIN NIM. 081310213034 Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing, Dosen Konsultan, Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si NIP. 19730904 200604 1 001 Deny Arifianto, S.Si NIK. 139111263

  

LEMBAR PENGESAHAN NASKAH TUGAS AKHIR

JUDUL : RANCANG BANGUN INKUBATOR ANAKAN BURUNG LOVEBIRD OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER (BAGIAN II) PENYUSUN : Muhammad Fajar Muhtadin NIM : 081310213034 TANGGAL UJIAN : 02 Agustus 2016 PEMBIMBING : Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si KONSULTAN : Deny Arifianto S.Si

  

Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing, Dosen Konsultan, Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si Deny Arifianto, S.Si NIP. 19730904 200604 1 001 NIK. 139111263 Mengetahui : Ketua Departemen Teknik Koordinator Program Studi

Fakultas Vokasi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi

Universitas Airlangga Universitas Airlangga Ir.Dyah Herawatie, M.Si Winarno, S.Si., M.T. NIP.19671111 199303 2 002 NIP. 19810912 201504 1 001

  PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR

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

  Dokumen Tugas Akhir ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

  KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia serta hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Rancang Bangun Inkubator Anakan Burung Lovebird Otomatis Berbasis

  Mikrokontroller

  ” dengan baik. Shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW yang telah menunjukan jalan yang terang. Tugas akhir ini,dapat selesai dengan baik berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini, yang terhormat: 1.

  Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia, rahmat, serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan baik.

  2. Rasulullah Muhammad SAW yang telah memberikan teladan yang baik bagi seluruh umatnya, Shalawat serta salam semoga tetap tercuruhkan kepadanya.

  3. Bapak Winarno, S.Si., M.T selaku Ketua Koordinator Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi yang telah menyetujui proposal tugas akhir ini.

  4. Bapak Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si selaku dosen pembimbing yang tidak henti membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan baik.

  5. Bapak Deny Arifianto, S.Si selaku dosen konsultan yang setia mendengarkan ocehan penulis selama mengerjakan laporan tugas akhir ini.

  6. Bapak Dr. Khusnul Ain, S.T., M.Si selaku dosen penguji yang memberikan kritik dan saran yang membangun sehingga laporan akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

  7. Keluarga yang penulis cintai, terima kasih atas dukungan moral, material, dan doa yang tak henti-hentinya diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat melangkah hingga sejauh ini.

  8. Teman-teman dari OSI angkatan 2013 yang tak pernah berhenti membakar semangat membara sehingga memotivasi penulis untuk menyelesaikan laporan akhir ini.

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

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

  10. Game-game yang telah menemani penulis ketika penulis sedang tidak punya inspirasi, DOTA 2, Pokemon GO, Counter Strike dan lain-lain, terimakasih telah menghibur.

  11. Alat-alat musik yang memberikan suasana bahagia bagi penulis, dan memberikan hiburan di kala sepi datang menyergap. Gitar, Cajon, Harmonika ZU.

  12. Teman-teman di grup LINE Saitama yang telah memberikan doa dan semangat bagi penulis, maafkan penulis yang tidak pernah punya waktu buat kalian ajak main.

  13. Laptop, Mouse, Printer yang telah bekerja keras menemani penulis dalam menuliskan tiap kata pada laporan akhir, tapi maaf ya besok kamu tak ganti baru.

  14. Perkakas lain yang telah membantu dalam pembuatan alat untuk tugas akhir.

  15. Mak war yang telah memberikan konsumsi makan, minum, dan ilmu memasak selama bertahun-tahun penulis berada di kampus tercinta.

  16. Penjual makanan di area sekitar kampus yang selalu ada saat dibutuhkan meskipun ditengah hujan badai, gelap malam, kering kerontang, gundah gulana, dan suasana lain.

  Akhir kata, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan laporan tugas akhir ini.

