## MESIN PENETAS TELUR OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 DAN SENSOR SHT11

## Almido Haryanto Ginting, Samy Yeverson Doo dan Aries Everd Leo
Jurusan Teknik Elektro,  Fakultas Sains dan Teknik,  Universitas Nusa Cendana, Kupang Jln. Adisucipto, Penfui-Kupang, Nusa Tenggara Timur
Email : almidoharyanto@yahoo.co.id, samyeverson@gmail.com, aries_leo@gmail.com

## ABSTRAK
Proses  penetasan  telur  yang  biasa  dilakukan  secara  manual  dan  konvensional  memang  telah  baik  dan  tepat.  Hanya saja dalam proses penetasan tersebut, mesin-mesin yang bekerja secara  konvensional itu selalu membutuhkan tenaga manusia.  Misalnya  untuk  mengontrol  temperatur  masih  dibutuhkan  tenaga  manusia  untuk  menghidupkan  atau memadamkan lampu, memutar wadah telur, mengontrol kipas dan membuka atau menutup pintu mesin penetas. Semua hal  itu  dilakukan  untuk  menjaga  agar  lingkungan  penetasan  stabil  sehingga  proses  penetasan  dapat  sukses.  Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendesain prototipe mesin penetas telur yang dapat bekerja secara otomatis, berbasis ATMega8535  dan  sensor  SHT11.  Hasilnya  menunjukan  bahwa  SHT11  dapat  melakukan  penginderaan  temperature maupun  kelembaban  udara  dengan  sangat  baik  sehingga  mikrokontroler  dapat  bekerja  baik  untuk  koordinasi pengontrolan buka atau tutup pintu, menghidupkan atau memadamkan lampu dan lain sebagainya untuk menjaga agar proses penetasan berlangsung dengan sukses.

## ABSTRACT
The  hatching  of  eggs  that  has  been  done by  manually  and conventional  still  considered good  and  proper. But,  in  the hatch process, this conventional machine still need human help, which is for temperature control that still using human help  to  turn  the  light  on  or  off,  turning  the  eggs  rack,  controlling  the  fan  and  to  open  and  close  the  door.  All  those things are doing to maintain hatching area still in good condition for hatching an egg to be successful. The purpose of this research is to design a prototype of an egg hatching machine that can work automatically based on microcontroller ATMega 8535 and SHT11 as temperature and humidity sensor.  The result shows that SHT11 can work well to sense temperature and humidity so that the microcontroller can do its job whether open or close the door, turn off or turn on the light and so on in order to maintain the temperature and humidity as a key factor of hatching an egg.
Keywords : Egg hatching machine, ATMega8535, SHT11

## 1. PENDAHULUAN
Ayam adalah salah satu dari jenis unggas yang memiliki nilai gizi dan nilai jual yang tinggi.  Selain daging, telur ayam juga sangat diminati oleh konsumen. Untuk dapat menghasilkan  jumlah  ayam  dan  telur  yang  banyak, maka  ayam  harus  dibudidaya  dengan  sebaik-baiknya. Salah  satu  cara  pembudidayaan  ayam  dengan  baik adalah  memaksimalkan  proses  penetasan  telur  ayam. Secara  alamiah,  ayam  membutuhkan  waktu  21  hari untuk  menetaskan  telurnya.  Besarnya  suhu  yang dibutuhkan dalam pengeraman berkisar antara 38ᵒ-40ᵒC dengan  kelembaban  udara  antara  60-70%RH (Relative Humidity). Selama  proses  pengeraman,  induk  ayam akan  memutar  telur  yang  dierami  agar  embrio  tidak melekat  pada  cangkang  telur,  yang dapat  menyebabkan kematian  embrio.  Selain  itu,  pada  masa  pengeraman, secara  alamiah  induk  ayam  juga  akan  meninggalkan
telur  yang  dieraminya  selama  beberapa  saat  sehingga telur  bisa  mendapatkan  sirkulasi  udara  yang  baik. Seekor induk ayam secara normal mampu menghasilkan telur  sebanyak  ±105  butir  dalam  setahun  tetapi  hanya mampu  mengerami  telur  dengan  jumlah  yang  cukup kecil, yaitu berkisar antara 10 hingga 16 butir telur saja. Hal  ini  menjadi  salah  satu  permasalahan  dibidang peternakan ayam, karena jumlah telur yang bisa dierami oleh seekor induk ayam tidak maksimal. Oleh karena itu dibutuhkan  sebuah  mesin  yang  dapat  menggantikan peran  induk  ayam  dalam  proses  pengeraman  sehingga dapat menghasilkan anak ayam dalam jumlah yang jauh lebih  besar  dalam  1  musim  pengeraman.  Selain  itu, mesin juga harus bekerja secara otomatis sehingga tidak banyak  diperlukan  tenaga  manusia  yang  tentunya meningkatkan efektivitas.

