SISTEM PEMANTAUAN SUHU DAN KELEMBABAN PENETAS TELUR MENGGUNAKAN SENSOR DHT11 DAN MIKROKONTROLER RASPBERRY PI PICO

 

SISTEM PEMANTAUAN SUHU DAN KELEMBABAN PENETAS TELUR MENGGUNAKAN SENSOR DHT11 DAN MIKROKONTROLER RASPBERRY PI PICO

 

Disusun oleh :

Danu Satrio                             4.34.23.2.05

Hilmy Ade Gyasi                    4.34.23.2.11

R. Rendy Widyacandra. A      4.34.23.2.18

Zahra Nurani R                       4.34.23.2.25

 

PROGRAM STUDI S.Tr. TEKNOLOGI REKAYASA ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2026

 

1.1         Latar Belakang

Usaha peternakan ayam, khususnya dalam sektor pembibitan dan penyediaan bibit anak ayam (Day Old Chick/DOC), memiliki peran yang sangat strategis dalam memenuhi kebutuhan pangan masyarakat akan protein hewani. Dalam prosesnya, keberhasilan penyediaan DOC sangat bergantung pada efektivitas proses penetasan telur. Secara alami, proses ini dilakukan oleh induk ayam, namun kapasitasnya sangat terbatas. Oleh karena itu, para peternak beralih menggunakan mesin penetas telur buatan untuk meningkatkan kapasitas produksi dan efisiensi waktu.

Namun, kendala utama yang sering dihadapi dalam penggunaan mesin penetas telur adalah tingginya angka kegagalan menetas akibat ketidakstabilan kondisi lingkungan di dalam mesin. Dua faktor paling krusial yang memengaruhi perkembangan embrio di dalam telur adalah suhu dan kelembaban udara. Secara ideal, suhu di dalam mesin penetas harus dijaga secara konsisten pada kisaran 37°C hingga 38°C, dengan kelembaban berkisar antara 50% hingga 60% pada fase awal, dan meningkat menjelang menetas.

Banyak mesin penetas telur tradisional yang masih mengandalkan pengecekan manual menggunakan termometer analog. Pengawasan manual ini tidak efisien karena rentan terhadap kelalaian manusia (human error), tidak dapat dipantau selama 24 jam secara real-time, dan perubahan suhu yang drastis seringkali terlambat disadari, sehingga menyebabkan embrio mati di dalam cangkang.

Untuk mengatasi permasalahan tersebut, diperlukan sebuah sistem otomatisasi yang mampu memantau (monitoring) kondisi suhu dan kelembaban secara akurat, cepat, dan terus-menerus. Perkembangan teknologi Embedded System dan Internet of Things (IoT) saat ini menawarkan solusi berbiaya rendah namun memiliki performa tinggi.

Salah satu kombinasi komponen yang sangat potensial adalah penggunaan Sensor DHT11 dan mikrokontroler Raspberry Pi Pico. Sensor DHT11 dipilih karena mampu membaca parameter suhu dan kelembaban sekaligus dalam satu modul dengan output digital yang stabil. Sementara itu, Raspberry Pi Pico digunakan sebagai otak/pusat kendali sistem karena memiliki performa tinggi dengan prosesor dual-core ARM Cortex-M0+, konsumsi daya yang rendah, serta harga yang sangat terjangkau dibanding mikroprosesor pendahulunya.

Berdasarkan urgensi di atas, maka dilakukan penelitian dan pengembangan sistem dengan judul "SISTEM PEMANTAUAN SUHU DAN KELEMBABAN PENETAS TELUR MENGGUNAKAN SENSOR DHT11 DAN MIKROKONTROLER RASPBERRY PI PICO". Melalui sistem ini, diharapkan proses monitoring penembasan telur dapat berjalan lebih optimal, menekan angka kegagalan tetas, dan membantu meningkatkan produktivitas para peternak.

1.2        Tujuan

Berdasarkan latar belakang diatas, berikut adalah tujuan dari pembuatan projek ini:

1. Merancang Sistem Perangkat Keras (Hardware)

Mengintegrasikan mikrokontroler Raspberry Pi Pico dengan sensor DHT11 serta komponen pendukung lainnya (seperti LCD atau buzzer) menjadi satu kesatuan sistem pemantauan yang ringkas dan fungsional.

2. Mengimplementasikan Perangkat Lunak (Software)

Membuat dan menguji program (menggunakan MicroPython atau C/C++) pada Raspberry Pi Pico untuk membaca data digital parameter suhu dan kelembaban dari sensor DHT11 secara real-time.

3. Mengoptimalkan Akurasi Monitoring

Memastikan sistem dapat mendeteksi perubahan suhu dan kelembaban di dalam ruang penetasan telur secara cepat, sehingga ketidakstabilan suhu yang dapat merusak embrio dapat segera diidentifikasi.

4. Meningkatkan Efisiensi Peternak

Menghadirkan solusi teknologi tepat guna yang murah dan mudah digunakan untuk meminimalkan pengawasan manual (human error) oleh para peternak telur.

1.3         Manfaat

1.    Bagi Peternak dan Pelaku Usaha Penetasan

a.     Meminimalkan Risiko Kerugian: Peternak tidak perlu lagi khawatir kehilangan banyak bibit akibat suhu mesin yang tiba-tiba melonjak atau turun drastis tanpa disadari, sehingga angka keberhasilan menetas (hatching rate) bisa lebih maksimal.

b.    Efisiensi Waktu dan Tenaga: Mengubah pola kerja peternak dari yang dulunya harus bolak-balik mengecek termometer manual setiap beberapa jam sekali, kini menjadi lebih praktis karena kondisi di dalam mesin bisa terpantau secara otomatis.

c.     Solusi Hemat Biaya: Menjadi alternatif teknologi tepat guna yang murah karena menggunakan komponen Raspberry Pi Pico dan DHT11 yang ramah di kantong, sehingga cocok diterapkan oleh peternak skala rumahan maupun UMKM.

