Mesin Tetas Otomatis

RANCANG BANGUN MESIN PENETAS TELUR OTOMATIS

BERBASIS MIKROKONTROLER  ATMEGA8 MENGGUNAKAN SENSOR SHT 11

 

Perancangan dan Pembuatan Hardware

Untuk perangkat keras meliputi pembuatan rangkaian, hasil perancangan sistem baik rangkaian penunjang maupun rangkaian utama. Selain itu dibuat juga konstruksi secara mekanik.

1. Sistem Mesin Penetas Telur

Gambar 1 adalah blok diagram sistem yang menunjukkan hubungan antara mikrokontroler ATMega8 sebagai pusat kontrol dengan peripheral lainnya.

Sistem utama pada mesin penetas telur otomatis ini diatur oleh mikrokontroler. Input mikrokontroler ini diperoleh dari sensor SHT 11 untuk mendapatkan nilai suhu dan kelembaban. Data dari sensor tersebut akan ditampilkan nilainya pada LCD. Ketika suhu terlalu tinggi, maka kipas akan menyala dan lampu akan mati, sedangkan jika suhu lebih rendah dari set point maka lampu menyala kembali dan kipas akan mati. Di samping itu Water Pump akan menyemprotkan air ke busa/spons jika nilai kelembabannya lebih rendah dari set point untuk menjaga kelembapan telur agar telur tidak kering dan keras karena bisa menghambat dalam penetasan telur. Jika kelembaban terlalu tinggi, maka kipas akan menyala untuk menurunkan tingkat kelembaban dan kipas akan mati jika  kelembaban sudah normal.

2. Mikrokontroler ATMega8

ATMega8 merupakan bagian dari keluarga mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel. AVR mempunyai 32 register general purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watch dog Timer dan mode power saving. Beberapa dari mikrokontroler Atmel AVR mempunyai ADC internal dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-Sistem Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram berulang-ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI. Sedangkan koneksi rangkaian ATMega8 dapat dilihat pada Gambar 2.

 

3. Motor DC 24 Volt

Penggunaan motor DC lebih menguntungkan apabila dibandingkan dengan motor jenis lain karena motor DC lebih mudah diatur kecepatannya dalam rentang yang lebar dan karakteristik kopel putaran yang baik. Gambar 3 merupakan rangkaian driver motor DC 24V. Pada motor DC ini diberikan suatu proteksi agar tidak terjadi korsleting pada rangkaian mikrokontroler dengan menambahkan optocoupler NPN dengan tipe 4N28 12 Volt dihubungkan dengan output mikrokontroler pada port C.5 yang dilengkapi dengan proteksi ganda dengan ditambahkan relay12 Volt.

Pemutaran secara otomatis dengan bantuan motor DC 24 Volt untuk memindahkan posisi tray di dalam mesin incubator agar terjadi sudut 25 derajat untuk tiap-tiap waktu yang ditetapkan secara berkesinambungan dan bergantian sudutnya. Pemutaran telur sedikitnya adalah 3 kali sampai 6 kali dalam 24 jam sudah lebih dari baik untuk mencegah embrio telur melekat pada selaput membran bagian dalam telur. Akan tetapi dalam mesin ini dibuat 6 kali perputaran motor dalam sehari semalam. Motor ini akan menggerakkan rak sehingga rak ini akan berubah posisi sejauh 25.6° dengan perhitungan sebagai berikut :

Pada Gambar 4 menunjukkan kondisi rak telur dalam keadaan horizontal dengan kondisi motor diam/berhenti.

Berdasarkan Gambar 5 dapat diketahui gerakan rak telur yang naik dan turun sebesar 17.9° dengan perputaran selama ± 9 detik dalam 360º. Sehingga dengan perputaran selama 9 detik cukup pelan dalam perputaran rak telur sehingga telur akan aman. Yang menyebabkan perubahan sudut adalah tuas dari poros motor. Sehingga perubahan sudutnya adalah 25.6º.

