## Uji Kinerja Sistem Pemberi Vitamin untuk Industri Peternakan Ayam
1 Galih Setyawan *) , 1 Muhamad Ardiansah & 1 Imam Fahrurrozi
1 Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada
*) galih.setyawan@ugm.ac.id

## Abstrak
Telah dilakukan penelitian mengenai uji kinerja sistem pemberian vitamin untuk industri peternakan ayam.  Penelitian  ini  dilatarbelakangi  oleh  keinginan  penulis  untuk  mengembangkan  alat-alat pendukung di bidang peternakan ayam. Salah satu alat yang dapat dikembangkan adalah mengenai alat  pemberian  vitamin  ayam  secara  otomatis.  Prinsip  kerja  sistem  ini,  vitamin  akan  dicampurkan pada tempat minum ayam dengan perbandingan yang telah ditentukan. Pada tahap awal penelitian ini  masih  berfokus  pada  hasil  kalibrasi  pembacaan  nilai  volume.  Kalibrasi  sendiri  dapat  dikatakan sebagai kegiatan membandingkan alat uji dengan alat standar. Dalam hal ini alat uji yang digunakan adalah  dua  buah waterflow  sensor yang  diatur  sehingga  dapat  menunjukkan  ukuran  volume  yang diinginkan.  Satu waterflow  sensor digunakan  untuk  menentukan  volume  air,  sedangkan waterflow sensor yang  lainnya  digunakan  untuk  menentukan  volume  vitamin.  Kemudian  alat  standar  yang digunakan pada penelitian ini adalah gelas ukur. Hasil yang diperoleh menunjukkan nilai yang sangat baik yaitu dengan nilai akurasi dan presisi kedua sensor mencapai lebih dari 99%.  Hasil pembacaan serta  nilai  ketidakpastian repeatability untuk  sensor  pertama  dan  kedua  secara  berurutan  adalah sebesar (503.90 ± 0.55)𝑚𝐿 dan (504.10 ± 0.62)𝑚𝐿 .
Kata Kunci :  peternakan, waterflow sensor, uji volume, kalibrasi

## 1 Pendahuluan
Industri  peternakan  ayam  berkembang  secara  cepat  sejalan  dengan  semakin  tinggi konsumsi  telur  maupun  daging  ayam  di  masyarakat.  Industri  peternakan  ayam  tentunya membutuhkan alat-alat pendukung untuk keberlangsungan kegiatan peternakan tersebut. Dari alat pemberi pakan, alat pemberi minuman, pengatur suhu ruangan, penerangan dan lainnya. Dari semua alat itu dapat dijalankan dengan cara manual (konvensional) maupun secara  otomatis.  Contoh  kegiatan  yang  dilakukan  secara  konvensional  adalah  memberi makan  dengan  cara  menaburkan  pakan  di  sepanjang  kandang,  kemudian  berpindah  ke kandang  lainnya  (kasus  ayam  petelur)  [1].  Biasanya  alat  pendukung  yang  dapat  berjalan secara  otomatis  mempunyai  harga  yang  cukup  tinggi.  Penulis  berkeinginan  untuk mengembangkan alat-alat pendukung di bidang peternakan tersebut. Salah satunya adalah alat pemberi vitamin secara otomatis. Dengan adanya kemajuan teknologi diharapkan kerja peternak semakin efektif dan efisien [2].
Pemberian  vitamin  pada  ayam  sangat  diperlukan  untuk  menjaga  kebugaran  dari  ayam tersebut, sehingga ayam tetap sehat. Biasanya vitamin diberikan dengan cara manual oleh pengelola  kandang.  Pengembangan  alat  pemberi  vitamin  sangat  diperlukan  agar mendukung sistem kerja industri peternakan menuju yang lebih baik. Dalam penelitian  ini akan  dibatasi  dulu  dalam  pengujian  kalibrasi  pembacaan  nilai  volume.  Kalibrasi  sendiri adalah  kegiatan  membandingkan  alat  uji  dengan  alat  yang  sudah  standar.  Alat  uji  yang digunakan  adalah waterflow  sensor yang  ditunjukkan  pada  Gambar  1,  sedangkan  alat standar  yang  digunakan  adalah  gelas  ukur  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  2. Waterflow sensor di  dalamnya  terdiri  dari  rotor  dan  juga  sensor hall  effect .  Rotor  dapat  bergerak
ketika  ada  suatu  aliran  air  yang  mengalir,  sedangkan  prinsip  utama  kerja  dari  sensor  ini adalah dengan memanfaatkan sensor hall effect [3] .
