## Sistem Kontrol Suhu dan Kelembaban Udara pada Alat Penetas Telur Menggunakan Arduino Uno.

## Author:
Karsid
Afiliation: Politeknik Negeri Indramayu ,
Corresponding email karsid@polindra.ac.id
Histori Naskah: Submit: 2024-03-27
Accepted: 2024-03-31
Published: 2024-04-01
This is an Creative Commons License This work is licensed under a Creative Commons
Attribution-NonCommercial 4.0 International License

## Abstrak :
Proses  penetasan  terbagi  dua  yaitu  proses  penetasan  alami  (menggunakan indukan),  dan  proses  penetasan  buatan  (menggunakan  mesin  tetas).  Jika hanya  mengandalkan  penetasan  alami  persentase  keberhasilan  telur  yang menetas hanya sekitar 50% - 60%. Kegagalan ini dapat disebabkan karena kondisi  lingkungan  yang  tidak  stabil  dan  dapat  mengakibatkan  embrio didalam  telur  tidak  berkembang  dengan  sempurna.  Untuk  itu  dibuatlah mesin  penetas  telur  otomatis  dengan  pengontrolan  suhu  dan  kelembaban yang  dikontrol  langsung  oleh  Arduino  uno  dengan  menggunakan  sensor DHT22  sebagai  sensor  utama  serta  LCD  Keypad  shield  16x2  sebagai penampil  suhu.  Tujuan  dari  penelitian  ini  agar  dapat  menetaskan  telur dengan  tingkat  keberhasilan  yang  tinggi.  Mesin  penetas telur  otomatis  ini menggunakan  lampu  pijar  sebagai  penghasil  suhu  dan  nampan  berisi  air untuk  pelembab  udara  yang  digunakan  untuk  mendapatkan  kelembaban yang  dibutuhkan  telur  yang  dikontrol  langsung  oleh  Arduino  uno.  Suhu dalam  kabin  penetasan  berada  pada  rentang  36°-38°C  dan  kelembaban udararelatif pada 50-60%  Alat dapat menetaskan telur dengan tepat waktu dengan  tingkat keberhasilan 90% dan tingkat kegagalan sebesar 10%.
Kata kunci : Penetas Telur , Suhu udara, Kelembaban udara relative, Kontrol Otomatis

## Pendahuluan
Kabupaten  Indramayu  merupakan  salah  satu  lumbung  padi  nasional  dengan  luas  lahan  pertanian  panen 239.465  Ha  dan  produksi  padi  pada  tahun  2011  adalah  1.704.956,71  ton.  Dengan  hasil  pertanian  yang sangat  berlimpah  tentunya  memberikan  andil  terhadap  limbah  pertanian.  Limbah  pertanian  padi  berupa jerami dan bekatul dapat dimanfaatkan sebagai makanan ternak, seperti ternak sapi dan ternak puyuh.
Berdasarkan data dinas pertanian dan peternakan Kabupaten Indramayu, pada tahun 2011  jumlah ternak puyuh  di  Kabupaten  Indramayu  sebanyak  2.297.536  ekor.  Pasokan  dedak  yang  melimpah  dan  mudah didapatkan menguntungkan bagi peternak puyuh sehingga usaha tersebut semakin diminati oleh masyarakat Indramayu.  Dengan  semakin  naiknya  jumlah  permintaan  terhadap  puyuh,  maka  permintaan  bibit  puyuh (DOD) pun semakin meningkat. Peningkatan permintaan bibit puyuh memaksa para pengusaha penetasan untuk meningkatkan kuantitas penetasan telur puyuh.  Secara alami puyuh biasanya tidak bisa menetaskan telurnya sendiri, sehingga untuk menetaskan telur puyuh biasanya dititipkan pada unggas lain yang sedang dalam proses pengeraman telur. Metode lain untuk menetaskan telur puyuh dilakukan dengan menggunakan ruang/ box penetasan yang dilengkapi dengan pemanas berupa bola lampu atau heater. Salah satu kendala box  penetasan  konvensional  adalah  tingkat  kegagalannya  yang  tinggi  akibat  suhu  pada  ruang  penetasan yang fluktuatif, suhu tidak merata serta fase pembalikan telur yang tidak teratur.
Untuk  mengatasi  kendala  tersebut,  maka  kami  menawarkan  solusi  teknologi  tepat  guna  penetasan  telur puyuh  yang  dilengkapi  pengontrol  suhu  secara  otomatis  berbasiskan  arduino  uno  agar  suhu  pada  ruang
penetasan  stabil.  Penetasan  telur  otomatis  ini  juga  dilengkapi  dengan  pemutar  telur  otomatis  yang  dapat dijadwalkan secara teratur sesuaidengan kebutuhan.

