Design and Implementation of an IoT-Based Temperature Control and Monitoring System for Broiler Chick Brooding Enclosures Using ESP32 with Fail-Safe Features

Main Article Content

Gibrand Pradana
Nabil Dzaka Fahrizal Santoso
Farid Ainur Ridho

Abstract

The rearing period of Day-Old Chicks (DOC) during the early phase (brooding) is the most critical phase in the poultry industry, requiring precise environmental temperature regulation. Fluctuating and unstable temperatures can cause heat stress or hypothermia, leading to high livestock mortality rates. This study aims to design, build, and analyze an automatic temperature control and monitoring system based on the Internet of Things (IoT) using the ESP32 microcontroller. The system utilizes a DHT11 sensor, a 4-channel relay module, a 5V DC exhaust fan, a 40W AC heating lamp, and a 4000 Hz buzzer. Tests were conducted 5 times in a 30×30×30 cm test coop with an initial temperature of 31.2°C. The results show an average system response time of 2.8 ± 1.1 seconds and a DHT11 mean absolute error of 0.7°C compared to a reference digital thermometer (the DHT11 read consistently lower than the reference). The system successfully maintained the 35.0°C threshold, activating the exhaust fan when temperature ≥35.0°C and the heater when temperature <35.0°C. The fail-safe features—zero-state power disconnection and intermittent 4000 Hz buzzer alarm during sensor malfunction—worked properly. The limitation of this study is that testing did not use live DOC and the test duration was limited. The implementation proves to provide an applicative and efficient solution for breeders to reduce chick mortality risk through precise remote microclimate control.

Article Details

How to Cite
Pradana, G., Santoso, N. D. F., & Ridho, F. A. (2026). Design and Implementation of an IoT-Based Temperature Control and Monitoring System for Broiler Chick Brooding Enclosures Using ESP32 with Fail-Safe Features. Tech : Journal of Engineering Science, 2(2), 307–325. https://doi.org/10.69836/tech.v2i2.889
Section
Articles
Author Biographies

Gibrand Pradana, Universitas Duta Bangsa Surakarta, Central Java, Indonesia

Gibrand Putra Pradana (NIM: 230103136) adalah mahasiswa aktif program studi S1 Teknik Informatika di Universitas Duta Bangsa. Ia memiliki ketertarikan besar dan fokus penelitian dalam bidang Kecerdasan Buatan (AI), Machine Learning, dan arsitektur Internet of Things (IoT), khususnya dalam pengembangan antarmuka sistem kendali (gesture controller) dan sistem cerdas prediktif.

Nabil Dzaka Fahrizal Santoso, Universitas Duta Bangsa Surakarta, Central Java, Indonesia

seorang mahasiswa Teknik Informatika yang berfokus pada pengembangan perangkat lunak (software development) dan aplikasi berbasis web. Memiliki ketertarikan mendalam serta pengalaman praktis dalam merancang system dan mengelola basis data. Saya selalu berorientasi pada solusi, memiliki kemampuan problem solving yang kuat, dan antusias untuk terus menguasai teknologi terbaru termasuk pengembangan web modern, sistem IoT, serta implementasi kecerdasan buatan (AI)—demi menghadirkan sistem yang efisien dan berkualitas tinggi.

Farid Ainur Ridho, Universitas Duta Bangsa Surakarta, Central Java, Indonesia

mahasiswa Teknik Informatika yang memiliki minat kuat pada pengembangan teknologi digital, khususnya dalam perancangan aplikasi, pengolahan data, dan penerapan sistem berbasis web. Ia dikenal sebagai pribadi yang teliti, adaptif, dan memiliki semangat belajar tinggi dalam memahami perkembangan teknologi informasi. Selain berfokus pada kemampuan teknis, Farid juga memiliki ketertarikan pada pemecahan masalah secara kreatif melalui pendekatan teknologi yang sederhana namun efektif. Dengan kemampuan berpikir logis dan kemauan untuk terus berkembang, ia berupaya menghasilkan solusi digital yang bermanfaat, mudah digunakan, serta relevan dengan kebutuhan masyarakat maupun dunia industri.

References

Abdurrahman Wahid, L., Sumarahinsih, A., Surya, Y., & Gumilang, A. (2024). Implementasi Metode Fuzzy Untuk Mempertahankan Suhu dan Kelembapan Pada Kandang Ayam. https://semnasti.unipasby.ac.id/proceedings/

Adhistian, P., & Mayangsari, M. (2021). Implementasi IoT dalam Otomasi Pengontrolan Kondisi Lingkungan dan Pemberian Pakan: Efeknya Terhadap Parameter Efisiensi Peternakan. 6(2), 217–224. https://doi.org/10.32493/informatika.v6i2.7474

Aini, A. H., Saragih, Y., & Hidayat, D. R. (2021). Rancang bangun smart system pada kandang ayam menggunakan mikrokontroler (Vol. 11, Number 3). https://doi.org/10.24853/justit.12.3.38-46

Caesario, B. G., Setiawan, E., & Primananda, R. (2023). Sistem Pengendalian Suhu pada Kandang Ayam Broiler menggunakan PID Controller (Vol. 7, Number 3). http://j-ptiik.ub.ac.id

Fahila, N. A., Wibowo, S. A., & Ariwibisono, F. X. (2024). Implementasi Fuzzy Mamdani pada sistem automasi dan monitoring ayam broiler berbasis Internet of Things (IoT). JATI (Jurnal Mahasiswa Teknik Informatika), 8(2), 1314–1322. https://doi.org/10.36040/jati.v8i2.9123

Fathurrahmani, F., Kusrini, W., Hafizd, K. A., & Supriyanto, A. (2019). Penerapan Sistem Tertanam untuk Monitoring Kandang Ayam Broiler. MATRIK : Jurnal Manajemen, Teknik Informatika Dan Rekayasa Komputer, 19(1), 53–61. https://doi.org/10.30812/matrik.v19i1.490

Hadyanto, T., & Amrullah, M. F. (2022). SISTEM MONITORING SUHU DAN KELEMBABAN PADA KANDANG ANAK AYAM BROILER BERBASIS INTERNET OF THINGS.

