Rancang Bangun Dispenser Otomatis Menggunakan Sistem Vending Machine Diaplikasikan Pada Pondok Pesantren Miftahul Huda

Transkripsi

1 Rancang Bangun Dispenser Otomatis Menggunakan Sistem Vending Machine Diaplikasikan Pada Pondok Pesantren Miftahul Huda Irmalia Suryani Faradisa, Eko Nurcahyo, Taufik Hidayat, Teguh Herbasuki Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, ITN Malang ABSTRAK Air merupakan kebutuhan utama manusia karena sekitar 70 % tubuh manusia terdiri dari air. Bagi sebagian orang pencarian air minum sama halnya dengan mengeluarkan sebagian dari kebutuhan lainnya. Pembelian air minuman kemasan menjadi alternatif bagi sebagian orang untuk memenuhi kebutuhan tubuh berupa air. Dengan penghematan pengeluaran, banyak juga orang memanfaatkan air keran yang belum diketahui kebersihan dan kesehatannya. Hal ini memicu untuk sebuah ide baru berupa pengisian air ulang yang bisa menjadi peluang bisnis dengan perbandingan pembelian air kemas siap saji yang terdapat dan dijual ditoko-toko. Sistem penjualan air mineral ini terdiri dari tiga buah sensor, yaitu sensor coin Acceptor untuk mendeteksi koin, sensor WLC untuk mendeteksi volume air dan sensor benda berfungsi sebagai pendeteksi adanya gelas saji. Sedangkan unit pengontrolan menggunakan Mikrokontroler Atmega16 sebagai basis pengontrolan sistem. Prinsip kerja dari alat ini adalah akan mengaktifkan perangkat output berupa selenoid valve, water pump, dan alarm. Selain itu alat ini juga dilengkapi sensor air yang berfungsi untuk memberikan tanda peringatan ke konsumen secara otomatis apa bila terjadi air meluap karena tidak kesesuaian isi air dan volume gelas. Kata kunci : Coin Acceptor, WLC, Sensor Benda ABSTRACT Water is the primary human needs because about 70% of the human body consists of water. For some people the search is the same as drinking water by removing some of the needs of others. The purchase of bottled water to be an alternative for some people to meet the needs of the body is water. With savings spending, many people make use of tap water that has not been known to cleanliness and health. This triggered for a new idea in the form of repeated water charging could be a business opportunity with a comparison of purchasing water down fast contained and sold in stores. Sales of mineral water system consists of three sensors, the sensor coin Acceptor, coin sensors to detect WLC to detect the volume of water and sensor objects function as a detector of serving glasses. While the unit control using Microcontroller Atmega16 as the basis for controlling the system. The working principle of this tool is will activate the output device is a selenoid valve, water pump, and alarm. In addition this tool also features a water sensor serves to give a warning sign to the consumer automatically what happens when water overflows because it doesn't fit the content and volume of the water glasses Keywords : Coin Acceptor, WLC, Object Sensor Pendahuluan Latar Belakang Air merupakan kebutuhan utama manusia karena sekitar 70 % tubuh manusia terdiri dari air. Bagi sebagian orang pencarian air minum sama halnya dengan mengeluarkan sebagian dari kebutuhan lainnya. Pembelian air minuman kemasan menjadi alternatif bagi sebagian orang untuk memenuhi kebutuhan tubuh berupa air. Dengan penghematan pengeluaran, banyak juga orang memanfaatkan air keran yang belum diketahui kebersihan dan kesehatannya. Hal ini SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

