## PERANCANGAN SISTEM PENGONTROLAN TEMPERATUR PADA ALAT PENETAS TELUR OTOMATIS
Mardian Peslinof * , M. Ficky Afrianto, Suparman, Samsidar Fisika, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Jambi, Jl. Jambi-Ma.Bulian KM 15 , Jambi, 36361, Indonesia * e-mail: mardianpeslinof@gmail.com

## ABSTRAK
Telah dilakukan perancangan sistem pengontrolan temperatur pada alat penetas telur otomatis. Cara kerja dari sistem ini yaitu apabila sistem ini dihidupkan maka lampu pijar sebagai sumber  pemanas akan menyala dan sensor DHT11 akan mendeteksi temperatur  pada alat penetas, apabila temperatur yang terukur telah mencapai temperatur yang diinginkan maka lampu akan mati. Agar temperatur pada alat penetas merata, maka digunakan 2 buah kipas. Kipas yang pertama arah nya kedalam yang berfungsi untuk menyebarkan panas, dan kipas yang kedua arahnya keluar yang berfungsi untuk membuang panas ketika temperatur yang diukur berlebih. Untuk mengatur sistem pada alat penetas ini sesuai dengan cara kerja yang diinginkan maka ditanamkan program pada arduino nano yang hasil nya akan ditampilkan pada LCD. Dari hasil pengujian, kestabilan sistem nilainya berkisar antara 370C dan 400C dari temperatur yang ditetapkan yaitu 380C. Persentase ketepatan rata-rata dari sistem adalah 99,99%. Ketelitian rata-rata dari sistem pengontrolan adalah 0,9975.
Kata Kunci : Pengontrolan;  Temperatur;  DHT11;  Penetas telur otomatis.

## ABSTRACT
[Title:  Design  Of  Temperature  Control  System  On  Automatic  Egg  Incubators] A  temperature  control  system  has  been designed in the automatic egg incubator. This system worked when the system turned on then the incandescen lamp as a heating source will light  up  and  the  DHT11  sensor  will  detect  the  temperature  of  the  incubator,  when  the  measured  temperature  has  reached  the  disposed temperature then the lamp will turn off. This would make the temperature of incubator evenly distributed. In this system there are two fans. The first one was in the direction that serves to spread heat, and the second fan was out which function to dissipate heat when the measured temperature was excessive. To set the system on the incubator also be equipped by the program in Arduino Uno and the results of the program will displayed on the LCD. The results of the test showed the stability of the system ranges betweet 37°C and 40°C from the set temperature of 38°C. the percentage of the average accuracy of the system was 99,99%. The average accuracy of the control system was 0,9975.
Keywords: Control; Temperature; DHT11;  Automatic egg incubator

## PENDAHULUAN
Alat  penetas  telur  merupakan  salah  satu aplikasi dari perkembangan ilmu dan teknologi. Alat penetas  telur  ini  dibuat  dengan  cara  mencontoh proses  pengereman  secara  alamiah  yang  dilakukan induk  ayam.  Salah  satu  faktor  penting  pada  alat penetas  telur  adalah  suhu.  Suhu  berperan  penting untuk  menentukan  kesuksesan  hasil  tetasan  telur. Suhu  ideal  untuk  penetasan  telur  ayam  berkisar antara  36°C  -  40°C  atau  dapat  diseragamkan  pada suhu  antara  37°C  -  39°C  (Larasati,  2019).  Pada umumnya  mesin  penetas  yang  ada  sekarang  ini masih  menggunakan  yang  manual  dan  suhu  nya kurang merata dimana hanya bergantung pada panas yang  dihasilkan  oleh  lampu  pijar.  Penetasan  telur jika dilakukan secara manual maka harus melakukan pemindahan  telur  secara  manual,  memantau
