Pengontrol Suhu Inkubator Ayam Berbasis Komputer - Ruang Pendidikan

Pengontrol Suhu Inkubator Ayam Berbasis Komputer

Sistem Antar Muka Pengontrol Suhu Inkubator Telur Ayam
Muhamad Novrizal, 330911008Y

Abstrak
Inkubator telur ayam adalah suatu kotak yang dirancang untuk mempertahankan suhu internal yang konstan dengan menggunakan suatu termostat. Sistem ini menggunakan suatu rangkaian antar muka (interface) PPI 8255 di mana port A difungsikan sebagai masukan dari ADC 0804 dengan keluaran 8 bit, sedangkan port B dihubungkan dengan rangkaian pemanas ( lampu). Suhu 38 C dikontrol dengan menggunakan suatu perangkat lunak (software) menggunakan pemrograman Microsoft visual C++. Elemen pemanas akan terus bekerja sampai suhu mencapai 38 C yang dideteksi oleh sebuah sensor suhu yaitu LM35. Jika suhu melebihi dari harga tersebut, maka elemen pemanas akan mati. Hal ini terus berlangsung secara berulang-ulang tergantung pada masukan dari sensor suhu tersebut. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ketika suhu telah mencapai 38 C, maka elemen pemanas padam. Suhu berubah ubah di antara suhu 36 C dan suhu 38 C.

1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi dewasa ini semakin maju dengan pesat. Hal ini tampak dari berbagai peralatan canggih yang terus dikembangkan agar efektif dalam penggunaan dan daya gunanya. Peralatanperalatan tersebut seperti Inkubator telur dan lain sebagagainya. Namun inkubator telur yang digunakan masih bersifat konvensional di mana pemanas dalam incubator tersebut haruslah diatur secara manual oleh seorang petugas sesuai dengan suhu dalam inkubator. Hal ini menyebabkan petugas harus selalu memeriksa temperatur inkubator setiap saat untuk menjaga suhu inkubator agar berada pada kondisi standar.

1.2 Tujuan
Tujuan dari penulisan ini adalah menjelaskan cara kerja incubator telur ayam yang di control melalui computer berbasis PPI 8255.

2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Inkubator Telur Ayam
Telur ayam akan menetas ketika 21 hari – 24 hari. Inkubator telur ayam merupakan suatu kotak yang dirancang untuk mempertahankan suhu internal yang konstan dengan menggunakan suatu termostat. Telur ayam akan berkembang jika suhu tetap dipertahankan pada 36 C – 38 C

2.2 Sensor
Sensor atau tranduser adalah suatu piranti yang dapat mengubah fenomena fisis menjadi arus atau tegangan listrik, yang diperlukan untuk suatu pengukuran, kendali atau informasi. Beberapa parameter fisis tersebut seperti temperatur, aliran, tekanan, perpindahan, intensitas cahaya dan medan magnet yang dapat diukur dengan menggunakan sensor tertentu LM35 adalah suatu sensor yang mengubah besaran fisis yang berupa temperatur menjadi tegangan. Sensor ini diproduksi oleh the National Semiconductor.

2.3 Penkonversi Analog ke Digital
Rangkaian ini digunakan untuk mengubah tegangan analog menjadi bentuk digital dalam bentuk bit-bit sehingga dapat dipergunakan untuk pemrosesan digital. Pengubah analog ke digital ini merupakan bagian utama dari sistem akuisisi data. Salah satu contohnya adalah ADC 0804. Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam pemilihan komponen ADC antara lain :

1. Resolusi
Resolusi merupakan spesifikasi penting dari ADC, yaitu kemampuan perubahan terkecil dari tegangan masukan untuk mengubah kode biner yang sekarang menjadi kode bner berikutnya pada keluaran ADC.

2. Akurasi
Akurasi merupakan jumlah dari semua kesalahan, misalnya kesalahan non-linieritas, skala penuh, skala nol dan lain-lain. Akurasi dapat juga menyatakan perbedaan antara tegangan masukan analog secara teoritis terhadap masukan yang nyata menghasikan tegangan kode tersebut.

3. Waktu Konversi
Waktu yang dibutuhkan untuk mengubah besaran analog menjadi bentuk digital unyuk setiap sampelnya atau waktu yang diperlukan untuk melakukan satu konversi.