  Surabaya, 9 Agustus 2016 Penulis

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

  Muhammad Fajar Muhtadin, 2016, Rancang Bangun Inkubator Anakan Burung Lovebird Otomatis Berbasis Mikrokontroller (Bagian II) . Tugas Akhir ini di bawah bimbingan Yhosep Gita Yhun Yhuwana, S.Si dan Deny Arifianto S.Si.

  Prodi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Departemen Teknik Fakultas Vokasi Universitas Airlangga.

  ABSTRAK Dalam dunia peternakan khususnya unggas belakangan ini muncul jenis burung dengan warna bulu yang cantik dan suara yang merdu yaitu lovebird.

• – Anakan lovebird harus dijaga suhunya hingga umur 30 hari atau hingga bulu bulunya terbentuk dengan sempurna. dikarenakan kemungkinan anakan lovebird hidup setelah menetas tergantung dari suhu lingkungan. Cuaca yang tiba
• – tiba berubah akan membuat anakan sulit untuk bertahan hidup.

  Tugas akhir ini membahas tentang pembuatan rancang bangun inkubator anakan lovebird otomatis berbasis mikrokontroller. Inkubator ini memiliki fitur berupa pemanas dan pengontrol udara panas. kontrol udara panas dalam inkubator tersebut dilakukan oleh exhaust fan yang dikendalikan kecepatan putarnya menggunakan metode PWM (Pulse Width Modullation) melalui mikrokontroller.

  Untuk mengetahui kondisi suhu di dalam inkubator digunakan dua buah sensor suhu DS18B20 yang kemudian diambil rata-rata nilai suhu keluarannya sehingga dari rata-rata tersebut dapat diketahui kondisi suhu dalam inkubator. Besar nilai PWM yang dijadikan input pada exhaust fan disesuaikan dengan setpoint suhu ruangan yang telah ditentukan. Apabila suhu ruangan belum dan atau masih jauh di bawah suhu setpoint maka exhaust fan akan diberi input PWM dengan nilai 0. Dan apabila suhu ruangan terlampau jauh melewati ambang atas suhu setpoint maka exhaust fan akan diberi nilai maksimal dari PWM yaitu sebesar 255. Untuk suhu inkubator yang mendekati atau berada dalam ambang suhu setpoint maka nilai PWM pada exhaust fan akan dikondisikan melalui software yang telah dibuat.

  Kata Kunci : Lovebird, Mikrokontroller, DS18B20, Exhaust fan.

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

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

  BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1

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

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

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

  1.4 Tujuan .............................................................................................................3

  1.5 Manfaat ...........................................................................................................3

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

  2.1 Lovebird ..........................................................................................................4

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

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

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

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

  2.6 Relay ...............................................................................................................9

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

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

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

  3.2 Bahan dan Alat Penelitian ............................................................................11

  3.2.1 Bahan-bahan Penelitian .......................................................................11

  3.2.2 Alat-alat Penelitian .............................................................................12

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

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

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

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

  1. Tahap Pembuatan Mekanik..................................................................14

  2. Tahap Pembuatan Hardware ...............................................................16 3.

  Tahap Perwujudan Alat .......................................................................18 4. Tahap Pembuatan Software .................................................................18

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

  1. Pengujian Lampu.................................................................................21

  2. Pengujian Kipas Dc .............................................................................21

  3. Pengujian Sensor Suhu DS18B20 .......................................................22

  4. Pengujian Software ..............................................................................22

  3.3.4 Analisis Data ........................................................................................23

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................................24

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

  4.2 Pengujian Lampu ..........................................................................................26

  4.2.1 Hubungan Suhu Terhadap waktu pada lampu 5 watt ..........................26

  4.2.2 Hubungan Suhu Terhadap waktu pada lampu 25 watt ........................29

  4.2.3 Hubungan Suhu Terhadap waktu pada lampu 60 watt ........................31

  4.3 Pengujian kipas DC ..........................................................................................33

  4.4 Pengujian sensor suhu DS18B20 .....................................................................34

  4.5 Pengujian Kestabilan Sistem ............................................................................36

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................38

  5.1 Kesimpulan.......................................................................................................38

  5.2 Saran .................................................................................................................38

  DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................39

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

  DAFTAR GAMBAR

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

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

  DAFTAR TABEL

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

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

  DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1 Sketch Software Arduino

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

  Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan pada hari ini semakin cepat. Hal ini dilakukan bertujuan untuk mempermudah pekerjaan manusia sehari

• – hari. Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan tersebut mempengaruhi berbagai aspek kehidupan, tidak terkecuali dalam dunia peternakan.

