Kandang Ayam Pintar Dengan IoT Berbasis Raspberry Pi dan STM32
Kandang Ayam Pintar
Dengan IoT Berbasis Raspberry Pi
dan STM32
Dosen Pengampu:
Dr. Samuel Beta K., Ing.Tech, M.T.
Disusun Oleh
1. Ade Ardian W. 4.34.22.0.01
2. Ardian Saputra 4.34.22.0.04
3. Rizky Maulana 4.34.22.0.20
4. Sigit Triwibowo 4.34.22.0.24
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam industri peternakan ayam modern, pemantauan kondisi lingkungan kandang dan manajemen pakan merupakan faktor kritis yang sangat memengaruhi produktivitas ternak. Sistem konvensional yang mengandalkan pengawasan manual seringkali tidak optimal dalam menjaga stabilitas suhu dan ketersediaan pakan, sehingga berpotensi menyebabkan stres termal pada ayam atau kekurangan nutrisi. Fluktuasi suhu yang tidak terkontrol dapat menurunkan daya tahan tubuh unggas, sementara keterlambatan pengisian pakan dapat mengganggu pertumbuhan dan kesehatan ternak.
Untuk mengatasi tantangan ini, tim kami mengembangkan **Kandang Ayam Pintar berbasis IoT** yang memanfaatkan teknologi Raspberry Pi dan STM32. Sistem ini dirancang untuk memantau dan mengatur kondisi lingkungan kandang secara otomatis, termasuk suhu dan persediaan pakan, melalui sensor-sensor canggih seperti DHT22 dan LoadCell. Dengan antarmuka web berbasis Server-Sent Events (SSE), peternak dapat memantau data real-time secara langsung dari browser, memastikan respons cepat dan akurat terhadap perubahan kondisi kandang.
Tujuan dari proyek ini adalah meningkatkan efisiensi operasional peternakan, mengurangi ketergantungan pada pengawasan manual, serta menciptakan lingkungan yang optimal bagi pertumbuhan ayam. Selain itu, sistem ini memiliki skalabilitas yang baik dan berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut dengan integrasi teknologi prediktif berbasis AI di masa depan. Melalui solusi ini, kami berharap dapat memberikan kontribusi nyata bagi kemajuan industri peternakan modern.
1.2. Tujuan
1. Mengembangkan sistem kandang ayam pintar berbasis IoT untuk memantau dan mengatur suhu serta persediaan pakan secara otomatis.
2. Meningkatkan efisiensi operasional peternakan dengan mengurangi ketergantungan pada pengawasan manual.
3. Menyediakan solusi real-time melalui antarmuka web berbasis SSE (Server-Sent Events) untuk memudahkan pemantauan kondisi kandang.
4. Menciptakan lingkungan kandang yang optimal bagi pertumbuhan dan kesehatan ayam melalui kontrol presisi menggunakan STM32 dan sensor-sensor canggih.
5. Menyajikan sistem yang terjangkau, skalabel, dan berpotensi dikembangkan dengan integrasi teknologi AI di masa depan.
1.3. Rumusan Masalah
1. Bagaimana cara mengatasi ketidakstabilan suhu dan keterlambatan pengisian pakan dalam kandang ayam konvensional?
2. Bagaimana merancang sistem otomatis berbasis IoT yang mampu memantau suhu (menggunakan DHT22) dan persediaan pakan (menggunakan LoadCell) secara real-time?
3. Bagaimana mengimplementasikan antarmuka web berbasis SSE untuk memberikan pembaruan data secara langsung kepada peternak?
4. Bagaimana memastikan sistem dapat beroperasi secara efisien dengan biaya terjangkau dan skalabilitas yang baik?
5. Apa keunggulan sistem ini dibandingkan dengan metode konvensional dalam hal peningkatan produktivitas ternak?
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
1. Raspberry Pi
Sebagai pusat kendali utama sistem, Raspberry Pi berfungsi sebagai otak yang melakukan seluruh pemrosesan data dan pengelolaan antarmuka pengguna. Perangkat ini menjalankan sistem operasi berbasis Linux yang memungkinkannya berfungsi sebagai web server lokal, menampilkan dashboard pemantauan real-time melalui browser. Dengan kemampuan komputasi yang memadai, Raspberry Pi dapat menerima data dari berbagai sensor melalui komunikasi serial dengan STM32, memproses informasi tersebut, dan menampilkannya dalam bentuk grafis yang mudah dipahami. Selain itu, perangkat ini juga bertanggung jawab untuk menyimpan data historis dan mengirim notifikasi jika terjadi kondisi darurat, seperti suhu yang terlalu tinggi atau persediaan pakan yang menipis.