Hasan, F. A., Jakiyah, U., & Umbara, D. S. (2025). Kelayakan Usaha Peternakan Ayam Broiler Di Desa Mekarjaya Kabupaten Tasikmalaya. https://doi.org/10.59581/jtpip-widyakarya.v3i2.1365

Jebari, H., Mechkouri, M. H., Rekiek, S., & Reklaoui, K. (2023). Poultry-Edge-AI-IoT System for Real-Time Monitoring and Predicting by Using Artificial Intelligence. International Journal of Interactive Mobile Technologies, 17(12), 149–170. https://doi.org/10.3991/ijim.v17i12.38095

Kasim, A. A., Maulana, R., & Setyawan, G. E. (2019). Implementasi Otomasi Kandang dalam Rangka Meminimalisir Heat Stress pada Ayam Broiler dengan Metode Fuzzy Sugeno (Vol. 3, Number 2). http://j-ptiik.ub.ac.id

Kurniawan Susilo, A., Nur Fathoni, I., & Grina Dawang Majaya, I. (2024). Sistem Monitoring Suhu dan Kelembapan Ruangan Server dengan ESP32. 18–2024.

Masriwilaga, A. A., Al-hadi, T. A. J. M., Subagja, A., & Septiana, S. (2019). Monitoring System for Broiler Chicken Farms Based on Internet of Things (IoT). Telekontran : Jurnal Ilmiah Telekomunikasi, Kendali Dan Elektronika Terapan, 7(1), 1–13. https://doi.org/10.34010/telekontran.v7i1.1641

Nalendra, A. K., & Priya Waspada Heri. (2021). Penerapan Artificial Intelligence untuk Kontrol Suhu dan Kelembapan pada Kandang Broiler berbasis Internet of Things. Generation Journal, 5(2). https://doi.org/10.29407/gj.v5i2.15706

Ningrum, N. K., Kusuma, T. W., Utomo, I., Mulyono, W., & Susanto, A. (2023). Sistem monitoring suhu dan kelembaban kandang ayam berbasis Internet of Things (IoT). Jurnal Elektronika dan Komputer, 16(2), 278–285. https://doi.org/10.51903/elkom.v16i2.1153

Oktavia, H., Rochmi, S. E., Suprayogi, T. W., & Legowo, D. (2021). Weight Gain and Feed Conversion of Broiler Chickens in Reviewed from Cage Temperature and Humidity. Journal of Applied Veterinary Science And Technology, 2(1), 5. https://doi.org/10.20473/javest.v2.i1.2021.5-9

Pereira, W. F., Fonseca, L. da S., Putti, F. F., Góes, B. C., & Naves, L. de P. (2020). Environmental monitoring in a poultry farm using an instrument developed with the internet of things concept. Computers and Electronics in Agriculture, 170. https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105257

Pressman, R. S., & Maxim, B. R. (2015). Software engineering: A practitioner's approach (8th ed.). McGraw-Hill Education.

Ramadhan, M. R., Thiopelus, A., Maulyda, I., Pongkapadan, K. N., Apada, A. M. S., Yusuf, S., Marasakti, R., & Amal, I. (2025). Thermal stability in closed house system in optimizing welfare and productivity of broiler chickens in tropical climate. Jurnal Ilmiah Peternakan Terpadu, 13(2), 340–355. https://doi.org/10.23960/jipt.v13i2.p340-355

Rohman, G. A., & Isnaini, A. R. (2025). Otomatisasi Pengendalian Suhu dan Kelembaban Berbasis Internet of Things pada Kandang Ayam Potong. MALCOM: Indonesian Journal of Machine Learning and Computer Science, 5(2), 558–565. https://doi.org/10.57152/malcom.v5i2.1686

Susatyono, J. D., & Fitrianto, Y. (2021). Sistem Monitoring Kualitas Udara dan Otomatisasi Pemberian Pakan Ayam Berbasis IoT. Krea-TIF, 9(2), 1. https://doi.org/10.32832/kreatif.v9i2.5650

Turesna, G., Andriana, A., Abdul Rahman, S., & Syarip, M. R. N. (2020). Perancangan dan Pembuatan Sistem Monitoring Suhu Ayam, Suhu dan Kelembaban Kandang untuk Meningkatkan Produktifitas Ayam Broiler. Jurnal TIARSIE, 17(1), 33. https://doi.org/10.32816/tiarsie.v17i1.67

Zafar, S., Miraj, G., Baloch, R., Murtaza, D., & Arshad, K. (2018). An IoT Based Real-Time Environmental Monitoring System Using Arduino and Cloud Service. In Technology & Applied Science Research (Vol. 8, Number 4). https://doi.org/10.48084/etasr