2.4 Programmable Peripheral Interface (PPI) 8255
Programmable Peripheral Interface (PPI) 8255 adalah suaru rangkaian terintegrasi dengan skala besar (LSI = Large Scale ntergrated) dengan 40 pin yang digunakan dalam sebuah mikrokomputer sebagai antarmuka (interface) antara bus data mikrokomputer dengan perangkat input/output eksternal. IC jenis ini juga digunakan pada input/output (I/O) chip yang lain seperti programmable communications interface (8251) atau USART. PPI berbeda dengan USART, di mana PPI digunakan untuk transfer data secara paralel, sedangkan USART digunakan untuk serial. IC ini dirancang untuk membuat port masukan dan keluaran paralel. IC ini mempunyai 24 bit I/O yang terorganisasi menjadi 3 port 8 bit dengan nama port A, port B dan port C. PPI 8255 dapat dioperasikan dan difungsikan pada tiga macam mode yaitu :
1. Mode 0 (Basic I/O)
Konfigurasi ini menyediakan operasi-operasi sederhana untuk input dan output bagi ketiga port yang tersedia. Tidak ada sinyal handshaking yang bisa diberikan ataupun diterima, melainkan data secara sederhana dikirim dan dibaca port.
2. Mode 1 (strobe I/O)
Konfigurasi ini menyediakan fasilitas untuk transfer data I/O dari suatu port ke port tertentu dengan dilengkapi oleh sinyal handshaking.
3. Mode 2 (strobe bidirectional I/O)
Konfigurasi ini menyediakan fasilitas untuk komunikasi data 8-bit dua arah dengan peralatan luar. Tersedia sinyal-sinyal untuk handshaking dan interrupt dengan fungsi enable dan disable.

2.5 Slot Ekspansi pada Komputer
Banyak interface dirancang dalam bentuk kartukartu (card) yang harus dipasang pada slot kartu di mainboard komputer. Oleh karena itu diperlukan pengetahuan mengenai slot-slot kartu yang ada. Saat ini jenis kartu yang ada pada mainboard komputer sudah bermacam-macam diantaranya slot ISA, slot VESA dan slot PCI. Slot VESA dan ISA dapat digunakan untuk lintas data 32 bit sedangkan untuk ISA hanya untuk lintas 16 bit. Dari ketiga slot tersebut yang paling sering digunakan untuk pemasangan kartu-kartu adalah slot ISA. Hal ini karenakan slot ISA memiliki protokoler yang paling sederhana dibandingkan dengan slot-slot lain yang ada pada mainboard komputer.

3. PEMBAHASAN
3.1 Diagram Block Sistem
Diagram Block Sistem

Sensor suhu berupa LM35 akan mendeteksi temperatur dalam inkubator. Keluaran dari sensor dikondisikan, sehingga dapat dikonversi oleh ADC 0804. Keluaran ADC ini menjadi masukan bagi antarmuka PPI8255, di mana antarmuka tersebut difungsikan sebagai mode 0, di mana port A sebagai masukan dan port B sebagai keluaran. Personal Computer (PC) adalah sebagai mediaeksekusi perangkat lunak (software) berupa bahasa pemrograman Visual C++, yang dipergunakan sebagaipengontrol suhu dalam inkubator. Jika suhu kurang dari 36C, maka PC akan mengaktifkan keluaran pada port B untuk mengaktifkan pemanas. Sebaliknya, jika suhu di atas 38 C, maka pemanas otomatis akan mati

3.2 Perancangan Perangkat Keras (hardware)
Pada bagian ini akan dijelaskan lebih terperincisemua bagian dari sistem tersebut.

3.2.1 Rangkaian Sensor
Sensor yang digunakan adalah LM 35. Sensor iniakan mendeteksi perubahan suhu dalam inkubator setiapsaat. LM 35 akan mendeteksi kenaikan suhudengan keluaran 10 mV/K Keluaran dari sensor tersebut dihubungkan denganpengubah analog ke digital (ADC) tanpa melalui suatu bagian pengkondisian sinyal. Hal ini dilakukan karena tegangan keluaran dari sensor tidak melebihi + 5 Volt yang merupakan tegangan maksimum yang diperbolehkan sebagai masukan ADC.

3.2.2 Pengubah Analog ke Digital (Analog to Digital Converter)
Keluaran LM35 berupa tegangan analog. Untuk itu diperlukan ADC sebagai pengkonversiannya. Pengubah analog ke digital yang digunakan adalah ADC 0804. ADC 0804 memiliki satu masukan analog dan 8 bit keluaran digital. Tegangan masukannya adalah 0 sampai dengan 5 Volt DC. Pada perancangan ini, ADC 0804 ini dirancang terintegrasi langsung dalam satu papan (card) dengan rangkaian PPI 8255 supaya lebih efektif dalam penggunaannya.