keadaan  suhu  yang  ditetapkan  perjam  atau mensetting suhu yang diharapkan dengan melakukan percobaan  berkali-kali.  Oleh  karena  itu  diperlukan dukungan  teknologi  yang  dapat  mempermudah dalam  penetasan  telur,  yaitu  dengan  menggunakan alat  penetas  telur  otomatis.  Dengan  menggunakan alat  penetas  telur  yang  otomatis  maka  peternak hanya  memerlukan  waktu  sekali  saja  untuk meletakkan  telur  dan  alat  secara  otomatis  bekerja sampai  telur  menetas.  Alat  penetas  telur  otomatis seharusnya  bisa  menetaskan  telur  secara  maksimal. Agar  bisa  mengerami  telur  secara  maksimal  maka suhu  pada  alat  tersebut  harus  diatur  sesuai  dengan suhu penetasan apabila dilakukan secara alamiah. Di dalam  tempat  penetasan  telur,  suhu  harus  tersebar secara  merata  agar  semua  telur  akan  mendapatkan suhu  yang  sama  (Nusyirwan,  2019).  Supaya  panas
pada  alat  penetas  telur  mempunyai  suhu  yang merata, maka perlu diperhatika posisi pemanas dan pendingin  pada  alat.  Posisi  pemanas  dengan pendingin  atau  untuk  sirkulasi  udara  sangat berpengaruh  pada  mekanisme  pendistribusian  suhu di  dalam  ruangan  supaya  merata  dan  stabil (Setyaningsih, 2019).
Beberapa  penelitian  telah  dilakukan  terhadap pengaturan  suhu  pada  alat  penetas  telur  otomatis. Dini  ismawati  membuat  alat  penetas  telur menggunakan  model  kendali  fuzzy,  penelitian  ini fokus  pada  pengaruh  dari  jumlah  membership function yang digunakan untuk kendali suhu ruangan alat  penetas.  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  (Ismawati,  2017).  Pada  penelitian  yang dilakukan  Rataq  yaitu  untuk  menjaga  suhu  didalam mesin  penetas  telur  tetap  stabil  sesuai  dengan temperatur yang dibutuhkan pada proses penetasan. Mengunakan bahasa pemograman C dan mempergunakan sensor suhu yang akan mendeteksi suhu  didalam  inkubator.  Apabila  suhu  mencapai suhu  dibawah  38,30C,  maka  mikrokontroller  akan menerikan  perintah  kepada  mesin  pengerak,  dan begitu  juga  sebaliknya  apabila  suhu  berada  diatas suhu  maksimal  40.50C  (Ratang,  2013).  Penelitian yang dilakukan Laksono menjelaskan sebuah aplikasi sistem  pengendalian  suhu  dengan  sistem  putar (turning)  pada  mesin  penetas  telur  sehingga  telur dapat  menetas  secara  bersamaan.  Sistem  putar  ini bertujuan  untuk  menghindari  embrio  yang menempel  pada  kulit  telur.  Mikrokontroller  akan mendeteksi  suhu  untuk  mengatur  kerja  dari  lampu pijar  sebagai  penghasil  panas  dan  kipas  untuk mengeluarkan  panas  apabila  sudah  diatas  suhu maksimal (Laksono, 2016)
Pada  penelitian  ini  dibuat  sebuah  alat  penetas telur  yang  bertujuan  untuk  menstabilkan  dan menyebarkan  suhu  secara  merata.  Pengaturan  suhu ini  dilakukan  dengan  cara  melakukan  pengontrolan terhadap  temperatur  secara  otomatis  pada  sistem. Pengontrolan  temperatur  menggunakan  sensor DHT11  dan  pemanas  dari  lampu  pijar  serta  kipas angin. Untuk mengatur sistem pada alat penetas ini sesuai  dengan  cara  kerja  yang  diinginkan  maka ditanamkan  program  pada  arduino  nano  yang  hasil nya akan ditampilkan pada LCD.