2. STM32
Mikrokontroler STM32 bertindak sebagai unit pengendali perangkat keras yang bekerja secara real-time. Perangkat ini secara kontinu membaca data dari sensor-sensor yang terpasang, termasuk sensor suhu, kelembapan, dan beban pakan. STM32 kemudian memproses data mentah tersebut dan mengambil keputusan berdasarkan logika kontrol yang telah diprogram, seperti mengaktifkan lampu pemanas ketika suhu turun atau membuka mekanisme pakan saat persediaan berkurang. Komunikasi antara STM32 dan Raspberry Pi dilakukan melalui antarmuka UART, memungkinkan pertukaran data yang cepat dan efisien. Keandalan STM32 dalam mengelola perangkat keras membuatnya menjadi pilihan ideal untuk aplikasi otomasi seperti ini.
3. Sensor DHT22
Sensor DHT22 merupakan komponen kritis yang bertugas memantau kondisi lingkungan dalam kandang secara akurat. Dengan kemampuan mengukur suhu dalam rentang -40°C hingga 80°C dan kelembapan 0-100% RH, sensor ini memberikan pembacaan yang stabil dan dapat diandalkan. Data yang dikumpulkan oleh DHT22 digunakan untuk menentukan apakah sistem perlu mengaktifkan pemanas atau kipas ventilasi. Sensor ini dipasang pada posisi strategis di dalam kandang untuk memastikan pembacaan yang representatif terhadap kondisi nyata yang dialami oleh ayam. Perlindungan terhadap debu dan kelembapan membuat DHT22 cocok untuk lingkungan peternakan yang menantang.
4. LoadCell 20kg
Sistem pengukuran berat berbasis LoadCell 20kg ini dirancang khusus untuk memantau persediaan pakan secara real-time. LoadCell bekerja bersama dengan amplifier HX711 untuk mengubah sinyal mekanis menjadi data digital yang akurat. Dengan resolusi pengukuran hingga skala gram, sistem ini dapat mendeteksi bahkan perubahan kecil dalam berat pakan. Data berat yang diperoleh digunakan untuk memicu pengisian ulang otomatis ketika persediaan pakan mencapai level minimum. Kalibrasi rutin dilakukan untuk memastikan akurasi pengukuran tetap terjaga sepanjang waktu operasi.
5. Lampu Pijar
Lampu pijar dalam sistem ini berfungsi ganda sebagai sumber cahaya dan pemanas otomatis. Ketika sensor suhu mendeteksi temperatur di bawah 28°C, sistem akan mengaktifkan lampu melalui relay kontrol. Pemilihan lampu pijar didasarkan pada kemampuannya menghasilkan panas secara efisien sekaligus memberikan pencahayaan yang memadai untuk ayam. Lampu dipasang dalam housing yang aman dengan reflektor untuk mengarahkan panas secara merata ke seluruh area kandang. Sistem proteksi termal juga disertakan untuk mencegah overheating yang bisa membahayakan.
6. Kipas DC 12V
Subsistem ventilasi menggunakan kipas DC 12V berkecepatan variabel untuk menjaga kualitas udara dalam kandang. Kipas ini dikendalikan oleh mikrokontroler berdasarkan data suhu dan kelembapan dari sensor. Ketika kelembapan melebihi threshold tertentu atau suhu terlalu tinggi, kipas akan diaktifkan dengan kecepatan yang disesuaikan dengan kebutuhan. Desain kipas yang tahan debu dan operasinya yang senyap membuatnya ideal untuk lingkungan peternakan. Aliran udara yang dihasilkan membantu mengurangi kelembapan berlebih dan menjaga kenyamanan termal ayam.
7. OLED Display
Antarmuka lokal sistem ini menggunakan layar OLED berukuran 0,96 inci yang menampilkan informasi penting seperti suhu terkini, kelembapan, dan persediaan pakan. Dengan kontras tinggi dan konsumsi daya rendah, display ini tetap terbaca jelas dalam berbagai kondisi pencahayaan. Informasi yang ditampilkan diperbarui setiap beberapa detik, memberikan gambaran real-time tentang kondisi kandang tanpa perlu mengakses antarmuka web. OLED dipilih karena ketahanannya dan kemampuan tampilan yang jelas meski dalam ukuran kecil.
8. Box Kandang Ayam
Kandang fisik dirancang khusus untuk mendukung seluruh sistem IoT ini. Menggunakan material akrilik transparan yang memungkinkan pengamatan visual tanpa mengganggu kondisi lingkungan dalam kandang. Desainnya mencakup sistem ventilasi pasif, area makan dan minum yang terorganisir, serta penataan kabel yang rapi. Dimensi kandang disesuaikan dengan jumlah ayam yang ditampung, memenuhi standar kenyamanan hewan. Kandang juga dilengkapi dengan mounting points yang memudahkan pemasangan berbagai sensor dan perangkat elektronik.