## 2. METODE PENELITIAN
Metode  yang  dipakai  dalam  penelitian  ini  adalah metode  eksperimen.  Mesin  penetas  dibuat  dengan ukuran  yang  kecil  karena  tujuannya  adalah  dibuat prototipenya  saja.  Ukurannya  adalah  panjang  46  cm, lebar  40  cm,  tinggi  35  cm.  Sebagai  pemanas  mesin penetas  tersebut  dipasangkan  4  buah  lampu  dengan besar  daya  masing-masing  lampu  sebesar  5  watt. Selanjutnya akan dilakukan uji coba untuk mendapatkan data  berapa  lama  waktu  yang  dibutuhkan  agar  mesin mencapai  suhu  38 o C.  Lampu  ini  dikontrol  oleh mikroprosesor ATMega8535. Perintah untuk menghidupkan  atau  memadamkan  lampu  berdasarkan data  yang  diterima  oleh  mikroprosesor  dari  sensor SHT11.  Sensor  ditempatkan  pada  bagian  tengah  dari mesin  penetas  agar  dapat  melakukan  penginderaan dengan  lebih  baik.  Setiap  data  yang  diperoleh  dari sensor akan diolah oleh ATMega8535 untuk melakukan salah  satu  dari  beberapa  tugas  berikut  ini  : menghidupkan lampu, memadamkan lampu, menghidupkan  kipas.  Selain  itu  juga  ada  tugas  yang dilakukan  oleh  ATMega8535  tanpa  berdasarkan  data dari  SHT11.  Contohnya  adalah  memutar  rak  ataupun membuka  dan  menutup  pintu.  Tugas-tugas  tersebut dilakukan  berdasarkan  perhitungan  waktu.  Blok diagram rancangan alat dapat dilihat pada gambar 1.
Berikut ini adalah fungsi dari tiap blok, yakni
a. Sensor SHT11
Berfungsi  untuk  membaca  suhu  dan  kelembaban ruang  dari  mesin  penetas  telur  dan  mengirimkan data  suhu  dan  kelembaban  kepada  mikrokontroler untuk melakukan proses-proses selanjutnya.
b. Mikrokontroler Mikrokontroler  pada  blok  ini  merupakan  pusat proses  untuk  mengendalikan  semua  perangkat pada  mesin  penetas  telur,  untuk  mengendalikan keseluruhan  perangkat  maka  mikrokontroler  perlu diprogramkan  sesuai  dengan algoritma yang dibutuhkan. c. Driver Lampu
Berfungsi  untuk  menghidupkan  dan  mematikan lampu  ketika  sensor  SHT11  mengirimkan  data
suhu kepada mikrokontroler untuk mematikan dan menghidupkan  lampu  sesuai  dengan  suhu  yang ditetapkan.
d. RTC (Real Time Clock)
Berfungsi untuk menjadwalkan kapan  motor pintu dan  kipas  berputar.  Penjadwalan  ini  dilakukan dalam hitungan menit.
e. Driver L293D Berfungsi  untuk  mengontrol  putaran  dari  motor DC  pintu  dan  kipas  agar  dapat  berputar  sesuai dengan rancangan.
f. Motor DC pintu Berfungsi  untuk  membuka  dan  menutup  pintu pada mesin penetas telur.
g. Motor DC kipas Berfungsi  untuk  mengeluarkan  udara  dari  dalam mesin penetas telur pada saat pintu sedang terbuka.
h. Motor Servo standar Berfungsi  untuk  memutar  rak  telur  pada  mesin penetas telur.
i. LCD Berfungsi  untuk  menampilkan  hasil  pengukuran suhu  dan  kelambaban,  serta  urutan  hari  dari  kerja sistem.
Pada  prototype  ini  digunakan  modul  sensor  SHT11 karena  modul  ini  dapat  mengukur  suhu  dari  -40 0 C hingga  +123,80 0 C  dan  kelembaban  relatif  dari  0%  RH hingga  100%  RH.  Akurasi  pengukuran  suhu  hingga 0,5 0 C  pada  suhu  25 0 C  dan  memiliki  antarmuka  serial synchronous 2-wire.