## METODE PENELITIAN
Dalam  melaksanakan  penelitian  ini  peralatan yang  digunakan  terdiri  dari  multimeter  digital, termometer  digital,  dan  stopwatch.  Multimeter
digital digunakan untuk mengukur nilai komponen. Termometer  digital  digunakan  sebagai  alat  ukur standar mengukur teremperatur. Stopwatch dipakai untuk  menentukan  waktu.  Bahan  yang  digunakan yaitu adalah wadah penetas telur, lampu pijar, relay, sensor DHT11, kipas, dan Arduino nano. . Variabel  penelitian  adalah  segala  sesuatu  yang akan  menjadi  objek  penelitian  atau  faktor-faktor yang  berperan  penting  dalam  peristiwa  atau  gejala yang akan diteliti. Variabel penelitian ini terdiri dari tiga  variabel  yaitu  variabel  bebas,  variabel  terikat dan  variabel  kontrol.  Variabel  bebasnya  berupa temperatur,  sedangkan  variabel  terikat  adalah Lampu pijar dan kipas. Untuk variabel kontrol yaitu nilai temperatur yang terukur oleh DHT11 Prosedur  yang  dilakukan  dalam  perancangan ini  yaitu  membuat  alat  penetas  telur  otomatis kemudian melakukan pengontrolan temperatur dan mengambil data ketepatan, ketelitian, dan kestabilan dari  sistem.  Secara  umum  blok  diagram  sistem secara keseluruhan seperti Gambar 1.
Gambar 1. Desain Sistem Pengontrolan
Gambar  1  memperlihatkan  desain  sistem pengontrolan  temperatur  alat  penetas  telur otomatis.  Pengontrolan  temperatur  diatur  dengan menggunakan  program  yang  ditanamkan  pada Arduino  Nano  dengan  memasukkan  referensi  atau nilai  temperatur  yang  diinginkan.  Apabila  sistem dihidupkan  maka  relay  1  akan  ON,  dimana  lampu pijar dan kipas arah kedalam akan hidup. Jika sistem telah  mencapai  temperstur  referensi  maka  relay  1 akan  OFF  dan  relay  2  akan  ON,  dan  apabila temperatur telah melebihi nilai referensi maka relay 2 akan OFF dan relay 1 akan ON. Temperatur yang dibaca  pada  Arduino  nano  dideteksi  oleh  sensor DHT11  yang  hasilnya  ditampilkan  pada  LCD. Perancangan  dari  sistem  pengontrolan  ini  terdiri dari  perancangan  perangkat  keras  dan  perancangan perangkat  lunak.  Perangkat  lunak  dari  sistem pengontrolan  temperatur  ini  sudah  tergambar  dari diagram pada Gambar 1. Jadi program yang dibuat mengikuti desain sistem pengontrolan. Perancangan
perangkat  keras  dari  sistem  dibuat  seperti  kotak, yang detailnya seperti Gambar 2.
Gambar 2. Rancangan Perangkat keras sistem
Gambar  2  memperlihatkan  rancangan  dari perangkat keras sistem. Rancangan perangkat keras menggambarkan bentuk dari alat penetas telur yang dibuat. Alat penetas telur ini dibuat dua tingkat yang bertumpu  pada  tiang  penyanggah  pada  dinding samping kotak. Sebagai sumber pemanas adalah dua buah  lampu  pijar  yang  terletak  pada  bagian  atas. Pada  bagian  belakang  terdapat  dua  buah  kipas, dimana  kipas  yang  pertama  arahnya  kedalam  dan kipas  kedua  arahnya  keluar.  Pada  bagian  atas terdapat  tempat  komponen  elektronika,  sedangkan sensor  terdapat  didalam  kotak  yaitu  pada  tiang penyanggah rak.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat  yang  sudah  dibuat  dengan  sedemikian rupa  disusun  dan  dirangkai  dengan  kebutuhan  yang ada.  Alat  penetas  telur  terbuat  dari  triplek  dengan ukuran  70x40x50  cm.  Alat  penetas  telur  ini  dapat menetaskan telur sebanyak 120 butir telur, dengan rak  telur  yang  dibuat  dua  tingkat.  Bentuk  alat penetas telur otomatis yang dilakukan pengontrolan temperatur seperti Gambar 3.