4. LCD 2×16 Karakter

Penggunaan LCD difungsikan untuk menampilkan kondisi temperatur, kelembaban, dan kondisi aktuator-aktuatornya dalam inkubator pada saat itu yang dilengkapi dengan tampilan waktu berupa detik, menit dan jam. Sehingga melalui LCD dapat diketahui kondisi mesin pada proses penetasan secara keseluruhan. Kondisi aktuator tersebut dilambangkan dengan logika “0” dan “1”, maksudnya jika logika “0” maka aktuator tersebut mati (tidak menyala), sedangkan logika “1” berarti aktuator tesebut sedang menyala (hidup).

5.  Rangkaian Driver untuk Kontrol Blower

Rangkaian ini menggunakan transistor sebagai saklar dari mikrokontroler yang dihubungkan pada port D.0 dan relay 12 Volt yang dihubungkan ke aktuator (kipas). Blower yang digunakan adalah kipas 12V DC berjumlah 2 buah yang diletakkan di dalam mesin.

Rangkaian driver blower (kipas) pada Gambar 6 dimaksudkan untuk menurunkan temperatur dan atau kelembaban jika melebihi dari setting point yang diinginkan, di samping itu juga untuk meratakan temperatur dan kelembapan dalam inkubator, sehingga kipas tersebut memiliki fungsi ganda dan sangat penting dalam proses penetasan telur. Jika temperatur dan atau kelembapan lebih tinggi daripada set point maka kipas akan menyala sampai temperatur dan atau kelembaban sesuai dengan set point yang diinginkan. Sehingga peran dari kipas ini sangat penting dalam pengontrolan temperatur maupun kelembaban dalam inkubator selama proses penetasan telur berlangsung.

6. Rangkaian Driver Untuk Kontrol Heater

Pada Gambar 7 tersebut juga menggunakan transistor sebagai saklar dari mikrokontroler yang dihubungkan pada port D.1 dan relay 12 Volt yang dihubungkan ke aktuator (lampu) sebagai pemanas inkubator.

7. Sensor SHT 11

SHT11 adalah sensor digital untuk temperatur sekaligus kelembaban pertama di dunia yang diklaim oleh pabrik pembuatnya, Sensirion Corp. Mempunyai kisaran pengukuran dari 0-100% RH, dan akurasi RH absolute +/- 3% RH. Sedangkan akurasi pengukuran temperatur +/- 0.4°C @ 25°C. Sensor ini bekerja dengan interface2-wire. Aplikasi sensor ini pada data logging, pemancar, automotive, perangkat instrumentasi dan lain sebagainya. Untuk menghubungkan sensor 2wire dengan mikrokontroler. Gambar 8 berikut merupakan rangkaian sensor kelembaban tipe SHT 11. Sensor SHT 11 ini dikoneksikan pada Port C.1 sebagai transfer data dan pada Port C.2 sebagai clock.

8. Rangkaian Driver Water Pump

Rangkaian pada Gambar 9 menggunakan transistor sebagai saklar dari mikrokontroler yang dihubungkan pada port D.2 dan relay 12 Volt yang dihubungkan ke aktuator (pompa air).

9. Flowchart Mesin Penetas Otomatis

Flowchart sistem mesin penetas telur otomatis pada Gambar 10.

 

10. Pengujian Sistem Secara Keseluruhan

Pengujian sistem secara keseluruhan ini dilakukan dengan menggabungkan semua peralatan ke dalam sebuah sistem yang terintegrasi. Tujuannya untuk mengetahui bahwa rangkaianyang dirancang telah bekerja sesuai yang diharapkan. Dari hasil pengujian selama proses dari awal penetasan sampai telur menetas ternyata kondisi peralatan masih tetap normal dan tidak terjadi gangguan yang berarti, sehingga mesin penetas telur ini sudah siap untuk diaplikasikan dalam penetasan secara otomatis yang sesuai harapan.

Demikianlah gambaran singkat tentang rancang bangun mesin penetas telur otomati berbasis Mikrokontroler ATMEGA8 menggunakan sensor SHT 11, untuk dapat dijadikan sebagai acuan dalam merencanakan pembangunan mesin penetas otomatis dan semoga bermanfaat.

Sumber : Imam Nurhadi, Eru Puspita

 

Salam Sukses !