3.2.3 Perancangan Rangkaian Antarmuka (interface)
Rangkaian antarmuka PPI 8255 digunakan sebagaimedia komunikasi antara piranti luar dengan komputer.PPI 8255 mempunyai 24 jalur data yang terbagi dalamtiga port yaitu port A, port B, dan port C.Pengalamatan ketiga port tersebut berbeda-beda.Untuk port A adalah 300H, port B adalah 301H, port C adalah 302H dan alamat kontrol registrasi adalah 303H.Di samping itu juga dapat digunakan alamat tambahanyaitu 304H, 305H, 306H dan 307H serta 309H, 310H,311H dan 312H. Pada perancangan ini digunakan mode 0 yaitu modeyang paling sederhana yang ada pada PPI 8255. port A difungsikan sebagai input dari ADC 0804, sedangkan port B dan port C difungsikan sebagai output.

3.2.4 Perancangan Pemanas (heater)
Elemen pemanasnya memiliki daya 100 Watt. Pemanas ini akan diaktifkan oleh sebuah relay 12 Volt DC berdasarkan keluaran dari port C PPI 8255 melalui sebuah transistor yang difungsikan sebagai switching.

3.2.5 Perancangan Inkubator Telur
Inkubator telur ini berukuran 40 x 30 x 35 cm yang terdiri dari dinding dan tutup kaca dengan ketebalan 5 mm. Pemanas diletakkan pada dasar inkubator. Di atas elemen pemanas tersebut diberi lapisan berlubang atau berpori, sehingga memungkinkan hawa panas dapat mengalir ke atas dalam inkubator.

3.3 Perangcangan Perangkat Lunak
Pembuatan perangkat lunak merupakan tahap terakhir yang dilakukan dalam perancangan system kontrol inkubator ini.

3.3.1 Flowchart


Flowchart

Pertama system menginisialisasi port – port yang akan di gunakan. Setelah diinisialisasi, maka sensor LM35 sudah dapat mengirimkan data ke ADC 0804. Data yang diterima oleh ADC akan di konversi menjadi data digital yang nantinya diproses di PPI 8255. Data dari PPI 8255 keluar dari Port B sebagai pengontrol pemanas dan Port C sebagai monitoring dalam PC.
3.3.2 Monitoring PC
Pembuatan perangkat lunak merupakan tahap terakhir yang dilakukan dalam perancangan system kontrol inkubator ini. Pembuatan dan pemrograman perangkat lunak ini menggunakan Visual Basic . Bentuk tampilan utama perangkat lunak tersebut seperti tampak pada gambar berikut ini.

Monitoring PC 1



Dari gambar di atas tampak bahwa ada beberapa inkubator yang dapat diaktifkan. Namun pada perancangan ini hanya ada satu inkubator yang diaktifkan. Jika inkubator 1 di pilih, maka dilanjutkan dengan penampilan status dari inkubator 1 seperti pada gambar di bawah ini.

Monitoring PC 2

Dari gambar diatas, suhu berada 36.3 C. Berarti suhu incubator harus di naikkan. Lampu 1 dan Lampu 3 dalam keadaan baik, tetapi Lampu 2 tidak. Lampu 2 harusnya dalam kondisi ON. Maka lampu 2 pada incubator harus di cek dulu, karena kemungkinan lampu 2 putus.

4. KESIMPULAN
Berdasarkan uraian di atas maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Suhu dideteksi oleh sensor suhu LM335 dalam hal ini berkisar dari 36 C sampai dengan 38 C .
2. Ketika suhu telah mencapai 38 C elemen pemanas mati dan kemudian mengkondisikan kembali suhu dalam ruang inkubator.
3. Suhu pada layar monitor PC tampak berubah-ubah setiap saat dari 36 C hingga 38 C sesuai dengan kondisi dalam media inkubator.

DAFTAR PUSTAKA
Subekti, Muhammad,”Pengembangan Perangkat Lunak Berbasis Kecerdasan Buatan Berbasis Kecerdasan Buatan”, Proceding Lokakarya Komputasi dan Sains Nuklir X,BATAN, 1999.
Syaikul Abid, Tugas Akhir Teknik Elektro Universitas Udayana, Perancangan Mesin Penetas Telur, Juli 2006
Ogata, Katsuhiko, Teknik Kontrol Automatik Jilid 1, diterjemahkan oleh Edi Leksono, Erlangga, Jakarta, 1994

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel