Design Prototype Alat Pemisah kualitas Telur Ayam Berbasis Arduino

Design Prototype Alat Pemisah Kualitas Telur Ayam Berbasis Arduino  

By. Iyon Manakarra || Mekatronika Manakarra

1. PENDAHULUAN

        Kualitas telur ayam merupakan salah satu faktor utama yang menentukan nilai ekonomis produk peternakan unggas. Telur dengan kualitas baik memiliki permintaan tinggi di pasar dan dapat meningkatkan keuntungan peternak. Dalam usaha meningkatkan efisiensi proses penyortiran telur, teknologi berbasis mikrokontroler seperti Arduino telah dikembangkan untuk membuat alat pemisah kualitas telur. Alat ini dirancang untuk memilah telur berdasarkan parameter tertentu, seperti berat, sehingga membantu peternak menyortir telur dengan cepat, akurat, dan sesuai standar pasar.

        Penggunaan teknologi dalam bidang peternakan telah menunjukkan banyak keunggulan, terutama dalam meminimalkan kesalahan manusia dan meningkatkan produktivitas. Alat pemisah kualitas telur berbasis Arduino merupakan solusi inovatif untuk menjawab tantangan tersebut. Dengan memanfaatkan sensor dan sistem otomatisasi, alat ini mampu memilah telur dengan bobot tertentu (40-45 gram) yang sebelumnya telah dibersihkan, sehingga memberikan hasil penyortiran yang efisien dan dapat diandalkan.

Blok Diagram System Alat

2. KOMPONEN KONTROL ELEKTRONIK

        Adapun komponen elektronik yang digunakan sebagai berikut:

a). Arduino Uno.

    Arduino Uno sebagai mikrokontroler utama dalam alat pemisah kualitas telur berfungsi untuk mengontrol berbagai komponen perangkat keras yang mendukung proses penyortiran. Arduino Uno dipilih karena fleksibilitas, kemudahan pemrograman, serta kompatibilitasnya dengan berbagai sensor dan aktuator.

b). Sensor Berat (Load Cell + HX711)

        Sensor berat digunakan untuk mendeteksi bobot telur. Data dari sensor ini akan dikirim ke Arduino Uno melalui modul HX711 sebagai penguat sinyal. Arduino memproses data tersebut untuk menentukan apakah bobot telur sesuai dengan kriteria yang diinginkan (40-45 gram).

c). Motor Servo.

        Motor servo digunakan untuk menggerakkan mekanisme penyortiran, seperti lengan atau katup yang memindahkan telur ke kategori tertentu. Arduino Uno mengontrol motor ini berdasarkan hasil pembacaan sensor berat.

d). LCD 2x16 + I2C

        Arduino Uno dapat mengontrol layar LCD untuk menampilkan informasi terkait, seperti bobot telur yang terdeteksi atau status alat. Alternatifnya, LED indikator dapat digunakan untuk memberi sinyal apakah telur masuk kategori yang diinginkan. modul I2C merupakan komponen tambahan untuk modul layar LCD yang memanfaatkan protokol komunikasi I2C (Inter-Integrated Circuit). Dibandingkan dengan modul LCD biasa, LCD I2C lebih efisien dalam penggunaan pin Arduino, sehingga cocok untuk aplikasi seperti alat pemisah kualitas telur berbasis Arduino Uno.

e). Sensor LDR

Sensor LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan pada alat pemisah kualitas telur untuk mendeteksi intensitas cahaya yang melewati atau terpantul dari telur. Sensor ini bekerja berdasarkan perubahan resistansi yang dipengaruhi oleh jumlah cahaya yang diterimanya. Dalam aplikasi pemisahan telur, LDR dapat membantu memeriksa transparansi cangkang telur, misalnya untuk mendeteksi telur dengan retakan atau kualitas yang kurang baik. Ketika cahaya dari lampu menembus telur, LDR akan mengukur intensitas cahaya yang diterima, dan data ini dikirim ke Arduino untuk dianalisis. Kombinasi lampu dan LDR memungkinkan sistem untuk mengevaluasi parameter tambahan selain berat, sehingga meningkatkan akurasi penyortiran.