Untuk  mendapatkan  nilai  suhu  terhadap  nilai  keluaran sensor, maka dapat mengikuti  persamaan (1). [8] Temp = d1 + d2 x SOT............ (1) Ket : Temp : Temperatur d1, d2 : konstanta konversi nilai temperature SO T : Signal Output Temperatur Nilai  d1,  d2  dipengaruhi  tegangan  sensor  yang digunakan dan jumlah bit yang dikeluarkan oleh sensor. Nilai d1 dan d2 didapatkan pada tabel 1.

## Tabel 1
Konstanta Konversi Pengukuran Temperatur
Gambar 2. Blok diagram pada chip SHT11
Gambar 1. Blok Diagram Alat
Sedangkan  untuk  mendapatkan  nilai  kelembaban terhadap  nilai  keluaran  sensor,  maka  dapat  mengikuti pers. (1). [8] RH:RH Linear = C 1 +C 2* SO RH + C 3* SO RH 2 (%RH) (2). Ket : RH: Relative Humidity (Kelembaban) C 1, C 2, C 3 : Nilai konstanta kelembaban SO T : Signal Output Temperatur Nilai C 1, C 2 dan C 3 dapat dilihat pada tabel 2.

## Tabel 2
Konstanta Konversi Pengukuran Kelembaban
Mesin  ini dirancang untuk bekerja selama 21 hari yaitu sama  dengan  masa  penetasan  telur  secara  normal. Flowchart  dari  system  tersebut  dapat  dilihat  pada gambar  3.  Dari  flowchart  tersebut  terlihat  bahwa  pada saat dihidupkan maka seluruh komponen dalam kondisi ON.  Mikroprosesor  kemudian  akan  mengambil  data temperature  dan  kelembaban  dari  sensor  SHT11  dan ditampilkan ke LCD.
Jika suhu dibawah 38 o C maka mikro akan memerintahkan  driver  lampu untuk  menyalakan  lampu. Jika diatas 40 o C maka lampu dipadamkan. Mikroprosesor kemudian akan menghitung hari pengeraman.  Ada  3  kemungkinan  yaitu  pada hari  ke  2, 6, 10, 14 dan 18 maka kipas akan diaktifkan bersamaan dengan pintu akan dibuka.
Kipas juga berguna untuk menurunkan kelembaban dan untuk  sirkulasi  udara  dalam  mesin  penetasan.  Untuk hari ke 4, 8, 12 dan 16 dijadwalkan untuk mengaktifkan servo  pemutar  rak  telur.  Selanjutnya  pada  hari  ke-21, pintu  akan  otomatis  dibuka  bersamaan  dengan  kipas diaktifkan  lagi  yang  menandai  berakhirnya  masa pengeraman. Sistem kemudian dapat diulangi lagi untuk pengeraman  selanjutnya.  Prototipe  ini  menganalogikan perhitungan  1  hari  sama  dengan  1  menit  sehingga dilakukan  simulasi  selama  21  menit.  Setiap  komponen akan dicoba untuk melihat apakah telah bekerja dengan baik  atau  tidak.  Terutama  sensor  SHT11  yang  akan mendeteksi temperature dan kelembaban. Pengujian dan pengambilan  data  suhu  dan  kelembaban  tersebut dilakukan  pada  waktu  pagi,  siang  dan  malam  agar didapatkan  data  lengkap  perubahan  suhu  dari  mesin penetas  telur  tersebut.  Hal  ini  perlu  dilakukan  karena suhu  luar  mesin  tentunya  berpengaruh  terhadap  suhu didalam mesin. Data dari sensor SHT11 kemudian akan disbanding dengan thermometer digital dan hygrometer.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Banyaknya  lampu  yang  dipakai  pada  mesin  penetas  ini adalah  4  buah  dengan  daya  masing-masing  5  watt. Pengujian  pada  alat  untuk  mengecek  stabil  tidaknya suhu  dan  kelembaban  dilakukan  pada  pagi,  siang  dan malam  hari.  Dengan  menggunakan  4  buah  lampu  pijar dengan daya  5 Watt  sudah mampu untuk memanaskan ruangan  mesin  dengan ukuran  panjang  46  cm,  lebar  40 cm,  tinggi  35  cm  sebesar  38 o C  hingga  40 o C  dalam waktu  sekitar  4  menit.  Sistem  ini  dapat  mengatur  suhu dalam ruangan mesin penetas telur agar terus berada di kisaran 38 o C hingga 40 o C.