  Dalam dunia peternakan khususnya unggas belakangan ini muncul jenis burung dengan warna bulu yang cantik yaitu lovebird. Penggemar burung biasanya memelihara burung ini karena keindahan bulu atau suara kicauannya yang merdu. Selain itu juga sebagai salah satu jenis peluang usaha yang sangat potensial untuk dijalankan. Lovebird sendiri memiliki ukuran bentuk tubuh kecil antara 13 cm - 17 cm dengan berat sekitar 40 gr - 60 gr. Dalam mengembangbiakkan terdapat beberapa fase seperti penetasan telur, fase anakan 7-30 hari, dan fase burung yang sudah siap menjadi indukan lagi pada umur 1,5 bulan. Fase anakan merupakan tahapan yang sangat penting karena anakan

  

lovebird dipisahkan dari induknya. Anakan lovebird harus dijaga suhunya hingga

  umur 30 hari atau hingga bulu – bulunya terbentuk dengan sempurna. Kemungkinan anakan lovebird hidup setelah menetas tergantung dari suhu lingkungan. Cuaca yang tiba

• – tiba berubah akan membuat anakan susah untuk bertahan hidup. Apalagi peternak tidak selalu berada di lokasi, sehingga menjaga suhu lingkungan cukup sulit. (Wulan Susanti, 2015, dari

www.mediaronggolawe.com/kiat-sukses-memelihara-anakan-lovebird-dalam- kondisi-cuaca-extreme.html/ 20 Desember 2015). Jika suhu tidak terjaga dengan baik maka bulu dari anakan tersebut akan rontok dan tidak akan menjadi lovebird dewasa dengan kualitas terbaik. Maka dari itu anakan lovebird Harus diinkubasi atau ditempatkan dalam kotak dan diatur suhunya sesuai usia anakan. Penanganan pada fase ini kebanyakan masih dilakukan dengan metode manual, dengan melakukan pengecekan suhu pada setiap interval waktu tertentu. Pada metoed manual, peternak lovebird harus mengawasi, menyalakan dan mematikan lampu seniri. Inkubator tipe lain menggunakan thermostat sebagai sensor suhunya. Namun penggunaan thermostat rawan cepat rusak dan pengaturan suhu dengan thermostatnya masih manual serta pengaturan yang cukup sulit, karena faktor konstruksinya yang tidak akurat sehingga ketika suhu yang ditargetkan sudah terpenuhi terkadang suhu berubah lagi.

  Hal inilah yang membuat penulis perlu mengembangkan inkubator untuk anakan lovebird agar suhu tetap terjaga secara otomatis berbasis mikrokontroler sehingga anakan lovebird terjaga kualitasnya.

1.2 Rumusan Masalah

  Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat diperoleh rumusan masalah sebagai berikut:

  1. Bagaimana membangun software yang dapat mengontrol suhu pada inkubator anakan lovebird tersebut ?

  2. Bagaimana kinerja software yang telah dibuat dalam mengontrol suhu agar sesuai dengan setpoint ?

  1.3 Batasan Masalah

  Adapun batasan masalah yang diambil yakni: 1. Alat uji dalam kondisi tenang dan tidak terpapar matahari secara langsung.

  2. maksimal anakan yang diinkubasi adalah 16 ekor.

  1.4 Tujuan

  Adapun tujuan dari perancangan alat ini adalah: 1.

  Untuk membuat software yang dapat mengendalikan suhu di dalam inkubator agar sesuai dengan setpoint yang telah ditetapkan.