f). Lampu LED Super Bright

lampu sebagai komponen tambahan pada alat pemisah kualitas telur berfungsi untuk menyinari telur saat proses penyortiran berlangsung. Lampu ini mempermudah inspeksi visual, seperti mendeteksi kebersihan atau kondisi cangkang telur, dan juga mendukung sensor lain yang mungkin memerlukan pencahayaan optimal untuk membaca parameter tertentu. Lampu LED dengan intensitas cahaya yang sesuai biasanya digunakan karena hemat energi, tahan lama, dan mampu memberikan penerangan yang cukup tanpa merusak telur. Penempatan lampu di area penyortiran dirancang sedemikian rupa agar cahaya terfokus langsung pada telur tanpa mengganggu komponen lainnya.

g). PSU 5VDC

        Komponen power supply 5VDC berfungsi sebagai sumber daya utama untuk mengoperasikan seluruh rangkaian elektronik pada alat pemisah kualitas telur berbasis Arduino. Power supply ini menyediakan tegangan stabil sebesar 5 volt DC yang dibutuhkan oleh Arduino Uno, modul sensor (seperti load cell dan LDR), serta aktuator (seperti motor servo) dan komponen tambahan lainnya. Biasanya, adaptor 5VDC atau modul step-down converter (buck converter) digunakan untuk mengonversi tegangan dari sumber utama, seperti baterai atau adaptor AC/DC, ke tegangan yang sesuai. Stabilitas tegangan dari power supply ini sangat penting untuk memastikan kinerja alat tetap optimal dan mencegah kerusakan komponen akibat fluktuasi daya.

3. MEKANIK ALAT PEMISAH TELUR

a) Pembuatan Kotak Alat Pemisah Telur.

        kotak alat pemisah telur yang terbuat dari triplek dan berbentuk kotak ini merupakan kerangka dasar untuk menempatkan komponen-komponen seperti sensor, lampu, dan motor. Penggunaan triplek sebagai bahan utama memberikan keuntungan seperti ringan, mudah dibentuk, dan cukup kokoh untuk menopang alat penyortir. Lubang pada salah satu sisi kotak dirancang sebagai jalur masuk atau keluarnya telur yang akan diproses.

- Tahap Perakitan dan Pengecatan Kotak

- Tahap Pemasangan komponen elektronik 

b). System Mekanik Pemisah Telur
        system mekanik pemisah telur menggunakan 2 buah motor servo yaitu Modul Servo Atas Scanning dan Motor Servo Bawah Sorting.

-. Servo Atas - Scanning.

        Servo atas bertugas untuk melakukan proses pemindahan atau scanning telur ke posisi sensor, seperti sensor berat (load cell) atau sensor cahaya (LDR). Telur ditempatkan pada wadah awal yang dapat memuat satu butir telur. Servo atas berfungsi menggerakkan wadah ini ke posisi sensor untuk dilakukan pengukuran. Setelah sensor membaca data (berat atau transparansi), Arduino Uno akan menentukan apakah telur tersebut memenuhi kriteria yang diinginkan.

-. Servo Bawah - Sorting.

       Servo bawah bertugas untuk memindahkan telur ke jalur atau wadah sesuai kategori kualitas berdasarkan data yang diperoleh dari Arduino Uno. Jika telur memenuhi kriteria, servo bawah mengarahkan mekanisme penahan atau katup untuk memindahkan telur ke wadah "Layak". Jika tidak memenuhi kriteria, servo bawah menggerakkan mekanisme untuk menjatuhkan telur ke wadah "Tidak Layak". Posisi servo ini dapat diatur untuk memilah telur ke lebih dari dua kategori jika diperlukan.

4. PENGUJIAN PERANGKAT PEMISAH TELUR

a). Pengujian Sensor Load Cell dan LCD 2x16.

           Pengujian sensor load cell dan LCD 2x16 dilakukan untuk memastikan alat dapat mendeteksi bobot telur secara akurat dan menampilkan hasilnya. Sensor load cell, yang terhubung ke modul HX711 sebagai penguat sinyal, membaca berat telur dan mengirimkan data ke Arduino Uno untuk diproses. Hasil pembacaan berat ditampilkan secara real-time pada LCD 2x16, dengan kriteria berat telur yang diinginkan berada dalam rentang 40-45 gram. Pengujian ini melibatkan beberapa telur dengan berat berbeda untuk memastikan akurasi sistem.