2.    Bagi Perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi

a.     Referensi Otomatisasi Peternakan: Menjadi studi kasus nyata mengenai penerapan teknologi embedded system (sistem tertanam) di dunia nyata, khususnya dalam bidang pemeliharaan ternak (smart farming).

b.    Pengembangan Riset Raspberry Pi Pico: Menambah referensi akademis mengenai optimalisasi performa Raspberry Pi Pico dan sensor DHT11 yang masih tergolong baru dan punya potensi besar untuk dikembangkan lebih jauh.

3.    Bagi Penulis / Peneliti Selanjutnya

a.     Melatih kemampuan dalam merancang, merakit, dan memprogram perangkat keras berbasis mikrokontroler.

b.    Menjadi dasar atau batu loncatan bagi peneliti lain yang ingin mengembangkan sistem ini ke arah yang lebih luas, seperti menambahkan fitur berbasis Internet of Things (IoT) atau sistem kendali otomatis (bukan sekadar pemantauan).

 

 1.4         Diagram Blok Sistem

1.5         Rencana Hardware

1.6         Flowchart

1.7         Alur Kerja Sistem

1.    Tahap Pembacaan Data (Input) secara Real-Time

Proses dimulai dari elemen sensorik, di mana sensor DHT22 yang ditempatkan di titik strategis dalam inkubator melakukan pemindaian kondisi udara. Sensor ini bekerja menggunakan elemen termistor untuk suhu dan sensor kelembaban kapasitif.

-   Secara berkala (biasanya dengan jeda pembacaan minimal 2 detik untuk menjaga akurasi), sensor mengonversi kondisi fisik lingkungan menjadi sinyal digital terkalibrasi.

-  Data suhu (dalam derajat Celsius) dan kelembaban (dalam persen Relative Humidity / %RH) dikirimkan melalui jalur komunikasi data tunggal (single-bus) menuju pin GPIO (General Purpose Input Output) pada Raspberry Pi Pico.

2.    Tahap Pengolahan Data dan Logika Kontrol (Proses)

Setelah data digital diterima oleh pin GPIO, mikrokontroler Raspberry Pi Pico yang ditenagai oleh chip RP2040 akan langsung memproses informasi tersebut. Di dalam memori Pico, terdapat algoritma pemrograman yang menampung nilai acuan atau Set Point (misalnya target suhu ideal sebesar 37,5°C).

-   Untuk mencegah komponen output menyala-mati terlalu cepat akibat fluktuasi suhu kecil (kondisi chattering), Pico menerapkan metode Kontrol Histeresis (rentang batas toleransi atas dan bawah).

-   Sebagai contoh, jika batas toleransi ditetapkan sebesar 0,5°C, maka batas atas sistem adalah 38,0°C dan batas bawahnya adalah 37,0°C. Mikrokontroler akan terus membandingkan data riil dari sensor dengan rumus logika matematika histeresis ini di setiap siklus perulangan (looping).

3.    Tahap Eksekusi Aksi berdasarkan Kondisi Lingkungan (Output)

Berdasarkan hasil komparasi logika pada tahap proses, Raspberry Pi Pico akan mengirimkan sinyal pemicu low-current ke modul Relay Dual-Channel yang bertindak sebagai saklar elektronik tegangan tinggi. Eksekusi tindakan dibagi menjadi dua skenario:

-   Skenario Suhu Terlalu Dingin: Jika sensor membaca suhu berada di bawah batas toleransi minimum (≤37,0°C), pin GPIO Pico akan mengirimkan sinyal untuk mengaktifkan Relay 1. Modul Relay 1 kemudian menghubungkan arus listrik utama untuk menyalakan Lampu Pemanas (Heater/Pijar). Lampu akan tetap menyala guna menyuplai panas hingga suhu merangkak naik mencapai Set Point.

-  Skenario Suhu Terlalu Panas: Jika suhu ruangan naik dan melebihi batas toleransi maksimum (≥38,0°C), Pico akan mematikan Relay 1 dan segera mengirimkan sinyal untuk mengaktifkan Relay 2. Modul Relay 2 akan menyalurkan daya ke Kipas DC 5V (Exhaust Fan). Kipas ini berfungsi menghembuskan udara panas keluar ruangan dan menarik udara segar masuk, sehingga suhu di dalam inkubator turun kembali ke zona aman.

4.    Tahap Pemantauan dan Antarmuka Pengguna (Display)

Bersamaan dengan proses kendali motorik di atas, sistem menjalankan fungsi pemantauan (monitoring) secara paralel. Raspberry Pi Pico mengirimkan data terenkripsi melalui protokol komunikasi (seperti I2C) menuju LCD Display (misalnya LCD 16x2 atau 20x4 dengan modul PCF8574).

- Layar LCD ini berfungsi sebagai antarmuka visual utama bagi pengguna (Human-Machine Interface).

-  Informasi yang ditampilkan diperbarui secara dinamis setiap detiknya, mencakup angka suhu riil, persentase kelembaban saat itu, serta indikator teks mengenai status aktif/mati dari lampu pemanas dan kipas DC. Hal ini memudahkan pengguna memantau kinerja sistem secara langsung tanpa perlu menghubungkan mikrokontroler ke komputer.