## PERANCANGAN ALAT MAKAN DAN MINUM PADA PETERNAKAN AYAM PETELUR SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER
Zulkaeni Septia Rini 1 , Mayda Waruni Kasrani 2 , Aswadul Fitri Saiful Rahman 3 1,2,3 Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas Balikpapan Jln. Pupuk Raya Gn. Bahagia Balikpapan 76114 INDONESIA
Abstract — Developments  in  the  field  of  livestock  some  have  not used technology in the process of feeding and drinking, the process is  still  using  human.  This  system  realizes  Aduino  Nano  to  control the entire automation system in the form of feeding and drinking, so that the production process runs effectively and efficiently. This system  consists  of  giving  a  feed  schedule  and  the  amount  of  feed given to chickens every day for feeding consists of two feeders who do  morning  and  evening.  System  to  provide  input  to  the  process using  an  automated  system.  This  process  works  after  all  inputs have  been  given,  starting  from the  first,  second and  third  types of feed  coming  out  through  the  door  which  is  opened  using  the principle  of  relay  movement  in  accordance  with  the  specified amount,  the  feed  already  in  the  mixing  place  will  be  stirred  and calcified, then feed already mixed will be sent to each chicken coop evenly  using  an  automatic  system.  The  results  of  the  system  test can  be  concluded  that  the  feed  scheduling  system  specified  by Arduino  Nano  can  work  with  a  level  of  success  and  the  security system  goes  well  when  an  error  occurs.  Communication  that occurs between Arduino Nano and other components runs well .
I ntisari —  Perkembangan  teknologi  digital  pada  bidang peternakan  proses  pemberian  pakan  dan  minum,  dengan menggunakan  Arduino  Nano  untuk  mengendalikan  seluruh sistem  automasi  berupa  pemberian  pakan  dan  minum,  agar proses  produksi  berjalan  dengan  efektif  dan  efisien.  Sistem  ini terdiri  dari  pemberian  jadwal  pakan  dan  jumlah  pakan  yang diberikan pada ayam setiap hari untuk pemberian pakan terdiri dari dua kali pemberi pakan yang di lakukan pagi dan sore hari. Sistem  untuk  memberikan input pada  prosesnya  menggunakan sistem  otomatis.    Proses  ini  bekerja  setelah  semua input telah diberikan,  mulai  dari  jenis  pakan  pertama,  kedua  dan  ketiga keluar  melalui  pintu  yang  dibuka  menggunakan  prinsip pergerakan relay sesuai dengan jumlah yang ditentukan,  pakan yang  sudah  terdapat  pada  tempat  pencampuran  akan  di  aduk dan  tercapur,  kemudian  pakan  yang  sudah  tercampur  akan  di kirim  ke  setiap  kandang  ayam  secara  merata  meggunakan sistem otomatis. Hasil pengujian sitem dapat disimpulkan bahwa pada  sistem  penjadwalan  pakan  yang  ditentukan  oleh  Arduino Nano  dapat  bekerja  dengan  tingkat  keberhasilan  serta  sistem keamanan berjana dengan baik ketika terjadi error . Komunikasi yang  terjadi  antara  Arduino  Nano  dengan  komponen  lainnya berjalan dengan baik.
Kata  Kunci —  Aduino  Nano,  LDR Light  sensor ,  RTC, Relay  4 Channel 5V, pakan ayam.

## I. P ENDAHULUAN
Salah satu tanggung jawab dalam meningkatkan pemeliharaan ayam petelur adalah waktu pemberian dan monitoring
makan  dan  minum  ayam.  Di  mana  makan  dan  minum  ayam  tidak boleh  dalam  keadaan  kosong  dan  tidak  juga  diisi  penuh.  Hal  ini dilakukan  untuk  menambah  nafsu  makan  ayam.  Jika  waktu pemberian makan dan minum ayam tidak dikelola secara baik maka dapat  menimbulkan  dampak  yang  buruk  bagi  pertumbuhan  ayam. Dengan  meningkatkan  kebutuhan  masyarakat  dibidang  teknologi yang  semakin  canggih,  digunakanlah  sebuah  perancangan  alat sebagai  pemberian  makan  dam  minum  ayam  secara  otomatis berbasis mikrokontroler.
Arduino  Nano  dapat  menjadi  basis  dalam  kinerja  sebuah perancangan  Otomatis  input  dan  output  melalui  masing-masing portnya sehingga dapat menjadi solusi dalam pemenuhan kebutuhan teknologi.  Salah  satunya  kebutuhan  akan  perancangan  alat  makan dan  minum  ayam  petelur  secara  otomatis  berbasis  mikrokontroler sehingga dapat membantu peternak dalam melaksanakan tugasny a.