2. Untuk mengetahui kinerja software dalam mempertahankan suhu sesuai dengan setpoint yang telah ditetapkan.

1.5 Manfaat

  Adapun manfaat dari perancangan alat ini adalah : 1.

  Dengan menjaga suhu sesuai kebutuhan diharapkan mampu meminimalisir tingkat kematian anakan lovebird dengan kondisi sehat dan tanpa cacat.

2. Menghemat waktu karena tidak harus memantau anakan tiap waktu.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Lovebird

  Burung Lovebird memiliki nama ilmiah Agapornis yang berasal dari bahasa Yunani dengan arti agape berarti cinta dan ornis berarti burung. Penamaan dari burung ini berdasarkan dari pengamatan terhadap tingkah laku burung dengan pasangannya dimana burung jantan dan burung betinanya duduk berdekatan dan memiliki rasa saling menyayangi satu sama lain. Lovebird adalah salah satu jenis burung dengan ukuran yang kecil antara 13cm hingga 17cm, beratnya antara 40 sampai 60 gram dan ekornya pendek, paruhnya besar serta memiliki sifat sosial yang tinggi.

  Lovebird banyak dipelihara oleh para pecinta binatang karena warnanya

  yang cantik dan juga suara kicauannya yang merdu merupakan alasannya. Bisnis penjualan Lovebird di pasaran juga semakin meningkat, otomatis membuat permintaan kepada para peternak juga semakin tinggi. Namun, memelihara

  

Lovebird bukan tergolong sesuatu yang mudah karena susahnya

pengembangbiakan dan perawatan anakan Lovebird tersebut.

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

  Kehangatan yang diberikan pada anakan Lovebird dapat dilakukan dengan cara membuatkan inkubator. Dari salah satu peternak lovebird di Surabaya bernama pak Lalang didapatkan informasi dimana suhu yang diberikan untuk anakan usia 7

• – 14 hari adalah 32 – 35° C dan usia 14 – 30 hari adalah 31 – 33° C. Anakan tidak terlalu sensitif terhadap cahaya yang langsung mengenai tubuhnya namun untuk menghindari hal yang tidak diinginkan disarankan tidak kenakan cahaya secara langsung. Dari sumber informasi yang didapatkan tersebut, perancangan alat yang akan dilakukan kali ini diharapkan dapat mengatur suhu yang ada dalam inkubator tersebut secara otomatis, sesuai dengan suhu yang dibutuhkan.

2.2 Arduino UNO

   Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada

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

  Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan resolusi sebesar 10 bit. Di sisi lain, beberapa pin mempunyai fungsi special yaitu TWI (pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL) untuk men-support komunikasi TWI dengan menggunakan Wire library.

  Arduino nanti akan digunakan sebagai pusat kontrol sistem dari inkubator dengan mengendalikan LCD, relay, sensor DS18B20, dan kipas DC.

  2.3 Lampu pijar

  Lampu pijar ialah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui filamen kaca yang dialiri arus listrik kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk melakukan kontak secara langsung terhadap filamen sehingga tidak terjadi proses oksidasi yang dapat menyebabkan rusaknya filamen. Lampu pijar yang dijual di pasaran membtuhkan tegangan kerja yang bervariasi mula 1,25 volt hingga 300 volt.

  Pada rancang bangun alat ini lampu pijar digunakan sebagai pemanas atau menaikkan suhu inkubator. Digunakan 3 lampu pijar dengan daya 60 watt.

