## OPTIMALISASI POSISI HEATER DAN COOLER TERHADAP PERUBAHAN KONDISI SUHU PADA INKUBATOR TETAS PENETAS TELUR
Noor Yulita Dwi Setyaningsih Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Elektro Universitas Muria Kudus Email: noor.yulita@umk.ac.id
Adib Nurul Mustofa Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Elektro Universitas Muria Kudus Email: a dibnmustofa@gmail.com

## ABSTRAK
Dalam kondisi alamiah seekor induk ayam akan selalu mengerami telurnya dalam proses penetasan. Hal ini mengartikan bahwa, induk ayam menjaga konsistensi dari kondisi suhu sekitar telur-telurnya agar tetap pada kondisi yang selalu hangat. Proses alamiah ini yang kemudian dikembangkan logikanya menggunakan teknologi elektronika, dengan menciptakan suatu inkubator penetas telur. Teknologi ini muncul terkait dari kebutuhan komsumsi daging ayam yang meningkat, jika hanya mengandalkan proses alamiah maka kebutuhan tidak tercukupi. Pada kasus ini, suhu merupakan salah satu faktor penting yang memiliki peranan pada fungsi inkubator penetas telur. Inkubator penetas telur harus memiliki kondisi suhu yang merata dan stabil, dengan suhu setting point diantara 37°C - 39°C. Dengan kebutuhan tersebut sehingga dibutuhkan suatu proses pendistribusian udara panas yang cepat dan merata. Proses pendistribusian udara panas yang merata dan cepat  membutuhkan posisi aktuator heater dan cooler yang tepat. Penempatan heater dan cooler mempengaruhi waktu settling time dari sistem dan kestabilan sistem, semakin cepat settling time yang didapatkan maka alat semakin optimal. Dari berbagai komposisi penempatan heater dan cooler yang telah dilakukan, didapatkan bahwa posisi lampu di dinding inkubator dengan kipas diatas lampu, dengan masing-masing daya lampu sebesar 5 watt adalah posisi yang optimal. Dengan respon sistem yang dimiliki dari posisi ini yaitu : Td = 5 menit, Tr =  10 menit dan Ts 11 menit.
Kata kunci: lampu; kipas; posisi; penetas telur; pemerataan suhu.

## ABSTRACT
In natural conditions, a mother will always incubate her eggs in the hatching process. This means that, the mother hen keeps the consistency of the temperature conditions around her eggs to remain in a condition that is always warm. This natural process which was later developed logically used electronic technology, by creating an egg incubator. This technology appears related to the increased consumption of chicken meat, if  it  only relies on natural processes, the needs are not fulfilled. In this case, temperature is one of the important factors that have a role in the function of the egg incubator. The egg incubator must have even and stable temperature conditions, with the temperature setting point between 37 °  C - 39 °  C. With these needs, a fast and even distribution of hot air is needed. The even and fast distribution of hot air requires the right position of the heater and cooler actuator. Placement of heater and cooler affects the time of settling time of the system and system stability, the faster the settling time is obtained, the more optimal the tool. From the various compositions of heater and cooler placement that have been done, it was found that the position of the lamp on the incubator wall with the fan above the lamp, with each lamp power of 5 watts is the optimal position. With the system response that is held from this position, namely: TD = 5 minutes, Tr = 10 minutes and Ts 11 minutes.
Keywords: lamps; fan; position; egg incubator; temperature equalization.