## II. T INJAUAN PUSTAKA
Berikut detail dari teori yang  berkaitan dengan  alat  makan dan  minum  ayam  secara  otomatis  sebagai  landasan  dalam pembuatan alat dan penyusunan laporan :

## A. Penelitian Terdahulu
Telah  dilakukan  penelitian  yang  berjudul  “Otomatisasi  Tempat Pakan Dan Minum Burung Berbasis Mikrokontroler Board Arduino Dan  GSM  900"  dibuat  oleh  Achmad  Dyan  Prima  Putra  dari Universitas  Balikpapan.  Hasil  penelitian  ini  sendiri  didapatkan Otomatisasi  Tempat  Makan  Dan  Minum  Burung  Berbasis Mikrokontroler Board Arduino  Dan  GSM  900  ini  dirancang  untuk mempermudah  pemilik  memberikan  makan  burung  walaupun pemilik  meninggalkan rumah dalam jangka  waktu yang cukup lama [1].
Penelitian  lain  yang  berkaitan  adalah  yang  disusun  oleh Margaretha  Yohanna,  Desy  Tri  Natasia  Lumban  Toruan  dari Universitas  Methodist  Indonesia  di  Medan  berjudul  “Rancang Bangun  Sistem  Pemberian  Pakan  Dan  Minum  Ayam  Secara Otomatis”.  Didalam  penelitian  ini  mikrokontroler  ATMEGA328 digunakan  sebagai  alat  untuk  memproses  data  dari  sistem  yang berfungsi  untuk  mengirimkan  perintah  sensor  ultrasonic  ke  modul GSM  SIM900A  sehingga  perintah  dapat  ditampilkan  dalam  bentuk SMS [2].
Penelitian selanjutnya adalah Prototipe Sistem Otomatis Pemberi Makan Dan Minum Pada kandang Ayam Menggunakan PLC Dengan Montoring HMI yang  disusun  oleh  Aloysius  Krista  Pradiptya mahasiswa  Teknik  Elektro  dari  Universitas  Sanata  Dharma Yogyakarta.  Pada  Penelitian  ini  didapatkan  hasil    pengujian  sistem penjadwalan  pakan  yang  ditentukan  oleh  user  dapat  bekerja  dengan baik.  Akan  tetapi,  dalam  perancangan  sistem  hardware  perlu
dilakukan  kembali  agar  proses  penyaluran  pakan  dari  strorage sampai menuju tiap kandang berjalan  dengan baik dan sesuai [3].
Dari  penelusuran  pustaka  yang  telah  dilakukan,  khususnya terkait  dengan  pemberian  makan  dan  minum  ayam  secara  otomatis yang  menggunakan  mikrokontroler,  belum  ditentukan  adanya perancangan  alat  pemberian  makan  otomatis  dengan  menggunakan timer  sebagai  pengendali  terhadap  tempat  makan  ayam  petelur  jika waktu  makan  ayam  tersebut  masih  tersedia  atau  sudah  habis  yang terdapat dalam wadah makanan.

## B. Mikrokontroler
ATMega328  merupakan  mikrokontroler  keluarga  AVR  8  bit. Beberapa  tipe  mikrokontroler  yang  sama  dengan  ATMega8  ini antara  lain  ATMega8535,  ATMega16,  ATMega32,  ATmega328, yang  membedakan  antara  mikrokontroler  antara  lain  adalah,  ukuran memori,  banyaknya  GPIO  (pin  input/output),  peripherial  (USART, timer, counter, dll) [5].
C. Arduino Nano
Arduino  Nano  adalah  salah  satu  varian  dari  produk  board mikrokotroler  keluaran  Arduino.  Arduino  Nano  adalah  board Arduino  terkecil,  menggunakan  mikrokontroler  Atmega328  untuk Arduino  Nano  versi  3.x  dan  Atmega168  untuk  Arduino  Nano  2.x. Varian  ini  mempunyai  rangkaian  yang  sama  dengan  jenis  Arduino Duemilanove ,  tetapi  dengan  ukuran  dan  desain  PCB  yang  berbeda [5]..

