System Architecture:
Hardware Integration & Logic
Pendefinisian spesifikasi perangkat keras (Bill of Materials) dan arsitektur kontrol aktuator untuk mengimplementasikan logika Fuzzy Mamdani pada ekosistem kandang closed house.
2.1 Perangkat Keras (Hardware)
Spesifikasi teknis dan rasional pemilihan komponen (BOM).
Arsitektur Komunikasi Data
Sistem menggunakan topologi bintang (Star Topology) terpusat dengan ESP32 sebagai master. Komunikasi antar perangkat (Sensor, RTC, LCD) menggunakan protokol serial I2C (Inter-Integrated Circuit)pada alamat unik, sehingga mengurangi kompleksitas kabel (hanya 2 jalur data: SDA & SCL). Ini meminimalkan noise interference di lingkungan industri peternakan.
Mikrokontroler Utama
ESP32-S3 N16R8
Fuzzy Inference Engine & IoT Gateway
Dual-core Xtensa LX6 240MHz, 16MB Flash, 8MB PSRAM
Dipilih karena kemampuan dual-core untuk multitasking: Core 0 menangani interrupt sensor (I2C) dengan prioritas tinggi, sedangkan Core 1 mengeksekusi logika Fuzzy Mamdani dan komunikasi jaringan (WiFi/MQTT) tanpa blocking.
Sensor Lingkungan
DFRobot SHT40
High-Precision Temperature & Humidity Sensing
Akurasi ±0.1°C / ±1.8% RH, 0-100% Range, I2C
Menggunakan teknologi sensor CMOSens terbaru yang memberikan resolusi tinggi dan stabilitas jangka panjang. Output digital I2C mengeliminasi noise analog pada kabel panjang di lingkungan kandang yang lembap.
Real Time Clock (RTC)
DS3231
Set Point Synchronization & Data Logging
TCXO Crystal, ±2ppm Accuracy, CR2032 Backup
Kritis untuk mekanisme *Dynamic Set Point*. RTC menyediakan timestamp akurat untuk log data historis dan memicu perubahan suhu target secara otomatis berdasarkan umur ayam (Hari ke-X) tanpa dependensi internet (NTP).
Modul GSM/GPRS
SIM800L
Fail-safe Connectivity & Critical Alerts
Quad-band 850/900/1800/1900 MHz, TCP/IP Stack
Berfungsi sebagai jalur komunikasi cadangan (redundancy) saat jaringan WiFi lokal down. Mengirimkan notifikasi SMS (text) untuk alarm kritis (Suhu > 35°C) menggunakan protokol AT Command.
Visual Monitoring Node
ESP32-CAM
Remote Visual Inspection & Anomaly Detection
OV2640 2MP, JPEG Compression, MicroSD Slot
Beroperasi sebagai node independen yang melakukan stream video MJPEG via HTTP. Memungkinkan verifikasi visual kondisi fisik ayam (piling/crowding) yang tidak dapat dideteksi oleh sensor suhu.
HMI Lokal (Local HMI)
LCD 16x2 I2C
On-site Status Display & Debugging
HD44780 Controller, I2C Backpack (PCF8574)
Menyediakan antarmuka langsung untuk peternak di lokasi kandang untuk membaca nilai aktual, setpoint, dan status aktuator tanpa perlu membuka smartphone/dashboard.
Power Management System
TP4056 + 18650 Li-Ion
Uninterruptible Power Supply (UPS)
CC-CV Charging 1A, DW01 Protection IC
Menjamin operasional sistem selama pemadaman listrik sesaat. Sistem charging otomatis (TP4056) memastikan baterai selalu dalam kondisi penuh saat listrik PLN menyala.
2.2 Mekanisme Kontrol Aktuator
Penerapan teknik modulasi sinyal berbasis keluaran Fuzzy.
Sistem Pendingin (Cooling)
Exhaust Fan Control
Teori Operasi
Kipas exhaust dikendalikan oleh PWM AC Voltage Regulator. Sistem tidak menggunakan metode On/Off relay yang menyebabkan inrush current tinggi. Sebaliknya, duty cycle sinyal PWM dimodulasi untuk mengatur tegangan RMS yang sampai ke motor kipas, memungkinkan variasi kecepatan putaran (variable speed) yang halus sesuai kebutuhan pembuangan panas.
Sistem Pemanas (Heating)
Brooder Lamp/Heater Control
Teori Operasi
Heater dikendalikan menggunakan teknik Phase-Angle Control (Dimmer) dengan deteksi Zero-Crossing. Triac pada modul dimmer "menyulut" (firing) pada titik tertentu setelah gelombang AC melewati nol volt. Menggeser sudut penyalaan (firing angle) ini mengubah persentase siklus daya yang diterima heater, memberikan kontrol suhu yang presisi tanpa switching noise.