  2.4 Sensor suhu DS1820

  Sensor DS18B20 merupakan termometer digital yang memiliki internal ADC dengan resolusi sebsear 9 bit sampai dengan 12 bit. Sensor suhu DS18B20 bekerja berdasarkan perubahan suhu yang dialami oleh material sensor, dengan keluaran yang dihasilkan berupa data suhu digital yang langsung dapat dioperasikan ke dalam mikrokontroler. Aplikasi yang menerapkan sensor suhu DS18B20 adalah pengontrolan termostatik, sistem industri dan termometer. Dalam sistem ini sistem sensor suhu digunakan untuk mengatahui kondisi suhu dalam inkubator. Sensor suhu DS18B20 memiliki kelebihan-kelebihan sebagai berikut :

   Jalur komunikasi DS18B20 hanya memerlukan satu jalur data dipusat mikrokontroler (1-Wire Bus)  Memiliki ketepatan ± 2 °C pada suhu 10 °C sampai dengan 85 °C  Jangkauan maksimal suhu antara -55 °C sampai dengan 125 °C  Bekerja pada tegangan 3 Volt sampai dengan 5,5 Volt  Konversi data suhu manjadi data digital sebanyak 12-bit dengan waktu yang diperlukan sebesar 750 ms.

   Konfigurasi pin sensor suhu DS18B20 ini dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut: Data suhu dari hasil konversi sensor DS18B20 disimpan pada memori

  scratchpad seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2

Gambar 2.1 Konfigurasi Sensor DS1820

  (MAXIM, 2007)

Gambar 2.2 Pembacaan Data Hasil Suhu Konversi DS18B20

  (MAXIM, 2007)

2.5 LCD 16x2

  LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang misalnya alal

• –alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah : a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

  b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

  c. Terdapat karakter generator terprogram.

  d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

  e. Dilengkapi dengan back light.

  Konfigurasi pin LCD 16x2 dapat dilihat pada Gambar 2.3

Gambar 2.3 Konfigurasi LCD 16x2

  

Sumber: (www.alldatasheet.com)

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

2.6 Relay

  Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang

  digerakkan oleh arus listrik. Relay terdiri atas coil input berteras feromagnetik dan tuas saklar output. Jika coil input diberi tegangan listrik, maka teras feromagnetik akan bersifat magnetik. Sehingga tuas saklar tertarik dan akan menyebabkan jalur output tersambung atau terputus.

  Terminal output relay dapat bersifat normal terbuka NO (Normally Open) atau normat tertutup NC (Normally Close). Relay dapat memiliki sebuah atau beberapa buah kutub switch. Pada umumnya kemampuan daya maksimum output relay jauh lebih besar jika dibandingkan dengan daya inputnya.

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

2.7 Kipas DC

  Prinsip kerja kipas DC yaitu dengan sifat magnet yang saling tolak menolak pada kedua kutubnya, maka gaya tolak menolak magnet antara kumparan besi dan sepasang magnet tersebut membuat gaya berputar secara periodik pada kumparan besi tersebut. Oleh karena itu baling - baling kipas angin dikaitkan ke poros kumparan tersebut. Penambahan tegangan listrik pada kumparan besi dan menjadi gaya kemagnetan ditujukan untuk memperbesar hembusan angin pada kipas angin.

  Kipas DC yang kita gunakan merupakan kipas yang biasa yang digunakan pada pendingin PC dengan daya 12 volt serta arus 1,3 ampere. Kipas DC pada alat ini difungsikan sebagai kipas exhaust yang berfungsi untuk menghisap udara di dalam ruang untuk dibuang ke luar. Oleh karena itu, peletakkannya diantara indoor dan outdoor. Hal ini dimaksudkan pada saat suhu dalam inkubator tinggi, kipas DC akan membuang udara panas sehingga udara dalam inkubator menurun.

BAB III METODE PENELITIAN

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

  Perancangan dan pembuatan alat ini dilakukan di Laboratorium Robotika Medis, Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga selama kurang lebih 4 bulan yang dimulai dari bulan April 2016 sampai Juli 2016.

