Copyright ©2023, JPLP, e ISSN 2654-251X

## Penerapan Sistem Proposional-Integral-Derivatif Pada
Hatchery untuk Meningkatkan Produktivitas
Day Old Chick (DOC)
Deni Yannuarista a , Eko Slamet Riyadi a , Nur Cholik Hasyim b , Sandris Rintania b
a Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Banyuwangi
b Jurusan Teknik Informatika Politeknik Negeri Banyuwangi Corresponding Author : ekoslametriyadi@gmail.com
Received: 194 th October 2022; Revised: 13 th November 2022; Accepted: 16 th January 2023;
Available online:23 th February 2023; Published regularly: January 2023

## Abstrack
The  Livestock  Product  Processing  Technology  Laboratory  is  one  of  the  centers  of  practicum,  research  or community service activities at the Banyuwangi State Polytechnic where it has a hatchery machine with a capacity of  500  grains,  the  hatchery  machine  has  been  modified  so  that  the  temperature  and  humidity  can  be  controlled properly, but the machine still has some disadvantages. In addition to frequent errors in the heater, The system used still uses an on/off control system as a temperature and humidity regulator, so it can cause over shoot or under shoot which can cause fluctuations in temperature and humidity, so it is necessary to apply Proposional-Integral-Derifativ (PID)  control  which  is  able  to  accelerate  the  response  of  a  system,  eliminate  offsets  and  produce  large  initial changes The purpose of this study was to determine the performance of the tool by applying PID control to hatchery machines that were tested to hatchability and Knowing the temperature and humidity settings to get the best results from the application of PID control on the hatchery machine. This research began with the preparation of the PID control  series,  namely  making  hardware  and  software  designs  using  Arduino,  sterilizing  hatchery  machines  and setting temperatures of 37ºC and temperatures of 38ºC and humidity of 65 and 67%, entering eggs for 21 days and collecting data, hatchability and hatching. The results showed that PID control provided constant temperature and humidity stability at 37ºC and 38ºC temperatures, the best temperature and humidity use treatment at 38ºC was able to hatchability of 78.26%.
Key Words : Hatchery, DOC, PID, Temperature, Humidity

## Abstrak
Laboratorium  Teknologi  Pengolahan  Hasil  Ternak  merupakan  salah  satu  pusat  kegiatan  praktikum, penelitian  ataupun  pengabdian  kepada  masyarakat  di  Politeknik  Negeri  Banyuwangi  dimana  memiliki  mesin hatchery  berkapasitas  500  butir,  mesin  hatchery  tersebut  sudah  dimodifikasi  supaya  suhu  dan  kelembapan  dapat terkontrol  dengan  baik,  akan  tetapi  mesin  masih  memiliki  beberapa  kelemahan.  Selain  sering  terjadi  error  pada heater,  sistem  yang  digunakan  masih  menggunakan  sistem  kontrol  on/off  sebagai pengatur  suhu  dan  kelembapan, sehingga  dapat  menyebabkan  over  shoot  ataupun  under  shoot  yang  dapat  menyebabkan  fluktuatif  pada  suhu  dan kelembapan,  sehingga  perlu  menerapkan  kontrol  Proposional-Integral-Derifativ  (PID)  yang  mampu  mempercepat respon sebuah sistem, menghilangkan offset dan menghasilkan perubahaan awal yang besar. Tujuan penelitian ini adalah untuk Mengetahui unjuk kerja alat dengan penerapan kontrol PID pada mesin hatchery yang di ujicobakan untuk  menetaskan  ayam  kampung  terhadap  Daya  tetas  serta  Mengetahui  setingan  suhu  dan  kelembapan  untuk mendapatkan  hasil  terbaik  dari  penerapan  kontrol  PID  pada  mesin  hatchery.  Penelitian  ini  dimulai  dengan persiapan  rangkaian  kontrol  PID  yaitu  membuat  rancang  bangun  hardware  dan  software  menggunakan  Arduino,
melakukan  sterilisasi  mesin  hatchery  dan  setting  suhu  37ºC  maupun  suhu  38ºC  serta  kelembapan  65  dan  67%, memasukkan  telur  selama 21 hari  serta  melakukan  pengambilan  data daya.  Hasil  penelitian  menunjukkan  kontrol PID  memberikan  kesetabilan  suhu  dan  kelembapan  yang  konstan  pada  suhu  37ºC  maupun  suhu  38ºC,  perlakuan penggunaan suhu dan kelembapan yang paling baik yaitu pada suhu 38ºC mampu menghasilakan daya tetas sebesar 78,26%
Kata kunci ; Hatchery, DOC, PID, Suhu, Kelembapan