Gambar 3. Sistem Pengontrolan Temperatur Pada Alat Penetas Telur
Gambar 3 memperlihatkan hasil dari rancangan sistem  pengontrolan  temperatur  pada  alat  penetas telur.  Alat  Penetas  telur  ini  berbentuk  kotak  yang terbuat dari bahan triplek. Pada Gambar (a) terlihat kondisi  didalam  wadah  penetas  telur.  Di  dalam
kotak itu ad arak telur, dimana rak telur ini terdiri dari  dua  tingkat  dengan  kapasitas  120  butir  telur. Pada  dinding  sebelah  atas  terdapat  dua  buah  lampu pijar  sebagai  sumber  pemanas,  dan  pada  dinding bagian  belakang  terdapat  dua  buah  kipas  yang  arah kipas nya berbeda. Wadah tempat air untuk menjaga kelembaban  ruangan  terdapat  pada  bagian  bawah. Sensor  DHT11  ditempatkan  pada  tiang  penyangga rak telur. Pada Gambar 3 (b), yaitu pada bagian atas luar  dari  pada  ditempatkan  komponen  elktronika dari  sistem.  Rangkaian  komponen  elektronika  pada sistem  ini  secara  umum  terdiri  dari  rangkaian  catu daya, relay, Arduino nano, dan LCD.
Alat penetas telur otomatis. Dimana pada alat tersebut  terdapat  suatu  sistem  untuk  pengontrolan temperatur.  Pengontrolan  temperatur  dilakukan oleh  sensor  DHT11  dan  heater.  Wadah  penetas telur  dipanaskan  oleh  heater.  Heater  akan  mati apabila panas dalam wadah telah mencapai set poin yang  diinginkan  yaitu  380C.  Heater  diletakkan  di luar  dengan  wadah  tertutup  yang  terhubung kedalam  wadah.  Kipas  akan  menyerap  panas  dari heater dan menyebarkan kedalam wadah.
Apabila  sistem  dihidupkan  maka  bola  lampu dan kipas akan hidup. Bola lampu berfungsi sebagai sumber  pemanas,  sedangkan  kipas  berfunsi  untuk menyebarkan  panas.  Panas  yang  disebarkan  oleh kipas  pada  ruangan  wadah  akan  menyebabkan perpindahan  panas.  Perpindahan  panas  merupakan perpindahan energi dalam bentuk panas yang terjadi karena adanya perbedaan suhu di antara benda atau material. Dalam proses perpindahan energi tersebut tentu ada kecepatan perpindahan panas yang terjadi, atau  yang  lebih  dikenal  dengan  laju  perpindahan panas.  Ada  dua  bentuk  mekanisme  perpindahan panas  pada  sistem  ini  yaitu  perpindahan  secara konduksi dan perpindahan secara konveksi.
Konduksi,  merupakan  perpindahan  panas  dari partikel  yang  lebih  berenergi  ke  partikel  yang kurang berenergi yang saling berdekatan dari sebuah bahan  karena  interaksi  antara  partikel  tersebut. Rumusan  persamaan  untuk  laju  perpindahan  panas secara konduksi adalah:
( ) W x T kA q = (1)
dengan  q  sebagai  laju  perpindahan  panas konduksi, ∂ T/ ∂ x  sebagai  gradient  suhu  ke  arah perpindahan  panas,  k  sebagai  konduktivitas  atau kehantaran  termal  benda  dengan  tanda  minus menunjukkan  aliran  kalor  ke  tempat  yang bertemperatur  lebih  rendah,  dan  A  sebagai  luas permukaan  yang  mengalami  perpindahan  panas tersebut Konveksi,  merupakan  perpindahan  panas antara  permukaan  solid  dan  berdekatan  dengan
fluida  yang  bergerak  atau  mengalir,  dan  itu melibatkan  pengaruh  konduksi  dan  aliran  fluida. Rumusan  persamaan  untuk  meramalkan  laju perpindahan panas secara konveksi adalah:
( )( ) W T Ts hA q = (2)
dengan  q  sebagai  laju  perpindahan  panas konveksi,  h  sebagai  koefisien  perpindahan-kalor konveksi, A sebagai luas permukaan yang mengalami perpindahan  panas,  Ts  sebagai  temperatur permukaan  benda  solid  yang  dilalui  fluida  yang mengalir,  T ∞ sebagai  temperatur  fluida  yang mengalir  berdekatan  dengan  permukaan  benda solid.