## 1. PENDAHULUAN
Proses penetasan telur ayam dibedakan menjadi dua, yaitu proses alamiah dan buatan. Penetasan telur secara ilmiah dilakukan oleh induk ayam dengan cara dierami, serta penetasan telur buatan bergangtung pada telur tetas, mesin tetas dan operator [1]. Inkubator penetas telur ayam merupakan salah satu aplikasi teknologi yang menggunakan logika proses pengeraman induk ayam secara alami. Salah
satu faktor penting untuk mencapai kondisi inkubator penetas telur adalah suhu. Suhu berperan penting untuk menentukan kesuksesan hasil tetasan telur. Kisaran suhu ideal untuk penetasan telur ayam berkisar antara 36°C  - 40°C atau dapat diseragamkan pada suhu antara 37°C  - 39°C [2][3][4]. Kesegaran udara pada inkubator penetas telur mempengaruhi dari perkembangan embrio. Embrio yang berkembang akan membutuhkan  banyak  oksigen  dan  membutuhkan  gas  CO 2 .  Kedua  konsentrasi  gas  tersebut mempengaruhi  dari  daya  tetas  yang  dihasilkan.  Kelebihan  dan  kekurangan  oksigen  mempengaruhi penurunan daya tetas telur. Dengan adanya ventilasi dan sirkulasi udara yang baik atau pemerataan suhu yang baik akan menjaga kesegaran udara pada ruang penetas telur [5]. Inkubator penetas telur ayam juga dapat  dimanfaatkan  bagi  petani  yang  bergerak  dibidang  peternakan  khususnya  petani  peternak  ayam pedaging dan ayam petelur. Setiap tahunnya data statistik  mencatat  kebutuhan  masyarakat akan daging ayam  terus  mengalami  peningkatan  yang  cukup  signifikan.  Dengan  kondisi  ini  secara  tidak  langsung akan  memberikan  dampak  positif  kepada  peternak  ayam.  Yang  dimana  peternak  akan  berupaya  untuk meningkatkan  usaha  pembibitan  ayamnya.  Jika  hanya  mengandalkan  proses  alamiah,  untuk  mengejar kebutuhan konsumen akan sedikit membutuhkan waktu yang lama [6].
Beberapa  penelitian  yang  telah  ada  yaitu  terpusat  pada  pemilihan  kendali  yang  digunakan.  Dini ismawati  telah  melakukan  penelitian  terkait  inkubator  penetas  telur  menggunakan  model  kendali fuzzy , pada penelitian ini terfokuskan pada pengaruh dari jumlah  membership  function  yang digunakan  untuk kendali suhu ruangan inkubator. Aktuator yang digunakan adalah kipas yang berfungsi sebagai pendingin dan  lampu  sebagai  pemanas.  Pada  penelitian  ini  posisi  aktuator  pemanas  dan  pendingin  tidak  di perhatikan dan posisi sensor suhu yang digunakan berada dibawah pemanas [2]. Metode fuzzy logic juga digunakan  oleh  suprapto  dalam  penelitian  tentang  mesin  penetas  telur  [7].  Sofyan  Shafiudin  juga melakukan penelitian yang sama di bidang inkubator penetas telur. Sofyan melakukan pengendalian suhu inkubator penetas telur menggunakan metode kendali PID  [8], sistem kerja kendali PID juga digunakan pada pengendalian inkubator yang dimanfaatkan untuk pengendalian inkubator bayi[9].
Jenis  aktuator  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  ada  dua  macam  yaitu  lampu  pijar  sebagai pemanas  dan  kipas  sebagai cooler serta  sirkulasi  udara.  Untuk  pemilihan  jenis  pemanas  lampu  pijar mengacu  pada  penelitian  sebelumnya  yang  telah  melakukan  penelitian  terkait  pemilihan  lampu  sebagai pemanas. Lampu pijar memiliki hubungan yang linier dengan suhu yang dihasilkan. Semakin besar daya dari lampu pijar, maka suhu yang dihasilkan juga mengikuti [10].
Dengan  banyaknya  penelitian  terkait  inkubator  penetas  telur  yang  terfokuskan  pada  metode pengendaliannya, dan belum ada yang terfokuskan pada pengaruh posisi atau letak dari aktuator pemanas dan pendingin agar kondisi suhu yang ada didalam ruang inkubator bayi merata. Posisi pemanas dengan pendingin atau untuk sirkulasi udara sangat berpengaruh pada mekanisme pendistribusian suhu di dalam ruangan supaya merata dan stabil. Dengan kondisi yang seperti ini, maka penelitian ini terfokuskan untuk mengetahui  pengaruh  dari  posisi  lampu  dan  kipas  terhadap  kondisi  suhu  yang  merata  pada  ruang inkubator penetas telur.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Beberapa  tahap  metode  penelitian  yang  digunakan  terdiri  dari study  literatur ,  dimana  tahap  ini mengumpulkan  data  dan  bahan  dari  penelitian  sebelumnya  yang  berkaitan  dengan  penelitian  ini, kemudian  setelah  mendapatkan  bahan  dari  penelitian  sebelumnya  tahap  berikutnya  adalah  melakukan perancangan hardware dan software .  Dilanjutkan  untuk  pembuatan hardware dan software yang kemudian dilakukan pengujian dan pengambilan data. Perancangan inkubator penetas telur menggunakan bahan papan triplek dengan design bok inkubator sebagai berikut: panjang bok 50cm, tinggi 40cm, lebar 35 cm. Tampilan design bok inkubator seperti Gambar 1.