Gambar 1. Waterflow sensor
Gambar 2. Gelas ukur kapasitas 1000 mL
Solenoid  Valve juga  digunakan  dalam  penelitian  (ditunjukkan  pada  Gambar  3),  secara umum valve ini mempunyai dua saluran. Saluran yang pertama adalah untuk masukan zat cair  dan  saluran  lainnya  untuk  keluaran.  Prinsip  kerja  dari solenoid  valve adalah  sama dengan prinsip buka tutup kran, namun di valve ini buka tutup diatur dengan tegangan DC [3]. Mikrokontroler yang digunakan dalam penelitian ini adalah ATmega328 dengan papan pengembang Arduino Uno R3. Spesifikasi detail ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Arduino Uno R3 [4] No. Detail Arduino Uno R3 Keterangan 1 Mikrokontroller ATmega328 2 Tegangan operasi 5V (Tegangan input yang disarankan 7-12 V)
3 Batas tegangan input 6-20 V 4 Jumlah pin I/O digital
14
5 Jumlah pin analog
6 6 Arus DC tiap pin I/O 40 mA
7 Arus DC untuk pin 3.3 V 50 mA 8 SRAM 2kB 9 EEPROM 1kB 10  Clock speed 16 MHz
Gambar 3. Solenoid valve

## 2 Metode
Alat  dan  bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  terdiri  dari  tandon  air  dan  vitamin, pompa  air, solenoid  valve,  relay,  waterflow  sensor ,  wadah  penampung  serta mikrokontrolernya menggunakan papan pengembang Arduino Uno R3. Keseluruhan sistem kerja digambarkan melalui blok diagram kerja sistem pada gambar 4.
Gambar 4. Blok diagram kerja sistem
Dari  gambar  4  dapat  ditunjukkan  bahwa  sistem  terdiri  dari  dua  bagian.  Bagian  pertama adalah  untuk  distribusi  air  dan  bagian  lainnya  untuk  distribusi  vitamin.  Keduanya  akan bercampur  menjadi  satu  di  bagian  wadah  penampung.  Pompa  digunakan  untuk mempercepat  aliran  dari  tandon  air  maupun  tandon  vitamin.  Hal  ini  dipertimbangkan karena  jika  tidak  menggunakan  pompa  maka  aliran  akan  sangat  lambat  sehingga  tidak terbaca  oleh waterflow  sensor. Jalannya  sistem  adalah  dengan  cara  mengatur  batas volume diprogram sejumlah 500 mL pada masing-masing waterflow sensor . Ketika volume sudah mencapai batas setting program 500 mL maka pompa dan solenoid valve akan tidak aktif ( off ).  Perlu diperhatikan bahwa peneliti harus mempertimbangkan  system dari waktu respon solenoid  valve ketika  membuka  dan  menutup . Jika  tidak  diatur,  memungkinkan hasil  akan  menyimpang  jauh  dari  setting  program  yang  ditentukan  sehingga  akan  lebih banyak  nilai  errornya.  Kemudian  kalibrasi  dilakukan  dengan  cara  membandingkan  hasil masing-masing  keluaran  volume  dari  kedua  jalur  distribusi  yang  tertampung  pada  suatu wadah  (dalam  hal  ini  dihitung  sebelum  tercampur  di  wadah  penampung)  dengan  gelas ukur. Detail pengujian ditunjukkan pada Gambar 5 dan gambar real alat ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 5. Diagram alir penelitian