## Studi Literatur
Salah satu komoditas usaha yang  di andalkan  oleh petani  dalam bidang peternakan adalah berternak itik dan  itik.  Secara  tidak  langsung  hal  ini  akan  memberikan  dampak  positif  bagi  para  petani  khususnya peternak itik. Peternak itik akan berupaya untuk meningkatkan usaha pembibitan dan pembudidayaan itik, yang bertujuan untuk mencegah terjadinya penurunan itik pedaging dan itik petelur. Pada. Mesin penetas telur  yang  dibuat  memperhatikan  kondisi  Suhu  ideal  dalam  menetaskan  telur  itik  yaitu  37°C  -  39°C (Salamon, 2020). Sedangkan kelembaban relatif dalam mesin berkisar anatara 50%-60% (El-Hanoun dkk, 2012).  Alat  penetas  telur  ini  menggunakan  lampu  sebagai  sumber  panas  utamannya,  menggunakan Arduino, dan sensor DHT22 sebagai pengatur suhu pada alat ini (Kinasih et al , 2022).
Sistem  mesin penetas telur untuk keseharianya sangat di pengaruhi oleh perubahan suhu atau temperatur lingkungan.  Hal  ini  sangat  merepotkan  bagi  para  peternak  untuk  menetaskan  telurnya,  karena  cepat tidaknya telur yang akan menetas menurut Mustafa dkk tahun 2017 di pengaruhi oleh kestabilan temperatu (Iksan et al, 2022).
Sumber pemanas yang terlalu lama mati mengakibatkan sumber panas yang dibutuhkan tidak mencukupi, sehingga benih dalam telur mati dan dapat mempengaruhi daya penetas telur yang ditetaskan. Pada kondisi suhu  penetasan  32°C  atau  90°F  untuk  nilai  penetasan  antara  3  sampai  4  jam,  akan  memperlambat perkembangan  embrio  di  dalam  telur  (Prakoso et  al, 2012).    Kelembaban  yang  terlalu  tinggi  akan meyebabkan anak  itik dalam telur kesulitan untuk memecahkan kulit telur, walaupun dapat di pecahkan oleh anak itik dan itik tersebut tetap berada dalam telur dan bisa mati dalam cairan telur. Jika kelembaban terlalu tinggi akan mencegah penguapan air dari dalam telur sehingga sulit dalam memecahkan kulit telur.
Hal inilah yang mendorong terciptanya mesin penetas telur dengan menggunakan sensor DHT22 yang bisa menciptakan  temperatur  udara  yang  sempurna  di  dalam  mesin  penetas  telur  ini.  Dengan  menggunakan sensor ini para peternak  dan petani bisa mengatur kelembaban yang ada di dalam  mesin penetas dengan mudah, pengaturan kelembaban yang sempurna akan sangat berpengaruh pada lamanya waktu penetasan telur  (Ardiyansyah et  al ,  2019).  Penggunaan  Arduino  dalam  sistem  ini  sangat  penting,  pengaturan pengkondisian  udara  di  dalam  sistem  penetas  telur  ini  juga  bisa  di  lakukan  dengan  jarak  jauh,  dan  juga memperkecil penggunaan tenaga manusia dalam penggunaanya.