## D. LDR Light Sensor
Light  Dependent  Resistor  atau  disingkat  dengan  LDR  adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun  pada  saat  cahaya  terang  dan  nilai  Hambatannya  akan menjadi  tinggi  jika  dalam  kondisi  gelap.  Dengan  kata  lain,  fungsi LDR  adalah  untuk  menghantarkan  arus  listrik  jika  menerima sejumlah  intensitas  cahaya  (Kondisi  Terang)  dan  menghambat  arus listrik dalam kondisi gelap.

## E. RTC
Komponen  Real  Time  clock  adalah  komponen  IC  penghitung yang dapat difungsikan sebagai sumber data waktu baik berupa data jam, hari, bulan atau tahun. Komponen DS1307 terdiri dari IC yang perlu  dilengkapi  dengan  komponen  pendukung  lain  seperti  kristal jam  sumber  dan  baterai  eksternal  3,6 Volt sebagai  sumber  energi cadangan agar penghitung tidak berhenti.

## F. Relay 4 Channel 5V
Relay 4  saluran  5V  adalah  papan  antarmuka estafet 5 channel 5V,  dan  setiap  saluran  memerlukan  driver  15-20mA  saat  ini.  Dapat digunakan  untuk  mengontrol  berbagai  peralatan  dan  peralatan dengan  arus  besar.  Itu  dilengkapi  dengan  relay  arus  tinggi  yang bekerja  di  bawah  AC250V  10A  atau  DC30V  10A.  Ini  memiliki antarmuka standar yang dapat dikontrol langsung oleh mikrokontroler [6].
G. S tepdown LM2596
S tepdown LM2596  adalah  modul  yang  memiliki  IC  LM2596 sebagai  komponen  utamanya.  IC  LM2596  adalah  sirkuit  terpadu  / integrated  circuit  yang  berfungsi  sebagai Step-Down DC converter dengan current rating  3A.  Terdapat  beberapa  varian dari  IC  seri ini yang  dapat  dikelompokkan  dalam  dua  kelompok  yaitu  versi adjustable yang  tegangan  keluarannya  dapat  diatur,  dan  versi fixed voltage output yang tegangan keluarannya sudah tetap / fixed [7].
H. LCD ( Liquid Crystal Display LCD merupakan  suatu  jenis  penampil  ( display )  yang menggunakan Liquid  Crystal sebagai  media  refleksinya. LCD juga sering  digunakan  dalam  perancangan  alat  yang  menggunakan mikrokontroler  [8]. LCD dapat  berfungsi  untuk  menampilkan  suatu nilai  hasil  sensor,  menampilkan teks ,  atau  menampilkan  menu  pada aplikasi  mikrokontroler.  Tergantung  dengan  perintah  yang  ditulis pada mikrokontroler

## III. METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini, penulis melakukan penelitian di laboratorium Teknik  Elektro  Universitas  Balikpapan  yang  akan  dilakukan pengamatan  dan  pengambilan  data  dilaksanakan  pada  tanggal  15 Januari sampai dengan tanggal 15 juli 2019.