Gambar 6. Keseluruhan rangkaian alat 50ystem pemberi vitamin
Persamaan-persamaan yang digunakan dalam menganalisis hasil data ditunjukkan berikut:
%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = |𝑆𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 − 𝑈𝑗𝑖| 𝑆𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 × 100% (1) 𝐴𝑘𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖 = 100% − %𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 (2) %𝐾𝑜𝑒𝑣𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎𝑠𝑖 (𝐾𝑉) = ∆𝑋 𝑋̅ × 100% (3)
dengan ∆𝑋 adalah standar deviasi dan 𝑋̅ adalah rata-rata variabel X
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑖 = 100% − %𝐾𝑉 (4) 𝐾𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘𝑝𝑎𝑠𝑡𝑖𝑎𝑛 𝑅𝑒𝑝𝑒𝑎𝑡𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡𝑦 = ∆𝑋 √𝑛 (5)
dengan n adalah jumlah data

## 3 Hasil
Hasil  penelitian  ditunjukkan  pada  Tabel  2  bahwa  nilai  standar  yang  ditentukan  adalah sebesar  500  mL.  Kemudian  proses  kalibrasi  dilakukan  dengan  membandingkan  hasil standar  dan  sensor.  Terlihat  masing-masing  sensor  menunjukkan  perbedaan  dalam  nilai rata-rata  dan  standar  deviasi  (sebaran  nilai  data)  walaupun  tidak  terlalu  jauh  selisihnya. Detail analisis data ditunjukkan pada Gambar 7 dan Tabel 3.
Tabel 2. Hasil Pengambilan Data Penelitian DATA HASIL KALIBRASI Pengukuran Ke Hasil Pembacaan (mL) Standard Sensor 1 Sensor 2 1 500 503 508 2 500 502 502 3 500 505 502 4 500 502 503 5 500 503 504 6 500 507 502 7 500 506 505 8 500 505 505 9 500 503 504 10 500 503 506 Rata-rata 500 503.9 504.1 Standar Deviasi 0 1.729 1.969
Gambar 7. Grafik perbandingan perulangan pengukuran vs niai koreksinya
Tabel 3. Analisis nilai error dan akurasi sensor Pengukuran ke Error S1 (%) Error S2 (%) Akurasi S1(%) Akurasi S2 (%) 1 0.006 0.016 99.994 99.984 2 0.004 0.004 99.996 99.996 3 0.01 0.004 99.99 99.996 4 0.004 0.006 99.996 99.994 5 0.006 0.008 99.994 99.992 6 0.014 0.004 99.986 99.996 7 0.012 0.01 99.988 99.99 8 0.01 0.01 99.99 99.99 9 0.006 0.008 99.994 99.992 10 0.006 0.012 99.994 99.988 Rata-Rata 0.0078 0.0082 99.99 99.99
Dari Gambar 7 ditunjukkan bahwa nilai koreksi yang paling tinggi ada pada sensor 2 yaitu mencapai 8 mL, sedangkan yang terendah hanya 2 mL saja. Selanjutnya hasil pengolahan data pada Tabel 3 memperlihatkan juga bahwa nilai akurasi kedua sensor sangat baik yaitu mencapai  lebih  dari  99%,  begitu  juga  untuk  nilai  presisi  yang  ditunjukkan  pada  Tabel  4. Nilai  presisi  juga  menunjukkan  nilai  lebih  dari  99%.  Akurasi  didapatkan  dari  hasil perhitungan menggunakan persamaan 2 yang berkaitan dengan error . Error dapat muncul karena  berbagai  macam  sebab,  bisa  dikarenakan  dari  kondisi  lingkungan,  proses pengambilan data, personil yang melakukan pengambilan data [5].