Penyelidikan  yang  dilakukan  pada  sistem pengontrolan temperatur pada alat penetas telur ini yaitu  menyelediki  ketepatan,  ketelitian  dan kestabilan  dari  sistem.  Ketepatan    (accuracy) merupakan  tingkat  kesesuian  atau  dekatnya  suatu hasil  pengukuran  terhadap  harga  sebenarnya. Ketepatan  dari  sistem  dapat  ditentukan  dari persentase kesalahan antara nilai aktual dengan nilai yang terlihat. Persentase kesalahan dapat ditentukan dari persamaan (3).

## Persentase kesalahan
(3)
dimana;    Yn  =  Nilai  sebenarnya  dan  Xn    = Nilai  yang  terbaca  pada  alat  ukur.  Jadi  pada  sistem kita  lakukan  pengukuran  langsung  terhadap temperatur  yang  divariasikan  dan  membandingkan temperatur  yang  terbaca  pada  LCD  dengan  hasil pada  termomemeter  digital.  Data  yang  didapatkan seperti Tabel 1.
Tabel 1. Ketepatan Sistem Pengontrolan
Dari  tabel  1  didapatkan  data  ketepatan  dari sistem.  Dari  data  yang  ada  maka  didapatkan kesalahan  rata-rata  dari  sitem  adalah  0,01%.
Persentase  ketepatan  rata-rata  yang  didapatkan adalah  99,99%.  Dari  hasil  persentase  rata-rata tersebut  maka  dikan  sistem  ini  memiliki  nilai ketepatan yang sangat baik.
Ketelitian  yaitu  tingkat  kesamaan  data  yang dilakukan  secara  berulang.  Ketelitian  dapat diekspresikan  dalam  bentuk  matematika  sebagai berikut:
(4 )
dimana; Xn = nilai dari pengukuran ke n dan Xn = rata-rata  dari  set  n  pengukuran.  Ketelitian  dari sistem  pengontrolan  ditentukan  dengan  melakukan pengukuran secara berulang sebanyak 10 kali dengan beberapa  variasi  temperaturnya  Berdasarkan  data pengukuran berulang diperoleh hasil analitis statistik seperti pada Tabel 2.
Tabel 2. Data Ketelitian Pengontrolan
Dari  hasil  analisis  data  pada  Tabel  2  dapat dijelaskan  bahwa  tingkat  ketelitian  dari  sistem pengontrolan  temperatur  pada  alat  penetas  telur berkisar  antara  0,9974  sampai  0,9979.  Ketelitian rata-rata  dari  sistem  pengontrolan  adalah  0,9975. Kesalahan  rata-rata  dari  ketelitian  sistem pengontrolan  ini  adalah  0,0025.  Berarti  ketelitian dari sistem termasuk tinggi.
Kestabilan  dari  pengontrolan  sistem  yaitu kemampuan sistem untuk mempertahankan kondisi yang  telah  ditetapkan.  Temperatur  yang  ditetapkan pada alat penetas telur ini yaitu 380C. Ketika sistem dihidupkan  maka  bola  lampu  dan  kipas  kedalam akan  hidup,  apabila  sistem  telah  mencapai temperatur  Heater  akan  mengontrol  temperatur dengan  cara  mematikan  heater  apabila  telah mencapai  temperatur  380C  maka  bola  lampu  dan kipas kedalam akan mati. Waktu yang diambil untuk kestabilan  sistem  ini  dimulai  ketika  sistem  dalam posisi  sesuai  dengan  temperatur  yang  ditetapkan yaitu 380C. Keadaan kestabilan pengontrolan sesuai waktu dapat dilihat pada Gambar 4.