Gambar 1. Design Bok Penetas Telur Keterangan Gambar 1 : a) LCD
b) Rak Telur
1 2 3
c) Saklar on/off
Setelah  membuat  sesuai  dengan  perancangan  dari  prototipe  inkubator  penetas  telur,  selanjutnya adalah melakukan realisasi dari perancangan hardware yang digunakan seperti pada Gambar 2.

## Gambar 2. Perancangan Hardware
Dari Gambar 2 dapat dilihat komponen hardware yang digunakan pada penelitian ini, diantaranya adalah sensor DHT  11 sebanyak 4 buah, kemudian Arduino yang digunakan sebagai kendali dan relay untuk aktuator penggerak dari heater (lampu pijar) dan cooler (kipas), serta LCD  untuk  menampilakan hasil.  Sistem  kerja  dari hardware ini  dimana  sensor  akan  membaca  data  suhu  ruangan  yang  kemudian data itu akan dikirimkan dan dibaca oleh arduino, data dari ke empat sensor akan dirata-rata dan hasilnya dibandingkan dengan parameter setting point yang digunakan, dimana dalam penelitian ini nilai setting point suhu  yang  digunakan  adalah  38°C.  Setelah  proses  perbandingan  data  antara  nilai present  value (nilai  pembacaan  sensor)  dengan  nilai setting  point (nilai  parameter  38°C),  berikutnya  arduino  akan mengaktifkan  aktuator  berupa driver relay.  Relay  ini  akan  bergerak  ke  posisi  NO  ataupun  NC  sesuai perintah  arduino  untuk  mengaktifkan  ataupun  mengnonaktifkan  dari  lampu  pijar  maupun  kipas. Sedangkan data suhu yang didapat tadi akan ditampilkan pada LCD. Untuk logika kendali dari penelitian ini, dimana saat nilai PV < SP maka aktuator pemanas dan pendingin akan aktif dan saat nilai PV  > SP maka aktuator pemanas akan tidak aktif.
Sistem  kendali  ini  dirancang  untuk  mengetahui  pengaruh  dari  posisi  pemanas  dan  pendingin terhadap  hasil  pemerataan  suhu  pada  ruang  inkubator  penetas  telur.  Sensor  yang  digunakan  pada penelitian ini ada empat buah, untuk mengetahui kondisi suhu yang ada dalam ruangan merata atau tidak, mengetahui  kondisi  suhu  ruangan  terjadi  perbedaan  yang  signifikan  atau  tidak.  Pemerataan  suhu  pada ruang  inkubator  bayi  akan  berdampak  pada  proses  tetas  dari  telur.  Untuk  mengetahui  pengaruh  posisi dari  pemanas  dan  pendingin  terhadap  kondisi  suhu,  maka  kendali  yang  digunakan  pada  penelitian  ini masih kendali on / off .

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Peneliltian  yang  dilakukan  untuk  uji  coba  posisi  pemanas  dan  pendingin  yang  sering  digunakan pada  penelitian  sebelumnya,  dan  melakukan  perbandingan  kondisi  suhu  yang  dihasilkan  dari  posisi pemanas dan pendingin yang digunakan. Penelitian yang dilakukan memanfaatkan dua posisi peletakan pemanas  dan  pendingin  yaitu,  posisi  lampu  yang  berada  di  samping  dinding  bok  inkubator  serta  posisi kipas  berada  diatas  lampu,  dan  posisi  yang  kedua  adalah  posisi  lampu  berada  di  atap  bok  inkubator dengan kipas berada di depan lampu. Lampu yang digunakan  adalah jenis lampu pijar, mengambil dari penelitian  sebelumnya  yang  sudah  melakukan  penelitian  tentang  jenis  lampu  yang  baik  untuk  pemanas pada inkubator. Ada dua jenis lampu pijar yang digunakan pada penelitian ini, yaitu lampu pijar 5 watt dan 15 watt dengan jumlah lampu pijar yang digunakan 4 buah. Penelitian juga memperhitungkan tempat atau posisi sensor yang digunakan, ada 4 sensor yang digunakan dan ada dua posisi yang digunakan yang pertama  sensor  diletakkan  pada      dinding  bok  inkubator  dan  posisi  kedua  sensor  diletakkan  pada  rak telur.