## A. Diagram Alir Penelitian
Diagram  penelitian  disusun  berdasarkan  proses  jalannya penelitian mulai dari persiapan penelitian, kajian literatur, instrument penelitian,  pengumpulan  data  hingga  pada  penyusunan  laporan termasuk persiapan perancangan alat. Didalam alir penelitian dimulai dengan studi literature untuk mengumpulkan materi-materi berkaitan dengan  penelitian  yang  akan  dilakukan.  Dengan  studi  literatur  yang telah  dikumpulkan  maka  penulis  selanjutnya  mempelajari  konsep dasar dari penelitian yang akan dilakukan dan dilakukan juga dengan instrument data  pendukung  termasuk  alat  dan  peralatan.  Pemilihan komponen yang sesuai dengan alat yang akan di rancang dengan cara melakuan  pengecekan  power,  pengecekan  komponen  yang  sesuai dengan  alat  yang  akan  di  rancang . Setelah  komponen  yang digunakan  telah  siap,  penulis  masuk  kedalam  sesi  perancangan hardware dimana alat akan di rangkai sedemikian rupa sesuai dengan perancangan  alat  yang  sesuai  dan  diinginkan,  dan  tidak  lupa  untuk melakukan  pemrograman  dalam  sebuah  software  yang  sudah terinstal  didalam  komputer  yang  selanjutnya  di  masukkan  kedalam sebuah  Arduino  Nano  untuk  mengekskusi  perintah  program. Pengujian  alat  kemudian  di  lakukan  untuk  mengetahui  apakah  alat bekerja  sesuai  dengan  yang  diharapkan  atau  tidak,  jika  gagal  atau tidak sesuai yang di harapkan maka proses harus di ulangi dari tahap perancangan  dan  jika  alat  sudah  bekerja  dengan  baik  maka  proses perancanagan  alat  tempat  makan  dan  minum  otomatis  serta pemberian informasi tentang bekerjanya alat bisa dikatakan selesai.
Diagram  alir  penelitian  dapat  ditunjukkan  dalam  Gambar  1  agar memudahkan pemahaman penelitian.
Didalam Gambar 2 perancangan tersebut terlihat alur perancangan alat penelitian yang akan dijelaskan sebagai berikut:
Dalam  perancangan  awal  pastikan  power  suplay  adaptor  menyuplai tegangan  12V  dan  LM2596  DC-DC  step  down  sebagai  penurun tegangan  dalam  posisi  arus  tegangan  sebesar  5V  dan  siap  sebagai suplay  daya.  Setelah  dapat  suplay  arus  tegangan  pastikan  Arduino Nano  indikator  LED  berkedip  yang  menandakan  bahwa  Arduino Nano  telah  mendapatkan  suplay  arus  tegangan  dari  adaptor. Setelah itu  maka  LCD  akan  menyala  dan  mulai  menampilkan  kalimat pembuka.  Setiap  sepuluh  detik  LCD  akan  menampilkan  tulisan “ Automatic  Chiken  Feeder” selama  sepuluh  detik  lagi  akan menampilkan  tanggalan  dan  waktu  jam  selama  sepuluh  detik bergantian  seterusnya.  Lalu  Sensor  LDR  akan  mengirimkan  sinyal ke  arduino  untuk  mendeteksi  adanya  makanan  atau  tidak.  Jika makanan  tidak  terdeteksi  maka relay makanan  akan  menyala  dan akan mengirimkan arus listrik pada motor DC Gear Box yang akan
Gambar 1.  Diagram Alir Penelitian