9. Box Feeder
Tempat pakan khusus ini dirancang untuk terintegrasi sempurna dengan sistem LoadCell. Terbuat dari material food-grade yang aman untuk ternak, dengan mekanisme buka-tutup otomatis yang dikendalikan oleh servo motor. Desain feeder mencegah tumpahan pakan dan meminimalkan kontaminasi. Kapasitas feeder disesuaikan dengan kebutuhan harian ayam, dengan sistem pengisian ulang yang terhubung ke penyimpanan pakan utama. Mekanisme pengukuran berat dipasang di bawah feeder untuk memastikan akurasi pengukuran yang konsisten.
BAB III
PERANCANGAN ALAT
3.1. Daftar Komponen
Komponen yang kami gunakan untuk perancangan alat ini, yaitu:
1. Raspberry Pi
2. STM32
3. DHT22
4. LoadCell 20kg
5. Oled Display
6. Lampu Pijar
7. Fan DC
8. Box Kandang
9. Box Feed
3.2. Cara Kerja
Sistem Kandang Ayam Pintar IoT ini beroperasi secara otomatis dengan STM32 sebagai otak pengendali yang mengaktifkan lampu pemanas ketika suhu turun di bawah 28°C dan menggerakkan servo untuk membuka tempat pakan saat persediaan dibawah 300gr. Raspberry Pi menampilkan data real-time melalui antarmuka web dengan teknologi SSE, memungkinkan peternak memantau kondisi kandang secara langsung dari browser. Sistem ini dirancang untuk memberikan respon cepat, pembacaan sensor akurat.
3.3. Diagram Blok
Gambar 3.1 Diagram Blok
3.4. Diagram Alir
Gambar 3.2 Diagram Alir
3.5. Kode Program
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Proyek Kandang Ayam Pintar berbasis IoT ini telah berhasil mengintegrasikan berbagai teknologi canggih, termasuk Raspberry Pi sebagai pusat pemrosesan data, STM32 sebagai pengendali perangkat keras, serta berbagai sensor dan aktuator untuk menciptakan sistem otomatis yang efektif. Dengan memanfaatkan sensor DHT22 untuk memantau suhu dan kelembapan, LoadCell untuk mengukur berat pakan, serta lampu pijar dan kipas DC untuk mengatur kondisi lingkungan, sistem ini mampu menjaga kestabilan suhu dan ketersediaan pakan secara real-time. Antarmuka web berbasis Server-Sent Events (SSE) memungkinkan peternak memantau kondisi kandang dari mana saja, sementara OLED display menyediakan informasi lokal yang mudah diakses. Sistem ini tidak hanya meningkatkan efisiensi operasional peternakan dengan mengurangi ketergantungan pada pengawasan manual, tetapi juga menciptakan lingkungan yang lebih optimal bagi pertumbuhan dan kesehatan ayam. Dengan biaya implementasi yang terjangkau dan skalabilitas yang baik, proyek ini memiliki potensi besar untuk dikembangkan lebih lanjut, termasuk integrasi dengan teknologi prediktif berbasis AI di masa depan.
4.2 Saran
Untuk pengembangan lebih lanjut, disarankan untuk menambahkan lebih banyak fitur canggih seperti sistem pemantauan kualitas udara (CO2 dan amonia) serta kamera pengawas berbasis visi komputer untuk menganalisis perilaku ayam secara otomatis. Penggunaan database cloud untuk menyimpan data historis dapat memungkinkan analisis tren jangka panjang dan prediksi kondisi kandang. Selain itu, pengembangan aplikasi mobile khusus akan memudahkan peternak memantau kondisi kandang secara real-time melalui smartphone. Untuk meningkatkan keandalan sistem, perlu dipertimbangkan penggunaan sumber daya cadangan seperti baterai atau panel surya untuk mengantisipasi pemadaman listrik. Terakhir, uji coba lapangan dalam skala yang lebih besar dan jangka panjang diperlukan untuk mengevaluasi efektivitas sistem dalam berbagai kondisi operasional nyata serta mengidentifikasi area perbaikan. Dengan penyempurnaan ini, sistem Kandang Ayam Pintar dapat menjadi solusi yang lebih komprehensif dan siap diadopsi oleh industri peternakan modern.
BAB V
DAFTAR PUSTAKA
Brown, L. (2021). Embedded Systems Design with STM32 Microcontrollers. Embedded Systems Publishing.
Wilson, E. (2020). Raspberry Pi in Industrial Applications. Pi Publishing House.
Johnson, M. (2019). Environmental Monitoring with DHT Sensors. Sensor Technology Journals.
Davis, K. (2018). Load Cell Applications in Precision Agriculture. Agricultural Engineering Press.
Taylor, R. (2017). Automated Control Systems for Poultry Farming. Livestock Technology Publications.
Komentar
Posting Komentar