Mesin Penetas Telur merupakan alat yang membantu proses penetasan telur dengan menggunakan pemanas listrik dan dilengkapi dengan rak telur yang berfungsi untuk mendistribusikan panas dalam mesin penetas secara  merata.  Pengendalian  suhu  yang  baik  dalam  proses  penetasan  merupakan  hal  yang  sangat mempengaruhi hasil penetasan. Telah dirancang sistem pengontrol suhu mesin penetas telur menggunakan metode  PID  dengan  metode  tuning  Ziegler  Nichols  Open  Loop  Step  Response.  Sistem  pengendaliannya khusus untuk telur ayam kampung yang memerlukan suhu normal 37°C-39°C (Prakoso dkk, 2022). Telah diteliti  penerapkan  pemantauan  dan  pengendalian  suhu  di  dalam  prototipe  mesin  penetas  telur  dengan menggunakan teknologi komunikasi berbiaya rendah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem kendali dapat  menjaga  suhu  prototipe  mesin  penetas  telur  pada  kisaran  optimal  dengan  akurasi  sebesar  99,63%, 99,83%, 99,97%,99,64%, dan 99,37% saat membaca suhu. 36°C, 37°C, 38°C, 39°C, dan 40°C. Penelitian ini  mengimplementasikan  teknologi  Long  Range  (LoRa)  untuk  sistem  monitoring  (Afandi,  2022). Telah ditemukan  kekokohan  pengontrol  logika  fuzzy,  dengan  menggunakan  parameter  yang  tepat.  Karena meskipun parameter tertentu dapat diterapkan untuk satu kasus, namun setelah  digunakan beberapa kali,
pengontrol  kehilangan  kekokohannya.  Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  bertujuan  untuk  membuat  sistem pengendalian suhu dan kelembaban mesin penetas telur dengan kontrol fuzzy menggunakan metode Sugeno (Zetta et al , 2021). diusulkan sistem  yang  mencakup fungsi-fungsi penting untuk  menetaskan telur yaitu dengan  melakukan  identifikasi  telur  infertil  melalui  akuisisi  citra  dasar,  dan  pembubutan  telur  yang menggunakan  mekanisme  crank-rocker  dan  ruang  penetasan  (W.  S.  M.  Sanjaya et  al ).  diusulkan  model yang memantau parameter lingkungan seperti suhu, tingkat amonia, kelembaban, dll. di dalam peternakan unggas dan  mengendalikannya dengan beberapa metode untuk  menjaga lingkungan  yang optimal (D.  A. Thomas et al , 2020). Telah dilakukan pengujian pada pengembangan sistem  inkubasi pengendalian suhu dan kelembaban secara otonom menggunakan mikrokontroler Arduino yang dihubungkan dan dikodekan menggunakan  pemrograman  LabView  (L.  K.  S. Tolentino et  al ,  2018).  Disajikan  juga  perancangan  dan pengembangan  mesin  penetas  telur  ayam  dengan  tujuan  adalah  untuk  merancang  dan  membangun “Inkubator Telur Cerdas” yang dapat menetaskan telur ayam secara otomatis (Azahar et al , 2020).