2 memicu untuk menemukan ide baru berupa pengisian air ulang yang bisa menjadi peluang bisnis dengan perbandingan pembelian air kemas siap saji yang terdapat dan dijual ditoko-toko. Hal ini dapat menghemat pengeluaran dengan membayar lebih murah dari yang sudah ada ditoko-toko. Mesin dispenser otomatis menggunakan sistem vending machine adalah sebuah mesin penjual yang akan mengeluarkan air mineral sesaat setelah pembeli memasukkan koin ke dalam kotak mesin uang ( coin acceptor ). Koin yang dimasukkan akan divalidasi oleh koil yang akan difungsikan sebagai pendeteksi logam. Coin acceptor ini berfungsi sebagai pemberi Vout kepada mikrokontroller. Mikrokontroller akan mengolah Vout yang masuk, jika Vout terbaca maka mikrokontroler mengolah data untuk melakukan tugas selanjutnya yaitu memberikan vasilitas kepada pembeli untuk mendapatkan barang. Dengan menekan tombol pilihan ya atau tidak sebagai batal lanjutnya pada kotak mesin, maka air akan keluar. Berdasarkan latar belakang diatas, dapat diperoleh permasalahan yang timbul diantaranya yaitu: 1. Bagaimana pembuatan sistem elektronika yaitu Sensor Logam (Coin Acceptor) menjadi validator nilai uang logam sebagai nilai inputan berupa tegangan output yang nantinya bisa diproses menjadi perintah. 2. Bagaimana membuat dan merancang sistem pengontrolan air secara otomatis dengan rancangan sederhana dan lebih peraktis. 3. Bagaimana menentukan takaran volume air 4. Bagaimana mengkomunikasikan alat menggunakan mikrokontroler Metode Pengabdian Kepada Masyarakat 1. Perancangan dan Pembuatan Alat Agar perancangan dan perealisasian alat berjalan secara sistematis maka perlu dirancang blok diagram yang menjelaskan sistem yang dirancang secara garis besar. Gambar 1. Blok diagram sistem Dispenser otomatis ( Vending Machine ) merupakan alat penjual air meneral dengan sistem otomatisasi. Perinsip kerjanya dengan memasukan koin berupa uang logam perak dengan nilai 100, 200, dan 500 rupiah yang nantinya akan memberikan air dengan kapasitas yang ditentukan, semisal : koin 100 untuk 300 ml, 200 untuk 600 ml, dan 500 untuk 1500 ml. Hasil akan ditentukan melalui indikator lampu untuk nilai koin yang ditentukan dan dispaly pada LCD. Setelah itu meletakkan gelas yang dibutuhkan dan air akan keluar secara otomatis sesuai takaran yang dibutuhkan. Alarm akan berbunyi jika konsumen melakukan kesalahan pada penilaian keputusan yang salah seperti gelas penampung tidak bisa menampung sesuai takaran yang ditentukan, maka air akan berhenti sendirinya dan konsumen akan merasa nyaman dan aman untuk menggunakannya. 2. Perancangan Hardware Untuk perancangan hardware pada alat dibawah ini adalah menggunakan berbagai perancangan sistem yang berbeda beda beberapa perancangan berupa sensor air, sensor benda, SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

3 minimum sistem, driver relay. Dibawah ini adalah beberapa perancangan yang dibutuhkan untuk kelancaran alat yang diinginkan sebagai berikut : Rangkaian Coin Acceptor Pada perancangan dan pembuatan Coin Acepptor atau sensor pendeteksi koin yang digunakan berupa sensor optocoupler. Coin Acceptor berbasis optocoupler adalah merupakan suatu pendeteksian logam yang dilakukan dengan memanfaatkan sensor infra merah sebagai transmitter dan phototransistor sebagai receiver. Gambar 2. Rangkaian sensor koin Rangkaian Sensor Air Sensor air yang terdiri dari dua buah batang stainless steel yang dihubungkan dengan mikrokontroler. Sensor air ini mempunyai 2 fungsi yaitu fungsi pertama untuk mendeteksi Volume bak penampungan air utama, sedangkan fungsi yang kedua sebagai saklar untuk mendeteksi kepenuhan air saat pengisian pada gelas saji. Gambar 3. Sensor pendeteksi level tinggi air Rangkaian pada gambar 3 akan diproses lanjut pada rangkaian dibawah ini untuk menghasilkan nilai tegangan 0 atau 5V pada rangkaian komparator. Gambar 4. Rangkaian pendeteksi level tinggi air Rangkaian Sensor Benda Perancangan sensor benda disini menggunakan sensor cahaya, yaitu LED dan LDR. Sistem kerja rangkaian ini cukup sederhana dengan memanfaatkan sistem pemotongan pada pembiasan cahaya yang dipancarkan ke LDR sebagai pemberi nilai resistansi. SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

4 Gambar 5. Rangkaian pendeteksi benda atau gelas Rangkaian Mikrokontroler Atmega16 Pada perancangan ini menggunakan Atmega 16 yang berfungsi sebagai kontroller untuk mengendalikan input dan output rangkaian dan membaca perubahan data dari sensor yang di proses kemudian di tampilkan ke LCD untuk monitoring display. Gambar 6. Rangkaian mikrokontroler Saklar Air Saklar Air berfungsi untuk memberikan keamanan pada air yang meluap pada tempatnya dengan nilai masukan 5Volt pada tingkat elektrolisasi air mineral dimana air mineral akan menyentuh ke dua buah batang stanless steel maka sumber VCC akan mengalirkan sebagai mana saklar pada umumnya. Gambar 7. Rangkaian Saklar Air Driver Relay Rangkaian driver relay ini berasal dari rangkaian mikrokontroler. Gambar 8. Rangkaian driver relay Buzzer Pada alat ini buzzer berfungsi untuk indikator bunyi. SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