Tabel 4. Nilai presisi sensor SENSOR KE NILAI Presisi S1 (%) U repeat 1 99.99 0.55 2 99.99 0.62
Nilai  akurasi  menunjukkan  ketepatan  hasil  pengukuran  dengan  nilai  sebenarnya, sedangkan presisi berkaitan dengan seberapa dekat hasil ukur (dengan kondisi yang sama) jika dilakukan perulangan pengambilan data. Artinya dengan prosedur yang sama, alat yang sama, kondisi yang sama, lokasi yang  sama dan dilakukan dalam waktu yang berdekatan [5]. Kemudian untuk nilai ketidakpastian perulangan menunjukkan selisih yang kecil juga. Terlihat  sensor  1  mempunyai  nilai  ketidakpasian  perulangannya  yang  lebih  kecil dibandingkan dengan sensor 2.  Menurut Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM) ketidakpastian  pengukuran  sebenarnya  menjelaskan  mengenai  nilai  yang  terdapat  dalam rentang  suatu  hasil  ukur  [6].  Hasil  pengukuran  yang  disertai  dengan  nilai  ketidakpastian tentunya  akan  memiliki  nilai  pengukuran  yang  lebih  terpercaya  [7].  Dari  keseluruhan pengolahan data, dapat dilaporkan hasil rata-rata Volume setiap sensor adalah
1. Waterflow sensor 1: (𝟓𝟎𝟑. 𝟗𝟎 ± 𝟎. 𝟓𝟓)𝒎𝑳
2. Waterflow sensor 2: (𝟓𝟎𝟒. 𝟏𝟎 ± 𝟎. 𝟔𝟐)𝒎𝑳
Nilai  ketidakpastian  dalam  pelaporan  tersebut  masih  berfokus  hanya  pada  salah  satu perhitungan  perulangan  saja  yang  sebenarnya  bisa  diruntut  juga  dari  nilai  kalibrasi sertifikat gelas ukur (tidak dimasukkan dalam peneltitian ini).

## 4 Kesimpulan
Kesimpulan  dari  penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  kedua waterflow  sensor mempunyai nilai  akurasi  dan  presisi  yang  sangat  baik  yaitu  di  atas  99%  untuk  pengujian  500mL. Penulis juga memprediksi sensor tersebut juga akan memiliki nilai akurasi dan presisi yang baik juga di pengujian volume yang lain. Hasil pembacaan serta nilai ketidakpastian sensor satu  dan  dua  secara  berturut-turut  adalah  sebesar (503.90 ± 0.55) 𝑚𝐿 dan (504.10 ± 0.62)𝑚𝐿 .

## 5 Referensi
[1]  Warjono,  S.,  Astuti,  S.,  Maulana,  F.,  Lestari,  I. Pengatur  Pakan  dan  Penerangan Kandang Terprogram untuk Ayam Petelur . ORBITH . Vol. 14. No.2. 91-96, 2018.
[2]  Arifin,  A.S.  dan  Puriyanto  R.D. Rancang  Bangun  Pemberian  Pakan  Ayam  Petelur Otomatis Menggunakan PLC . Buletin Ilmiah Sarjana Teknik Elektro , Vol.1. No.1. 19-26, 2019.
[3]  Sutono. Monitoring  Distribusi  Air  Bersih. Jurnal  Ilmiah  Setrum.  Vol.5.,  No.1.p- ISSN:2301-4652, 2016.
[4]  Sokop,  J.S.,  Mamahit,  D.J.,  Sompie,  S.R.U.A. Trainer  Periferal  Antarmuka  Berbasis Mikrokontroller Arduino Uno . E-Jurnal Teknik Elektro dan Komputer . Vol.5.No.3.ISSN :
2301-8402 , 2016.
[5]  Gupta, S.V.2012. Measurement Uncertainties, Physical Parameter and Calibrations of Instrument, Springer, New York, ISBN 978-3-642-20988-8.
[6]  JCGM. Evaluation  of  Measurement  Data-Guide  to  the  Expression  of uncertainty in measurement. First Edition. France, 2008.
[7]  Setyawan,  G.,  dan  Lestari,  P.I.T..Pengauh  Kontribusi  Ketidakpastian  Terhadap Pelaporan  Nilai  Porositas  Menggunakan  Mteode  Gravimetri,  . Jurnal  Ilmu  Fisika  (JIF) , Vol.9, No.2, 2017.