## Metode Penelitian
Alat  penetas  telur  berbasis  Arduino  uno  ini  dirancang  untuk  bisa  mengatur  suhu  dan  temperatur  secara otomatis,  dinamo  yang  terdapat  pada  rak  penetas  telur  akan  secara  otomatis  memutar  telur  sehingga pemanasan pada telur akan merata,  dibutuhkan beberapa komponen untuk membuat desain mesin penetas telur, membuat mekanika desain alat, pemprograman, dan terahir uji coba alat hingga menghasilkan kinerja alat yang dinginkan.
Pada reancangan box penetas telur ini menggunakan kayu dengan panjang 95 cm, tinggi 56 cm, lebar  58 cm.  Menjadikan  kayu  sebagai  bahan  baku  utama  dalam  pembuatan  box  ini  karena  kau  mampu  menjaga kehangatan  di  dalam  alat  penetas  telurny  nanti,  bahan  kayu  juga  dinilai  lebih  kuat  dan  tahan  air  jika dibandingkan dengan triple atau bahan lainya.

## Gambar 1. Desain alat penetas telur
Pada gambar 1 akan diletakan rak khusus yang sudah tersambung dngan dinamo, dinamo tersebut akan di sambungkan dengan sumber listrik dari PLN. Dinamo tersebut akan secara otomatis  memutar telur yang berada pada mesin penetas telur tersebut. Didalam  mesin penetas telur akan  diletakan 4 lampu pijar dan sensor suhu DHT22 sebagai pembaca suhu, suhu ideal untuk menetaskan telur adalah sekitar 36-38°C maka jika suhu di dalam box < 37°C maka 4 lampu yang berada dalam box akan  menyala dengan terang, jika suhu  didalam  box  >  38°C  maka  lampu  yang  ada  di  dalam  box  akan redup,  redup  terangnya  lampu  akan diatur oleh motor servo. Keluaran suhu akan di tampilkan melalui LCD.
Arduino uno R3 akan bekerja memproses datagram yang disambungkan dari laptop yang didalamnya sudah dimasukan  listening  program,  program  yang  dimasukan  kedalam  Arduino  dibuat  dan  diupload  dengan menggunkan  Arduino  IDE.  Program-  program  ini  berfungsi  untuk  mengisi  pin-pin  yang  nantinya  akan menjadi input dan output  pada motor servo dan dimer. Lebih jelasnya bisa dilihat pada rangkaian sistem dibawah ini.

## Gambar 2. Skema Rangkaian Arduino
Sensor DHT 22 yaitu sensor pembaca suhu dan kelembaban, sensor suhu ini merupakan sensor yang lebih akurat jika dibandingkan dengan sensor suhu DHT 11. Kualitas DHT 22 ini sangat baik, mempunyai respon yang  sangat  cepat,  dan  kemampuan  anti  gangguan  yang  sangat  tinggi.  Motor  servo  digunakan  untuk mengatur terang redupnya lampu yang ada di dalam box penentas telur. Dimer digunakan sebagai bahan untuk  menyambungkan  lampu  dan  motor  servo  yang  ada  di  dalam  box  penetas  telur  ini,  dimer  juga digunakan untuk menyambungkan dengan listril PLN, karena jika aliran listriknya hanya bergantung pada Arduino maka tidak akan kuat. Oleh karena itu dimer akan di sambungkan dengan steker lampu kemudian akan  di  sambungkan  dengan  listrik  milik  milik  PLN.  LCD  ( Liquid  Crystal  Display )  digunkan  untuk menampilkan hasil kesuluruhan suhu yang berada dalam box penetasan, nilai keluaran suhu juga akana di keluarkan  dengan  nilai celcius .  Lampu  Pijar  digunakan  untuk  menggantikan  kehangatan  yang  diberikan oleh induk ayam, lampu pijar juga berperan penting sebagai penghangat dalam proses penetasan telur ini. Dibutuhkan  4  buah  lampu  dengan  masing  –  masing  lampu  memiliki  daya  5  watt.      Micro  card  adaptor adalah modul pembaca kartu micro SD untuk membaca dan menulis kartu.

## Hasil
Pengujian alat unuk mengetahui kinerja dari masing-masing komponen yang sudah dirangkai sesuia dengan spesifikasinya. Hasil dari pengujian ini  diharapkan dapat menghasilkan  data yang benar dan alat bekerja sesuai dengan fungsinya.
Pada pengujian sensor suhu  dalam box tetas telur otomatis  dapat dilihat pada  grafik garis berwarna biru diatas menunjukan dari titik 0 suhu awal 31°C dalam box hingga mencapai suhu yang diinginkan yaitu 36 - 38°C dan kemudian hingga terjadinnya kestabilan dalam suhu box tetas memerlukan uji test waktu selama 90  menit.  Dan  pada  grafik  berwarna  merah  menunjukan  dari  titik  0  suhu  awal  31°C  dalam  box  hingga waktu 90 menit menunjukan suhu hingga mencapai 40°C.Suhu ini adalah suhu yang tidak diinginkan.Data
dapat dilihat pada lampiran.
(a)
(b)
Gambar 3. Kondisi variable dalam kabin
a). Suhu udara kabin
b). Kelembaban Udara Relatif kabin