## B. Diagram Alir Perancangan Alat
Gambar 2 Diagram Alir Perancangan Alat
memutar auger  screw pendorong  makanan  sampai  adanya  makanan yang  tersedia  di  tempat  pakan  ayam  lalu  setelah  itu  relay  makanan akan  mati.  Jika  alat  tidak  berjalan  dengan  baik  (tidak)  dengan inputan pengguna seperti tejadi motor Gear Box tidak bekerja,maka alat  harus  diperbaiki  kembali  sesuai  dengan  diagram  perancangan alat. Tetapi jika alat berjalan dengan baik (ya) sesuai dengan inputan pengguna dan tidak perlu ada perbaikan lagi, maka alat telah selesai diproduksi dan telah menjadi barang jadi.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berikut ini adalah proses hasil dan pembahasan dari penelitian ini : A. Implementasi Alat
Penerapan  untuk  perancangan  alat  tempat  makan  dan  minum ayam  otomatis  berbasis  mikrokontroler  ini  menggunakan  beberapa komponen utama. Yaitu, arduino nano itu sendiri sebagai pengendali komponen  lainnya,  LDR Light  sensor yang  digunakan  untuk mendeteksi  makanan  ayam,  kemudian  RTC  sebagai  tanggal pembersihan  kotoran  ayam,  relay  untuk  menggerakkan  pendorong makanan,  mengeluarkan  minuman  ayam,  mengeluarkan  makanan ayam,  dan  solenoid  di  sini  ada  2  yang  berfungsi  sebagai  air pembersih  kotoran  ayam  dan  sebagai  pembuka  air  dari  tendon apabila air PDAM mati.
B. Cara Kerja Alat
Dalam tahap ini penulis akan menjellaskan cara mengoperasikan alat, yaitu sebagai berikut:
1. Pastikan  power  suplay  adaptor  menyuplai  tegangan  12V  dan LM2596  DC-DC  step  down  sebagai  penurun  tegangan  dalam posisi arus tegangan sebesar 5V dan siap sebagai suplay daya.
2. Setelah  dapat  suplay  arus  tegangan  pastikan  Arduino  Nano indikator LED berkedip yang menandakan bahwa Arduino Nano telah mendapatkan suplay arus tegangan dari adaptor.
3. Setelah  itu  maka  LCD  akan  menyala  dan  mulai  menampilkan kalimat pembuka. Setiap sepuluh detik LCD akan  menampilkan tulisan  “ Automatic  Chiken  Feeder” selama  sepuluh  detik  lagi akan  menampilkan  tanggalan  dan  waktu  jam  selama  sepuluh detik bergantian seterusnya.
4. Lalu  Sensor  LDR  akan  mengirimkan  sinyal  ke  Arduino  Nano untuk mendeteksi adanya makanan atau tidak.
5. Jika  makanan  tidak  terdeteksi  maka relay makanan  akan menyala dan akan mengirimkan arus listrik pada motor DC Gear Box yang  akan  memutar auger  screw pendorong  makanan sampai adanya makanan yang tersedia di tempat pakan ayam lalu setelah itu relay makanan akan mati.
6. Kemudian  di  waktu  yang  bersamaan  Arduino  Nano  akan
mendeteksi  adanya  air  atau  tidak  di  penampungan  air  minum yang akan mengirimkan air ke nipple minum ayam.
7. Air minum akan selalu tersedia jika PDAM mengalir namun jika air di penampungan air minum kurang maka menandakan bahwa air  PDAM  berhenti  mengalir  (Mati  Air),  ini    menyebabkan Selenoid Valve menyala dan membukanan saluran air dari tendon ke  penampungan  air  minum  ayam.  Katup Selenoid  Valve akan terus membuka hingga kabel pendeteksi air  minum  yang berada di penampungan air minum ayam terendam air setelah itu katup Selenoid  Valve akan  menutup  dan  menghentikan  aliran  air  dari tandon ketempat penampungan air minum ayam
8. Arduino Nano akan membaca jam dan jika pembersihan kotoran ayam  sudah  memasuki  waktunya  maka  katup Selenoid  Valve pembersih  kotoran  ayam  akan  terbuka  dan  mengalirkan  air PDAM  ke  pipa  pembersih  dibagian  bawah  kandang  yang  akan menyiram  kotoran  ayam  dengan  air  PDAM.  Katup Selenoid Valve pembersih  kotoran  ayam  akan  terus  membuka  selama  2 sampai 3 menit kemudian akan menutup kembali.

## C. Pengujian Alat
Pengujian sistem berguna sebagai menguji coba dan mengetahui apakah  alat  sudah  bekerja  sesuai  dengan  spesifikasi  perencanaan yang telah direncanakan sebelumnya. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui  kerja  perangkat  keras  pada  masing  masing  rangkaian dapat  bekerja  dengan  baik  antara  lain  pengujian  rangkaian  Arduino Nano  dan  LDR  dengan Relay makanan  ayam,  minuman  ayam,  dan pembersih  kotoran  ayam,  pengujian  rangkaian  RTC  dengan Relay pembersih . Kemudian  data  hasil  pengujian  yang  diperoleh  nantinya akan dibahas untuk dijadikan dalam pengambilan kesimpulan.