% 100 × = Yn Xn Yn Xn n X Xn ecision = 1 Pr
Gambar 4. Kestabilan Pengontrolan Untuk Set Poin
38 0 C
Pada  gambar  4  kestabilan  temperatur berdasarkan  waktu  dengan  set  poin  yang  diminta yaitu 380C bervariasi antara empat nilai yaitu 370C, 380C,  390C,  dan  400C.  Nilai  rata-rata  kestabilan dalam  selang  waktu  5  menit  selama  2  jam  adalah 38,330C.  Nilai  rata-rata  yang  hampir  sama  dengan set  poin  menandakan  penyimpangan  kecil, kestabilan dari sistem baik.

## KESIMPULAN
Dalam  perancangan  sistem  pengontrolan temperatur  pada  alat  penetas  telur  terdiri  dari perancangan  perangkat  keras  dan  perancangan perangkat  lunak.  Perangkat  keras  dari  sistem mempunyai  beberapa  bagian  yaitu  kotak  tempat penetasan  telur  dan  rangkaian  elektronika. Perangkat  lunak  dari  sistem  yaitu  program  yang ditanamkan  pada  Arduino  nano.  Desain  program yang  dibuat  yaitu  apabila  sistem  dihidupkan  maka lampu pijar dan kipas arah kedalam akan hidup. Jika sistem  telah  mencapai  temperatur  yang  ditetapkan maka  lampu  dan  kipas  arah  kedalam  akan  mati  dan kipas  arah  keluar  akan  hidup.  Temperatur  yang dibaca  pada  Arduino  nano  dideteksi  oleh  sensor DHT11  yang  hasilnya  ditampilkan  pada  LCD. Ketepatan  sistem  baik  dengan  persentase  ketepatan rata-rata adalah 99,99%. Ketelitian dari sistem juga tinggi  yaitu  didapatkan  kesalahan  rata-rata  dari ketelitian  sistem  pengontrolan  ini  adalah  0,0025. Ketelitian rata-rata dari sistem pengontrolan adalah 0,9975.  Kestabilan  sistem  dengan  set  point  yaitu 380C  bervariasi  antara  empat  nilai  yaitu  370C, 380C, 390C, dan 400C.

## DAFTAR PUSTAKA
D.  Nusyirwan,  M.  farudin,  dan  P.  Perdana,  2019,
Perancangan  Purwarupa  Pengatur  Suhu Otomatis  Pada  Inkubator  Penetasan Telur  Ayam  Menggunakan  Arduino  Uno dan Sensor Suhu IC LM35, Jurnal Aplikasi
Sains dan Teknologi , 3(1), 2019, page 60- 72
D. Ismawati, D. Syauqy, dan B. H. Prasetio. 2017. Perbandingan  Jumlah  Membership  Dan Model  FuzzyTerhadap  Perubahan  Suhu Pada Inkubator Penetas Telur. J. Pengemb.
Teknol.  Inf.  dan  Ilmu  Komput .,  1(6)  476–
485
I. Larasati, N. Y. Dwi Setyaningsih, and M. Iqbal, . 2019.  Rancang  Bangun  Sistem  Kendali Suhu  Pada  Penetas  Telur  Ayam  Berbasis Java  Menggunakan  Fuzzy  Logic  Control. Simetris  J.  Tek.  Mesin,  Elektro  dan  Ilmu Komput ., 10 (1) 127–134.
Laksono,  A.  B.,  Bachri,  A.,  and  Sukin.  2016. Rancang  bangun  otomatisasi  mesin penetas  telur  sistem  turning  berbasis mikrokontroler  ATMEGA  328,  Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla, Vol 1, No 2.
N.  Y.  D.  Setyaningsih.  2019.  Optimalisasi  Posisi Heater  dan  Cooler  Terhadap  Perubahan Kondisi  Suhu  pada  Inkubator  Tetas Penetas  telur, Jurnal  SIMETRIS Vol.  10 No.1 April 2019
Ratag,  C.C.,  2013.    Simulasi  sistem  pengontrol suhu  pada  mesin  pentas  telur  berbasis mikrokontroller AT59C52, Jurnal
Teknologi Informasi , 19 (2) 148–158