  3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan-bahan Penelitian

  Bahan

• – bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

  1. Sensor Suhu DS18B20

  2. Lampu 60 Watt

  3. LCD 16x2

  4. Acrylic

  5. Relay

  6. Besi

  7. Kipas DC

  8. Anakan lovebird (Agapornis)

3.2.2 Alat-alat Penelitian

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

3.3 Prosedur Penelitian

  Prosedur penelitian yang dilakukan pada penulisan ini terdiri dari beberapa tahapan sebagai berikut:

1. Tahap Persiapan 2.

  Tahap Pembuatan Alat 3. Tahap Pengujian Sistem 4. Analisis Data

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

Gambar 3.1. Diagram Prosedur Kerja

  kerja

3.3.1 Tahap Persiapan

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

3.3.2 Tahap Pembuatan Alat

  Tahap pembuatan alat dibagi menjadi tiga tahap, yakni tahap perancangan alat yakni perancangan mekanik dan perancangan hardware, tahap perwujudan alat, dan tahap pembuatan software. Berikut penjabaran dari masing-masing tahapan :

1. Tahap Perancangan Mekanik

  Tahap pembuatan mekanik terdiri atas pembuatan kotak inkubator untuk tempat inkubasi anakan lovebird. Kotak inkubator terbuat dari acrylic. Pada bagian tengah terdapat tempat anakan lovebird. Lampu ditempatkan di bagian atas inkubator agar setiap sisi anakan lovebird dapat disinari. Desain inkubator anakan lovebird dapat dilihat pada gambar 3.2

Gambar 3.2 Desain Mekanik Alat Kipas ditempatkan pada kedua sisi samping pada ketinggian 100 mm dari tempat anakan. Untuk sensor DS18B20 diletakkan pada bagian depan dan belakang. Hal ini dimaksudkan agar pembacaan suhu tidak tertanggu dengan kipas. Posisi sensor ditempatkan pada ketinggian 100 mm dari dasar inkubator dan memiliki selisih 30 mm dari sarang burung yang menjadi tempat anakan (70 mm). Hal ini dimaksudkan agar suhu yang dibaca tidak jauh berbeda dengan keadaan suhu pada tempat anakan. Berikut rencana penempatan sensor DS18B20 dan kipas DC yang dapat dilihat pada gambar 3.3

Gambar 3.3 Penempatan Sensor DS18B20 dan Kipas DC

  Penempatan lampu berada sisi atas inkubator dimaksudkan agar seluruh anakan mendapatkan panas yang merata. Berikut adalah rencana gambar penempatan lampu pada inkubator yang dapat dilihat pada gambar 3.4

Gambar 3.4 Penempatan Lampu

  Push button dan LCD ditempatkan pada atas inkubator agar mudah dalam

  penggunaan. Push button terdiri atas push button untuk memilih menu, tombol untuk MODE A, tombol MODE B, tombol STOP dan switch power (yang ditunjukkan pada gambar 3.5

Gambar 3.5 Penempatan Push Button dan LCD

2. Tahap Perancangan Hardware

  Tahap pembuatan hardware terdiri atas pembuatan beberapa rangkaian elektronik yang digunakan agar sistem pemanasan dan pengendalian suhu pada inkubator dapat bekerja dengan baik. Adapun rancangan hardware dari sistem yang akan dibuat adalah rangkaian driver relay, rangkaian sensor suhu DS18B20, rangkaian push button yang dapat dilihat pada lampiran laporan ini.

  Cara kerja dari alat ini adalah dimulai dari penempatan anakan

  lovebird dalam inkubator dimana setelah ditutup akan dipilih setpoint suhunya

  sesuai umur anakan. Selanjutnya mikrokontroller akan membaca suhu inkubator menggunakan sensor DS18B20, data digital yang dihasilkan sensor DS18B20 akan diproses oleh arduino. Pada inkubator ini digunakan 2 sensor DS18B20 agar dapat membaca suhu inkubator dengan lebih presisi. Jika nilai rata

• – rata keluaran dari kedua sensor DS18B20 kurang dari setpoint maka kipas DC akan berputar secara pelan dengan input PWM dengan nilai rendah. Apabila suhu mencapai setpoint atau lebih maka kipas akan berputar cepat atau nilai PWM diatur maksimal agar suhu dalam inkubator turun. Diagram blok alat inkubator anakan lovebird ini dapat dilihat pada gambar 3.9 berikut :

Gambar 3.6 Diagram Blok Alat

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

  Perealisasian tersebut yakni merancang mekanik alat sesuai dengan rancangan mekanik yang telah dibuat. Dilanjutkan dengan perancangan dan perakitan komponen

• – komponen elektronika yang akan membentuk suatu kesatuan sistem alat, meliputi pembuatan rangkaian sensor Suhu DS18B20, rangkaian

  relay , dan rangkaian push button. Dalam hal ini pemilihan komponen dapat mempengaruhi kinerja dari alat dan juga kualitas sistem yang akan dibuat.

