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°
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).
listing program
9. Flowchart Mesin Penetas Otomatis
Flowchart sistem mesin penetas telur
otomatis pada Gambar 2.
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.