Dari  data  sensor  SHT11  mengenai  suhu,  ternyata didapatkan hasil yang sedikit berfluktuasi terhadap hasil thermometer  digital.  Pada  pagi  hari  didapatkan perbedaan  hasil  ukuran  sebesar  ±  1-2 o C.  Hasil  ini  juga sama  pada  pengukuran  pada waktu  siang  maupun  pada waktu  malam.  Sementara  itu  menyangkut  kelembaban udara,  sensor  SHT11  akan  dibandingkan  dengan hygrometer.  Selisih  nilai  yang  dihasilkan  oleh  SHT11 maupun  hygrometer  tidak  terpaut  jauh.  Selisih  tersebut sebesar  1-5%RH.  Dari  beberapa  pengukuran  yang dilakukan  didapati  bahwa  selisih  terbesar  selalu  terjadi pada pengukuran di pagi hari. Hal tersebut tidak terlepas dari  beberapa  faktor  yang  mempengaruhi  hasil pengukuran suhu dan kelembaban yang telah dilakukan, seperti  :  faktor  lingkungan  atau  cuaca,  dalam  hal  ini suhu dan kelembaban dari luar mesin penetas telur juga dapat  mempengaruhi  kerja  sensor  saat  mengambil  data suhu  dan  kelembaban  dari  dalam  mesin  penetas  telur tersebut.  Kedua, Thermometer digital  yang  terbungkus dari  bahan  plastik,  sehingga thermometer yang digunakan  lebih  lama  mengambil  data  dibandingkan dengan  Sensor  SHT11  yang  tidak  terbungkus  dengan apapun.  Kedua  hal  tersebut  tentunya  berhubungan dengan sensitifitas dari sensor yang dipakai.
Gambar 3. Flowchart Sistem Alat
Tabel  3.  Pengujian Pemanasan Ruangan Menit Ke: Pagi Hari Siang Hari Malam Hari Suhu ruang 27,80C Suhu ruang 30,80C Suhu ruang 26,80C Sensor Sensor SHT11 %R H T ºC %R H T ºC %R H T ºC 1 67.9 37.7 7 62.8 38.79 65.1 38.94 2 65.1 38.4 0 62.5 39.21 64.9 39.04 3 66.7 39.1 3 62.3 40.06 64.2 39.00 4 65.5 40.0 4 61.9 39.75 64.5 39.08 5 64.5 39.1 4 62.4 39.43 64.9 39.32 6 64.6 39.0 6 63.7 38.99 64.9 39.35 7 64.8 38.3 7 63.8 38.26 65.1 39.14 8 65.4 38.3 4 64.6 38.07 64.4 39.24 9 66.5 38.9 7 65.1 38.59 64.2 39.36 10 65.1 40.0 6 64.7 39.20 64.1 39.38 11 63.8 39.1 1 64.1 39.11 63.8 39.17 12 64.6 38.5 9 63.7 40.01 63.1 39.41 13 63.7 38.6 3 63.1 39.07 62.9 39.4. 7 14 66.0 38.9 2 64.5 38.99 64.7 39.39 15 66.1 39.3 5 64.7 38.31 63.9 39.50 16 66.7 39.8 6 65.1 38.08 63.9 39.56 17 64.4 40.2 8 65.4 39.24 64.1 39.60 18 64.7 40.1 6 64.8 39.01 64.5 39.62 19 62.9 39.3 8 65.0 39.42 63.9 39.41 20 64.5 38.8 3 63.3 39.80 63.5 39.56 21 65.4 38.3 2 63.0 39.59 63.2 39.64
Tabel 4 menggambarkan hasil pengujian yang dilakukan menyangkut  beberapa  penjadwalan  yang  diprogramkan dalam  ATMega8535.  Pengujian  tersebut  dilakukan untuk  mengetahui  berkerja  tidaknya  penjadwalan  yang dilakukan  pada  motor  untuk  pintu,  kipas  dan  pemutar
rak  telur.  Hasilnya  menunjukan  bahwa  semua penjadwalan terlaksanakan dengan baik.
Penjadwalan  ini  juga  tetap  dapat  berjalan  walaupun terjadi  pemadaman  listrik  pada  sistem.  Hal  ini  terjadi karena  data  waktu  di  ambil  oleh  mikrokontroler  dari RTC  yang  menggunakan  sebuah  baterai  Lithium sebagai sumber tegangan cadangan.