- Penempatan sensor load cell

- data pembanding berat telur dari timbangan digital

- Meletakkan telur pada dudukan scanning

- Hasil Pembacaan sensor ditampilkan di LCD

- Tabel hasil uji pembacaan telur

        Dari hasil ujicoba beberapa butir telur didapatkan error rata-rata 0,30 gram, dan masih dalam toleransi karna tidak lebih dari 1 gram.

- Kode Sketch Program Arduino Pembacaan laod cell

    (Update Sketch Silahkan Tungu Revisi ke-2)

b). Pengujian Sensor LDR  (Light Dependent Resistor)

        Fungsi pengujian sensor LDR (Light Dependent Resistor) untuk mendeteksi telur adalah untuk memanfaatkan perubahan intensitas cahaya yang diterima sensor sebagai indikator keberadaan objek. Ketika telur diletakkan di tempat scanning, objek tersebut akan menghalangi sebagian atau seluruh cahaya yang masuk ke sensor LDR, menyebabkan perubahan pada resistansi sensor yang dapat diukur. Dengan cara ini, LDR dapat memberikan informasi apakah telur ada atau tidak di area tersebut,

- Menyalakan lampu scanning kecerahan.

- Hasil pembacaan sensor LDR tanpa telur.

- Meletakkan telur pada dudukan scanning

- Hasil pembacaan sensor LDR posisi ada telur pada dudukan scaning.

- Kode Sketch Program Arduino

  (Update Sketch Silahkan Tungu Revisi ke-2)

5. PENGUJIAN SYSTEM KESELURUHAN

a). Algoritma System (Flowchart ) 

b). Hasil Uji Coba System Keseluruhan

- Mendeteksi Telur pada Scanning

- Menampilkan tahap Scaning, saat mendeteksi telur

- Menampilkan hasil scenning telur pertama

- Menampilkan Keputusan, Telur layak komsumsi.

- Menampilkan hasil scenning telur kedua

- Menampilkan Keputusan, Telur tidak layak komsumsi.

- Posisi Telur seteleh dilakukan pemisahan 

c) Sketch Program system keseluruhan 

        (Update Sketch Silahkan Tungu Revisi ke-2)

 6. KESIMPULAN

        Alat pemisah kualitas telur berbasis Arduino dirancang untuk meningkatkan efisiensi dan akurasi dalam proses penyortiran telur berdasarkan kriteria berat dan kualitas cangkang. Dengan menggunakan komponen utama seperti Arduino Uno, sensor berat (Load Cell + HX711), sensor LDR, motor servo, LCD 2x16, lampu LED super bright, dan catu daya 5VDC, alat ini mampu memilah telur secara otomatis dan akurat sesuai dengan standar yang diinginkan. Proses ini meminimalisir kesalahan manusia, meningkatkan produktivitas, dan membantu peternak dalam memenuhi permintaan pasar akan telur berkualitas.

        Sistem mekanik alat ini menggunakan dua motor servo, yakni servo atas untuk proses scanning dan servo bawah untuk proses sorting. Telur yang diletakkan pada alat akan dipindahkan ke posisi sensor oleh servo atas untuk diukur berat dan transparansinya. Setelah data dianalisis oleh Arduino, servo bawah akan mengarahkan telur ke wadah yang sesuai berdasarkan hasil analisis tersebut. Komponen tambahan seperti lampu LED super bright dan sensor LDR memastikan hasil inspeksi lebih akurat dengan mendeteksi transparansi dan kondisi cangkang telur.

       Pengujian sistem alat pemisah kualitas telur menunjukkan hasil yang memuaskan, dengan kemampuan membaca bobot telur secara akurat dan menampilkan informasi pada LCD secara real-time. Pengujian sensor LDR juga berhasil mendeteksi transparansi cangkang telur. Hasil uji coba sistem secara keseluruhan membuktikan bahwa alat ini dapat diandalkan untuk memilah telur ke dalam kategori layak dan tidak layak konsumsi dengan efisien. Alat ini memberikan solusi inovatif dan aplikatif untuk membantu peternak dalam meningkatkan kualitas produk telur di pasaran

TERIMAKASIH SEMOGA BERMANFAAT:

admin  : IYON MANAKARRA

Chanel : Mekatroika Manakarra

Info Update : Rev. 1