## PENDAHULUAN
Sistem kontrol PID ( Proportional Integral Derivative ) merupakan kontroler untuk menentukan presisi  suatu  sistem  instrumentasi  dengan  karakteristik  adanya  umpan  balik  (feedback)  pada sistem  tesebut.  Sistem  kendali  PID  terdiri  dari  tiga  buah  cara  pengaturan  yaitu  kontrol  P (Proportional), D (Derivative) dan I (Integral), dalam implementasinya masing-masing cara dapat bekerja  sendiri  maupun  digabung.  Shafiudin  dan  Kholis  (2017)  mengemukakan  bahwa  sistem kendali  otomatis  terdiri  dari  beberapa  macam  tergantung  dari  proses  pengendaliannya., diantaranya  yaitu  kendali  on/off,  kendali  Proporsional  (P),  kendali  Integral  (I)  dan  kendali Differensial  (D).  Keunggulan  dari  kendali  on/off  mampu  menghasilkan  waktu  naik  yang  cepat, kendali  proporsional  memili  keunggulan  waktu  naik  yang  cepat  dan  stabil,  kendali  Integral mempunyai  keahlian  untuk  memperkecil  kesalahan  sedangkan  derivative  mampu  meredam kekurangan ataupun kelebihan tanggapan. Untuk memperoleh sistem kendali yang memiliki waktu naik  yang  cepat  dan  stabil,  serta  kesalahan  yang  kecil  maka  hal  yang  dapat  dilakukan  yaitu menggabungkan ketiga aksi kendali tersebut menjadi aksi kendali PID.
Pada prinsipnya mesin hatchery merupakan sebuah ruangan yang temperature dan kelembapannya dapat  dikendalikan,  kontrol  PID  dapat  dibuat  menggunakan  modul  mikro  kontroler  berjenis  AVR  yang dirancang kkhusus untuk memudahkan setiap orang dalam belajar mengembangkan perangkat elektronik yang  dapat  berinteraksi  dengan  bermacam  –  macam  sensor  dan  pengendali.  Arduino  didesain  untuk dihubungkan dengan sensor yang akan memberikan informasi keadaan obyek disekitarnya yang kemudian megolah informasi tersebut untuk kemudian menghasilkan suatu aksi. Dengan siklus masukan proses dan keluaran, jadi Arduino merupakan sebuah computer kecil yang memiliki indra untuk mendeteksi keadaan sekelilingnya  sesuai  nalar  yang  telah  kita  tanamkan  didalam  otaknya.  Dengan  sistem  kontrol  PID  pada incubator mesin tetas, pengontrolan temperature dapat berjalan dengan baik pada kondisi lingkungan yang berubah  –  ubah  dengan  presentasi  yang  menetas  sebanyak  70  –  80  %,  Menuruut  Ibrahim  et  al  (2012) Selain  suhu,  kelembaban  pada  mesin  tetas  harus  dijaga,  rentang  yang  optimal  untuk  penetasan  ialah  55 sampai 58% RH (Relative Humidity) atau dapat diterima pada rentang maksimal 75% RH.

## BAHAN DAN METODE

## Alat dan Bahan
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  gunting,  obeng,  multimeter,  tang,  mesin hatchery, candler, timbangan digital, nampan, sprayer, jangka sorong, timba, eggtray.
Bahan – bahan yang dibutuhkan yaitu kabel, LCD 16 x 2, MiniEVB Type C, Robotdyn AC Light Dimmer PWM 220 V, Relay 1 Channel 5V Volt DC, EC Rotary Encoder, SHTC3 Digital Temperature Humidity sensor, Telur ayam kampung, KMNO4, Formaldehyde, Spon, Kertas Label, Isolasi.