  4. Tahap Pembuatan Software

  Tahap pembutan software meliputi pembuatan program untuk mengeksekusi rancangan hardware yang telah dibuat. Sebelum isi program pada sistem ini terlebih dahulu ditentukan port mana saja yang digunakan untuk menjalankan sistem yang akan dirancang. Berikut adalah tabel port yang akan digunakan.

Tabel 3.1 Pengalamatan port Mikrokontroler

  Hardware Port yang digunakan LCD 16x2 SCL & SDA

  Relay

  1 Pin 2

  Relay

  2 Pin 3

  Relay

  3 Pin 4 Perancangan diagram alur program ini dapat dilihat pada Gambar 3.10 Hardware Port yang digunakan

  Sensor DS18B20 Pin 10 Tombol Mode A Pin 8 Tombol Mode B Pin 9

  Tombol Stop Pin 11 Kipas 1 Pin 5 (PWM) Kipas 2 Pin 6 (PWM)

Gambar 3.7 Flowchart Sistem

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

  exhaust . Setiap perubahan suhu akan ditampilkan pada LCD. Inisialisasi juga

  dilakukan pada relay untuk mengendalikan lampu yang berfungsi sebagai pemanas inkubator.

3.3.3 Tahap Pengujian Alat

  Tahap pengujian alat terdiri dari pengujian seluruh sistem alat yang sudah dibuat yakni meliputi uji sensor suhu DS18B20, uji rangkaian modul

  relay , uji lampu, dan uji software.

  Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik dari sensor maupun sistem yang digunakan dalam penelitian ini. Berikut penjelasan masing-masing pengujian yang dilakukan:

  1. Pengujian Lampu

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

  2. Pengujian Kipas DC

  Pengujian kipas dilakukan untuk mengetahui apakah kipas dc yang digunakan dapat menurunkan suhu inkubator ketika suhu sudah mencapai batas maksimal.

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

  3. Pengujian Sensor Suhu DS18B20

  Pengujian linieritas pada sensor suhu DS18B20 dilakukan dengan membandingkan pembacaan suhu yang terbaca pada sensor suhu DS18B20 dengan pembacaan suhu pada kalibrator. Kalibrator suhu yang digunakan yakni termometer Alkohol. Cara pembacaan yakni meletakkan termometer berdekatan dengan sensor DS18B20 dan dilakukan pemanasan menggunakan lampu hingga suhu naik sampai suhu tertentu. Sehingga dengan melakukan perbandingan tersebut dapat diketahui seberapa besar nilai linieritas dan simpangan yang terjadi antara nilai suhu yang terbaca pada termometer dengan nilai suhu yang terbaca oleh sensor DS18B20.

  4. Pengujian Software

  Pengujian software pada penelitian ini meliputi pengujian respons

  hardware terhadap program yang sudah ditransmisikan ke dalam

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

3.3.4 Analisis Data

  Pengambilan data ini dilakukan untuk mengetahui seberapa efektif

  

software dan hardware yang telah dibuat sehingga alat ini dapat bekerja sesuai

  dengan harapan. Untuk menguji kelayakan maupun keberhasilan sistem yang telah dibuat apakah sesuai dengan harapan atau tidak maka dapat dilihat dari data pengujian linieritas sensor dengan kalibrator dan analisis data yang akan diambil. Data yang akan dianalisis yakni hubungan kalibrator suhu dengan sensor DS18B20.