Tabel 4. Pengujian Penjadwalan Pintu, Kipas dan
Pemutaran Rak Telur Hari Proses Keterangan Pint u Kipa s Ra k Pintu Kipas Rak 1 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 2 1.1 1.0 0 Buka- Tutup Putar CW- Stop Berhen ti 3 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 4 0 0 1 Berhenti Berhent i Berput ar 5 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 6 1.1 1.0 0 Buka- Tutup Putar CW- Stop Berhen ti 7 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 8 0 0 1 Berhenti Berhent i Berput ar 9 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 10 1.1 1.0 0 Buka- Tutup Putar CW- Stop Berhen ti 11 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 12 0 0 1 Berhenti Berhent i Berput ar 13 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 14 1.1 1.0 0 Buka- Tutup Putar CW- Stop Berhen ti 15 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 16 0 0 1 Berhenti Berhent i Berput ar 17 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 18 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 19 0 0 0 Berhenti Berhent i Berhen ti 20 0 0 0 Berhenti Berhent Berhen
i ti 21 1.0 1 0 Mundur Putar CW Terus Berhen ti
Dari tabel 4 terlihat bahwa dilakukan penjadwalan buka kemudian  tutup  pintu  agar  terjadi  sirkulasi  udara  pada hari  ke  2,  6,  10,  14.  Penjadwalan  ini  juga  buat  kipas agar  bisa  mempercepat  proses  sirkulasi  udara  tersebut. Sementara  pemutaran  rak  dilakukan  pada  hari  ke  4,  8, 12,  16.  Semua  penjadwalan  tersebut  berhenti  pada  hari ke-21  sesuai  dengan  masa  penetasan.  Proses  ini selanjutnya  dapat  diulang  kembali  untuk  penetasan selanjutnya.

## 4. KESIMPULAN
1. Pengendalian  suhu  dalam  ruangan  menggunakan mikrokontroler  Atmega  8535  dan  sensor  SHT-11 dapat  mempertahankan  suhu  di  kisaran  38 o C hingga 40 o C.
2. Selisih  nilai  yang  dihasilkan  oleh  sensor  SHT11 terhadap  nilai  yang  dihasilkan  oleh  thermometer digital  dan  hygrometer  tedak terpaut  jauh  yaitu 1- 2 o C untuk suhu dan 1-5% RH untuk kelembaban.
3. Proses penjadwalan pintu, kipas dan pemutaran rak telur dapat terlaksana dengan baik.
4. Prototipe  ini  dapat  bekerja  dengan  baik  sehingga dapat  dikembangkan  untuk  tahap  pengujian  yang sebenarnya untuk pengembangan selanjutnya.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1] Atmel, Datasheet:  8-bit  AVR®  Microcontroller ATmega8535 , Atmel Corporation, San Jose. 2002.
[2] CA,  Edward  AFB. Flyng  Quality  Phase  Vol.  II , Chapter  13  Feedback  Control  Theory.  USAF  Test Pilot School. 1988.
[3] Heryanto, M, Ary, Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler  ATMega8535 ,  Andy,  Jogjakarta.
2010.
[4] http://gurumuda.net/skala-termometer.html diakses maret 2014.
[5] http://www.scribd.com/doc/89729664/Pengertian- Kelembaban.html. diakses  maret 2014
[6] Jatmika, Yusep, Cara Mudah Merakit Robot untuk Pemula , FlashBooks, Jogjakarta. 2011 .
[7] Nurhadi,  Imam, Rancang  Bangun  Mesin  Penetas Telur Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMega8
Menggunakan Sensor SHT11 , Surabaya. 2009.
[8] Sensirion, Datasheet  SHT1x  (SHT10,  SHT11, SHT15) , Sensirion AG, Switzerland. 2011.
[9] Soebhakti, Hendawan, Mikrokontroler AVR , Batam. 2009.
[10] Soebhakti,  Hendawan, Basic  AVR  Microcontroler Tutorial Atmel ATMega8535 ,
Batam:POLITEKNIK,
http://www.ilmukomputer.com, diakses maret
2014
[11] Sujinohadi,  Kliwon, Ayam  Kampung  Petelur , Penebar Swadaya, Bogor. 2007,
[12] Syahrul, Mikrokontroler AVR ATMega8535 , Informatika, Bandung, 2012.