## D. Pengujian Rangkaian Arduino Nano dengan Relay
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  apakah  arduino terhubung atau belum terhubung dengan alat yang dirancang. Untuk mengetahui  apakah  arduino  ini  berjalan  dengan  baik  maka  harus menjalankan  program  Arduino  IDE  terlebih  dahulu  dengan menggunakan  bahasa  C++.  Yang  harus  dilakukan  sebelum  proses running program adalah meng- upload program pada arduino nano.
E. Pengujian Rangkaian RTC dengan Relay Pembersih Pengujian  rangkaian  terhadap  RTC,  yaitu  pengujian  untuk menyalakan  relai  pembersih  di  saat  jam  RTC  memasuki  waktu pembersihan  yang  telah  ditetapkan.  Ini  dilakukan  agar  air  PDAM dapat  membersihkan  dapat  membersihkan  pada  bagian  bwah kandang pada waktu pembersihan yang telah di tetapkan .
Tabel 1 Pengujian Pada Makanan Ayam
No. Sensor  Makanan Ayam Volume Kondisi Hasil 1. LDR Tidak Terdeteksi kosong Relay Makanan Nyala Berhasil 2. LDR Terdeteksi Penuh Relay Makanan Mati Berhasil
Tabel 4.2 Pengujian Pada Minuman Ayam No. Arduino Nano Minuman Ayam Selenoid Value Volume Hasil 1. Terdeteksi Air PDAM Mengalir Air Tandon Mati Menyala Penuh Berhasil 2. Terdeteksi Air PDAM Mati Air Tandon Mengalir Menyala Penuh Berhasil

## V. PENUTUP
Dai hasil perancangan dan pengujian alat makan dan minum pada peternakan ayam petelur secara otomatis berbasis mikrokontroler dapat diambil kesimpulan yaitu:
1. Perancangan  sebuah  alat  tempat  pakan  dan  minum  ayam secara  otomatis  berjalan  sesuai  yang  diharapkan  dengan terhubungnya  Arduino  nano  dengan relay pakan, relay minum dan relay pembersih kotoran ayam.
2. Perancangan proses perwaktuan dalam pemberian pakan dan minum  ayam  menggunakan  Arduino  Nano  menghasilkan waktu yang sesuai dengan yang diharapkan.
Dari  hasil  penelitian    yang  penulis  kerjakan  ini  masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan untuk pengembangan  lebih  lanjut.  Oleh  karenanya  penulis  merasa  perlu untuk memberi saran-saran sebagai berikut :
1. Perlu dilakukan kembali, perancangan pada sistem Hardware agar  proses  penyaluran  pakan  dari auger  screw sampai menuju tiap kandang berjalan dengan baik dan sesuai.
2. Diharapkan  tempat  pemberi  makanan  ayam  yang  lebih modern lagi dari yang sebelumnya.

## R EFERENSI
[1] A. D. P. Putra, “Otomatisasi Tempat Makan Dan Minum Burung Berbasis Mikrokontroler Board Arduino Dan GSM 900,” vol. 2018, no. Senadi, 2018.
[2] M. Yohanna, D. Tri, and N. Lumban, “Rancang Bangun Sistem Pemberian Pakan dan Minum Ayam Secara Otomatis,” vol. 4, pp. 305–314, 2018.
[3] A. K. Pradiptya, “Prototipe Sistem Otomasi Pemberian Makan Dan Minum Pada kandang Ayam Menggunakan PLC Dengan Monitoring HMI,” 2018.
[4] T. Setiawati, R. Afnan, and N. Ulupi, “Performa Produksi dan Kualitas Telur Ayam Petelur pada Sistem Litter dan Cage dengan Suhu Kandang Berbeda,” J. Ilmu Produksi dan Teknol. Has. Peternak. , vol. 04, no. 1, pp. 197–203, 2016.
[5] R. H. Sudhan, M. G. Kumar, A. U. Prakash, S. A. N. U. R. Devi, and P. Sathiya, “ARDUINO ATMEGA-328,” vol. 3, no. 4, pp. 27– 29, 2015.
[6] R. Electronics, “Relay Board 4 Channel 5v,” no. l, pp. 5–7.
[7] U. S. Utara, “Rossum’s Universal Robots ).,” 2011.
[8] E. Rismawan, S. Sulistiyanti, and A. Trisanto, “RANCANG

## BANGUN PROTOTYPE PENJEMUR PAKAIAN OTOMATIS
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535,” vol. 1, no. 1, pp. 49–57, 2012.