  Sedangkan untuk data yang akan dianalisis dalam sistem ini yakni hubungan antara nilai suhu dan waktu. Lalu akan dilakukan analisis terhadap kinerja dari lampu yang digunakan apakah sudah bekerja dengan sesuai. Hubungan nilai suhu dan waktu dilakukan dengan cara pengambilan data lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tiap nilai setpoint suhu yang dikehendaki.

• – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Rancang Software

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN INKUBATOR... M. FAJAR MUHTADIN

  Setelah mekanik selesai dibuat dan komponen hardware pada inkubator telah terpasang pada posisinya dengan benar sesuai dengan rancangan maka tahapan selanjutnya ialah menyusun software agar sistem kontrol suhu secara otomatis pada inkubator anakan lovebird ini dapat bekerja dengan baik.

  Pada sub bab ini akan membahas tentang pembuatan dan pengujian perangkat lunak (software) sistem kontrol suhu yang digunakan pada inkubator tersebut. Pada pembuatan perangkat lunak (software) ini penulis menggunakan Mikrokontroler Arduino yang diprogram menggunakan bahasa C melalui software Arduino IDE. Berikut adalah hasil pembuatan perangkat lunak (software) yang telah dibuat:

  #include <OneWire.h> #include <DallasTemperature.h> #include <Wire.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> #define FAN1 5 //kipas 1 di PIN 5 #define FAN2 6 //kipas 2 di PIN 6 #define MODEA 8 //pushbutton pilihan MODE A di PIN 8 #define MODEB 9 //pushbutton pilihan MODE B di PIN 9

• – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  #define STOP 11 //pushbutton pilihan STOP di 11 #define LAMPU1 2 //LAMPU 1 terkoneksi dengan Relay 1 pada PIN 2 #define LAMPU2 3 //LAMPU 2 terkoneksi dengan Relay 2 pada PIN 3 #define LAMPU3 4 //LAMPU 3 terkoneksi dengan Relay 3 pada PIN 4 LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); OneWire oneWire(10); //2 Sensor suhu DS18B20 terkoneksi dengan PIN 10 dengan komunikasi OneWire DallasTemperature sensors(&oneWire); //fungsi pustaka jenis sensor. int stat=0; // inisialisasi variabel stat void setup() { // put your setup code here, to run once: sensors.begin(); lcd.backlight(); lcd.init(); pinMode(FAN1,OUTPUT); pinMode(FAN2,OUTPUT); pinMode(MODEA,INPUT); pinMode(MODEB,INPUT); pinMode(STOP,INPUT); pinMode(LAMPU1,OUTPUT); pinMode(LAMPU2,OUTPUT); pinMode(LAMPU3,OUTPUT);}

• – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  Dari list program yang telah dibuat dapat diketahui bahwa program tersebut diawali dengan memilih pilihan menu yang diinginkan yaitu MENU A, MENU B dan STOP. Cara memilih pilihan menunya yaitu dengan menekan push

  

button yang sesuai dengan fungsinya yaitu untuk MENU A dengan tombol warna

  biru, MENU B dengan tombol merah dan pilihan STOP dengan tombol hijau.

  Setelah memilih menu yang diinginkan dengan menekan pushbutton maka program akan dijalankan. Untuk isi program utama sendiri sebagian besar yaitu menyalakan tiga buah lampu yang terhubung dengan relay kemudian memberikan nilai pwm pada dua buah kipas yang akan menjaga kestabilan suhu sesuai setpoint yang telah ditentukan. Fungsi tombol stop sendiri berguna untuk menghentikan program.

4.2 Pengujian Lampu

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

4.2.1 Hubungan kenaikan suhu terhadap waktu dengan menggunakan lampu 5 watt

  Untuk mengetahui hubungan antara waktu dengan kenaikan suhu maka dilakukan pengambilan data berupa kenaikan suhu setiap 20 detik sekali. Range

• – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
• – 35

Tabel 4.1. Data Hubungan Kenaikan Suhu Terhadap Waktu

• – rata (°C)
• – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA No.