(a) (b)
Gambar 3. Posisi Uji Satu (A) Sensor Di Rak Telur, (B) Sensor Di Dinding Inkubator
Gambar 3 merupakan posisi uji pertama pada penelitian ini, dimana posisi lampu berada di samping dinding  inkubator  dengan  kipas  berada  diatas  lampu.  Lampu  digunakan  sebagai  pemanas,  serta  kipas sebagai  pendingin  sekaligus  untuk  sirkulasi.  Sensor  DHT  II  diletakkan  pada  rak  telur.  Jumlah  lampu, kipas dan sensor DHT II yang digunakan sejumlah 4 buah. Pada posisi uji yang pertama akan dilakukan dua pengujian pada posisi sensor DHT II yang berbeda, dimana posisi pertama adalah sensor diletakkan di rak penempatan telur dan posisi kedua sensor diletakkan di dinding inkubator.
(a) (b)
Gambar 4. Posisi Uji Dua (a) Sensor di rak telur, (b) Sensor di dinding inkubator
Gambar 4 merupakan posisi uji kedua dari penelitian ini, dimana posisi lampu berada di bagian atas inkubator, dalam hal ini berada diatap inkubator. Pengujian juga dilakukan dua kondisi, dimana kondisi pertama  sensor diletakkan pada rak tempat telur dan  kondisi kedua  sensor berada di dinding inkubator. Kedua posisi yang dilakukan pengujian bertujuan untuk mencari posisi yang paling optimal. Nilai Setting Point yang  digunakan  adalah  38°C,  batas  kestabilan  dari  sistem  yang  digunakan  adalah  ±5%  dari  SP yaitu antara 36,1°C – 39,9°C.

## Gambar 5. Hasil Kendali Suhu Dengan Posisi Lampu 5 Watt di Dinding Inkubator
Gambar 5 merupakan hasil kendali suhu ruang inkubator penetas telur menggunakan lampu pijar 5 watt,  dengan  posisi  lampu  berada  disamping  dinding  inkubator  dan  lampu  berada  diatas  lampu.  Data diambil  saat  siang  hari  dari  jam  13.00  sampai  15.00  dengan  suhu  luar  ruang  inkubator  29°C. Pengambilan  data  dicuplik  setiap  5  menit.  Dari  data  yang  didapatkan,  dilihat  bahwa  waktu  yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi steady state selama 10 menit.

## Gambar 6. Hasil Kendali Suhu dengan Posisi Lampu 15 Watt di Dinding Inkubator
Gambar 6 merupakan hasil kendali suhu ruang inkubator penetas telur menggunakan lampu pijar 15 watt,  dengan  posisi  lampu  berada  disamping  dinding  inkubator  dan  lampu  berada  diatas  lampu.  Data diambil  saat  siang  hari  dari  jam  13.00  sampai  15.00  dengan  suhu  luar  ruang  inkubator  29°C.
Pengambilan  data  dicuplik  setiap  5  menit.  Dari  data  yang  didapatkan,  dilihat  bahwa  waktu  yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi steady state selama 15 menit
Gambar 7. Hasil Kendali Suhu dengan Posisi Lampu 5 Watt diatas (Atab) Inkubator
Gambar  7  merupakan  hasil dari pengendalian  suhu dengan penggunaan lampu pijar 5  watt. Posisi lampu berada diatab inkubator. Pengambilan data juga diambil pada waktu yang sama yaitu pukul 13.00 sampai 15.00 WIB. Pada hasil data didapatkan waktu untuk mencapai ke kondisi steady state selama 17 menit.
Gambar 8. Hasil Kendali Suhu dengan Posisi Lampu 15 watt diatas (atab) Inkubator
Gambar 8 merupakan hasil dari pengendalian suhu dengan penggunaan lampu pijar 15 watt. Posisi lampu berada diatab inkubator. Pengambilan data juga diambil pada waktu yang sama yaitu pukul 13.00 sampai 15.00 WIB. Pada hasil data didapatkan waktu untuk mencapai ke kondisi steady state selama 11 menit.