## Tempat dan Waktu
Penelitian  ini  dilaksanakan  di  Laboratorium  Program  Studi  Teknologi  Pengolahan  Hasil  Ternak Politeknik  Negeri  Banyuwangi  dimulai  pada  bulan  Pebruari  –  Oktober  2022,  diawali  dengan  tahapan persiapan penelitian tentang pemasangan sistem PID pada mesin hatchery yang telah ada di laboratorium kemudian diujicobakan pada telur ayam kampung yang berasal dari desa Tegalsari kabupaten Banyuwangi
sampai  didapatkan  perhitungan  angka  Fertilitas,  Mortalitas,  Daya  tetas  dan  Umur  menetas  berdasarkan suhu dan kelembapan yang telah ditentukan.

## Metode Penelitian
Alur  penelitian  dimulai  dengan  tahapan  persiapan  yaitu  perancangan  dan  perangkaian  hardware menggunakan  satu  sensor  dan  tiga  actuator  untuk  pengontrolan  suhu  dan  kelembapan.  Rancangan hardware dapat dilihat pada gambar 1.

## Gambar1. Rancang bangun Hardware
Sensor  yang  akan  digunakan  dalam  rangkaian  ini  adalah  sensor  SHTC3,  sensor  ini  memiliki keluaran  berupa  sinyal  digital  dengan  konversi  dan  perhitungan  dilakukan  oleh  MCU  8-bit  terpadu. Sensor  ini  memiliki  kalibrasi  akurat  dengan  kompensasi  suhu  ruang  penyesuaian  dengan  nilai  koefisien tersimpan  dalam  memori  OTP  terpadu.  Sensor  SHTC3  memiliki  rentang  pengukuran  suhu  dan kelembaban  yang  luas,  tingkat  akurasi  untuk  temperatur  ±  2  °C  dan  kelembaban  ±  5  %  RH  yang dihubungkan  ke  pin  4  arduino.  Mikrokontroler  yang  digunakan  yaitu  ATmega32,  dengan  kapasitas penyimpanan  programmable  flash  sebesar  32KB.  Tahapan  selanjutnya  dilanjutkan  dengan  membuat rancang  bangun  software  IDE Arduino,  Dari  data  hasil  monitoring  terhadap  suhu  dan  kelembapan  akan ditampilkan  melalui  layar  LCD  16x2  i2c  untuk  menuliskan  atau  membaca  data  dari  atau keDDRAM.program software yang digunakan dapat dilihat pada gambar 2.
Copyright © 2023, JPLP, e ISSN 2654-251X
Gambar 1. Rancang bangun software
Tahapan selanjutnya pemasangan perangkat hardware pada mesin hatchery kemudian dilakukan pra uji coba alat selama  dua  hari untuk  mengecek  kestabilan  suhu  dan  kelembapan,  melakukan  sanitasi  dan sterilisasi  hatchery  menggunakan  sprayer  kemudian  membersihkan  telur  dan  memasukkannya  ke  dalam rak mesin hatchery dengan perlakuan pertama pada suhu 37ºC dengan kelembapan 65% sampai hari ke 15 dan 67% mulai hari ke 16 sampai dengan hari ke 21, perlakuan kedua pada suhu 38ºC dengan kelembapan 65%  sampai  hari  ke  15  dan  67%  mulai  hari  ke  16  sampai  dengan  hari  ke  21.  Candling  telur  dilakuakn pada  saat  telur  umur  3  hari,  7  hari  dan  14  hari,  penghitungan  daya  tetas  dilakukan  pada  akhir pemeliharaan yaitu umur 21 hari.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  sistem  kontrol  PID  yang  terpasang  pada  hatchery  mampu menghasilkan suhu dan kelembapan yang sangat stabil dari hari pertama penetasan sampai dengan hari ke 21,  pada  percobaan  perlakuan  pada  suhu  37ºC,  angka  minimum  suhu  yang  tercapai  yaitu  36,98ºC  dan angka  maksimum  suhu  yang  tercapai  yaitu  37,02ºC  dengan  range  sebesar  0,04,  sedangkan  untuk kelembapan menunjukkan angka yang stabil di 65% di hari pertama sampai hari ke 15, dan kelembapan
Copyright © 2023, JPLP, e ISSN 2654-251X
dinaikkan pada  angka 67% dihari ke 16 sampai dengan hari ke 21. Hal ini dapat ditunjukkan pada gambar 2.