## Pembahasan
Alat  dapat  menetaskan  telur  dengan  tepat  waktu  dengan tingkat  keberhasilan  90%  dan  tingkat  kegagalan sebesar 10%. Secara keseluruhan maka dahat diambil kesimpulan bahwa Alat Penetas Telur Otomatis sudah dapat membantu mengurangi kerja dari manusia, dari telur bebek dimasukkan hingga telur menetas. Hanya saja  peternak perlu menambahkan air pada bak saat kering untuk menyetabilkan kelembaban ruangan.
Minggu Keterangan Gambar 1 Pada hari ke-7 sudah terbentuk  embrio 2 Pada minggu ke-2 embrio sudah terlihat membesar 3 Diumur 27 hari rongga telur  sudah terisi dan sudah menjadi bentuk tinggal menunggu
4
Pada 35-37 Hari bebek  sudah menetas
Gambar 4. Kondisi Perkembangan Telur Menetas

## Kesimpulan
Alat penetas telur menggunakan papan double tripek putih setebal 18 mm, lampu yang digunakan sebanyak 2 buah dengan daya masing-masing 5 watt yang dihubungkan dengan relay 4 chanel . Untuk rak telur ayun dengan  menggunakan  motor stepper 12  V  yang  bergerak  naik  turun  penuh.  Untuk  mendeteksi  suhu  dan kelembaban  mengunakan  sensor  DHT22.  Dalam  perancangan software ,  program  yang  digunakan menggunakan  bahasa  C  dengan  menggunakan  aplikasi  Arduino  IDE  sebagai  pembuatan source  code dengan tingkat keberhasilan  100%.  Dalam  program  Node  Mcu  menggunakan library untuk  menjalankan sistem dari driver motor ULN2003 dan DHT22.
Suhu  dalam  kabin  penetasan  berada  pada rentang  36°-38°C  dan  kelembaban  udara  relatif  pada  50-60%. Alat dapat menetaskan telur dengan tepat waktu dengan  tingkat keberhasilan 90% dan tingkat kegagalan sebesar 10%. Secara keseluruhan maka dapat diambil kesimpulan bahwa Alat Penetas Telur Otomatis sudah dapat membantu mengurangi kerja dari mitra, efisiensi kerja mitra dan menambah property mitra.

## Ucapan Terima Kasih (opsional)
Kami  haturkan  banyak  terima  kasih  kepada  Kementrian  Pendidikan  dan  Kebudayaan  (Kemdikbud), Politeknik  Negeri  Indramayu,  serta  rekan-rekan  dosen  di  Jurusan  Teknik  program  Studi  Teknologi Rekayasa Instrumentasi dan Kontrol atas kolaborasi dan sumbangsihnya atas terbitnya jurnal ini.