5 Gambar 9. Rangkaian buzzer Flowchart Gambar 10. Flowchart sistem Hasil dan Pembahasan Pengujian Sensor optocoupler Pengujian sensor optocoupler dimaksudkan agar dapat mengetahui apakah sensor optocoupler bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian sensor optocoupler ini dilakukan dengan cara meletakkan sensor di daerah jalur koin tempat koin melintas, yaitu dengan melewatkan koin pada lubang yang sudah disediakan. (a) (b) Gambar 11. (a) Tegangan output sensor optocoupler tidak terhalang koin (b) Tegangan output sensor optocoupler terhalang koin Tabel 1. Pengujian sensor optocoupler Koin Sensor Pengukuran Perhitungan Error Tidak Ada 0 0, A B C SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

6 Pengujian Sensor Air Pada pengujian sensor air dilakukan untuk menguji dari dua buah batang stainless steel yang dihubungkan melalui air bisa bekerja dengan baik atau tidak sebelum dialirkan sebagai outputan ke mikrokontroler. Gambar 12. Sensor air Tabel 2. Pengujian sensor air Tegangan Kondisi Sensor Pengukuran Perhitungan Error % Terhubung Air ,2 Tidak Terhubung Air ,00 0 Pengujian Sensor WLC Pengujian sensor WLC ini dilakukan dengan cara mengukur tegangan pada pin output sensor pada saat konduktor terkena air dan tidak terkena air. Sehingga dapat diamati respon sensor WLC pada kedua kondisi tersebut. Volume Tabel 3. Pengujian sensor WLC Logic Tegangan Input Tidak Terhubung (high/low) Terhubung 0 ml 00 0,55 3, ml 01 0,55 3, ml 10 0,55 3, ml 11 0,55 3,74 Pengujian Sensor Benda (a) (b) Gambar 14. (a) Output sensor WLC saat tidak terhubung (b) Output sensor WLC saat terhubung Pengujian sensor benda ini dilakukan dengan cara mengukur tegangan pada pin output sensor pada saat LDR terkena cahaya dan tidak terkena cahaya. Sehingga dapat diamati respon sensor benda pada kedua kondisi tersebut. SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

7 Tabel 4. Pengujian sensor benda Kondisi Sensor Logic Input LED Indikator Terkena cahaya Low Mati Tidak terkena Cahaya High Nyala Pengujian Driver Relay Pengujian rangkaian driver relay ini dilakukan untuk mengukur nilai basis yang dibutuhkan untuk memicu transistor agar komponen relai dapar bekerja. Maka dilakukan pengukuran nilai arus basis dan nilai resitansi pada R. Gambar 15. Nilai IB driver relay Tabel 5. Rangkaian driver relay Tegangan Input Pengukuran Perhitungan Error (volt) IB IB % 4,9 0,77 0, ,03 0,00 0,00 0,0 Pengujian Driver Alarm Pengujian rangkaian alarm dilakukan dengan cara memberikan inputan tegangan berupa sinyal high atau low pada rangkaian. Berdasarkan rangkaian alarm, digunakan transistor 2N2222 yang berfungsi sebagai saklar, maka apabila diberikan sinyal high pada basis transistor, maka transistor akan berada pada daerah saturasi yang mengakibatkan rangkaian alarm menjadi on dan sebaliknya Tabel 6. Pengujian Rangkaian Alarm Tegangan Input Logic Input Kondisi Buzzer (volt) (high/low) (on/off) 4,9 High On 0,02 Low Off SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

8 Hasil Perancangan Pengendali Hasil Perancangan Alat Kesimpulan Setelah melakukan perancangan pembuatan dan pengujian, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Dari hasil pengujian yang dilakukan pada sensor optocoupler, didapat adanya error pada tegangan keluaran sensor optocoupler yaitu sebesar 1,2%, dimana sensor optocoupler mampu mendeteksi keberadaan koin yang melewatinya. 2. Untuk pengujian sensor air, didapat adanya error pada tegangan keluaran sensor optocoupler yaitu sebesar 16,2%, dimana sensor air mampu mendeteksi keberadaan air yang menghubungkan kedua batang konduktor. 3. Untuk pengujian rangkaian driver, didapat adanya error pada arus keluaran driver relay yaitu sebesar 10%, dimana rangkaian driver mampu mendeteksi arus sebesar 0,77mA. 4. Dari hasil pengujian secara keseluruhan didapat : Permasalahan rata-rata terdapat pada pengukuran nilai resitansi yang dibutuhkan, terutama pada sensor air. Dalam hal ini air dan batang konduktor juga terdapat nilai resistansi terbukti perbandingan padavout = 5 Volt dan Vin = 4,2 Volt. Daftar Pustaka 1. Anggono Putro, Nanang ALAT PENUANG MINUMAN KOPI DAN SUSU SECARA OTOMATIS, Undip: Semarang 2. Bishop, Owen Dasar-Dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

9 3. Ratnani, Diana Ari PERENCANAAN DAN PEMBUATAN COFFEMIX DISPENSER BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S8252, ITN: Malang mikrokontroler-atmega16/ 7. SENATEK 2015 Malang, 17 Januari