## Gambar 2. Grafik suhu dan kelembapan pada suhu 37ºC
Pada perlakuan dengan menggunakan suhu 38ºC dapat di lihat bahwa suhu dan kelembapan  yang dihasilkan juga stabil dengan angka minimum yaitu 37,98ºC dan angka maksimum 38.03ºC dengan range 0.05,  sama  halnya  seperti  pada  percobaan  dengan  menggunakn  suhu  37ºC,  kelembapan  dinaikkan  pada hari ke 16 sampai dengan hari ke 21. Hasil perlakuan pada suhu 38ºC dapat dilihat pada gambar 3
Gambar3. Grafik suhu dan kelembapan pada suhu 38ºC 36,50 37,00 37,50 38,00 38,50 63 64 65 66 67 68 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 SUH U KE LEM BA BA N WAKTU Suhu 37 ºC kelembapan Suhu 37,00 37,50 38,00 38,50 39,00 63 64 65 66 67 68 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 SU H U KE LEM BA BA N WAKTU Suhu 38 ºC kelembapan Suhu
Dari  2  gambar  diatas  dapat  kita  lihat  bahwasanya  suhu  menunjukkan  angka  yang  stabil  dengan range  antara  0.04  –  0.05.  terjadinya  peningkatan/  penurun  suhu  dapat  disebabkan  karena  pintu  mesin hatchery dibuka untuk mengambil telur dan melakukan proses candling telur, karena candling telur harus dilakuakn  diluar  mesin  hatchery,  selain  hal  itu  untuk  menstbilkan  kelembapan  ada  kalanya  harus menambahkan  air  pada  bak  yang  terdapat  di  atas  dan  di  bawah  rak  sehingga  dapat  menimbulkan perubahan suhu. Faktor lain yang mempengaruhinya yaitu suhu yang ada diluar mesin hatchery, apabila suhu  luar  rendah  maka  suhu  yang  dihasilkan  oleh  mesin  hatchery  akan  mencaoai  titik  minimum  begitu juga  sebaliknya,  jika  suhu  diluar  mesin  hatchery  terlalu  tinggi,  maka  akan  mencapai  suhu  yang maksimum.

## Gambar 4. Aplikasi PID pada mesin Hatchery
Penerapan  sistem  PID  pada  mesin  hatchery  mampu  meningkatkan  produktivitas  bibit  DOC,  hal ini disebabkan karena dengan penambahan kontrol PID pada mesin hatchery mampu menghasilkan daya tetas lebih dari 70%, pada perlakuan dengan suhu 37ºC daya tetas sebesar 77,27% sedangkan pada suhu 38ºC  daya  tetas  sebesar  78,26%,  hal  ini  sesuai  dengan  pendapat  Nurhadi  dan  Puspita  (2009)  bahwa tingkat  keberhasilan  mesin  penettasan  telur  dengan  sistem  kontrol  PID  yaitu  sebesar  75%.  Akan  tetapi daya  tetas  yang  dihasilkan  oleh  mesin  hatchery  dengan  sistem  kontrol  PID  ini  tidak  sebanding  dengan Wirajaya  et.al  (2020)  yang  menyatawkan  bahwa  rancang  bangun  mesin  penetas  telur  otomatis menggunakan  mikrokontroler  Arduino  uno,  pada  pengujian  yang  dilakukan  dengan  menggunakan  telur ayam  pada  set  point  suhu  :  37  –  38  °C  dengan  kelembaban  yaitu  55  –  60  %,  diperoleh  hasil  dengan persentase  yaitu  sekitar  98%.    Hal  ini  dapat  disebabkan  karena  beebrpa  faktor,  Iskandar  (2003) menyatakan  bahwa  daya  tetas  dan  kualitas  telur  dipengaruhi  oleh  cara  penyimpanan,  suhu  lingkungan, dan kerabang telur.
Telur  pada  penelitian  ini  didapatkan  dari  kelompok  ternak  dan  dikolektif,  hal  ini  yang  bisa menyebabkan  waktu  penyimpanan  telur  tetas  leboh  dari  7  hari.  Penyimpanan  yang  terlalu  lama  dapat menimbulkan daya tetas dan kualitas telur menurun. Semakin lama disimpan, kesempatan pertukaran gas
dan  udara  semakin  besar  dan  penguapan  semakin  cepat  sehingga  terjadi  penyusutan  berat  telur  dan pembesaran  kantong  udara  yang  menyebabkan  daya  tetas telur berkurang,  suhu lingkungan  yang  terlalu panas atau terlalu tinggi dapat menyebabkan telur yang fertil menjadi rusak, kerusakan ini ditandai dengan putusnya tali khalaza pada telur yang akan menyebabkan kematian embrio