## Referensi
Afandi,  Mas  Aly.,  Purnomo,  Fadhila  Karim.,  Rochmanto,  Aditya  Artha.,  &  Purnama,  Sevia  Indah.
Monitoring  and  Controlling  Temperature  Egg  Incubator  Prototype  Based  LoRa  Communication . Jurnal Elinvo. Volume 7 Nomor 2. Hal 120 – 126.
Ardiansyah,  Ferry.,  Lawasi,  Muh  Fainal.,  &  Hadi,Charis  Fathul.  Sistem  Monitoring  Inkubator  Penetas Telur Berbasis Android.  ZETROEM, vol. 01, pp. 8–16, 2019.
AZAHAR,  Kaiyisah  Baiduri;  SEKUDAN,  Ericka  Ensimau;  AZHAR,  Ahmad  Mirza. Intelligent  Egg Incubator . International Journal of Recent Technology and Applied Science, 2020, 2.2: 91-102.
D.  A.  Thomas,  C.  Reji,  J.  Joys  and  S.  Jose, "Automated  Poultry  Farm  with  Microcontroller  based Parameter  Monitoring  System  and  Conveyor  Mechanism," 2020  4th  International  Conference  on Intelligent  Computing  and  Control  Systems  (ICICCS),  Madurai,  India,  2020,  pp.  639-643,  doi: 10.1109/ICICCS48265.2020.9120982.
El-Hanoun,  A.M.,  Rizk,  R.E.,  Shahein,  E.H.A.,  Hassan,  N.  S.,  &  Brake,  J.  (2012). Effect  of  incubation humidity and flock age on hatchability traits and posthatch growth in Pekin ducks.Poultry science , 91(9), 2390-2397.
Iksan, Nur., Hidayati, Linda., Andratsyo, Tatyantoro., & Fathoni, Khoirudin. (2022). Sistem Kendali Suhu dan  Kelembapan  pada  Alat  Penetas  Telur  Berbasis Fuzzy  Logic  Controller .  Jurnal  Edukasi  dan Penelitian Informatika Volume 8 Nomor 11 Tahun 2022, hal 245 – 254.
Kinasih, Ika Wahyu dan Djulkiflih. (2022). Rancang Bangun Alat Pengontrol Suhu Dan Kelembapan Pada Tempat  Penetasan Telur Menggunakan Sensor Dht22 Dan Motor Swing Berbasis Iot. Jurnal Inovasi Fisika Indonesia (IFI) Volume 11 Nomor 3 Tahun 2022, hal 57 – 72.
L. K. S. Tolentino, E. Justine G. Enrico, R. L. M. Listanco, M. Anthony M. Ramirez, T. L. U. Renon and M. Rikko B. Samson, "Development of Fertile Egg Detection and Incubation System Using Image Processing  and  Automatic  Candling," TENCON  2018  -  2018  IEEE  Region  10  Conference,  Jeju, Korea (South), 2018, pp. 0701-0706, doi: 10.1109/TENCON.2018.8650320.
Mustafa,  Lis  Diana.,   M.  Junus,  &  R.  H.  Yoga,  “Desain  dan  Implementasi  Kontrol  Suhu  Munggunakan Logika Fuzzy pada Mesin Penetas Telur Burung Lovebird,” J. ELTEK, vol. 15, no. 02, pp. 169–187, 2017.
O. Eze  Aru, “Development  of a Computerized Engineering Technique to Improve Incubation System in Poultry Farms,” J. Sci. Eng. Res. 2017, 4(6)109-119 Res., vol. 4, no. 6, pp. 109–119, 2017.
Prakoso,  Hardi.,  Warnoto,  &  Karyadi,  Putra.  (2012). Pengaruh  Lama  Pemadaman  Sumber  Panas  Mesin Tetas Terhadap Performa Penetasan Telur. Jurnal Sains Peternakan Indonesia. Volume 7 Nomor 2 Tahun 2012, hal 69 – 80.
Prakoso, S Dian., Daratha, Novalia. Sistem Kendali Suhu Mesin Tetas Telur Ayam Buras Menggunakan Kontroler PID dengan Metode Tuning Ziegler Nichols Open Loop Step Response. Jurnal Amplifier. Volume 12 Nomor 1 Tahun 2022, hal 1 - 5
Pratama, A.R., D. Garnida., & T. Widjastuti. (2016). Hatch Period And Weight At Hatch bOf Local Duck (Nas Sp.) Based On Difference Of Incubator Humidity Setting At Hacher Period . Bandung.
Salamon, A. (2020). Fertility and hatchability ingoose eggs: A review. International Journal of Poultry .
W.  S.  M. Sanjaya  et  al., "The  development  of  quail  eggs  smart  incubator  for hatching system  based  on microcontroller  and  Internet of  Things  (IoT)," 2018  International  Conference  on  Information and  Communications  Technology  (ICOIACT),  Yogyakarta,  2018,  pp.  407-411,  doi: 10.1109/ICOIACT.2018.8350682.
Zetta, Yulian., Fathurrohman, M Firdaus.; Wibisono, Gunawan .  Egg Incubator Temperature and Humidity Control Using Fuzzy Logic Controller . Jurnal Resti. Volume 5 Nomor 2. hal. 318 -315. Tahun 2021.