Dari  ke  empat  data  yang  diperoleh,  posisi  lampu  yang  berada  di  dinding  inkubator  dengan pemanfaatan  lampu  pijar  5  watt  memiliki  data  pemerataan  suhu  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan ketiga  posisi  yang  lain.  Untuk  posisi  lampu  yang  berada  diatab  inkubator  dengan  besar  watt  yang digunakan  perlampu  adalah  15  watt,  terlihat  stabil  tapi  pemerataan  yang  dihasilkan  tidak  baik,  karena tidak adanya kipas yang berfungsi untuk mensirkulasikan udara panas pada ruang inkubator.

## 4. KESIMPULAN
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan  terkait  pemilihan  posisi  dari  pemanas  dan  pendingin  yang digunakan  untuk  pemerataan  suhu  ruang  inkubator  penetas  telur  adalah  posisi  lampu  yang  diletakkan pada  dinding  inkubator,  dengan  jumlah  lampu  yang  digunakan  sebanyak  4  buah  lampu  dengan penggunaan  daya  yang  digunakan  masing-masing  lampu  5watt.  Posisi  kipas  berada  diatas  lampu. Dengan respon sistem yang dihasilkan sebagai berikut: Td = 5 menit, Tr =  10 menit dan Ts 11 menit.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Goeritno,  K.  Aldiansyah,  M.  Aziz,  A.  Eko,  K.  Pramuko,  and  H.  Hendrawan,  “Implementasi Sistem  Kontrol  Berbasis  Arduino  UNO  R3  Untuk  Sistem  Penetasan  Telur  Ayam,”  in Seminar Nasional Inovasi Dan Aplikasi Teknologi Di Industri 2017 , 2017, pp. 1–10.
[2]  D. Ismawati, D. Syauqy, and B. H. Prasetio, “Perbandingan Jumlah Membership Dan Model Fuzzy
Terhadap  Perubahan  Suhu  Pada  Inkubator  Penetas  Telur,” J.  Pengemb.  Teknol.  Inf.  dan  Ilmu Komput. , vol. 1, no. 6, pp. 476–485, 2017.
[3]  I.  Nurhadi  and  E.  Puspita,  “Rancang  Bangun  Mesin  Penetas  Telur  Omtomatis  Berbasis Mikrokontroler ATMega8 Menggunakan Sensor SHT 11,” 2009.
[4]  I.  Larasati,  “Rancang  Bangun  Sistem  Kendali  Suhu  Pada  Penetas  Telur  Ayam  Berbasis  Java Menggunakan Fuzzy Logic Control,” 2017.
[5]  Y.  Gunardi,  “Perancangan  dan  Pembuatan  Penetas  Telur  Berbasis  Arduino  Dumilanove,”  in Prosiding SNPPTI , 2012, vol. 7, no. 1, pp. 272–277.
[6]  D. Dhanny Jufril, Darwison, Budi Rahmadya, “Implementasi Mesin Penetas Telur Ayam Otomatis Menggunakan Metoda Fuzzy Logic Control,” in Seminar Nasional Sains dan Teknologi , 2015, no. November, pp. 1–6.
[7]  E.  S.  Suprapto,  Anang  Tjahjono,  “Rancang  Bangun  Mesin  Penetas  Telur  Ayam  Berbasis Mikrokontroler Dengan Fuzzy Logic Controller.”
[8]  N. K. Sofyan Shafiudin, “Sistem Monitoring Dan Pengontrolan Temperatur Pada Inkubator Penetas Telur Berbasis PID,” Jur. Tek. Elektro , vol. 6, no. 3, pp. 175–184, 2017.
[9]  I.  A.  R.  Noor  Yulita  Dwi  Setyaningsih,  “Kendali  suhu  inkubator  bayi  menggunakan  pid,” SIMETRIS , vol. 7, no. 2, pp. 489–494, 2016.
[10]  N.  Yulita,  D.  Setyaningsih,  and  O.  Wahyunggoro,  “Pemilihan  lampu  sebagai  pemanas  pada inkubator bayi,” in Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Multimedia 2015 , 2015, pp. 6–8.