## KESIMPULAN
Sistem kendali kontrol PID dapat digunakan dalam mengatur kestabilan suhu dan kelembapan pada mesin hatchery, dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa selama proses penetasan dalam waktu 21 hari, penggunaan suhu dan kelembapan tetap stabil dengan range perbedaan antara 0,04 – 0,05. Penerapan kontrol PID pada mesin Hatchery mampu menghasilkan daya tetas sebesar 77, 27% pada suhu 37ºC dan 78, 26% pada suhu 38ºC. sehingga mesin hatcher ini siap digunakan selanjutnya pada kegiatan praktikum, penelitian ataupun pengabdian kepada masyarakat dengan set suhu dan kelembapan yang di inginkan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Direktur dan ketua PPPM Politeknik Negeri Banyuwangi yang telah memberikan kesempatan kepada Pranata Laboratorium Pendidikan dengan memberikan  hibah Penelitian  dari  DIPA  Poliwangi  tahun  2022  dengan  nomor  kontrak  No.2543.36/PL36/LT/2022  Tanggal 27 April 2022, penulis juga mengucapkan terimkasih kepada Ketua Program Studi, Ketua Laboratorium juga    Bpk/  Ibu  dosen  Program  Studi  Teknologi  Pengolahan  Hasil  Ternak  yang  telah  memberikan  ijin pengggunaan fasilitas serta masukan dan saran sampai terselesaikannya penelitian ini

## DAFTAR PUSTAKA
Ibrahim, M.I., A. Syuhada, dan Hamdani. 2012. Analisa Pengaruh Kelembaban Relatif dalam Inkubator Telur . J. Tek. Mesin. 1(1): 1-8. Litanianda, Y. (2015). Parameter Utama Kontrol PID Mesin Tetas Telur Otomatis. Prosiding SENATEK, ISBN 978-602-14355-0-2
Nurhadi,  I.,  &  Puspita,  E.  (2009).  Rancang  Bangun  Mesin  Penetas  Telur  Omtomatis  Berbasis Mikrokontroler ATMega8 Menggunakan Sensor SHT 11. Surabaya.
Shafiudin,  S  dan  Kholis,  N.  (2017). Sistem  Monitoring  dan  Pengontrolan  Temperatur  pada  Inkubator Penetas Telur Berbasis PID . Jurnal Teknik Elektro. 06 (03): 175-184 Singgih,  Hariyadi.  (2016). optimasi  Kendali  PID  pada  Sistem  Pengaturan  Temperatur  Proses PAsteurisasi Susu . Malang: Politeknik Negeri Malang, Jurusan Teknik Elektronika Subiharta  dan  Yuwana,  D.M.,  2012. Pengaruh  penggunaan  bahan  tempat  air  dan  letak  telur  di  dalam mesin  tetas  yang  perpemanas  listrik  pada  penetasan  itik  tegal .  Seminar  Nasional  Kedaulatan Pangan dan Energi 1-7.
Hartono  dan  Isman.  (2010). Kiat  Sukses  Menetaskan  Telur  Ayam .  Penerbit  Agro  Media Pustaka,Yogjakarta.
Utomo, A.W, Edhy S dan Heni Setyo Prayogi. Pengaruh Penambahan cacing tanah (Lumbricusrubellus) segar  dalam  pakan  terhadap  fertilitas,  daya  tetas  dan  bobot  tetas  itik  mojosari.  J.Ternak  Tropika Vol.16, No.1: 1-7, 2015
Zabadi,  Fairuz and Hadi,  Faisal and Rosa,  M  Khairul  Amri (2017) Modifikasi  Mesin  Tetas  Telur  Puyuh Menggunakan Pwm Dengan Kendali Pid. Undergraduated thesis, Universitas Bengkulu
.